Характеристика источников воздействия на водные объекты, в период проведения гидростроительных работ
Основные виды негативного воздействия на водную среду в период строительства и размещения гидротехнических объектов будут связаны с выполнением гидротехнических работ.
При гидростроительстве видами негативного воздействия на водные экосистемы будут:
- поступление в воду загрязняющих веществ из донных осадков при гидротехнических работах;
- увеличение содержания взвешенных веществ, поступающие при строительстве буны № 6, укреплении берегового откоса;
- шум, вибрация, интенсификация судоходства;
- отторжение морского дна под сооружения и объекты свайного типа.
При сооружении новой буны № 6, демонтаже старой буны № 6, укрепления берегового откоса на участке производства работ, отрицательному воздействию подвергнутся как подводная часть Черного моря, так и часть моря, осушенная. При этом будет иметь место мутьевое заиление участка моря.
При устройстве щебеночной пастели, каменной наброске, будет иметь место взмучивание водной массы в результате привнесения взвешенных мелкодисперсных веществ содержащихся в щебне, камнях и железобетонных конструкциях. Кроме того при протягивании вынутых демонтированных шпунтов и новых монтируемых свай по дну акватории под действием волн и течения, а также в результате вибрации при выдергивании шпунтов и забивке новых свай буны № 6 примеси, скопившиеся в донных отложениях, частично перейдут во взвешенное состояние. В результате работ образуется взвешенный мелкозернистый материал, при этом, часть перешедшего во взвесь грунта разносится водой Черного моря, приводя ее к замутнению.
Образовавшееся во время работ облако, загрязненное взвешенными веществами, дрейфует в соответствии с направлением и величиной скорости течений. Объем образующихся взвешенных веществ при проведении гидротехнических работ незначителен, поэтому поступающий объем морской воды приносимой течением из сопредельных акваторий быстро разбавит облако и по истечении времени образовавшаяся взвесь осядет. Результатом выпадения мелкодисперсных частиц взмытого грунта явится загрязнение воды и заиление дна моря.
Площадь повреждения дна якорями (за весь период строительства) будет равна Sяк = 3.21 м2 × 6 = 19,260 м2.
Кроме поражения дна якорями плавкранов возможен размыв морских грунтов от работы гребных винтов судов большого дедвейта. Площадь поражения дна (размыва морских грунтов) при движении судна от якорных стоянок до глубокой воды будет определяться шириной «коридора» и составит Sвинт = 10 м × 120 м = 1200 м2.
Площадь повреждения дна под демонтируемой буной № 6 (Sсвай1) равна 131,2 м2. На этой площади произойдет временное отторжение морского дна с последующим восстановлением, ущерб будет временным.
Площадь повреждения дна под монтируемой буной № 6 (без мутьевого заиления) составит Sсвай2 = 102 × 3,14 × 0,722 / 4 = 41,51 м2. Ущерб от гибели бентоса на этой площади будет постоянным и невозобновляемым
Площадь дна подверженная прямому механическому воздействию в зоне берегоукрепительных работ (Sпляж) составит 1833,1 м2.
Расчет площади заиления ведется по частицам грунта менее 0.05 мм, т. к. вынос их течением будет максимальным.
Площадь воздействия от забивки свай составляет 530,125 м2.
Площадь полного отторжения морского дна под свайное основание буны и под полностью засыпаемый пляж, составит в общем
Sпост = Sпляж + Sсвай2 = 41,510 + 1833,100 = 1874,610 м2.
На этой площади произойдет гибель всех бентосных форм без последующего восстановления численности.
На площади дна акватории, подверженной временному воздействию строительства восстановление бентосных организмов произойдет в течение трех лет
Sвpeм = S1 + S2 + Sсвай2 – Sсвай2 + Sяк + Sвинт = 512,400 + 17,725 + 131,200 – 41,150 + 19,260 + 1200 = 1839,435 м2.
По прогнозным оценкам, в толще воды в радиусе 1 м от вбиваемой сваи происходит 100% гибель планктона, численность которого восстанавливается в течение одного года.
Поскольку сваи устанавливаются вплотную к друг другу, площади воздействия будут перекрываться.
Для простоты расчетов, принимаем, что площадь воздействия при
установке свай равна площади подбунового пространства (рассчитывается как сумма площадей прямоугольников) и площадей полуокружностей радиусом 1 м по числу крайних свай (1 шт.).
V1 = L × H × h.
где h – средняя глубина при забивке свай, м/
Средняя глубина на этом участке составит (0,5 + 3,5) / 2 = 2,0 м.
V1 = 2,0 × 85,4 × 2,0 = 61,488 м3.
V2 = N × π × (r + 1)2 × h.
где h – глубина при забивке свай, м.
V2 = 1 × 3,14 × (0,72 / 2+1)2 / 2 × 3,5 = 10,164 м3.
Итого объем воздействия от забивки свай составляет 71,652 м3.
Расчет объема воды, который окажется подверженным отрицательному воздействию в результате переосаждения грунта определяется по формуле:
Vпереос = S × h.
где S – площадь дна подверженная воздействию, м2;
h – средняя глубина на участке работ, м.
Средняя глубина на участке производства работ составит (0,5 + 3,5) / 2 = 2,0 м, средняя скорость течения воды составляет – (0,06 + 0,14) / 2 = 0.1 м/с.
Расстояние, на которое произойдет перемещение частиц, определяется по формуле:
L = Vp × t,
где L – расстояние, на которое произойдет вынос взвешенных частиц, м;
Vp – скорость течения реки, м/с;
t – время выпадения частиц, с.
Время выпадения частиц рассчитывается по формуле:
t = Н / V,
где t – время оседания частиц грунта, с;
Н – глубина водоема, см;
V – выпадения частиц грунта, см/с.
Скорость выпадения частиц грунта по Стоксу при температуре 15-17°С составляет 2.042 мм/с или 0.2042 см/с.
t = 250 / 0.2042 = 1224,3 с.
Отсюда, расстояние, на которое произойдет перенос мутьевого «облака» будет равно:
L = 0.1 м/с × 1224,3 с = 122,4 м.
При этом, площадь мутьевого заиления будет складываться из двух величин – площадь от границы работ на длине 301,0 м и, участка с прямоугольной конфигурацией со сторонами 122,4 и 6 м.
Взмучивание потока произойдет по всей ширине фронта работ (В = 6 м). Факел мутьевого облака будет направлен по течению моря, мутьевое облако будет ограничиваться линией берега до точки выпадения взмытых частиц грунта (51 м) (до расстояния достаточного разбавления), на площади 734,4 м2, и при проведении отсыпки территории на расстояние В/2 м от берега по всему фронту работ, площадь мутьевого облака при отсыпке территории составит 903 м2. Общая площадь дна, на которой произойдет мутьевое заиление составит 5351,445 м2 (3714,045 + 734,4 + 903).
Объем воды, который окажется подверженным прямому отрицательному воздействию составит: 5352 × 2.0 + 71,652 = 10776,0 м3.
Объемы воды подверженные вредному воздействию на различных этапах строительства будут суммироваться, так как каждый раз прозрачность воды будет восстанавливаться за счет оседания взвешенных частиц и приноса воды из сопредельных акваторий, не подверженных вредному воздействию, под действием течений.
Анализ и обобщение данных позволяет сделать вывод о том, что наибольшее негативное воздействие на биосистемы произойдет от разрушения их среды обитания и изменения условий их существования (изъятие и заиление площадей речного дна, изменение гидрохимических параметров, таких как прозрачность, содержание взвеси и пр.).
Воздействие на качество водного объекта от строительства можно рассматривать, как обратимое, краткосрочное со степенью значимости от низкого до среднего.
При выполнении различных видов гидротехнических работ уровень и масштабы отрицательного воздействия на экосистемы будут существенно отличаться.
