Ущерб речному стоку в районе приречных водозаборов

Файл : 3502-1.rtf (размер : 439,197 байт)

Ущерб речному стоку в районе приречных водозаборов

Под ущербом речному стоку понимается уменьшение расхода рек в зоне действия подземных водозаборов. Ущерб стоку рек наносится за счет таких процессов, связанных с эксплуатационным понижением уровней подземных вод:

а) частичная или полная инверсия естественной родниковой разгрузки подземных вод в днище речной долины; сток от очагов родниковой разгрузки происходит в реку и является одной из составляющих руслового баланса;

б) частичная или полная инверсия естественной русловой разгрузки подземных вод (в гидрологии эта компонента руслового баланса называется "подземным питанием реки");

в) непосредственное поглощение речного стока в виде привлекаемого потока.

На рис.7.7 приведена теоретическая модель формирования ущерба стоку реки. До работы водозабора профиль ее расхода представляет собой прямую линию, отвечающую постепенному равномерному приращению расхода реки вниз по течению за счет склонового стока и подземного питания. Уровень подземных вод под руслом располагается выше уровня воды в реке на величину. При наложении эксплуатационной депрессии напоров от работы водозабора в продольном профиле долины образуется несколько характерных зон:

1 - вне депрессионной воронки выше по течению, - ненарушенный гидродинамический и гидрологический режим

2 - периферийная часть депрессионной воронки, - частичная инверсия подземного питания реки, появление ущерба речному стоку; однако, расход реки еще сохраняет приращение вниз по течению

3 - внутренняя часть депрессионной воронки, - полная инверсия подземного питания реки, поглощение речного стока в подпертом режиме, интенсивность поглощения возрастает вниз по течению; интенсивный ущерб речному стоку с явным уменьшением расхода реки

4, 5 - ближайшая к водозабору часть депрессионной воронки, - полная инверсия подземного питания реки, поглощение речного стока в свободном режиме, интенсивность поглощения постоянная в пределах зоны; интенсивный ущерб речному стоку с явным уменьшением расхода реки

6 - в гидродинамическом смысле зеркально повторяет зону 3; величина ущерба стоку продолжает возрастать, однако интенсивность ее возрастания постепенно снижается к нижней по течению границе зоны

7 - в гидродинамическом смысле зеркально повторяет зону 2; ущерб стоку еще возрастает, но с затуханием интенсивности; расход реки постепенно начинает увеличиваться за счет частично восстанавливающегося подземного питания

8 - вне зоны депрессии напоров - ненарушенный гидродинамический режим; ущерб стоку реки достигает максимума на границе зон 7 и 8; сток реки имеет естественное приращение вниз по течению.

Несколько комментариев к рассмотренной картине:

- Минимальное значение расхода реки существует ниже по течению от створа водозабора, на выходе из зоны 6, т.е. на нижней границе участка формирования привлекаемого потока.

- Полученный рекой ущерб стоку в абсолютном значении наследуется вниз по течению до устья. Однако, его относительная величина вниз по течению уменьшается по мере естественного роста расхода реки.

Рис. 7.7. Локализация зон нанесения ущерба стоку реки при работе приречного водозабора

Общая величина ущерба на рис.7.7 ?

В случае подпертого режима взаимодействия подземных и поверхностных вод величина ущерба равна дебиту водозабора за вычетом суммарной величины инверсируемой бессточной естественной разгрузки в области депрессии напоров. За этой, может быть, не сразу понятной формулировкой кроется достаточно простая вещь: приходящий в речную долину естественный поток подземных вод, сформированный за счет питания на междуречных областях питания, дренируется не только путем русловой разгрузки и/или родниками (с последующим стоком в реку), но и в какой-то (возможно, достаточно значительной) мере за счет эвапотранспирации на площади днища долины, где уровни располагаются близко от поверхности. Эта разгрузка имеет бессточный характер и не участвует в подземном питании реки. Инверсия ее при работе водозабора (на той части площади днища, где понижение напоров приводит к сокращению разных форм испарения) обеспечивает некоторую долю в балансе водоотбора, но не вызывает ущерба речному стоку.

При образовании значительной зоны свободного режима фильтрации под рекой формирование ущерба стоку несколько осложняется - в зависимости от сезонной динамики речного стока величина ущерба может быть больше или меньше дебита водозабора (с поправкой на инверсию бессточной разгрузки). Не детализируя это положение, заметим лишь, что оно вполне понятно даже на качественном уровне - поглощение речного стока в зоне отрыва не регулируется величиной понижения и, следовательно, дебита, а определяется только сопротивлением экрана и режимом уровня реки.