Охорона водних об’єктів від виснаження

У водотоках і водоймах повинна залишатися така кількість води, яка забезпечує не тільки екологічне благополуччя водного об’єкту, але й умови водокористування. Кількість води, яку необхідно залишити у водотоку, називається мінімально допустимим стоком, а у водоймах вона може характеризуватися мінімально допустимим рівнем води.

Отже, виснаження водойм – це суттєве зниження мінімально допустимого стоку або рівня води внаслідок забору вод, яке приводить до порушення екологічної рівноваги і умов водокористування. Найчастіше виснаження водойм спостерігається в маловодний період року (лімітуючий сезон, період мінімального стоку).

Значне зменшення природного річкового стоку в меженний період або зниження рівня озерних вод може відбуватися внаслідок будівництва крупних водогосподарських об’єктів, особливо ставків і водосховищ для зрошення і водопостачання, а також при заборі води з метою перерозподілу стоку.

Оцінка впливу зрошуваного землекористування на меженний стік повинна здійснюватись з врахуванням місцевих фізико-географічних особливостей території, характеру зрошення, а також норм і строків поливу. Розрахунковим значенням природного стоку звичайно є мінімальна 30-ти добова витрата води 80-85% забезпеченості за літній меженний період.

Вплив промислових і комунально-побутових водозаборів на річковий стік в цілому значно менше впливу водозаборів на зрошення. На їх частку, як правило, приходиться менше 10% загального споживання води, до того ж більша частина використаних вод повертаються у водойми. Незворотне водоспоживання в промисловості і комунально-побутовому господарстві складає в середньому 10 – 12%.

Промислове і комунально-побутове водопостачання крупних міст може суттєво вплинути на стік на окремих ділянках рік навіть при відсутності водозабору на них. Живлення багатьох міст здійснюється за рахунок підземних вод. Тривала і інтенсивна експлуатація підземних водоносних горизонтів приводить до створення депресійної западини і зупинення живлення рік підземними водами в зоні її впливу. Чим більша така западина, тим сильніше здійснюється її від’ємний вплив. Перевищення водозабору над поповненням підземних вод приводить до утворення депресійних западин, які займають на поверхні землі площу від декількох кілометрів квадратних до 10000–20000 км² і більше.

Живлення рік підземними водами (рівно як і озер), яке звичайно є переважаючим в меженний період, залежить від положення рівня ґрунтових вод по відношенню до рівня води в руслі ріки (або озері). Якщо рівень ґрунтових вод опуститься нижче рівня води в руслі, то почнеться фільтрація річкових (озерних) вод в береги, а за умови зниження рівня ґрунтової води нижче тальвегу ріки відбувається відтік води з ріки в ґрунтову товщу і річковий стік зменшується.

Чим нижче опускається горизонт підземних вод, тим інтенсивніше відбувається фільтрація води з ріки і тим більшою стає ділянка, на якій відбувається втрата стоку. Аналогічна картина спостерігається і на озерах.

Найбільш інтенсивно вказані процеси відбуваються в районах, де водо- понижувальні роботи здійснюються гірничорудними підприємствами з метою розробки родовищ корисних копалин.

Створенню депресійних западин сприяє і урбанізація територій. Територія міст, головним чином, має тверде покриття (асфальтовані дороги, дахи будівель), з швидкім і зосередженим стоком в міську каналізацію. До того ж в містах проводиться прибирання і вивіз снігу. В результаті в містах різко зменшується інфільтрація опадів в ґрунти, що викликає зменшення живлення підземних вод. При цьому останні, як вже зазначалось, інтенсивно використовуються для водопостачання міст. Все це сприяє утворенню депресійних западин різного розміру під великими територіями. Тому меженний стік рік в межах міста і нижче його може значно (до 30%) зменшуватись.

При визначенні кількості можливого водозабору з водного об’єкту необхідно знати, в якому стані (природному або порушеному) він знаходиться, особливо в маловодний період, тобто кількісно оцінити ступінь впливу господарської діяльності водозаборів в руслі ріки.

Крім того, для визначення ступеня впливу того чи іншого господарського фактору необхідно мати достатньо надійні дані про природний стік рік району, що розглядається з врахуванням його циклічних коливань. Останні дозволяють встановити характер водності в наявний час спостереження за стоком.

Кількісно оцінити вплив господарської діяльності на річковий стік можливо шляхом порівняння стоку за природний і порушений період балансовим методом. Спосіб порівняння дозволяє визначити результуючий вплив господарської діяльності, її направлення і розмір безпосередньо на даному водозаборі ріки або на окремих ділянках. При цьому необхідно мати пункти з тривалим часом спостереження за стоком в природних і порушених умовах.

При балансовому методі спостереження вивчається водний, тепловий і, при необхідності, сольовий баланс ділянок водозборів. Балансовий метод дозволяє встановити індивідуальний вплив кожного конкретного фактору господарської діяльності на річковий стік, виявити фізичну сутність цього процесу, визначити його вплив в майбутньому. Однак використання цього методу потребує спеціальних трудомістких польових досліджень.

Найбільш простим і досить широко застосовуваним (при використанні способу порівняння для оцінки впливу водозаборів на стік рік) є метод відновлення природного стоку ріки, яка знаходиться в порушених умовах, за зв'язком з рікою-аналогом, яка має природній стік. Ріки, які порівнюються, повинні мати досить довгий період одночасних спостережень за стоком в порушених і непорушених умовах. Чим ближче умови формування стоку досліджуваної ріки і ріки-аналогу, тим надійнішими будуть отримані результати.

Якщо значення парного коефіцієнту кореляції менше 0,8, то доцільно використовувати декілька рік-аналогів для підвищення точності оцінки порушень стоку. При цьому розрахунки здійснюються за допомогою методу множинної лінійної кореляції.

Складові водно-балансового рівняння звичайно змінюються для різних водозаборів або ділянок рік і залежать від характеру господарської діяльності. Одним з видів руслового водного балансу може бути наступне рівняння:

, (16.1)

де Q_вх – приток річкових вод через вхідний створ;

Q_вих – стік з ділянки через вихідний створ;

Q_бп – бокова приточність підземних вод;

Q_заб – витрати водозаборів;

Q_ф – фільтрація з русла ріки.

При плануванні водозабору з рік (або озер) необхідно визначити мінімально допустиму витрату води (або об’єм води), яка повинна там залишитись. Визначення мінімально-допустимої витрати води, яка залишається в ріці при її господарському використанні, є комплексною проблемою. Залишкова витрата води повинна задовольняти цілий ряд потреб і насамперед відповідати санітарних нормам і потребам у воді нижче розташованих по ріці водокористувачів.

Звичайно, для збереження природного стану рік достатньо залишати в них стік (не порушуючи якості води), який відповідає величині підземного живлення, тобто близький до природного меженного стоку. Найбільше значення має аналіз природного стану рік в самі маловодні роки при найменших значеннях стоку в меженний період. Якщо за таких умов в ріці зберігається екологічне благополуччя, то це значення меженного (або мінімального стоку) може бути прийнято або як мінімально допустиме (якщо в ріці створюються умови на межі екологічного благополуччя), або як вихідне для розрахунків.

Розрахункова (санітарна) витрата води, яка залишається в ріці, встановлюється шляхом введення коефіцієнтів, які характеризують господарське значення ріки, її гідрохімічний, біохімічний режим, властивість до самоочищення, вид забруднень і інші умови, які впливають на якість води.

Поиск по сайту: