Инженерно-геологическое обоснование работ по очистке и дноуглублению Яхромского водохранилища Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

----------------------------------------- © Ю.П. Горбатов, В.С. Зайцев

2010

УДК 532

Ю.П. Горбатов, В. С. Зайцев

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТ ПО ОЧИСТКЕ И ДНОУГЛУБЛЕНИЮ ЯХРОМСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Составлен проект дноуглубления участка Яхромского водохранилища методом гидромеханизации. Выработанный грунт предусматривается намывать во временные гидроотвалы с последующим использованием их для засыпки оврагов, подсыпки территорий и других целей.

Ключевые слова: водохранилище, аллювиальные отложения, геологическое строение, гидроотвал.

Семинар № 1

ШШхромское водохранилище создано при строительстве канала им. Москвы в 1937 г. Трасса канала пересекла русло р. Яхромы в районе поселка Деденево (Дмитровский район, Московской области) и после перекрытия русла плотиной образовалось водохранилище, представляющее собой озеровидный бьеф протяженностью при нормальном подпорном уровне (НПУ) около 1.8 км с максимальной шириной 0.7 км. Уровен-ный режим водохранилища регулируется водосбросом № 52, расположенном в нижнем бьефе шлюза № 4 на 103,7 км судоходного канала им. Москвы и предназначенном для пропуска расходов р. Верхняя Яхрома в канал между шлюзами № 3 и № 4. Для сброса избыточных расходов воды р. Верхней Яхромы из бьефа канала между шлюзами № 3 и № 4 в р. Нижнюю Яхрому предназначен водосброс № 51, расположенный на 106,0 км канала.

Рассматриваемый участок р. Верхней Яхромы (далее Яхрома) расположен непосредственно выше по течению озеровидного бьефа от створа, где река при уровнях воды на отметке НПУ входит в 282

свои пойменные берега до автодорожного моста через реку на автодороге Деде-нево-Иль-инское. Протяженность этого участка по тальвегу 3,4 км. Ширина русла по зеркалу при НПУ на участке от 10 до 25 м. Глубина русла по тальвегу колеблется от 1,0 до 2,0 м. Пойма покрыта, в основном, луговой растительностью, местами заболочена, име-ет отметки 140-142 м БС. Коренные берега возвышаются над поверхностью поймы на 40-60 м.

Климат района умеренно-континентальный с холодной зимой и умереннотеплым летом. Климатические характеристики приняты по метеостанции г. Дмитров. Сумма зимних осадков 181 мм, летних - 411 мм; коэффициент вариации годовой суммы осадков 0,16; коэффициент асимметрии 0,2; коэффициент увлажнения 1,4.

На основании климатических характеристик определены параметры годового стока р. Яхромы, значения среднего многолетнего стока получены путем совместного решения уравнения водного баланса участка суши и уравнения теп-

лового баланса земной поверхности. Полный суммарный сток равен 216 мм или 6,83 л/с км2. Потери воды на инфильтрацию определены по методу В.Ф. Жабина и составляют 71 мм или 2,25 л/с км2. Чисто поверхностный сток равен 145 мм. Подземный сток за период наблюдений был равен 57 мм (установлен по февральскому стоку). Средний годовой сток р. Яхромы у водовыпуска № 52 равен 202 мм или 6,40 л/с км2 или 1.47 м3/с.

Бассейн р. Яхрома расположен в Ш1 эрозионном подрайоне. Модуль твердого стока равен 5,0-30 т/км2 год. Мутность реки лежит в пределах 100-240 г/м3. Средний для района эрозионный коэффициент А т/км2 год на 1 % уклона водосбора равен 1,2. Средний уклон водосбора равен 24 %. Г одовой сток твердых наносов составляет 6624 т/год, а средняя многолетняя мутность 140 г/м3, полученное значение мутности включает взвешенные и влекомые наносы. Поверочный расчет показал, что при площади водохранилища 185000 м2 и средней глубине 4,0 м, за 100 лет эксплуатации будет заилено 32 % объема водохранилища.

В геологическом строении участка, в пределах глубины исследований, принимают участие современные ^ГУ) и верхнечетвертичные ^Ш) отложения. Современные четвертичные отложения представлены насыпными грунтами (НУ), пойменным и русловым аллювием (а1У).

Насыпные грунты (НУ) представлены суглинками темно-коричневыми, мягкопластичными с включением мелкого щебня; эти грунты встречены одной скважиной - № 12-06, расположенной на правом берегу реки Яхромы на водораздельной поверхности.

Современные аллювиальные отложения (аГУ) слагают пойму реки Яхромы. Суммарная мощность отложений по данным различных источников составляет не менее 20 м. Лигологический разрез поймы имеет четкое двухъярусное строение, характерное для поймы: верхняя часть - пойменная фация, представленная глинистыми грунтами, нижняя часть - русловая фация, в основном песчаного состава.

Пойменная фация, мощностью от 2.9 до 8.3 м, представлена глинами, суглинками и супесями с прослоями торфов и илов, а местами и слоями торфов и илов.

Глины и суглинки серые, светло- и темно-серые, реже буровато- и сероватокоричневые, местами оторфованные и опесчаненные, текуче- мягко- и тугопластичной консистенции. Торф бурый, черный, в основном среднеразложившийся, влажный и водонасыщенный. Ил серо-коричне-вый, местами темно-серый и серый, текучий, с примесью органики.

Русловая фация аллювия представлена песками мелкими, крупными и гравелистыми, серыми и желтовато-серыми, водонасыщенными, средней плотности и плотными. Местами в толще песков залегают прослои суглинков и глин мощностью от 0.5 до 2.7 м.

Современные верхнечетвертичные пролювиально-делювиальные отложения (р<іІІІ-ГУ) покрывают склоны долины реки и водоразделы. Вскрытая мощность этих отложений в пределах исследуемой площадки составляет 3,9-8,5 м. Представлены они суглинками светло- и буроватокоричневыми, туго- реже мягкопластичными, а также супесями пластичными.

Под покровными залегают верхнечетвертичные флювиогляциальные отложения (АП), представленные песками мелкими, желтовато- и светло-корич-

невыми, маловлажными. Вскрытая мощность этих отложений - от 1,8 до 4,6 м.

В бортовых частях долины под верхнечетвертичными флювиогляциальны-ми отложениями (АП) залегают ледниковые отложения днепровской морены ^ГЫ). Ледниковые отложения представлены суглинками красно-коричневыми полутвердой и твердой консистенции с редкими включениями обломочного материала в виде щебня и гальки).

Под ледниковыми отложениями встречены черные глины альбского яруса нижнего мела. Верхняя часть этого яруса сложена черными пылеватыми «парамоновскими» глинами.

Водоносный горизонт, приуроченный к аллювиальным отложениям поймы имеет гидравлическую связь с рекой Яхромой и является безнапорным. Водовмещающими породами являются пески различной крупности, представляющие русловую фацию. Благодаря наличию в кровле водовмещающих песков глинистой пойменной фации, водоносный горизонт может обладать местным напором. По данным наблюдений местный напор меняется от 0,75 м до 8,66 м. Глубина залегания статического уровня меняется от 0,2 м до 2,1 м. В скважинах на вершинах ледниковых песчаных холмов подземные воды до глубины исследования не встречены.

По гидрохимическому типу вода -гидрокарбонатная кальциевая, по минерализации - пресная (сухой остаток меняется от 0,36 до 0,48 г/л). Вода обладает слабощелочной реакцией (значения рН изменяются от 7,9 до 8,1). Это может быть связано с карбонатной составляю-

щей в составе илов и суглинков. Значения общей

жесткости воды меняются от 5,6 до 7,2 мг-экв/л, карбонатной - от 5,8 до 8,3 мг-экв/л. По величине общей жесткости вода в пределах участка меняется от умеренно-жесткой (5,6 мг-экв/л и 5,8 мг-экв/л) до жесткой (7,2 мг-экв/л). Высокое значение жесткости, по-видимому, обусловлено наличием прослоев торфа в районе скважины № 13-06.

В соответствии со СНиП 2,03.11-85 грунтовые воды по содержанию агрессивной углекислоты слабоагрессивны по отношению к бетону марки по водонепроницаемости

По результатам изысканий построена карта гидроизогипс аллювиального водоносного горизонта. Поток грунтовых вод на обеих сторонах реки направлен в сторону ее русла, куда и осуществляется их разгрузка. Величины уклонов потока грунтовых вод на этом участке невелики и изменяются в интервале 0,008-0,013. С учетом полученных значений величины коэффициента фильтрации для отложений пойменной фации аллювия будут меняться в диапазоне от 0,01 до 0,1 м/сут, т.е. ориентировочные значения скоростей фильтрации будут в 10-100 раз меньше значений уклонов потока грунтовых вод.

Результаты изыскательских работ использованы при составлении проекта дноуглубления участка Яхромского водохранилища методом гидромеханизации.

Выработанный грунт предусматривается намывать во временные гидроотвалы с последующим использованием их для засыпки оврагов, подсыпки территорий и

других целей.

---- Коротко об авторах ------------------------------------

Горбатов Ю.П. - Гидромехпроект,

Зайцев В.С. - Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, [email protected]