2
Содержание
Введение........................................................5
Глава 1. Состояние проблемы и задачи исследования...............10
1.1. Виды водопользования и требования к составу
и свойствам воды....................................10
1.2. Влияние лесосплава на режим водоемов...............14
1.3. Влияние закисления вод на гидробионтов
и промысловых рыб...................................21
1.4. Воздействие турбин ГЭС на планктонные организмы 24
1.5. Выводы и задачи исследования.......................33
Глава 2. Математическое описание плавучести лесоматериалов
и лесотранспортных единиц...............................36
2.1. Капиллярно-пористая структура древесины
и ее моделирование..................................36
2.2. Составление и анализ уравнения движения жидкости
по капиллярам древесины.............................46
2.3. Расчет плавучести лесотранспортных единиц..........49
2.4. Расчет плавучести технологической щепы.............63
2.5. Выводы.............................................71
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований
плавучести лесотранспортных единиц......................74
3.1. Методика экспериментальных исследований эквивалентного радиуса капилляра древесины
и меры ее смачиваемости.............................74
3.2. Методика экспериментальных исследований
снижения плавучести древесины при намокании.........80
3.3. Результаты экспериментальных исследований плавучести лесотранспортных единиц .....................81
3.4. Экспериментальные исследования сплава технологической щепы в контейнерах
и транспортирования по трубам.......................92
3.5. Выводы.............................................102
з
Глава 4. Экологические и технологические проблемы лесо-
и водопользования в условиях водохранилищ..................104
4.1. Особенности экологической ситуации Братского
региона и виды выбросов................................104
4.2. Степень воздействия промышленных выбросов
на древесину...........................................107
4.3. Динамика поражения древостоев в зоне промвыбросов... 110
4.4. Проблемы организации лесопользования в лесах, пораженных промвыбросами...................................113
4.5. Выводы................................................128
Глава 5. Математическое описание гидродинамических процессов
воздействия потока на экосистему...........................131
5.1. Энергетические основы рабочего процесса
в проточной части гидротурбины.........................131
5.2. Механизм воздействия потока в проточной части гидротурбины на гидробионты................................135
5.3. Способ защиты гидробионтов и расчетные критерии
их выживаемости........................................140
5.4. Система аэрации потока воды и ее расчет...............151
5.5. Выводы................................................156
Глава 6. Результаты экспериментальных исследований.................158
6.1. Методика экспериментальных исследований
и характеристика объектов ...........................158
6.2. Гибель молоди рыб при скате через плотины ГЭС.........161
6.3. Гибель планктона в проточных каналах гидротурбин......174
6.4. Последствия воздействия ГЭС на флору и фауну рек 183
6.5. Выводы................................................193
Глава 7. Результаты экспериментальных исследований защиты
гидробионтов в проточных каналах гидротурбин...............195
7.1. Испытание на Усть-Илимской ГЭС........................195
7.2. Влияние аэрации потока на эксплуатационные характеристики турбин Усть-Илимской ГЭС....................216
7.3. Результаты испытаний на Волжской ГЭС..................221
30
генных элементов, что вызывает их эвтрофикацию. В силу малой прозрачности воды во всех водохранилищах каскада только в поверхностном двух-трех метровом слое продукция кислорода превышает его потребление на деструкцию органического вещества, в остальной же толще воды потребление кислорода превышает его продукцию [50, 51, 52]. На глубине 3...5 м, особенно при значительном слое иловых отложений на дне, создается дефицит кислорода - 30...60% насыщения, а еще глубже (15...40 м) - до 3...5% и даже до 0 (Кременчугское, Запорожское, Каховское водохранилища). На застойных участках, где преобладают иловые отложения в виде черных анаэробных илов у дна, существует дефицит кислорода даже при малых глубинах. Это является главной причиной снижения интенсивности процессов самоочищения в водохранилищах [20].
Следует отметить, что каскадное расположение гидроэлектростанций обусловливает влияние вышележащих водохранилищ на нижележащие [53, 54]. В головных водохранилищах отмечается ряд особенностей по сравнению с внутрикас-кадными: аккумуляция грубодетритных фракций органического и минерального стока, сохранения режима половодья в верховьях, лучшее весеннее прогревание вод, особенности формирования планктона и др. [1, 55, 51, 52, 56].
Основная масса фитоплактона Днепровских водохранилищ образуется в самой чаще водоема в период вегетации. В целом на зарегулированных участках реки интенсивность развития диатомовых и протококковых водорослей снизилась, а сине-зеленых - повысилась [51, 56, 54]. Основными факторами, благоприятствующими развитию сине-зеленых водорослей в условиях водохранилища, является увеличение концентрации в воде биогенных элементов, изменение качества органического вещества и повышение pH воды.
В распределении общей биомассы фитопланктона отмечается тенденция к снижению ее вниз по каскаду от 10,1...12,5 г сухого вещества в 1 м'3 в Киевском водохранилище до 3,55 г/мэ в Каховском водохранилище [50, 52].
31
Наибольшее продуцирование фитопланктона наблюдается в июле-августе при температуре 20...24° С. Именно в эти месяцы наиболее интенсивно "цветет” вода и накапливается в поверхностных слоях огромная масса сестона с сине-зелеными водорослями, которые на поверхности воды образуют обширные поля -"пятна цветения". Интенсивность цветения сильнее во внутрикаскадных озеровидных водохранилищах, в которых при "цветении" возникают неприятные привкусы и запахи воды, ухудшается ее санитарно-гигиеническое качество, забиваются фильтры очистных сооружений на водопроводе [48, 50, 52, 33, 53, 54].
Достаточно полно изучен зоопланктон Днепровского каскада [57, 58, 59, 60, 61, 62], однако, при этом следует отметить, что исследования по изучению травмирования фито- и зоопланктона в турбинах Днепровских ГЭС не проводились подобно Усть-Илимской ГЭС. Установлено, что зоопланктон (как и фитопланктон) по численности и биомассе убывает вниз по каскаду.
Заметно снизились показатели обилия зоопланктона в нижнем течении Днепра [57, 50] после гибели его в турбинах Каховской ГЭС, а также в приустьевом участке Черного моря [55], куда до зарегулирования выносилось значительное количество речных организмов ("планктонных пятен"), представлявших богатые кормовые площади для молоди планктоядных рыб.
Заметное снижение качества воды наблюдается в нижних бьефах ГЭС, что непосредственно связано с массовым разрушением фитопланктона и травмированием зоопланктона [40]. Отмечается, что трансформация планктоноценозов под действием рабочих турбин ГЭС представляется более существенным фактором снижения качества воды, нежели чем "каскадный фактор".
По результатам исследований, опубликованных в работах [63, 30, 33], можно утверждать, что аналогичные процессы негативного характера протекают в экосистемах каскадов восьми Волжских ГЭС. Наиболее угрожающая экологическая ситуация сложилась в регионе последней нижней Волжской ГЭС (г. Волго-
- Київ+380960830922