Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Процессы седиментогенеза донных отложений в природно-технической системе водозабора подземных вод
В.С. Стародубцев, С.А. Жуков
Воронежский государственный университет
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет,
г. Воронеж
На примере Воронежского водохранилища, которое является внутригородским водоемом и играет роль водоприемника возвратных вод - дождевых и талых вод, хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод, взвешенных веществ и нефтепродуктов покажем важность изучения процессов седиментогенеза донных отложений речных долин при оценке эксплуатационных запасов инфильтрационных водозаборов
Воронежское водохранилище было создано весной 1972 в долине р. Воронеж. Водохранилище разместилось на территории г. Воронежа, а также включает участки Хохольского, Семилукского, и Рамонского районов Воронежской области. Створ плотины водохранилища находится у с. Шилово в 5,5 км от впадения р. Воронеж в Дон. Водохранилище вытянуто в меридиональном направлении (север-юг) на 35 км (рис. 1).
Рис.1. Воронежское водохранилище
Обобщая информацию о процессах осадконакопления и седиментагенезе донных отложений Воронежского водохранилища можно представить литологический состав донных отложений согласно рис. 2.
Наиболее распространенными среди грунтов являются глины с разным содержанием илистых частиц. Большое место принадлежит суглинистым отложениям, чуть менее распространены пески, еще меньше супеси.
Рассматривая пространственное распространение грунтов различного типа, можно заметить, что наиболее мелкозернистые из них такие, как глины и суглинки встречаются в старом русле реки Воронеж, где они ложатся на пески русловой фракции.
Рис. 2. Обобщенная литологическая схема донных отложений Воронежского водохранилища
В целом же для водохранилища характерно следующее: если в районе выклинивания подпора и верхнем, донные отложения накапливаются главным образом за счет наносов, приносимых рекой Воронеж (аллохтонных), то в среднем и нижнем - преимущественно за счет материалов, поступающих в результате обрушения и переформирования берегов (автохтонных). В соответствии с этим трансформируется и вся структура седиментационного баланса по мере продвижения к гидроузлу. Четко выражена тенденция уменьшения средневзвешенного диаметра частиц по длине водохранилища от 0,075 мм до 0,024 мм. Наиболее резко это происходит в зоне выклинивания подпора.
В северной части Воронежского водохранилища (как наименее подверженной техногенному загрязнению) находятся крупнейшие водозаборы питьевой воды (ВПВ), причем ВПВ № 4, 8, 11 и "Южно-Чертовицкий", несомненно относятся к инфильтрационному типу, получая до 70-80 % воды путем инфильтрации ее из водохранилища. В связи с дефицитом питьевой воды в г. Воронеже, в размере 150 тыс.м3/сут, разработана программа развития водоснабжения для ликвидации дефицита питьевой воды, которая предусматривает работы по расширению существующих водозаборов подземных вод № 3 и № 4 на намывные территории (рис.2). Анализ процессов осадконакопления на участке Воронежского водохранилища, прилегающего к ВПВ №4, показывает, что именно здесь происходит значительное уменьшение скоростей течения, и как следствие выпадение большого объема глинистых частиц. Результатом седиментогенеза явилась шестиметровая толща донных глинистых отложений.
В связи с этим, возможны следующие перспективные варианты продолжения расширения данного ВПВ:
1. Размыв шестиметровой толщи донных глинистых отложений для улучшения инфильтрации поверхностных вод Воронежского водохранилища.
2. Перенос намывного участка севернее (см. рис.2) в зону отсутствия глинистых донных отложений.
Однако, в случае выбора первого варианта следует учитывать тот факт, что объемы работ по размыву глинистых донных отложений сопоставимы с объемами работ по намыву самого островного участка. Для намыва островного участка потребовалось переместить 1200000 м3 грунта, а для размыва донных отложений шириной всего 50 м по периметру, потребуется переместить 1080000 м3 грунта. В тоже время, через 2-3 года, в связи с интенсивным осадкообразованием донных глинистых отложений, гидродинамические условия системы ВПВ №4 значительно ухудшаться, и придется снова размывать донные осадки. Размыв донных отложений с последующим их складированием, для расширения намывного участка так же малоэффективен, т.к. это приведет к заилению существующей песчаной толщи водоносного комплекса и снизит его фильтрационные свойства. Поэтому нам видеться более перспективным намытие нового, севернее данного, участка в зоне отсутствия глинистых донных отложений. Это позволит получить более 92.9 тыс.м3/сут воды вместо добываемых в настоящее время 75600 м3/сут,, т.к. взаимовлияние основного и намывного участка снизится за счет увеличения расстояния между ними.