Формування структури водогосподарського комплексу на існуючому водосховищі річки Дон

Кафедра «Інженерна екологія та

природооблаштування »

Курсова робота

з дисципліни:

«Комплексне використання водних ресурсів»

Тема:

«Формування структури водогосподарського комплексу на існуючому водосховищі річки Дон»

Виконав:

студент гр. ДБО-41

Павелко А.А.

Перевірила:

ст. преп. Петровічева Є.В.

Астрахань 2009

ПОГОДЖЕНО:

Зав. кафедрою «Інженерна екологія

і природооблаштування », к.т.н., доц.

___________________В.Н. Саінова

ЗАВДАННЯ

на складання курсової роботи

студентці 4 курсу Павелко А.А.

Комплексне використання водних ресурсів

Тема: Формування структури водогосподарського комплексу (ВГК) на існуючому водосховище басейну р.. Дон

1. Підстава для проектування:

навчальний план за спеціальністю 280302.65 «Комплексне використання і охорона водних ресурсів».

2. Основні вимоги до складу проекту:

при формуванні ВГК передбачити водозберігаючі технології учасників комплексу, виконати розрахунок ВХБ з його ув'язкою, виконати економічне обгрунтування прийнятої структури ВГК з розподілом комплексних витрат і визначення витрат учасників ВГК.

3. При розробці проекту передбачити природоохоронні заходи при формуванні ВГК.

4. Усі вихідні та розрахункові дані представити на кресленні - аркуш ватману. Компонування на аркуші, масштаб узгоджується з викладачем.

Завдання видано:

ст. преп. кафедри «Інженерна

екологія та природооблаштування »

_______________Петровічева Є.В.

«_____»_______________ 2009

Зміст

Введення

1. Природні умови

1.1 Фізико-географічна і гідрологічна

характеристика басейну

1.2 Гідрогеологічні умови

1.3 Грунти

1.4 Рослинність

1.5 Тваринний світ

2.Антропогенное вплив на Донській басейн

3.Іспльзованіе вод Донського басейну

4. Структура планованого водогосподарського комплексу

4.1 Гідрологічні дані гідрографа витрат води

в річці Дон

4.2 Відомості про водоспоживачів

4.3 Попередня структура ВГК

4.4 Розрахунок і ув'язка річного ВХБ

4.4.1 Розрахунок видаткової частини ВХБ

4.4.2 Розрахунок прибуткової частини ВХБ

4.4.3 Ув'язка річного ВХБ

5. Основні учасники водогосподарського комплексу, їх впливу

на водний об'єкт

6. Економічне обгрунтування прийнятої структури ВГК

6.1 Розрахунок економічної ефективності прийнятої структури ВГК

без обліку комплексних витрат

6.2 Розподіл комплексних витрат між учасниками ВГК

7. Природоохоронні заходи при формуванні

структури ВГК

Список використаної літератури

1. Введення

Водні ресурси є найважливішою складовою частиною навколишнього людину середовища і одночасно одним з визначальних чинників розвитку та розміщення продуктивних сил країни. Вода, як і багато природні ресурси, представляє сировину, необхідну для виробництва різних видів промислової, с / г продукції, вироблення енергії.

Води є відновлюваним, але обмеженим і вразливим природним ресурсом. Однак до водних ресурсів, як і до повітря, люди звикли ставитися як до невичерпним дару природи. Така обставина зумовило необхідність раціоналізації використання водних ресурсів та їх охорони. Масштабне водогосподарське будівництво для задоволення все зростаючих потреб народного господарства і населення у водних ресурсах, в більшості, здійснювалося без необхідного обліку віддалених наслідків і можливих змін природних циклів у гідросфері, що призвело до появи настільки ж масштабних негативних змін у стані водних об'єктів. Проблеми у водогосподарському комплексі викликані ослабленням системи державного управління, багаторазовим зменшенням обсягів фінансування водогосподарських заходів, необхідних для забезпечення нормального функціонування і розвитку водогосподарського комплексу, в зв'язку, з чим має місце критичний знос основних фондів водного господарства.

Основними проблемами водного господарства даного регіону в даний час є:

- Марнотратне водокористування з відносно високою питомою витратою води на одиницю виробленої продукції і на господарсько-питні потреби одного міського жителя.

- Незадовільна якість води у водних об'єктах у зв'язку з тим, що до нормативної якості очищається тільки близько 10% стічних вод, які потребують очищення, а також значною кількістю забруднюючих речовин, що надходять у водні об'єкти з поверхневим стоком з водозборів.

- Зростання матеріального збитку від шкідливого впливу вод у зв'язку з погіршенням технічного стану захисних споруд, зниженням обсягів експлуатаційних та профілактичних заходів, погіршенням якості прогнозів, порушеннями режиму використання паводконебезпечних територій.

- Низька ефективність системи державного управління водним господарством в результаті безперервних реорганізацій структури управління водним господарством, починаючи з кінця 80-х років, втрати матеріальної бази, необхідної для моніторингу водних об'єктів; роздержавлення регіональних проектних та наукових організацій.

Саме тому в даній курсовій роботі розробляється і пропонується до впровадження водогосподарський комплекс, розташований на річці Дон. Цей комплекс допоможе вирішити деякі з перерахованих вище проблем, а також значно знизить антропогенне навантаження на басейн річки Дон, якась склалася зараз.

1. Природні умови

1.1 Фізико-географічна характеристика річки Дон

Дон-ріка в Європейській частині Росії. Довжина її 1870 км, площа басейну 422 тис. км ^2, площа дзеркала 5309 км ^2. Дон бере початок на східних схилах Середньоросійської височини у міста Новомосковська Тульської області. Впадає в Таганрозьку затоку Азовського моря. У верхів'ях (до впадання Тихої Сосни) тече в порівняно вузькій долині; правий берег високий місцями до 90 м, сильно розчленований ярами, лівий - пологий; русло звивисте багато перекатів. Найголовніші притоки: Непрядва, Красива Меча, Сосна-праворуч; Воронеж-зліва. Наступний відрізок до міста Калача, так званий Середній Дон вже помітно змінюється. Дно річки на цій ділянці піщане, з великим кількістю піщаних перекатів. Необхідно відзначити велику нерівномірність у розподілі площ водозбору. З правого боку близько до Дону підходить вододіл з р.Чіром, і з цього боку в Дон впадає декілька дрібних річок з незначним водозбором. Зліва ж впадають найбільші притоки - Хопер, Ведмедиця і Іловля, що займають водозбір включаючи і більш дрібні ліві притоки, площею близько 109 тис. км ^2.

Сильно змінюється ширина долини Дону, біля ст. Казанської вона звужується настільки, що заплава відсутня, у м. Серафимовича долина розширюється до 6 км, у Калоча долина знову стискається відрогами Середньо-російської височини, з одного боку; заплава тут відсутня. Майже на всьому протязі русло тримається правого боку долини, лише місцями відходячи вліво. У будові долини добре виражені три тераси, з яких нижня є заплавою підноситься над меженного рівня на 4-6 м. На заплаві заливається в весняна повінь, після спаду вод залишається багато озер, єриків, місцями старі русла перетворилися на затони. Всі заплавні водойми заростають водною рослинністю.

Від Калача починається нижній Дон. Правобережна частина басейну Нижнього Дону з найбільш великими притоками - річками Чир і Північний Донець - майже в двоє перевищують лівобережну з найбільш значними притоками - річками Сал і Західний Манич, головним чином за рахунок басейну Сівши. Дінця.

У частині басейну зайнятої річками Чиром, Цимлой та ін дрібнішими правими притоками сильно виражений вплив недостатнього зволоження. Ерозійна робота поверхневих вод ще слабкішою, слабка розвинена і річкова мережа. Долини не широкі, ухили особливо у верхній течії річок малі.

Значним морфологічним різноманіттям відрізняється останній лівобережний притока Дону - Західний Манич. Річка протікає Маничською западині, що представляє собою найбільш знижену частину перешийка між Чорним і Каспійським морями через яку ще недавно здійснювалося з'єднання обох морів. По всій течії ряд озеровідних розширень - лиманів, сполучених протоками, влітку іноді пересихаючих.

При впадінні в півночі-східний край Таганрозької затоки Дон утворює обширну дельту. Вона починається від Ростова і займає площу близько 350 км ² при найбільшій ширині 28 км. В області дельти Дон поділяється на ряд рукавів. Великі рукави розпадаються в свою чергу на безліч дрібніших, називаних тут єриками. Дельта зростає за рахунок відкладення наносів Дону.

1.2 Гідрологічна характеристика річки Дон

Водне живлення річок системи Дону йде головним чином за рахунок весняного танення зимових опадів. Літні опади, хоча і більш рясні, ніж зимові, грають у поверхневому живленні рік меншу роль; при невеликих літніх дощах вода проникає глибше збільшуючи грунтове харчування. Зимові опади забезпечують не тільки поверхневий стік, але підтримують і грунтове живлення рік. Рішуча перевага весняного харчування випливає з даних розподілу стоку протягом року. Поряд з надходженням в річку вод відбувається і їх втрати, які в умовах геологічної будови і клімату басейну особливо значні в нижній течії Дону. Ці втрати йдуть головним чином на просочення водою заплави і в меншій мірі на випаровування з водної поверхні.

Різниця річного ходу рівня між північними і південно-східними районами басейну полягає в основному в характері весняного підйому вод. На півночі як підйом, так і спад вод вкрай різко виражені; весняні повені носить характер високого типу, стисненого у часі. На півночі літні дощові паводки виражені сильніше у зв'язку з великим зволоженням грунту і меншим випаровуванням дощових вод. Відсутність або слабкий розвиток заплав сприяє різким підйомом рівнів і обумовлює великі річні амплітуди до 13,9 м.

Іноді, на Нижньому Дону, спостерігається значні зимові паводки, зумовлені відлигами.

Середній стік у гирлі без обліку забору води на зрошення становить 29,5 км ^3, або 935м ³ / сек. Витрати води і рідкий сток Дону можуть бути охарактеризовані за даними багаторічних спостережень. Річний стік Дону за 49 років, у Калача складає середній 22,2 км ^3, максимальний - 39,7 км ^3, мінімальний - 10,3 км ^3.

Амплітуда коливань рівня води в річці поступово змен шується від витоку до гирла, складаючи в м. Задонська 13 м, біля ст. Казанської 9 м. Великий вплив на зміну рівня води в нижній течії надає скидання води з Цимлянського водосховища, а також вітри: західні зганяння і східні - згінні, викликають зміни рівня на ± 2 м.

Температурний режим води формується під впливом теплового стоку річки, теплообміну води з атмосферою, процесів змішання річкових і морських вод, льодових явищ. Згідно зі спостереженнями, в пункті Кагальник в 2005 р. дисперсія температури води в протоці була тісно пов'язана зі змінами температури повітря. У зимовий період (з кінця січня до середини березня 2005 р. і з початку січня по березень 2006 р.) температурний режим води при наявності крижаного покриву характеризувався стабільними величинами температури, близькими до температури замерзання.

У безледний період температура води мала значний сезонний хід, що склав за 2005 р. - 29 ⁰ С і повторює більш згладжено хід температури води навесні і падіння восени. У весняний період, відразу ж після очищення від льоду, спостерігалося підвищення температури води. Інтенсивність підвищення температури води в цей період склала близько 0,5 ⁰ С на добу.

1.3. Грунт

Прибережні грунту впливають на господарську діяльність людини і мають тісний зв'язок з гідрологічними особливостями річок. У верхів'ях р.. Дон на правобережжі переважають дерново-карбонатні грунти, що сформувалися на вапняках. Потім їх змінюють алювіальні, що чергуються в деяких місцях з торф'яно-болотними. Грунти досить родючі, тому що володіють достатньою гумусність і значеннями рН, близькими до нейтральних. По лівому березі переважають алювіальні, на їх формування і забруднення великий вплив робить річка, яка під час повені виходить з берегів і залишає на березі різні речовини, в т. ч. і шкідливі. Ступінь антропогенного навантаження висока, по берегах розташовано багато селищ, промислових і с / г підприємств, річку перетинають автомобільні траси.

На лівому березі р.. Дон переважають слабо-і середнепідзолисті грунту, на правобережжі - дерново-підзолисті, що сформувалися на суглинних породах. Грунти щодо родючі й здавна використовуються місцевими жителями для вирощування с / г культур.

Грунти є основною депонирующий середовищем, куди речовини-забруднювачі надходять з випаданням з атмосфери, листяним опадом, відмерлими частинами рослин, відходами промислових і с / г підприємств і т. д. Забруднені грунту самі можуть бути джерелом вторинного забруднення приземного шару повітря. При змиві верхнього, найбільш забрудненого, шару грунтів, відбувається забруднення поверхневих грунтових вод.

Особливе місце серед хімічних забруднювачів грунтів займають важкі метали. За даними ВООЗ, важкі метали по токсичності зараз займають II місце. У прогнозі вони повинні стати найбільш небезпечними, більш небезпечними, ніж відходи АЕС та тверді відходи. Токсичність їх визначається тим, що вони здатні інактивувати фізіологічно важливі органічні речовини і можуть повільно накопичуватися в живих організмах, викликаючи небажані для здоров'я людини наслідки.

У грунтах на території басейну р.. Дон виявлено значне перевищення ГДК по кадмію, міді, цинку і свинцю. Особливо сильно забруднені грунту біля автомобільних мостів через річку. Джерелом забруднення, мабуть, є автотранспорт.

У басейні р.. Дон забруднення грунту не настільки значно. Відмічено підвищений вміст свинцю в придорожніх ділянках, а також присутні забруднення органічними речовинами і сіркою.

1.4. Рослинність

Раніше вздовж Сіверського Дінця росли вікові дуби, що були вирубані в XVIII-XIX століттях. Є відомості, про те, що ще Петро I використав ліс з берегів Сіверського Дінця для будування кораблів, що беруть участь в російсько-турецьких війнах. Також переважна більшість луків, уздовж берегів річки, на яких росли сотні видів різноманітних диких трав, були розорані до ХХ століття. В даний час збереглася лише мінімальна частина колишніх дубів, головним чином у Харківській області. На північ від Ізюму, де проходить межа степу та лісостепу, ще збереглися заплавні широколистяні ліси, а також соснові ліси в районі Чугуєва. Велика кількість видів диких рослин збереглося поблизу заплавних боліт - тут можна зустріти вербу, пухнасту березу, клейку вільху, ламкий крушіннік. Уздовж річки поширений очерет, топяной хвощ, осока, кістецветковий кізляк, болотний шабельник та інші види трав.

1.5. Тваринний світ

Риби

У Сіверському Дінці водиться 41 вид риб. У той же час, забруднення річки і сильна рекреаційне навантаження призвела до суттєвого зменшення рибних запасів річки. Найбільш поширені дрібні види риби: окунь, плотва, краснопірка, а серед середніх і великих видів (лящ, судак, сом, щука) в даний час великі екземпляри зустрічаються все рідше. У зоні Печенізького водосховища з 1967 року успішно функціонує великий риборозплідник, в якому вирощується короп. Ловля риби в Сіверському Дінці нижче впадання річки Казенний Торець стає небезпечною через дуже сильного забруднення річки.

Земноводні та плазуни

На берегах річки, у заплавних болотах можна зустріти водяну жабу, криничку, звичайних і гребінчастих тритонів, рідше зустрічаються звичайний і водяний вужі, а також болотна черепаха. Одним з найпоширеніших видів тварин, що мешкають поблизу Сіверського Дінця, є, безсумнівно, зелена жаба. Ці амфібії гніздяться не тільки уздовж берегів, але часто поширюються глибоко по території нерозораних лук в басейні річки.

Ссавці

Діяльність людини, головним чином розорювання степів, призвела до зникнення поширених раніше в басейні Сіверського Дінця тварин: диких коней, степових антилоп, сайгаків, бабаків і багатьох інших. Ще в шістдесяті-сімдесяті роки в окремих приток Сіверського Дінця, в основному біля річки Оскіл, водилися байбаки, козулі, дикий кабан, а у деяких стариць можна було зустріти хохулі. В даний час з ссавців в басейні річки можна зустріти лише різні види гризунів: річкові видри, тушканчики, ховрахи і різні види щурів, польових і летючих мишей, які, як і раніше, живуть в басейні річки.

Птахи

За останні 100-150 років кількість видів птахів, що мешкають в басейні Сіверського Дінця різко скоротилося. Зникли такі раніше поширені види як степові орли, журавлі красавки, тіркуші, кречетка, стрепети, чорні і білокрилі жайворонки. Перестали гніздитися біля річки гуси, лебеді, орли беркути, орлани белохвости, соколи сапсани, осоїди, скопи. Ці зміни, в основному, викликані знищенням лісів, особливо вікових дібров, колись росли по берегах Сіверського Дінця. Створення штучних лісосмуг у шістдесяті роки, в тому числі по берегах Сіверського Дінця, залучило в басейн річки різних комахоїдних птахів, які раніше тут не зустрічалися: горлиці, сорок і жуланов. Серед збережених поки птахів - кілька видів качок і куликів, а також ворона, поганка, дроздовидная очеретянка і вже рідко зустрічаються чаплі і лелеки. У перелітний сезон можна також побачити деякі види перелітних птахів: сірого гусака, казарку та інших.

2. Антропогенні впливи на Донській басейн

Донський басейн утворює економічний район, який належить до розвинутих промислово-аграрним, з часткою в сумарному обсязі товарної продукції 20-30%. Обробна промисловість знаходиться тільки у великих населених пунктах і представлена ​​машинобудуванням і металообробкою, будівельних матеріалів, легкої та харчової промисловістю. Основним джерелом водопостачання в Донському басейні є поверхневі води річок басейну р.. Дон і сама річка Дон, а також мережа водосховищ. Забір води з підземних джерел країни становить лише 4,7% від загального забору води.

Загальний забір води з природних водних об'єктів за 2008 рік склав 2771.9 млн. м , В тому числі 2567,76 млн. м з поверхневих джерел, 200,8 млн. м з підземних і 7,16 млн. м з морських джерел.

У порівнянні з 2007 роком забір води зменшився на 144 млн. м Динаміка забору води по басейнах річок, окремим галузям економіки і в п'ятирічному розрізі неоднозначна. У цілому в п'ятирічному розрізі намітилося стабільне зменшення водоспоживання і найменше водоспоживання наголошується в 2008 році. Все це пов'язано в основному з триваючим спадом виробництва. Наприклад, ВАТ «Новочеркаська ГРЕС» зменшила паркан на 43 млн. м у зв'язку зі збільшенням обсягу системи оборотного водопостачання і зниженням вироблення електроенергії, Донський магістральний канал - на 67,43 млн. м (Зменшення витрат води на полив), МУП ВО «Водоканал» м. Ростова-на-Дону - на 14,6 млн. м за рахунок скорочення подачі води промисловим підприємствам.

За структурою використання води галузями економіки найбільші обсяги води використовується промисловістю - 1532.9 млн. м , Сільським господарством - 707 млн. м та житлово-комунальним господарством - 288,12 млн. м .

Таблиця 1 - Характеристика споживачів поверхневих вод рік за 2007

Повне безповоротне водоспоживання в процесі використання у 2007 році склало 832,5 млн. м .

Складна ситуація створилася з зрошувальними системами. В даний час на території області експлуатуються великі зрошувальні системи, які відіграють важливу роль у сільськогосподарському виробництві. Фільтраційні води стали причиною підтоплення селищ, розташованих в безпосередній близькості до каналів, виробничих будівель, цінних сільгоспугідь. Колекторно-дренажні води зі зрошуваних орних земель, що скидаються у водні об'єкти, в більшості випадків мають більш високу мінералізацію, ніж у водоприймач, роблять негативний вплив на гідрохімічний стан водних об'єктів.

Нестабільна економічна обстановка, тривалі простої виробництв, закриття підприємств спричинили за собою не тільки зміни в водоспоживання, але і скорочення обсягів скидання стічних вод.

Незважаючи на те, що велика частина стічних вод піддається різним видам очищення, і потужність очисних споруд перед скиданням у водні об'єкти склала в 2007 році - 596,6 млн. м , У водойми досить часто скидаються недостатньо очищені стічні води, що містять хімічні сполуки, що негативно впливають на гідрохімічний режим водних об'єктів. Іншим джерелом забруднення водних об'єктів області є неорганізоване стік поверхневих вод із забруднених територій (промислових майданчиків, сельбищних територій, з сільськогосподарських полів, з територій тваринницьких ферм та ін.) Реалізація моніторингу даного джерела забруднення вимагає спеціальної науково-методичної розробки. Інтенсивне надходження забруднюючих речовин з територій, прилеглих до промислових підприємств і сільськогосподарським угіддям, в найближчі водні об'єкти спостерігається в період танення снігу та дощових паводків. Систематичний контроль над цим видом джерел антропогенного впливу не проводиться.

Негативно позначається на екологічній ситуації і прокладка автомобільних і залізниць по басейно - утворюючим балках без можливості природного скидання зливових і талих вод. Що призвело до скорочення водозбірної площі орієнтовно на 60%, підвищення рівня грунтових вод і підтоплення господарського комплексу водокористувачів Зерноградського (г.Зерноград) і Азовського (п.Красний Сад) районів, г.Батайска.

Відповідно до звітності 2ТП-водгосп загальний обсяг забруднюючих речовин у стічних водах у звітному році склав 1270,6 тис. тонн, що на 76,43 тис.тонн більше, ніж у 2007 році, з них переважаючими інгредієнтами є: сульфати 280 тис. тонн, хлориди 115 тис. тонн і сухий залишок 695,3 тис. тонн.

Основний обсяг неочищених і недостатньо очищених стічних вод, що містять значну кількість забруднюючих речовин, скидається у водні об'єкти в районі міст Ростова - на - Дону, Каменська, Червоного Суліна, Сальська, Волгодонська, Шахт, Новочеркаська та інших, ніж визначається і підтримується, в основному , несприятливий стан поверхневих вод у басейні Нижнього Дону.

У басейні річки Дон і його приток розташована велика кількість промислових і сільськогосподарських підприємств, які є джерелами забруднення водних об'єктів. Основними джерелами забруднення в басейні р.. Дон є Волго-донське УТОС, Аксайського МРУОС, Управління експлуатації ДМК і Семікаракорское МРУОС, водоканал м.Ростова-на-Дону. У басейні р.. Сівши. Донець Белокалитвинського водоканал і водоканал г.Каменска, в басейні р.. Манич Веселівське МРУОС, Багаевская РУОС, СХП 50 років СРСР, в басейні р.Сал Семікаракорское УТОС, в басейні р.Калітва шахта «Шолоховська», в басейні р.. Кундрюча Красносулінское ШУ, шахта «Садкінская» і ВАТ «Несветайводстрой». В основному на території області основними джерелами забруднення по основних забруднюючих речовинах є підприємства ЖКГ, УОСов і промисловості.

Аналітичний контроль скидів стічних вод підприємств-водокористувачів здійснюють аналітичні підрозділи ФДМ «Донводінформцентр» МПР Росії. Центральної спец. інспекцією аналітичного контролю (СІАК) і її зональними відділами проведено державний контроль за дотриманням норм ГДС (ВСР) на 122 підприємствах області з 177 випусків, які здійснюють скид стічних вод у водні об'єкти. Всього відібрано 328 проб стічних вод і виконано 6463 визначення хімічних забруднювачів. Ефективність роботи очисних споруд перевірялася у разі незадовільної постановки організацією виробничого екологічного контролю, а також при глибокому порушенні процесів очищення в одній з ланок комплексу.

3. Використання вод Донського басейну

Поверхня басейну річки інтенсивно використовується сільським господарством і різними галузями промисловості.

З введенням в 1952 році Цимлянського водосховища та споруд Волго-Донського судноплавного каналу водні ресурси району. Дон інтенсивно використовуються всіма учасниками водогосподарського комплексу. У сучасних умовах природні водні ресурси району. Дон для додаткового використання практично вичерпані. На малих і середніх річках області (особливо у південній частині) в маловодні роки відзначається дефіцит водних ресурсів.

Наявність Цимлянського водосховища забезпечує зрошення земель в посушливих районах області на площі близько 200 тис. г a, дозволяє задовольнити потребу в питній і технічній воді населених пунктів, здійснювати судноплавство на р.. Дон в межах Ростовської області. Протягом усього навігаційного періоду забезпечити заповнення ставків рибоводних господарств і вироблення електроенергії Новочеркаської ГРЕС і Цимлянської ГЕС. У Ростовській області здійснюється міжбасейнового і внутрібассейновие перекидання річкового стоку. Вода з р.. Кубань надходить у Пролетарське водосховище по р.. Єгорлик через Новотроїцьке водосховище і Правоегорликскій канал в об'ємі 800-1000 млн.м ^3. з яких 235-250 млн. м ³ надходить на опріснення, а інший обсяг води йде в озеро Манич - Гудило, так як за якістю вода не відповідає призначенню.

Надходження донський води в Веселівське і Пролетарське водосховище становить 300-475 млн. м ^3. З Цимлянського водосховища по Донському МК і його кінцевим скиданням у Маническіе водосховища, р. Сал і його окремі притоки подається 400-500 млн.м води на рік.

В області представлені всі види водокористування: комунальне, промислове, сільське господарство, водний транспорт, рибне господарство, енергетика та рекреація. Існуюча водогосподарська обстановка потребує скорочення вилучення поверхневого стоку за рахунок впровадження маловодних технологічних процесів, ліквідації втрат води, припинення скидів у водні об'єкти стічних вод без очищення та недостатньо очищених.

Екологічний стан даного басейну задовільно, при проведенні моніторингу і планування господарської діяльності відбудеться суттєве оздоровлення даного об'єкта.

4. Структура планованого водогосподарського комплексу

4.1 Гідрологічні дані гідрографа витрат у річці Дон

Гідрологічні дані гідрографа витрат у річці Дон визначаємо за формулою:

Q _i = K _i · Q _ср, (1)

де Q _i - витрата гідрографа в i-му місяці, значення якого наведено в таблиці 1;

До _i - коефіцієнт для басейну наведено в таблиці 2;

Q _ср - середня витрата гідрографа, що дорівнює 8 м ³ / сек.

Гідрограф річки Дон представлений на рис. 1.

Таблиця 2 - Значення витрати гідрографа річки Дон

= 165,34 м ³ / с

Q = 2 м ³ / с

Рис 1. Гідрограф річки Дон

4.2 Відомості про водоспоживачів

В якості нових споживачів води приймаються:

1) міське комунально-побутове господарство, яке обслуговує місто з чисельністю населення (N _г) 117 тисяч чоловік, норма водоспоживання (q _г) згідно зі ступенем благоустрою, прийнята за таблицею № 2, що дорівнює 275 л / сут. на 1 мешканця;

2) сільське комунально-побутове господарство, яке обслуговує сільське населення чисельністю населення (N _з) 28 тисяч осіб, норма водоспоживання (q _с) у відповідності зі ступенем благоустрою, що дорівнює 50 л / сут. на 1 мешканця;

3) тваринництво, яке складається з поголів'я корів (Р ₁₎ і телят (Р _2), кількість яких 8 і 6 тисяч голів і нормою водоспоживання 150 і 30 л на добу на 1 голову відповідно;

4) виробничі підприємства з виробництва синтетичного каучуку з обсягом своєї продукції (В ₁₎ 160 тисяч тонн і нормою водоспоживання (q _ПР1) 2000 м ³ / т у рік і м'ясокомбінат з обсягом своєї продукції (В ₂₎ 920 тисяч тонн і нормою водоспоживання ( q _ПР2) 100 м ³ / т на рік;

5) система рибоводних ставків - подача води характеризується графіком Q _рз = f (t) (рис. 3), побудованому за таблицею 3.

Графік подачі води на ставки рибозаводу представлений на рис. 2.

Таблиця 3 - Графік подачі води на ставки рибозаводу

Рис. 2. Графік подачі води на ставки рибозаводу

6) ТЕС потужністю (N _ТЕС) 130 МВт і нормою споживання води
q _ТЕС = 100 м ³ / кВТ;

7) сільське господарство з площею зрошуваних земель (F) 11 тисяч га та зрошувальної нормою q _ор = 4500 м ³ / га.

Таблиця 4 - Розподіл зрошувальної норми

Рис. 3. Графік розподілу зрошувальної норми по місяцях.

8) рекреаційні ділянки забезпечують відпочинок N _р = 2 тисячі чоловік при нормі водоспоживання q _р = 100 л / чол;

9) санітарні попуски (Q _с) приймаються постійними протягом року і рівним мінімальному витраті гідрографа 2 м ³ / сек.

Графік санітарних попусків представлений на рис. 4.

Рис. 4. Графік санітарних попусків у нижній б'єф

10) річне вироблення електроенергії ГЕС (Е _гес) 175 тис. МВт;

11) рибогосподарські попуски характеризуються графіком попусків Q _рх = f (t) за таблицею 5.

Таблиця 5 - Витрати рибогосподарських попусків

Графік рибогосподарських попусків представлений на рис. 5.

Рис. 5. Графік рибохозяйтвенних попусків у нижній б'єф.

12) водно-транспортні попуски характеризуються графіком попусків Q _рх = f (t) за таблицею 6.

Графік ввідно-транспортних попусків представлений на рис. 6.

Таблиця 6 - Витрати воднотранспортних попусків

Рис.6. Графік водно-транспортних попусків.

13) обсяг початкового споживання з верхнього б'єфу водосховища і нижнього б'єфу .

4.3 Попередня структура водогосподарського комплексу

Попередньо визначено такий склад учасників водогосподарського комплексу: зрошуване землеробство; тваринницькі ферми; комунально-побутове господарство, що забезпечує потреби сільського і міського населення, промисловість у вигляді підприємств з виробництва ацетатного шовку і нікелю; рекреаційні установи; гідроенергетика.

Попередньо можна прийняти наступну структуру водогосподарського комплексу, при якій передбачається, що комунально-побутові потреби населення задовольняються пріоритетно, а провідним учасником комплексу є зрошуване землеробство, вимоги якого також задовольняються в першу чергу. Таким чином, у верхньому б'єфі маємо місто з промисловими підприємствами і ТЕС. Село, тваринницькі ферми, зрошувані землі та рекреаційні установи можна розташувати як у верхньому, так і в нижньому б'єфах, приблизно порівну по б'єфу; рибоводні ставки можна розмістити в нижньому б'єфі.

Характеристика споживачів поверхневої води дана в таблиці 7.

Таблиця 7 - Характеристика споживачів поверхневих вод

4.4 Розрахунок і ув'язка річного водогосподарського балансу

4.4.1 Видаткова частина водогосподарського балансу

Видаткова частина річного ВХБ розраховується за залежністю:

(2)

де - Обсяг споживання води i-м споживачем, розташованим у верхній б'єфі;

- Обсяг споживання води i-м споживачем, розташованим в нижній б'єфі;

- Кількість водоспоживачів у верхньому і нижньому б'єфах;

, - Обсяги води, необхідні для розбавлення стічних вод, що надходять у верхній і нижній б'єф відповідно;

- Обсяги санітарних, рибогосподарських, воднотранспортних, сільськогосподарських та енергетичних попусків;

- Відбір води з підземного водопостачання, гідравлічно пов'язаного з поверхневим;

- Первісне водоспоживання.

Розрахунок обсягів водоспоживання

а) на потреби міського комунально-побутового господарства :

, , (3)

де і - Річні обсяги споживання води в міських комунально-побутових господарствах;

, - Число жителів в містах, розташованих відповідно у верхньому і нижньому б'єфі;

- Норма водоспоживання в міському комунально-побутовому господарстві;

- ККД міських водопровідних мереж - .

млн. м ^3.

б) на потреби сільського комунально-побутового господарства :

, , (4)

де і - Річні обсяги споживання води в сільських комунально-побутових господарствах;

, - Число сільських жителів, розташованих відповідно у верхньому і нижньому б'єфі;

- Норма водоспоживання в селах;

- ККД сільських водопровідних мереж - .

млн. м ^3;

млн. м ^3.

в) на потреби тваринництва :

, , (5)

де , - Річні обсяги водоспоживання на потреби тваринницьких ферм, розташованих відповідно у верхньому і нижньому б'єфах;

, - Кількість голів худоби j-го виду у верхньому і нижньому б'єфах відповідно;

- Кількість видів тварин у верхньому і нижньому б'єфі;

- Норма споживання води тваринам j-го виду;

- ККД водоподводящих шляхів тваринництва, ;

- Число діб в році.

млн. м ^3;

млн. м ^3.

г) на потреби рекреації :

, , (6)

де , - Річні обсяги водоспоживання на потреби рекреації.

, - Кількість рекреантів у рекреаційних закладах j-го виду, розташованих у верхньому і нижньому б'єфі відповідно;

- Кількість видів рекреаційних установ.

- Норма споживання води рекреаційною установою j-го типу;

- ККД водоподводящих мереж в рекреаційних закладах, .

млн. м ^3;

млн. м ³

д) на промислові потреби :

, (7)

де , - Річні обсяги водоспоживання на потреби промислових підприємств j-го типу;

, - Річні обсяги промислової продукції;

- Кількість типів промисловості у верхньому і нижньому б'єфі;

- Норма споживання води на промисловому підприємстві j-го типу;

- ККД водоподводящих мереж в промисловості, .

млн. м ^3.

е) на потреби рибозаводу :

, (8)

де - Річний обсяг водоспоживання на потреби рибозаводу;

- Витрата води на потреби рибозаводу в i-му місяці;

t - число секунд в місяці.

млн.м ^3.

ж) на потреби ТЕС :

(9)

де - Річний обсяг водоспоживання на ТЕС;

- Питомий об'єм водоспоживання на 1 кВт потужності на ТЕС;

- Потужність ТЕС.

млн. м ^3.

з) на потреби зрошування :

, (10)

де , - Річні обсяги споживання води на потреби зрошування земель, розташованих у верхньому і нижньому б'єфах;

, - Площі зрошуваних земель;

- Зрошувальна норма;

- ККД зрошувальної мережі, 0,8.

млн. м ^3;

млн. м ^3.

Розрахунок обсягів зворотних вод

W _{ст i} = К _{в i} · W _i (11)

W _i - обсяг водоспоживання для i-го ділянки ВГК.

К _в - коефіцієнт повернення вод.

Верхній б'еф.

- Міське комунально-побутове господарство і рекреація - :

W _{ст р} = 0,8 · (13,81 + 0,04) = 11,08 млн. м ³

- Сільське комунально-побутове господарство - :

W _{ст с} = 0,3 · 0,46 = 0,108 млн. м ³

- Тваринництво - розведення корів - :

W _{ст ж} = 0,3 · 0,876 = 0,263 млн. м ³

- Зрошення - :

W _{ст ор} = 0,15 · 30,93 = 4,64 млн. м ³

- Промисловість :

W _{ст пр} = 0,9 · 457,8 = 412,02 млн. м ³

Загальний обсяг зворотних вод у верхньому б'єфі становить:

Σ W ^СБ _ст = 11,08 + 0,108 + 0,26 + 4,64 + 412,02 = 428,11 млн. м ³

Нижній б'єф

- Сільське комунально-побутове господарство - :

W _{ст с} = 0,3 · 0,36 = 0,108 млн. м ³

- Тваринництво - розведення телят - :

W _{ст ж} = 0,3 · 0,13 = 0,039 млн. м ³

- Зрошення - :

W _{ст ор} = 0,15 · 30,93 = 4,64 млн. м ³

- Рекреація - :

W _{ст р} = 0,8 · 0,04 = 0,03 млн. м ³

Загальний обсяг зворотних вод у нижній б'єф складе:

Σ W ^НБ _ст = 0,108 + 0,039 + 4,64 + 0,03 = 4,82 млн. м ^3.

Визначаємо обсяги води, необхідні для розбавлення стічних вод

W _{разб i} = К _р · W _{ст i,} (12)

Де: К _р - коефіцієнт розбавлення;

W _{ст i} - обсяг зворотних вод i-го учасника ВГК.

Верхній б'єф

- Міське комунально-побутове господарство і рекреація: К _р = 5

W _{разб г} = 5 · 11,08 = 55,4 млн. м ³

- Сільське комунально-побутове господарство: К _р = 10

W _{ст з} = 10 · 0,108 = 1,08 млн. м ³

- Тваринництво - розведення корів: До _разб = 10

W _разб = 10 · 0,263 = 2,63 млн. м ³

- Зрошення: К _р = 5

W _{разб ор} = 5 · 4,64 = 23,2 млн. м ³

- Промисловість: К _р = 10

W _{разб п} = 10 · 412,02 = 4120,2 млн. м ³

Загальний обсяг вод для розведення у верхньому б'єфі:

Σ W ^СБ _разб = 55,4 +1,08 +2,63 +23,2 +4120,2 = 4202,51 млн. м ³

Нижній б'єф

- Сільське комунально-побутове господарство: К _р = 10

W _{ст з} = 10 · 0,108 = 1,08 млн. м ³

- Тваринництво - розведення телят: К _р = 10

W _{разб ПТ} = 10 · 0,039 = 0,39 млн. м ³

- Зрошення: К _р = 5

W _{разб ор} = 5 · 4,64 = 23,2 млн. м ³

- Рекреація: К _р = 5

W _{разб р} = 5 · 0,03 = 0,15 млн. м ³

Загальний обсяг вод на розведення в нижній б'єф:

Σ W ^НБ _разб = 1,08 +0,39 +23,2 +0,15 = 24,8 млн. м ³

Розрахунок обсягів попусків у нижній б'єф

а) на потреби ГЕС:

W _ГЕС = , (13)

Де: Е _ГЕС - Річне вироблення електричної енергії, Е _ГЕС = 172 тис. МВт;

Н - напір на ГЕС, Н = 60 м.

W _ГЕС = = 1,2 млн. м ³

б) санітарні попуски:

(14)

t _i - число секунд в році, t _i = 2,63.10 ⁶ сек

- Обсяги рибогосподарських попусків представлені в таблиці

Таблиця 8 - Розрахунок обсягів попусків у нижній б'єф по місяцях, млн.м

Σ W _поп = 7 5,26 +5 15,78 = 115,72 млн.м ³

Розрахунок обсягів первинного споживання води

Приймемо:

, (15)

, (16)

де: - Річний обсяг стоку;

- Витрата розрахункового гідрографа в i-му місяці;

- Число секунд в місяці.

, (17)

млн. м ^3.

млн. м ^3;

= 516,8 +51,45 +4202,51 +115,72 +43,85 = 4930,33 млн.м ³

4.4.2.Пріходная частина водогосподарського балансу

W _прих = Σ W _ст + Σ W ^СБ _возвр, млн. м ^3. (18)

W _прих = 438,58 +428,11 = 866,69 млн.м ³

Результуюча частина річного водогосподарського балансу визначається за формулою:

ΔW = W _прих - W _расх, (19)

ΔW = 866,69-4930,33 = - 4063,64 млн. м ³

4.4.3 Ув'язка річного водогосподарського балансу

Аналіз показує, що в якості управляючого впливу можна буде прийняти оборотну систему водопостачання на промислових підприємствах.

Тоді у верхньому б'єфі обсяг безповоротного водоспоживання на потреби промисловості складе:

млн. м ^3.

= 16,09 млн. м ^3.

млн. м ^3.

млн. м ^3.

млн. м ^3.

млн.м ³

Тоді результуюча частину річного ВХБ виявиться рівною:

= 454,68-443,89 = 10,78 млн. м ³

Так як , То водогосподарський баланс пов'язаний.

Надлишок води пропонується використовувати для вироблення додаткової електроенергії на ГЕС.

Характеристика споживачів поверхневої води після ув'язки наведена в таблиці 9.

Таблиця 9 - Характеристика споживачів поверхневих вод