Процессы заносимости Обводного канала г. Санкт - Петербурга
|
Введение 4
1 Физико-географическое описание Обводного канала 6
1.1 Общие сведения об Обводном канале и его притоках 6
1.2 История строительства и развития Обводного канала 12
1.3 Гидрологический режим Обводного канала 14
1.4 Термический режим 22
1.5 Физико-химические свойства воды 22
2 Полевые изыскания на Обводном канале. Расчет 27
характеристик твердого стока
2.1 Рекогносцировочное обследование Обводного канала 27
2.2 Проведение промеров глубин. Измерение расходов воды 32
2.3 Эхолокационное обследование Обводного канала 37
2.4 Измерение мутности воды Обводного канала 43
2.5 Отбор проб донных отложений Обводного канала 47
3 Определение происхождения наносов, поступающих в 53
Обводный канал
3.1 Естественные источники поступления наносов в Обводный 59
канал
3.2 Антропогенные (техногенные) источники поступления 65
наносов в Обводный канал
4 Определение закономерностей движения наносов по длине 67 Обводного канала
4.1 Анализ гранулометрического состава донных отложений 67
4.2 Определение транспортирующей способности Обводного 74
канала
4.3 Определение скоростей заносимости 82
Заключение 85
Список использованной литературы 92
1 Физико-географическое описание Обводного канала 6
1.1 Общие сведения об Обводном канале и его притоках 6
1.2 История строительства и развития Обводного канала 12
1.3 Гидрологический режим Обводного канала 14
1.4 Термический режим 22
1.5 Физико-химические свойства воды 22
2 Полевые изыскания на Обводном канале. Расчет 27
характеристик твердого стока
2.1 Рекогносцировочное обследование Обводного канала 27
2.2 Проведение промеров глубин. Измерение расходов воды 32
2.3 Эхолокационное обследование Обводного канала 37
2.4 Измерение мутности воды Обводного канала 43
2.5 Отбор проб донных отложений Обводного канала 47
3 Определение происхождения наносов, поступающих в 53
Обводный канал
3.1 Естественные источники поступления наносов в Обводный 59
канал
3.2 Антропогенные (техногенные) источники поступления 65
наносов в Обводный канал
4 Определение закономерностей движения наносов по длине 67 Обводного канала
4.1 Анализ гранулометрического состава донных отложений 67
4.2 Определение транспортирующей способности Обводного 74
канала
4.3 Определение скоростей заносимости 82
Заключение 85
Список использованной литературы 92
В городе Санкт - Петербурге насчитывается более 90 различных водотоков. За 320 летнюю историю города гидрографическая сеть претерпела серьезные изменения. С развитием и расширением города многие реки и каналы утратили свою первоначальную функцию - водоснабжение и водоотведение. В настоящее время водные объекты являются одной из «визитных карточек» Санкт - Петербурга, привлекая большое количество туристов.
Занесение, заиление, загрязнение недостаточно очищенными сточными водами и различным мусором приводит к изменению гидрологического и биологического режима водотоков, что пагубно сказывается на экологии города, уменьшая привлекательностьводных объектов и их рекреационный потенциал.
Таким образом, постоянный мониторинг и своевременное и дноуглубление рек и каналов являются актуальной проблемой для правительства города.
Точный прогноз скорости заносимости водотока позволяет упростить планирование мероприятий по дноочистке и дноуглублению и повысить эффективностьтрат, выделяемых на эти мероприятия бюджетных средств.
Обводный канал является условной границей южного промышленного пояса города, разделяющей исторический центр г. Санкт - Петербурга с жилыми и промышленными районами города. В наши дни канал утратил свое значение водной транспортной магистрали, превратившись в автотранспортную. По обоим берегам канала расположены многополосные автодороги, крупные железнодорожные транспортные узлы. В связи с этим на канал оказывается большая техногенная нагрузка.
Целью данной работы является определение скорости заносимости Обводного канала.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
• определение источников поступления наносов в Обводный канал;
• определение закономерностей движения наносов по длинеканала.
Расчеты и выводы, представленные в работе, основываются на полевых изысканиях, выполненных РГГМУ в 2022 году по договору № 140-22 об оказании услуг по оценке заносимости водотоков Санкт-Петербурга, заключенным с комитетом по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности г. Санкт-Петербурга.
Занесение, заиление, загрязнение недостаточно очищенными сточными водами и различным мусором приводит к изменению гидрологического и биологического режима водотоков, что пагубно сказывается на экологии города, уменьшая привлекательностьводных объектов и их рекреационный потенциал.
Таким образом, постоянный мониторинг и своевременное и дноуглубление рек и каналов являются актуальной проблемой для правительства города.
Точный прогноз скорости заносимости водотока позволяет упростить планирование мероприятий по дноочистке и дноуглублению и повысить эффективностьтрат, выделяемых на эти мероприятия бюджетных средств.
Обводный канал является условной границей южного промышленного пояса города, разделяющей исторический центр г. Санкт - Петербурга с жилыми и промышленными районами города. В наши дни канал утратил свое значение водной транспортной магистрали, превратившись в автотранспортную. По обоим берегам канала расположены многополосные автодороги, крупные железнодорожные транспортные узлы. В связи с этим на канал оказывается большая техногенная нагрузка.
Целью данной работы является определение скорости заносимости Обводного канала.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
• определение источников поступления наносов в Обводный канал;
• определение закономерностей движения наносов по длинеканала.
Расчеты и выводы, представленные в работе, основываются на полевых изысканиях, выполненных РГГМУ в 2022 году по договору № 140-22 об оказании услуг по оценке заносимости водотоков Санкт-Петербурга, заключенным с комитетом по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности г. Санкт-Петербурга.
В данной работе была проведена оценка заносимости Обводного канала г. Санкт - Петербурга. В период с августа по декабрь 2022 года в рамках договора № 140-22 об оказании услуг по оценке заносимости водотоков Санкт-Петербурга, заключенным междукомитетом по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности г. Санкт-Петербурга и РГГМУ был выполнен следующий объем полевых изысканий на Обводном канале: рекогносцировка, определение местоположения исследуемых створов (5 створов), промеры глубин (5 створов), измерения расходов воды (5шт.), эхолокационное обследование (5 створов), измерение мутности воды (5 шт.), отбор проб донных отложений (5 проб).
На основе полученных во время полевых работ данных были построены поперечные профили канала (5 шт.), поперечные профили канала с мощностью и рассчитанной площадью (м2) донных отложений, графики распределения донных отложений и изменения мутности воды по длине канала. Рассчитаны расходы взвешенных наносов (5 шт.), проведен гранулометрический анализ проб донных отложений (5 проб).
Характеристики, рассчитанные на основе полевых работ по створам
• Створ №1 (Атаманский мост): ширина створа - 60 метров, средняя глубина в створе - 2.8 метра, площадь живого сечения в створе - 144 м2, расход воды - 17.3 м3/с, средняя скорость воды - 0.120 м/с, мутность воды - 18.5 г/м3, расход взвешенных наносов
- 0.319 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.2 м, площадь донных отложений в створе - 12.0 м2.
• Створ №2 (Каретный мост): ширина створа - 24 метра, средняя глубина в створе - 2.72 метра, площадь живого сечения в створе
- 55.9 м2, расход воды - 19.3 м3/с, средняя скорость воды - 0.345 м/с, мутность воды - 17.8 г/м3, расход взвешенных наносов - 0.344 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.23 м, площадь донных отложений в створе - 5.4 м2.
• Створ № 3 (Рузовский мост): ширина створа - 27 метров, средняя глубина в створе - 2.83 метра, площадь живого сечения в створе
- 65.6 м2, расход воды - 16.5 м3/с, средняя скорость воды - 0.252м/с, мутность воды - 24.0 г/м3, расход взвешенных наносов
- 0.396 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе -0.21 м, площадь донных отложений в створе - 5.8 м2.
• Створ № 4 (Краснооктябрьский мост): ширина створа - 30 метров, средняя глубина в створе - 2.82 метра, площадь живого сечения в створе - 72.4 м2, расход воды - 18.9 м3/с, средняя скорость воды - 0.261 м/с, мутность воды - 24.7 г/м3, расход взвешенных наносов - 0.467 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.17 м, площадь донных отложений в створе - 5.0 м2.
• Створ № 5 (мост Степана Разина): ширина створа - 30 метров, средняя глубина в створе - 2.95 метра, площадь живого сечения в створе - 75.9 м2, расход воды - 18.2 м3/с, средняя скорость воды - 0.240 м/с, мутность воды - 25.4 г/м3, расход взвешенных наносов
- 0.463 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.19 м, площадь донных отложений в створе - 5.8 м2.
По результатам проведенного гранулометрического анализа определено процентное содержание частиц донных отложений различной крупности в каждой пробе, построены интегральные кривыегранулометрического состава донных отложений, рассчитаны гранулометрические параметры проб донных отложений.
Таким образом, в створе № 1: средний диаметр частиц донных отложений составил (йср) - 0.3 мм, преобладающей фракцией стала крупная пыль (d= 0.05 - 0.1 мм)- 29.1 % от массы пробы.
В створе № 2:средний диаметр частиц донных отложений составил (d^)
- 0.6 мм, преобладающей фракцией стал средний песок (d= 0.2 - 0.5 мм) - 31.2 % от массы пробы.
В створе № 3: средний диаметр частиц донных отложений составил (dcp) - 2.4 мм, преобладающей фракцией стал средний песок (d= 0.2 - 0.5 мм)
- 20.9 % от массы пробы.
В створе № 4: средний диаметр частиц донных отложений составил (d^) - 0.4 мм, преобладающей фракцией стал крупный песок (d= 0.5 - 1 мм) - 41.6 % от массы пробы.
В створе № 5: средний диаметр частиц донных отложений составил (d^) - 0.2 мм, преобладающей фракцией стал крупный песок (d= 0.5 - 1 мм) - 36.9 % от массы пробы...
На основе полученных во время полевых работ данных были построены поперечные профили канала (5 шт.), поперечные профили канала с мощностью и рассчитанной площадью (м2) донных отложений, графики распределения донных отложений и изменения мутности воды по длине канала. Рассчитаны расходы взвешенных наносов (5 шт.), проведен гранулометрический анализ проб донных отложений (5 проб).
Характеристики, рассчитанные на основе полевых работ по створам
• Створ №1 (Атаманский мост): ширина створа - 60 метров, средняя глубина в створе - 2.8 метра, площадь живого сечения в створе - 144 м2, расход воды - 17.3 м3/с, средняя скорость воды - 0.120 м/с, мутность воды - 18.5 г/м3, расход взвешенных наносов
- 0.319 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.2 м, площадь донных отложений в створе - 12.0 м2.
• Створ №2 (Каретный мост): ширина створа - 24 метра, средняя глубина в створе - 2.72 метра, площадь живого сечения в створе
- 55.9 м2, расход воды - 19.3 м3/с, средняя скорость воды - 0.345 м/с, мутность воды - 17.8 г/м3, расход взвешенных наносов - 0.344 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.23 м, площадь донных отложений в створе - 5.4 м2.
• Створ № 3 (Рузовский мост): ширина створа - 27 метров, средняя глубина в створе - 2.83 метра, площадь живого сечения в створе
- 65.6 м2, расход воды - 16.5 м3/с, средняя скорость воды - 0.252м/с, мутность воды - 24.0 г/м3, расход взвешенных наносов
- 0.396 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе -0.21 м, площадь донных отложений в створе - 5.8 м2.
• Створ № 4 (Краснооктябрьский мост): ширина створа - 30 метров, средняя глубина в створе - 2.82 метра, площадь живого сечения в створе - 72.4 м2, расход воды - 18.9 м3/с, средняя скорость воды - 0.261 м/с, мутность воды - 24.7 г/м3, расход взвешенных наносов - 0.467 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.17 м, площадь донных отложений в створе - 5.0 м2.
• Створ № 5 (мост Степана Разина): ширина створа - 30 метров, средняя глубина в створе - 2.95 метра, площадь живого сечения в створе - 75.9 м2, расход воды - 18.2 м3/с, средняя скорость воды - 0.240 м/с, мутность воды - 25.4 г/м3, расход взвешенных наносов
- 0.463 кг/с, средняя мощность донных отложений в створе - 0.19 м, площадь донных отложений в створе - 5.8 м2.
По результатам проведенного гранулометрического анализа определено процентное содержание частиц донных отложений различной крупности в каждой пробе, построены интегральные кривыегранулометрического состава донных отложений, рассчитаны гранулометрические параметры проб донных отложений.
Таким образом, в створе № 1: средний диаметр частиц донных отложений составил (йср) - 0.3 мм, преобладающей фракцией стала крупная пыль (d= 0.05 - 0.1 мм)- 29.1 % от массы пробы.
В створе № 2:средний диаметр частиц донных отложений составил (d^)
- 0.6 мм, преобладающей фракцией стал средний песок (d= 0.2 - 0.5 мм) - 31.2 % от массы пробы.
В створе № 3: средний диаметр частиц донных отложений составил (dcp) - 2.4 мм, преобладающей фракцией стал средний песок (d= 0.2 - 0.5 мм)
- 20.9 % от массы пробы.
В створе № 4: средний диаметр частиц донных отложений составил (d^) - 0.4 мм, преобладающей фракцией стал крупный песок (d= 0.5 - 1 мм) - 41.6 % от массы пробы.
В створе № 5: средний диаметр частиц донных отложений составил (d^) - 0.2 мм, преобладающей фракцией стал крупный песок (d= 0.5 - 1 мм) - 36.9 % от массы пробы...