Изменение уровня воды в водохранилищах

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Условные обозначения

ФПУ – форсированный подпорный уровень, максимальная технически возможная отметка наполнения водохранилища, м

НПУ - нормальный подпорный уровень, отметка полного наполнения водохранилища в обычных условиях, м

УМО – уровень мертвого объема, отметка предельной сработки водохранилища, м

Уровень - текущая отметка уровня воды в водохранилище на 8:00 (МСК), м

Свободная ёмкость – свободный объем водохранилища, разница между текущим уровнем и НПУ, км³

Приток – количество воды, поступившей в водохранилище за предыдущие сутки, м³/с (среднесуточное значение)

Общий расход – общее количество воды, пропускаемой через гидроузел (турбины и водосбросы) за предыдущие сутки, м³/сек (среднесуточное значение)

Расход через водосбросы - количество воды, сбрасываемой через водосбросы мимо турбин за предыдущие сутки, м³/с (среднесуточное значение)

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Условные обозначения

НПУ - нормальный подпорный уровень, отметка полного наполнения водохранилища в обычных условиях, м

УМО – уровень мертвого объема, отметка предельной сработки водохранилища, м

Уровень - текущая отметка уровня воды в водохранилище на 8:00 (МСК), м

Свободная ёмкость – свободный объем водохранилища, разница между текущим уровнем и НПУ, км³

Приток – количество воды, поступившей в водохранилище за предыдущие сутки, м³/с (среднесуточное значение)

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Условные обозначения

НПУ - нормальный подпорный уровень, отметка полного наполнения водохранилища в обычных условиях, м

УМО – уровень мертвого объема, отметка предельной сработки водохранилища, м

Уровень - текущая отметка уровня воды в водохранилище на 8:00 (МСК), м

Свободная ёмкость – свободный объем водохранилища, разница между текущим уровнем и НПУ, км³

Приток – количество воды, поступившей в водохранилище за предыдущие сутки, м³/с (среднесуточное значение)

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Условные обозначения

НПУ - нормальный подпорный уровень, отметка полного наполнения водохранилища в обычных условиях, м

УМО – уровень мертвого объема, отметка предельной сработки водохранилища, м

Уровень - текущая отметка уровня воды в водохранилище на 8:00 (МСК), м

Свободная ёмкость – свободный объем водохранилища, разница между текущим уровнем и НПУ, км³

Приток – количество воды, поступившей в водохранилище за предыдущие сутки, м³/с (среднесуточное значение)

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Условные обозначения

НПУ - нормальный подпорный уровень, отметка полного наполнения водохранилища в обычных условиях, м

УМО – уровень мертвого объема, отметка предельной сработки водохранилища, м

Уровень - текущая отметка уровня воды в водохранилище на 8:00 (МСК), м

Свободная ёмкость – свободный объем водохранилища, разница между текущим уровнем и НПУ, км³

Приток – количество воды, поступившей в водохранилище за предыдущие сутки, м³/с (среднесуточное значение)

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Условные обозначения

НПУ - нормальный подпорный уровень, отметка полного наполнения водохранилища в обычных условиях, м

УМО – уровень мертвого объема, отметка предельной сработки водохранилища, м

Уровень - текущая отметка уровня воды в водохранилище на 8:00 (МСК), м

Свободная ёмкость – свободный объем водохранилища, разница между текущим уровнем и НПУ, км³

Приток – количество воды, поступившей в водохранилище за предыдущие сутки, м³/с (среднесуточное значение)

Рассчитать изменение уровня воды

Обзор

В этом уроке мы собираемся использовать изображения планеты для расчета приблизительного процентного изменения уровня воды в водохранилище.

Вам понадобится:

Для экспорта вашего Planet API Key в вашу среду:

  экспорт PLANET_API_KEY = a3a64774d30c4749826b6be445489d3b # (не настоящий ключ)

Вы можете найти инструкцию по установке GDAL Вот. За установку scipy & numpy см. на этой странице.

Чтобы установить библиотеки Python, выполните:

  pip install retrying запросы на установку pip pip install боке pip install simplecv # по выбору: pip install planet

После завершения установки вы готовы начать с шага 1 ниже.

Примечание о совместимости продуктов Planet Imagery: этот учебник совместим со всеми типами предметов и типами активов.

Загрузка изображений в двух временных точках

Сначала загрузим изображения того же водохранилища в Калифорнии, 2 недели. Кроме.

Вы можете использовать Data API для поиска, активации и загрузки этих изображения или, при желании, вы можете использовать интерфейс командной строки планеты.

Чтобы использовать CLI, наберите:

  $ загрузка данных планеты - тип элемента REOrthoTile - визуальный элемент типа актива - идентификатор строки 20160707_195146_1057917_RapidEye-1 $ planet data download --item-type REOrthoTile - asset-type visual --string-in id 20160722_194930_1057917_RapidEye-2

Теперь у вас есть два «визуальных» изображения в формате GeoTIFF Planet в вашем текущем каталоге.

Примечание: поскольку это всего лишь пример, мы используем «визуальный» тип актива Planet. Если бы мы хотели получить более точное измерение, мы бы использовали аналитический продукт с более высокой битовой глубиной.

Выбрать общее окно для сравнения

Наши сцены не полностью перекрываются, и, чтобы расчет был точным, мы бы предпочли, чтобы они совпадали. Команда GDAL Warp позволяет нам делать это кадрирование.

С QGIS мы можем найти перекрывающийся прямоугольник между двумя сценами. Переместите указатель мыши туда, где, по вашему мнению, могут быть углы, и обратите внимание на числа в поле «координаты» в нижней строке меню.

Затем мы запускаем следующие команды bash:

  gdalwarp -te 547500 4511500 556702 4527000 20160707_195146_1057917_RapidEye-1_visual.tif 20160707.tif

  gdalwarp -te 547500 4511500 556702 4527000 20160722_194930_1057917_RapidEye-2_visual.tif 20160722.tif

Найди воду

Найти воду легко, она голубая. Мы можем использовать HUE. Преобразование расстояния оттенка превращает всю воду в белый цвет.Мы также сжимаем изображения, так как нам не нужно дополнительное разрешение для этого простого анализа.

  импортировать SimpleCV как scv a = scv.Image ("20160707.tif") b = scv.Image ("20160722.tif") innerA = a.hueDistance (175) innerB = b.hueDistance (171) innerA.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("hue_a.png") innerB.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("hue_b.png")

Порог преобразования оттенка

Затем мы применяем к изображению порог на основе оттенка, чтобы создать маску.Преобразование расстояния оттенка дает нам следующие изображения, которые являются базовыми масками:

  innerA = a.hueDistance (175) .threshold (200) innerB = b.hueDistance (171) .threshold (200) innerA.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("hue_a_threshold.png") innerB.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("hue_b_threshold.png")

Очистите маски

Затем мы используем морфологические операции для очистки этих масок. Мы будем называть это нашей «внутренней маской». Теперь мы почти уверены, что области, отмеченные белым цветом, - это вода.

  innerA = a.hueDistance (175) .threshold (200) .erode (2) .dilate (3) .erode (2) innerB = b.hueDistance (171) .threshold (200) .erode (2) .dilate (3) .erode (2) innerA.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("hue_a_morph.png") innerB.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("hue_b_morph.png")

Найдите регионы, насчет которых мы не уверены

Теперь мы хотим найти регионы, в которых мы менее уверены. Мы постараемся обозначить эти регионы серыми.

Для этого мы вырастим нашу маску, а затем перевернем ее.

  # мы используем / 2 для изменения белого на серый middleA = a.hueDistance (175) .threshold (200) .erode (1) .dilate (2) .invert () / 2 middleB = b.hueDistance (171) .threshold (200) .erode (1) .dilate (2) .invert () / 2 middleA.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("middle_a.png") middleB.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("middle_b.png")

Создание маски водораздела

Теперь мы собрали все вместе. В отличие от обычной маски, водоразделная маска состоит из трех частей: Белый - безусловно, наш объект. Серый - точно не наш объект. * Черный - неуверенный / граница.

Алгоритм водораздела выберет оптимальную точку между серой и белой границами. Поскольку значения серых пикселей имеют большее число, чем черные, их суммирование дает нам то, что мы хотим, при условии, что белая область меньше черной.

  innerA = a.hueDistance (175) .threshold (190) .erode (1) .dilate (1) .erode (1) innerB = b.hueDistance (171) .threshold (200) .erode (1) .dilate (1) .erode (1) среднийА = а.hueDistance (175) .threshold (190) .erode (1) .dilate (3) .invert () / 2 middleB = b.hueDistance (171) .threshold (200) .erode (1) .dilate (3) .invert () / 2 a_mask = innerA + middleA b_mask = внутреннийB + среднийB a_mask.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("маска_a.png") b_mask.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("маска_b.png")

Запустить алгоритм водораздела

  aBlobs = a.findBlobsFromWatershed (маска = a_mask) bBlobs = b.findBlobsFromWatershed (маска = b_mask) aBlobs.draw (цвет = scv.Color.RED, width = -1, alpha = 128) a = a.applyLayers () a.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("ws_a.png") bBlobs.draw (цвет = scv.Color.HOTPINK, ширина = -1, альфа = 128) b = b.applyLayers () b.scale (0.4) .rotateLeft (). save ("ws_b.png")

Рассчитать изменение уровня воды

  импортировать numpy как np # Лучшая поддержка - это данные в формате, похожем на таблицу aa = np.sum (aBlobs.area ()) bb = np.sum (bBlobs.area ()) печать аа печать BB печать bb / float (aa) напечатайте «Процент изменения {0}%».формат (((bb / float (aa)) - 1) * 100)

Результат будет выглядеть так:

  14146 65,5 1357179,0 0,95936389203 Изменение в процентах -4,06361079704%

Наконец, мы также можем построить эти данные в виде гистограммы, используя BokehJS:

  из панели импорта bokeh.charts из bokeh.io import output_file, show импортировать bokeh.plotting as bk data = { 'date': ['2016-07-13', '2016-09-10'], 'пиксели': [aa, bb]} bar2 = Bar (данные, значения = 'пикселей', label = ['date'], title = "Резервуарные пиксели", ширина = 800) # Сохраняет диаграмму как уровень воды.html bk.save (bar2)

Вопросы или комментарии по этому руководству? Присоединяйтесь к разговору на Planet Сообщество.

плотин и водохранилищ | Вода для всех

Фон

Плотины использовались в качестве хранилища воды для сельского хозяйства, промышленности и домашнего хозяйства на протяжении тысяч лет. Кроме того, плотины гидроэлектростанций выступают в качестве альтернативы невозобновляемым источникам энергии, которые составляют большую часть мировой энергетики [1]. В 20-м веке на строительство плотин по всему миру было потрачено более 2 триллионов долларов [2]. Однако плотины оказывают серьезное пагубное воздействие на окружающую среду и население, живущее рядом с плотинами, и поэтому стали предметом пристального внимания со стороны организаций, занимающихся здоровьем окружающей среды, таких как Всемирный фонд дикой природы (WWF) и International Rivers, выступающие за удаление старые плотины и использование альтернатив [3] [4].В США были предприняты инициативы по удалению старых, устаревших плотин [5]. В этой статье «Миссия 2017» рассматривается использование плотин и способы повышения их эффективности и минимизации ущерба окружающей среде. В первой части статьи подробно рассматриваются плотины и их проблемы, а во второй части рассматриваются возможные решения проблем.

Использование плотин

Плотины и водохранилища в основном использовались для выполнения четырех функций [8]:

Из 38 000 крупномасштабных плотин, зарегистрированных Международной комиссией по большим плотинам (ICOLD), международной организацией, устанавливающей стандарты для плотин, 50 процентов используются для орошения, 18 процентов - для гидроэнергетики, 12 процентов - для водоснабжения и 10 процентов. для борьбы с наводнениями и остальное для других функций [8]

Орошение

Огромное количество воды в водохранилищах позволяет им действовать как эффективные и стабильные источники воды для орошения с минимальными сезонными колебаниями.От 30 до 40 процентов из 271 миллиона гектаров, орошаемых во всем мире, составляют ирригационные плотины [2]. Исследование, проведенное Всемирной комиссией по плотинам (WCD) [7], комиссией, организованной Всемирным банком и Всемирным союзом охраны природы (IUCN) для оценки эффективности больших плотин, показало, что плотины, построенные для орошения, обычно не могут обеспечить вода для запланированной площади земли изначально, но производительность улучшается со временем [26]. По данным WCD, половина из 52 крупных проектов по хранению воды для ирригации, которые она рассмотрела, не достигла ожидаемых целей, для которых изначально планировались плотины.Однако общая тенденция показывает, что площадь орошаемых земель увеличивается с 70 процентов за пять лет до 100 процентов от запланированной площади через десять лет [8].

Плотины, исследованные ВКП, которые не соответствовали своим первоначальным целям, часто имели отказы на уровне управления или организации, а не структурные или инженерные недостатки.

Эти проблемы часто включали плохие и недостаточные сети распределения воды, неэффективность централизованной административной системы с нечетким распределением обязанностей, слабую координацию внутри системы и отсутствие инициативы для вовлечения местных заинтересованных сторон (фермеров и т.) [8]. Вовлечение тех, кто управляет плотиной, и тех, кто принадлежит к сообществу, может значительно улучшить работу плотины.

Гидроэнергетика

Плотины могут собирать гравитационную потенциальную энергию для выработки электроэнергии с небольшими затратами. Девятнадцать процентов электроэнергии в мире обеспечивается плотинами гидроэлектростанций [2]. Плотины гидроэлектростанций могут достичь своих целей в течение пяти лет, и около пятидесяти процентов плотин гидроэлектростанций во всем мире фактически превышают их цели [8].

Как и в случае ирригационных плотин, ошибки или изменения на ранних этапах разработки проекта сильно коррелируют с задержками в достижении ожидаемых целей по выработке электроэнергии в первые годы эксплуатации [8]. Начальные этапы разработки проекта особенно важны, и улучшения и организация на этих этапах могли бы улучшить способность плотин достигать поставленных целей в установленные сроки.

Подача воды

Воду из резервуаров можно направлять на очистные сооружения, чтобы сделать ее пригодной для питья.Резервуар уже обеспечивает некоторую фильтрацию, поскольку ил и другие частицы оседают на дно резервуара, а водоросли и аэробные бактерии уничтожают вредные микроорганизмы [9]. Плотины водоснабжения не очень хорошо достигают запланированного уровня эксплуатации даже после десятилетия эксплуатации: 70 процентов из 52 образцов плотин WCD не достигли своих целей даже после длительных периодов времени, при этом около 25 процентов плотин водоснабжения достигли своих целей. менее половины поставленных целей [8].

Неэффективное налогообложение и неэффективное ценообразование на воду является причиной этой проблемы.В исследованных WCD выборках [SM3] 38 из 50 коммунальных предприятий использовали тарифы для финансирования своих эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание. Средства, полученные от этих тарифов, были недостаточно высокими, и эти дамбы не смогут нормально функционировать. Исследования показали, что даже в слаборазвитых странах люди готовы платить за стабильное и хорошее водоснабжение и санитарные услуги [8]. Например, согласно исследованию, проведенному Рамнатхом Суббараманом и его коллегами в трущобах в Мумбаи, Индия, жители платили в 33 раза больше за воду от неформальных продавцов, чем жители окрестных районов, которым вода обеспечивалась государством.Жители сказали Суббараману, что готовы платить за улучшение доступа к воде [10]. Люди готовы платить за стабильное водоснабжение и более качественные санитарные услуги при условии, что их деньги используются эффективно и результативно. Поэтому Миссия 2017 предлагает увеличить налогообложение в этом секторе.

Контроль наводнений

Водохранилища могут предотвращать наводнения ниже по течению, удерживая и регулируя поток во время крупных наводнений. Резервуары также могут использоваться для уравновешивания потока в различных погодных условиях, таких как уменьшение потока за счет удержания воды во время сильных дождей и сброса большего количества воды во время засухи [8].

Многоцелевые плотины

Некоторые плотины сочетают в себе два или более указанных выше использования, но большинство крупных плотин, зарегистрированных ICOLD, являются одноцелевыми. Многоцелевые плотины сложны и, как правило, не работают так же хорошо, как однофункциональные. Кроме того, для определенного сочетания функций необходимо поддерживать тонкий баланс. Например, ирригационные, гидроэлектрические и водопроводные плотины требуют, чтобы водохранилище было на полную мощность для эффективного функционирования, в то время как борьба с наводнениями требует, чтобы уровень воды был ниже максимального, чтобы удерживать сверхпульсирующие воды [8].

Экологические и социальные затраты на строительство плотин

Плотины имеют множество применений в человеческом сообществе, но они также оказывают большое влияние на окружающую среду и население, живущее вблизи плотин, что может иметь катастрофические последствия. Ниже обсуждаются эти эффекты.

Воздействие на окружающую среду

Изменение водных экосистем

Утрата местообитаний - самая большая причина исчезновения. Считается, что пресноводные среды обитания - это места обитания, подвергающиеся наибольшей утрате биоразнообразия [11].Строительство плотины в реке вызывает большие изменения в реке и приводит к большим изменениям в речных системах, что приводит к утрате среды обитания. Сама структура дамбы служит барьером, препятствующим миграции рыбных популяций по реке. Образование большого неподвижного водоема вместо небольшого быстро движущегося водоема изменяет динамику водной системы, что делает ее менее пригодной для выживания исходных видов, что может привести к исчезновению [8]. Температура и химический состав воды в водохранилище также отличается от текущей реки.Уменьшение количества воды, текущей ниже по течению, приводит к тому, что вода ниже по течению становится более соленой, что делает ее менее подходящей для некоторых рыбных питомников, а также позволяет хищникам добраться до них. Вода, стекающая с водосборных бассейнов вверх по течению, уносит с собой отложения и питательные вещества. Деятельность человека выше по течению может повысить уровень питательных веществ в резервуаре и может привести к эвтрофикации, что в конечном итоге приведет к исчезновению большинства видов в резервуаре [8] [12].

Например, речные дельфины Янцзы вымерли после постройки плотины «Три ущелья»; разнообразие рыб-дельфинов в районе Меконга также находится под угрозой исчезновения [11].Плотины каньона Глинес на реке Эльва в Вашингтоне, США, привели к почти уничтожению всей популяции стальной форели и лосося [29].

Эта потеря популяций рыб также может привести к снижению экономики от рыболовства [8].

Седиментация

Уменьшение расхода воды из-за резервуара приводит к тому, что вода теряет наносимые ею отложения на дно резервуара. Это снижает способность водохранилища удерживать воду, а также снижает вынос ила и питательных веществ вниз по течению, делает почву ниже по течению менее плодородной, что вредит растениям и животным, которые живут и растут в ней, поскольку снижение плодородия приведет к сокращению количества растений и деревья, которые могут расти вниз по течению и, таким образом, уменьшать количество местообитаний животных, уменьшая биоразнообразие местности.Из-за уменьшения количества деревьев, которые могут расти и удерживать почву вместе, почва более подвержена эрозии, а это означает, что структура почвы утрачивается, что делает ее все менее и менее подходящей для проживания людей или животных [8].

Выбросы парниковых газов

Состояние у основания водохранилища является анаэробным, что означает, что растительность под водохранилищем разлагается анаэробными бактериями, выделяющими парниковые газы, такие как метан и диоксид углерода [8].Согласно WDC, если территория, затопляемая во время заполнения водохранилища, не будет очищена, количество производимых парниковых газов может быть выше при том же количестве энергии, производимой угольной электростанцией [9]. Однако выработка электроэнергии с помощью плотин не вызывает выбросов таких газов, как диоксид серы, оксид азота и оксид углерода, которые вызывают кислотные дожди и заражение крови, что делает их в этом смысле более экологичными, чем ископаемое топливо, такое как уголь, который действительно выделяет эти газы при сжигании [9].

Испарение

Водохранилища имеют большие открытые поверхности, которые способствуют потере воды за счет испарения, и за тот же период времени из водохранилищ теряется гораздо больше воды, чем было первоначально потеряно из реки, которая текла на ее месте. Несмотря на то, что потери в основном зависят от климата местности, они также могут зависеть от размера, формы и глубины резервуара, при этом резервуары, имеющие меньшую поверхность или большую глубину, теряют меньше воды [8]. Это дополнительное испарение может повлиять на микроклимат местности, поскольку оно снижает колебания экстремальных температур [9] и может изменить экосистемы, которые могут там существовать, поскольку организмы подходят для двух экстремальных температур или которым необходимы колебания как часть их циклы размножения не могут выжить.

Сейсмическая активность

Известно, что заполнение резервуаров больших плотин вызвало сейсмическую активность из-за физических изменений, произошедших в области, где резервуар был заполнен, и активности плотины [13]. Ученые выяснили, что причиной более 100 землетрясений во всем мире являются плотины. В мае 2008 года землетрясение силой 7,9 балла в провинции Сычуань, унесшее жизни 80 000 человек, было связано со строительством плотины Цзипинпу и, возможно, является самым серьезным землетрясением, вызванным плотиной [14].

Социальные эффекты

Перемещение людей

Зона затопления для использования в качестве резервуара должна быть очищена от населения [8]. По оценкам, от 40 до 80 миллионов человек были перемещены в результате строительства плотин во всем мире [2]. Чтобы уменьшить ущерб, нанесенный переселением, например потерю дома и средств к существованию, правительствам необходимо защищать как перемещаемые группы населения, так и те, которые их принимают. Эти усилия должны предприниматься совместно с пострадавшими народами, живущими ниже по течению.Пострадавшие люди должны получить компенсацию. Однако компенсация часто осуществляется редко или плохо [8] [15]. Например, в Китае население, которое было вынуждено переселиться для строительства плотины, стало намного беднее, чем было раньше, и стало хуже, чем окружающие их люди, которые не переезжали. Около 70 процентов всех переселенцев жили в «крайней бедности» [16].

Риски для здоровья человека

В тропических регионах водоемы являются идеальной средой для размножения паразитических организмов, особенно комаров [8] [15].Более крупные водоемы имеют более высокий потенциал для размножения таких паразитов и распространения болезней среди окружающих популяций. Косвенно зараженная вода используется для орошения и заражает посевы. Если большое количество людей будет переселено в районы, расположенные рядом с водохранилищем во время формирования водохранилища, повышенная плотность населения повысит вероятность распространения инфекционных заболеваний [8].

Теперь, когда влияние плотин на окружающую среду и общество изучено, в следующем разделе будут рассмотрены возможные решения этих проблем.

Шаги, которые необходимо сделать

Четыре основных шага, которые необходимо предпринять, чтобы уменьшить пагубное воздействие плотин, следующие:

Демонтировать старые, устаревшие дамбы
Повышение эффективности существующих плотин гидроэлектростанций
Исследования альтернативных источников энергии и эффективного использования воды в сельском хозяйстве и альтернативы предлагаемым новым плотинам
Убедитесь, что новые предлагаемые плотины построены на участке, который нанесет наименьший ущерб окружающей среде и обществу.

График внедрения решения

(Краткосрочные и среднесрочные) Демонтировать неэффективные старые плотины по всему миру и улучшить функционирующие старые и убедиться, что предлагаемые плотины эффективны. Верхний предел для каждого проекта - 3 года.
(Среднесрочная и долгосрочная перспектива) Поэтапный отказ от плотин в пользу более экологически и социально безопасных альтернатив. Это зависит от повышения эффективности использования воды в сельском хозяйстве, использования альтернативных источников и т. Д. В сельском хозяйстве эффективность использования воды может быть достигнута к 2050 году.
(Среднесрочная и долгосрочная, одновременно до 2) Демонтировать существующие плотины по мере повышения эффективности.

1. Демонтировать старые, устаревшие дамбы

В мире может быть большое количество плотин, которые, помимо воздействия на окружающую среду, больше не служат своему назначению, например, заилены или больше не производят гидроэлектроэнергию, потому что экономическая производительность плотины превышает требуемые затраты. в обслуживании плотины [29], или даже начали представлять угрозу безопасности, поскольку сбои в конструкции могут привести к массивному затоплению [29].Эти плотины могут быть полностью или частично демонтированы, что позволит реке хотя бы частично вернуться в свое первоначальное русло, чтобы экосистемы могли начать восстанавливаться в реке [3].

Демонтаж старых плотин будет долгим и дорогостоящим и потребует отвода рек. Таким образом, демонтаж устаревших плотин может занять несколько лет [24]. Стоимость разборки плотин в значительной степени неизвестна, но они могут даже превышать стоимость строительства новой плотины [29] - однако исследования показали, что затраты на демонтаж плотины могут быть в 3-5 раз меньше, чем затраты на содержание это [30].Чтобы облегчить финансовое бремя, существует множество вариантов финансирования. Финансирование более крупных проектов может быть получено от Всемирного банка, поскольку эти проекты связаны с восстановлением экологического здоровья страны. WCD рекомендует владельцам плотин выделить средства на будущий вывод плотины из эксплуатации [31].

Снятие с эксплуатации предполагает использование тяжелого оборудования, такого как разрушающий шар, обратная лопата и гидравлический молот, а также взрывчатых веществ для демонтажа конструкции плотины, а также отвода реки [32].Поскольку для демонтажа плотины не требуются передовые технологии, и поскольку отвод реки является составной частью фактического строительства плотины, страна, способная построить плотину, будет располагать технологиями, необходимыми для ее сноса. Методы вывода из эксплуатации очень специфичны для плотины и будут зависеть от размера, типа и местоположения плотины [32], однако для него может быть установлен верхний предел в 3 года. Предполагается, что снос плотин на реке Эльва, крупнейший проект по сносу плотин в США, займет 3 года [33].Таким образом, обычно на выполнение таких проектов требуется менее 3 лет.

2. Повышение эффективности существующих плотин

В мире может быть большое количество плотин, которые, помимо воздействия на окружающую среду, больше не служат своей первоначальной цели или даже начали представлять угрозу безопасности. Эти плотины могут быть полностью или частично демонтированы, что позволит реке хотя бы частично вернуться в свое первоначальное русло, чтобы экосистемы могли начать восстанавливаться в реке [3].Плотины гидроэлектростанций можно сделать более эффективными путем замены турбин, как это было сделано на гидроэлектростанции Боулдер-Каньон в Боулдере, штат Колорадо, США. Из двух турбин, замененных на плотине Боулдер-Каньон, одна турбина была способна производить на 30 процентов больше энергии, чем обе старые турбины вместе взятые. Новые эффективные турбины также сократили потребность в электроэнергии для работы плотины [17].

Повышение эффективности плотин гидроэлектростанций снижает эксплуатационные расходы на плотину и снижает необходимость строительства новых плотин.

Наращивание отложений снижает пропускную способность плотины. Смыв наносов может предотвратить большие скопления отложений в водохранилищах плотин. Большие ворота должны быть встроены в основание плотин и открываться при большом расходе. Это позволяет отложениям, которые собирались на дне плотины, течь вниз по реке, тем самым улучшая производительность водохранилища.

Промывка наносов обычно используется в водохранилищах, расположенных в узких долинах, которые попадают в воду из-за муссонных дождей, например, в Гималаях.Однако было обнаружено, что смыв наносов можно распространить на другие районы, с преимуществами, наблюдаемыми в водохранилище Сефид-Руд в Иране.

3. Переход к альтернативным решениям вместо плотин

Исследования альтернатив должны быть включены в предложения по новым плотинам. Миссия 2017 предлагает создать небольшую исследовательскую группу правительством или заинтересованной организацией в стране, где предлагается строительство плотины, и провести подробное исследование воздействия новой плотины и альтернатив, которые могут служить той же цели.Если предлагаемая плотина представляет собой плотину гидроэлектростанции, следует изучить возможность использования альтернативных источников электроэнергии, таких как солнечная энергия или энергия ветра; или если в этом районе уже есть более старая плотина, можно ли повысить эффективность плотины, чтобы удовлетворить возросший спрос на энергию.

Если предлагаемая плотина является ирригационной (или водопроводной) плотиной, необходимо провести исследования, чтобы увидеть, можно ли вместо этого сократить использование воды в сельском хозяйстве. Большое количество воды теряется из-за неэффективных методов орошения.На ирригацию приходится 70 процентов всего водопотребления в мире, поэтому сокращение водопотребления в этом секторе также позволит выделить больше воды в другие сектора. WWF предлагает следующие методы сокращения водопотребления [18]:

Сбор воды, один из методов, предложенных WWF, может принимать разные формы. Одна из технологий, разработанная две тысячи лет назад, - это песчаная плотина. Песчаные дамбы представляют собой бетонную стену с резервуаром для песка за ней. Этот песок собирает дождь и действует как фильтр, так что пресная вода собирается на дне.Через несколько месяцев воду можно будет извлечь, вставив трубы. Преимущества песчаных плотин, помимо сбора и очистки воды, заключаются в том, что они уменьшают испарение и не позволяют паразитам, таким как комары, размножаться, в отличие от водоемов [19]. В статье о методах сбора дождевой воды это обсуждается более подробно.

Некоторые другие методы сокращения потребности в воде, предложенные American Rivers, включают [20]:

Повторное использование: Повторное использование воды, также известное как рециркуляция или рекультивация воды, относится к использованию очищенных сточных вод, сточных вод или ливневых вод для непитьевых целей, таких как орошение, промышленные процессы, противопожарная защита, смыв унитаза и другие.Недостатки этого варианта могут включать затраты, связанные с системой двойного распределения в муниципальном масштабе, и вода, которая в противном случае вернулась бы в исходную реку / водный объект после обработки, теперь предназначена для безвозвратного использования, в случае орошения, которое не вернется. к реке и может привести к уменьшению стока.
Пополнение подземных вод: Это включает пополнение подземных источников воды в течение влажного года или сезона (часто зимой), когда вода доступна. К недостаткам этого варианта могут относиться затраты, связанные с насосной и трубопроводной инфраструктурой, а также влияние на потоки в ручье, когда вода перекачивается из реки.
Повторная эксплуатация существующих плотин: Изменение способа использования существующей плотины обычно дешевле и менее вредно для окружающей среды, чем строительство новой плотины, а в некоторых случаях повторная эксплуатация плотины может обеспечить водой города, фермы и рыбу. в критическое время года без серьезных экологических недостатков, недостатков в области производства энергии или защиты от наводнений.

Поскольку сельское хозяйство является крупнейшим потребителем воды в мире, на его долю приходится 70 процентов мирового водопотребления [21], сокращение использования воды в сельском хозяйстве окажет наибольшее влияние.Ожидается, что эффективность сельского хозяйства вырастет в течение 30 лет. Если предложения Миссии 2017 будут реализованы в ближайшие годы, цели эффективности могут быть достигнуты к 2050 году.

Еще один способ отхода от плотин гидроэлектростанций - использование альтернативных источников энергии. Источники энергии, такие как ветер, солнечная энергия и биотопливо, все чаще используются во всем мире. Однако по данным Международного энергетического агентства (МЭА), субсидии на ископаемое топливо во всем мире в 5 раз выше, чем на возобновляемые источники [25].Потенциальный способ повысить интерес к альтернативным источникам - убедить страны разрешить более высокие субсидии и стимулы к исследованиям, чтобы сделать эти альтернативные источники более эффективными и жизнеспособными. Что касается сельского хозяйства, в статье по ирригации обсуждаются способы повышения эффективности ирригации и способы применения обсуждаемых методов.

Другие альтернативы большим плотинам могут быть следующими:

Плотины подпитки подземных / подземных вод: Плотины подземных вод накапливают воду в проницаемых аллювиальных отложениях под руслами рек.Они перехватывают подземный поток воды, замедляя поток воды из районов с повышенным спросом. Это позволяет большему количеству воды стекать в грунтовые воды, повышая уровень грунтовых вод и облегчая доступ к воде из колодцев.

Плотины подземных вод успешно использовались в некоторых частях Африки и на Ближнем Востоке [27].

Небольшие общественные дамбы: В районах, где земля состоит из слоя песка поверх слоя горных пород, общины могут строить небольшие дамбы для увеличения общего водоснабжения и доступа к воде.Деревня в Катутиа в Кении построила небольшую плотину за 15 дней, которая могла удерживать достаточно воды для снабжения членов общины на срок до трех месяцев [28].

Mission 2017 предлагает поручение небольшой исследовательской группе изучить участок предполагаемой плотины и проанализировать, какие альтернативы могут быть размещены там для той же цели. Правительства могут назначать и финансировать исследовательскую группу.

4. Убедитесь, что новые предлагаемые плотины построены на участке, который нанесет наименьший ущерб

Факторы, ответственные за неэффективность плотин (как указано в разделе «Использование плотин» данной статьи), должны быть приняты во внимание, и должны быть приняты меры для предотвращения их возникновения, чтобы новые плотины могли функционировать как можно более эффективно.

Смягчение экологических и социальных последствий действующих плотин

Ниже приведены способы минимизировать экологические и социальные последствия плотин, которые нельзя полностью удалить. Во-первых, для уменьшения эвтрофикации водоемов можно использовать «плавучие острова». Плавучий остров представляет собой небольшой плавучий каркас, на котором растут растения. Эти плавучие острова можно поместить в резервуар, где они будут соревноваться с водорослями за избыток питательных веществ. Они могут удалить лишние питательные вещества из воды, что предотвратит цветение водорослей и, следовательно, уровень кислорода в воде не будет истощен.Плавучие острова могут снизить биохимические и химические потребности воды в кислороде на 80 и 60 процентов соответственно. Они также могут служить местом обитания для рыб и гнездовий для птиц. Поскольку они могут плавать, на них не повлияет изменение уровня воды в водоемах [22].

Одним из способов смягчения социальных последствий плотин является добавление врачебных клиник вокруг водохранилища для усиления лечения заболеваний, связанных с комарами, таких как малярия [8].

Факторы, которые следует учитывать при строительстве плотин

Плотины должны располагаться на участке, который имеет наименьшее воздействие на окружающую среду, где, например, нет опасности вымирания исчезающих видов.Также следует учитывать размеры плотины и водохранилищ. Плотины должны минимизировать площадь поверхности и увеличивать глубину, чтобы уменьшить испарение и скорость заиления. Таким образом, предпочтительнее располагать плотины в глубоких ущельях, которые потребуют небольшого затопления лесов или не потребуют его вовсе, чтобы предотвратить разрушение и, следовательно, образование углекислого газа и метана и эвтрофикацию [23]. Моделирование должно быть выполнено исследовательской группой, предложившей мою миссию 2017, или разработчиками проекта, чтобы спрогнозировать влияние плотины на количество организмов, изначально живущих в реке, а также воздействие на людей, живущих рядом с участком.Проект одобряется только в том случае, если прогнозируется, что пострадавшие люди смогут справиться с последствиями плотины.

В статье о гидроэнергетике также обсуждаются возможные способы повышения эффективности плотин при сохранении экологичности.

Будет сложно обеспечить строительство новых плотин на наименее экологически вредных участках, поскольку наиболее экологически чистые могут оказаться не самыми экономичными (в этой статье более подробно рассказывается, почему это так).Необходимо разработать международные экологически ориентированные стандарты, которые требуют, чтобы участки для новых плотин соответствовали определенным критериям, таким как редкость видов рыб, обитающих в реке, что поможет снизить воздействие плотины на окружающую среду.

В статье о реализации обсуждаются методы, с помощью которых любые изменения, вносимые в качестве решения водной проблемы, могут быть устойчивыми и работать комплексно на международном уровне.

Заключение

Плотины и водохранилища, хотя и являются эффективными источниками воды и электричества, наносят огромный вред окружающей среде.Чтобы развеять опасения по поводу окружающей среды, Миссия 2017 предлагает сократить количество плотин на реках и позволить рекам течь естественным путем, чтобы сохранить окружающую среду и биоразнообразие. В настоящее время ликвидировать все плотины невозможно. Тем не менее, необходимо предпринять усилия по сносу старых, устаревших плотин и по возвращению как можно большего числа рек в их естественное состояние. Миссия 2017 также предлагает сократить количество новых предлагаемых проектов до минимума, чтобы сохранить как можно больше естественных речных систем.

Артикул:

1. UCSUSA.ORG. (2013, 23 ноября). Источники энергии | UCSUSA. Союз неравнодушных ученых. Получено 23 ноября 2013 г. с веб-сайта http://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/the-sources-of-energy.html

2. WWF - Факты и цифры о плотинах. (2013, 23 ноября). wwf.panda.org. орг. Получено 23 ноября 2013 г. с http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/quick_facts/

3. Международные реки (Организация).(2013, 23 ноября). Удаление плотины. Международные реки. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/campaigns/dam-removal

4. WWF. (2013, 23 ноября). Решения для плотин - альтернативы и смягчение последствий. WWF. Получено 23 ноября 2013 г. с http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/dams/alternatives/

5.AmericanRivers (Организация). (2013, 27 ноября). Американские реки | Плотины и гидроэнергетика. Получено 27 ноября 2013 г. с сайта http: // www.americanrivers.org/initiatives/dams/

7. Всемирная комиссия по плотинам (2000). Плотины и развитие: новая основа для принятия решений. Лондон: Earthscan Publications Ltd. Получено 27 ноября 2013 г. с http://www.internationalrivers.org/files/attached-files/world_commission_on_dams_final_report.pdf

8. Линдстрем, Андреас; Гранит, Якоб (август 2012 г.). Крупномасштабное хранение воды в связке воды, энергии и продуктов питания. Перспективы преимуществ, рисков и передовой практики. Получено с http: // www.siwi.org/documents/Resources/Papers/Water_Storage_Paper_21.pdf

9. Википедия (7 ноября 2013 г.). Резервуар. Получено с http://en.wikipedia.org/wiki/Reservoir

10. Суббараман, Р., Шитоле, С., Савант, К., О’Брайен, Дж., Блум, Д., и Патил-Дешмук, А. (2013, 26 февраля). Социальная экология воды в трущобах Мумбаи: проблемы с качеством, количеством и надежностью воды. Получено с http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23442300

11. Международные реки (Организация).(2013, 23 ноября). Плотины и исчезновение: уходят, уходят, ушли. Международные реки. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/blogs/229/dams-and-extinction-going-going-gone

12. Тимофти Д., Долту К. и Трофин М. (23 ноября 2013 г.). Явления эвтрофикации в водохранилищах. Получено 23 ноября 2013 г. с http://aerapa.conference.ubbcluj.ro/2011/PDF/TIMOFTI_CDOLTU_MTROFIN.pdf

13. Houqun, Chen; Зепинг, Сюй; Мин, Ли (8 февраля 2010 г.). Связь между крупными коллекторами и сейсмичностью.Получено с http://www.waterpowermagazine.com/features/featurethe-relationship-between-large-reservoirs-and-seismicity

14. Международные реки (Организация). (2013, 23 ноября). Землетрясения, вызванные плотинами. Международные реки. Организация. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/earthquakes-triggered-by-dams

15. WWF. (2013, 23 ноября). Проблемы плотины - Социальные последствия. WWF. Получено 23 ноября 2013 г. с веб-сайта http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/problems/social/

16.Всемирный банк. Группа Всемирного банка, n.d. Интернет. 27 ноября 2013 г. http://siteresources.worldbank.org/INTINVRES/Resources/DisplacementResettlementRehabilitationChinasoc203.pdf

17. Кейси, Т. (23 ноября 2013 г.). Как США получают больше гидроэнергии, не строя ни одной новой плотины. CleanTechnica. Получено 23 ноября 2013 г. с веб-сайта http://cleantechnica.com/2012/10/10/doe-hydropower-upgrades-boost-energy-without-new-dams/

18. WWF. (2013, 23 ноября). Решения для плотин - водопользование.WWF. Организация. Получено 23 ноября 2013 г. с http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/dams/agriculture/

19, Карус, Ф. (20 ноября 2009 г.). Песчаные дамбы признаны лучшим решением в споре о водном кризисе. хранитель. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://www.theguardian.com/environment/2009/nov/20/sand-dams-water-crisis

20. AmericanRivers (Организация). (2013, 23 ноября). Американские реки | Альтернативы плотины. AmericanRivers. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http: // www.americanrivers.org/initiatives/water-supply/dam-alternatives/

21. UNWater. (2013, 27 ноября). Статистика ООН-Водные ресурсы - Использование воды. Получено 27 ноября 2013 г. с сайта http://www.unwater.org/statistics_use.html

22. Камбл, Рашми; Патил, Дхавал (2012). Искусственный плавучий остров: решение проблемы загрязнения речной воды в Индии. Пример: реки в городе Пуна. Проверено 8 ноября 2013г.

23. Ледек Г. и Кинтеро Дж. Д. (23 ноября 2013 г.). Хорошие и плохие плотины: экологические критерии выбора места для гидроэлектростанций.Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://siteresources.worldbank.org/LACEXT/Resources/258553-1123250606139/Good_and_Bad_Dams_WP16.pdf

24. AmericanRivers (Организация). (2013, 23 ноября). Американские реки | Восстановление рек. Получено 23 ноября 2013 г. с веб-сайта http://www.americanrivers.org/initiatives/dams/how-removed/

25. ван дер Хувен, Мария (2012, 22 марта). Сокращение субсидий показывает, что возобновляемые источники энергии достигают зрелости. Получено 1 декабря 2012 г. с сайта http://www.iea.org/media/ieainthenews/2012/mvdh_renewable_subsidies.pdf

26. Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (Организация) (2013, 1 декабря). Плотины и проект развития. Получено 1 декабря с сайта http://www.unep.org/dams/WCD/

27. Уоррен, Алан. (2010, июнь). Бумага о нехватке воды на плотинах. Получено 2 декабря 2013 г. с http://www.halcrow.com/Documents/water/Water_scarcity_paper_dams.pdf

28. Ньяги, Кагонду. (2013, 3 июня). Общественные плотины направлены на обеспечение водной безопасности в засушливой Кении. Получено 2 декабря 2013 г. с сайта http: // www.trust.org/item/20130603103952-mba98/

29. Международные реки (Организация). (2013, 2 декабря). Вывод плотины из эксплуатации. Получено 2 декабря 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/dam-decommissioning

30. Правительство штата Мичиган, Департамент природных ресурсов. (2013, 2 декабря). Удаление плотины. Получено 2 декабря 2013 г. с сайта http://www.michigan.gov/dnr/0,4570,7-153-10364_52259_27415-80303–,00.html

31. Международные реки (Организация). (2013, 3 декабря).Технические проблемы. Получено из формы от 3 декабря 2013 г. http://www.internationalrivers.org/files/attached-files/rrdecompt4.pdf

32. Международные реки (Организация). (2013, 3 декабря). Способы вывода из эксплуатации. Получено от 3 декабря 2013 г. из формы http://www.internationalrivers.org/files/attached-files/rrdecompt5.pdf

33. Тан, Кер (для National Geographic News). (31 августа 2011 г.) Крупнейшее в США сооружение плотины для восстановления лососевых промыслов. Получено 3 декабря 2013 г. из http: //news.nationalgeographic.com / news / 2011/08/110831-удаление плотины-elwha-пресноводный-научный-лосось /? rptregcta = reg_free_np & rptregcampaign = 20131016_rw_membership_n1p_us_se_w #

Сезонные изменения и пространственные колебания качества воды в большом молодом тропическом водохранилище и его нижнем течении реки

В этом исследовании изучалось качество воды большого молодого тропического бакунского гидроузла в Сараваке, Малайзия, и влияние оттока на нижнее течение реки. во влажное и сухое время года. Качество воды определялось на пяти станциях в водохранилище на трех разных глубинах и на одной станции ниже по течению. Результаты показывают, что времена года повлияли на качество воды Бакунского водохранилища, особенно в более глубоких слоях воды.Значительно более низкие значения мутности, SRP и TP были обнаружены во время сезона дождей. На 3–6 м содержание кислорода упало ниже 5 мг / л, также была зафиксирована гипоксия. Низкий -N, -N и SRP и высокий BOD ₅, OKN и TP наблюдались в водохранилище, что указывает на органическое загрязнение. Активные лесозаготовительные работы и строительство дамбы выше по течению привели к ухудшению качества воды. Выходящий поток снизил температуру, DO и pH и увеличил мутность и TSS ниже по потоку. Повышенное содержание органических веществ и биогенных веществ ниже по течению связано с бытовыми стоками вдоль реки.Это исследование показывает, что река ниже по течению подверглась воздействию сбросов через турбины, водосброса и бытовых отходов. Следовательно, все эти факторы должны приниматься во внимание при управлении низовьями реки для здоровья водных организмов.

1. Введение

Создание крупномасштабной плотины и связанного с ней водохранилища часто оказывает существенное негативное влияние на гидрологические, биологические и химические процессы в водохранилище, выше и ниже по течению от плотины [1–9].Эти эффекты вызвала плотина Бакунской гидроэлектростанции, сооруженная с 2010 по 2012 год на реке Балуй в Малайзии. Плотина, которая является одной из самых высоких бетонных каменных дамб (205 м) в мире, создала водохранилище площадью 695 км ². Было выполнено несколько исследований физико-химических параметров водохранилища Бакунской плотины до и после сооружения [10–12]. Однако качество воды в водохранилище, вероятно, меняется, так как водохранилище получает нагрузку от загрязняющих веществ в результате смежной антропогенной деятельности во время его эксплуатации [13, 14].Ухудшение качества воды - распространенная проблема в водоемах, окруженных антропогенной деятельностью, получающих высокие нагрузки взвешенных твердых частиц, органических веществ и питательных веществ [15, 16].

Наблюдалось, что качество воды в водохранилищах сезонно меняется вместе с изменениями температуры и количества осадков [17–19]. Низкое и высокое количество осадков в засушливые и влажные сезоны в тропической стране, такой как Малайзия, может сильно изменить качество воды в водохранилище. Обильное количество осадков во время сезона дождей может либо снизить концентрацию загрязняющих веществ за счет разбавления, либо ухудшить качество воды в водохранилище из-за увеличения поверхностного стока в результате антропогенной деятельности.Ссылка [20] продемонстрировала, что уровни общего фосфора в водохранилище Батанг Ай во время сезона дождей и половодья были ниже, чем уровни, наблюдаемые в сухой сезон и низкий уровень воды. Кроме того, большой приток после сильных дождей способствует перемешиванию и нарушает стратификацию водохранилища. Повышение уровня растворенного на дне кислорода в хорошо перемешанном водоеме препятствует высвобождению питательных веществ из отложений, вызывая быстрое снижение концентрации фитопланктона в водохранилище [17].

С другой стороны, сток из водохранилища оказывает большое влияние на течение реки вниз по течению. Исследования показали, что река ниже по течению подвергается серьезным экологическим воздействиям, которые варьируются от изменений морфологии ниже по течению до утраты биоразнообразия экосистемы [1, 5, 7, 8, 21]. Отток из водохранилища часто регулируется потреблением электроэнергии и эксплуатационными расходами, независимо от экологических соображений в нижнем течении реки. Различия в структуре и схеме работы плотины могут привести к различиям в качестве воды ниже по течению.Недавно [22] продемонстрировали, что физико-химические характеристики реки ниже Бакунской плотины изменились после открытия водосброса.

Поскольку водоем является молодым в тропической стране, в водохранилище продолжают происходить изменения, и важно следить за качеством воды, чтобы оценить ее пригодность для вторичных целей, таких как аквакультура и отдых. Знание сезонных колебаний качества воды в водохранилище важно для эксплуатации плотины и принятия управленческих решений.Влияние плотины на качество воды в нижнем течении реки во время влажного и засушливого сезонов остается неизвестным. Следовательно, целью данного исследования была оценка качества воды Бакунского водохранилища и влияние его оттока на качество воды в нижнем течении реки во время влажных и засушливых сезонов.

2. Материалы и методы

2.1. Район исследования и станции отбора проб

Настоящее исследование проводилось на Бакунском водохранилище и его нижнем течении реки в Сараваке, Малайзия, как показано на Рисунке 1.Плотина Бакунской гидроэлектростанции была построена через Батанг-Балуй с установленными в общей сложности восемью турбинами и водосбросом, расположенным на высоте 209 м над уровнем моря. Водохранилище покрывает в основном реку Балуй, которая питается тремя основными притоками: рекой Мурум, рекой Линау и рекой Бахау. Всего было выбрано пять станций на Бакунском водохранилище и одна станция была выбрана в нижнем течении реки. Станции 1 и 2 были расположены на реке Батанг Балуй и Линау соответственно. Станции 3 и 4 были расположены на реке Мурум, где во время отбора проб продолжалось строительство плотины гидроэлектростанции Мурум выше по течению.Станция 5 была расположена в непосредственной близости от плотины Бакунской гидроэлектростанции и ниже по течению от активных лесозаготовительных работ, а станция 6 была расположена в нижнем течении реки примерно в 4,3 км от плотины.

Отбор проб проводился в феврале и сентябре 2014 г., что соответствует влажному и засушливому сезонам в Сараваке (Таблица 1). Дождя не было зарегистрировано в течение двух и трех недель до первого и второго отбора проб соответственно. Уровень воды во время второго отбора проб в сухой сезон был примерно на 7 м ниже уровня воды в сезон дождей.Сброс воды при выработке гидроэлектроэнергии отбирается из верхних 10 м водохранилища с использованием водозаборных сооружений выборочного водозабора. Иногда дополнительная вода сбрасывается из водосброса с забором на глубине примерно 15 м. В конце водосброса вода попадает в бетонный барьер перед тем, как войти в реку Балуй вниз по течению. Отбор проб проводился во время выработки электроэнергии, когда в нижнее течение реки поступала вода, сбрасываемая из водохранилища после того, как вода прошла через турбины.Во время первого отбора проб из водосброса был сброшен дополнительный расход воды 501 м ³ / с в дополнение к оттоку из турбины (536 м ³ / с). Водосброс был закрыт во время второго отбора проб; следовательно, на Станцию 6 поступал только выход турбины со скоростью 730 м ³ / с.

Станция Координаты Дата Расположение

Бакунское водохранилище

ул.1 N 02 ° 43′34,4 ′ ′
E 114 ° 01′44,2 ′ ′ 26 февраля 2014 г., 13:15
24 сентября 2014 г., 8:15 утра Batang Balui
Солнечно во время обеих поездок для отбора проб

St. 2 N 02 ° 39′32,2 ′ ′
E 114 ° 03′29,5 ′ ′ 26 февраля . 2014, 9:45
24 сентября 2014 г., 10:45 Река Линау
Солнечно во время обоих рейсов для отбора проб

St. 3 N 02 ° 42′59,8 ′ ′
E 114 ° 09 ′ 43,8 ′ ′ 27 фев.2014 г. 12:55
25 сентября 2014 г., 9:51 Верхняя часть реки Мурум
Солнечно во время обоих рейсов отбора проб
Эрозия почвы наблюдалась в верхнем берегу реки Мурум

St. 4 N 02 ° 44′15.3 ′ ′
E 114 ° 05′16.6 ′ ′ 26 февраля 2014 г., 15:06
24 сентября 2014 г. 13:42:42 Нижняя часть реки Мурум
Солнечно во время обоих рейсов для отбора проб

St. 5 N 02 ° 45′09.8 ′ ′
E 114 ° 02′32.9 ′ ′ 27 фев.2014 г., 15:00
25 сентября 2014 г. 14:08 Вблизи водозабора и плотины
Облачно во время обоих рейсов для отбора проб

Ниже по течению реки Бакунской плотины ГЭС

Ст. 6 N 02 ° 46′21,8 ′ ′
E 114 ° 01′41,6 ′ ′ 26 февраля 2014 г., 15:00
24 сентября 2014 г., 13:35 Лонг Баагу (4,3 км ниже по течению от плотины Бакунской гидроэлектростанции)
Санни во время обоих рейсов для отбора проб

2.2. Сбор и лабораторный анализ в полевых условиях

Глубинные профили температуры и растворенного кислорода (DO) были измерены с помощью многопараметрического зонда качества воды YSI 6820 V2 во время первого отбора проб в феврале 2014 года. PH и мутность были измерены на глубинах 0 м, 10 м. и на глубине 20 м в Бакунском водохранилище в обоих пробах с использованием pH-метра (EcoScan, Eutech) и измерителя мутности (Martini Instruments, Mi415), соответственно. Образцы воды в трех экземплярах были отобраны на глубинах 0 м, 10 м и 20 м в Бакунском водохранилище (станции 1–5) с использованием пробоотборника воды Van Dorn, тогда как пробы воды в трех экземплярах были отобраны на глубине 0 м в нижнем течении реки плотины (станция 6).Глубину резервуара измеряли с помощью портативного эхолота (Speedtech). Все бутыли для образцов перед использованием были промыты кислотой, очищены и высушены. Пробы воды подкисляли до pH <2 для анализа общего фосфора (TP). Все образцы были помещены в ледяной ящик и доставлены в лабораторию для дальнейшего анализа [23].

Все анализы выполнены по стандартным методикам [23, 24]. Хлорофилл a (Chl a ) определяли из соответствующих образцов, отфильтрованных через 0.45 мкм фильтр из стекловолокна мкм (Whatman GF / F) и экстрагировали в течение 24 часов с использованием 90% (об. / Об.) Ацетона. Оптическую плотность измеряли с помощью спектрофотометра DR 2800, а концентрацию Chl a рассчитывали согласно [25]. Общее взвешенное твердое вещество (TSS) рассчитывали как разницу между начальной и конечной массами стекловолоконного фильтра 0,45 мкм мкм (Whatman GF / F) после фильтрации достаточного объема образца и сушки при 105 ° C. Пятидневная биохимическая потребность в кислороде (BOD ₅) определялась как разница между начальным и пятидневным содержанием DO после пятидневной инкубации образца.Первоначальное содержание DO определяли в поле и увеличивали интенсивной аэрацией, если значение DO было низким. Уровни -N и -N определялись методом диазотирования (нижний диапазон) и методом восстановления кадмия, соответственно, после фильтрации через стекловолоконный фильтр 0,45 мкм ( мкм) (Whatman GF / F). Органический азот Кьельдаля (OKN) определяли методом Макро-Кьельдаля, где аммиак удаляли из пробы воды перед вывариванием и дистилляцией, а затем методом Несслера.SRP определяли колориметрическим методом аскорбиновой кислоты после фильтрации через стекловолоконный фильтр 0,45 мкм мкм (Whatman GF / F). TP определяли методом аскорбиновой кислоты после персульфатного разложения образцов. Расчетные пределы обнаружения -N, -N и SRP составляли 0,005 мг / л-N, 0,01 мг / л-N и 0,02 мг / л соответственно.

На протяжении всего исследования предпринимались шаги по контролю качества. Бутылки для образцов и стеклянную посуду промывали бесфосфатным детергентом с последующей стандартной кислотной промывкой.Подготовку и хранение образцов проводили по стандартной методике [23]. В трех экземплярах холостой воду, не содержащую интересующих аналитов, использовали в одной и той же процедуре для каждого из вышеупомянутых анализов.

2.3. Статистический анализ

Сравнение параметров качества воды между станциями и глубин Бакунского гидроузла было проведено с использованием однофакторного дисперсионного анализа и парных сравнений Тьюки с 5% уровнем значимости. Тест Стьюдента использовался для сравнения качества воды в водохранилище между влажным и сухим сезонами.Корреляционный анализ Пирсона был проведен для определения взаимосвязи между всеми параметрами коллектора в течение каждого сезона. Качество воды в реке вниз по течению между влажным и засушливым сезонами и результаты между точкой водозабора плотины и рекой вниз по течению сравнивались с использованием критерия Стьюдента. Кластерный анализ (CA) использовался для исследования группирования станций отбора проб с разной глубиной с использованием параметров качества воды, собранных в водохранилище и в нижнем течении реки.использовались стандартизация переменных и метод Уорда с использованием евклидовых расстояний в качестве меры сходства. Все статистические анализы проводились с использованием статистического пакета для социальных наук (SPSS Version 22, SPSS Inc., 1995).

3. Результаты и обсуждение

3.1. Качество воды Бакунского водохранилища

На рисунке 2 показана вертикальная стратификация Бакунского водохранилища, указывающая на плохое перемешивание воды в водохранилище. Среди пяти станций отбора проб Бакунского водохранилища, станция 2, расположенная на реке Линау, разделена на три отдельных слоя с разной температурой.Слой термоклина, наблюдаемый на высоте от 3 до 7 м, разделяет эпилимнион (≈30,5 ° C) и гиполимнион (≈25,5 ° C) на Станции 2. Аналогичным образом [10, 11] сообщают, что термоклин начался на глубине 4-5. м и от 6 м до 9 м в Бакунском водохранилище на этапе заполнения и через 13 месяцев после достижения уровня полной подачи, соответственно. О термической стратификации водоемов широко сообщалось в тропических и субтропических водохранилищах [19, 26–28]. Температурный градиент в слое термоклина в Бакунском водохранилище соответствует диапазону термической стратификации 0.От 5 ° C до 5 ° C для тропического водоема [29].

Растворенный кислород был относительно постоянным в поверхностных водах Бакунского водохранилища со средним значением 7,22 мг / л. Уровень DO начал быстро снижаться с глубины 2 м до менее 0,2 мг / л на глубине 4 м на Станции 1, которая расположена в Батанг-Балуи. Уровень DO на Станциях 2, 3 и 5 начал быстро снижаться с глубины около 3 м, тогда как уровень DO на Станции 4 начал уменьшаться с глубины 5 м. Другими словами, здоровый уровень содержания DO выше 5 мг / л наблюдался только в толще воды выше 3–6 м в Бакунском водохранилище.Аналогичным образом [26] показали, что кислородное истощение является обычным явлением в гиполимнии индонезийских озер и водохранилищ с различной глубиной оксиклина. Авторы объясняют небольшую глубину оксиклина и толстый аноксический слой в водохранилище Чирата слабым перемешиванием, вызванным ветром, и высокими органическими нагрузками, которые приводят к быстрому разложению и истощению запасов кислорода в резервуаре. С другой стороны, концентрация DO никогда не опускалась ниже 2 мг / л в озере Цяндаоху, Китай, где глубинные профили DO были тесно связаны с профилями температуры воды по глубине [19].Уменьшение DO с глубиной обычно наблюдается в водохранилищах, поскольку фотосинтез увеличивает уровень кислорода в поверхностных водах, в то время как дыхание бактерий, разлагающих мертвое органическое вещество, потребляет весь растворенный кислород в придонной толще воды в сочетании с недостаточным обменом с насыщенной кислородом поверхностной водой [30]. Однако небольшое увеличение содержания DO наблюдалось в водной толще Бакунского водохранилища между 12 м и 20 м, что, скорее всего, связано с дополнительным сбросом воды из водосброса, где водозабор находился на глубине примерно 15 м.Быстрое движение воды из-за дополнительного забора воды в конкретном водном столбе способствует смешиванию воды с низким содержанием DO с большим объемом насыщенной кислородом более холодной воды, поступающей из притоков вокруг водохранилища [14]. Это явление не наблюдалось в исследовании [11], где содержание DO не было обнаружено с глубины 7 м до глубины 30 м, поскольку во время этого исследования вода из резервуара не сбрасывалась из водосброса.

Значение pH Бакунского водохранилища варьировалось от 4.От 93 ± 0,06 до 8,06 ± 0,05 во время сезона дождей с самым низким и самым высоким значением pH, наблюдаемым на Станции 5 и Станции 2 соответственно. С другой стороны, значение pH Бакунского водохранилища относительно стабильно в течение засушливого сезона со средним значением 7,30. Вертикальное распределение значений pH в Бакунском водохранилище отличалось между влажным и сухим сезонами, хотя это не было значительным различием ( p значение> 0,05) (Таблица 2). Во время засушливого сезона значение pH Бакунского водохранилища уменьшалось по мере увеличения глубины до 10 м и оставалось на том же уровне до глубины 20 м, как показано на Рисунке 3.Вертикальное распределение значений pH во время засушливого сезона в настоящем исследовании хорошо согласуется с предыдущим исследованием в Бакунском водохранилище [11] и Батанг Айском водохранилище [31], где значение pH водохранилища уменьшалось с увеличением глубины. Однако значение pH имеет тенденцию увеличиваться с глубиной, когда значение pH на поверхности низкое, что демонстрируют станции 3 и 5 во время сезона дождей. Результаты показали, что низкое значение pH у поверхности воды было разбавлено водой из резервуара с более высоким значением pH по мере увеличения глубины.Разбавление в водяном столбе улучшило pH на Станции 3 с 6,3 до 6,8. Однако, несмотря на разбавление водяного столба, станция 5, ближайшая к плотине, по-прежнему показывала значения pH менее 6,5 мг / л. С другой стороны, когда значение pH было высоким (> 7), значение pH уменьшалось с увеличением глубины, что аналогично вертикальному распределению pH в сухой сезон. Уровень pH на поверхности был классифицирован как класс I, но был изменен на класс II по мере увеличения глубины в соответствии с Национальным стандартом качества воды (NWQS) Малайзии [32] в сухой сезон.Во время сезона дождей значения pH Бакунского водохранилища были классифицированы как класс I, за исключением станций 3 и 5. Поверхностные воды на станции 3 были классифицированы как класс II, в то время как чрезвычайно низкое значение pH поверхности 4,9 на станции 5 превышало NWQS. . Кроме того, значения pH на Станции 5 на глубинах 10 м и 20 м были отнесены к классам II и III соответственно.

Параметр Отбор проб Глубина Станция Среднее значение Разница значение

1 2 3

pH Влажный сезон 0 м 6.67 +0,20 0,422

10 м

.
уровней пласта - DEP

Посмотреть текущие версии

Система водоснабжения
Нью-Йорка

20 ноября 2020

Всего хранилища (% от емкости)

Ток: 71,6

Нормальный: 79,7

Потребление (млрд галлонов)

19.11.20 0.94

Среднее количество осадков (дюймы)

Фактический Исторический

Сентябрь: 3,39 4,57

Октябрь: 3,00 4,24

Ноябрь: 1,44 2,08

Croton System
Вместимость: 91.6 млрд галлонов
% емкости: 92,9

Резервуар Neversink
Вместимость: 34,9 млрд галлонов
% емкости: 82,2

Резервуар Rondout
Вместимость: 49,6 млрд галлонов
% емкости: 95,1

Резервуар Pepacton
Вместимость: 140,2 млрд галлонов
% емкости: 71,1

Резервуар Шохари
Вместимость: 17,6 млрд галлонов
% емкости: 90,9

Cannonsville Reservoir
Вместимость: 95.7 млрд галлонов
% емкости: 47,9

Ашоканское водохранилище
Вместимость: 122,9 млрд галлонов
% емкости: 59,7

Для получения дополнительной информации о состоянии поверхностных вод в водоразделах Нью-Йорка, близкой к реальному времени, обращайтесь в Геологическую службу США штата Нью-Йорк.
.
Изменение климата: глобальный уровень моря

Глобальный средний уровень моря повысился примерно на 8–9 дюймов (21–24 сантиметра) с 1880 года, причем около трети этого показателя придется на последние два с половиной десятилетия. Повышение уровня воды в основном связано с сочетанием талой воды с ледников и ледяных щитов и теплового расширения морской воды по мере ее нагревания. В 2019 году глобальный средний уровень моря был на 3,4 дюйма (87,61 мм сантиметра) выше среднего показателя за 1993 год - это самый высокий средний годовой уровень за всю историю спутников (с 1993 года по настоящее время).С 2018 по 2019 год глобальный уровень моря поднялся на 6,1 мм (0,24 дюйма).

Изучите этот интерактивный график: Щелкните и перетащите любую ось, чтобы отобразить различные части графика. Чтобы сжать или растянуть график в любом направлении, удерживайте нажатой клавишу Shift, затем щелкните и перетащите. Голубой линией показаны сезонные (3-месячные) оценки уровня моря по данным Church and White (2011) . Более темная линия основана на данных об уровне моря Fast Delivery Гавайского университета. Подробнее об источниках данных читайте в конце статьи.

Глобальный средний уровень воды в океане повышался на 0,14 дюйма (3,6 миллиметра) в год в период с 2006 по 2015 год, что в 2,5 раза превышало средний уровень в 0,06 дюйма (1,4 миллиметра) в год на протяжении большей части двадцатого века. К концу столетия средний глобальный уровень моря, вероятно, поднимется как минимум на один фут (0,3 метра) выше уровня 2000 года, даже если выбросы парниковых газов в ближайшие десятилетия будут относительно низкими.

В некоторых океанских бассейнах с момента начала спутниковой регистрации уровень моря повысился на 6-8 дюймов (15-20 сантиметров).Региональные различия существуют из-за естественной изменчивости силы ветров и океанских течений, которые влияют на то, сколько и где более глубокие слои океана хранят тепло.

Прошлый и будущий подъем уровня моря в определенных местах на суше может быть больше или меньше среднемирового уровня из-за местных факторов: оседания грунта, борьбы с наводнениями вверх по течению, эрозии, региональных океанских течений и того, отскакивает ли суша от сжатия вес ледников ледникового периода. В Соединенных Штатах самые быстрые темпы повышения уровня моря происходят в Мексиканском заливе от устья Миссисипи к западу, за которым следует центральная часть Атлантического океана.Лишь на Аляске и в нескольких местах на северо-западе Тихого океана уровень моря падает, хотя эта тенденция изменится на обратную при высоких траекториях выбросов парниковых газов.

В некоторых океанских бассейнах уровень моря поднялся на 6-8 дюймов (15-20 сантиметров) с момента начала спутниковой записи в 1993 году.

В Соединенных Штатах почти 40 процентов населения проживает в прибрежные районы с относительно высокой плотностью населения, где уровень моря играет роль в наводнениях, эрозии береговой линии и угрозах от штормов.Согласно Атласу Мирового океана, 8 из 10 крупнейших городов мира расположены недалеко от побережья.

В городских условиях вдоль побережья по всему миру повышение уровня моря угрожает инфраструктуре, необходимой для местных рабочих мест и региональной промышленности. Дороги, мосты, метро, водоснабжение, нефтяные и газовые скважины, электростанции, очистные сооружения, свалки - список практически бесконечен - все они подвергаются риску из-за повышения уровня моря.

Более высокий фоновый уровень воды означает, что смертоносные и разрушительные штормовые нагоны, такие как те, которые связаны с ураганом Катрина, «супер-штормом» Сэнди и ураганом Майкл, продвигаются дальше вглубь суши, чем когда-то.Более высокий уровень моря также означает более частые наводнения во время приливов, иногда называемые «неприятными наводнениями», потому что они обычно не смертельны или опасны, но могут быть разрушительными и дорогостоящими. (Изучите прошлую и будущую частоту наводнений в районах США с помощью программы Climate Explorer, являющейся частью набора инструментов по адаптации к изменению климата в США.)

В естественном мире повышение уровня моря создает нагрузку на прибрежные экосистемы, которые обеспечивают отдых и защиту от штормов. , а также среда обитания рыб и диких животных, включая коммерчески ценные промыслы.По мере подъема уровня моря соленая вода также загрязняет пресноводные водоносные горизонты, многие из которых поддерживают муниципальное и сельскохозяйственное водоснабжение и естественные экосистемы.

Глобальное потепление вызывает повышение среднего глобального уровня моря двумя способами. Во-первых, ледники и ледяные щиты во всем мире тают и добавляют воды в океан. Во-вторых, объем океана увеличивается по мере нагревания воды. Третий, гораздо меньший фактор, способствующий повышению уровня моря, - это уменьшение количества жидкой воды на суше - водоносных горизонтах, озерах и водохранилищах, реках, влажности почвы.Этот переход жидкой воды с суши в океан в значительной степени связан с перекачкой грунтовых вод.

С 1970-х по последнее десятилетие или около того таяние и тепловое расширение примерно в равной степени способствовали наблюдаемому повышению уровня моря. Но таяние горных ледников и ледяных щитов ускорилось:

В результате количество повышения уровня моря из-за таяния (с небольшой добавкой из-за переноса грунтовых вод и других перемещений водохранилищ) с 2005 по 2013 год было почти вдвое больше. повышения уровня моря из-за теплового расширения.

Темпы повышения уровня мирового океана увеличились более чем вдвое с 1,4 мм в год на протяжении большей части двадцатого века до 3,6 мм в год в период с 2006 по 2015 год.

Измерение уровня моря

Уровень моря измеряется двумя основными методами: мареографом и спутниковым высотомером. Станции мареографов со всего мира измеряли ежедневные приливы и отливы на протяжении более столетия, используя различные ручные и автоматические датчики. Используя данные с десятков станций по всему миру, ученые могут рассчитать глобальное среднее значение и скорректировать его с учетом сезонных различий.

С начала 1990-х уровень моря измеряется из космоса с помощью радиолокационных высотомеров, которые определяют высоту морской поверхности путем измерения скорости отражения и интенсивности радиолокационного импульса, направленного на океан. Чем выше уровень моря, тем быстрее и сильнее обратный сигнал.

Чтобы оценить, насколько наблюдаемое повышение уровня моря связано с тепловым расширением, ученые измеряют температуру поверхности моря с помощью пришвартованных и дрейфующих буев, спутников и проб воды, взятых с судов.Температуру в верхней половине океана измеряет глобальный флот водных роботов. Более глубокие температуры измеряются приборами, спускаемыми с океанографических исследовательских судов.

Чтобы оценить, какая часть повышения уровня моря вызвана фактическим переносом массы - перемещением воды с суши в океан - ученые полагаются на комбинацию прямых измерений скорости таяния и высоты ледника, сделанных во время полевых исследований, и спутниковых измерений. измерения крошечных сдвигов в гравитационном поле Земли.Когда вода перемещается с суши в океан, увеличение массы увеличивает силу притяжения над океанами на небольшую величину. По этим изменениям силы тяжести ученые оценивают количество добавленной воды.

Будущее повышение уровня моря

По мере того, как глобальные температуры продолжают повышаться, уровень моря будет повышаться. Насколько он вырастет, в основном зависит от темпов будущих выбросов углекислого газа и будущего глобального потепления. Скорость его подъема в основном зависит от скорости таяния ледников и ледникового покрова.

Темпы повышения уровня моря ускорились, начиная с 1990-х годов, что совпало с ускорением таяния ледников и ледникового покрова. Однако неясно, будет ли это ускорение продолжаться, приводя к более быстрому и быстрому повышению уровня моря, или же динамика внутренних ледников и ледникового покрова (не говоря уже о естественной изменчивости климата) приведет к «импульсам» ускоренного таяния, прерываемым замедлением.

К концу века глобальный средний уровень моря, вероятно, поднимется как минимум на один фут (0.3 метра) выше уровня 2000 года, даже если выбросы парниковых газов в ближайшие десятилетия будут относительно низкими.

В 2012 году по запросу Научной программы США по изменению климата ученые NOAA провели обзор исследований по прогнозам глобального повышения уровня моря. Их эксперты пришли к выводу, что даже при минимально возможных путях выбросов парниковых газов средний глобальный уровень моря к 2100 году поднимется как минимум на 8 дюймов (0,2 метра) по сравнению с уровнями 1992 года. При высоких темпах выбросов повышение уровня моря будет намного выше, но маловероятно. превысить 6.На 6 футов выше уровня 1992 года.

Как нижний предел, так и возможности «наихудшего случая» были пересмотрены в сторону повышения в 2017 году после обзора Межведомственной целевой группы США по повышению уровня моря. Согласно их новым сценариям, глобальный уровень моря с большой вероятностью поднимется как минимум на 12 дюймов (0,3 метра) выше уровня 2000 года к 2100 году даже при использовании пути с низким уровнем выбросов. На будущих трассах с самыми высокими выбросами парниковых газов к 2100 году повышение уровня моря может составить 8,2 фута (2,5 метра) выше уровня 2000 года.

Наихудший сценарий с более высокой вероятностью - который крайне маловероятен, но его нельзя исключать - в значительной степени связан с новыми наблюдениями и моделированием потери льда в Антарктиде и Гренландии.После отчета за 2012 год появилось новое исследование, показывающее, что некоторые из наиболее экстремальных оценок того, насколько быстро эти ледяные щиты могут таять, были более правдоподобными, чем они казались ранее.

Прогнозы 2017 года показывают, что почти на всех побережьях США за пределами Аляски повышение уровня моря, вероятно, будет выше, чем в среднем в мире для трех наиболее высоких путей повышения уровня моря, благодаря местным факторам, таким как оседание суши, изменения океанских течений и региональные потепление океана. Для густонаселенного побережья Атлантического океана к северу от Вирджинии и западной части Мексиканского залива повышение уровня моря, вероятно, будет выше, чем в среднем в мире для всех путей.С другой стороны, если выбор энергии в будущем позволит нам оставаться на одном из трех путей развития, Аляска и Тихоокеанский Северо-Запад, вероятно, испытают локальное повышение уровня моря, которое будет меньше, чем в среднем в мире.

Однако во всех случаях повышение уровня моря увеличивает риск прибрежных наводнений. Наводнение во время прилива уже является серьезной проблемой для многих прибрежных населенных пунктов, и ожидается, что в будущем ситуация будет только ухудшаться в связи с продолжающимся повышением уровня моря.

О данных, используемых в интерактивном графике

Ранняя часть временного ряда, показанного на графике выше, получена из группы уровня моря CSIRO (Содружества научных и промышленных исследований), национального научного агентства Австралии.Самая последняя часть временного ряда получена из Центра уровня моря Гавайского университета. Он основан на средневзвешенном значении 373 мировых данных мареографов, собранных Национальной океанской службой США, UHSLC и партнерскими агентствами по всему миру. Веса для каждого датчика в глобальном среднем определяются с помощью кластерного анализа, который группирует датчики из мест, где уровень моря имеет тенденцию изменяться одинаковым образом. Это предотвращает чрезмерное акцентирование внимания на регионах, где много мареографов, расположенных в непосредственной близости.Значения представлены как изменение уровня моря в миллиметрах по сравнению со средним значением за 1993–2008 годы.

Ссылки

Cassotta, S., Derkesen, C., Ekaykin, A., Hollowed, A., Kofinas, G., Mackintosh, A., Melbourne-Thomas, J., Muelbert, MMC, Ottersen, G., Pritchard, H ., и Шуур, ЕАГ (2019). Глава 3: Полярные регионы. В специальном докладе МГЭИК об океане и криосфере в условиях изменения климата [Х.-О. Пёртнер, Д.К. Робертс, В. Массон-Дельмотт, П. Чжай, М. Тиньор, Э.Полочанска, К. Минтенбек, М. Николай, А. Окем, Дж. Петцольд, Б. Рама, Н. Вейер (ред.)]. Под давлением. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/3/2019/11/SROCC_FinalDraft_Chapter3.pdf

Церковь, J.A., P.U. Кларк, А. Казенаве, Дж.М. Грегори, С. Джевреева, А. Леверманн, М.А. Меррифилд, Г.А. Милн, Р. Нерем, П. Нанн, А.Дж. Пэйн, В.Т. Пфеффер, Д. Стаммер и А.С. Унникришнан. (2013). Изменение уровня моря. В: Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T.Ф., Цинь Д., Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П.М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Черч, Дж. А., и Уайт, Н. Дж. (2011). Повышение уровня моря с конца 19 до начала 21 века. Исследования по геофизике, 32 (4-5), 585–602. http://doi.org/10.1007/s10712-011-9119-1

Домингес, Р., Гони, Г., Барингер, М., и Волков, Д. (2018). Что вызвало ускоренные изменения уровня моря вдоль побережья U.Южное Восточное побережье в 2010–2015 гг.? Письма о геофизических исследованиях , 45 (24), 13,367-13,376. https://doi.org/10.1029/2018GL081183

IPCC, 2019: резюме для политиков. In: Special Report on the Ocean and Cryosphere in the Changing Climate [H.-O. Pörtner, DC Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, M Николай, А. Окем, Дж. Петцольд, Б. Рама, Н. Вейер (ред.)]. Под давлением. https://report.ipcc.ch/srocc/pdf/SROCC_SPM_Approved.pdf

IPCC.(2013). Резюме для политиков. В: Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П.М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. [онлайн] http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_SPM_FINAL.pdf. Доступ 2 ноября 2015 г.

Leuliette, E. (2014). Бюджет недавнего повышения уровня мирового океана: 1995-2013 гг. Опубликовано Национальным управлением океанических и атмосферных исследований. [онлайн pdf] http: //www.star.nesdis.noaa.gov/sod/lsa/SeaLevelRise/documents/NOAA_NESD .... Проверено 18 ноября 2019 г.

NOAA Центр оперативной океанографической продукции и услуг. (н.о.) Тенденции уровня моря. [онлайн: https://tidesandcurrents.noaa.gov/sltrends/], дата обращения 18 ноября 2019 г.

Пэррис, А., П. Бромирски, В.Burkett, D. Cayan, M. Culver, J. Hall, R. Horton, K. Knuuti, R. Moss, J. Obeysekera, A. Sallenger и J. Weiss. (2012). Сценарии повышения глобального уровня моря для национальной оценки климата США. Техническая памятка NOAA OAR CPO-1. 37 стр. [Онлайн] http://cpo.noaa.gov/sites/cpo/Reports/2012/NOAA_SLR_r3.pdf. По состоянию на 18 ноября 2019 г.

Пелто, М. (2019). Альпийские ледники: еще одно десятилетие потерь. Realclimate.org. [Онлайн: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2019/03/alpine-glaciers-another-decade-of-loss/], дата обращения 18 ноября 2019 г.

Свит, У.В., Копп, Р.Э., Уивер, К.П., Обейсекера, Т., Хортон, Р.М., Тилер, Э.Р., и Зервас, К. (2017). Глобальные и региональные сценарии повышения уровня моря для США. NOAA Tech. Представитель NOS CO-OPS 083. Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Национальная океаническая служба, Силвер-Спринг, Мэриленд. 75pp. [Онлайн: https://tidesandcurrents.noaa.gov/publications/techrpt83_Global_and_Regional_SLR_Scenarios_for_the_US_final.pdf]

Sweet W. V., J. Park, J.J. Марра, К. Зервас и С.Гилл (2014). Повышение уровня моря и изменение частоты неприятных наводнений в соответствии с техническим отчетом NOAA США NOS CO-OPS 73, 53p. [Онлайн: https://tidesandcurrents.noaa.gov/publications/NOAA_Technical_Report_NOS_COOPS_073.pdf]

Дополнительные данные об уровне моря и информация от NOAA и партнеров

Страница глобального содержания тепла и солей в океане в NCEI

Страница тенденций уровня моря приливов и течений в Национальной океанской службе

Цифровая программа для просмотра повышения уровня моря на побережье в Центре обслуживания прибрежных районов

Страница о рисках прибрежных наводнений на сайте U.S. Инструментарий по адаптации к изменению климата
.
Гидравлические резервуары - PetroWiki

Гидравлические резервуары (или резервуары с гидроприводом) обычно ограничены водоносными горизонтами и связаны с ними. По мере того, как давление снижается во время истощения давления, сжатая вода в водоносных горизонтах расширяется и перетекает в нефтяной пласт. Поступающая вода помогает доставить нефть к добывающим скважинам, что приводит к повышению нефтеотдачи. Подобно обратной закачке газа и расширению газовой шапки, приток воды также снижает падение давления.Степень, в которой приток воды улучшает нефтеотдачу, зависит от размера прилегающего водоносного горизонта, степени сообщения между водоносным горизонтом и нефтяным резервуаром и, в конечном итоге, количества воды, которая проникает в резервуар.

Обзор

Некоторые из самых плодородных нефтяных месторождений в мире представляют собой резервуары с гидроприводом. Возможно, самый известный пример - месторождение Восточный Техас. Окончательная нефтеотдача на месторождении Восточный Техас прогнозируется примерно на 79%.^[1] Как показывает этот пример, приток воды может значительно улучшить нефтеотдачу.

После определения механизма притока воды важно внимательно следить за добывающими скважинами и минимизировать добычу воды. Сведение к минимуму добычи воды в «забегах по краю воды» может потребовать систематического закрытия фланговых колодцев после того, как наступающая вода достигнет их. Сведение к минимуму добычи воды в «забойных забоях» может потребовать систематического цементирования нижних перфорационных отверстий, так как придонная вода медленно поднимается.

Неотъемлемой частью наблюдения за водохранилищами для гидроприводов является активная программа оценки. Первый этап оценки включает диагностику, классификацию и характеристику. На втором этапе определяются математические модели, которые эффективно моделируют водоносный горизонт, особенно его производительность. Этот этап включает надежную оценку параметров модели водоносного горизонта. Третий и заключительный этап включает объединение моделей водоносного горизонта и коллектора в общую модель, которую можно использовать для эффективного прогнозирования будущего восстановления и определения оптимальных стратегий истощения.Успех третьей фазы во многом зависит от успеха предыдущих двух фаз.

Классификация водоводов и водоносных горизонтов

Гидравлические приводы подразделяются на несколько категорий. Во-первых, их классифицируют по расположению водоносного горизонта относительно пласта:

Периферийный привод - водоносный горизонт окружает пласт, частично или полностью,

Привод Эджуотера - водоносный горизонт питает исключительно одну сторону или фланг резервуара

Забивной грунт - водоносный горизонт подстилает резервуар и питает его из-под поверхности.

Заборы воды также классифицируются в зависимости от прочности водоносного горизонта и того, насколько хорошо водоносный горизонт доставляет подпиточную воду в резервуар.Прочность водоносного горизонта также относится к тому, насколько хорошо водоносный горизонт смягчает нормальное падение давления в пласте. Под сильным водоносным горизонтом понимается тот, в котором скорость притока воды приближается к скорости забора жидкости из пласта в пластовых условиях. Эти резервуары также называются комплектными гидроприводами и характеризуются минимальным падением давления. Сильные водоносные горизонты обычно очень большие по размеру и обладают высокой проводимостью. Умеренный или слабый водоносный горизонт - это водоносный горизонт, в котором скорость пополнения запасов воды значительно меньше скорости отбора жидкости из пласта.Эти резервуары называются частичными гидроприводами, и для них характерны падения давления больше, чем у полного гидропривода, но меньше, чем у объемного резервуара. Слабость водоносного горизонта напрямую связана с его недостаточными размерами или проводимостью.

Диагностика водяного привода

Существует несколько диагностических индикаторов, помогающих определить или исключить возможный активный водоносный горизонт.

Во-первых, важно понимание геологии резервуара. Всю внешнюю поверхность резервуара необходимо тщательно исследовать, чтобы определить сообщающиеся и не сообщающиеся пути; сообщающиеся пути представляют собой возможные точки входа в воду.Для определения типа ловушки коллектора и поверхностей ловушки следует обращаться к геологическим картам. Улавливающие поверхности представляют собой непроницаемые поверхности и автоматически не учитываются как возможные точки входа воды. Остальные внешние поверхности необходимо оценить и классифицировать. Если коммуникационных путей не существует, то водохранилище можно с уверенностью исключить как возможный привод воды; однако, если существуют коммуникационные пути, то резервуар остается кандидатом на привод воды.

Во-вторых, и это, возможно, самое важное, следует регистрировать и регулярно контролировать историю обводненности всех добывающих скважин.Постоянный рост обводненности колодца - хороший индикатор активного водоносного горизонта. Хотя это один из лучших показателей, он не является надежным. Например, увеличение обводненности может быть вызвано наличием водяного конуса вместо активного водяного привода. Во избежание образования водяных конусов необходимо соблюдать особые меры предосторожности. Поднимающийся водонефтяной контакт (WOC) является хорошим индикатором движения придонной воды. Особого внимания заслуживает расположение скважин с высокой обводненностью. Их расположение поможет определить положение границы коллектора / водоносного горизонта в периферийных и боковых водонагревателях.

В-третьих, изменение пластового давления также может быть полезным индикатором. Коллекторы с мощным гидроприводом характеризуются медленным или незначительным падением давления. Таким образом, более медленное, чем ожидалось, падение давления может указывать на наличие водяного привода. Расчеты материального баланса важны, чтобы помочь идентифицировать и подтвердить более медленное, чем ожидалось, падение давления.

Распределение пластового давления также может помочь в диагностике активного водоносного горизонта. Для приводов с периферийной водой и с борта воды более высокие давления имеют тенденцию существовать вдоль границы пласт / водоносный горизонт, в то время как более низкие давления имеют тенденцию существовать в более отдаленных местах.Карта контура давления иногда бывает полезной для определения неравномерности давления.

В-четвертых, полезным показателем может быть газовый фактор (газовый фактор). Для сильных гидроприводов характерны небольшие изменения продуктивного газового фактора. Небольшое изменение газового фактора напрямую связано с небольшим падением давления.

В-пятых, анализ материального баланса может помочь диагностировать приток воды. Несколько различных типов анализа материального баланса, такие как анализ McEwen ^[2], могут определить приток воды.

Производительность

Чтобы проиллюстрировать работу гидроприводов, представлены результаты моделирования 80-акрового сегмента пласта черной нефти в западном Техасе. Предполагается, что участок окружен бесконечным водоносным горизонтом с радиальным потоком. Применяются коллекторские свойства , таблица 1 . Проницаемость и пористость водоносного горизонта составляют 37 мД и 27% соответственно.

Таблица 1 - Свойства коллектора и флюидов для моделирования мазута

Фиг.1 показывает влияние притока воды на график зависимости давления от фракционной нефтеотдачи. Начальное пластовое давление составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм. Сравниваются характеристики водяного привода и привода с растворным газом. Этот рисунок показывает, что приток воды последовательно улучшает фракционную нефтеотдачу при заданном давлении. В качестве альтернативы гидравлический привод поддерживает более высокое давление при заданном восстановлении.

Рис. 1 - Влияние притока воды на давление в зависимости от процента извлеченного OOIP на пласте черной нефти в западном Техасе.

На рис. 2 показаны характеристики коллектора во времени. На этом рисунке представлены четыре отдельных графика: газовый фактор, насыщенность, нефтеотдача и история давления. Гидравлические двигатели обычно дают характерную историю газового фактора. После кратковременного увеличения газовый фактор обычно выравнивается. Такое поведение объясняется историей газонасыщения. Газонасыщенность увеличивается, как только давление падает ниже точки насыщения. После кратковременного увеличения газонасыщенность также выравнивается.Газонасыщенность выравнивается, потому что вторгающаяся вода направляет нефть к производителям. Масло сконцентрировано в непрозрачной области или в зоне сжатия масла. Без вытеснения нефти газонасыщенность и газовый фактор не уменьшились бы. Привод растворного газа дает конечный газовый фактор 4,506 ст. Куб. Футов / STB и газонасыщенность 0,287 PV, в то время как привод воды дает 1,323 ст. Куб. Футов / STB и 0,19 PV, соответственно. Газовый фактор для водяного двигателя в Рис. 2 фактически достигает пика примерно через 10 лет, а затем немного снижается.Уменьшение газового фактора отражает хорошую эффективность вытеснения нефти водой.

Рис. 2 - Влияние притока воды на (а) газовый фактор, (б) газонасыщенность, (в) нефтеотдачу и (г) историю давления для пласта черной нефти в западном Техасе.

Как и ожидалось, гидравлический привод дает значительно более высокий выход. Гидравлический привод также значительно продлевает срок службы резервуара. В этом примере гидропривод восстанавливает 53.2% OOIP через 32,6 года, в то время как двигатель растворенного газа возвращает 24,2% OOIP через 13,5 лет. В обоих случаях предполагается, что конечный дебит нефти составляет 20 STB / D. Этот уровень восстановления указывает на относительно умеренное или сильное движение воды. Гидравлический привод также дает более высокий выход газа (80,5 против 53,1%). История притока воды в основном имитирует историю увеличения нефтеотдачи. Совокупная атакованная вода составляет 58% объема углеводородных пор (HCPV) или 0,46 PV. Это соответствует примерно 1% инкрементного восстановления OOIP для каждого 0.16 PV (или 2,0% HCPV) вторгшейся воды. Гидравлический привод в Рис. 2 неизменно дает более высокие дебиты, чем привод с растворным газом.

Также, как и ожидалось, гидравлический привод постоянно обеспечивает более высокое давление в данный момент времени. Гидравлический привод дает более низкое конечное давление, потому что более низкая газонасыщенность достигается при данном давлении. Примеры приводов для воды и растворенного газа дают конечное давление 471 и 613 фунтов на квадратный дюйм, соответственно.

Тенденции производительности, отмеченные в рис.1 и 2 не являются исключением. На характеристики водяного привода сильно влияет эффективность вытеснения масла водой. Рис. 1 и 2 представляют эффективность вытеснения от умеренной до хорошей. Если эффективность вытеснения низкая, произойдет снижение нефтеотдачи. Однако менее очевидный результат состоит в том, что история правительства России будет иметь совершенно иной характер, чем уже обсуждалось. Вместо того, чтобы немного подняться и выровняться, газовый фактор действует подобно движению растворенного газа; а именно, газовый фактор неуклонно и монотонно увеличивается.Эта разница возникает из-за того, что вторгающаяся вода обходит значительную часть нефти и не может направить достаточно нефти к производителям, чтобы остановить естественное увеличение газонасыщенности. Газовый фактор водяного привода может даже превышать газовый фактор привода растворенного газа, если эффективность вытеснения достаточно низкая. Периферийные гидроприводы не так эффективны, как придонные.

Таким образом, приток воды может значительно улучшить нефтеотдачу нефтяных пластов. Конечная нефтеотдача пласта с приводом от гидропривода во многом зависит от чистого объема притока воды.Чистый объем поступающей воды определяется как объем поступающей воды за вычетом объема попутной воды. По мере увеличения чистого объема поступающей воды увеличивается нефтеотдача. Объем поступающей воды зависит, главным образом, от размера водоносного горизонта и сообщения между водоносным горизонтом и резервуаром. Максимально возможный нетто-объем поступающей воды, выраженный как доля PV резервуара, составляет

....................... (1)

, где S _orw - остаточная нефтенасыщенность по воде, S _grw - остаточная газонасыщенность по воде, а S _wi - начальная водонасыщенность.Как показывает это уравнение, остаточная насыщенность напрямую влияет на добычу нефти, ограничивая чистый объем воды, которая может поступать в пласт. Остаточная насыщенность - прямая мера эффективности вытеснения воды. Более низкая остаточная нефтенасыщенность предпочтительнее более низкой остаточной газонасыщенности для увеличения добычи нефти по сравнению с добычей газа. Максимальная фракционная нефтеотдача для изначально недосыщенного коллектора черной нефти составляет

........................... (2)

, где E _v - объемная эффективность охвата вторгающейся водой.Это уравнение предполагает полный привод воды (то есть без снижения давления).

Номенклатура

E _v = объемная эффективность охвата, доли

S _grw = Остаточная газонасыщенность до потока воды, доли

S _orw = остаточная нефтенасыщенность к потоку воды, доли

S _wi = водонасыщенность начальная, фракция

Список литературы

↑ Roadifer, R.E. 1986. Распределение по размерам крупнейшей в мире известной нефти, скопления смол. Oil & Gas J. (24 февраля): 93.

↑ McEwen, C.R. 1962. Расчеты материального баланса с притоком воды при наличии неопределенности в давлениях. SPE J. 2 (2): 120–128. SPE-225-PA. http://dx.doi.org/10.2118/225-PA

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел для предоставления ссылок на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Модели притока воды

Материальный баланс в водоемах

Резервуары подачи растворного газа

Резервуары привода газовой шапки

Резервуары привода уплотнения

PEH: Масло_ резервуар, первичный_привод_ механизмы
.
Смотрите также

Где обитает стерлядь

Улитки для аквариума какие лучше чистят

Рецепты засолки кеты в домашних условиях

Что едят улитки уличные

Свирь что это такое

Малосольная сельдь рецепт

Муром прогноз клева

Южные озера рыбалка

Кальций для улиток ахатин

Как выглядит подлещик

Ушки свиные польза и вред

	Термобелье Термо-2 (лес) 1,246.00 р.
	Шлем-маска "Зима" (белый лес) 422.00 р.
	Сапоги Тундра - зимние 3,204.00 р.
	Шлем-маска "Снегоход" (белый лес) 266.00 р.
	Шлем-маска Термо-1 (лес) 352.00 р.
	Перчатки охотника (белый лес) 840.00 р.

Среднее количество осадков	(дюймы)
	Фактический	Исторический
Сентябрь:	3,39	4,57
Октябрь:	3,00	4,24
Ноябрь:	1,44	2,08

E _v	=	объемная эффективность охвата, доли
S _grw	=	Остаточная газонасыщенность до потока воды, доли
S _orw	=	остаточная нефтенасыщенность к потоку воды, доли
S _wi	=	водонасыщенность начальная, фракция

Изменение уровня воды в водохранилищах

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Изменения уровней водохранилищ ГЭС РусГидро

Рассчитать изменение уровня воды

Обзор

Загрузка изображений в двух временных точках

Выбрать общее окно для сравнения

Найди воду

Порог преобразования оттенка

Очистите маски

Найдите регионы, насчет которых мы не уверены

Создание маски водораздела

Запустить алгоритм водораздела

Рассчитать изменение уровня воды

плотин и водохранилищ | Вода для всех

Фон

Использование плотин

Многоцелевые плотины

Экологические и социальные затраты на строительство плотин

Воздействие на окружающую среду

Социальные эффекты

Шаги, которые необходимо сделать

График внедрения решения

Смягчение экологических и социальных последствий действующих плотин

Факторы, которые следует учитывать при строительстве плотин

Заключение

Артикул:

Сезонные изменения и пространственные колебания качества воды в большом молодом тропическом водохранилище и его нижнем течении реки

1. Введение

2. Материалы и методы

2.1. Район исследования и станции отбора проб

2.2. Сбор и лабораторный анализ в полевых условиях

2.3. Статистический анализ

3. Результаты и обсуждение

3.1. Качество воды Бакунского водохранилища

уровней пласта - DEP

Система водоснабжения Нью-Йорка

Изменение климата: глобальный уровень моря

Измерение уровня моря

Будущее повышение уровня моря

Ссылки

Дополнительные данные об уровне моря и информация от NOAA и партнеров

Гидравлические резервуары - PetroWiki

Обзор

Классификация водоводов и водоносных горизонтов

Диагностика водяного привода

Производительность

Номенклатура

Список литературы

Интересные статьи в OnePetro

Внешние ссылки

См. Также

Смотрите также

Система водоснабжения
Нью-Йорка