Поверхностные воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поверхностные воды

Реки являются поверхностными водами. На качество поверхностных вод сильно влияют климатические и геологические факторы. Основной климатический фактор - частота, количество осадков, экологическая загрязненность региона. В осадках содержится определенное количество нерастворенных частиц - частички пыль, пепел, пыльца, бактерии, споры различных организмов, микроорганизмы.

Океан - источник различных солей, которые растворяются в дождевой воде. В ней присутствуют ионы хлорида, сульфата, натрия, магния, кальция и калия. Промышленность своими выбросами также дополняет состав химических веществ органическими растворителями, оксидами азота и серы. Все это является причиной выпадения кислотных дождей. Свой вклад также вносит сельское хозяйство, применяя химикаты при удобрении почвы.

Геологическим фактором, влияющим на качество поверхностных вод, является структура рек. Если русло реки в основном состоит из известняковых пород, то вода реки обладает повышенной жесткостью и минимальной мутностью. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной за счет большого количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения.

В общем поверхностные воды отличаются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов. Поэтому для пользования человеком необходима очистка воды.

Загрязнение поверхностных вод в России.

Поверхностные воды в России загрязнены повсеместно, а качество их не улучшается, хотя идет снижение массы загрязняющих веществ. Государство не имеет эффективного контроля загрязнений, которые поступают в водоемы с поверхностным стоком и через атмосферу, а также через ливневые сточные воды.

Анализ ситуации показал, что сточные воды дают не более 50 % загрязнения, большой вклад в загрязнение вод вносят рассредоточенные по водосборам диффузионные источники. Выявлять и контролировать такие источники весьма сложно, поэтому необходимо строго соблюдать регламент землепользования и самое важное - повышать общую культуру водопользования. Работа очистных сооружений неэффективна и они имеют низкий процент извлечения загрязняющих веществ. Причиной тому устаревшие схемы очистки, несовершенство технологического оборудования, несоответствие типа очистки категории сбрасываемых вод. В результате в России до нормативного уровня очищается лишь около 10 % сточных вод. Сокращение объемов расхода свежей воды и сброса загрязняющих веществ меньше уровня падения объемов производства, и в течение последних лет сохраняется тенденция ухудшения качества воды в бассейнах основных рек. В этой ситуации безопасность водного ресурса уменьшается. Загрязнение азотосодержащими и хлорорганическими соединениями приводит к повышению заболеваемости нефритами и гепатитами, повышает мертворождаемость, токсикоз при беременности и количество врожденных аномалий развития у детей. Потребление воды с "чрезвычайно высоким" природным содержанием бора и брома дает рост заболеваемости органов пищеварения. Пятикратное превышение норматива содержания алюминия в воде ведет к угнетению центральной нервной и иммунной систем у детей. При потреблении воды с содержанием кальция 300-500 мг/л возрастает частота заболевания мочекаменной болезнью. Превышение нормативов по хлоридам и сульфатам дает рост сердечно-сосудистых заболеваний, а также желче- и мочекаменной болезни. Низкое содержание фтора приводит к высокому уровню поражения зубов кариесом. В результате хлорирования питьевой воды образуются высокотоксичные и канцерогенно-опасные вещества - хлористые углеводороды. В настоящее время появляются сведения о возможном влиянии побочных продуктов хлорирования воды, выражающемся в расстройствах печени, почек, генетического аппарата, поражении соматических и половых клеток, развитии злокачественных новообразований и цитогенетических нарушений. При этом 50 % городов России имеют питьевую воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по содержанию индикаторного галоформного соединения - хлороформа, который является вторичным продуктом хлорирования воды. В целом следует сказать, что в России сложилась неблагоприятная обстановка по обеспечению населения питьевой водой нормативного качества, причина чего не только в экологических факторах, но и в низких темпах развития водопроводно-канализационного хозяйства и неудовлетворительном комплектовании техникой, материалами и оборудованием.

Водные ресурсы Красноярского края в настоящий момент превышают потребности населения в питьевой воде, и организация водоснабжения подземными водами является благоприятной. По оценкам специалистов, речной сток Красноярского края составляет около 600 км3 в средний по водности год. Это около 14 % водного стока всей страны. На одного человека в крае приходится около 200 тыс. м3 стока в год. Это в семь раз больше, чем в среднем по стране.

Использование больших рек.

1.Енисей - относится к бассейну Северного ледовитого океана

2.Площадь - 2280 тыс. км

3.4102 км

4.1988 км

5.623 куб. км

6. Замерзает от устья к истоку. Вскрытие от истока к устью, что вызывает наводнение и необходимость искусственного вскрытия реки.

На Енисее построены водохранилища:

1. Братское

2. Красноярское

3. Усть - Илимское

Водохранилища человек строил с целью урегулирования стока рек, создавая запасы воды во время половодий, чтобы можно было ее использовать во время меженя. Это важно и для равномерной работы ГЭС, а также для судоходства.

Принимая воду во время наводнений и паводков, водохранилища снижают интенсивность и катастрофические последствия наводнений.

Oтpицательные стороны строительства водохранилищ: затопление леса, массивы плодородных пойменных земель. Приходится переселять людей с обжитых территорий.

Поднимается уровень грунтовых вод, вызывая подтопление и заболачивание, нарушаются пути нереста рыбы. В водохранилищах идет медленный процесс самоочищения, быстро происходит процесс заиливания, загрязнение стоками промышленных и с/х. вод.

Расселение человека на планете связано с водой

Реки - источник пресной воды для питья, хоз. деятельности, удобные транспортные пути сообщения, реки - место рыбной ловли, не одно тысячелетие кормившее людей.

Гидроэнергетика.

Гидроэнергетика -- одно из наиболее эффективных направлений электроэнергетики.

Гидроресурсы -- возобновляемый и наиболее экологичный источник энергии, использование которого позволяет снижать выбросы в атмосферу тепловых электростанций и сохранять запасы углеводородного топлива для будущих поколений.

Кроме своего прямого назначения -- производства электроэнергии -- гидроэнергетика решает дополнительно ряд важнейших для общества и государства задач. Прямая выгода от них включает создание систем питьевого и промышленного водоснабжения, развитие судоходства, создание ирригационных систем в интересах сельского хозяйства, рыборазведение, регулирование стока рек, позволяющее осуществлять борьбу с паводками и наводнениями, обеспечивая безопасность населения. Гидроэнергетика является инфраструктурой для деятельности и развития целого ряда важнейших отраслей экономики и страны в целом. Каждая введенная в эксплуатацию гидроэлектростанция становится точкой роста экономики региона своего расположения, вокруг нее возникают производства, развивается промышленность, создаются новые рабочие места.

Гидроэнергетика является ключевым элементом обеспечения системной надежности Единой Энергосистемы страны, располагая более 90 % резерва регулировочной мощности. Из всех существующих типов электростанций именно ГЭС являются наиболее маневренными и способны при необходимости существенно увеличить объемы выработки в считанные минуты, покрывая пиковые нагрузки. Для тепловых станций этот показатель измеряется часами, а для атомных -- целыми сутками. Само по себе создание ЕЭС России стало возможным именно благодаря вводу в эксплуатацию мощных ГЭС Волжско-Камского каскада в 50-е годы прошлого столетия.

"Золотой век" отечественной гидроэнергетики пришелся на период с 1930 по 1990 гг. До этого времени в России и СССР работало лишь небольшое число гидростанций. Общая установленная мощность гидроагрегатов в СССР к 1930 г. не превышала 600 тыс. кВт. Спустя 60 лет наша страна вышла на второе место в мире по установленной мощности ГЭС (65 млн. кВт.), уступая только США, а по производству электроэнергии на ГЭС (233 млрд кВт·ч/год) на третье место после США и Канады.

В настоящее время на территории России работают 102 гидростанции мощностью свыше 100 МВт. Общая установленная мощность гидроагрегатов на ГЭС в России составляет примерно 45 млн кВт (5 место в мире), а выработка порядка 165 млрд кВт·ч/год (также 5 место) -- в общем объеме производства электроэнергии в России доля ГЭС не превышает 21 %. При этом по экономическому потенциалу гидроэнергоресурсов Россия занимает второе место в мире (порядка 852 млрд кВт·ч, после Китая), однако, по степени их освоения -- 20 % -- уступает практически всем развитым странам и многим развивающимся государствам. Так, во Франции и Швейцарии этот показатель превышает 90 %, Канаде и Норвегии -- 70 %, США и Бразилии -- 50%.

Для дальнейшего освоения гидропотенциала России и развития отечественной гидроэнергетики, фактически находившейся в состоянии стагнации на протяжении 90-х годов прошлого века, в ходе процесса реформирования российской электроэнергетики в декабре 2004 г. была создана Федеральная гидрогенерирующая компания (ОАО "ГидроОГК"). Приоритетными задачами ОАО "ГидроОГК", которые поставило государство перед компанией при ее учреждении, являются обеспечение надежной и безопасной эксплуатации действующих ГЭС, завершение существующих строек, а также проектирование и сооружение новых гидростанций. На сегодняшний день в холдинг "ГидроОГК" входит 20 филиалов в 17 регионах России, включающих 47 ГЭС и ГАЭС, а также 2 ГеоЭС (ДЗО ОАО "Геотерм"). Всего РусГидро контролирует 60 объектов возобновляемой энергетики. Среди них -- крупнейшая в России и одновременно в Евразии Саяно-Шушенская ГЭС им. П.С. Непорожнего (6400 МВт), 9 станций Волжско-Камского каскада общей установленной мощностью свыше 8680 МВт, первенец большой гидроэнергетики на Дальнем Востоке Зейская ГЭС (1330 МВт), ряд станций на Северном Кавказе.

Вторая по установленной мощности гидроэлектростанция России -- Красноярская ГЭС (6000 МВт) -- контролируется аффилироваными с ОАО "РУСАЛ" компаниями. Энергия, вырабатываемая станцией, практически полностью потребляется Красноярским алюминиевым заводом -- одним из крупнейших предприятий отрасли в мире.

Две другие крупнейшие российские ГЭС -- Братская (4500 МВт) и Усть-Илимская (4320 МВт) -- входят в состав ОАО "Иркутскэнерго". Вырабатываемая ими электроэнергия также подается на алюминиевые заводы, входящие в группу "РУСАЛ".

Степень износа оборудования большинства российских гидростанций превышает 40 %, а по некоторым ГЭС этот показатель достигает 70 %, что связано с системной проблемой всей гидроэнергетической отрасли последних пятнадцати лет -- ее хроническим недофинансированием.

Последствия использования больших рек

Влияние на гидравлический режим водотока.

Создание крупных гидроузлов на реках вносит большие изменения в их естественный гидрологический режим. В результате регулирующего действия водохранилища сток реки в нижнем бьефе становится более равномерным в течение года. Регулирующее влияние водохранилищ сказывается на значительных по протяжению участках реки ниже плотин и распространяется до ее устья. Условно можно считать, что протяженность нижних бьефов определяется по границе восстановления естественного гидрологического режима (главным образом, под влиянием крупных притоков).

Регулирующее влияние водохранилища приводит к существенному перераспределению стока по сравнению с бытовым состоянием: уменьшаются расходы паводка и увеличиваются расходы межени. Это перераспределение тем существенней, чем больше регулирующая (полезная) емкость водохранилища. Суточное и недельное регулирование мощности ГЭС вносит в гидравлический режим рек своеобразие, характерное только для нижних бьефов, -- прохождение волн попусков, влияние которых может охватывать участки значительной протяженности. Неустановившийся режим течения, возникающий при прохождении волн попусков, сказывается как на гидравлических условиях, так и на русловых переформированиях в нижних бьефах.

Естественный водный режим реки в нижнем бьефе может быть нарушен также при комплексном использовании водохранилища и отъеме из него более или менее значительных объемов воды для целей ирригации или переброски стока в бассейны других рек. В случае переброски стока из бассейнов других рек в рассматриваемой реке происходит общее увеличение жидкого стока.

Влияние неустановившегося движения, возникающего в нижних бьефах энергетических гидроузлов в результате суточного и недельного регулирования стока, распространяется на равнинных реках на расстояние до нескольких сотен километров от плотины. Причем длина, на которую распространяется влияние режима работы ГЭС, зависит от "полноты" осуществляемого ею регулирования мощности.

Влияние на русловой режим водотока

Задержка водохранилищем твердого стока и перераспределение во времени стока воды приводит к изменению руслового процесса в верхнем и нижнем бьефах гидроузла. Преобладающие в естественных условиях обратимые деформации русла, обусловленные транзитным транспортом наносов, поступающих с площади водосбора, после возведения гидроузла сменяются необратимыми деформациями. Создание водохранилища приводит к тому, что большая часть наносов (а в крупных водохранилищах на равнинных реках практически все наносы) осаждается в нем, и в нижний бьеф вода поступает осветленной. В результате происходит постепенное занесение чаши водохранилища донными наносами и его заиление взвешенными наносами. В этих условиях в нижнем бьефе поток, транспортирующая способность которого оказывается недостаточной, начинает насыщаться за счет размыва примыкающего к гидроузлу участка нижнего бьефа. Этот участок превращается в зону питания наносами расположенной ниже части реки. В русле начинают развиваться необратимые деформации, в которых преобладает общий размыв.

Как правило, это происходит уже в строительный период при стеснении русла перемычками. В дальнейшем, при временной, а затем и при постоянной эксплуатации гидроузла, зона переформирования русла распространяется вниз по течению. На этот процесс накладывается влияние изменения водного режима. Происходит трансформация русла нижнего бьефа - изменение геометрических и гидравлических характеристик русла реки, проходящее на значительном ее протяжении и обусловленное нарушением ранее существовавших режимов твердого и жидкого стока [8]. Трансформация русла влечет за собой изменение связей расходов и уровней воды, характеризовавших отдельные сечения водотока.

Влияние на гидрохимический режим водотока

Создание водохранилищ приводит к значительным изменениям условий формирования качества воды. Гидрохимический режим бьефов ГЭС является следствием естественных процессов образования и таяния льда, испарения и выпадения осадков, антропогенной нагрузки на водоем, а также следствием процессов самоочищения, складывающихся под влиянием притока в водохранилище, боковой приточности, режимов сброса расходов воды через ГЭС. При этом существенными факторами, под воздействием которых происходит формирование гидрохимического режима, являются:

· природные фоновые характеристики качества воды;

· морфометрические характеристики водохранилища, в том числе глубина сработки уровня воды и мертвый объем;

· водообмен, степень проточности;

· сброс хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод в водные объекты и на рельеф местности;

· процессы образования и таяния льда;

· процессы биологического самоочищения водоема;

· температура воды;

· смещение фаз гидрохимического режима и амплитуды максимумов концентрации примесей;

· режим поступления загрязняющих веществ, в том числе химических веществ, с высокой сорбционной способностью, аккумулированных в ледяном покрове, включая нефтепродукты (особенно при их аварийном поступлении на ледяной покров);

· химический состав пород и подземных вод ложа и бортов водохранилища.

Использование водных ресурсов рек в других хозяйственных целях

Известно, что природная вода используется людьми для удовлетворения их всевозможных потребностей. В то же время, в зависимости от специфики водопользования и оказания влияния на природные водные объекты выделяются промышленное, коммунально-бытовое, хозяйственно-питьевое, сельскохозяйственное водоснабжение, использование водных ресурсов в целях орошения, гидроэнергетики, речного транспорта, рыбного и лесного хозяйства, рекреации, здравоохранения и др.

Рисунок 1- Потенциальный запас водных ресурсов (баллы).

Использование водных объектов осуществляется с изъятием (забором воды) или без изъятия (например, в речном транспорте, рыбном хозяйстве) водных ресурсов. Сложная и многоуровневая система водоснабжения различных водопользователей образуют водохозяйственный комплекс, управляемый и контролируемый в целом отраслью экономики "водное хозяйство" [2].

вода река утилизация сток

Рисунок 2- Интенсивность использования водных ресурсов (баллы).

Таким образом, функции водного хозяйства реализуются с помощью различных водохозяйственных и гидротехнических объектов межотраслевого и отраслевого назначения, водохозяйственных комплексов, систем, агротехнических и лесотехнических мероприятий.

Вывод: Огромные расходы воды на хозяйственные нужды, бессистемная вырубка лесов в бассейнах рек, осушение болот приводят к снижению уровня грунтовых вод и обмелению рек. Сбросы в реки промышленных и бытовых отходов сильно загрязняют ВОДУ, ее нельзя не только пить, но и нельзя в ней купаться. Чистая вода - это здоровье населения нашей страны. Поэтому необходимо, чтобы население было экологически грамотным. Не загрязнять прилежащие к рекам территории, проводить очистку сточных вод, особенно от промышленных предприятий, а лучше, если они будут использовать свои воды, после предварительной очистки, то есть замкнутую систему водоснабжения. Необходим контроль качества воды, обработка и утилизация отходов, образующихся при очистке природных и сточных вод. Следить за состоянием гидротехнических сооружений, разрушение которых вызывает катастрофические наводнения.

Размещено на Allbest.ru