6887

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. В. Февралев

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОВ МАЛЫХ РЕК

И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ НА НИХ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям

для обучающихся по дисциплине «Использование ресурсов малых рек и гидротехнические сооружения на них» по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство», направленность (профиль) «Гидротехническое строительство»

Нижний Новгород

2023

2

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. В. Февралев

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОВ МАЛЫХ РЕК

И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ НА НИХ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям

для обучающихся по дисциплине «Использование ресурсов малых рек и гидротехнические сооружения на них» по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство», направленность (профиль) «Гидротехническое строительство»

Нижний Новгород ННГАСУ

2023

3

УДК 338.90

Февралев, А. В. Использование ресурсов малых рек и гидротехнические сооружения на них: учебно-методическое пособие / А. В. Февралев; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2023. – 34 с.– Текст: электронный

В пособии рассматривается классификация рек, дается характеристика основ водопользования, описываются отрасли использования ресурсов малых рек, раскрываются схемы гидроузлов и конструкции гидротехнических сооружений на малых водотоках.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Использование ресурсов малых рек и гидротехнические сооружения на них» по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство», направленность (профиль) «Гидротехническое строительство»

© А. В. Февралев, 2023 © ННГАСУ, 2023

4

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………… 6 1. Малые реки: версии классификации …………………………………… 7

2.Состояние малых рек……………………………………………………… 9

3.Количество малых рек…………………………………………………….. 11

4.Характеристика малых рек ….………………………………………….. 12

5.Водопользование …………………………………………………............. 14

5.1.Цели водопользования ………………………………………………. 14

5.2.Виды водопользования ……………………………………………… 14

6.Основы использования водных ресурсов……………………………….. 15

6.1.Использование водных объектов для целей питьевого и хозяй- ственно-бытового водоснабжения …………………………………………. 15

6.2.Использование водных объектов для целей сброса сточных вод и

(или) дренажных вод ………………………………………………………… 15

6.3.Использование водохранилищ ……………………………………… 16

6.4.Использование водных объектов для целей производства элек-

трической энергии …………………………………………………………… 17

6.5.Использование поверхностных водных объектов для целей вод-

ного и воздушного транспорта ……………………………………………... 18

6.6.Использование водных объектов для сплава древесины ………….. 18

6.7.Использование водных объектов для лечебных и оздоровитель-

ных целей …………………………………………………………………….. 18

6.8.Использование водных объектов для рекреационных целей …….. 18

6.9.Использование водных объектов для целей рыболовства и охоты.. 19

6.10.Использование водных объектов для разведки и добычи полез-

ных ископаемых ……………………………………………………………... 20 6.11. Использование водных объектов для обеспечения пожарной

безопасности ………………………………………………………………… 20 6.12. Использование водных объектов в местах традиционного про-

живания и традиционной хозяйственной деятельности коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации ……………………………………………………………………. 21

7.Энергетическое использование малых рек……………………………… 22

8.Использование малых рек для водоснабжения………………………….. 23

9.Рекреационное использование малых рек……………………………….. 24

10.Рыбохозяйственное использование малых рек………………………… 25

11.Воднотранспортное использование малых рек………………………... 26

5

12.Использование малых рек для целей мелиорации…………………….. 27

13.Гидротехнические сооружения на малых реках……………………….. 28

13.1.Общая характеристика гидроузлов ………………………………... 28

13.2.Состав сооружений и компоновка гидроузлов …………………… 28

13.3.Водоподпорные сооружения ………………………………………. 30

13.4.Водосбросные сооружения…………………………………………. 31

13.5.Водоспуски и водовыпуски ………………………………………... 32 Библиографический список………………………………………………… 34

6

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Использование ресурсов малых рек и гидротехнических со-

оружений на них» предназначается для студентов, обучающихся по направле-

нию «08.04.01 «Строительство» направленность (профиль) «Гидротехническое строительство».

Настоящее пособие призвано способствовать подготовке к лекциям и практическим занятиям по названой дисциплине, а также подготовке к зачетам.

В пособии изложены названия разделов дисциплины и их краткое содер-

жание. Для расширения знаний следует прослушать лекции, изучить литерату-

ру, приведенную в пособии, использовать ресурсы Интернета.1

1 Всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации.

7

1. МАЛЫЕ РЕКИ: ВЕРСИИ КЛАССИФИКАЦИИ

Понятие «малая река» имеет множественное толкование. Наиболее широ-

кое применение для классификации рек имеет разделение их по гидрологиче-

ским характеристикам.

Согласно ГОСТ 19179-73 [5], к малым водотокам причисляют реки дли-

ной до 100 км и площадью водосбора до 2000 км2. СП 33-101-2003 [14] называ-

ет малыми реки с площадью водосбора от1000 до 5000 км2.

ГОСТ 17.1.1.02-77 [6] делит водотоки на категории. Малой категории со-

ответствуют реки, площадью водосбора не более 20 тыс. км2 и расходом воды за период низкого стока не выше 5 м3/с.

В других версиях гидрологической классификации в качестве критериев используется величина среднегодового расхода воды.

Проблема типизации рек по их размерам связана и с характером рельефа территории. Так, к малым водотокам Северного Кавказа отнесены реки длиной

10-25 км, а также длиной более 10 км и площадью водосбора до 100 км2 [11].

При изучении гидроэнергоресурсов рек применение гидрологических ха-

рактеристик водотоков для их классификации нецелесообразно, так как они слабо отражают энергетические возможности рек. По этой причине реки делят по величине потенциальной мощности: к малым относят водотоки мощностью не более 2000 кВт для равнинных условий и не более 1700 кВт – для горных условий [19].

Использование ресурсов рек наиболее рационально и эффективно в ком-

плексе. Комплексный подход отражен в классификации А. Н. Костякова. Клас-

сификация рек по совокупности параметров более полно показывает возможно-

сти хозяйственного использования их ресурсов [10].

Интенсивное и зачастую нерациональное использование ресурсов малых рек, увеличивающееся их загрязнение, истощение и даже деградация приводят к необходимости проведения природоохранных мероприятий. Их набор зависит от характера влияния хозяйственной деятельности на водотоки. С этой точки

8

зрения малые реки заметно отличаются от средних и крупных рек. Последние максимальное негативное воздействие испытывают от локальных источников загрязнения, тогда как малые реки загрязняются преимущественно за счет рас-

средоточенных источников. Это обстоятельство может служить еще одним критерием отнесения рек к малым.

Таким образом, малыми реками принято считать водотоки некоторой территории длиной не более 200 км, площадью водосбора до 5000 км2, с расхо-

дом до 50 м3/с, имеющие особый характер гидрологических процессов и опре-

деленные возможности хозяйственного использования природных ресурсов, а

также загрязнение которых происходит, в основном, за счет распределенных по длине реки и площади бассейна источников.

9

2. СОСТОЯНИЕ МАЛЫХ РЕК

Современное состояние малых рек вызывает большую озабоченность в связи с неудовлетворительной гидрологической и экологической ситуацией,

складывающейся на их значительном протяжении.

На многих малых реках происходят процессы заиления, что приводит к их об-

мелению, деградации и даже исчезновению. Эти процессы приобрели особый размах в южной части России – Ставропольском и Краснодарском краях, на Урале, в Кузбассе. Заилению малых рек в существенной степени способствует распахивание склонов и пойм вплоть до уреза воды. В Волгоградской и Ростов-

ской областях заилено значительное количество малых водотоков; использова-

ние их водных ресурсов невозможно без расчистки и дноуглубления.

Серьезную тревогу вызывает увеличивающееся загрязнение малых рек различными отходами хозяйственной деятельности, особенно хозяйственно-

бытовыми и промышленными сточными водами, выносом со склоновым сто-

ком удобрений и ядохимикатов, загрязненных вод с урбанизированных терри-

торий, от сельских населенных пунктов и животноводческих ферм.

Массовое загрязнение малых рек послужило основной причиной потери ими рыбопродуктивности.

Другое отрицательное явление – изменение водного режима малых рек во многих районах страны, выражающееся в усилении половодий и дождевых па-

водков и уменьшении меженного стока. Это в конечном итоге приводит к сни-

жению годового стока, основными причинами чего являются [1]:

–увеличение безвозвратного водопотребления из рек на орошение, полив огородов, садов, приусадебных участков;

–потери на дополнительное испарение с прудов и водохранилищ;

–агротехнические мероприятия по задержанию поверхностного стока на сельхозугодьях;

–интенсивное использование грунтовых вод, уменьшающее долю грун-

тового питания.

10

Еще одной причиной уменьшения стока малых рек является ослабление внимания к его регулированию.

С неблагоприятным состоянием малых рек связано неблагополучие и прилегающих к ним территорий, особенно речных пойм, подвергающихся за-

грязнению, переувлажнению или иссушению и теряющих свою высокую про-

дуктивность.

Складывающаяся на малых реках России неблагоприятная ситуация тре-

бует разработки и осуществления мероприятий по её улучшению. Одним из ве-

дущих мероприятий по охране, восстановлению и увеличению устойчивости экосистем малых водотоков рассматривается гидротехническое строительство на них с созданием прудов и водохранилищ для регулирования стока.