Введение
Водные ресурсы являются одним из основных элементов природной среды и играют большую роль в развитии человеческого общества.
Ограниченность запасов пресной воды, их неравномерное распределение во времени и пространстве требуют бережного отношения к этому ценному природному богатству. Между тем, потребление воды человеком возрастает, что приводит к количественному и качественному изменению речного стока, запасов пресных водоемов, а также гидрологического режима элементов гидрографической сети. Число рек с преобразованным стоком увеличивается с каждым годом в связи с ростом водопотребления, вызванного в свою очередь увеличением промышленного производства, численности населения и использованием воды в сельском хозяйстве в целях орошения. Более напряженным становится водохозяйственный баланс крупных городов и экономически развитых районов.
Сложившаяся ситуация настоятельно требует рационального использования и охраны водных ресурсов, вызывает необходимость оценки воздействия антропогенных факторов на сток и гидрологический режим. Вопросы оценки направленности и величины изменений речного стока под влиянием хозяйственной деятельности человека приобретают исключительно важное практическое и научно-методическое значение, так как их решение позволяет учесть характер и степень изменений как водных ресурсов, так и комплекса природных условий при эксплуатации гидротехнических сооружений, проведении агротехнических и лесомелиоративных мероприятий, строительстве объектов - водопотребителей.
Выбор темы обусловлен принадлежностью рассматриваемой территории к районам с высоким уровнем развития хозяйства, что определяет, в свою очередь, высокую степень использования вод.
На самой реке Белой - главной артерии Республики Башкортостан - расположены крупные промышленные предприятия гг. Белорецка, Кумертау, Мелеуза, Ишимбая, Салавата, Стерлитамака, Уфы; ее левые притоки прокладывают путь по территории, сильно освоенной под сельскохозяйственное производство.
Высокая концентрация хозяйственных объектов (промышленных узлов, орошаемых массивов, прудов и т.д.) и большие значения водопотребления в Республике Башкортостан, Челябинской, Свердловской и Пермской областях в пределах бассейна
р. Белой обуславливают необходимость изучения не только основных закономерностей формирования стока ее притоков, но и требуют внесения поправок в величины стока с учетом наметившихся тенденций изменения гидрологического режима. Целью данной работы является исследование факторов формирования речного стока в бассейне р. Белой, анализ и оценка его изменений под воздействием хозяйственной деятельности.
Оценка влияния антропогенных факторов на сток сопряжена с большими трудностями, одна из которых - недостаточное количество гидрологических и метеорологических пунктов наблюдений на рассматриваемой территории. Другая сложность состоит в том, что влияние антропогенных факторов приходится оценивать на фоне естественных колебаний стока и природных стокообразующих факторов. Особой тщательности требует сбор информации о всех видах хозяйственной деятельности на водосборах рек.
1. Внутренние воды и водные ресурсы Башкортостана
1.1. Краткая характеристика внутренних вод
Самым широко используемым богатством современности является вода - великий дар природы, непременная составляющая всего живого и необходимое условие для большинства производственных процессов.
Башкортостан называют республикой тысячи рек и озер. Территория Башкортостана покрыта разветвленной сетью более чем 600 рек. Почти все реки относятся к бассейну Каспийского моря, только в северо-восточной части в Учалинском районе берут начало реки, текущие на север, в Северо-Ледовитый океан (река Уй, река Миасс). На территории республики располагаются бассейны пяти рек: Белой, Урала, Тобола, Ика и Буя.
Главные среди них - Агидель-Белая (1430 км) и Каридель-Уфа (918 км). Имеется около 800 озер, значительное количество прудов и водохранилищ. Самыми большими являются озеро Аслыкуль (22 кв. км) и Павловское водохранилище (118 кв. км).
Густота речной сети закономерно убывает от гор к равнинам и в направлении с севера на юг. Преимущественно реки Башкортостана имеют снеговое питание, отличаются хорошо выраженным весенним половодьем, более слабым осенним подъемом от дождей и относительно устойчивыми зимними уровнями. Реки горных районов отличаются частыми подъемами уровня от дождевых паводков в летнее и осеннее время. Равнинные и степные реки характеризуются типичным для равнинных рек режимом: обычно с одновершинным весенним половодьем и более или менее устойчивым ходом условий в летние и зимние периоды. В горных районах вертикальная поясность определяет последовательность стаивание снега в различных высотных зонах.
Реки Башкортостана на длительное время покрываются устойчивым ледяным покровом.
Воды рек, располагающихся к западу от реки Белой, отличаются повышением минерализации и жесткости.
Речная сеть представляет собой часть русловой сети, состоящей из отчетливо выраженных русел постоянных водотоков. Речная сеть в зависимости от расположения водоразделов распределяется между главными реками этой территории. Характеризуется протяженностью рек, их извилистостью, уклоном, рисунком и густотой. Рисунок речной сети отображает взаимное расположение главной реки и притоков, связан с рельефом, геологическим строением и климатом водосбора.
Густота речной сети - длина речной сети, приходящаяся на км площади какой-либо территории. Наиболее значения густоты речной сети. (0,68-0,52) характерны для наиболее увлажненных бассейнов pек Сим и Нугуш. Наименьшие (0,27 - 0,35) - для рек левобережья Белой с пониженной увлажненностью территории. Крайне низкие значения (0,18 -0,20) относятся к Уфимскому плато и бассейну реки Уршак в связи с распространением карста.
Первое место по водоносности занимает река Белая (Агидель) – со среднегодовым расходом воды 920 м3 в секунду. Наиболее крупные ее притоки – Нугуш, Сим, Уфа, Дёма, Кармасан, а сама Белая – левый приток Камы. В бассейне Белой насчитывается свыше 2,7 тыс. озер, прудов и водохранилищ общей площадью 427 км2.
Река Уфа – правый приток Белой, берет начало из небольшого озера Уфимского вблизи города Карабаш Челябинской области. Уфа имеет 4 крупных притока: Бисерть, Тюй, Ай, Юрюзань. На Уфе расположена Павловская ГЭС.
Река Юрюзань (Йурузэн) является левым притоком Уфы, начинается у северного подножья горного узла Ямантау. Основные притоки: Катав, Куткурка, Усть-Конда.
Важным резервом водоснабжения являются также подземные воды, которые распространены на всей территории республики. Наиболее крупные из них: Волго-Камский артезианский бассейн и бассейн трещинных вод Урала. В Волго-Камском бассейне сосредоточено 63% потенциальных ресурсов пресных подземных вод, которые на 92,5% используются для питьевых и промышленных нужд.
В республике пресные подземные воды распространены на 95,7 % ее территории: природные запасы составляют 6,5 км3/год, утвержденные запасы – 0,92 км3/год. На остальной территории, относящейся в основном к Зауралью, пресные воды весьма ограничены, либо отсутствуют.
Зона пресных гидрокарбонатных подземных вод занимает верхнюю часть геологического разреза. Мощность водоносных горизонтов изменяется от 10 м в долинах рек до 200 м на водоразделах, достигая 400 м в нижнепермских отложениях Башкирского свода и 600 м в верхнепермских мульдах Бельской впадины.
Потребности республики по воде в целом обеспечены, за исключением 4,3 % территории (центр, запад, северо-запад и юго-восток республики), где затруднена организация водоснабжения из-за ограниченности ресурсов подземных вод или их плохого качества.
Подземные воды составляют 46,17 % в общем водопотреблении пресной воды в республике. Не во всех районах республики удовлетворяются потребности населения в чистой воде. Так, например, в западных районах республики Туймазинском, Бижбулякском, Белебеевском, Ермекеевском отмечается загрязнение подземных вод на больших площадях за счет хозяйственной деятельности.
По всей территории Башкортостана открыты десятки источников минеральных вод, каждый из которых обладает уникальным составом и особенностями. Курорты Башкортостана известны далеко за пределами республики – «Юматово», «Янган-Тау», «Якты-Куль», «Красноусольск» и другие. Каждый из вышеназванных курортов мог бы быть туристической жемчужиной и гордостью любого государства.
1. 2. Качественная оценка водных ресурсов
В бассейне реки Белой, на отдельных ее участках, из-за большого водоотбора в меженный период отмечается отрицательный баланс (г. Белорецк, г. Салават, г. Стерлитамак), а по Белорецкому водохранилищу отмечается постоянный дефицит, кроме апреля и мая.
Практически без очистки сбрасываются сточные воды животноводческих комплексов и других сельскохозяйственных объектов. Наблюдается интенсивный вынос органических и минеральных веществ с полей. Серьезную угрозу для рек Зауралья представляют пруды-накопители горнорудных предприятий.
Река Белая от верховьев до впадения в Нижне-Камское водохранилище загрязнена нефтепродуктами, нитритами, фенолами, марганцем. Наиболее высокая загрязненность реки нитритами наблюдается от г. Белорецка до г. Стерлитамака. Содержание меди возрастает от г. Стерлитамака до г. Дюртюли. Притоки р. Белой содержат те же ингредиенты: нефтепродукты, азот аммонийный, нитраты, медь, концентрации которых превышают ПДК. Основные причины загрязнения: смыв с полей минеральных удобрений, поступление с ливневыми водами нефтепродуктов. С ливневыми водами, которые не подвергаются очистке даже в крупных городах, поступает до 70% загрязнений.
Более 30 % общего объема сброса загрязненных сточных вод приходится на очистные сооружения жилищно-коммунального хозяйства Уфы. Основную нагрузку принимают водные объекты крупных промышленных городов. Загрязняющими веществами, как правило, являются нефтепродукты, азот аммонийный и нитритный, фенолы, соединения тяжелых металлов, ртуть.