Причины их неудовлетворительного состояния.

Причины неудовлетворительного состояния рек-водоприемников бывают естественные [связаны с природой самой реки] и искусственные [зависят от деятельности человека].

Естественные причины – недостаточные, разные по форме и площади поперечные сечения русла, большая шероховатость русла, множество изгибов, обвалы берегов и заносы русла.

Искусственные причины – гидротехнические сооружения [мельницы, плотины, гидроэлектростанции, шлюзы], недостаточные размеры мостов и трубопереездов. [При недостаточных размерах поперечных сечений русло не пропускает расчетные расходы с необходимыми уровнями].

Большая шероховатость вследствие зарастания, засорения наносами, корягами уменьшает скорости течения и пропускную способность реки. Коэффициент шероховатости регулируемых рек – величина непостоянная, изменяющаяся в широких пределах. Наименьшее значение коэффициента шероховатости – весной [русло свободно от растительности], наибольшее – летом [русло зарастает]. Зарастание русла приводит к подъему уровней, выходу из берегов летних и осенних паводковых вод. Следовательно, при проверке пропускной способности рек на расходы летних паводков надо увеличивать коэффициент шероховатости и соответственно поперечные сечения русел.

В случае извилистости русла в плане и малых уклонов рек уменьшаются скорости течения, повышаются уровни воды в русле.

Неблагоприятные условия для самотечного осушения создаются при высоком положении рек-водоприемников относительно заболоченных земель.

Неудовлетворительное состояние рек-водоприемников приводит к резкому снижению скоростей течения и пропускной способности [в таких реках уровень воды стоит высоко], что вызывает подпор уровней впадающих в них каналов и закрытых коллекторов и вследствие этого подъем уровня грунтовых вод на прилегающих землях и заболачивание.

Методы регулирования.

Методы регулирования зависят от причин, вызывающих их неудовлетворительное состояние. Можно выделить следующие методы:

• устранение подпоров от сооружений;

• уменьшение шероховатости русла;

• увеличение размеров поперечного сечения русла;

• увеличение уклона реки;

• придание руслу равномерно изменяющегося и устойчивого поперечного и продольного профиля;

• регулирование стока водохранилищами;

• устройство параллельного русла [для разгрузки основного].

Действие подпора может распространяться на большое расстояние вследствие малых уклонов рек. Следует устранять подпоры от остатков мелких ГТС. Мосты и трубопереезды, имеющие недостаточную пропускную способность, нужно перестраивать. Если подпоры от сооружений ликвидировать нельзя, то целесообразно переходить на механический водоподъем.

Уменьшение шероховатости является одним из важнейших методов регулирования и эксплуатации водоприемников. Для предупреждения зарастания русла скорость течения воды в вегетационный период должна быть не менее 0,4 м/с [практически это трудно осуществить]. Русло можно защищать от зарастания посадкой древесной и кустарниковой растительностью по одному из берегов, чтобы не мешать эксплуатации и ремонту водоприемника. Большой эффект дают травоядные рыбы [белый амур, белый и пестрый толстолобик]. При эксплуатации каналов также применяют химические средства и машинную очистку. Наиболее эффективный и оправданный метод – машинная очистка. Предварительно русло очищают от пней, наносов, завалов деревьев, коряг с помощью экскаваторов и кранов.

Увеличение площади поперечного сечения русла повышает его водопропускную способность. Новое русло должно иметь устойчивое поперечное сечение [гидравлически выгодное или близкое к нему]. Необходимо учитывать, что ширину русла можно изменять в более широких пределах, чем глубину. Однако с увеличением только ширины русло становится менее гидравлически выгодными.

Множество разнообразных меандров равнинных рек протекающих в слабоустойчивых грунтах увеличивают путь движения воды и уменьшают общий уклон реки. По длине реки уклоны непостоянны [встречаются участки с обратным уклоном]. Уклон реки увеличивают за счет спрямления, уменьшения изгибов и длины русла, сокращения общей длины. Скорости течения при этом возрастают, площадь живого сечения уменьшается, снижаются уровни воды в реке и грунтовых вод.

Уменьшение расходов воды, поступающих в основное русло в паводки, достигается постройкой водохранилищ и прудов на реке, притоках и водосборе пропуском воды по оградительной сети или специально прорытому вдоль реки руслу (бифуркация).

Водохранилища и пруды на реках, притоках и водосборе значительно уменьшают сток и паводковые расходы, поступающие в основное русло, служат источником восполнения недостатков воды для увлажнения в вегетационный период.

Реку можно разгрузить оградительными каналами, соединенными в истоке и устье с рекой. Каналы перехватят воду притоков и сбросят ее в реку за пределами осушаемой территории. Паводковые воды потекут по руслу и оградительным каналам.

На режим реки значительное влияние оказывают:

• направление и глубина вспашки;

• посадки и порубки леса;

• осушительные работы по ускорению поверхностного стока или понижению уровня грунтовых вод;

• дороги;

• населенные пункты и т.д.

Регулирование русла, строительство водохранилищ, разгрузка реки оградительными каналами быстро изменяют сток и уменьшают продолжительность паводкового затопления, то вышеуказанные мероприятия действуют медленно, их влияние на расходы реки сказывается через многие годы и не всегда поддается учету.