Курсовая работа: Розрахунок максимальної нестачі кисню при органічному забрудненні р. Сіверський Донець
Русло Дінця здебільшого складено з піску. Де-не-де трапляються виходи корінних порід. У руслі зустрічаються корчі; вздовж берегів доволі часто зустрічається смуга повітряно-водної та водної рослинності.
Вода в річці має слабкий зеленуватий відтінок.
Характерними ознаками Сіверського Дінця, що виділяють його з-поміж інших великих річок України, є велика кількість водозабірних споруд, які можна зустріти через кожні кілька кілометрів. Значне водоспоживання відповідно супроводжується водовідведенням. На додаток до цього, Сіверський Донець та його притоки приймають велику кількість шахтних вод. Ці фактори зумовлюють значний вплив на якісні характеристики. Порівняно з іншими великими річками України якість води у Сіверському Дінці є найгіршою.
Невисока якість води у Дінці впливає не тільки на можливість водоспоживання, але й на біологічні ресурси. Риби в річці порівняно мало і вона здебільшого не встигає досягти великих розмірів. Причиною цього є періодичні скиди забруднюючих речовин, аварії на очисних спорудах.
Найбільшою лівою притокою річки є р. Оскіл. Його довжина становить 472 км, площа басейну – 14800 км2 [6, 12] (за іншими даними [7] – 14680 км2). Впадає р.Оскіл у Донець в 580 км від гирла. Особливістю Осколу до зарегулювання була значна мінливість стоку. Після короткої повені більшу частину року водність річки звичайно була невеликою. Нині стік дещо вирівнявся. Серед найбільших лівих притоків також виділяються річки Айдар (довжина – 264 км, площа водозбору – 7420 км2) і Деркул (163 км і 5180 км2) [6].
Найбільшою правою притокою Сіверського Дінця є р. Казенний Торець. Його довжина – 134 км, площа басейну – 5410 км2 [6]. Особливістю цієї притоки є розташування на ній цілої низки промислових міст: Краматорська, Слов’янська, Дружківки. З огляду на цей факт, використання річки (насамперед для промислового водопостачання) є дуже значним. На р. Казенний Торець збудовано кілька водо підпірних споруд, за якими утворено невеличкі водоймища. На жаль, деякі із споруд мають незадовільний технічний стан і давно потребують реконструкції.
Р.Казенний Торець є водоприймачем великої кількості промислових підприємств; її верхів’я знаходиться під впливом шахтних вод. Зазначені фактори не тільки зумовили значні зміни гідрохімічних характеристик, але й призвели до порушення термічного режиму. Річка замерзає лише у суворі зими.
З інших правих притоків Дінця слід згадати р. Лугань (довжина річки – 198 км, площа водозбору – 3740 км2), на якій розташовано м. Луганськ [12].
1.2 Гідрологічний режим р. Сіверський Донець
Той факт, що Сіверський Донець упродовж століть широко використовувався для господарських потреб, не могло не вплинути на вивченість річки. Тільки в межах України на ній розташовано 10 водпостів, на яких вимірюються витрати води. Водпостами, які відзначаються найбільшою тривалістю спостережень, є: Зміїв (відстань від гирла – 793 км, площа басейну – 16600 км2), Ізюм (602 км, 22600 км2) та Лисичанськ (430 км, 52400 км2). Замикаючим водо постом на річці є Кружилівка (263 км, 73200 км2).
З основних даних про стік Сіверського Дінця випливає, що на в/п Лисичанськ середня багаторічна витрата води становить 104 м3/с (3,28 км2), при переході річки з території України у Росію (в/п Кружилівка) – 137 м3/с (4,32 км2).
Зважаючи на географічне положення річки (схід України), її стік має доволі значну мінливість. Максимальна середня річна витрата води на в/п Лисичанськ становила 261 м3/с, мінімальна – 22,5 м3/с.
Фізико-географічні чинники, а також вплив господарювання зумовлюють певні особливості водності річки по її довжині. Зустрічаються ділянки, де має місце не зростання водності, а її зменшення.
Невеличке падіння стоку відбувається між водпостами Зміїв і Протопопівка, що розташовані відповідно в 793 і 650 км від гирла. Більш значне зменшення стоку спостерігається на ділянці Єремівка – Райстародубівка (573 і 510 км).
У першому випадку факт зменшення стоку може бути пояснений розташуванням на зазначеній ділянці карстових порід. Певну роль відіграє і господарська діяльність, зокрема, підпитка водойми-охолоджувача Зміївської ТЕС. Що стосується ділянки річки між водопостами Єремівка – Райстародубівка, то в цьому випадку чинником, що зумовлює зменшення водності, є відбір у води у канал Сіверський Донець – Донбас. Перевищення відбору над припливом інколи має місце і на ділянці Райстародубівка – Лисичанськ.
Помітне зростання водності Сіверського Дінця спостерігається на ділянці Протопопівка – Ізюм. Зазначений факт насамперед зумовлений тим, що саме на цій ділянці в річку надходить вода з каналу Дніпро – Донбас. Зокрема, цим каналом 1998 р. у басейн Дінця подано 120 млн.м3 води, що відповідає витраті близько 4 м3/с [3].
У внутрішньорічному розрізі своєю водністю виділяється весняна повінь. Вона спостерігається зазвичай з початку березня до середини травня. Незважаючи на короткочасність, упродовж повені проходить 2/3 річного стоку річки.
Пік повені зазвичай спостерігається наприкінці березня – початку квітня. В окремі весни інтенсивність підйому може сягати 1 м за добу. Середня багаторічна витрата, що відповідає піку повені на в/п Лисичанськ становить 1100 м3/с.
Максимальна витрата води, що будь-коли спостерігалася на в/п Лисичанськ, становить 3310 м3/с, мінімальна – 3,90 м3/с. Амплітуда коливань рівня води на українській ділянці річки сягає 7-9 м.
Для Сіверського Дінця притаманний доволі значний стік наносів, що зумовлено розчленованістю рельєфу, великою розораністю, малою лісистістю. Середній багаторічний стік завислих наносів на в/п Лисичанськ становить 0,52 млн т, мутність – 170 г/м3.
В останні десятиліття завдяки регулюванню стоку, а також надходженню води із-за меж басейну гідрологічний режим річки дещо змінився.
Основними чинниками впливу на стік води є його використання незліченними водоспоживачами. З річки беруть початок канал Сіверський Донець – Донбас, водовід на Харків тощо. У річку також надходить вода каналом Дніпро – Донбас. Інший чинник – скидання у правобережні притоки шахтних вод. За цих умов оцінка природного стоку річки, що спостерігався б в непорушених умовах, - вкрай складна задача, що може бути вирішена лише наближено [11].
Результатом впливу господарської діяльності на гідрологічний режим Дінця стало те, що змінилися не тільки стокові характеристики річки, але й режим рівнів води. Ця обставина має бути згадана тому, що в природних умовах заплава річки затоплювалася частіше, ніж нині. Зміни рівневого режиму зумовили зменшення повторюваності виходу води на заплаву і відповідно підживлення підземних вод.
1.3 Гідрохімічна характеристика р. Сіверський Донець
Гідрохімічний режим Сіверського Дінця визначається як природними характеристиками басейну, так і значним впливом господарської діяльності.
Особливістю річки, що відрізняє її від інших великих річок України, є те, що її басейн має порівняно малу зволоженість. Ґрунти, поширені в басейні, мають підвищений вміст водорозчинних солей. Водночас у річку потрапляють ґрунтові води, що також відзначаються великим солевмістом. У цілому природні чинники зумовлюють доволі високу природну жорсткість (твердість) води.
Гідрохімічний режим Сіверського Дінця істотно залежить від впливу антропогенного фактору. Згідно з даними Держводгоспу України, у річку у 1998 р. після водокористування відведено 1,18 км3. Разом із стічними водами було скинуто: сухий залишок – 1,19 млн т, сульфати – 304 тис.т, хлориди – 236 тис.т, нафтопродукти – 338 т, феноли – 2,0 т, залізо – 234 т.
Окрім скидів, на якість води в річці впливає ще ряд чинників, які важко піддаються кількісному обрахунку. Достатньо лише згадати про існування в Донбасі великої кількості фільтруючих накопичувачів, відстійниках та звалищ. За цих обставин не дивно, що якість води у Дінці є найгіршою з-поміж інших великих річок України.
Надходження солей у річку сприяє навіть робота каналу Дніпро – Донбас. Адже траса каналу частково проходить по руслу р. Берека, для якої притаманний високий вміст сульфатів у грунтах.
Помірно чистою вода в річці є лише у верхній течії. У напрямку до гирла відбувається зростання мінералізації, а також забруднення. Середні значення мінералізації на окремих ділянках у 1997-1998 рр. були такими: Чугуїв – Зміїв – 750, Ізюм – 900-950, Лисичанськ – Кружилівка – 1200-1300 мг/л [5].
Значне погіршення якості у Сіверському Дінці відбувається нижче впадіння Казенного Торця, а також нижче Лисичансько – Рубіжанського промвузла (тут також знаходиться м. Сєверодонецьк). На р. Казенний Торець, окрім цілої низки доволі значних населених пунктів, розташований Краматорський металургійний комбінат, а також Новокраматорський машинобудівний завод (НКМЗ). Чинником впливу на якість води у річці є фільтрація води з накопичувачів Слов’янського содового заводу. Фактично вже нижче гирла Казенного Торця вода в Сіверському Дінці стає непридатною для питного споживання.