10884

По результатам георадарной съемки в комплексе с данными бурения для Пензенского водохранилища построены карты глубин, рельефа дна, рельефа коренного ложа, мощности илов (рис. 15.10) в границах береговой линии при УВБ = 149,70 м БС на июль 2005 г., когда была выполнена топографическая съемка береговой полосы. В табл. 15.6 представлены результаты определений, а на рис. 15.11 – кривые объемов и площадей зеркала водохранилища. Из этих данных видно, что объем водохранилища при УВБ = 149,7 м БС за 26 лет эксплуатации уменьшился с 531,94 до 492,5 млн м3, т.е. на 39,44 млн м3, или на 8 %, объем донного ила в водохранилище составил 46,2 млн м3, а средняя интенсивность заиления за период эксплуатации – 2 см/год [303].

Т а б л и ц а 15.6

Распределение илов в чаше Пензенского водохранилища, 2005 г. [303]

Интенсивность заиления исследованных малых водохранилищ уложилась в диапазон 0,18 – 1,9 см/год или 0,047 – 0,68 %/год от полного объема; прудов – 0,089 –3,9 см/год или 0,04 – 1,9 %/год от объема. Среднегодовой объем заиления зависит от объема и продолжительности эксплуатации водоемов [506; 592].

Чтобы уменьшить занесение и заиление малых водохранилищ кое-где проводят мероприятия, направленные на устранение процессов эрозии на водосборах питающих их рек. Наиболее радикальными мерами являются лесонасаждение, закрепление склонов, горно-мелиоративные работы, ограничение выноса, задержание наносов в оврагах и боковых притоках фильтрующими дамбами и небольшими плотинами [534]. Однако, рано или поздно, даже при соблюдении известных мер охраны, заилившиеся малые водохранилища и особенно пруды могут потребовать удаления донных отложений. Извлечение ила из осушенных прудов осуществляют землеройными машинами, в том числе зимой, а из наполненных водой – средствами гидромеханизации. Во многих случаях донные илы оказываются пригодными для удобрения сельскохозяйственных полей [569].

381

15.4. Всплытие затопленных торфяников

Торфяники являются продукцией болот. Каждое болото – это торфяник, но не каждый торфяник обязательно является болотом. Когда болото обсохло и в нем торф больше не накапливается, оно может называться торфяником, но уже не является болотом.

На больших водохранилищах лесной зоны над затопленными болотами в начальный период эксплуатации появлялись плавающие торфяные острова площадью до сотен гектаров. При всплывании торфа образовывались замкнутые углубления различных размеров в 3 – 4 м глубиной. Они заполнялись песчаными и иловыми осадками, участвуя в формировании подводного рельефа.

Одной из основных причин всплытия торфяников является интенсивное газообразование в их толщах, обусловленное жизнедеятельностью анаэробных микроорганизмов. Наиболее интенсивно газообразование происходит в слаборазложившихся торфах. При прочих равных условиях торфяники в зонах мелководий всплывают более интенсивно, чем в глубоких местах, а на глубинах более 10 м их всплывания обычно не бывает. На водохранилищах с сезонным регулированием стока всплывание торфов наблюдалось в весеннее время [673]. При сработке уровня водохранилищ ледовый покров ложился на дно и смерзался с торфом. В период весеннего наполнения этот лед отрывал торфяник и поднимал на поверхность.

Процессы всплывания торфяников наблюдались на волжских и камских водохранилищах.

На Рыбинском водохранилище за первый четыре года эксплуатации было насчитано более 1 100 га (11,0 км2) плавающих торфяных островов площадью от 0,2 до 0,9 га каждый [673]. В 1946 г. пароход «Рульков» с караваном барж, застигнутый сильным ветром, встал на якорь и через несколько часов был поднят из воды всплывшим торфяным массивом. Для снятия парохода с плавучего острова потребовалось спасательное судно [510]. В мае 1947 г., когда уровень водохранилища достиг отметки 117 м, всплывшие торфяные поля двинулись к гидроузлу. Площадь самого крупного плавающего острова превышала 3 км2, толщина – 2,5 м. Многие торфяные поля осели на отмелях, но в 1951 г., когда водохранилище было наполнено до уровня 117,25 м, вновь всплыли. Попытки буксировать их пароходами успехом не увенчались. Пришлось некоторые поля взрывать [108]. Общая

382

площадь торфяников, всплывших к 1965 г., составляла около 100 км2, из которых 40 % было уже разрушено волнами [92]. Во время штормов всплывший торф в больших количествах выбрасывался на низкие песчаные берега. На некоторых участках вдоль береговой линии из него формировался вал высотой 1 м и шириной от 2 – 3 до 20 – 30 м [673]. Значительная доля всплывшего торфа попадала в нижний бьеф и прослеживалась до г. Ярославля, находящегося в 80 км ниже плотины Рыбинской ГЭС [510].

Камским водохранилищем в долине р. Камы и ее притоков затоплено более 52 тыс. га торфяных болот (рис. 15.12). В 1954 – 1956 гг. на водохранилище было зафиксировано 30 плавающих торфяных островов. Самый большой из них, покрытый кустарником и молодым березняком, достигал в длину 4 км и в ширину 0,8 км. Острова приходилось буксировать на мелководья и закреплять там при помощи свай [510; 673].

В ложе Куйбышевского водохранилища было разведано 32,5 тыс. га торфяных болот. По этому поводу докладная записка в СНК Союза СССР

от 15 мая 1939 г. гласила: «Учитывая, что в зоне затопления и подтопления расположено 88 уже исследованных торфоболот общей площадью в 9 000 га с запасом сырца 129,5 млн куб. м, или 21 млн т воздушно-сухого торфа, и 313 еще не исследованных болот с общей площадью в 23,5 тыс. га, в течение лета 1939 г. произвести исследования всех торфоболот в зоне затопления и наметить мероприятия по добыче, использованию и предупреждению от всплывания массивов» [230].

По Чебоксарскому водохранилищу площадь затопления торфяных месторождений при отметке НПУ = 68,0 м составляет 12,4 тыс. га с объемом торфа-сырца 151,5 млн м3. Прогнозом определена площадь возможного всплывания 1,4 тыс. га торфяников с объемом 12,4 млн м3. За время эксплуатации водохранилища при существующей отметке ВПУ = 63,0 м всплывания торфа не наблюдалось. Наиболее опасными с точки зрения всплывания при НПУ = 68,0 м являются торфяные месторождения Ветлужско-Волж- ского геоморфологического района [441].

Всплытие торфяников происходило на водохранилищах Сибири и се- веро-востока России.

На Усть-Хантайском водохранилище в заполярье по мере его заполнения с 1971 г. начали всплывать мерзлые и талые торфяники мощностью от 1 – 2 до 4 – 5 м. К 1972 г. количество дрейфующих торфяных островов по некоторым оценкам доходило до тысячи. Они концентрировались в многочисленных заливах на расстояниях 50 – 200 м от берегов [185]. Объем

383

Рис. 15.12. Схема расположения болот и мест всплывания торфяников на

Камском водохранилище:1 – массивы болот; 2 – места всплывания торфяников в

1954 – 1955 гг.; 3 – то же в 1960 г. [7]

Рис. 15.13. Схема Богучанского водохранилища с отмеченными местонахождениями болот в зоне затопления [281]

384

всплывших торфяников составил примерно 480 млн м3 – около 2 % объема водохранилища [330].

Курейским водохранилищем площадью зеркала 558 км2 затоплено 5 109 га торфяных месторождений, из которых по проекту за 20 лет эксплуатации, считая от 1989 г., должно было всплыть 1 713 га торфяников объемом 18 109 тыс. м3. От полного объема водохранилища 9,96 км3 это 0,18 %.

В зоне водохранилища Богучанской ГЭС на р. Ангаре (2 326 км2) находились болота общей площадью 7 682 га с запасом торфа более 80 млн м3 (рис. 15.13). Из них на глубинах до 2,5 м – 491 га, 2,6 – 5,0 м – 252 га, 5,1

– 10,0 м – 1 578 га, более 10 м – 5 361 га, то есть большая часть в глубоководном положении. В районах всплывания предполагалось поднятие 552 га торфа объемом 4 461 тыс. м3 при средней мощности слоя 0,8 м [281]. Наполнение водохранилища начали весной 2021 г., ГЭС приняли в постоянную эксплуатацию в 2015 г., о всплытии торфяников опубликованной информации пока не было.

На Чукотке в Анадырском водохранилище площадью 1,47 км2 через 48 лет эксплуатации (в 2008 г.) у термокарстовых берегов плавали торфяные острова размерами до 200 400 м и толщиной до 1 м, покрытые травяной растительностью (рис. 15.14). Всплывание торфяников происходит по мере оттаивания содержащихся в них ледяных жил, затем они разрушаются вол-

нами [324].

Рис. 15.14. Плавающие торфяные поля в Анадырском водохранилище [324]

Всплытие торфяников на северных водохранилищах не оказалось столь массовым, каким ожидалось по прогнозам [335].

385

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книга 1

388

Научно-техническое издание

Соболь Станислав Владимирович

Водохранилища в окружающей среде

Вдвух книгах

Книга 1

Компьютерная верстка – Е.А. Аксенова, О.А. Соболь. Оформление иллюстраций – О.А. Соболь.

Обложка – И.К. Красавина.

Подписано к печати 05.10.2022 г. Формат 60х90 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Уч. изд. л. 24,0. Усл. печ. л. 24,3. Тираж 500. Заказ №1599

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет».

603950, Н. Новгород, ул. Ильинская, 65. Отпечатано: ИП Кузнецов Н.В. г. Н. Новгород, ул. Шорина, д. 13, пом. 1

389