8632
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Февралев А. В.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОВ МАЛЫХ РЕК И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ НА НИХ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям
для обучающихся по дисциплине «Использование ресурсов малых рек и гидротехнические сооружения на них» по направлению подготовки
08.04.01 «Строительство», направленность (профиль) «Гидротехническое строительство»
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
УДК 338.90
Февралев А. В. Использование ресурсов малых рек и гидротехнических сооружений на них [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А. В. Февралев; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 34 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW)
В пособии рассматривается классификация рек, дается характеристика основ водопользования, описываются отрасли использования ресурсов малых рек, раскрываются схемы гидроузлов и конструкции гидротехнических сооружений на малых водотоках.
Ключевые слова: малые реки, ресурсы, гидротехнические сооружения
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Использование ресурсов малых рек и гидротехнические сооружения на них» по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство», направленность (профиль) «Гидротехническое строительство»
© |
А. В. Февралев, 2016 |
© |
ННГАСУ, 2016 |
2
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
Введение…………………………………………………………………… |
… |
5 |
|
1. |
Малые реки: версии классификации ……………………… |
…………… |
|
6 |
|||
2. |
Состояние малых рек……………………………………………… |
……… |
8 |
3. |
Количество малых рек…………………………………………… |
……….. |
10 |
4. |
Характеристика малых рек ….………………………………… |
……….. |
11 |
5. |
Водопользование …………………………………………………............. 13 |
|
|
|
5.1. Цели водопользования ………………………………………………. 13 |
|
|
|
5.2. Виды водопользования ……………………………………………… |
|
13 |
6. Основы использования водных ресурсов……………… |
……………….. 14 |
|
|
|
6.1. Использование водных объектов для целей питьевого и хозяй- |
|
|
ственно-бытового водоснабжения …………………………………………. |
|
14 |
|
|
6.2. Использование водных объектов для целей сброса сточных вод и |
|
|
(или) дренажных вод ………………………………………………………… |
|
14 |
|
|
6.3. Использование водохранилищ ……………………………………… |
|
15 |
|
6.4. Использование водных объектов для целей производства элек- |
|
|
трической энергии …………………………………………………………… |
|
16 |
|
|
6.5. Использование поверхностных водных объектов для целей вод- |
|
|
ного и воздушного транспорта ……………………………………………... |
|
17 |
|
|
6.6. Использование водных объектов для сплава древесины ………….. |
17 |
|
|
6.7. Использование водных объектов для лечебных и оздоровитель- |
|
|
ных целей …………………………………………………………………….. |
|
17 |
6.8.Использование водных объектов для рекреационных целей …….. 17
6.9.Использование водных объектов для целей рыболовства и охоты.. 18
6.10.Использование водных объектов для разведки и добычи полез-
ных ископаемых ……………………………………………………………... |
|
|
19 |
6.11. Использование водных объектов для обеспечения пожарной |
|
|
|
безопасности ………………………………………………………………… |
|
|
19 |
6.12. Использование водных объектов в местах традиционного про- |
|
||
живания и традиционной хозяйственной деятельности коренных мало- |
|
||
численных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока Российской |
|
||
Федерации ……………………………………………………………………. |
|
|
20 |
7. Энергетическое использование малых рек……………… |
……………… |
|
21 |
8. Использование малых рек для водоснабжения……… |
………………….. |
|
22 |
9. Рекреационное использование малых рек……………… |
……………….. |
|
23 |
10. Рыбохозяйственное использование малых рек……… |
…………… |
…… |
24 |
11. Воднотранспортное использование малых рек……… |
………………... |
|
25 |
3 |
|
|
|
12. |
Использование малых рек для целей мелиорации…………………….. |
|
26 |
13. |
Гидротехнические сооружения на малых реках…… ………………….. |
|
27 |
13.1. Общая характеристика гидроузлов ………………………………... |
|
27 |
|
13.2. Состав сооружений и компоновка гидроузлов …………………… |
|
28 |
|
13.3. Водоподпорные сооружения ………………………………………. |
|
29 |
|
13.4. Водосбросные сооружения…………………………………………. |
|
30 |
|
13.5. Водоспуски и водовыпуски ………………………………………... |
|
31 |
|
Библиографический список……………………………………… |
………… |
32 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Использование ресурсов малых рек и гидротехнических со-
оружений на них» предназначается для студентов, обучающихся по направле-
нию «08.04.01 «Строительство» направленность (профиль) «Гидротехническое строительство».
Настоящее пособие призвано способствовать подготовке к лекциям и практическим занятиям по названой дисциплине, а также подготовке к зачетам В пособии изложены названия разделов дисциплины и их краткое содер-
жание. Для расширения знаний следует прослушать лекции, изучить литерату-
ру, приведенную в пособии, использовать ресурсы Интернета.1
1 Всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации.
5
1. МАЛЫЕ РЕКИ: ВЕРСИИ КЛАССИФИКАЦИИ
Понятие «малая река» имеет множественное толкование. Наиболее широ-
кое применение для классификации рек имеет разделение их по гидрологиче-
ским характеристикам.
Согласно ГОСТ 19179-73, к малым водотокам причисляют реки длиной до 100 км и площадью водосбора до 2000 км2. СП 33-101-2003 называет малы-
ми реки с площадью водосбора от1000 до 5000 км2.
ГОСТ 17.1.1.02-77 делит водотоки на категории. Малой категории соот-
ветствуют реки, площадью водосбора не более 20 тыс. км2 и расходом воды за период низкого стока не выше 5 м3/с.
В других версиях гидрологической классификации в качестве критериев используется величина среднегодового расхода воды.
Проблема типизации рек по их размерам связана и с характером рельефа территории. Так, к малым водотокам Северного Кавказа отнесены реки длиной
10-25 км, а также длиной более 10 км и площадью водосбора до 100 км2 [мУ-
СЛИМ]:.
При изучении гидроэнергоресурсов рек применение гидрологических ха-
рактеристик водотоков для их классификации нецелесообразно, так как они слабо отражают энергетические возможности рек. По этой причине реки делят по величине потенциальной мощности: к малым относят водотоки мощностью не более 2000 кВт для равнинных условий и не более 1700 кВт – для горных условий [Энергетич]:.
Использование ресурсов рек наиболее рационально и эффективно в ком-
плексе. Комплексный подход отражен в классификации А. Н. Костякова. Клас-
сификация рек по совокупности параметров более полно показывает возможно-
сти хозяйственного использования их ресурсов [Костяков]:.
Интенсивное и зачастую нерациональное использование ресурсов малых рек, увеличивающееся их загрязнение, истощение и даже деградация приводят к необходимости проведения природоохранных мероприятий. Их набор зависит
6
от характера влияния хозяйственной деятельности на водотоки. С этой точки зрения малые реки заметно отличаются от средних и крупных рек. Последние максимальное негативное воздействие испытывают от локальных источников загрязнения, тогда как малые реки загрязняются преимущественно за счет рас-
средоточенных источников. Это обстоятельство может служить еще одним критерием отнесения рек к малым.
Таким образом, малыми реками принято считать водотоки некоторой территории длиной не более 200 км, площадью водосбора до 5000 км2, с расхо-
дом до 50 м3/с, имеющие особый характер гидрологических процессов и опре-
деленные возможности хозяйственного использования природных ресурсов, а
также загрязнение которых происходит, в основном, за счет распределенных по длине реки и площади бассейна источников.
7
2. СОСТОЯНИЕ МАЛЫХ РЕК
Современное состояние малых рек вызывает большую озабоченность в связи с неудовлетворительной гидрологической и экологической ситуацией,
складывающейся на их значительном протяжении.
На многих малых реках происходят процессы заиления, что приводит к их об-
мелению, деградации и даже исчезновению. Эти процессы приобрели особый размах в южной части России – Ставропольском и Краснодарском краях, на Урале, в Кузбассе. Заилению малых рек в существенной степени способствует распахивание склонов и пойм вплоть до уреза воды. В Волгоградской и Ростов-
ской областях заилено значительное количество малых водотоков; использова-
ние их водных ресурсов невозможно без расчистки и дноуглубления.
Серьезную тревогу вызывает увеличивающееся загрязнение малых рек различными отходами хозяйственной деятельности, особенно хозяйственно-
бытовыми и промышленными сточными водами, выносом со склоновым сто-
ком удобрений и ядохимикатов, загрязненных вод с урбанизированных терри-
торий, от сельских населенных пунктов и животноводческих ферм.
Массовое загрязнение малых рек послужило основной причиной потери ими рыбопродуктивности.
Другое отрицательное явление – изменение водного режима малых рек во многих районах страны, выражающееся в усилении половодий и дождевых па-
водков и уменьшении меженного стока. Это в конечном итоге приводит к сни-
жению годового стока, основными причинами чего являются [1]:
–увеличение безвозвратного водопотребления из рек на орошение, полив огородов, садов, приусадебных участков;
–потери на дополнительное испарение с прудов и водохранилищ;
–агротехнические мероприятия по задержанию поверхностного стока на сельхозугодьях;
–интенсивное использование грунтовых вод, уменьшающее долю грун-
тового питания.
8
Еще одной причиной уменьшения стока малых рек является ослабление внимания к его регулированию.
С неблагоприятным состоянием малых рек связано неблагополучие и прилегающих к ним территорий, особенно речных пойм, подвергающихся за-
грязнению, переувлажнению или иссушению и теряющих свою высокую про-
дуктивность.
Складывающаяся на малых реках России неблагоприятная ситуация тре-
бует разработки и осуществления мероприятий по её улучшению. Одним из ве-
дущих мероприятий по охране, восстановлению и увеличению устойчивости экосистем малых водотоков рассматривается гидротехническое строительство на них с созданием прудов и водохранилищ для регулирования стока.
9
3. КОЛИЧЕСТВО МАЛЫХ РЕК
На территории Российской Федерации протекает около 2,5 млн. водото-
ков, которые по классификации ГОСТ 19179-73 относятся к малым.
Количество малых рек на территории Российской Федерации
Градация водотоков |
Территория |
Всего по РФ |
|||
|
|
||||
по длине, км |
Европейская |
Азиатская |
|||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Самые малые |
<10 |
427 151 |
1 988 267 |
2 415 418 |
|
|
|
|
|
||
10…25 |
17 777 |
77 208 |
94 985 |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Малые |
26…50 |
4 299 |
15 949 |
20 248 |
|
|
|
|
|
||
51…100 |
1 747 |
5 494 |
7 241 |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Всего |
450 974 |
2 086 918 |
2 537 892 |
||
|
|
|
|
|
Всего на территории Российской Федерации насчитывается около 2,9
млн. рек, которые создают общий объем среднемноголетнего стока в размере
4262 км3.
В Нижегородской области протекает более 1500 рек, из которых 4 реки – Волга, Ока, Сура и Ветлуга – крупные, остальные считаются малыми. Среди последних хозяйственное значение имеют, как правило, реки длиной свыше 10
км.
Распределение малых рек Нижегородской области по длине
Длина реки, |
Количество рек |
Длина группы рек, км |
|
км |
в группе |
Общая |
В пределах области |
10-25 |
185 |
3327 |
3271 |
26-50 |
96 |
3309 |
3227 |
51-75 |
19 |
1161 |
1029 |
76-100 |
12 |
1085 |
892 |
101-150 |
7 |
894 |
694 |
151-200 |
3 |
523 |
407 |
>200 |
4 |
1150 |
912 |
Всего |
326 |
11449 |
10432 |
10