Исследовательская работа по теме Вода для жизни

ВОДОХРАНИЛИЩЕ - УНИКАЛЬНЫЙ ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ.

Зарькова Яна и Лукин Андрей, учащиеся 6 класса

муниципального общеобразовательного учреждения

«Средняя общеобразовательная школа села Перекопное

Ершовского района Саратовской области»

Руководитель: Лаврова Ольга Александровна,

учитель химии и биологии

Содержание.

Введение. 3

Литературный обзор:

Из истории водохранилищ 4

Типы водохранилищ 5

Назначение водохранилищ 6

Верхнеперекопновское водохранилище. 7

Заключение. 10

Источники. 11

Введение.

Водохранилища своеобразные водные объекты, новый природно-техногенный компонент ландшафта. Они преобразуют режим рек, влияют на окружающую среду. Сооружение водохранилищ - пример техногенного вмешательства в природу в условиях неравномерного, естественного распределения водных ресурсов в пространстве и особенно во времени. Водохранилища решают целый ряд важнейших социально-экономических задач, удовлетворяя потребности человека в воде или защищая его от водной стихии.

Потребности практики заставляют изучать режим водохранилищ, разрабатывать стратегию рационального управления ими, принимать меры на предотвращение негативных факторов сооружений этих водоемов.

На территории нашего села находится уникальный водный объект - Верхнеперекопновское водохранилище, о котором бы хотелось узнать побольше и поделиться этой информацией с другими.

Все выше сказанное отражает актуальность выбранной темы для исследования.

Исходя из темы, были определены следующие цели, задачи и методы исследования:

Цель проекта: изучить особенности водохранилища, как искусственного водоема.

Задачи проекта: проанализировать информацию по теме проекта; изучить основные характеристики водохранилищ, познакомиться с историей их создания, узнать о значении данных искусственных водоемов; собрать информацию о Верхнеперекопновском водохранилище.

Методы исследования: изучение ранее опубликованных материалов в научно - популярной литературе; опрос работников ГТС Верхнеперекопновского водохранилища.

Объект исследования: водохранилище.

Из истории водохранилищ.

Водохранилища - искусственные водоемы, созданные, как правило, в долинах рек для накопления и хранения воды с целью использования в народном хозяйстве.

Водохранилища имеют черты сходства с озером и рекой: с первым - по внешнему виду и замедленному водообмену, со второй - по поступательному характеру движения вод. При этом у них есть и свои отличительные особенности:

• водохранилища испытывают значительно большие, чем реки и озера, колебания уровня воды в течение года, которые связаны с искусственным регулированием стока - накоплением и сбросом вод;

• поточность вод приводит к меньшему нагреву воды, чем в озерах;

• мелкие водохранилища замерзают раньше, а крупные - позже, чем реки, но и те и другие вскрываются позже рек;

• минерализация вод водохранилищ больше, чем реки, и др.

Первые водохранилища, служившие для орошения полей, люди стали сооружать еще до нашей эры в долинах Нила, Тигра и Евфрата, Инда, Янцзы и др. В Средние века водохранилища были уже не только в Азии и Африке, но и в Европе и Америке. В Новое время водохранилища стали использовать не только для орошения, но и для промышленного водоснабжения и для развития речного транспорта. В новейшее время еще одной функцией водохранилищ стало получение электроэнергии.

Огромное количество водохранилищ было построено после Второй мировой войны. С того времени и до сегодняшнего дня их количество во всем мире возросло в пять раз. Именно в этот период были созданы самые крупные водохранилища мира. Пик создания водохранилищ в большинстве регионов мира пришелся на 1960-е гг., а затем начался постепенный спад.

В настоящее время на земном шаре эксплуатируется более 60 тыс. водохранилищ.

Основными параметрами водохранилищ являются площадь зеркала, объем воды, глубина и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.

Площадь водного зеркала всех водохранилищ мира составляет 400 тыс. км². Самым большим по площади зеркала считается водохранилище Виктория (Оуэн-Фоле) в Восточной Африке (Уганда). В его состав включается и озеро Виктория (68 000 км²), уровень которого поднялся на 3 м в результате сооружения в 1954 г. плотины Оуэн-Фоле на реке Виктория-Нил. Второе место занимает водохранилище Вольта, расположенное в Республике Гана (Западная Африка). Его площадь зеркала составляет 8482 км².

Длина некоторых наиболее крупных водохранилищ достигает 500 км, ширина - 60 км, максимальная глубина - 300 м. Самое глубокое водохранилище мира - Боулдер-Дам на р. Колорадо (средняя глубина 61 м).

Полный объем водохранилищ мира составляет 6600 км³, а полезный, т. е. пригодный для использования, - 3000 км 95 % воды водохранилищ приходится на водохранилища объемом более 0,1 км³. Самым большим водохранилищем по объему воды является также водохранилище Виктория (204,8 км³). Братское водохранилище, расположенное на реке Ангара, следует за ним (169,3 км³).

Типы водохранилищ.

Водохранилища - многопризнаковые объекты, в связи с чем существуют различные их классификации.

По морфологии ложа, согласно К. К. Эдельштейну, водохранилища делятся на:

· Долинные, ложем служит часть речной долины;

· Котловинные, к ним относятся подпруженные озера и водохранилища, расположенные от моря в заливах, лиманах, лагунах, и также в искусственных выемках.

По способу заполнения водой водохранилища мира бывают:

· Запрудные, когда ложе наполняется водой водотока, на которых они расположены;

· Наливные, когда вода попадает из рядом расположенного водотока или водоёма.

По месту в речном бассейне водохранилища подразделяются на:

· верховые;

· низовые;

По типу водных объектов:

· Речные

· Озерные

· Озерно-речные

· Образованные в приспособленных естественных отрицательных формах рельефа

· Образованные в специально созданных искусственных котловинах

По степени регулирования речного стока водохранилища могут быть:

· Многолетнего регулирования;

· Сезонного регулирования;

· Недельного регулирования;

· Суточного регулирования.

Характер регулирования определяется назначением водохранилища и соотношением полезного объема и величины стока реки.

По размерам (полный объем,км3):

· Исключительно большие (более 50)

· Очень большие (50-10)

· Большие (10-5)

· Средние (5-1)

· Малые (1-0,1)

· Очень малые (0,1-0,01)

· Исключительно малые (менее 0,01).(Дубровин, Матарзин, 1959)

Кроме выше перечисленного, водохранилища делятся по конфигурации, по глубине, по размеру, площади, объему, по химическому составу вод и т. д. Таким образом, водохранилища можно систематизировать по многим признакам, выбирая любые качественные свойства и количественные критерии. Однако наиболее существенны именно те признаки, которые определяют основные черты природных процессов и направление хозяйственного использования этих водоемов.

Назначение водохранилищ.

По конкретному назначению воды водохранилища могут использоваться для орошения, водоснабжения, получения гидроэнергии, судоходства, рекреации и т. д. Причем они могут быть созданы для единой цели или для комплекса целей.

Более 40 % водохранилищ сосредоточены в умеренном поясе Северного полушария, где находится большинство экономически развитых стран. Значительное число водохранилищ расположено и в субтропическом поясе, где их создание связано прежде всего с необходимостью орошения земель. В пределах тропического, субэкваториального и экваториального поясов количество водохранилищ относительно невелико, но поскольку среди них преобладают крупные и крупнейшие, их доля в полном объеме всех водохранилищ составляет более 1/3.

Хозяйственное значение водохранилищ велико. Они регулируют сток, уменьшая наводнения и поддерживая необходимый уровень рек в течение остального времени года. Благодаря каскаду водохранилищ на реках создаются единые глубоководные транспортные магистрали. Водохранилища - зоны отдыха, рыболовства, рыбоводства, разведения водоплавающей птицы.

Но наряду с положительным значением, водохранилища вызывают нежелательные, но неизбежные последствия. Например: затопление земель выше плотины; подтопление и даже заболачивание земель выше плотины в зоне влияния водохранилищ из-за повышения уровня грунтовых вод; осушение земель ниже плотины; ухудшение качества воды в водохранилищах из-за снижения самоочищающей способности и избыточного развития сине-зеленых водорослей; плотины водохранилищ препятствуют нересту рыбы, причиняя ущерб рыболовству.

При этом строительство водохранилищ наносит природе непоправимый вред: затопление и подтопление плодородных земель, заболачивание прилегающих территорий, переработка берегов, обезвоживание пойменных угодий, изменение микроклимата, в реках прерываются генетические миграционные пути рыб и др. Кроме этого, их сооружение в равнинной местности связано вырубкой лесов и необходимостью переселения многих тысяч людей. Конечно же, речь здесь в большей степени идет о крупных водохранилищах.

Верхнеперекопновское водохранилище.

Верхнеперекопновское водохранилище расположено в верховье реки Малый Узень, в 0,5 км ниже впадения балки Парубатки и в 2,5 км выше села Перекопное Ершовского района Саратовской области. Оно предназначено для аккумуляции волжской воды, подаваемой Саратовским каналом в межполивные периоды и вод весеннего стока с последующим использованием их для орошения прилегающих земель сельскохозяйственного водоснабжения. Гидроузел пущен в эксплуатацию в 1985 году. В состав гидроузла входят: земляная плотина и водосброс - водоспуск.

Земляная плотина, насыпная из качественного глинистого грунта, перекрывает наиболее узкий участок реки Малый Узень и имеет длину по гребню 2428 м, ширину по гребню 10м, максимальную высоту 17.6 м.. Верховой откос плотины имеет заложение откосов 1:3.5 до бермы на отметке 71м, защищен бетонной облицовкой толщиной 0.2 м щебеночно-песочным фильтре толщиной 1.3 м.. Заложение откосов ниже отметки 71 м до отметки 65,0 - 1:10.

Низовой откос плотины заложением 1:3 по все длине одернован растительным грунтом. По низу откоса до отметки 72.5 отсыпано каменное крепление по типу насланного дренажа; камень крупностью 10-25см толщиной 0.6м, щебень крупностью 5-20 см толщиной 0.2 м и песок крупнозернистый -0.2 м. Для отвода дренажных вод устроена канава с креплеными откосами 1:2:2.2 глубиной 1.5 м.

По гребню плотины проходит автодорога со щебеночным покрытием, пропитанным битумом, с шириной проезжей части 6.0м.

Основание плотины представлено глинами и суглинками.

Водовыпуск - водосброс располагается в теле плотины и служит одновременно в качестве и водоспуска. Водовыпуск состоит из башенного оголовка, водопроводных труб и водобойного колодца.

Башня имеет прямоугольное сечение размером 13,5 Х 26,0 м На верхнем строении башни расположен механизм, оборудованный тремя лебедками с канатами, для маневрирования рабочими затворами. От башни отходит водоотводящая железобетонная труба.

Чаша водохранилища образована за счет затопления р. Малый Узень и балки Порубатка. Площадь водосброса в створе гидроузла составляет 555км²

Основные параметры водохранилища: наибольшая длина с востока на запад -7.5 км, наибольшая ширина - 1.5 км, максимальная глубина при НПУ - 13 м. Отметки уровней воды в верхнем бьефе: максимального подпорного уровня -79.05 м, нормального подпорного уровня - 78 м, уровень мертвого объема -67 м.33.

Площади водохранилища: при МПУ -26.7 км2 ; при НПУ - 21.3 км2 . Объем воды в водохранилище при НПУ -65.4 млн. м3 ; при УМО - 0.18 км 3 .

К концу поливного периода емкость водохранилище срабатывается до УМО - 67,0м.. До наступления зимы водохранилище заполняется полностью местными стоками и водой из Саратовского канала объемом 103,64 млн.м3 В зимний период осуществляется водозабор для целей водоснабжения, объем которого восстанавливается за счет паводка. Уровень воды в водохранилище с 1990 года ни разу не достигал отметки НПУ.

На гидроузле имеется мерка-рейка, нанесенная краской на бетонный откос для наблюдения за уровнем воды в водохранилище. Службой эксплуатации проводятся наблюдения за уровнями воды, а так же регулярные осмотры тела плотины. Отметки горизонтов в меженный период берутся утром и вечером, а в период прохождения паводка - каждые 2-4 часа. Связь с диспетчерской осуществляется каждые 2 часа.

Ежегодно до наступления паводка создается паводковая комиссия, которая разрабатывает план мероприятий по пропуску паводка и проверке состояния ГТС

На гидроузле ведутся журналы: отметок уровней воды в водохранилище, инструктажей, а так же учета дежурств.

Климат района расположения гидроузла резкоконтинентальный. Продолжительность безморозного периода 124 дня, с 18 мая по 20 сентября. Ледостав на реке устанавливается в среднем 15-20 ноября и продолжается около 150 суток. Толщина льда - 60-70 см. Заторы на реке случаются достаточно часто, величина заторного подъема уровня воды - 0,5-1,0 м Подъем уровня при весеннем половодье начинается обычно в конце марта. Пик половодья приходится на первую декаду апреля. Общая продолжительность половодья примерно 30 дней.

Преобладающее направление ветра в году - северо-западное. Средняя скорость ветра - 4,2 м/с, максимальная скорость достигает - 30 м/с.

Верхнеперекопновский гидроузел обеспечивает:

- подачу воды на сельскохозяйственное водоснабжение в объеме 1.91 млн. м3;

- регулярное орошение в Питерском, Новоузенском и Алгайском районах Саратовской области в объеме 47, 31 млн. м3;

- лиманное орошение в объеме 47,31 млн. м3.

Общая площадь орошения составляет свыше 31,5 тыс. га. Орошение земель осуществляется за счет подачи волжской воды в водохранилище в объеме 103, 64 млн. м3 из Саратовского канала. В настоящее время Верхнеперекопновский гидроузел является составной частью крупного водохозяйственного комплекса Саратовской области.

Заключение.

Таким образом, водохранилища являются уникальными водными объектами. Они решают ряд комплексных задач, таких, как: развития гидроэнергетики, водообеспечения городских агломераций, промышленных районов, крупных ирригационных систем, а также в целях создания условий для отдыха и улучшения экологического состояния крупных природных объектов и районов.

Давая несомненно положительный экономический эффект, они нередко вызывают и весьма негативные экологические последствия. Все это требует, чтобы при проектировании водохранилищ более внимательно учитывался весь комплекс гидрологических, физико-географических, социально-экономических и экологических аспектов.

Источники.

Министерство сельского хозяйства РФ Ершовского филиала ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз» Правила эксплуатации гидротехнического сооружения Верхнеперекопновского водохранилища на р. М.Узень Ершовского района Саратовской области.

gidrosoor.com/

ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная_страница

grandars.ru/shkola/geografiya/vodohranilishcha.html

geogcentury.ru/gecents-313-1.html