Для характеристики Волжского водоисточника наибольшее значение имеет гидрологический режим Иваньковского приплотинного плеса, из которого происходит забор воды в канал им. Москвы для ее подачи в водохранилища водораздельного бьефа.
По химическому составу воды Иваньковского плеса маломинерализованы и относятся к гидрокарбонатно-кальциевому типу. У водозабора в канал величина минерализации воды колеблется в течение года в пределах 185–375 мг/л. Главная гидрохимическая особенность Иваньковского водохранилища, во многом определяющая серьезные проблемы качества воды Волжского водоисточника, – высокое содержание органических веществ в воде, обусловленное формированием состава вод на заболоченном водосборе Верхней Волги. В водохранилище задерживаются в основном воды второй половины весеннего половодья, отличающиеся высоким содержанием растворенных органических соединений, поскольку в это время большой удельный вес принадлежит стоку с лесных и заболоченных водосборов. Сезонный ход цветности в притоках Иваньковского водохранилища и в его верховьях идентичен: после весеннего максимума цветности, обусловленного смывом органических веществ с поверхности почвы водами половодья, цветность плавно понижается к летне-осеннему периоду, достигая минимума зимой. При значительных различиях абсолютных значений цветности в р. Волга и р. Тверца режим внутригодовых изменений содержания органических веществ (ОВ) в этих реках в целом одинаков. Изменчивость цветности, наоборот, минимальна весной, а максимальна в начале осени. Ежегодно, в начале весны условия формирования ОВ природных вод примерно одинаковы, отсюда и минимальная вариабельность их значений. Но в начале осени цветность и окисляемость речных вод зависят от сильно изменчивых гидрометеорологических ситуаций и от состояния увлажненности почв бассейна, что приводит к заметному возрастанию коэффициента вариации значений цветности в реках. Это обстоятельство существенно усложняет прогнозирование цветности в наиболее неблагоприятный (с точки зрения технологии обработки воды на водопроводных станциях) зимний период. Высокоцветные осенние речные воды достигают канала им. Москвы только зимой и в этот период вероятность значительного превышения нормативных 20 град. Pt–Co шкалы цветности существенно выше, чем весной и летом. В среднем цветность воды в Иваньковском плесе весной составляет 80 град., летом – 65 град., осенью – 50 град., зимой – 30 град.
В составе ОВ преобладают в основном гуминовые соединения. Перманганатная окисляемость весной и летом колеблется в пределах 14–19 мг О/л, осенью – 10–16 мг О/л, зимой – 8–9 мг О/л. Бихроматная окисляемость составляет в среднем 36,5 мг О/л, достигая летом значений до 62 мг О/л [233].
Величина БПК5 обычно не превышает 2–3 мг О/л и только в периоды массового развития фитопланктона она может достигать 4–7 мг О/л [232]. Прозрачность воды в плесе в течение всего безледного периода близка к 1 м. Отсутствие отстойного эффекта в нижнем участке водохранилища обусловлено не только относительно высокой проточностью, но и частым взмучиванием донных отложений при ветровых волнениях, а также развитием планктонных организмов [234].
В вегетационный период среднее содержание растворенного в воде кислорода колеблется в пределах 7–9 мг/л (75–88% насыщения). В период летней стагнации в Иваньковском плесе содержание кислорода в придонных слоях может понижаться до значений < 1 мг/л, тогда как в поверхностном 2–4–метровом слое может наблюдаться пересыщение воды кислородом из-за процесса фотосинтеза. Периоды кислородной стратификации обычно непродолжительны. Показатель концентрации водородных ионов (рН) свидетельствует о нейтральной или слабощелочной реакции среды. Величина рН в плесе достаточно устойчива, колеблется в пределах 7,4–7,9. Летом в поверхностных горизонтах при штилевой погоде она может возрастать до 8,2–8,8, а зимой может опускаться до 7,1 [223].
Содержание биогенных элементов (железо, кремний, азот, фосфор) в воде плеса в значительной мере определяется составом воды весеннего половодья, составом и объемом сточных вод, а также внутриводоемными процессами. Содержание общего железа в Иваньковском плесе зимой составляет около 0,2 мг Fe/л, в весенне-летний период она возрастает в 2–3 раза. Концентрации кремния в водах плеса максимальны зимой – 5–6 мг Si/л и минимальны в вегетационный период – 0,5–2,0 мг Si/л. Наибольшие концентрации минерального и общего азота наблюдаются в зимнюю межень (соответственно, 0,2–0,8 и 1,5–2,8 мг N/л), а минимальные – летом и осенью (0,07–0,23 и 0,88–1,12 мг N/л). Содержание общего и минерального фосфора в воде плеса также изменяется по сезонам. Средние максимальные значения фосфатов отмечены в зимний период – до 0,09 мг Р/л [232].
Иваньковское водохранилище относят к мезотрофно‑эвтрофным водоемам. Средняя численность бактерий в Иваньковском плесе составляет 2,3 млн/мл, количество сапрофитных бактерий не превышает 300 кл/мл. Для фитопланктона водохранилища характерно высокое видовое разнообразие (диатомовые, зеленые, пирофитовые, синезеленые), причем многочисленные формы развиваются в равных или не резко различающихся соотношениях. Кривая развития биомассы фитопланктона обычно имеет один максимум в июле–августе. В весенний и осенний сезоны доминируют диатомовые при значительном участии зеленых, пирофитовых и эвгленовых водорослей. Средняя за вегетационный сезон биомасса фитопланктона составляет 5–8 г/м3, наибольшая средневзвешенная биомасса (до 12 г/м3) зафиксирована в жарком 1972 г. в верхней части Иваньковского плеса. Зоопланктон этого плеса характеризуется массовым развитием ракообразных, биомасса которых весной достигает 5–6 г/м3, что снижает биомассу весеннего фитопланктона, летом до 2–3 г/м3, осенью – менее 1 г/м3.
Забор волжской воды в канал имени Москвы (схема приведена на рисунке 10) происходит из приплотинного плеса Иваньковского водохранилища, на правом берегу которого с восточной стороны плотины гидроузла расположен аванпорт, ограждающие дамбы и однокамерный шлюз № 1 гидроузла. От аванпорта канал проходит 14 км исключительно в насыпях и вода идет по нему самотеком до шлюза № 2. Здесь вода поднимается насосами на высоту 6 м и идет дальше по каналу длиной 45 км частью в насыпях, частью в выемках до шлюза № 3, насосы которого поднимают воду еще на 8 м. Расстояние между шлюзом № 3 и шлюзом № 4 длиной 4 км вода проходит в полувыемке-полунасыпи. На этом участке канала находятся два водосброса: один для сброса воды в канал из небольшого Яхромского водохранилища, другой для сброса воды из канала в р. Яхрома, причем водосброс из канала расположен на 1 км ниже водосброса из Яхромского водохранилища в канал. Начиная от шлюза № 4, который поднимает воду на 8 м, канал пересекает водораздел между реками Яхромой и Икшей и проходит более 7 км в глубоких выемках. Шлюз № 5 поднимет воду еще на 8 м. Следующие 2 км канала – последние на пути к водораздельному бьефу. Шлюз № 6 поднимет воду еще на 8 м в водораздельный участок канала и Икшинское водохранилище.

Рисунок 10 – Схема канала имени Москвы [235]
Водораздельный бьеф канала (схема приведена на рисунке 11) представляет собой единый водоем площадью 60,8 км2 и объемом 348,7 млн. м3, огражденный шестью плотинами: Икшинской – с севера, Пестовской, Пяловской, Акуловской и Пироговской – с востока, Химкинской – с юга. Эти плотины создают цепь водохранилищ, объединенных участками канала.
Икшинское водохранилище соединяется с Пестовским водохранилищем участком канала длиной 2 км, проходящим в илистых торфянистых грунтах.
Учинское водохранилище, предназначенное только для водоснабжения столицы, создают Акуловская, Пестовская и Пяловская плотины. В нем происходит природное самоочищение воды: волжская вода отстаивается, освобождается от части содержащихся в ней органических и минеральных веществ. Из водохранилища она по специальному каналу подается на Восточную водопроводную станцию. Участок канала длиной свыше 2 км между Пестовским и Пяловским водохранилищами режет Пестовский бугор и проходит в глубокой песчано-гравелистой выемке. Водораздел между Пяловским и Клязьминским водохранилищами прорезает участок канала длиной 9 км. Из отстойной Пироговской части Клязьминского водохранилища вода подается на Северную водопроводную станцию (СВС). Клязьминское водохранилище соединяется с последним водоемом водораздельного бьефа – Химкинским водохранилищем 10‑километровым участком канала, проходящим в самой глубокой (22,5 м) на канале выемке.
Спуск волжской воды из водораздельного бьефа в р. Москву происходит по 4‑километровому участку канала, на котором имеется 2 шлюза (№ 7 и № 8), опускающих воду на 36 м, и по специальному отводному каналу, берущему начало у шлюза № 7 и подающему воду к Сходненской ГЭС.

Рисунок 11 – Водохранилища водораздельного бьефа канала им. Москвы [236]
В отличие от гидрологического режима долинных водохранилищ, зависящего от физико-географических свойств водосбора, морфологических особенностей водоема и воздействия на него гидротехнических мероприятий, режим водохранилищ водораздельного бьефа практически полностью определяется перекачкой по каналу волжской воды из Иваньковского водохранилища. А она зависит от интенсивности ее потребления на нужды водоснабжения г. Москвы, судоходства и обводнение рек.
Главная гидродинамическая особенность водохранилищ водораздельного бьефа заключается в том, что почти во всех них, за исключением небольшого транзитного Икшинского, основной поток вод пересекает долины рек, послуживших ложем этих водохранилищ. Кроме того, в Пяловском и Пестовском водохранилищах имеются относительно обособленные заливы (Аксаковский и Тишковской). Таким образом, каждое из этих водохранилищ имеет свои отличительные черты, определяющие гидродинамические особенности перемещения вод в них:
- в Икшинском и Пестовском водохранилищах в верхней части долины приток обеспечивается перекачкой воды из канала им. Москвы;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |


