Расчет и предотвращение понижения уровней воды при добыче строительных материалов

Добыча строительных материалов из русл рек оказывает определенное влияние на гидрологический режим водоемов, на реках, находящихся в свободном незарегулированном состоянии, при добыче возможно понижение уровней воды, влияющее на организацию путевых работ, условия судоходства, работу водозаборов, отметки уровней грунтовых вод на прилега­ющей пойме и т. д. Поэтому при добыче материалов из русл незарегулированных рек необходимо учитывать воздействие на природную среду и принимать меры по предотвращению его негативного влияния.

Карьеры в зависимости от расположения подразделяют на русловые (расположенные в основном русле или протоках) и пойменные (расположенные на пойме за пределами меженных берегов). Пойменные карьеры практически не оказывают влия­ния на уровенный режим рек.

Разработка руслового карьера со значительными размерами, как правило, приводит к уменьшению гидравлического сопро­тивления движению (потока в районе карьера). В результате из­влечения песчано-гравийных материалов снижается уклон сво­бодной поверхности в пределах карьера, что вызывает перво­начальное понижение отметки уровня воды у верхней (относи­тельно течения) его кромки.

За счет осветления потока его транспортирующая способ­ность у нижней кромки карьера повышается, вызывая размыв нижележащего участка реки. Происходит распластывание карь­ера по длине, которое еще более увеличивает снижение уровня воды. По мере заполнения емкости карьера наносами этот про­цесс затухает. Таким образом, все стадии руслового процесса до заполнения карьера наносами - временные и достаточно бы­строменяющиеся. Предлагаемая методика расчета уровней по­зволяет определять отметки кривой свободной поверхности в любом створе и в любое время по мере заполнения карьера наносами.

Оценочный способ расчета. На реках обычно не производят сплошных русловых съемок, поэтому применение детального способа расчета, предназначенного в основном для проектных организаций, для эксплуатационных работников связано с боль­шими трудностями. В связи с этим понижение уровней воды на вышерасположенном участке определяют приближенно (оценоч­но). Выполненные проверочные расчеты показали, что при оце­ночном способе ошибки в определении расчетных параметров составляют менее 15% по сравнению со значениями, получен­ными при детальном способе расчета.

Сущность оценочного способа расчета понижения уровней заключается в том, что русло не делят на короткие участки, а рассматривают в целом со средними, присущими ему морфоло­гическими и гидрологическими параметрами. В этом случае мо­жет быть определено понижение уровней в заданном створе че­рез определенное время (через год, два и т. д.) после разработ­ки карьера.

Предотвращение понижения уровней воды. Добыча строи­тельных материалов может оказывать различное влияние на состояние уровней воды в водоемах в зависимости от того, где вынимается порода (на свободной или зарегулированной реке, водохранилище, озере или морском заливе) и на каких типах месторождений. Предприятия речного транспорта добывают на свободных реках около 48% общего объема строительных мате­риалов, на зарегулированных реках, водохранилищах и озерах - 50%, морских заливах - 2%. Большинство месторождений, аде добывают строительные материалы, относится к русловым, на пойменных месторождениях добыча производится в незначи­тельных объемах.

Разработка выемок в руслах зарегулированных рек, водохра­нилищах, озерах и морских заливах независимо от типов экс­плуатируемых месторождений практически не оказывает влия­ния на русловые деформации и уровенный режим водоемов.

Добыча строительных материалов на свободных реках, при расположении месторождении в русловых их частях оказывает определенное влияние на деформации русл, способствует пони­жению уровнен воды в реках; может повлечь за собой пониже­ние уровня грунтовых вод на прилегающей пойме и в опреде­ленные условиях - угнетение пойменной растительности, ухуд­шение (или прекращение) работы водозаборных сооружении; способствует увеличению на некоторых участках объемов дноуглубительных работ с целью поддержания судоходных усло­вии вызывает необходимость углубления подходов к причалам и акваторий портов, снижая при этом устойчивость причальных сооружений; может привести к обнажению подводных переходов, подмыву опор мостовых сооружений.

Масштабы последствий этих явлений зависят в первую оче­редь от объема выемки, ее размеров (длина, ширина, глубина) и планового расположения в русле. Наиболее неблагоприятны случаи, когда разрабатывают группы карьеров на небольших по" длине участках реки. При этом снижение уровней воды дос­тигает значительных размеров. При выемках породы из русл рек принимают меры по предотвращению понижения уровней воды и негативного влияния добычи на окружающую среду.

Каждое предприятие, осуществляющее разработку русловых карьеров, составляет перспективную схему обеспечения его сырь­евыми ресурсами полезного ископаемого с определением переч­ня разрабатываемых месторождений, допустимых размеров вы­емок и расчетной оценки влияния намечаемых работ на состоя­ние русла реки, ее прибрежной зоны я расположенных в этом районе сооружений.

Одним из основных мероприятий является высококачествен­ная разработка технической документации на добычу строи­тельных материалов, в которой всесторонне обосновывают воз­можность и целесообразность добычных работ и определяют их последовательность. Документация должна быть согласована с контролирующими и заинтересованными органами и утвержде­на в установленном порядке, В ней предусматривают меры по предотвращению негативного влияния разработки карьеров на уровенный режим реки.

Важное значение имеет рассредоточение карьеров по длине реки, а также выбор оптимальных их размеров, что позволяет значительно уменьшить понижение уровней воды. Вопросы о допустимых расстояниях между карьерами и их размер, а их размерах реша­ют на основании расчетов и условий в местах добычи.

Для предотвращения снижения уровней воды положительную роль оказывают выправительные сооружения, возводимые на реках в местах добычи строительных материалов: продольные дамбы, запруды и полузапруды, донные и берегоукрепительные сооружения. Целесообразность строительства того или иного сооружения должна быть подтверждена расчетом.

Рекомендуемая литература: