Введение 3
1 Формирование наносов 5
1.1 Характеристики 9
1.2 Перемещение наносов 11
1.2.1 Движение взвешенных наносов 12
1.2.2 Движение донных наносов 13
1.3 Понятие о мутности воды и о стоке наносов 14
2 Наблюдения за расходами наносов 19
2.1 Методы измерения 19
2.1.1 Взвешенные наносы 19
2.1.2 Влекомые наносы 20
2.2 Приборы для отбора проб воды на мутность 25
3 Особенности русел зарастающих водной растительностью 27
3.1 Механизмы течений в заросшем русле 32
3.2 Исследование М. Юрчук 34
4 Описание района изысканий 36
4.1 Физико-географическое описание района изыскания 36
4.2 Место расположения участка работ 38
4.3 Физико-географическое описание р. Оредеж 41
4.3.1 Гидрологическая изученность 43
5 Анализ результатов, проведённой работы 46
5.1 Измерения и обработка данных по мутности воды при свободном и
зарастающем русле 46
5.2 Лабораторный опыт движения гряд в заросшем русле 52
Заключение 65
Список использованных источников 67
На территории России водной растительностью зарастают десятки тысяч водотоков. На урбанизированных территориях возрастает тенденция зарастания речных русел. Это связано из-за поступления больших количеств соединений фосфора и азота с загрязнёнными сточными водами. Данное явление наблюдается на тех участках рек, которые протекают через районы с селхозпроизводтсвами. Нецелесообразная работа возделывания почв, распашка береговых склонов приводит к тому, что в водотоки поступает большое количество удобрений с полей, которые влекут за собой интенсивное зарастание малых и средних рек. За зарастанием русел следуют подпоры уровней воды, которые причиняют ущерб водному хозяйству и мелиорации. Также из-за растительности могут произойти опасные явления такие как заиления, обмеление водотоков и водоемов, ухудшение качества воды и так далее.
Поэтому в настоящее время требуются современные задачи гидравлического расчета для решения проблем зарастания на водотоках. Но существуют трудности реализации данной работы. Так как характер течения в заросших руслах недостаточно изучен и нет конкретных гидродинамических закономерностей данных течений. Также весьма сложна структура потока в руслах рек, подверженных зарастанию водной растительностью, воздействие различных факторов растительности, которые сложно поддаются анализу и схематизации. Более трудным является течение на частично зарастающих участках по берегам [10].
В данный период нужно анализировать влияние водотоков, которые зарастают, на экологическое состояние природных территорий, реализовывать системы мониторинга водных объектов [7].
Когда производят проектные изыскания, створ выкашивается. Из-за этого естественный режим движения твёрдых частиц и водных масс нарушается. В месте, где была выкошена трава, будет наблюдаться перераспределение наносов. На каких-то участках выкоса наносы будут аккумулироваться, а на каких-то будет происходить размыв русла. Такое явление в дальнейшем может привести к погрешностям расчётов.
Погрешности, из-за которых не учли влияние зарастания, будут значимы, например, при расчёте размыва перехода трубопровода. Они могут создать негативные последствия при эксплуатации.
Не учитывают зарастание, когда производят водохозяйственные мероприятия, так как появляется высокая потребность о сведениях перемещении наносов. Данная потребность привела к значительной разработке разных методик и расчётных формул. Но в данный период времени не одна из существующих методик не учла важный фактор как воздействие зарастания.
Также не берут во внимание, что на прибрежных территориях устранение растительности может стать причиной деградации этих земель [11].
Для реализации данной темы были поставлены задачи:
- Рассмотреть вопрос о формировании речных наносов, по какому принципу подразделяются и механизм их движения;
- Изучить методы вычисления и способы измерения наносов;
- Определить закономерность движения наносов в зарастающем русле, на примере р. Оредеж и лабораторных исследований;
- Дать анализ полученным результатам.
В данной работе изучены механизмы формировании и движения наносов, по какому принципу они делятся, как перемещаются. Было выяснено, что наносы разделяются по форме перемещения на взвешенные и донные, которые в свою очередь подразделяются на влекомые и донно-грядовые. Рассмотрены понятия о мутности воды и стоке наносов.
Были рассмотрены методы вычислений расходов наносов, приборы для взять проб как взвешенных, так и влекомых наносов: Это батометр-бутылка на штанге (ГР-16, ГР-16М), батометр-бутылка на грузе (ГР-15) и вакуумный батометр (ГР-61), батометр-сетка ПИ-29.
В процессе выполнения работы изучен лабораторный опыт В. С. Боровкова и Юрчука, который показал, что грядообразование и движение гряд возможны в заросших руслах.
Также выполнены работы на базе практик РГММУ «Даймище» на реке Оредеж. Были получены данные о скоростях движения воды, рассчитаны расходы воды и отобраны пробы на мутность при свободном и заросшем русле и, затем обработаны. Анализ поученных данных показал, что значения мутности в заросшем русле в «межкуртийном» пространстве выше, чем при выкошенном русле в той же самой точке, на той же вертикали, при одном и том же уровне.
Затем были проведены лабораторные исследования в РГГМУ на кафедре водно-технических изысканий. Они также показали, как и эксперимент Юрчука В. С. Боровкова, что гряды могут образовываться в заросшем русле при определённых заданных условиях.
Можно сделать вывод о том, что процесс движения наносов в заросшем русле очень сложный. В настоящее время влияние зарастания не учитывается, так как створы выкашиваются непосредственно перед проведением работ и в дальнейшем это может привести к погрешностям расчётов.
Поэтому растительность играет вполне значимою роль в перераспределение и характере движения наносов. Например, можно решать такие практические вопросы, как «вторжение» гряд на защищённые участки. Путём детальных проверок и расчётных данных могут быть сформированы барьеры из растительности с определённой густотой и высотой, чтобы предотвратить «вторжение» гряд.
