книги из ГПНТБ / Формирование берегов Красноярского водохранилища

в воде, в 1967 г. в отложениях III надпойменной террасы в пределах затопления были вскрыты пресные воды с минерализацией 668 мг/л, которые эксплуатировались до 1969 г., пока район распростране­ ния этих вод не был затоплен водохранилищем.

Скважины, пройденные выше по склону, давали солоноватые во­ ды непригодные для питья, с повышенной жесткостью. С заполне­ нием водохранилища по некоторым скважинам минерализация

34мг-экв/л.

Врайоне пос. Советская Хакасия необходимо учитывать зо­ нальность подземных вод, так как здесь водоносные горизонты, залегающие на глубине 100 м и глубже, являются солоноватыми или солеными. В верхней же части, где до создания водохранили­ ща проходил активный дренаж в Енисей, воды главным образом пресные, с минерализацией менее 1000 мг/л.

При изысканиях подземных вод скважины бурились главным образом на глубину более 100 м и при откачках горизонты пресных

исолоноватых вод смешивались. Кроме того, при заполнении во-

219

дохранилшца и создании подпора подземных вод степень дрениро­ вания уменьшилась, усилив минерализацию пресных вод верхних водоносных горизонтов.

В этих условиях необходимо затомпонировать глубокие сква­ жины, чтобы исключить возможный подток нижележащих соленых вод, и заложить в конкретных точках разведочно-эксплуатацион­ ные скважины определенной конструкции на глубину не более

60м.

Скважинам, заложенным вблизи уреза водохранилища на отно­

сительно небольшую глубину, необходима длительная откачка с последующей интенсивной эксплуатацией с целью создания по­ стоянного фильтрующего потока со стороны водохранилища. Не исключена возможность водозабора подземных вод из аллювиаль­ ных отложений III надпойменной террасы, затопленной водохрани­ лищем. При этом варианте необходима тщательная изоляция вод водохранилища и подземных вод, а также учет значительной се­ зонной сработки водохранилища, достигающей в марте — апреле

16м.

Всвязи с подпором подземных вод в аллювиальных отложени­ ях, начнет подниматься уровень подземных вод на территории г. Абакана, причем этот подъем будет зависеть от работы защитных дренажных сооружений. На отдельных участках не исключена воз­ можность дальнейшего повышения уровня. Это явление может иметь двойственное значение: с одной стороны, улучшатся условия отбора подземных вод, с другой стороны, ухудшатся инженерно­ геологические условия существующих строящихся и прооектируе-

мых сооружений. Особое влияние на это может оказать ннфилйтрация вод с орошаемых участков.

Всвязи со значительными и резкими колебаниями уровня воды

вреке, связанными с попусками из водохранилища, не исключена возможность влияния подпора на водоносные горизонты береговой зоны в нижнем бьефе. Повышение здесь уровня грунтовых вод мо­ жет привести к изменению несущих свойств грунтов п нарушению условий эксплуатации подвальных этажей в зданиях, находящих­ ся в непосредственной близости от реки.

Сцелью детального изучения гидрогеологических условий и прогнозирования их изменений по рекомендации СибНИИЭ Крас­ ноярским геологическим управлением заложены створы гидрогео­ логических скважин, о которых говорилось выше. Они заложены

вразличных гидрогеологических районах. Большинство створов расположено на более обжитом левом берегу, на правом берегу находится всего три створа и то в верхней части водохранилища, т. е. на большом протяжении правобережья режим подземных вод не изучается.

Наблюдения за режимом подземных вод в естественном состоя­ нии и при подпоре позволит выяснить ряд вопросов, связанных с комплексным освоением береговой зоны не только Красноярского, но и других крупных водохранилищ Сибири, в частности водохра-

220

Рис. 66. Состояние п нерспектпны водоснабжения на берегах Краснояр­ ского водохранилища.

Населенные пункты: 1 — водоснабжение осуществляется за счет подземных вод: 2 — водоснабжение осуществляется из во­ дохранилища, 3 — в течение нескольких лет испытывались затруднения с водо­ снабжением; 4 — условия водоснабжения улучшались вследствие подпора подзем­ ных вод, 5 — с водоснабжением имеются затруднения, необходимы изыскания ис­ точников водоснабжения; 6 — перспек­ тивные участки новых поселений, на ко­

торых имеются благоприятные условия для водоснабжения за счет подземных вод; 7— участки перспективного ороше­ ния за счет вод водохранилища.

нилищ Енисейского гидротех­ нического каскада.

Из Красноярского водохра­ нилища возможна организация водозаборов для технических нужд и для орошения. Прак­ тически в пределах береговой воны водохранилища нет участ­ ков, где организация водоснаб­ жения за счет подземных и фи­ льтрационных вод невозможна. Если же такие места появятся в будущем, то возможна органи­ зация водоснабжения из водо­ хранилища с тщательной бакте­ риологической очисткой. Оро­

шение за счет вод водохранилища наиболее рационально в районе нос. Разлив (Сарагашский с-з), а также в районе поселков УстьЕрба, Абакано-Перевоз, Советская Хакасия идр. (рис. 66). При проектировании орошения выбор места для водозаборов из водо­ хранилищ потребует на каждом участке дополнительных исследо­

ваний по формированию берегов и прибрежной зоны водохра­ нилища.

ПОДТОПЛЕНИЕ И ЗАБОЛАЧИВАНИЕ

Берегами Красноярского водохранилища служат большей ча­ стью крутые, иногда скальные, почти отвесные склоны. На относи­ тельно пологие берега с уклоном менее 6—7° приходится всего 15% от всей протяженности береговой линии, т. е. около 200 км. Такие берега находятся в верхней части водохранилища. Участки относи­ тельно пологих берегов приурочены к межгорным понижениям — это участки в районе расположения поселков Усть-Ерба, Мохово,

По другим населенным пунктам, расположенным на относитель­ но пологих склонах, подтоплений, угрожающих капитальным со­ оружениям, как показывают расчеты, основанные на материалах режимных наблюдений по специальным гидрогеологическим сква­ жинам, не предвидется.

В целом по водохранилищу явление подтопления весьма не­ значительно и будет наблюдаться на очень ограниченных участках.

В Ы В О Д Ы

Таким образом, гидрогеологические условия береговой зоны Красноярского водохранилища при его наполнении претерпели значительные изменения. В связи с большой протяженностью во­ дохранилище охватывает ряд артезианских бассейнов и горно­ складчатых бессейнов трещинных вод, что обусловливает большое разнообразие гидрогеологических условий и их изменений на раз­ личных участках водоема. Выделенные в каждом бассейне водо­ носные комплексы отражают разнообразие гидрогеологических условий Красноярского водохранилища и их изменений в период наполнения.

Наблюдения по гидрогеологическим профилям, специально за­ ложенным на берегах водохранилища в различных условиях, поз­ волили в развитии подпора при наполнении водоема выделить две стадии. Уровни подземных вод, по результатам наблюдений, под­ нялись при наполнении водохранилища от нескольких метров до 63 м (Куртакский створ, скв. 1), а уровень воды в водохранилище в районах створов возрос от 19 до 73 м. Решающее значение в ре­ жиме вод скальных отложений имеют направленность и размеры трещиноватости, связанной с тектонической ослаблеиностью от­ дельных участков и степенью выветривания. При фильтрации во­ ды из водохранилища начали формироваться новые водоносные го­ ризонты в ранее неводонасыщенных трещиноватых породах, а в некоторых местах в маломощных рыхлых осадках высоких террас.

При подпоре и фильтрации воды из водохранилища происхо­ дит также изменение химического состава подземных вод. Общая минерализация уменьшается иногда в несколько раз и ее измене­ ние тем больше, чем ближе к водохранилищу расположена скважи­ на, из которой производится отбор проб. На отдельных участках минерализация подземных вод не только не изменяется, но и не­ сколько увеличивается в связи с насыщением ранее сухих солено­ сных грунтов.

Исследования гидрогеологических параметров водоносных пла­ стов в береговой зоне водохранилища показывают, что подпор под­ земных вод имеет значительные колебания на различных участках водохранилища. Пртт расчете коэффициентов уровнепроводности проведена схематизация гидрогеологических условий, позволив­ шая определить коэффициенты аналитическими методами.

Все гидрогеологические разрезы, по которым проведен прогноз­ ный расчет подпора подземных вод, по длине сведены к полуограниченному пласту однородному (Приморский, Куртакский, Сарагашский, Абакано-Перевозный створы и створ Советская Хака­ сия) и неоднородному (Краснотуранский I, Краснотуранский II, Абаканский створы). Значения коэффициентов уровнепроводности, рассчитанных двумя аналитическими методами с использованием ЭЦВМ БЭСМ-4 по программе, составленной на а-языке, колеблют­ ся в очень больших пределах. Коэффициенты, рассчитанные по ме­ тоду А. Ф. Аверьянова — В. М. Шестакова, составляют 748— 34300 м2/сут, а вычисленные по формуле Д. А. Манукяна — 484— 16 600 м2/сут. Такие колебания коэффициентов уровнепроводности свидетельствуют о фильтрационной неоднородности скальных по­ род, обусловленной крайне неравномерной степенью их трещино­ ватости.

Инфильтрационное питание водоносных горизонтов в естест­ венных условиях с большой вероятностью принимается постоян­ ным, так как депрессионная поверхность залегает глубоко.

Расчеты фильтрационного сопротивления ложа водохранилища показали, что при наполнении водоема в условиях приглубых бе­ регов, сложенных скальными трещиноватыми породами, значения этого параметра незначительны и колеблются от 0 до 40 м. При дальнейшей эксплуатации водохранилища в связи с обру­ шением берегов и образованием аккумулятивных отмелей вели­ чины фильтрационного сопротивления ложа водохранилища будут возрастать.

При определении прогнозных величин подпора уровней водо­ носных горизонтов использовано аналитическое решение Н. Н. Ве­ ригина (1952), учитывающее колебание уровня водохранилища. Как показывают прогнозные расчеты, проведенные в вычислитель­ ном центре СибНИИЭ на ЭЦВМ БЭСМ-4, подпор по большинству гидрогеологических створов к 1980 г. распространится на несколь­ ко километров от уреза при НПУ водохранилища, а уровни по скважинам поднимутся на десятки метров в сравнении с естествен­ ными. Однако большая часть подпора сформируется уже к 1975 г. При сезонной сработке водохранилища, достигающей в апреле 16 м, подземные воды прибрежной части водоема на расстоянии сотен метров, а иногда до нескольких километров, в зависимости от гидрогеологических условий, также резко уменьшают свой уровень.

Названные факторы необходимо учитывать при организации водоснабжения за счет подземных вод в береговой зоне водохрани­ лища. В частности, при выборе водозабора необходимо иметь в ви­ ду, что при эксплуатации может быть захват солоноватых вод, за­ легающих в нижней части водоносных горизонтов.

При формировании подпора подземных вод изменяются усло­ вия эксплуатации Черногорского каменноугольного месторожде­ ния, расположенного в береговой зоне верхней части водохрани­

224

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выявленные особенности развития берегов водохра­ нилища при его наполнении, позволяют более уверенно прогнози­ ровать их состояние устойчивости и дают возможность уверенно вести народнохозяйственное освоение прибрежной зоны, которое обычно начинается до заполнения водоема. Мы прогнозировали развитие берегов в общем виде, за исключением отдельных участ­ ков, где прогноз проведен более конкретно на основании тщатель­ ного анализа инженерно-геологических, гидрогеологических, гид­ рологических и геоморфологических условий.

Ряд рассмотренных процессов при формировании берегов воз­ можен только в условиях высоконапорного водохранилища с боль­ шим объемом, берега которого представлены главным образом ска­ льными породами, что создает специфические особенности формиро­ вания. Имеются основания предполагать, что подобный характер развития берегов будет наблюдаться на других водохранилищах енисейского каскада и прежде всего на Саянском.

Создание в Сибири крупных водохранилище большими напора­ ми (до 100 м) и значительными объемами вносит существенные из­ менения в гидрогеологические условия береговых зон, необходи­ мость изучения которых возникает в связи с народнохозяйственным освоением территории. Представителем таких водохранилищ явля­ ется Красноярское. В отличие от большинства европейских водо­ хранилищ берега Красноярского водохранилища сложены скаль­ ными породами палеозойского и протерозойского возраста, а так­ же интрузивными массивами, где основное распространение имеют трещинные воды.

Это обстоятельство, а также огромный напор, режим водохра­ нилища, которому сопутствуют значительные сработки, достигаю­ щие в апреле 16 м, обуславливают специфические особенности раз­ вития подпора подземных вод. Эти особенности необходимо учиты­ вать при его прогнозировании — в настоящей работе такая попыт­ ка сделана. Применение электронно-вычислительной техники (ЭЦВМ БЭСМ-4) при определении гидрогеологических параметров, в частности, коэффициентов уровнепроводности, и при прогнози­ ровании по программам, составленным в СибНИИЭ, позволяет значительно упростить трудоемкие расчеты.

226

ЛИТЕРАТУРА

Авакян А. Б ., Шарапов В. А ., Яковлев В. Б. Крупнейшие водохранили­ ща мира. — В кн.: Труды координат, совещания по гидротехнике. Вып. 70.

Л ., 1972, с. 157—165.

Апдреанов В. Г. Ветровое волнение озеровидных водоемов. Ч. 1. М., 1939, 257 с.; Ч. 2, 280 с.

Бахтин Н. П. Прогноз гидрологических условий Красноярского водо­ хранилища. — В кн.: Рыбы и кормовые ресурсы бассейнов рек и водохрани­ лищ Восточной Сибири. Красноярск, 1967, с. 387—409.

Богословский Б. Б ., Муравейский С. Д. Очерки по озероведению. М.,

Буторин Н. В. Краткая гидрологическая характеристика Волги па участ­ ке Горьковского водохранилища. — В кн.: Труды VI совещания по пробле­ мам биол. внутренних вод. М. — Л ., 1959, с. 328—334.

Буторин Н. В., Литвинов А. С. Опыт применения самописца течений 10. А. Алексеева для изучения скоростного режима водохранилищ.— «Бюлл. Ин-та биол. водохранилищ АН СССР», 1962, № 12, с. 59—62.

Буторин Н. В., Литвинов А. С. О течениях в Рыбинском водохранили­ ще. — «Труды Ин-та биол. внутр. вод АН СССР», 1963, вып. 6 (9), с. 270—302.

Буторин Н. В. Скоростной режим Куйбышевского водохранилища в годы заполнения.— В кн.: Материалы I науч.-техн. совещания по изучению Куй­ бышевского водохранилища. Вып. I. Куйбышев, 1963, с. 33—38.

Буторин Н. В. Гидрологические процессы и динамика водных масс в во­ дохранилищах Волжского каскада. Л ., 1969, 320 с.

Водохранилище Боткинской ГЭС на р. Каме (материалы к комплексной географо-гидрологической характеристике формирования водохранилища).

Пермь, 1968, 203 с.

Вендров С. Л ., Дьяконов К . А ., Ретеюм А. Ю., Стеженская И. Н. Роль водохранилищ в изменении природных условий. М., 1968, 45 с.

Верболов В. И. Горизонтальный водообмен течениями в Южном Байка­ ле— В кн.: Сборник Иркутской ГМО. Вып. 5. Л ., 1970, с. 47—48.

Веригин И. И. Режим грунтовых вод при наполнении и сработке водохра­ нилищ. — «Гидротехническое строительство», 1952, № 11, с. 34—37.

Галкин Л. М., Сокольников В. М., Шимараев М. Н. Распространение паводочных вод в Южном Байкале. — «Труды лимнологического ин-та», Л ., 1970,

пой части Красноярского водохранилища. — В кн.: Материалы совещания по изучению берегов водохранилищ и вопросам дренажа в условиях Сибири.

Новосибирск, 1968, с. 58—62.

228