ОЦІНКА МАСШТАБІВ ПІДТОПЛЕННЯ ПРИЛЕГЛИХ ТЕРИТОРІЙ ПРИ СТВОРЕННІ РУСЛОВИХ ВОДОСХОВИЩ

С.В. Атаєв

Рівненська філія Приватного вищого навчального закладу

«Європейський університет», м. Рівне

 Водосховища представляють собою штучні водойми, що утворюються, як правило, у долинах річок водопідпірними спорудами (греблями). Мета створення водосховища може бути різною, але найголовніша полягає у накопиченні та зберіганні води для її подальшого використання.

Серед усіх типів та різновидів водосховищ на Україні значна доля припадає на руслові водосховища малих ГЕС, які характеризуються невеликим розрахунковим гідравлічним напором [1].

Однією із таких ГЕС є Великосорочинська станція, що розташована на р. Псел Полтавської обл. та потребує реконструкції. Реконструкція, у свою чергу, передбачає наповнення руслового водосховища (рис. 1) з наступними параметрами: розрахунковий напір 2,24 м; середня глибина 2,0 м; середня ширина 40 м; довжина (по профілю річки) 11,7 км; площа дзеркала водної поверхні 1,92 км2; повний об’єм 3,46 млн.м3.

З точки зору безпеки навколишнього природного та соціально-економічного середовища в районі Великосорочинської ГЕС наповнення руслового водосховища практично не викликатиме небажаних процесів та явищ. Але найбільш уразливою є берегова лінія водосховища, яка до його наповнення була освоєна сільськогосподарськими угіддями та житловою забудовою. Відповідно до норм розташування таких об’єктів у прибережних захисних смугах заборонено [1]. Зокрема для р. Псел мова йде про територію в 25 м. Житлова забудова при цьому не затоплюється, але підняття рівня

води у водосховищі сприятиме підняттю рівня ґрунтових вод та імовірному підтопленню даної території. Цьому сприяє гідравлічний зв’язок між ґрунтовими та поверхневими водами річки. З метою уникнення конфліктів з місцевим населенням при наповнені водосховища було проведено прогноз підтоплення на критичних ділянках верхнього б’єфу ГЕС (рис. 2).   

Підтоплення берегової лінії може мати наступні наслідки [1]: погіршення властивостей ґрунтів прилеглих територій із розвитком обвально-оповзневих процесів, карстові процеси, заболочування місцевості, формування осідань у лесових ґрунтах, зміни режиму та хімічного складу підземних вод, погіршення умов експлуатації існуючих у береговій зоні споруд та народногосподарських об’єктів, втрати експлуатаційної надійності підземних інженерних комунікацій, ускладнення ведення натурального господарства населенням.

Рівень підйому ґрунтових вод залежить від підйому води у р. Псел при наповненні водосховища.                  

З розрахункової точки зору для руслових водосховищ відповідно до положень СНиП 2.06.15-85 «Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях» [2] розрізняють три випадки підпору ґрунтових вод при підйомі рівня води у річці: у напівнескінченному масиві, в межах заплави річки та у міжрічковому масиві. Для досліджуваного водосховища розглядався випадок по прогнозуванню підпору рівня ґрунтових вод в межах корінної заплави р. Псел, яка частково затоплюється при наповненні водосховища.

В межах корінної заплави р. Псел положення рівня ґрунтових вод h (м) у зоні берегової лінії критичних ділянок (рис. 2) на відстані х (х = 5 м) розраховувалось за наступною залежністю [2]:    

                          (1)

де h0 – існуючий середній рівень залягання ґрунтових вод в межах берегової лінії річки до наповнення водосховища, 1,4 м; k – коефіцієнт фільтрації ґрунтових масивів берегової лінії, 3,5 м/добу;  – додаткові інфільтраційні витрати води, що поступають на одиницю площі вільної поверхні берегової лінії (для малоповерхової забудови берегової лінії з нестійким зволоженням ґрунтів становитиме 1,8*10-3 м/добу; L – ширина ділянки берегової лінії, що підлягає підтопленню, м (приймається для водосховища ГЕС величиною 25 м); hc – середній рівень геологічного пласту, що може підтоплюватися, 3,4 м; – величина, що визначається із співвідношення  , 0,2 м;  – функція, значення якої визначається в залежності від величини  (рис. 3).

Таким чином, рівень залягання ґрунтових вод на відстані 5 м від урізу поверхні води руслового водосховища Великосорочинської ГЕС в районі берегової лінії, що затоплюється (рис. 2), становитиме 2,6 м.         

Прогнозований рівень ґрунтових вод в районі ГЕС в середньому складатиме згідно результатів інженерно-геологічних вишукувань до 1,5 м. Таким чином, сезонні коливання рівнів ґрунтових вод в районі постійного затоплення берегової лінії водосховища складатиме 1,5-2,6 м. На період вишукувань ґрунтовий водоносний горизонт зафіксовано в свердловинах на глибинах 0,7-3,5 м, таким чином, існуючий рівень ґрунтових вод до наповнення водосховища різко не відрізнятиметься від рівня, що формуватиметься підпором водосховища ГЕС.

Серед усіх небезпечних екзогенних фізико-геологічних процесів, що пов’язані із створенням низьконапірних гідровузлів, найбільш імовірний розвиток затоплень, підтоплень, заболочування та замулення. В силу гідравлічного зв’язку між поверхневими водами і підземними водоносними горизонтами можна говорити про інтенсивність цих процесів. Розвиток цих процесів має комплексний характер, тому управління одним із них, наприклад підтопленням, може зменшувати імовірність вторинних затоплень, трансформацій властивостей ґрунтів з наступним заболочуванням місцевості тощо. Процес підтоплення можна розглядати як критерій соціально-економічної безпеки експлуатації руслових водосховищ. Відкритим питанням залишається обґрунтування безпечних рівнів залягання ґрунтових вод для територій різного характеру. Зокрема, у роботі [1] за такий рівень для селітебних сільських територій прийнята величина не менше 2,5 м. Таким чином, рівень залягання ґрунтових вод в районі заплави р. Псел при підйомі рівнів води є безпечним для населення.  

Література

1. Малі річки України: Довідник / За ред. А.В. Яцика. – К. : Урожай, 1991. – 296 с.
2. СНиП 2.06.15-85 «Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях», 1991.