.

Оцінка процесу формування кисневого режиму заток Дніпра в районі Києва (реферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 1165
Скачать документ

Реферат на тему:

Оцінка процесу формування кисневого режиму

заток Дніпра в районі Києва

Затоки, рукава, стариці та заплавні водойми Дніпра в районі Києва, які
умовно можна назвати його придатковою мережею, є складовою частиною
всієї екосистеми річки. Оскільки вони широко використовуються населенням
міста як об‘єкти рекреації, аматорського рибальства, промислового та
господарсько-питного водопостачання, для них має значення оцінка якості
води.

Стан цих водних об’єктів і процеси формування якості води в кожному з
них мають специфічні особливості, обумовлені типом їхніх екосистем, і
залежать від режиму роботи Київської ГЕС. Завдяки коливанням рівня води,
обумовленим нерівномірними попусками, основне русло тут активно
обмінюється водою з затоками.

Для кількісної оцінки процесу формування якості води заток Дніпра нами
прийнято за інтегральний показник, як то пропонується в роботах (Оксіюк,
Стольберг, 1986; Романенко и др., 1990), вміст розчиненого в воді кисню.
Відомо, що дефіцит цього газу негативно позначається на інтенсивності
процесів самоочищення водойм та водотоків. Особливо важливо це в умовах
постійного антропогенного навантаження, що в значній мірі притаманно
практично всім елементам придаткової мережі Дніпра в районі м. Києва.

Матеріали епізодичних натурних досліджень свідчать про те, що в окремі
періоди (частіше взимку та влітку) вміст кисню в воді заток Дніпра може
істотно знижуватися. Отже, в зв‘язку з відсутністю постійних
спостережень за якістю води в затоках, в тому числі за вмістом в них
розчиненого кисню, виникла необхідність в розробці способу розрахунку
цього показника.

Для побудови розрахункової моделі ми використали, аналогічно авторам
роботи (Оксиюк, Тимченко, Давыдов и др. 1999), балансовий метод.
Прибутковими складовими балансу кисню в затоках Дніпра є надходження
його в воду за рахунок фотосинтетичної і атмосферної аерації та з водою
основного русла. До витратної частини балансу належать: витрати кисню на
деструкцію органічної речовини, хімічне окислення органічних і
неорганічних сполук, та відтік його з водою в основне русло. Таким
чином, враховуючи перелічені елементи кисневого балансу, можна
побудувати модель для кількісного визначення концентрації у воді
розчиненого кисню на заданий момент (Сn):

. (1)

В наведеній формулі:

n – кількість розрахункових одиниць часу (розрахунковий період), діб;

C0 – концентрація кисню на початку розрахункового періоду (початкова),
мг О2 дм-3;

A – надходження кисню в воду протягом розрахункової одиниці часу за
рахунок фотосинтетичної аерації – визначається за формулою (Оксиюк,
Стольберг, 1986):

, мг О2 дм-3 доба-1; (2)

де а – продукційна здатність водоростей, О2 дм-3 доба-1, Вwp – їх
біомаса, мг;

R – деструкція органічної речовини, що розраховується за формулою:

, мг О2 дм-3 доба-1; (3)

де: r – питоме дихання гідробіонтів, Bhb – їх біомаса, k – коефіцієнт
бактеріальної деструкції, БСКпов – повне біохімічне споживання кисню;

G – витрати кисню на хімічне окислення речовин – визначається натурними
дослідженнями, мг О2 дм-3 доба-1;

At – атмосферна аерація води, яка розраховується за формулою (Оксиюк и
др., 2000):

, мг О2 дм-3 доба-1; (4)

де C0 – концентрація насичення води киснем при її наявній температурі,
k2 – коефіцієнт атмосферної аерації, ? – тривалість аерації.

Складові балансу кисню у воді затоки А,R,G і At схожі тим, що залежать
від гідрометеорологічних, гідрохімічних і гідробіологічних характеристик
самої затоки. Для одержання уявлення про ці складові балансу необхідно в
натурних умовах визначити в кожному окремому випадку ті аргументи, які
входять в складову формул (2-4). Це предмет типових гідроекологічних
досліджень. Взагалі, можна такими дослідженнями встановити
закономірності динаміки вказаних складових в часі і тоді для окремих
періодів (сезонів) можна використовувати в моделі середні чи вірогідні
значення А,R,G і At.

Значний інтерес представляє складова кисневого балансу, що обумовлена
водообміном між основним руслом і затокою (Т). Рівняння для визначення
зміни за одиницю часу концентрації кисню в протоці за рахунок водообміну
з основним руслом досить просте:

; (5)

В ньому: W – величина притоку-відтоку води, м3?доба-1; V – об‘єм
затоки, м3; Сp,n-1, Сn-1 – концентрація кисню в воді, що знаходилась в
попередню добу, відповідно, в руслі та затоці, мг О2 дм-3.

Кількість води, що надходила і витікала із затоки за добу (W), можна
визначити відношенням:

; (6)

де: ; F – площа затоки, м2; (H – величини підйому рівня води в затоці,
м; постійний множник означає, що за добу відбувається два попуски.

В зв‘язку з тим, що тривалість попускових хвиль достатня для підйому
рівня води в затоках до позначки його в руслі під час кожного попуску,
що доведено натурними дослідженнями (Тимченко, Дубняк, 2000), амплітуда
коливання (підйому) рівня в будь-якому місці Київської ділянки Дніпра
((HL), може визначатися рівнянням:

, (7)

де (HГЕС – величина підйому рівня води при попуску в нижньому б‘єфі
Київської ГЕС, м; L – відстань від ГЕС до заданого створу, км; е –
основа натурального логарифму.

Таким чином, водообмін затоки з руслом і, як слідство, вклад цього
водообміну в баланс кисню в воді затоки залежать від попусків ГЕС, тобто
можуть регулюватися штучно.

Розглянемо таку можливість на прикладі затоки Десенка – старого рукава
р. Десни, котрий на початку століття був штучно відокремлений від неї.
Зараз Десенка з‘єднана з Дніпром на 20 км від греблі ГЕС і має довжину
12,1 км, площу – 4,89 км2, середню глибину – 4,66 м, об‘єм -24,7 млн.
м3. Освоюється в зв‘язку з будівництвом житлового масиву Троєщина і
піддається інтенсивному антропогенному навантаженню як рекреаційний
об‘єкт.

Згідно рівнянню (7), амплітуда коливання рівня води в місці, де
починається затока складає 55% від амплітуди в нижньому б‘єфі Київської
ГЕС. При найбільш можливому підйому рівня води біля ГЕС за цикл 1,45м
(що зумовлено вимогами діючих Правил експлуатації дніпровських ГЕС), в
Дніпрі біля затоки і в самій затоці вода підіймається до 0,8 м. При
цьому за кожний цикл попуску з основного русла в затоку притікає
приблизно 3,91 млн. м3 води; за добу – 7,82 млн. м3.

В літній період в руслі Дніпра в районі м. Києва насичення води киснем
нестабільне. Нерідко воно складає 3,3-5,8 мг О2 дм-3 (Оксиюк и др.,
1999). В цей час вміст кисню в воді Десенки дещо вищій, внаслідок
фотосинтетичної аерації вищої водяної рослинності та фітопланктону.
Отож, якщо прийняти Сp,n-1 = 4 мг О2 дм-3, а Сn-1 = 7 мг О2 дм-3, то
тільки за рахунок водообміну з руслом за добу концентрація кисню у воді
затоки повинна зменшитися на 0,95 мг О2 дм-3.

Якщо ГЕС працює в режимі з меншими коливаннями рівня води в нижньому
б‘єфі, негативний вплив руслової води на кисневий режим затоки
слабкіший. При таких же значеннях вихідної концентрації кисню в воді
русла і затоки (Сp,n-1, Сn-1), але при попусках ГЕС з коливаннями в
нижньому б‘єфі 0,9 м ((HL = 0,5 м, W = 4,89 млн. м3), річкова вода
здатна зменшити концентрацію кисню затоці Десенка лише на 0,59 мг О2
дм-3 за добу.

В періоди, коли в затоці вода має меншу концентрацію кисню ніж в руслі,
попусками можна покращити кисневий режим затоки. Так при Сp,n-1 = 8 мг
О2 дм-3, Сn-1 = 6 мг О2 дм-3 та (HГЕС = 0,8 м добова надбавка до вмісту
кисню в затоці складає 0,35 мг О2 дм-3. При тих же вихідних
концентраціях Сp,n-1 та Сn-1 попуски ГЕС з підйомами рівня води в
нижньому б‘єфі до 1,2 м приводять до збільшення добавки концентрації
кисню в воді затоки за рахунок водообміну з руслом до 0,52 мг О2 дм-3.

Таким чином, є можливість не тільки оцінити процес формування вмісту
кисню в воді придаткової мережі Дніпра в районі м. Києва, але й в
значній мірі впливати на нього.

Список літератури

Оксиюк О.П., Стольберг Ф.В. Управление качеством воды в каналах. – Киев:
Наук. думка, 1986. -178с. 2. Оксиюк О.П., Тимченко В.М., Давыдов О.А. и
др. Состояние экосистемы Киевского участка Каневского водохранилища и
пути его регулирования. – Киев: Ин-т. гидробиологии НАНУ, 1999. – 60с.
3. Оксиюк О.П., Тимченко В.М., Якушин В.М. и др. Прогнозирование и пути
улучшения кислородного режима Киевского водохранилища в зимний период. –
Киев: Ин-т. гидробиологии НАНУ, 2000. – 44с. 4. Романенко В.Д., Оксиюк
О.П., Жукинский В.Н. и др. Экологическая оценка воздействия
гидротехнического строительства на водные объекты. – Киев: Наук. думка,
1990. – 256с. 5. Тимченко В.М., Дубняк С.С. Экологические аспекты
водного режима Киевского участка Каневского водохранилища // Гидробиол.
журн. -2000. – Т.36, №3. – С.57-67.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020