На первом этапе, разработки проекта мониторинга бассейна р. Невы в качестве участка для моделирования был определён участок реки Невы, от места впадения реки Славянки до устья реки Большой Невы. В качестве исходных данных заданы режимы водопользователей и фоновые характеристики реки, по результатам моделирования были построены поля концентраций выбранного участка, отдельно для каждого водовыпуска и как результирующие от всех водовыпусков.
Моделирование проводилось с использованием следующих рядов данных:
1. Информация по значениям среднегодовых концентраций загрязняющих веществ в выпусках Правобережного и Левобережного водоканалов за 2002- 2003 годы. (См. приложение №2), включая информацию по общесплавным, дождевым и бытовым водовыпускам
2. Данные по расходам отводимых вод от водовыпусков водоканала за 2002-2003г (См приложение №1)
3. Информацию о пространственном расположении водовыпусков, по схеме тоннельных коллекторов и прямых выпусков сточных вод Правобережного и Левобережного водоканалов
|
|
По методике представленной в разделе 2.3.1. на первом этапе был произведён расчёт процессов КДП и ПВ для участка р. Невы от места впадения р. Славянки до устья р. Больной Невы, с учётом взаимного действия водовыпусков водоканала и притоков р.Невы расположенных на этом участке. Расчёт был проведён в качестве примера для двух компонентов: взвешенных веществ и азота аммонийного (см. приложение №4).
Фоновые характеристики принимались по данным постов контроля режимных наблюдений.
Коэффициент поперечной диффузии был рассчитан по методу Банзела, используемому для больших и средних рек в естественных условиях смотри пункт 2.2.1.
В расчётах были приняты следующие коэффициенты неконсервативности загрязняющих веществ приведённые в таблице 3.1 [42].
Таблица 3.1 Коэффициенты неконсервативности загрязняющих веществ для водных объектов
Наименование вещества | Значение К, с-1 |
БПКп | 9,3 10-7 |
Азот аммонийный | 4.6 10-5 |
Азот нитритов | 3,2 10-4 |
Азот нитратов | 2,5 10-5 |
Фосфор общий | 1,15 10-7 |
Объектом исследования в настоящей работе является нижнее течение р.Невы в пределах Санкт-Петербурга (от впадения р.Славянки до устьевого взморья). В рассматриваемом районе можно выделить 3 участка, существенно отличающихся по гидрологическому режиму:
-от р. Славянки до Литейного моста, где Нева течет единым потоком, справа в нее впадает р. Охта, слева отходит Обводный канал; от Литейного моста до устья Невы, включая дельту Невы, где река делится на 5 основных рукавов
- Большая и Малая Нева, Большая, Малая и Средняя Невка, и многочисленные протоки и каналы; устьевое взморье, или бар Невы, являющийся подводным продолжением дельты. Бар Невы представляет собой систему отмелей, разделенных продольными ложбинами-фарватерами (Елагинский, Петровский, Галерный, Корабельный и Гребной). Длина бара с востока на запад 3-5 км, ширина с севера на юг 12-15 км. Елагинский фарватер собирает в один поток воды Средней и Большой Невок, продолжением Малой Невки является Петровский фарватер, от устья Большой Невы отходят Галерный и Корабельный фарватеры. Искусственным сооружением Невского взморья является Морской канал. На протяжении 12 км он заключен в ограждающие дамбы.
|
|
Постановка и проведение численного эксперимента проведено с учётом ряда допущений.
Распределение расходов по рукавам и протокам дельты по работам Нежиховского и Ардашевой [40].
Следует подчеркнуть, что в работе [38] использовались все измеренные расходы, как синхронные, так и несинхронные за период 1926-66 гг. На основании установленной связи измеренного расхода на рукаве с уровнем у г. Петрокрепость, была исключена ошибка измерения полного расхода воды р.Невы, которая может быть довольно значительной из-за сгонно-нагонных колебаний в устье Невы.
Все измеренные расходы можно рассматривать как однородную совокупность, т.к. боковой приток между истоком и дельтой незначителен (1,5-2,0%).
Охват многолетней амплитуды колебаний уровня измеренными расходами составляет в среднем 50%. Достаточно мало измерений имеется при низких уровнях. Экстраполяция кривых расходов Q(H) выполнена через кривые площадей w(H) и скоростей V(H).
Рассматривались два периода открытого русла и зимний период (без 30 дней от начала ледостава, когда наблюдаются зажоры).
Влияние сгонов и нагонов на распределение расходов по рукавам дельты также анализировалось. Показано, что в пределах колебания уровня (по створу Горного ин статута) от -50 до 100 БС не обнаруживается существенного перераспределения стока по рукавам дельты. Длительность же стояния уровня в этом диапазоне составляет 98%.
При определении расчетных параметров отдельных водотоков и их участков было принято приблизительное равенство площадей живого сечения (w) при расходах 2500 м3/с и 1800м3/с.
Ширина русла практически во всех водотоках дельты постоянна, т.к. берега закреплены набережными. Колебания же уровня в вершине дельты не превышают 40 см, а в пределах дельты, где поперечное сечение в 7-10 раз больше, чем на основной реке, уклоны невелики, и уровень практически не зависит от расхода [41]. Последнее позволяет принимать wnpH 0=2500 = wnpH Q=i8oo, а величины Vcp рассчитывать через отношение Q1800/Q2500 (переходной коэффициент 0.72)
Параметры расчётных участков: средняя ширина, средняя глубина, длинна выбранного участка, гидрологические характеристики: скорость течения и расход сточных вод приведены в таблице 3.2. [2].
Таблица 3.2. - расчетные гидрологические параметры при расходе Невы Q=2500 мЗ/с
Водный | Расчётный | Расчетные характеристики | Примечания | ||||||||
объект | участок | Q, мЗ/с | Vcp, м/с | Вер, м | Нср, м | 1_расч., км | |||||
Р.Нева | р.Славянка - Обводный канал | 0,94 | 5,9 | 12,1 | |||||||
Обводный канал - р.Охта | 0,94 | 5,3 | 3,1 | ||||||||
р.Охта - р.Бол.Невка | 1,00 | 6,6 | 4,4 | ||||||||
р.Бол.Невка - р.Фонтанка | 0,75 | 4,9 | 0,6 | ||||||||
р.Фонтанка - р.Мал.Нева | 0,75 | 5,2 | 1,5 | ||||||||
Р.Бол Нева | р.Мал.Нева - р.Екатерингофк | 0,75 | 6,7 | 5,5 | |||||||
р.Екатерингофка -- Морской канал | 0,6 | 3,0 | 1.25 | ||||||||
Морской канал - фарватеры Невской губы | 0,55 | 1,3 | 0,75 | ||||||||
Корабельный фарватер | 0,24 | ||||||||||
Галерный фарватер | 0,12 | ||||||||||
Р.Мал. Нева | р.Бол.Нева - р.Ждановка | 0,5 | 4,0 | 1,25 | |||||||
р.Ждановка - Петровский фарватер | 0,4 | 4,0 | 3,0 | ||||||||
Петровский фарватер | 0,28 | ||||||||||
Р. Бол. Невка | р.Нева - р.Карповка | 0,40 | 6,0 | 1,5 | |||||||
р.Карповка - р.Мал.Невка | 0,39 | 6,0 | 2,85 | ||||||||
р.Мал.Невка -р.Средняя Невка | 0,30 | 4,3 | 2,0 | ||||||||
р.Ждановка - Петровский фарватер | 0,15 | 5,3 | 1,7 | ||||||||
Средняя Невка (ниже впадения р.Крестовки) | 0,13 | 6,4 | 2,6 | ||||||||
р.Охта | Муринский ручей - р.Оккервил | 3,64 | 0,08 | 25,0 | 1,8 | ГП Новое Девяткино | |||||
р.Оккервиль - р.Нева | 7,2 | 0,10 | 30,0 | 2,4 | (0,8) | устье р.Охты | |||||
р.Оккервиль | 1,44 | 0,14 | 13,0 | 0,8 | 6,3 | в черте города | |||||
р.Фонтанка | р.Нева - р.Мойка | 34,0 | 0,28 | 40,0 | 3,0 | 0,6 | |||||
р.Мойка - Крюков канал | 24,0 | 0,25 | 35,0 | 2,8 | 4,1 | ||||||
Крюков канал - Екатерингофк | 22,0 | 0,24 | 35,0 | 2,6 | 2,0 | ||||||
р.Мойка | 10,0 | 0,14 | 30,0 | 2,5 | 4,7 | ||||||
канал Грибоедова | 3,2 | 0,10 | 20,0 | 1,6 | |||||||
Обводный канал | 15,0 | 0,20 | 30,0 | 2,5 | 8,8 | ||||||
р. Вол ковка | 0,6 | 0,25 | 4,0 | 0,6 | 17/9,3* | * - в естеств.условиях | |||||
Муринский ручей | 0,44 | 0,06 | 7,5 | 1,0 | 9,0 | ||||||
р.Красненькая +Лиговский канал | (0,34) (1,54) | 0,20 (0,3) | 5,0 (8,5) | 0,35 (0,6) | 5,4 | арх.ГГИ, №43348, 1981 год | |||||
|
|