|
50 равными 2,3 и 4,0 (в случае единичной глубины речного потока считается, что при Кп>1,25 русла рек устойчивы, при Кп -1,0-0,75 равновесны и при Кп<0,5 не устойчивы). Таким образом, верхний участок красноярского плеса р. Енисей, характеризующийся относительно эффективной работой инфильтрационных водозаборов с подхватыванием наносов потоком, имеет критерий устойчивости отложений деформируемого материала в речном русле Кп приблизительно в два раза меньший, чем на нижнем участке, где водозаборы постепенно снижают свою производительность из-за кольматации русловых отложений в зоне их действия в неустойчивом (с оседанием наносов) русле. В целом можно сделать вывод, что мощный слой галечнико фавийных и аллювиальных отложений на островах в русле р. Енисей у г. Красноярска технически оправдывает строительство инфильтрационных водозаборов для водоснабжения города. Однако, несмотря на большую водообильность русловых отложений и весьма высокие (800-1000 м/суг) коэффициенты фильтрации водоносных толщ на островах и в русле реки, интенсивные режимы откачек из водозаборов вызвали снижение дебитов некоторых из них. Наглядным примером служит водозабор на о. Сосновом, производительность которого в течение 2-3 лет работы снизилась в среднем в три раза с 1200 до 400 м3/ч. из-за несоблюдения мер, предотвращающие кольматацию, к которым прежде всего следует отнести снижение дебитов прохождения мутных паводковых вод, насыщенными взвешенными наносами и плывущим планктоном. Натурные обследования ряда водозаборов, построенных на реках европейской территории Российской Федерации, Урала, Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока, показывают, что колебания дебитов сооружений, зависящие от кольматации руслового аллювия в зоне их действия, можно оценить на основе типизации водного режима рек по принципу синхронности жидкого О и твердого С стоков. Эта гидрологическая характеристика для рек, где построены инфильтрационные водозаборы, с точки зрения стабильности дебитов весьма важна. На реках, где мутность может быть исключительно высокой, а твердые расходы очень большие и где, казалось бы, эффективность инфильтрационных водозаборов должна быть не значительной, натурные данные говорят о стабильности их дебитов в устойчивости против кольматации. Объясняется это совпадением пиковых значений жидких и твердых расходов с большими горизонтальными и вертикальными скоростями течения, интенсивными русловыми переформированиями дна берегов во время мутных паводковых вод с большими концентрациями взвешенных наносов. Наоборот, если максимум взвеси (твердого расход) приходит в не пиковые моменты жидкого расхода воды, когда русловые деформации, восстанавливающие водонепроницаемость заиленных русловых отложений у водозаборов, незначительны, происходят Кольматация этих отложений взвешенными наносами и снижение производительности водозаборов вплоть до полного выхода из строя. |
ских явлений и их количественной оценки проявляется все отчетливее. Это наглядно подтверждается фундаментальными монографиями К. В. Гришанина и А. В. Караушева, в которых приведены обзор и анализ имеющихся ранее работ по этому вопросу. Очень слабая кольматация, практически не сказывающаяся на работе водозабора, может иметь место при малой мутности речных вод, интенсивных процессах переформирований русла и малых скоростях инфильтрации. Сильной и быстрой кольматации способствуют, наоборот, большая мутность речных вод, вялый ход руслообразующих процессов, большие скорости инфильтрации. В неблагоприятных для работы инфильтрационных водозаборов условиях их производительность может резко снизиться в первые годы эксплуатации. Для оценки этого явления уместно воспользоваться предложенным М. А. Великановым безразмерным критерием устойчивости отложений деформируемого материала в речном русле: к = Ц8 ршооо * Р I. Н ] 1 где И диаметр русловых фракций, мм; ^ и И уклон и средняя глубина потока, м (Э/Л • 1000 число В. М. Лохтина); (р параметр турбулентности, определяемый, по В. Н. Гончарову, в зависимости от диаметра русловых фракций. Значения Кп для верхнего и нижнего участков красноярского плеса Енисея, соответственно с устойчивой и неустойчивой работой инфильтрационных водозаборов, оказались при руслоформирующих расходах равными 2,3 и 4,0 (в случае единичной глубины речного потока считается, что при /С„<0,5 наносы взвешиваются в толщу потока, при Кп > 1,25 русла рек устойчивы, при /Гя= 1,00,75 равновесны и при Кп < 0,5 неустойчивы). Таким образом, верхний участок красноярского плеса р. Енисей, характеризующийся относительно эффективной работой инфильтрационных водозаборов с подхватыванием наносов потоком, имеет критерий устойчивости отложений деформируемого материала в речном русле Кп приблизительно в два раза меньший, чем на нижнем участке, где водозаборы постепенно снижают свою производительность из-за кольматации русловых отложений в зоне их действия в неустойчивом (с оседанием наносов) русле. В целом можно сделать вывод, что мощный слой галечнико-гравийных и аллювиальных отложений на островах в русле р. Енисей у г. Красноярска технически оправдывает строительство инфильтрационных водозаборов для водоснабжения города. Однако, несмотря на большую водообильность русловых отложений и весьма высокие (800-1000 м/сут) коэффициенты фильтрации водоносных толщ на островах и в русле реки, интенсивные режимы откачек из водозаборов вызвали снижение дебитов некоторых из них. Наглядным примером служит водозабор на о. Сосновом, производительность которого в течение 94 2-3 лет работы снизилась в среднем в три раза с 1200 до 400 м2/ч. из-за несоблюдения мер, предотвращающих кольматацию, к которым прежде всего следует отнести снижение дебитов прохождения мутных паводковых вод, насыщенных взвешенными наносами и плывущим планктоном. Натурные обследования ряда водозаборов, построенных на реках европейской территории Российской Федерации, Урала, Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока, показывают, что колебания дебитов сооружений, зависящие от кольматации руслового аллювия в зоне их действия, можно оценить на основе типизации водного режима рек по принципу синхронности жидкого () и твердого С стоков. Эта гидрологическая характеристика для рек, где построены инфильтрационные водозаборы, с точки зрения стабильности дебитов весьма важна. На реках, где мутность может быть исключительно высокой, а твердые расходы очень большими и где, казалось бы, эффективность инфильтрационных водозаборов должна быть незначительной, натурные данные говорят о стабильности их дебитов в устойчивости против кольматации. Объясняется это совпадением пиковых значений жидких и твердых расходов с большими горизонтальными и вертикальными скоростями течения, интенсивными русловыми переформированиями дна и берегов во время мутных паводковых вод с большими концентрациями взвешенных наносов. Наоборот, если максимум взвеси (твердого расхода) проходит не в пиковые моменты жидкого расхода воды, когда русловые деформации, восстанавливающие водопроницаемость заиленных русловых отложений у водозаборов, незначительны, происходят кольматация этих отложений взвешенными наносами и снижение производительности водозаборов вплоть до полного выхода из строя. 4,7. Водныйрежимитипизациягидрографовстоков дляпрогнозированияэффективностиводозаборов инфильтрационпоготипа Таким образом, главный критерий при оценке влияния водного режима рек-водоисточников на стабильность дебитов инфильтрационных водозаборов характер совпадения пиков воды и мутности от взвешенных наносов в весенне-летние паводки. Наиболее наглядно такая синхронность выявляется построением известных в речной гидрологии петель связи ()=()(С) в осях "расходы воды твердые расходы" ("концентрация мутность от взвешенных наносов"), которые имеют сходные очертания для различных типов совмещенных гидрографов воды и твердых расходов. Типизация совмещенных гидрографов выполнима на основе общих закономерностей внутригодового распределения речного стока. Известно, что все реки России по преобладающему виду питания и характерному очертанию гидрографов жидких расходов можно разделить на три группы: 95 |