Проблемы экологии при защите территорий от затопления

Защитные мероприятия неизбежно связаны с нарушением водного равновесия на территории бассейна реки, которое может распространиться и за ее пределы. Любой из рассмотренных методов защиты приводит в первую очередь к изменению естественных гидрологических и гидрогеологических условий. Это влечет за собой нарушение природных взаимосвязей и нередко приводит к негативным последствиям.

Строительство водооградительных сооружении вызывает зачастую повышенную переработку русла на нижележащих участках реки. Там интенсивней размываются берега и углубляется русло. Это связано с тем, что речной поток, выходя из искусственно созданных водооградительных «тисков», активней воздействует на русло реки. В результате в низовьях река превращается в мощнейшую дрену и при определенных условиях может произойти нежелательное понижение УГВ на заливных лугах пойменных террас, что приводит к снижению плодородности почв. Еще ниже по течению реки происходит отложение наносов.

Поэтому при проектировании водооградительных сооружений следует обязательно рассматривать вариант их размещения с отступом от бровки берегового откоса. Преимущество такого решения подтверждают и экономические расчеты, так как удаление сооружения в глубь поймы позволяет снизить их высоту и облегчить одежды креплений берегов.

Особенно ощутим первый фактор — изменение природного равновесия, вызванное строительством водохранилищ. Уже само создание их предусматривает затопление площадей долины реки, размеры которого зависят от объема водохранилища и особенностей рельефа речной долины. С этой точки зрения целесообразно на равнинных реках проектировать небольшие водохранилища и располагать их в малообжитых районах, а большие — в горных и полугорных местностях. Для уменьшения площади затопляемых участков следует обязательно максимально использовать для аккумуляции стока естественные понижения рельефа и существующие водоемы.

Еще один фактор — неблагоприятное воздействие, связанное с созданием водохранилищ — загрязнение поверхностных и подземных вод. Одно может быть вызвано тем, что территориально водохранилище соседствует с сельскохозяйственными землями, размещенными на участках речной долины. В водохранилище с полей вместе с поверхностными и грунтовыми водами попадают фосфорные и азотные удобрения. В результате в воде интенсивно развиваются микроскопические водоросли — фитопланктон, появление которых приводит к вторичному загрязнению водоема из-за создаваемого дефицита кислорода. Это, в свою очередь, ведет к гибели фауны. Если же водохранилище используют в качестве источника водоснабжения города, то в этих условиях возникает необходимость усложнения сооружений водоочистительных станций. Предотвращение загрязнения водохранилища связано с проведением профилактических фитои агромелиоративных мероприятий на прилегающих территориях, исключающих попадание поверхностных сточных вод в водоем и уменьшающих их фильтрацию в почву.

В процессе эксплуатации водохранилища резко изменяется естественный режим грунтовых вод на пойменных террасах, расположенных ниже регулирующего водоема. Это вызвано особенностями зарегулированного режима реки или ее притоков, на которых уровни воды повышаются в межень и снижаются в паводок или в половодье.

Ранее неподтапливаемые участки могут заболачиваться, а избыточно увлажненные, напротив,—осушаться. При инженерной подготовке пойменных территорий следует предусмотреть соответствующие мероприятия, так как изменения в гидрогеологическом режиме могут вызвать нежелательные изменения в естественных флоре и фауне, приспособленных к определенным природным условиям.

Создание водохранилищ приводит и к изменению условий развития процессов эрозии и аккумуляции наносов в затопленной части долины. С геологической точки зрения вновь созданные водохранилища формируют новый базис эрозии.

Водотоки в местах впадения в водохранилище зачастую из-за подпора уровней резко снижают скорость течения, водный поток теряет свою транспортирующую способность и происходит аккумуляция наносов в водохранилище. Масштабы заиления могут достигнуть таких размеров, что водохранилище практически перестанет отвечать своему назначению. В практике градостроительства известны такие примеры, когда в течение 10…15 лет эксплуатации крупных водохранилищ 95% их объема оказалось заполнено наносами. Речной поток, освобожденный в водохранилище от наносов, на участке ниже плотины, более интенсивно размывает русло, углубляя его порой на протяжении в десятки километров. В малых водохранилищах заиления, как правило, не происходит, так как взвешенные частицы относятся в нижний бьеф и осажаются в местах снижения скоростей потока.

Для уменьшения заиления больших водохранилищ и исключения переработки русла в нижнем бьефе проектируют специальные выправнтсльные сооружения (струенаправляющие дамбы, донные полузапруды), берегоукрепления и предусматривают агромелиоративные мероприятия в бассейне реки.

Берега водохранилищ могут подвергаться интенсивной переработке: размыву, подмыву, обрушению, оползневым сдвигам. Причиной тому являются суточные и сезонные колебания уровней, изменение устойчивости пород из-за обводнения, воздействие от ветра и проходящих судов.

В зависимости от особенностей эрозионных процессов и геологического строения участков на береговом склоне и прилегающей территории необходимо предусмотреть мероприятия лесомелиоративного характера. На тех участках берега, где невозможно предотвратить размыв только посадкой соответствующей растительности, следует определить параметры размыва берега, окончательный профиль его равновесия и предусмотреть специальную одежду. Если же переработка участка берега характеризуется оползневыми смещениями, то стабилизацию склона обеспечивают специальными приемами.

Крупные водохранилища с большой длиной береговой полосы, как правило, имеют участки, подверженные интенсивной переработке, на которых стабилизация склона не осуществлена по техническим причинам. Практика показала, что полное исключение переформирования берегов, к сожалению, оказывается невыполнимой задачей, поэтому при проектировании нужно более тщательно выбирать место для искусственного водохранилища, по возможности обеспечивая формирование береговой полосы устойчивыми, твердыми породами.

Следует отметить необходимость комплексной оценки особенностей естественного водного режима в пределах всего бассейна реки и обоснованное его прогнозирование после возведения защитных сооружений. Это позволит предусмотреть оптимальный комплекс профилактических мероприятий в зоне намечаемого размещения защитных сооружений.