Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Корпачев В. П., Пережилин А. И., Андрияс А. А., Рябоконь Ю. И.,
3.2.2. Опасность дрейфа торфяных островов для эксплуатации гидроузлов
Физическая основа появления на поверхности водохранилища дрейфующих торфяных островов заключается в следующем. Всплывающая торфяная залежь в начальной стадии находится в закрепленном квазистационарном состоянии, так как своими подводными закраинами связано с основной площадью торфяного месторождения, оставшегося под водой (на дне или по берегам болота). Под давлением ветра, ударов волн (а на следующий год затопления и льда) от всплывающей и неподвижной торфяной площади отрываются отдельные участки - острова различных размеров, которые начинают дрейфовать по акватории водохранилища, смещаясь постепенно в сторону преобладающего направления ветра. Нередко торфяные острова дрейфуют в полупогруженном состоянии к створу гидроузла, где создают опасные помехи нормальной эксплуатации гидроэлектростанции. Так, например [17], в 1954 г. на одной из ГЭС приплывший торфяной остров перекрыл подводящий канал и привел к полной остановке станции. Осенью 1962 г. на той же ГЭС торфяной остров площадью около 0,5 га подплыл к запани и тем самым создал на ней перепад, а подносимые течением куски торфа забили сороудерживающие решетки; выработка на ГЭС снизилась на 80 %. На ликвидацию аварии было потрачено 2500 чел.-ч, из аванкамер было изъято и вывезено 150 трехтонных самосвалов торфа.Дрейфующие острова могут оказывать дополнительные сложности и при эксплуатации портов, водозаборов, самого судоходства на различных участках водохранилища. Поэтому ту или иную часть акватории водохранилища, в которой могут создаться опасные явления, вызываемые дрейфом торфяных островов, принято называть «опасной зоной».
Методикой прогнозов всплывания торфа на водохранилищах [18] рассматривается, в основном, два случая выявления, регистрации и принятия мер по локализации таких «опасных зон».
Первый случай: «опасная зона» ограничена минимально допустимым расстоянием от плотины, которое дрейфующий торфяной остров может покрывать при штормовом ветре (15 м/с и более), работающим непрерывно в одном опасном (в сторону плотины) направлении в течение одних суток. Для торфяных островов, покрытых кустарником, протяжение такой «опасной зоны» составляет 60 км.
Второй случай: «очень опасная зона» - это зона, ограничивающаяся расстоянием от плотины, равным длине траектории дрейфа торфяного острова, двигающегося при штормовом ветре (15 м/с и более), дующем в опасном направлении в течение 5 - 6 часов. Для торфяных дрейфующих островов с кустарником на поверхности такая траектория дрейфа в «очень опасной зоне» составляет от 15 до 17 км.
В практике организации защитных мероприятий важное значение имеют размеры мигрирующих торфяных островов, которые зависят от многообразных факторов (ветер, волна, ледоход и др.)
Рядом исследований была установлена зависимость размера дрейфующих торфяных островов от размера длины фронта и высоты волны [19]. Эта закономерность заключается в том, что ширина торфяного острова, оторвавшегося от подвижной торфяной сплавины волнением, составляет примерно половину длины волны, а длина такого острова соответствует фронту волны. Расчет длины волны рекомендуется выполнять по формуле В.Г. Андреянова
(3.6)
где λв - длина волны, м;
υв - скорость ветра над поверхностью воды, м/с;
D - наибольший разгон волны на глубокой воде соответствующего румба, км.
По данным наблюдений Горьковского отделения института Гипроторфоразведка в 1961 - 1965 гг., не более 5 - 10 % дрейфующих торфяных островов может покрыть расстояние от 80 до 100 км. Эта длина траектории дрейфа торфяного острова может считаться предельной [19].
С учетом принятой предельной величины дрейфа торфяных островов, можно предположить, что все очаги возникновения дрейфующих торфяных островов, расположенных на расстоянии более 100 км от створа ГЭСЮ не представляют опасности для ее работы.
Рельеф торфяных месторождений, извилистость долины реки, касание торфяных островов с выступающими мысами береговой полосы (засоренных большими валунами, а также древесно-кустарниковой растительностью, пнями и др.) способствуют интенсивному разрушению торфяных островов.