Экологический сток рек – минимальная часть естественного стока, позволяющая сохранить состояние устойчивого равновесия водной экосистемы. Его значение определяется индивидуально для каждой конкретной реки. При этом экологический сток должен удовлетворять следующим условиям:
· Обеспечение достаточного для водной биоты объема воды, как объема жизненного пространства;
· Учет изменения стока во времени;
· Сохранение параметров водного потока в пределах диапазона их оптимальных значений.
Годовое значение экологического стока можно определить методом «Повышения обеспеченности» (метод Фащевского Б.В.):
WЭКОЛ75%=Wp=95% = 49470,523млн. м3;
WЭКОЛ95%=Wp=99%=40440,190 млн. м3.
3.1 Ресурсы подземных вод
Подземные воды на объекте представленными ресурсами первого водоносного горизонта (грунт. водами) гидравлически связанными с рекой.
Степень связности рассмотрим по геологическим условиям и определим по коэффициенту гидравлической связи грунт вод с рекой. Данный коэффициент принимается равный в пределах от нуля до единицы. Коэффициент (a) зависит от места расположения водозаборных скважин.
При a=1 современного вскрытия водоносного горизонта. При a= 0 отсутствие гидравлической связи грунт вод с рекой.
В работе коэффициент гидравлической связи принимаем равным 0,8, что обосновано близким расположением скважин от реки и высоким коэффициента фильтрации водоносного горизонта.
Ресурсы подземных вод представлены водами верхнего водоносного
горизонта (грунтовые воды):
Wп=Fвсб·qп·31,536·10-3 млн.м3, где
Fвсб – площадь водосборного бассейна реки, км2 (Fвсб=0,4·Fбас);
qп – модуль подземных вод, л/с-км2 (qп=0,5).
Fвсб=0,4·281100·0,5=56220 км2
Wп=56220·0,5·31,536·10-3=886,477 млн.м3.
Объем подземных вод, забираемых из водоносного горизонта с учетом
гидравлической связи составит:
Wгсв=Wп·(1–a)=886,477·(1-0,8)=177,295млн.м3.
3.2 Водно-энергетические ресурсы
Поток речной воды обладает энергией, который можно использовать для выработки электроэнергии. Энергопотенциал реки определяется по формуле:
Эр=r× g ×Q0×Hр×T МВт.час, где
g=9,81 м/c2 – ускорение свободного падения;
ρ=1т/м2 – плотность воды;
Hреки=Lреки·I – перепад уровней воды в реке, длиной L(м) и с уклоном I;
Q0 - среднемноголетний расход воды в реке;
T=8760 часов – количество часов в году.
Hреки=Lреки·I=74·0.0576=4,2624 м
Эр=1·9,81·2490·4,2624·8760=912066,835МВт.час.
В первом приближении величина гидроэнергопотенциала реки позволяет
оценить численность населения, которую можно обеспечить электроэнергией, учитывая что расход энергии одним жителем в год (с учетом выработки промышленной и сельскохозяйственной продукции) составляет примерно 1500 кВт×ч.
N=Эр/Эчел=912066835/1500=608044 чел.
3.3 Агроклиматические ресурсы
Агроклиматические ресурсы – природные ресурсы, способствующие получению сельского хозяйства продукции. Характеристики агроклиматичесих условий являются теплообеспеченность и влагообеспеченность территории.
Теплообеспеченность – оценивается суммой активных температур (å(tакт³0°С))- сумме положительных среднесуточных температур после устойчивого перехода через 0°С, которой имеет большой значения для выращивания растений, важно это тем, что в процессе развития растения проходят определение фазы, т переход одной фазы развития на другую определяется достижением соответствующего суммы активных температур.
Тип климата в Ростовской области: умеренно континентальный
Среднегодовое количество осадков за год равна Ос=534 мм.
Суммарное испарение с поверхности суши Eс=450 мм
Среднегодовая температура воздух Т=2,1°С.
| месяцы | год | |||||||||||||
| t°С | -14,6 | -13,8 | -7,6 | 2,8 | 11,1 | 16,8 | 18,7 | 16,6 | 2,4 | -5,7 | -12,6 | 2,1 | ||
| Ос | % | |||||||||||||
| мм | ||||||||||||||
| Ec | % | |||||||||||||
| мм | 67,5 | 4,5 | 13,5 | 49,5 | 85,5 | 22,5 | 13,5 | 4,5 | ||||||
| Eв | % | - | - | - | ||||||||||
| мм | 1,14 | 2,28 | 4,94 | 6,46 | 7,60 | 7,22 | 4,94 | 2,66 | 0,76 |
Таблица4: Агроклиматическое районирование по условию теплообеспеченности.
сумма активных температур (å(tакт³0°С))=78,4·30=2352°С.
| å(tакт³0°С)) | <1000 | 1000-2000 | 2000-4000 | 4000-8000 | >8000 |
| Зона | Холодная | Прохладная | Умеренно теплая | Теплая | Жаркая |
Таблица 5: по условию теплообеспеченности
Бассейн реки Нева, по сумме активных температур при t = 2352 °С относится к умеренно-теплой зоне.
Сухое и засуженные условия характеризуется невозможностью получения высоких урожаев и выращиванием растений без оросительных мелиораций. При избыточном увлажнения необходимо проведения осушения земли в зоне недостаточного и достаточного требуется обоснования конкретного вида гидромелиоративного воздействия (орошения), т.к они требуются только конкретные периоды засушенных лет при чем данные мелиоративные воздействия является одним из равных позволяющих получать высокие гарантированные урожай.
Влагообеспеченность территории можно характеризовать гидротермический коэффициент ГТК – определится как отношение годовой нормы осадков (Ос)
К норме суммарной испарения с поверхности суши
Значение ГТК определяется по формуле:
ГТК=Ос/Ес
ГТК=1,19
Данный коэффициент представляет с собой отношения основных оставляющих водного баланса природной расходной.
При ГТК> 1 – количество поступающей на территорию воды в виде осадков больше её расхода в результате суммарного испарения.
При ГТК< 1 – количество поступающей на территорию воды в виде осадков меньше её расхода в результате суммарного испарения.
| ГТК | Зона |
| <0.3 | Очень сухая |
| 0.3 – 0.5 | Сухая |
| 0.5 – 0.7 | Засушливая |
| 0.7 – 1 | Недостаточное увлажнение |
| 1 – 1.5 | Достаточное увлажнение |
| >1.5 | Избыточное увлажнение |
Таблица 5: по условию влагообеспеченности.
По условию влагообеспеченности – достаточное увлажнение.
Исходные данные:
1. Зерновые;
2. ɣw = 5,6;
3. Wopt = 0,54;
4. Wпв = 40%
Wвз = 15%
| W* | W, % | Sw | W, мм W = W%*5 |
| 0,2 | 0,12 | ||
| 0,4 | 0,79 | ||
| 0,54 | 28,5 | 142,5 | |
| 0,6 | 0,96 | ||
| 0,8 | 0,25 | ||
Таблица 6: Данные для построения зависимости средней за вегитацию продуктивности растений от влажности почвы.
W = W*(Wпр-Wвз)+Wвз
Sw = (W*/W*opt)ɣw*W*opt*(1-W*/1-W*opt)ɣw*(1-W*opt)
W1’ = S-(Wср-W1)/ẟw
W2’ = S+(W2-Wср)/ẟw, где
Wср – средние влагозапасы слоя почвы от 0 до 50 см за вегатационный период
ẟw – среднеквадратическое отклонение почвенных влагозапасов.
Функция плотности распределеления почвенных влагозапасов хорошо описывается законом нормального распределения.
В зависимости от среднемноголетнего значения почвенных влагозапасов (Wср, мм) и среднеквадратического отклонения влагозапасов (ẟw, мм).
А – необходимое орошение P↑
В – оптимальное условие среды Popt
С – необходимое осушение временно-избыточного переувлажненных зональных почв P↓
| Вероятность необходимых мелиоративных воздействий, Р% | Необходимость мелиоративных мероприятий |
| <10 | Низкая |
| 10-30 | Средняя |
| >30 | Высокая |
Таблица 7: Вероятность и степень необходимости гидромелиорации.
Вероятность необходимых пров. осушения
Р↑ = Р1-Рвз = … %
Рвз = Wвз = (Wср-Wвз)/2ẟw =
Вероятность необходимых при орошении
Р↓ = 100%-Р2
Степень соответствий условии среды
Рор+= 100%-(Р↓+ Р↑) =
| ра Вид растений | Влагозапасы, мм | Нормированые влагозапасы, мм | Вероятность мелиоративных воздействий, % | ||||
| W1 | W2 | W1’ | W2’ | P↑ | Popt | P↓ | |
| Зерновые |
Таблица 8: Результаты оценки необходимости мелиоративных воздействий
Исходя из оценки предполагаем, что на территории нашего объекта степень необходимости орошения – (высокая, средняя или низкая … %), а потребность в осушении (в,ср,н … %). Степень соответствия факторов среды требованиям растений (ср,в,н).
Треюование растений температурному режиму.
St = (t*/t*opt)ɣt*t*opt*(1-t*/1-t*opt)ɣt*(1-t*opt), где
t* = t-tmin/tmax-tmin – относительная температура
t*opt = topt-tmin/tmax-tmin – оптимальная относительная температура
ɣt -
tmin, tmax – минимальная и максимальная температура почвы
t = t*(tmax-tmin)+tmin
| Культура | tmin | tmax | topt | ɣt |
| Зерновые | 19,2 | 0,4 |
Таблица 9:
t*opt = 10,2/19 = 0,54 °С
| t* | St | t |
| 0,2 | ||
| 0,4 | ||
| 0,54 | ||
| 0,6 | ||
| 0,8 | ||
| 1,0 |
Таблица 10:
Оптимальная температура для выращивания зерновых в рассматриваемом районе от … до … °С