Оценка и баланс ресурсов бассейна реки Осетр

УФГБОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства

Кафедра "Комплексное использование водных ресурсов"

Дисциплина "Основы Рационального Природопользования"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РГР

"Оценка  и баланс ресурсов бассейна  реки Осетр"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент:

. 
группа №110

специальность:

Экология.

 

Преподаватель:

 

 

 

 

 

 

г.Москва, 2012 – 2013гг.

 

•  
  Содержание работы:

1. Введение;

2. Основные положения работы и методика расчетов;
3. Количественная оценка ресурсов;
1.   Природные ресурсы;

3.2  Агроклиматические ресурсы 
3.3  Обоснование необходимости гидромелиоративных мероприятий 
3.4Материальные ресурсы; 
3.5Трудовые ресурсы;

4. Баланс ресурсов речного бассейна;
5. Вывод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

Работа посвящена изучению природных ресурсов заданного речного бассейна. Оцениваются различные виды ресурсов, а затем располагаемые ресурсы сопоставляются с требованиями к ним с учетом соответствующих им материальных и трудовых ресурсов.

В работе рассматриваются  следующие виды ресурсов: земельные, минеральные, биологические, водные, агроклиматические.

Осетр — река, протекающая через Тульскую, Рязанскую и Московскую области, правый приток Оки.Берёт начало насреднерусской возвышенности, близ деревни Мелеховка.  По верхнему течению Осетра — выходы известняка. Впадает в Оку в 870 км от её устья, в 14 км выше Коломны. Река несудоходна.

 

2. Основные положения

Земельные ресурсы в работе принимаются в размере водосборной площади реки с учетом процентного распределения земельного фонда на леса, луга, пашни, болота, застройка.

 

Структура земельных  угодий:болота - 4%;леса - 30%;луга - 15%; сельскохозяйственные угодья - 45%;застройка  - 6%.

 

Биологические ресурсы определяются по запасам деловой древесины. Запас деловой древесины определяется по ее биомассе, одновременно оценивается энергетический потенциал объекта.

 

Агроклиматические ресурсы определяются путем сопоставления водно-термических требований растений и природно-климатических условий рассматриваемого объекта.

 

Минеральные ресурсы  в работе определяются запасами торфа; сравнивают мощность торфяной залежи на четырех метрах. Параллельно делается оценка запасов торфа, как топлива.

 

Водные ресурсыоцениваются по обобщенным показателям подземных вод и по поверхностному стоку.

 

Энергетические  ресурсы оцениваются по гидропотенциалу реки (энергия водного потока) и потенциальной энергоотдачи ветроэнергетических установок.

 

Трудовые ресурсы оцениваются по половозрастной пирамиде.

 

Материальные  ресурсы оцениваются по следующим показателям:

1. потенциальная урожайность на пахотных землях (по ведущей культуре - зерновым) и трав на лугах, пастбищах и сенокосов;
2. валовой сбор сельскохозяйственной продукции (зерновые и овощи);
3. объем мясомолочного производства.

 
 
 
 
 
 
 

3. Количественная оценка ресурсов 
1. Природные ресурсы
1. Земельные ресурсы

Земельные ресурсы оцениваются  на основе составления баланса земельных  ресурсов и диаграммы структуры землепользования.

Уравнение баланса земельных  ресурсов:

F_{бас. реки} =F_леса + F_болот + F_озер + F_{с/х угодий} + F_урбан. + F_лугов

 

F_{бас. реки} (100%) = F_леса(30%) + F_болот(4%) + F_озер(1%) + F_{с/х угодий} (42%) + F_урбан. (8%) + F_лугов(15%) ⇒348000 га = 104400 га + 13920 га + 3480 га + 146160 га + 27840га + 52200 га

 

Диаграмма структуры  землепользования представлена на рисунке 1. 
 
 
 
 
 
Имея результаты земельного баланса можно оценить экологическое состояние водосборной площади на основе сравнения площадей занятых лесами и лугами с экологически допустимой площадью для условий конкретного объекта.

Экологически допустимая площадь для Тульской области:

F_{экол. для Тульской обл.} =15%

 

F_экол.≥ F_леса + F_луговилиF_экол.<F_леса + F_лугов

 

15% < 30% + 15%

 

Антропогенное влияние не привело к недопустимому переформированию земельного фонда.

 

1. Минеральные ресурсы

Минеральные ресурсы оцениваются по запасам торфа на данном объекте.

 

Запасы торфа  определим по формуле:

З_т = h_t * F_болот * γ

γ = 0,2 т/м³

 

З_т =(5)*(13920)*(0,2) =13920 т 

= З_т*q_т 
=13920* 14*10⁶= 19488*10⁷ Дж

 

3.1.3.   Биологические ресурсы

В работе оцениваются  запасы деловой древесины.  
Зависимость продуктивности лесов от широты местности представлена в таблице 1.

 

Таблица 1. Зависимость продуктивности лесов от широты местности

Широта  местности	40с.ш.	44с.ш.	50с.ш.	54с.ш.	60с.ш.
Продуктивность	1,25	3	3,75	3,5	1,5

 

Формулы для расчетов: 
З_др = В_тра * F_{леса (га)}

Э_др = З_др * 10⁷

 

З_др = 3,5 * 104400 = 365400 ед на всей площади лесов

Э_др = 365400 *10⁷ = 3654*10⁹Дж

 

 

 
3.1.4.   Водные ресурсы

В данном разделе указывается основной водный объект - река, который используется для водопотребления и сброса загрязняющих сточных вод. Следует указать к какой категории водных объектов она (река) принадлежит.

Lреки = 228 км

 

Таблица 2. Классификация рек по длине и водосбору

Группы  рек	Площадь водосбора, т.км2	Длина реки, км
ручьи	<0,1	< 10
малые реки	0,1 - 2	10 - 100
средние реки	2 - 50	100 - 500
крупные реки	> 50	> 500

 
Рассматриваемая река Осетр относится к группе "средние реки". 

 

 
 
Рисунок 3. Карта бассейна реки

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
Гидрологические характеристики водосбора реки представлены в таблице 3.

 

Таблица 3. Гидрологические характеристики реки Осетр

Створ	l, км	F, км2	g,  л/с*км2	Ip, %	Qp, м3/с	Cv	Cs	S угодий
								Fлеса	Fболот	Fс/х уг.	Fлугов	Fозер
вся река	228	3480	4	0,471	13,3	0,5	1	1044	139,2	1461,6	522	34,8

 

Норма стока  и средний многолетний расход воды определяется по формуле:

W_p = g * t * F_{бас. реки} 
W_p= 4*31,54*3480 = 439036,8 м³ 
Расход воды определим по формуле: 
Q_p= q * F_{бас. реки} * 10^-3 
Q_р = 4*3480*10^-3 = 13,92 м³/с

 

Строится график обеспеченности годового стока воды в реке, для построения кривой обеспеченности используются данные таблицы 4. 
Таблица 4. Значение коэффициента К_р%

 

P%	1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	99
Kp% при Сv=0,5	4,67	1,67	1,38	1,19	1,04	0,92	0,8	0,69	0,57	0,44	0,21
Wp	2050,29	733,19	605,86	522,45	456,59	403,91	351,23	302,93	250,25	193,17	92,20

 

3.1.4.1. Основные гидрологические характеристики. Построение кривой обеспеченности стока реки.

На рисунке 4 представлен график - кривая обеспеченности стока реки.

 

Рисунок 4.Кривая обеспеченности стока реки 
 
 
3.1.4.2. Определение минимально допустимого экологического стока реки.

Экологический сток рек - сток позволяющий сохранить состояние  устойчивого равновесия водной экосистемы. Его значения определяются индивидуально  для каждой конкретной реки, при  этом сток должен  удовлетворить  следующим требованиям:

1. обеспечивать достаточное, для водной бионты жизненное пространство в виде объема воды;
2. быть переменным во времени;
3. обеспечивать сохранение параметров водного потока, в пределах диапазона их оптимальных значений.

Годовое значение экологического стока определяется методом повышения обеспеченности (метод Фащевского):

W^75%_{экол.ст. =} W_p^95%⇒149,56млн м³

W^95%_{экол.ст. =} W_p^99%⇒98,20млн м³

 

3.1.4.3. Водные энергоресурсы.

Поток речной воды обладает энергией, которую можно  использовать для выработки электроэнергии. Энергопотенциал реки определяется по формуле:

Э_реки= 9,81 * Q_реки* Н_реки * Т,

гдеН_реки= L_реки *I _реки, 
Н_реки = 228 *0,471 = 107,4 м 
тогда Э_реки = 9,81*1392*107,4*8760 
Э_реки = 12847440,95 КВт ч

 

 

3.1.4.4. Ресурсы подземных вод.

 
Ресурсы подземных вод представлены ресурсами верхнего водоносного горизонта (грунт воды). Рассмотрение гидрогеологических условий позволяет определить гидравлическую связь грунтовых вод с рекой, которая учитывается при оценки уровня допустимого изъятия ресурса. 
Коэффициент гидравлической связи изменяется в пределах от 0 до 1, что зависит как от места расположения водозаборных скважин, так и от гидрогеологической обстановки. В случае совершенного руслом реки вскрытия водоносного горизонта подводных вод ( α = 0) будет означать, что водозабор из подземных вод в объеме Wп.в. = х приводит к снижению речного стока реки в том же объеме, что и Wп.в. В случае отсутствия связи (α = 1), например, если водоносный горизонт подземных вод перекрыт слоем водоупора или водозаборные скважины расположены на значительном отдалении от реки.

 
 
 
Коэффициент гидравлической связи (α) для реки Осетр = 0,8.

 

 
Ресурсы подземных вод оцениваются  по модулю подземных вод.

Wп.в. = F_{бас. реки}* q_п.в. * 31,54 * 10^-3 
Wп.в. = 3480*0,45*31,54*10^-3 = 49,39 м³

 

 

Из всех запасов можно использовать подземные воды гидравлически не связанные с рекой.

Вода забирается из водоносного горизонта с коэффициентом гидравлической связи равной 0,8. Тогда объем подземных вод для хозяйства составляет:

Wэ.п.в. = (1 - α) * Wп.в.

 

Wэ.п.в. = (1 - 0,8) * 4939,164 = 9,87 м³ 
 
 

 
 
      3.2Агроклиматические ресурсы 
 
В данном разделе  даются краткие сведения о типе климата (умеренный, континентальный и т.п.), среднемноголетних годовых значениях осадков (Ос,мм), суммарного испарения с поверхности суши (Ес,мм), температуре воздуха (t, °С).  
 
 
        3.2.1 Агроклиматическое районирование 
 
Климатические условия характерной продолжительности теплого и холодного периодов , сумма активности температур и значение гидротермического коэффициента. 
 
 
Таблица 5Средне многолетние, месячные значения осадков (Ос,мм),  испарения с суши (Ес,мм), температуры воздуха (t, °С).