Харьковский национальный университет
строительства и архитектуры
Кафедра
геотехники и подземных сооружений
РЕФЕРАТ
З дисцыплини «Геоэкология»
На тему: «Геоэкология водохранилищ
и каналов»
Выполнил:
СТ.ГР.
Проверил:
Харьков 2013
СОДЕРЖАНИЕ
1. Условия формирования,
типы водохранилищ……………………….…3
2. Влияние водохранилищ
на природную среду……………………….….4
2.1 Изменение берегов
водохранилищ……………………………….…..6
2.2 Влияние водохранилищ
на грунтовые воды………………………...7
2.3 Влияние водохранищ
на почвы………………………………….……8
2.4 Изменения растительного
покрова…………………………………...8
2.5 Водохранилища
и климат……………………………………………...9
3. Каналы…………………………………………………………………….10
3.1 Виды каналов………………………………………………………….11
Список литературы…………………………………………………….…...13
1. Условия
формирования, типы водохранилищ.
Водохранилища
– это искусственные водоёмы,
созданные при строительстве
плотин на реках и сочетающие
свойства рек и озер.
Накопление
запасов воды в водохранилищах
дает возможность перераспределить
сток во времени и по территории
страны и составляет основной
способ более полного использования
водных ресурсов в интересах
различных отраслей народного
хозяйства. Именно поэтому водохранилища
необходимы для целей гидроэнергетики,
для орошения и обводнения
земель, для водоснабжения городов
и промышленных предприятий, для
водного транспорта, лесосплава, борьбы
с наводнениями и для организации
отдыха населения.
Строительство
водохранилищ имеет множество
негативных последствий для природы,
так как с каждым годом все
большее значение приобретают
проблемы комплексного использования
водных ресурсов и влияние
водохранилищ на природу, и
хозяйство прилегающих территорий.
В связи с этим, в настоящее
время разрабатывается методика
прогнозирования изменений климатических
условий. Исследования показали,
что тесная взаимосвязь всех
явлений природы обуславливает
неизбежные изменения установившихся
ранее природных процессов в
зоне влияния водохранилищ.
Водохранилища
образуются путем строительства
плотин на реках или временных
водотоках.
Основным
обязательным признаком водохранилища,
является возможность регулирования
расхода воды и его уровенного
режима при помощи системы гидроузлов
плотины. Без соблюдения этого условия
водоём не может называться водохранилищем.
Для регулирования стока в водохранилищах,
вода аккумулируется до более или менее
определенных уровней.
Период
аккумуляции стока называется
наполнением водохранилища, а
процесс отдачи накопленной воды
– сработкой водохранилища. Как наполнение
водохранилища, так и его сработка производятся
всегда до более или менее определенных
уровней. Различают несколько характерных
уровней, главный из них – нормальный
подпорный уровень (НПУ) и уровень мертвого
объема (УМО). (НПУ) – наивысший проектный
уровень верхнего бьефа, выше которого
подъем уровня в водохранилище, не допускается.
(УМО) – минимальный уровень водохранилища
при сработке его полезного объема, допустимый
в условиях нормальной эксплуатации водохранилищ.
Также выделяют форсированный подпорный
уровень (ФПУ). Он выше (НПУ) и допустим
при пропуске стоков половодий и паводков
редкой повторяемости. Водохранилища
земного шара могут быть подразделены
на типы по характеру ложа, способу его
заполнения водой, месту в речном бассейне,
географическому положению, характеру
регулирования стока.
По географическому
положению водохранилища делятся
на:
• Горные, сооружают
на горных реках, характеризуются
сравнительно небольшой площадью
акватории, они обычно узкие
и глубокие, и имеют напор, то
есть величину повышения уровня
воды в реке в результате
сооружения плотины до 300м. и
более;
• Предгорные,
высота напора обычно 50-100м.; высокие
и в большинстве крутые берега;
• Равнинные,
характеризуются значительной площадью
водного зеркала и площадью
затопления земель на единицу
объема и напора; высота напора
обычно не превышает 30м.;
• Приморские,
сооружают в морских заливах, лиманах,
эстуариях; имеют небольшой напор.
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.
Кроме выше
перечисленного, водохранилища делятся
по конфигурации, по глубине, по
размеру, площади, объему, по химическому
составу вод и т. д.
2. Влияние
водохранилищ на природную среду
При создании
водохранилищ изменяются ландшафт
речных долин и озерных котловин.
Изменения ландшафта и гидрологического
режима реки оказывает большое
влияние на окружающую среду
прилегающей территории. Взаимодействие
водохранилищ с окружающей средой,
прежде всего с природой водосборной
площади, существенно отличается
от взаимодействия естественных
водных объектов.
Существенно
уменьшается площадь, объем, ширина
и глубина водохранилища в
целом и его участков в частности.
Наибольшие изменения происходят
в верхнем участке водохранилища
и в заливах, где вода уходит
с затопленной поймы и сохраняется
только в бывшем русле реки:
фактически этот участок на
время превращается снова в
речку. Ниже водохранилищ ландшафт
речной системы также изменяется,
особенно при сезонном и многолетнем
регулировании стока. В результате
частичного или полного прекращения
паводков уменьшаются площади
весеннего затопления поймы.
Изменения
гидрологического режима реки
и процессов, происходящих в
береговой полосе, отражаются на
почвенно-растительном покрове,
животном мире и микроклиматических
условиях.
Температура
воздуха над самой рекой и
в прилегающей береговой полосе
несколько выше, чем на окружающей
местности, часто образуются туманы.
Происходит постоянное и временное
затопление и повышение уровня
грунтовых вод, вызывая в нижних
бьефах такие же изменения.
Другое воздействие на природные
условия в поймах и дельтах
рек оказывает снижение паводковых
уровней.
Травостой
заливных лугов при отсутствии
ежегодного увлажнения и удобрения
постоянно изменяется: влаголюбивые
растения сменяются менее неприхотливому,
но и менее ценному в кормовом
отношении разнотравью; урожайность
сенокосов и выгонов снижается.
Изменение
почвенно-растительного покрова
оказывает существенное влияние
на условия существования животного
мира речных долин, особенно
водных животных, водоплавающих
и болотных птиц.
Таким образом,
создание водохранилищ вызывает
существенные изменения почв, растительности
и животного мира. Причина этого
заключается в изменении климата,
характера и степени увлажнения
почв.
Размеры
территории, на которой проявляется
влияние водохранилища зависит не только
от местных факторов (строение рельефа,
литология почвогрунтов, особенности
грунтовых вод и т. п.), но и от размыва и
размера эксплуатации водохранилища,
а также и от его географического положения.
2.1 Изменение
берегов водохранилищ
Водохранилище
ландшафт гидрологический микроклимат.
В природе
не много таких быстро меняющихся
и неустойчивых типов рельефа,
как берега новых водохранилищ.
В первые годы после создания
водохранилищ, изменяются склоны
речной долины, оказавшиеся на
границе с водой. В одних
местах берег начинает обваливаться
и отступать, в других весь
склон приходит в движение
и возникает оползень, а в условиях
балок – заливов образуются
косы и пересыпи.
Главная
сила, действующая на берега, разрушающая
и намывающая их – ветровые
волны и колебания уровней
воды. Под воздействием волн происходят
процессы абразии берегов, аккумуляции
смытого материала и перенос
его вдоль берегов. Колебания
уровней воды определяют вертикальную
зону волнового воздействия на
берега, ширину зоны затопления
и переработки берегов. Процессы
затопления и подтопления берегов
и волновая деятельность способствует
развитию геодинамических процессов:
обвалов, оползней, суффозий, просадок,
а в определенных условиях
– карста, термоабразии.
Отступающие
под действием волн или абразионные
берега широко распространены
на всех водохранилищах. Разрушаются
в основном крутые склоны долин.
Состав пород абразионных берегов
может быть любой (глины, пески,
скальные породы и т. д.), все
в той или иной степени размываются
волнами. Быстрее всего разрушаются
песчаные, лёссовые, несколько медленнее
– суглинистые, ещё медленнее
– глинистые. Скорость разрушения
берега зависит и от его
высоты: чем ниже берег, тем
быстрее он размывается. Однако
воды размывают породы, больше
на больших берегах.
Обычно
спустя несколько лет после
наполнения водохранилища скорость
размыва берегов постепенно уменьшается.
Тем не менее, берег продолжает
отступать еще многие десятилетия.
Большое
влияние на формирование берегов
оказывает полузатопленная растительность.
Лес, густые заросли кустарников
и трав уменьшают высоту волн,
препятствуют движению наносов,
и берег в таких местах не
разрушается.
Своеобразно
развиваются оползневые берега.
После создания водохранилищ
повышается уровень подземных
вод, и влажность пород увеличивается.
В результате меняются физические
свойства грунтов. Всё это ведет
к нарушению равновесия сил, которое обеспечивает
неподвижность склона. Его неустойчивость
увеличивает колебания уровня водохранилища,
вызывающие резкие изменения давления
грунтовых вод на породы. Возникает оползень,
а в тех местах, где они наблюдались раньше,
они вновь приходят в движение.
Для защиты
берегов от размыва приходиться
возводить защитные гидротехнические
сооружения. Иногда от разрушения
волнами намывается искусственный
пляж.
2.2 Влияние
водохранилищ на грунтовые воды
С заполнением
водохранилища грунтовые воды
подпираются водохранилищем и
поднимаются ближе к поверхности
земли до того уровня, при котором
они вновь могут стекать в
водоем. До тех пор пока грунтовые
воды не достигнут этого уровня, происходит
их непрерывное пополнение за счет водохранилища.
Быстрое
повышение уровня грунтовых вод
происходит в трещиноватых известняках,
в галечниках, в гравии и крупнозернистых
песках и медленное в суглинках
и глинах.
По мере
удаления от уреза водохранилища
скорость распространения подпора
уменьшается. Формирование подпорного
уровня грунтовых вод происходит
медленно и в значительном
удалении от водохранилища может
продолжатся несколько десятков лет даже
в хорошо водопроницаемых породах.
Повышение
уровня грунтовых вод, вызывает
заболевание и подтопление территории,
приводит к изменению почв, химического
состава грунтовых вод и растительности.
Таким образом,
изменения режима грунтовых вод
имеет большое значение для
водоснабжения, строительства и
других отраслей хозяйства, на
водохранилищах организованы гидрологические
станции и посты. Также влияние
водохранилищ на грунтовые воды
изучается с помощью скважин,
приуроченных на различных расстояниях
от береговой линии.