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