Файл: Комплексное использование водных объектов на тему Обоснование водохозяйственных мероприятий в бассейне реки Преголи Работу проверил канд техн наук Нелюбина Е. А.docx

Гидрологические условия

Гидрологические условия на территории изучают на основе данных о явлениях и процессах, происходящих в поверхностных водоёмах: реках, озёрах, водохранилищах и болотах. Эти условия рассматривают в тесной связи с гидрогеологическими и другими природными условиями, в комплексе определяющими характеристику круговорота воды в природе, влияние на него деятельности человека и способов управления водным режимом.

Основная река Калининградской области – Преголя. Она протекает почти через всю область с востока на запад, образуясь от слияния рек Инструч и Анграпа, берущих начало на Балтийской гряде. Главным истоком является р. Анграпа вместе со своим притоком – Писсой. Обширные равнины Калининградской области дренируются Преголей и ее притоками, а границы бассейна выходят за пределы области. Дно реки песчаное, реже илистое. В пойме реки местами образовались обширные болота и озера. В устьевой области р. Преголя имеет дельту, образованную двумя рукавами: левым – собственно Преголя длиной 56 км и правым – Дейма длиной 37 км. Дейма, в прошлом небольшая самостоятельная река, была соединена с р. Преголя с целью защиты г. Калининград от наводнений [4].

1. Основные гидрологические характеристики

Длина Преголи без притоков – 123 км. Общая площадь водосбора – 15500 км². Средний годовой расход воды Преголи в вершине дельты у Гвардейска за 1948-2009 гг. составляет 85,8 м³/с (Рисунок 2), среднегодовой объем стока – 2,70 км³/год. Ширина речной долины 1,0-1,5 км, ширина реки от 20 до 80 м, средняя глубина 2-3 м, в нижнем течении местами до 9-16 м. Заболоченность – 3%, озерность – 1%. Залесенность территории речного бассейна – 17%, распаханность территории – 35%.

Преголя относится к рекам с весенним половодьем и паводочным режимом в течение всего года; имеет смешанное питание. На реке наблюдаются снеговое весеннее половодье

---

, осенний подъем уровней, связанный с обложными дождями, зимние паводки во время оттепелей. Сток р. Преголя у г. Гвардейск распределяется между двумя рукавами – Преголя и Дейма в соотношении 60% и 40% соответственно [4].

Реки типизируют по различным признакам, например по размеру, условиям протекания, источникам (видам) питания, водному режиму, степени устойчивости русла, ледовому режиму и т.д. В соответствии с классификациями приведенными в табл. 1.2.1 и табл. 1.2.2 река Преголя относится к группе средних рек.

Таблица 1.2.1 – Классификация рек по площади водосбора [5].

Группы рек	Площадь водосбора, тыс. км2
Ручьи	< 0.1
Малые	0.1 - 2
Средние	2 - 50
Большие	> 50

Таблица 1.2.2 – Классификация рек по длине [6].

Группы рек	Длина реки, км
Очень малые	< 10
Малые	10 - 100
Средние	100 - 500
Большие	500 - 1000
Очень большие	> 1000

Таблица 1.2.3 – Гидрологические характеристики реки [4].

Створ	L, км	F, км2	q, л/с∙км2	Ip, ‰	Qр, м3/с	Cv	Cs	Площадь угодий, %
								fоз	fбол	fл	fпаш
Преголя, Гвардейск	104	13600	6,3088	0,08	85,8	0,32	2,5Cv	1	3	17	35

---

Обозначения в табл.: L – длина реки, q – модуль стока воды, Cv – коэффициент вариации, Cs – коэффициент асимметрии, I_p – уклон реки.



Рисунок 2 – Среднегодовые расходы воды. Г/п р.Преголя – г.Гвардейск. 1948-2009 гг. [4]



Рисунок 3 – Внутригодовое распределение стока за характерные годы. Г/п р.Преголя – г.Гвардейск [4]

Расчеты производим согласно действующим требованиям СП 33-101-2003 [7]. Вычислим норму годового стока реки:



где t – количество секунд в году.

Внутригодовое распределение стока представляется в табл. 1.2.5, в которой указываются объемы стока для лет 75% и 95% обеспеченности (эти данные определены исходя из типового внутригодового распределения речного стока).



Рисунок 4 – Ординаты кривых трехпараметрического гамма–распределения [8]

Норма годового стока реки заданной обеспеченности:


Норма годового стока реки при обеспеченности 75% (K_75% = 0,77):


Норма годового стока реки при обеспеченности 95% (K_95% = 0,558):


Таблица 1.2.4 – Типовое внутригодовое распределение речного стока для лет разной обеспеченности для Калининградской обл.

P, %	Месяцы												Год
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
95	7,8	6,6	25	12	5,5	6,7	4,8	4,2	4,3	6,4	7,1	9,6		100 %
75	8	7	20	11	6	7	5	5	4	5	7	15		100 %

---

Таблица 1.2.5 – Внутригодовое расчетное распределение речного стока р. Преголи для лет разной обеспеченности. (млн. м³).

P, %fffff	Месяцы												Год
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
95	117,766	99,648	377,456	181,179	83,041	101,158	72,472	117,766	63,413	96,629	107,198	144,943		1509,825 млн. м3
75	166,676	145,842	416,69	229,179	125,007	145,842	104,172	104,172	83,338	104,172	145,842	312,518		2083,45 млн. м3

Рисунок 5 – Гидрограф р. Преголи обеспеченностью 95%



Рисунок 6 – Гидрограф р. Преголи обеспеченностью 75%

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

---

Определение минимально допустимого экологического стока реки

Экологический сток рек – это часть естественного стока, позволяющая сохранить состояние устойчивого равновесия водной экосистемы. Его значение определяется индивидуально для каждой конкретной реки. При этом экологический сток должен удовлетворять следующим условиям [9]:

• 
  Должно соблюдаться обеспечение достаточного для водной биоты объема воды, как объема жизненного пространства;
  
• 
  Сток должен быть переменным во времени по годам и внутри года (как это наблюдается в естественных условиях)
  
• 
  Необходимо обеспечивать сохранение параметров водного потока в пределах диапазона их оптимальных значений (глубина, скорость течения воды, площадь мелководий, площадь заливных земель и продолжительность их затопления и др.)
  

Для определения минимально допустимого экологического стока реки Преголи воспользуемся методом пропорциональных коэффициентов. Для этого: Определим величину экологически допустимого стока в год расчетной обеспеченности (Р) как долю от естественного речного стока в год данной обеспеченности (Q^р_р):


где К_эк – эмпирический коэффициент, принимаемый в зависимости от водности года в пределах (0,9-0,7):
Таблица 1.2.6 – К определению минимально допустимого экологического стока реки [9].

Обеспеченность P, %	Kэк
≤75	0,7
80	0,8
≥95	0,9

---