Речными наносами называются твердые частицы минерального и органического происхождения, переносимые водным потоком и формирующие русла и поймы рек, дно водоемов.
В зависимости от крупности частиц наносы выделяют семь основных фракций. Основной характеристикой при отнесении частицы к той или иной фракции является ее средний диаметр - диаметр равновеликого по объему шара.
По характеру перемещения в потоке выделяют взвешенные и донные (влекомые) наносы.
Взвешенные наносы представляют собой частицы, перемещающиеся вместе с потоком во взвешенном состоянии. Они формируются за счет наиболее мелких фракций, крупность которых увеличивается по мере приближения ко дну. Характеристикой количественного распределения взвешенных наносов в потоке является мутность воды, т. е. содержание массы наносов в единице объема смеси воды с наносами. Мутность воды неравномерно распределяется как по глубине, так и по ширине потока.
К донным (влекомым) наносам относятся частицы, перемещаемые потоком в придонном слое путем скольжения, перекатывания и сальтации. Характер движения существенно зависит от многих параметров, например, скорости течения и турбулентности потока, формы, размеров и массы частиц. Считается, что сальтация - основной вид движения влекомых наносов. Поскольку перемещение сальтацией происходит путем периодического взвешивания частиц, невозможно провести четкую границу между взвешенными и влекомыми наносами. В пробах воды на мутность часто могут встречаться довольно крупные частицы, характерные при данной гидравлике потока для влекомых наносов, в свою очередь влекомые наносы также могут содержать мелкие частицы. Это объясняется широкими пределами изменения периода и высоты взмыва частиц при сальтации из-за постоянного изменения характеристик пульсации скоростей течения.
Наносы, формирующие ложе потока и находящиеся в данный момент в состоянии покоя, называются донными отложениями. Донные отложения подвергаются постоянной переработке потоком
Осадконакопление в водоемах является актуальной темой, поскольку на многих водоемах и водотоках производятся дноуглубительные и уборочные работы, для проведения которых необходимы расчетскорости заносимости и определение других параметров осадконакопления. Подобные работы положительно сказываются на водотоках: улучшается гидродинамика потока, существенно уменьшается количество растительности.
Целью магистерской диссертации является расчет скорости заносимости и определение границ осаждения различных по крупности фракций на примере р. Фонтанки, а также разработка предложений по проведению дноочистных работ. К задачам, сформулированным для достижения цели, относятся:
■ исследование гранулометрического состава донных отложений р. Фонтанки;
■ определение свойств донных отложений, характерных для р. Фонтанки;
■ определение мощности донных отложений в исследуемых створах;
■ определение величины мутности и распределения взвешенных наносов на поперечных профилях в меженный период;
■ определение динамики поступления наносов в водотоки путем оценки изменения мутности потока вдоль русла;
■ моделирование процесса занесения при помощи программного обеспечения HEC-RAS;
■ определение скорости заносимости речными наносами;
■ выявление участков водотоков, наиболее подверженных процессам заносимости;
■ определение распределения слоев наилка по фракциям;
■ определение границ полного осаждения фракций;
■ оценка результатов определения скорости заносимости, составление рекомендаций по проведению дноочистных работ.
В результате подготовки магистерской диссертации был выполнен расчет занесения и заиления р. Фонтанки, а также составлены рекомендации по проведению дноочистных работ. Проанализировав полученные результаты, можно сделать следующие выводы.
Основным, постоянно действующим источником формирования донных отложений р. Фонтанки являются взвешенные наносы, поступающие в ее исток с невской водой.
По мере движения вниз по течению к составу наносов, поступающих из р. Невы, добавляется твердый материал, поступающий в результате антропогенной нагрузки (со снеговым и ливневым стоком).
Морфологический состав донных отложений реки Фонтанки разнообразен и сложен. Отложения представлены гравелистыми песками в истоке, последовательно сменяющими друг друга пылью крупнойопесчаненой, песком мелким пылеватым и песком пылеватым в среднем течении, песком средне-мелким в нижнем течении.
Результаты расчета толщины наилка и границ полного осаждения фракций показывают, что в истоке, на протяжении первых 93 метров, осаждаются частицы крупностью не менее 5 мм, что может отражаться в результатах моделирования процесса занесения, выполненного при помощи HEC-RAS, а также подтверждается данными натурных исследований донных отложений.
Исходя из периода накопления и накопленного объема донных отложений и скорости заносимости р. Фонтанки, можно ожидать удвоения мощности илов в среднем до 25 см за период около 10 лет.Исходя из скорости заиления р. Фонтанки, в настоящее время исследуемый водный объект не нуждается в дноочистке в связи с небольшой мощностью донных отложений. Однако окончательное решение по дноочистке должно быть построено на основе комплексного анализа химического состава донных отложений (класс опасности) и эколого-биологических процессов в придонном слое.
1. Карасев И.Ф., Шумков И.Г. Гидрометрия. [Текст] / И.Ф. Карасев., Шумков И.Г. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985.- 380 с.
2. НежиховскийР.А. Река Нева.[Текст]. / Р.А. Нежиховский. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973.- 191с.
3. П. Я. Канн. Прогулки по Петербургу. — Палитра, 1994. — С. 8—9.
4. Почему же Фонтанка называется Фонтанкой.[электронный текст] — Дзен : [сайт]. — URL: https://dzen.ru/a/YSvN6cLkjEvCmsRj (дата обращения: 25.03.2023).
5. Нежиховский, Р.А. Река Нева и Невская губа[Текст] / Р.А. Нежиховский. — Л. :Гидрометеоиздат, 1981. — 112 c.
6. Река Фонтанка: история, фото.[электронный текст] —FB.ru : [сайт]. — URL: М1^://1:Ь.ги/агйс1е/247149/гека-1?оп1:апка^1:опуа-1?о1:о(дата обращения: 25.03.2023).
7. Караушев, А.В. Сгонно-нагонные явления на водохранилищах и озерах [Текст] / А.В. Караушев. — Л.: Гидрометеоиздат, 1960. — 215 с.
8. Помыткин, Б.А. Сейшевые колебания уровня Балтийского моря и их влияние на наводнение в дельте р. Невы [Текст] / Б.А. Помыткин. — Изв. ВГО, 1977 г. т. 109, с. 143-150.
9. Нежиховский Р.А. Вопросы гидрологии реки Невы и Невской губы. [Текст] / Р.А. Нежиховский. — Л. :Гидрометеоиздат, 1988. — 224 с.
10. Расплетина, Г.Ф., Ульянова, Д.З., Шерман, Э.Э. Гидрохимия Ладожского озера. [Текст] / Г.Ф. Расплетина, Д.З. Ульянова, Э.Э. Шерман. — Труды лаборатории озероведения АН СССР, 1967, т. 23, с. 160-172.
11. Моносов, М.Л., Бессан., Г.Л., Садков, В.М. Влияние сгонно-нагонных колебаний науровня на режим солености Невской губы. [Текст] / М.Л. Моносов, Г.Л. Бессан, В.М. Садков. — Сб. работ ЛГМО, 1981, вып. 12, с. 137-142.
12. Гидрология устьевой области Невы [Текст] / под ред. С.С. Байдина.- Л.: Гидрометеоиздат, 1965.- 382 с
13. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, вып. 6, ч. I. Гидрологические наблюдения и работы на больших и средних реках[Текст] / Л.: Гидрометеоиздат, 1978.
14. Барышников Н.Б. Русловые процессы. [Текст] / Н.Б. Барышников. - СПб.: РГГМУ, 2008. - 440 с.