В индивидуальной исследовательской работе по географии на тему «Экономико-географическая характеристика Чограйского гидроузла» автор составляет физико-географическую характеристику Чограйского гидроузла на основании изученной и научной и документальной информации по теме исследования, а также данных архивов изучаемых объектов и полученных консультаций у ведущих специалистов.

Подробнее о работе:

В учебном исследовательском проекте по географии «Экономико-географическая характеристика Чограйского гидроузла» описывается гидрографическое положение и дается техническая характеристика водохранилища, перечисляются имеющиеся на нем сооружения. Особое внимание уделяется описанию плотины на Чограйском водохранилище и ее основным элементам. Автор проекта также останавливается на исследовании причин минерализации Чограйской воды и проводит эксперимент по определению рН чограйской и левокумской воды.

Исследовательский проект по географии в 9 классе на тему «Экономико-географическая характеристика Чограйского гидроузла» содержит в себе информацию об экологическом состоянии Чограйского водохранилища, а также изучение географического положения, назначения и состава комплекса Черноземельского магистрального канала, рассматривает его основные функции и проблемы. В рамках своей исследовательской работы ученица провела мероприятие по защите местных водоемов от загрязнения.

Оглавление

Введение
1. Физико-географическая характеристика района исследования: географическое положение, рельеф, климат.
2. Гидрография. Общая характеристика.
3. Гидрокомплекс Чограйского водохранилища.
3.1. Географическое положение, назначение, состав.
3.2. Техническая характеристика водохранилища.
3.2.1. Сооружения.
3.2.2. Плотина, основные ее элементы.
3.2.3. Водохранилище, общая характеристика.
3.2.4. Минерализация Чограйской воды и ее причины.
3.2.5. Эксперимент по определению рН чограйской и левокумской воды.
3.2.6. Экологическое состояние.
3.2.7. Задачи персонала.
4. Комплекс Черноземельского магистрального канала
4.1. Общие данные: географическое положение, назначение, состав.
4.2. Техническая характеристика и проблемы гидрокомплекса.
4.3. Задачи персонала.
5. Практические мероприятия по защите местных водоемов от загрязнения.
Заключение
Литература
Глоссарий

Переоценить роль воды в жизни человека и природы невозможно. Вода обладает удивительными свойствами. Без нее невозможно развитие органического мира. В водной среде протекает большинство химических реакций, связанных с обменом веществ в организме. Благодаря этому свойству она стала «носителем жизни».

Воду практически ничем невозможно заменить. Природные источники тепла – уголь, нефть, газ – взаимозаменяемы. А вот потребность живого организма в воде может удовлетворить только вода. Только вода может существовать в трех состояниях. Вода – важное условие жизни на нашей планете. Вода – распределитель солнечной энергии на земле, главнейший творец климата, аккумулятор тепла, гигантский движитель.

Пресной воды, необходимой всему живому, очень мало - всего 3%. В прошлом считалось, что запасы пресной воды неистощимы. Иллюзия неисчерпаемости водных ресурсов на Земле исчезла уже при жизни нынешнего поколения людей. Во второй половине 20 века человек столкнулся с неожиданным и непредвиденным явлением – недостатком пресной воды.

За последние десятилетия заметно обмелели многие водоемы, исчезают малые реки, высыхают озера, пруды, некоторые водохранилища, пропадают родники, иссякают артезианские скважины. К тому же, вода безжалостно загрязняется. От недоброкачественной воды страдают люди и все живое. Между тем потребность в пресной воде год от года растет.

Наша республика не исключение. Как и везде на планете, водная проблема в республике с каждым годом становится все серьезнее и приобретает возрастающее экономическое, социальное и экологическое значение. Возник вопрос: а что же представляют собой наши водные ресурсы, в каком они состоянии, какие у них проблемы, сможем ли мы чем-то помочь им? Таким образом, определились цели и задачи исследования.

Цель исследования: составить физико-географическую характеристику Чограйского гидроузла.

Задачи исследования.

1. изучить и проанализировать научную и документальную информацию по теме исследования;
2. посетить Чограйский участок ФГУ «Управление эксплуатации Кумских гидроузлов и Чограйского водохранилища» (далее - «УЭКГ и ЧВ») и Ики-Бурульский филиал ФГУ «Управ-ление «Калммелиоводхоз» для сбора информации и знакомства с работой данных объектов;
3. использовать данные архивов изучаемых объектов и необходимые консультации ведущих специалистов;
4. провести эксперимент по определению pH воды чограйской и левокумской;
5. формировать у учащихся ответственное, экологически грамотное поведение в природе и обществе, как социально и личностно значимого компонента образованности человека;
6. привлекать к практической деятельности по очистке берегов от бытового мусора;
7. пропагандировать экологическую культуру среди подрастающего поколения и взрослого населения поселка Южный через практическую деятельность по очистке водоёмов.

Гипотеза исследования. Физико-географическую характеристику Чограйского гидроузла можно использовать на уроках географии, классных часах, факультативах, ИКРК, для оформления стенда «Мой край родной» и т.п.

Методы исследования:

• изучение источников информации;
• сбор сведений на местах, консультации специалистов, работа с архивным материалом;
• наблюдение;
• эксперимент по определению рН воды;
• обработка и анализ собранного материала.
• практические действия по очистке водоемов;
• обобщение работы, выводы.

Объект и предмет исследования: ЭГХ Чограйского гидроузла.

В ходе работы над проблемой изучили научно-документальные источники информации по теме (Литература, с.11). Основная часть сведений о работе Чограйского гидроузла получена из архивов изучаемых объектов: отчетов, документов, картосхем, таблиц, фотоматериала.

Разобраться с этим большим объемом информации со специфической терминологией помогли консультации специалистов-инженеров. Интересными воспоминаниями о строительстве Чограйского гидроузла поделились старожилы поселка – участники той великой стройки. Обработав собранный материал, получили экономико-географическую характеристику Чограйского гидроузла.

Поселок Южный и прилегающая часть, подконтрольная Чограйскому СМО расположена в южной части Ики-Бурульского района Республики Калмыкия (рис. 1). Описываемая территория, представляет собой равнину, понижающуюся к югу. Здесь широко развит микрорельеф в виде заросших бугорков землероев, микрозападин, небольших потяжин, обуславливающий перераспределение гидротермических и биологических факторов, служит причиной образования комплексности почвенного покрова. По природной зоне территорию в равной степени можно назвать полупустынной степью или остепненной полупустыней, расположенной в очень засушливом жарком агроклиматическом районе.

Климат резко континентальный, лето жаркое и сухое, зима малоснежная, иногда с большими морозами. Тепла здесь много, влаги мало. Среднее годовое количество осадков 315 мм, испаряемость более 1000 мм в год.

По сезонам распределяются они неравномерно. Летние осадки носят кратковременный ливневый характер, значительная часть которых стекает по склонам, не успев впитаться, вызывая при этом смыв почвы. Гораздо большее участие в создании продуктовых запасов влаги принимают осенние - весенние и зимние осадки, выпадающие в виде моросящих дождей и снега.

Гидрографическая сеть района представлена реками, озерами, временными водотоками балочных систем. Наиболее значительным элементом гидрографической сети района является река Восточный Маныч, с отходящей от нее рекой Подкумок. Вода в реке жесткая, солонцеватая, однако может быть использована для водопоя скота. К концу лета уровень воды в реке сильно понижается, и вода становится непригодной даже для водопоя скота. Большое количество озер расположено в пойме реки Восточный Маныч.

Водный режим озер непостоянный, многие из них в летний период пересыхают. Вода в озерах имеет высокую степень минерализации и непригодна к употреблению. Самые крупные среди местных искусственных водоемов - Чограйское водохранилище и Черноземельский магистральный канал, которые ограничивают территорию Чограйского СМО с юга. Они являются нашими главными источниками воды, поэтому им в работе отведем большее внимание.

Гидрокомплексы Чограйское водохранилище и Черноземельский магистральный канал (далее ЧМК) работают во взаимосвязанном режиме и составляют единый Чограйский гидроузел.

Географическое положение, назначение, состав

Водохранилище расположено в долине р. Восточный Маныч на границе Ставропольского края и Республики Калмыкия. Введено в эксплуатацию в декабре 1969 года (рис.1-3), заполнение до проектного уровня закончено в 1973г. Необходимость создания водохранилища была обусловлена острым дефицитом пресной воды, возникшим при широкомасштабном развитии мелиорации на юге европейской части страны в 1950–1960-х гг.

Назначение:

1. для раз­ви­тие ме­ли­о­ра­ции, оро­ша­е­мо­го зем­ле­де­лия и об­вод­не­ния паст­бищ;
2. для питьевого и хозяйственного водоснабжения.

Состав комплекса: водохранилище и гидротехнические сооружения (ГТС):

Сооружения:

Головное – для забора воды по Черноземельскому магистральному каналу;

Донное– для сброса воды с водохранилища при катастрофических ситуациях и для пополнения водой реки Восточный Маныч, для ремонта ГТС.

Донный водосброс расположен на ПК 240-00 плотины и представляет собой монолитную железобетонную трубу, перекрывающуюся плоским металлическим затвором с винтовым электрофицированным подъемником, установленном в шахте.

Плотина – земляное сооружение длиной 9850 м, шириной 8 м.

Плотина — водоподпорное гидротехническое сооружение (ГТС), перегораживающее водоток для подъёма уровня воды

Зуб плотины – элемент плотины в виде выступа, связанного с фундаментом и заглубленного в основание, служащий для удлинения пути фильтрации воды и увеличения устойчивости сооружения.

Бьеф – часть водотока, примыкающая к водоподпорному сооружению соответственно – выше (ВБ – верхний бьеф) или ниже (НБ – нижний бьеф) его по течению.

Основной гарантированный источник водоподачи ‒ воды, поступающие по Терско-Кумскому и Кумо-Манычскому каналам, также реки Рагули, Голубь и Чограй (со стороны Ставропольского края) и воды поверхностного стока из многочисленных балок (Шангуста, Байчара, Антуста, Кондрашкина, Чограйская и др.) – со стороны Калмыкии.

Высота зеркала водохранилища над уровнем моря (на момент составления топографических карт) составляла 24,2 м. Длина водоема 49 км; ширина колеблется от 1 до 5 км, наибольшая – 8,8 км – у плотины, средняя глубина — 3,6 м, максимальная – 8,5м. Площадь водной поверхности (зеркала) – 185км2, объем – 0,72 км3.

В последние годы уровень водохранилища ниже нормального проектного уровня, площадь зеркала сократилась до 130,4 км², а полезный объём сократился более чем вдвое — до 0,28 км³.

Несмотря на зарегулированность водохранилища, в засушливые годы происходит снижение уровня воды. За последние 25 лет колебания уровня воды достигают одного метра (весенне-летний период). Водохранилище имеет острова, площадью от нескольких гектаров до нескольких десятков и сотен гектаров, мелководья, тростниковые заросли.

Прозрачность воды по всей акватории водоема колеблется от 5 до 90 см, прозрачность уменьшается в результате поступления значительного кол-ва взвешенных частиц со стоком рек. Полный ледостав наблюдается практически ежегодно, но в отдельные годы — в течение очень короткого периода (1-2 недели). По среднемноголетним показателям ледостав отмечается с декабря по конец февраля. Толщина льда составляет 30 – 40 см, в теплые зимы – 5 – 10 см, а в бол ее суровые – 30 – 50 см.; ледостав наступает в декабре.

Чограйское водохранилище заполняется водами р. Терек и Кумы (через Терско-Кумский и Кумо-Манычский каналы) и притоков реки В. Маныч: Чограй, Рагули, Голубь. В 2017г. средняя минерализация вод Чограя, Голуби, Рагулей составляла 2,3 г/л, 4,5 г/л и 2,7 г/л соответственно; минерализация Терека – 0,9 г/л, Кумы – 1,0 – 1,4 г/л. Подача Кумо-Манычских вод привела к распространению солей в водохранилище и в среднем минерализация его воды составила от 1,3 до 1,7 г/л.

По всей акватории имеется различная соленость. В приплотинном участке она почти пресная за счет поступления вод Терека и Кумы; в центральной и западных частях – повышенная минерализация из-за соленых вод рек Чограя, Голубь и Рагулей. Грунтовые воды в районе водохранилища сильно засолены (до 25 – 50 г/л) и являются дополнительным источником поступления солей.

По классификации О.А. Алешина (1970г) воды водохранилища относятся к сульфатно-хлоридному классу группы натрия 2 типа.

Активная реакция среды Чограйского водохранилища слабощелочная – рН=7,2 (рис.20).

Чтобы убедиться в безопасных для здоровья свойствах воды, которую пьем, провели исследование. В стаканчики налили левокумской, чограйской и бутилированной воды Кубай из магазина. Результат: чограйская вода – рН= 7 (рис. 20) – т.е. среда нейтральная, левокумская – рН=8, (рис.19) – среда щелочная, кубай – рН=7 (рис.19-29) - среда нейтральная.

Экологи утверждают, что чограйская вода по качеству не пригодна для питьевого водоснабжения и ограниченно пригодна для орошения и водопоя скота (см пункт 1.5.). Подземные левокумские воды по качеству полностью отвечают требованиям СанПиН (2.1.4.1074-01) «Питьевая вода». Минерализация воды колеблется на основной части участка в пределах 0,5 – 0, 77 г/л. Про pH воды сведений не найдено (vkalmykii.kom/serg).

Эксперимент показал, среда воды щелочная, что не лучше для здоровья.

За последние годы качество воды в водохранилище значительно снизилось.

В связи с подачей загрязнённых стоков из реки Кумы минерализация воды возросла до 1,6‒1,7 г/л при сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатном типе засоления. Концентрация токсичных сульфат-ионов — доходит до 0,7 г/л, а ионов хлора ‒ до 0,3 г/л. По качеству вода не пригодна для питьевого водоснабжения и ограниченно пригодна для орошения и водопоя скота.

Многолетнее аккумулирование паводковых вод Терека, несущих большое количество взвешенных частиц, привело к заилению ложа водохранилища. Его полезный объём уменьшился до 280 млн м³, а площадь водной поверхности снизилась до 130,4 км². Водохранилище нуждается в значительном объёме рекреационных работ по их очистке и по поддержке обслуживающих их гидротехнических сооружений.

Водоем используется также для рыбного промысла. В его водах обитает много разнообразных видов рыб. В камышовых зарослях мелководья гнездятся водоплавающие птицы, среди которых есть кудрявые и розовые пеликаны, занесенные в Красную книгу РФ. Для сохранения уникальной экосистемы Чограйского водохранилища были созданы государственные заказники «Зунда» и «Чограйский». Чограйское водохранилище включено в список перспективных развивающихся водно-болотных угодий, которые соответствуют требованиям международной Рамсарской конвенции.

Задачи персонала:

1. обеспечение исправного состояния и надежной работы гидроузла;
2. постоянный контроль за технического состояния сооружений;
3. систематические наблюдения:

• за уровнем и объемом водохранилища,
• за уровнем воды нижнего бьефа сооружения;
• за фильтрацией воды в теле плотины;
• за работой дренажных устройств, выходом фильтрационной воды на низовом откосе;
• за техническим состоянием верхнего и низового откосов, гребня плотины;
• за осадкой плотины, сооружений.

Черноземельский магистральный канал (далее - ЧМК) - самотечный магистральный канал Черноземельской оросительно-обводнительной системы. Построен в 1971г. Голова (исток) – Чограйское водохранилище. Высота головы (истока) - 20 м. Местоположение устья – к юго-востоку от поселка Гашун Яшкульского района. Высота устья - 9 м.

Рассчитаем падение и уклон ЧМК.

* H (падение канала) H1 – высота истока H2 – высота устья

H= H1 - H2 = 20-9 =11м H1 = 20 м H2 = 9 м

* У (уклон канала) = Н/L(длина канала) = 11м :140км =8см/км

Вытекая из Чограйского водохранилища, ЧМК вытянутой дугой огибает подножие Ергенинской возвышенности, протекает по территории Ики-Бурульского, Черноземельского и Яшкульского районов Калмыкии. Длина канала - 140,2 км, проектная пропускная способность — до 40 м³/с. От магистрального канала ответвляются распределительные каналы Яшкульский (56,9 км и 15 м³/с), Гашунский (46,4 км и 15 м³/с), Приозёрный (44,8 км и 15 м³/с) и сбросные каналы.

Канал проложен в земляном русле без проведения противофильтрационных защитных мероприятий, что приводит к большим потерям воды, особенно на лёгких грунтах. Оросительная вода, поступающая из Чограйского водохранилища в магистральные каналы, имеет минерализацию от 1,0 до 1,4 г/л при довольно благоприятном химическом составе — сульфатно-натриево- кальциевом. В распределительных каналах минерализация воды достигает до 2,5 г/л.

Обычно увеличение минерализации происходит в осенний период (сезонный характер) и по мере удаления трассы каналов от плотины водохранилища. Вода, поступающая в Черноземельский канал, сильно загрязнена: содержание солей достигает 1,4 ПДК, сульфатов — 4,54 ПДК, цинка — 1,47 ПДК, меди — 7,3 ИЗВ = 2,9.

На обслуживание принят Черноземельский магистральный канал, протяженностью 104,7км. Основное назначение оросительных систем – это забор требуемого количества воды, ее транспортирование и подача потребителям в нужные сроки из Чограйского водохранилища. Действуют два гидроучастка: Зултурганский и Южненский. Ики - Бурульский филиал ЧМК обслуживает 4 хозяйства Ики – Бурульского и 5 хозяйств Черноземельского района, а также КФХ. Общая площадь обслуживания составляет 30.8 тыс. га.

В состав гидрокомплекса ЧМК входят: канал, 5 гидротехнических сооружений (ГТС), 7 мостов, 7 гидропостов; 1 подпорное сооружение,

3 водовыдела, 1 передаточный мост на ПК – 1047.

Источником орошения системы является Чограйское водохранилище, как часть в едином оросительно-обводнительном комплексе западного Прикаспия. Максимальная емкость водохранилища 720 млн.м3. Максимальный расход ЧМК по проекту – 35 м3/с.

Вдоль Черноземельского магистрального канала (ЧМК) имеется: дорога земляного профиля, коллекторно-дренажная сеть межхозяйственной сети канала, протяжённостью 45,3 км.

Вода, поступающая в ЧМК, сильно загрязнена: содержание солей достигает 1,4 ПДК, сульфатов – 4,54 ПДК, цинка – 1,47 ПДК, меди – 7,3. Категория качества воды – «загрязненная».

Проблемами гидрокомплекса являются:

• Заторы на ЧМК из сорной растительности и ила, превращающиеся в острова;
• Прорывы дамбы канала

Задачи персонала

• эксплуатация системы ЧМК;
• деятельность по вопросам технической экспуатации водохозяйственной системы через гидроучастки;
• содержание и ремонт межхозяйственных каналов, гидротехнических сооружений, инспекторской дороги на Черноземельской обводнительно-оросительной системе;
• ремонт дамб, затворов и ГТС на канале ЧМК, берегоукрепляющие работы. окашивание берегов канала;
• очистка канала прицепным плужным каналоочистителем и ковшовым тросовым экскаватором.

Ремонтный период межхозяйственной сети начинается со второй декады октября и заканчивается в начале поливного сезона.

ЧМК в зимнее время не эксплуатируется и на ледовый пропуск не рассчитан.

В целом, по Кал­мы­кии са­ни­тар­но-хи­ми­че­ские по­ка­за­те­ли воды яв­ля­ют­ся наи­худ­ши­ми в Рос­сии, о чём под­твер­жда­ет­ся офи­ци­аль­ны­ми ста­ти­сти­че­ски­ми дан­ны­ми, при­ве­дён­ны­ми в ежегодных го­су­дар­ствен­ных до­кла­дах «О са­ни­тар­но-эпи­де­ми­ло­ги­че­ской об­ста­нов­ке в Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции».

Загрязнение берегов водоемов бытовыми отходами также сказывается на качестве воды. Ежегодно ученики школы принимают активное участие в акции «Малым рекам – нашу заботу!», выходят на берега Чограя (рис.5-6) и ЧМК (рис.9-11) и убирают территорию от мусора. Приезжим рыбакам из Ставрополья раздаем листовки (рис.12), в которых объясняем, почему нельзя загрязнять берега водоемов. хлама (рис.13 – 18).

Природоохранные акции служат хорошей экологической пропагандой среди населения. Практическое содействие решению экологических проблем и улучшению состояния природной среды способствует воспитанию экологической культуры и активной гражданской позиции по защите и охране окружающей природной среды.

Изученные источники по теме помогли разобраться с принципами работы гидроузла и его комплексов, с проблемами недостатка водных ресурсов и несоответствия стандартам качества.

Эксперимент по определению среды воды, подтвердил подозрения о том, что вода левокумская избыточно щелочная. Решение этого вопроса в компетенции региональных и федеральных властей.

Практическая деятельность по очистке берегов и русла водоёмов поселка Южный от бытового мусора является хорошей школой воспитания экологической культуры среди подрастающего поколения и взрослого населения поселка.

1. Архивные документальные материалы Чограйского участка ФГУ «Управление эксплуатации Кумских гидроузлов и Чограйского водохранилища»: отчеты, таблицы, карто-схемы, фотоматериал.
2. Берегите эти земли, эти воды. М., «Знание» 1988
3. Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Республике Калмыкия»
4. Данилов-Данильян В.И. Проблемы экологии России. М., Просвещение, 1998
5. Доклад о состоянии окружающей среды РК Элиста, АПП «Джангар», 2009

Статьи:

1. Поверхностные и подземные воды;
2. Экологическая обстановка в Центральной зоне РК
3. Криксунов Е.А. и Пасечник В.В. Экология 10 класс «Дрофа», М., 2003
4. Маглинов С.Н. – Эффективность работы водоохранных сооружений
5. Обзор подземных вод КАССР Элиста, 1987
6. Улюмджиев Ц.Б. Охрана и использование природных ресурсов Калмыкии. Элиста «Калмыцкое книжное издательство» 1990
7. Фильтры домашние. Будь здоров, №7 – 2003, стр. 78-79
8. Цена чистой воды. Будь здоров, №12 – 1997. стр. 46-47

Гидротехнические сооружения – ГТС:

Водозаборные (водоприемные) ГТС – устраивают для забора воды из водоисточника и направления ее в водовод;

Водопроводящие ГТС(водоводы) – каналы, гидротехнические туннели, лотки, трубопроводы – служат для переброски воды в заданные пункты;

Водосбросные ГТС – служат для пропуска излишков воды из водохранилищ, каналов, напорных бассейнов и пр.

Кроме обеспечения бесперебойного снабжения потребителей водой в нужном количестве и в требуемое время, они защищают водопроводящие сооружения от попадания льда, шуги, наносов и др.

Дамба (вал) — это рукотворная насыпь или сооружение в водной зоне – водоподпорное гидротехническое сооружение

Зуб плотины – частичное заглубление водоупорного элемента в основание

плотины в целях повышения ее устойчивости или увеличения фильтрацион-ной прочности.

Зуб плотины – элемент плотины в виде выступа, связанного с фундаментом и заглубленного в основание, служащий для удлинения пути фильтрации воды и увеличения устойчивости сооружения

Плоти́на — водоподпорное гидротехническое сооружение (ГТС), перегораживающее водоток для подъёма уровня воды

Бьеф – часть водотока, примыкающая к водоподпорному сооружению соответственно – выше (ВБ – верхний бьеф) или ниже (НБ – нижний бьеф) его по течению.