Анализ современного состояния реки Победная (главного коллектора №5) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 910.3

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ ПОБЕДНАЯ (ГЛАВНОГО КОЛЛЕКТОРА №5)

Тимченко З.В.

Академия строительства и архитектуры, ФГАОУВО «КФУ им. В. И. Вернадского» Адрес: г. Симферополь, ул. Киевская, 181

Аннотация. Предметом исследования является современное состояние реки Победная. По руслу реки был проложен главный коллектор № 5. Аналогичные работы проводились на реках равнинного Крыма и Керченского полуострова. Материалами для исследования явились полевые обследования и данные наблюдений Джанкойской гидрогеологомелиоративной партии ГБУ РК «КГГМЭ». Методами исследований является систематизация данных наблюдений и их статистическая обработка, методы гидрологических расчётов. Проведены расчёты по определению гидрологических характеристик реки Победная. Проанализированы объёмы сбросов и дренажных вод до и после подачи днепровской воды по СевероКрымскому каналу. Показано, что в настоящее время сток реки определяется сбросами сточных вод.

Ключевые слова. Река Победная, речной сток, коллектор, дренажные воды, сбросные воды

ВВЕДЕНИЕ

Приход на территорию Крыма днепровской воды в 60-е годы прошлого столетия вызвал негативные процессы. Начался подъём уровней подземных вод. Во избежание подтопления в зоне орошаемых массивов была построена дренажная сеть. Избытки грунтовых вод поступали в коллектора, в качестве которых стали использовать спрямлённые русла маловодных рек и балок равнинного Крыма и Керченского полуострова. По ним вода отводилась в Каркинитский залив Чёрного моря или залив Сиваш Азовского моря. В коллектора поступали также бытовые и производственные стоки, которые разбавлялись дренажными водами. В настоящее время ситуация изменилась. Стоки продолжают поступать, а дренажные воды нет. Реки-коллектора превращаются в открытые сточные канавы. Одна из них река Победная, которая является главным коллектором №5 (ГК-5) [1,2].

АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ

Краткая характеристика рек и балок равнинного Крыма имеется в работах [2]. Следует отметить, что гидрологические наблюдения на реках равнинного Крыма фактически никогда не велись, т.к. их не рассматривали в качестве надёжного источника водоснабжения. Некоторые сведения можно узнать из [3].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Материалами для исследования явились полевые обследования и данные наблюдений Джанкойской гидрогеологомелиоративной партии ГБУ РК «КГГМЭ». Методами исследований является систематизация имеющихся данных наблюдений и их статистическая обработка. А также методы гидрологических расчётов при отсутствии данных наблюдений [4].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Река Победная входит в группу рек и балок равнинного Крыма. Их русла имеют небольшой уклон с юга на север, так как истоки находятся на абсолютных отметках высот 25 - 30 м, а устья близки к уровню моря. Долины широкие, склоны пологие, глубины небольшие. Многие из них даже нигде не упоминались. Так река Победная появилась на карте Джанкойского района только после ввода в эксплуатацию Северо-Крымского канала. До этого на старых картах была отмечена балка Поль (её другие названия - овраг Шаи(й)рлы, Кара-Су, Узун-Сакал) [1]. Но со временем балка стала наполняться грунтовыми и сбросными водами, появился постоянный водоток, получивший название - река Победная. Согласно Гидрологической изученности (1964 г.) её длина - 18 км, площадь водосборного бассейна - 366 км2 [1]. Исток р. Победная находился у с. Серноводского (бывш. Джар-Кую) Джанкойского района на высоте 20 м, где соединяются несколько оврагов.

В октябре 1972 г. начали строить, а в 1973 г. ввели в эксплуатацию главный коллектор №5 (ГК-5) который проложили по руслу р. Победная, продлив

её на территорию Красногвардейского района, с. Знаменка. Длина коллектора составила 29 км, в т.ч. по территории Джанкойского района - 24,5 км и по территории Красногвардейского района - 4,5 км. На ПК 290 ГК-5 поступают сбросные воды по двум открытым коллекторам ГК-5-1, длиной 3,52 км (правый приток) и ГК-5-2, длиной 8,68 км (левый приток). Они построены по слабовыраженным балкам с целью собрать дренажную воду сёл Видное и Щербаково Красногвардейского района.

Река Победная течёт в северном направлении, впадает в лиман Широкое залива Сиваш Азовского моря, в 3-х км севернее пос. Митюрино, образуя широкую болотистую дельту, затопляемую при подъемах воды.

Водосборный бассейн р. Победной граничит на западе с водосбором р. Степная; на востоке - р. Стальная; на юге - р. Салгир. Рельеф водосбора равнинный, наивысшие отметки на южном водоразделе до 50 м. В тектоническом отношении водосбор располагается в пределах платформенной области равнинного Крыма. Геологическая структура относится к Скифской платформе. Северо-Сивашский прогиб формируют мощные толщи преимущественно карбонатных осадков мела и терригенных глинистых толщ майкопа (серия конца палеогена - начало неогена). Наиболее прогнутая часть прогиба вытянута широтно вдоль оси Каркинитского залива и залива Сиваша. Широко представлены эолово-делювиальные образования, в т.ч. лёссовидные супеси, серые, бурые и палевые суглинки и глины с карбонатными стяжениями и мелкокристаллическим гипсом. Залегают сплошным покровом, отличаются значительной пылеватостью, карбонатностью и загипсованностью, а также нередко присутствием легко водорастворимых солей. Общая мощность лёссовых эолово-делювиальных образований составляет 12 - 15 м, местами 20 - 30 м и более. Почвы - четвертичные, континентальные

лёссовидные глины, по мехсоставу -легкоглинистые, пылевато-иловатые [5]. Сборный коэффициент стока для таких почв составляет 0,40 [4]. По геоботаническому районированию водосбор относится к центральностепному с южным и северным подрайонами. Растительность степная: в верхней части водосбора - типчаково-ковылковые и разнотравно-типчаково-ковылковые степи, в средней и нижней частях водосбора - полынно-типчаково-ковылковые и полынно-житняковые степи [5]. Растительный покров подвержен воздействию человека. Большая часть земель (свыше 80%) до 1991 г. была распахана.

Долина реки неясно выражена, склоны долины пологие, дно ровное. Русло реки почти на всём протяжении канализировано, заросло различной водной растительностью, на некоторых участках зарастание составляет до 90%. Активному зарастанию способствую органические стоки.

Основным фактором годового стока являются осадки. Среднемноголетние осадки за период 2008 -2017 гг. по метеостанции г. Джанкой составили 469 мм. В равнинном Крыму осадки, в основном, идут на испарение, стекает лишь 1% от выпавших [5]. Коэффициент стока составляет 0,01. Суммарное испарение с поверхности суши - 408 мм/год [5].

Как и все реки равнинного Крыма р. Победная относится к неизученным рекам.

Характеристикой водности реки является норма годового стока, которая может быть выражена в виде среднегодового расхода воды, объёма годового стока, модуля годового стока и слоя годового стока. Для рек равнинного Крыма при отсутствии данных наблюдений модуль годового стока принимается 0,1 л/с км2 [5].

Расчётные величины годового стока представлены в табл. 1.

Таблица 1. Характеристики годового стока Table 1. Annual flow characteristics

Местоположение створа Площадь Модуль Средне- Объём Слой

водосбора, стока, годовой стока, стока,

км2 л/с км2 расход воды, м3/с млн. м3 мм

р. Победная (ГК-5) 366 0,1 0,0366 1,15 3

ГК-5-2 198 0,1 0,0198 0,624 3

Расходы воды в годы различной водности представлены в табл. 2.

Таблица 2.Расходы воды в годы различной водности, м3/с

Table 2. Water flow rates in years of different water content, m3/ s

Характеристика Водность года, %

р. Победная (ГК-5) ГК-5-2

1% 5% 50% 75% 95% 1% 5% 50% 75% 95%

Расходы, м3/с 0,168 0,110 0,025 0,011 0,002 0,091 0,059 0,014 0,006 0,001

Объёмы, млн. м3 5,30 3,46 0,799 0,332 0,059 2,87 1,87 0,43 0,18 0,032

Коэффициент вариации годового стока (Су) для водотоков равнинного Крыма составляет 1,0; коэффициент асимметрии годового стока: Сs = 2 Су [5].

Реки равнинного Крыма являются периодическими водотоками, поэтому не только в маловодные, но и в средние и даже многоводные по

водности годы во время летне-осенней межени сток практически отсутствует. В маловодные годы стока вообще нет.

Типовая схема внутригодового распределения стока (в %) для периодических водотоков равнинного Крыма [5] представлена в табл. 3.

Таблица 3. Типовая схема внутригодового распределения стока, %

Table 3. The typical pattern of intra-annual distribution of runoff, %

Р,% Месяцы Год

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1,5 2,3 7 81 4 2,5 1,5 0,5 0,5 0 0 0 0,7 100

50 4 10 73 5 4,5 2,5 0 0 0 0 0 1 100

75 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100

95 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 100

Р, % Месяцы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

р. Победная

1 0,046 0,141 1,63 0,081 0,050 0,030 0,010 0,010 0 0 0 0,014

5 0,03 0,09 1,07 0,053 0,033 0,0198 0,0066 0,0066 0 0 0 0,009

50 0,045 0,112 0,815 0,056 0,05 0,028 0 0 0 0 0 0,011

75 0 0 0,288 0 0 0 0 0 0 0 0 0

95 0 0 0 0 0 0 0,051 0 0 0 0 0

ГК-5-2

1 0,025 0,076 0,884 0,044 0,027 0,016 0,005 0,005 0 0 0 0,008

5 0,016 0,05 0,573 0,028 0,018 0,011 0,0035 0,0035 0 0 0 0,005

50 0,0067 0,0168 0,123 0,008 0,008 0,004 0 0 0 0 0 0,0017

75 0 0 0,006 0 0 0 0 0 0 0 0 0

95 0 0 0 0 0 0 0,001 0 0 0 0 0

Таблица 5. Максимальные расходы и объёмы паводков различной обеспеченности

Table 5. Maximum water flow rates and volumes of floods of different security

Максимальные расходы, м3/с Объёмы паводков, млн. м3

1% 2% 5% 10% 25% 1% 2% 5% 10% 25%

р. Победная (ГК-5)

127 95,5 63,7 43,3 12,7 22,0 16,5 11,0 5,60 2,20

ГК-5-2

35,6 26,7 17,8 12,1 3,56 11,9 8,91 5,94 3,03 1,19

Распределение годового стока по месяцам в годы разной водности представлено в табл. 4.

Таблица 4. Среднемесячные расходы воды, м3/с

Table 4. Average monthly water flow rates, m3/ s

Характерной особенностью рек Крыма является их паводочный режим. Формирование выдающихся паводков происходит за счёт выпадения жидких осадков, непродолжительных, но интенсивных. Продолжительность стояния высоких уровней незначительна из-за кратковременности ливневых паводков.

Для рек Крыма при расчётах максимальных расходов воды при отсутствии данных наблюдений рекомендуется формула предельной интенсивности [4], в которой используются гидрографические характеристики реки и водосбора, данные по осадкам 1 -ой % обеспеченности, сборный коэффициент стока, а также гидравлические параметры, характеризующие состояние и шероховатость русла и поверхность склонов. Для русел периодически пересыхающих водотоков (сухих логов): m = 0,33; шр = 11 м/мин.; поверхность склонов такыровидных равнин с густым травяным покровом Шскл = 0,25 [4].

Рассчитанные максимальные расходы воды и объёмы паводков приведены в табл. 5.

Минимальные расходы воды за 30 дней в год Р = 95% составляют 0,000 м3/с, т.к. на реке наблюдается пересыхание ежегодно в течение нескольких месяцев. Сток по рекам равнинного Крыма проходит только в холодный период года (табл.3) [5].

Величина твёрдого стока в равнинной части Крыма определяется в большей степени ветровой эрозией. Случаются пыльные бури, во время которых происходит выдувание почвы. Слой почвы откладывается в балках и понижениях рельефа, вблизи лесополос и построек. На формирование твёрдого стока оказывают влияние и русловые процессы. Изменение гидравлических

характеристик русел создаёт благоприятные условия для аккумуляции или размыва. Внутригодовое распределение стока наносов неравномерно. Наибольшее их количество в феврале, марте или апреле (15 - 25%). Наименьшее количество твёрдого стока наблюдается в сентябре -октябре, когда отсутствует жидкий сток. Наносы приводят к заиливанию водотоков. Наблюдения за мутностью на водотоках равнинного Крыма не проводились, проводились. Средний модуль смыва с водосбора согласно [5] составляет 105 т/год км2.

Формирование стока р. Победная (ГК-5) зависит от поступления вод с площадного и

сельского дренажей и сбросов. Объём воды у с. Болотное (устье реки) за период 1990 - 2002 гг., в среднем, составлял 21,7 млн.м3; за период 2014 -2017 гг. - 9,4 млн.м3. Видно, что эти объёмы уменьшились, но всё равно намного выше естественного стока реки (см. табл. 2), который даже в многоводный год Р-1% значительно ниже.

В р. Победную по ГК-5 попадают сточные воды, которые сначала поступают в ГК-5-2. Так АО «Дружба Народов Нова» в 2011-2017 гг., в среднем, сбрасывали 570 тыс. м3; а КП «Красногвардейское ПУВЖКХ» в 2009 - 2017 гг. -309 тыс.м3. Предполагалось, что стоки будут разбавляться дренажными водами сёл Видное и Щербаково, поступающими в ГК-5-1 и ГК-5-2. Но с уменьшением орошаемых площадей их объёмы также снижались. Объёмы сбросов дренажных вод (тыс.м3) сёл Видное и Щербаково за 1990 - 2013 гг. показаны на рис. 1.

Видно, что в начале 1990-х гг. сбросы составляли свыше 400 тыс.м3; в конце 1990-х -начале 2000-х - порядка 200 тыс.м3; после 2004 г. -менее 100 тыс.м3; в 2013 г. - 31,6 тыс.м3.

В 2014 г. в связи с прекращением подачи воды по Северо-Крымскому каналу и понижением уровня грунтовых вод дренажные воды сёл Видное и Щербаково вообще перестали поступать в ГК-5-1 и ГК-5-2.

Однако в ГК-5-2 продолжает осуществляться сброс сточных вод канализационных очистных сооружений АО «Дружба Народов Нова» и неочищенных стоков КП «Красногвардейское ПУВЖКХ» пгт Красногвардейское (очистные сооружения в пгт Красногвардейское отсутствуют). Объёмы сбросов в ГК-5-2 за 2014 - 2017 гг. представлены в табл. 6.

Следует отметить, что объёмы сбросов остаются практически постоянными. А сброс дренажных вод из сёл Видное и Щербаково уменьшился, в среднем, до 5,12 тыс.м3/год, т.е. составляет 0,58% в общем сбросе АО «ДРУЖБА НАРОДОВ НОВА» и КП «Красногвардейское ПУВЖКХ» (от среднего значения - 886,1 тыс.м3). Годовой сток, который формируется на водосборном бассейне ГК-5-2, в средний по водности год - 430 тыс. м3, а в маловодный год - 32 тыс. м3, что составляет от сброса сточных вод, соответственно, 50% и 4%.

717

II

■ I

Рис 1. Сбросы дренажных вод (тыс.м3) сёл Видное и Щербаково за 1990 - 2013 гг.

Fig. 1. Discharges of drainage water (thousand m3) villages Vidnoe and Shcherbakovo

for 1990 - 2013years

Таблица 6. Объёмы сбросов в ГК-5-2

Table 6. Volumes of wastewater discharges in GC-5-2

№ пп Год Сбросы, тыс.мЗ Сброшено всего, тыс. м3 Примечание

АО «ДН Н» ПУВЖКХ Видное Щербаково

1 2014 647,94 317,8 4,726 0 970,466

2 2015 599,908 339,25 3,936 0 943,094

3 2016 516,57 298,1 8,675 0 823,345

4 2017 524,813 (300) 3,149 0 827,962 данные по ЖКХ имеются за VIII-XII: 184,93 тыс. м3

В среднем 572,31 313,79 5,12 0 891,42

В сумме 886,1 5,12

К сожалению, на протяжении многих лет в пгт Красногвардейское существует проблема с отводом и очисткой канализационных стоков, т.к. в посёлке отсутствуют канализационные очистные

сооружения. Когда-то их начинали строить. В память о долгострое остались два пруда-накопителя, которые уже поросли даже кустарниками. Один из таких прудов-накопителей представлен на рис. 3.

Рис.2. Пруд-накопитель недостроенных канализационных очистных сооружений

пгт Красногвардейское

Fig. 2. Pond-storage of unfinished sewage treatment facilities PGT Krasnogvardejskoe

Рис. 3. Русло ГК-5-2 Fig. 2. Channel GC-5-2

Русло ГК-5-2 имеет трапециевидную форму с крутыми бортами (до 60°), ширина по дну составляет 5- 6 м. Русло заросшее и заиленное. Толщина ила от 0,05 до 0,7 м. На рис. 3 представлен участок ГК-5-2 в месте сброса сточных вод.

По сути дела, в настоящее время ГК-5-2 стал открытой сточной канавой. В связи с этим для населения сёл Джанкойского района, расположенных ниже по течению создаётся опасная санитарно-эпидемиологическая обстановка.

ВЫВОДЫ

1. Среди рек Крыма маловодные реки его равнинной части и Керченского полуострова являются самыми неизученными.

2. Русла рек равнинного Крыма и Керченского полуострова после прихода днепровской воды по Северо-Крымскому каналу спрямляли, углубляли и использовали в качестве коллекторов.

3. Река Победная является частью коллектора ГК-5, который собирал дренажную воду сёл Видное и Щербаково Красногвардейского района. Эта вода разбавляла сточные воды, которые сбрасывали в одно из его ответвлений (ГК-5-2).

4. В связи с отсутствием воды в Красногвардейской ветке Северо-Крымского канала дренажные воды за последние четыре года оставляют менее 1% в объёмах сточных вод, которые сбрасывают АО «ДРУЖБА НАРОДОВ НОВА» и КП «Красногвардейское ПУВЖКХ».

5. Необходимо проведение гидрографических и гидрологических работ для рек равнинного Крыма и Керченского полуострова, в первую очередь тех, которые выполняли роль коллекторов, чтобы выявить их современное состояние.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ресурсы поверхностных вод СССР. Гидрологическая изученность. - Т.6. - Украина и Молдавия. - Вып. 3. - Крым. - Л.ГМИ, 1964. - 127 с.

2. Поверхностные водные объекты Крыма. Управление и использование водных ресурсов. Справочник / Сост. А.А. Лисовский, В.А. Новик, З.В. Тимченко, У.А. Губская. - Симферополь: КРП «Изд-во «Крымучпедгиз», 2011. - 242 с.

3. Тимченко З.В. Гидрография и гидрология рек Крыма / З.В. Тимченко. - Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2012. - 290 с.

4. СП 33-101-2003 Определение основных расчётных гидрологических характеристик. - М., 2004.

5. Ресурсы поверхностных вод СССР. - Т.6. -Украина и Молдавия. - Вып. 4. Крым. - Л.: ГМИ, 1966. - 344 с.

REFERENCE

1. Surface water resources of the USSR. Hydrological study. - Vol. 6 - Ukraine and Moldova. -

Vol.3 - Crimea. - Leningrad: GMI, 1964. - 127

р.

2. Surface water bodies of the Crimea. Management and use of water resources: Handbook / Ed. А.А. Lisowski, V.A. Novik, Z.V. Timchenko, U.A. Gubskaya. - Simferopol, 2011. - 242 p.

3. Timchenko Z. V. Hydrography and hydrology of the rivers of Crimea / Z. V. Timchenko. - Simferopol, ARIAL, 2012. - 290 p.

4. Body of rules. Determination of the basic design hydrological characteristics.- M., 2004.

5. Surface water resources of the USSR. - Vol. 6 - Ukraine and Moldova. - Vol.3 - Crimea. - Leningrad: GMI, 1966. - 344 p.

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ ПОБЕДНАЯ (ГЛАВНОГО КОЛЛЕКТОРА №5) ANALYSIS OF THE CURRENT STATE OF THE POBEDNAYA RIVER (THE GENERAL COLLECTOR № 5) Tymchenko Z.V.

Summary. The subject of the study is the current state of the Pobednaya river. The general collector № 5 was laid along the riverbed. Similar works were carried out on the rivers of plain Crimea and Kerch Peninsula. Materials for this study was field survey and observation data Dzhankoysky hydro-geological-irrigation batch of GBU RK "CHGME". Methods of research is the systematization of observations and their statistical processing, methods of hydrological calculations. Calculations were made to determine the hydrological characteristics of the Pobednaya river. The volumes of discharges and drainage waters before and after the Dnieper water supply through the North Crimean canal are analyzed. It is shown that at present the river flow is determined by wastewater discharges.

Key word: Pobednaya river, river flow, collector, drainage water, waste water