Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

1.1. Воздействие ветровых волн, колебаний уровня воды, ледяного поля

Наибольшую опасность для берегов водохранилищ представляют волновые нагрузки и береговые течения.

Переработка берегов идет наиболее интенсивно в первые годы эксплуатации от 5 до 10 лет, а для стабилизации берега требуется срок от 20 до 30 лет [13, 25].

Скорость отступления берегов составляет десятки и сотни метров в год. Так, на Братском водохранилище берег с 1962 по 1967 годы отступил на 759 м; на Каховском водохранилище к концу четвертого года наполнения общая ширина зоны переработки берега составила от 90 до 100 м; на водохранилище Днепрогэс за 18 лет ширина зоны переработки составила от 140 до 180 м.

Невооруженным глазом видна береговая эрозия. Так на Красноярском водохранилище более 1000 км периметра берега подвержены деформациям, на отдельных участках бровка берега отошла более 300 метров. Причиной береговой эрозии служат колебания уровня воды в водохранилище, волновое воздействие на берега.

Берега Братского водохранилища подвержены интенсивному размыву. За период существования водохранилища среднее отступление берега на наблюдаемых участках составило от 3,7 до 108 м. Так длина абразионно размываемых берегов составляет 2215 км и практически не размываемых - 1929 км. Общая площадь размыва достигает 170 км2 и по отношению к площади зеркала водохранилища за 25 лет составляет не более 3 %, а для столетней стадии около 5 %.

На береговую эрозию оказывают большое влияние ледяные поля, которыми покрываются водохранилища Сибири. Узкий каньон, в котором расположено водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС и сработка уровня водохранилища за зимний период до 40 м и более, значительно ослабляют покрытие береговых склонов водохранилища: ледяные поля, осевшие на склонах, ломают древостой, кустарники.

Опыт эксплуатации Братского и Усть-Илимского водохранилищ показывает, что наибольшая активизация эрозивных процессов отмечается в местах сведения лесных массивов и уничтожения почвенно-дернового покрова. При промежуточном заполнении Усть-Илимского водохранилища 70 % вновь образованных оползней-смывов по крутым береговым уступам приходилось на участки со сведенным лесом.

Размыв берегов реки, водохранилищ под воздействием природных и антропогенных факторов оказывает отрицательное воздействие на окружающую природную среду, так и на социальную сферу.

В качестве примера можно отметить ситуацию с Волжским каскадом водохранилищ - одним из крупнейших каскадов мира. Полный объем его водохранилищ составляет при проектных отметках нормального подпорного уровня (НПУ) 187 км3, а полезный - 90 км3, площадь водного зеркала - 25720 км2. При длине Волги 3690 км только на 230 километровом участке сохранился режим, близкий к естественному (от истоков реки до города Тверь). Под влиянием водохранилищ активизировались процессы разрушения берегов, охватившие до 40 % береговой полосы.

Из-за разрушения берегов сложилась реальная угроза разрушения домов в г. Рыбинске, промышленных зданий, коммуникаций, объектов ценной архитектурно-исторической застройки. По оценкам специалистов на берегоукрепление в Рыбинском муниципальном округе требуется около 1 трлн. руб. в ценах 1997 г. Причина бедственного положения - влияние Верхне-Волжской ГЭС, Рыбинского водохранилища объемом 25 млрд. м3 [24].

Разнообразные природные условия водохранилищ ГЭС Ангаро-Енисейского региона, особенности геолого-геоморфологического строения береговой зоны и ложа водохранилищ, гидрологические и гидродинамические условия определяют развитие процессов абразии, перемещения и аккумуляции насосов и заиления водохранилищ.

Эти водохранилища формировались в руслах рек, расположенных в лесопокрытой зоне. Поэтому, несмотря на разнообразие процессов формирования лож водохранилищ, их объединяет одна проблема - затопление лесных массивов и процесс формирования запасов плавающей древесной массы на акваториях водохранилищ.

Абразионные берега строящегося Богучанского водохранилища при проектной отметке НПУ 208,0 м составляют 766 км или 31,5 % от периметра береговой линии.

На водохранилищах Ангары, строительство которых было завершено в 1959 - 1974 годах, продолжает активно формироваться береговая линия, интенсивно развиваются абразивные процессы, эрозийные и другие негативные геологические явления. Эти процессы не только не затухают, а наоборот, увеличиваются как по размерам, так и по темпам развития. Интенсивность развития абразионного процесса продолжает оставаться высокой. По-прежнему размыву подвергаются участки побережья Братского водохранилища в районах поселков Патроны, Казачье, Бальчир, Карахун, Заярск и др.

Режим эксплуатации Иркутского и Братского водохранилищ в летне-осенний период 1984 и 1995 гг. характеризовался высоким уровнем воды (в пределах отметок нормального подпорного горизонта). Это непременно сказалось на активизации абразионно-аккумулятивного процесса.

За осенний период 1994 г. на Братском водохранилище (октябрь - ноябрь) максимальная величина размывов на берегах, формирующихся в лессовидных суглинках, составила 15 м (район пос. Первомайский).

Следует отметить активизацию абразионного процесса в последние годы на Иркутском водохранилище на береговых склонах, формирующихся в лессовидных суглинках по правому берегу в приплотинной части. В осенний период 1994 г. величина размыва здесь составила около 5 м, а в период с 1987 по 1994 гг. среднегодовая величина отступления бровки берегового уступа изменялась от 3 до 6 м.

Изучение линейной эрозии на стационарных площадях показывает, что в течение 1995 г. продолжался интенсивный рост оврагов, особенно в степном Приангарье. Прирост эрозионных форм за год составил от 1,2 до 2,0 м. В лесной зоне (ангаро-окинское и ангаро-илимское междуречья) на вырубках пораженность территории оврагами и эрозионными бороздами за год увеличилась на 0,5 - 0,7 % и на отдельных участках составила 14 %. Главным фактором воздействия на геологическую среду, безусловно, является тяжелая техника. Даже при одноразовом проходе трактора трелевщика поперек склона по проложенной ими колее формируются эрозионные борозды, превращающиеся в овраги. В то же время на старых вырубках, так называемых плотбищах, где транспортировка проводилась гужевым транспортом, таких явлений не отмечается.

Интенсивное протекание и активность техногенных процессов привели к значительным потерям земель, которые на 1995 г. составили более 6 тыс. га (таблица 1.1) [29].

На береговую эрозию оказывают большое влияние ледяные поля, которыми покрываются водохранилища Сибири. Узкий каньон, в котором расположено водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС и сработка уровня водохранилища за зимний период до 40 м и более, значительно ослабляют покрытие береговых склонов водохранилища: ледяные поля, осевшие на склонах, ломают древостой, кустарники.

Таблица 1.1 - Потери земель по состоянию на 1995 г.

Земли

Потери в га, за счет

Всего

абразии

карста

оползней

Иркутское водохранилище

Приусадебные участки

42

-

-

42

Пашни

180

-

-

180

Леса

410

-

2

412

Братское водохранилище

Приусадебные участки

40

2

-

42

Пашни

500

540

2

1042

Леса

3800

-

19

3819

Усть-Илимское водохранилище

Приусадебные участки

500

1

28

519

Пашни

-

-

-

6066

 


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074