Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

«Классификация водных объектов, устанавливаемая стандартом, обязательна для применения в доку­ментации всех видов, учебниках, учебных пособиях и справочной литературе по охране природы».

ГОСТ 17.1.1.02-77

Основной целью классификации является установление кате­горий и классов водотоков и водоемов, отражающих их природные особенности, для обеспечения наиболее эффективной разработки природоохранных мер в интересах охраны и рационального ис­пользования водных ресурсов.

Классификация водотоков и водоемов является составной ча­стью общей классификации объектов единого государственного водного фонда, включающей также ледники, подземные воды и мо­ря. Принципы и схема классификации разработаны А. М. Владими­ровым, на основе чего был создан Государственный стандарт «Ох­рана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов» [25].

В основу деления водотоков (река, канал, ручей, родник) и во­доемов (озеро, водохранилище, пруд) на классы и категории по­ложены режимные и морфометрические особенности рассматри­ваемых объектов. Критериями классификации служат типичные признаки, отражающие эти особенности и выражаемые набором характеристик, непосредственно определяющих условия формиро­вания количества и качества воды.

Каждая характеристика подразделяется на категории, показы­вающие различия в размерах объекта и условиях его режима, во­дообмена и др. Сочетание категорий данного признака показывает частные условия режима водного объекта и отражается разрядом.

Разряд позволяет определить подкласс и класс водотока, т. е. сумма соответствующих весовых индексов данной категории дает 30 .

разряд, а сумма разрядов — класс с подклассом. Наиболее неблаго­приятные условия формирования стока и качества воды могут на­блюдаться в подклассе А по сравнению с подклассом Б.

При классификации водотоков используются следующие ха­рактеристики: географическая зона, сезон года, период действия водотока, характер меженного периода (его продолжительность, устойчивость), наличие пересыхания, перемерзання или ледостава, площадь водосбора, расход воды, скорость течения, колебания уровня воды, температура воды. Эти характеристики в основном учитывают в количественной форме. Так, расход воды, скорость течения, температура воды и амплитуда колебания уровня вычис­ляются как средние многолетние характеристики за меженный пе­риод (или период низкого стока).

Для водотоков выделяется три класса и два подкласса в каж­дом классе. К классу I относятся большие и очень большие реки с большой водностью. Класс II включает преимуществнно средние реки со средней водностью, класс III — малые реки. Река с большой площадью водосбора, но малой водностью попадает в класс II, а средняя река, но с большой водностью — в класс I.

Водотоки, находящиеся в зоне недостаточного увлажнения, имеющие продолжительный и устойчивый меженный период, не­большую скорость течения и значительное снижение уровня в ме­женный период, а также высокую температуру воды, выделяются в подкласс А.

Водотоки, которые находятся в зоне избыточного или пере­менного увлажнения и в летне-осенний сезон имеют больший ми­нимальный сток, чем в зимний, не пересыхают и не перемерзают, имеют короткую или прерывистую межень, большую скорость течения и незначительное снижение уровня в меженный период, а также невысокую температуру воды в этот период, выделяются в подкласс Б.

Различие между подклассами учитывается весовыми индек­сами и весовыми категориями. Чем меньше номер разряда, тем хуже условия формирования количества и качества воды. Поэтому в подкласс А попадают водные объекты преимущественно 1-го разряда, а в подкласс Б — преимущественно 2-го или 3-го разряда.

При классификации водоемов используются следующие ха­рактеристики: площадь зеркала, объем, максимальная глубина ко­лебания уровня, температура воды, продолжительность ледостава, стратификация, вертикальная циркуляция, водообмен. Эти харак­теристики разбиваются на категории (например, большая, средняя, малая) с соответствующим количественным критерием. Величина гидрологических характеристик устанавливается по многолетним данным, а для водохранилищ — в зависимости от степени регули­рования по многолетним или годовым характеристикам.

Для водоемов выделяются четыре класса и два подкласса в каждом классе. При этом используются те же принципы выделе­ния, что и для водотоков.

Применение вышеизложенных принципов экспертно-балль­ной оценки, учитывающей вес данной характеристики водного объекта с рассматриваемых позиций его охраны от загрязнения, засорения и истощения, позволяет достаточно объективно и быст­ро определить класс водного объекта.

Такой подход позволил классифицировать весьма разнород­ные объекты водного фонда (водотоки, водоемы, устьевые области рек, ледники, подземные воды и моря) по единому принципу с ис­пользованием одинаковой схемы классификации.

Изложенную схему классификации целесообразно рассмот­реть подробнее на примере классификации водотоков и водоемов. Наиболее неблагоприятные условия для формирования хорошего качества воды, а следовательно, и для сброса сточных вод в водо­токи, существуют в маловодную фазу стока, т. е. в меженный пе­риод, когда в реках резко уменьшается расход воды и скорость те­чения, а в водоемах падает уровень воды. Поэтому способность водного объекта разбавлять сточные воды резко снижается.

Меженный период на реках наблюдается в зимний и летне­осенний сезоны. Большая часть рек имеет наименьшую водность в зимний меженный период, продолжительность которого может составлять до 6-7 месяцев. Поэтому наличие малых расходов воды в течение длительного времени в реке, покрытой льдом, очень сильно ограничивает ее самоочищающую способность.

Классификация водотоков начинается с учетом климатиче­ских условий, в которых формируется меженный сток, и характера меженного периода (табл. 2.1 и 2.2). При этом период меженного стока является устойчивым, если он не прерывается паводком. В случае отсутствия какого-либо явления (ледостав, пересыхание и т. п.) весовой индекс приравнивается к нулю.

Основные гидрологические характеристики, влияющие на процессы самоочищения водотоков, приведены в табл. 2.3 и 2.4. Класс водотока, показывающий его водность и размеры, и под­класс, отражающий условия формирования стока воды и само — очищающие способности потока, устанавливаются по табл. 2.5. Например, классифицируя р. Неву у Санкт-Петербурга для летнего сезона, получаем следующие данные: по табл. 2.1 сумма весовых индексов (2 + 2 + 1) равна 5, что соответствует разряду 2; по табл. 2.2 сумма индексов (1 + 1+ 0 + 0) равна 2, разряд 1; по табл. 2.3 сумма индексов (2 + 3 + 2) равна 7, разряд 2; по табл. 2.4 сумма индексов (1 + 1) равна 2, разряд 1. Суммируя разряды (2 + 1 + 2 + 1), полученные по табл. 2.1-2.4, из табл. 2.5 устанавливаем класс и подкласс р. Невы — класс I и подкласс Б. Следовательно, р. Нева имеет высокую способность к самоочищению и может выдержи­вать значительную нагрузку сточными водами. Однако количест­венно допустимую нагрузку необходимо устанавливать расчетны­ми методами с учетом ПДК.

Классификация водных объектов отражает основные условия, определяющие их состояние в наиболее напряженные по водности периоды, и не учитывает частных особенностей. Так, при опреде­лении разбавляющей способности реки или озера имеют значения условия перемешивания вод, существующие в данном водном объекте, т. е. его гидродинамический режим.

Таблица 2.1 Классификация водотоков по физико-географическим признакам Весовой индекс Г еографическая зона Сезон года Период дейст­вия водотока Сумма индексов Разряд 1 Недостаточного увлажнения Зимний Постоянный < 4 1 2 Избыточного и пере­менного увлажнения Летне­ осенний — 5-7 2 3 — — Временный

Весовой индекс	Продолжительность межени	Характер межени	Продолжительность ледостава	Продолжительность отсутствия стока	Сумма индексов	Разряд
категория	значение, месяц	категория	категория	значение, месяц	категория	значение, месяц
1	Длительная	>2	Устойчивый	Длительный	>5	Длительное	> 1	<5	1
2	—	—	—	Средний	2-5	—	—	6-12	2
3	Короткая	<2	Прерывистый	Короткий	<2	Короткое	< 1

Таблица 2.3 Классификация водотоков по гидрологическому режиму _____________________________ Весовой индекс Скорость течения Колебания уровня Температура воды Сумма индексов Разряд категория значение, м/с категория значение, м категория значение, °С 1 Малая <0,2 Большая >2 Высокая >15 <4 1 2 Средняя 0,2-1,0 Средняя 1-2 Средняя 10-15 5-7 2 3 Большая >1,0 Малая <1 Низкая <10 8-9 3

Таблица 2.4 Классификация водотоков по размеру и водности_________________________________ Весовой ин­декс Категория Площадь водосбора, км2 Расход воды, м3/с Сумма индексов Разряд 1 Большая > 50 000 > 100 <3 1 2 Средняя 2000-50 000 5-100 4-5 4 3 — <5 6-7 6 4 Малая <2000 — — —

Таблица 2.5

Классы водотоков Сумма разрядов Класс Подкласс 5 I А 6-7 I Б 8 II А 9-10 II Б 11 III А 12-13 III Б

Имеющееся в реках турбулентное перемешивание определя­ется скоростью течения воды, уклоном русла, его извилистостью, шероховатостью. Для водоемов имеет значение внешний и внут­ренний водообмен, который может характеризоваться степенью проточности водоема, его глубиной, площадью, изрезанностью береговой линии.

Поэтому при оценке водотоков и водоемов по условиям пере­мешивания в них сточных вод может быть использована класси­фикация (типизация водотоков и водоемов), разработанная в Госу­дарственном гидрологическом институте и дополняющая выше­приведенную классификацию водных объектов в отношении учета их гидродинамического режима. С этой целью выделяется три ти­па рек: равнинные, горные и реки предгорий (полуторные). В зави­симости от продольного уклона водной поверхности потока, ше­роховатости русла (характеризуемой типом грунта, слагающего русло, и коэффициентам шероховатости), расхода воды (отра­жающей водность потока, но в среднем в год, а не в межень, когда сток существенно меньше) и размеров водотока устанавливается интенсивность процесса перемешивания загрязняющих веществ. Чем лучше перемешивание вод, тем интенсивнее происходит раз­бавление сточных вод и самоочищение водотока. Наиболее хоро­шее перемешивание вод наблюдается на горных реках, а самое слабое перемешивание происходит на малых равнинных реках. При этом в реке турбулентное перемешивание тем интенсивнее, чем меньше коэффициент Шези С. В табл. 2.6 показан пример классификации водотоков с учетом гидродинамического режима.

Таблица 2.6 Гип водо­токов Группа Перемеши­ вание Г одовой расход, м3/с Грунт Коэффи­ циент ШезиС Уклон, %0 Равнин­ ные Боль­ шие Хорошее >250 Гравий, песок, ил 40-70 0,01-0,10 Сред­ ние Умеренное 25-250 То же 30-60 0,06-1,2 Малые Слабое 2,5-25 Песок, ил 30-50 0,05-1,0 Ручьи Умеренное <2,5 То же 10-30 0,05-1,0 Г орные Сред­ ние Очень хорошее >25 Валуны, галь­ка 20-35 0,2-0,6 Малые Хорошее 2,5-25 Валуны, галь­ка, гравий 15-30 0,6-5,0 Ручьи — <2,5 Валуны 10-20 0,6-5,0 Полу­ торные Сред­ ние Хорошее 25 ~ 500 Галька, гравий, песок 20-40 0,6-4,0

Реки, впадающие в моря, в устьевой области имеют особый режим уровней и расходов воды, а также ее качества, обусловлен­ные влиянием приливно-отливных и сгонно-нагонных явлений. Поэтому требования к их охране могут отличаться от требований, предъявляемых к реке.

Классифицируются устьевые области средних и больших рек, имеющие наибольшее природно-хозяйственное значение по сравне­нию с малыми реками. Классификация устьевых областей рек бази­руется на классификации водотоков и лишь дополняет ее. Поэтому используются предшествующие таблицы и специальные табл. 2.7 и 2.8.

Классификация устьевых областей рек по общим признакам приведена в табл. 2.7. При этом к многорукавной дельте относятся те, у которых больше пяти рукавов. За величину расхода воды (табл. 2.8) принимают средний многолетний расход воды за ме­женный период. Величину колебаний уровня в устье водотока оп­ределяют по разности между наивысшими и наинизшими уровня­ми воды в меженный период, отражающую приливные или сгон­но-нагонные колебания уровня. При наличии обоих видов колеба­ний учитывается тот вид, который дает наибольшую величину ко­лебаний уровня. При этом для определения суммы разрядов ис­пользуют табл. 2.1, 2.2, 2.7, 2.8. Класс и подкласс водотока усть­евой области устанавливают по табл. 2.5.

Весовой индекс	Характер усть­евого участка реки	Характер устьевого взморья	Длина устьевого участка реки	Преобла­ дающий режим	Сумма индексов	Разряд
по глубине	по степени обособлен­ности от моря	категория	значение, км
1	Многорукавная дельта	Приглубое	Открытое	Большая	>200	Стоковый	5-6	1
2	Малорукавная дельта	Отмелое	Закрытое	Средняя	50-5-200	Приливно- отливный	7-10	2
3	Безрукавное устье	. —	Эстуарий, лиман	Малая	<50	Сгонно­ нагонный	11-14	3

U) ■-J

Таблица 2.8 Классификация водотоков устьевой области реки по гидрологическому режиму ________________ Вееовой индеке Расход воды Скорость течения Колебания уровня Температура воды Сумма индексов Разряд категория значение, м/с категория значение, м/с категория значение, м категория значение, С0 1 Большая >100 Малая <0.2 Большая >1 Высокая >15 4-6 1 2 Средняя 5-100 Средняя 0,2-1 Средняя 0,5-1 Средняя 10-15 7-9 4 3 Малая <5 Большая >1 Малая <0,5 Низкая <10 10-12 6

Классификация водоемов производится по тому же принципу, что и водотоков. Учитывается географическое местоположение водоема и сезон года, отражающие климатические условия фор­мирования режима водоема, определяемые так же, как и для водо­токов по табл. 2.1.

Основные морфометрические характеристики водоема учиты­ваются при классификации водоемов по морфометрическим пока­зателям по табл. 2.9. При разработке водоохранных мероприятий для участков рек, расположенных ниже каскада водохранилищ или прудов, категорию и разряд водохранилищ или прудов определяют по их суммарным морфометрическим показателям. Для водохра­нилищ определяют общую площадь поверхности и полный объем.

Основные характеристики гидрологического режима водоемов, влияющих на количество и качество воды, приведены в табл. 2.10.

Величину колебаний уровня воды озер и водохранилищ мно­голетнего регулирования определяют по разности между наиболь­шими и наименьшими уровнями, наблюдающимися за многолетний период для озер и в средний по водности водохозяйственный год для водохранилищ, а водохранилищ сезонного, недельного и суточ­ного регулирования — по разности уровней ежегодной сработки.

За продолжительность ледостава для конкретного водоема или для данной территории (для неизученных водоемов) прини­мают среднее количество дней ледостава за многолетний период.

Температуру воды определяют как среднюю из суточных вели­чин за летний период для среднего по климатическим условиям года.

Количество воды в большой мере зависит от характера пере­мешивания и смены воды в водоеме, т. е. от условий водообмена. Это учтено в табл. 2.11.

За величину водообмена озера принимают отношение средне­годового притока воды в озеро к его объему, а для водохранилища — отношение объема стока воды через гидроузел в средний по вод­ности год к полному объему водохранилища.

Внутренний водообмен обусловливается турбулентностью и конвективными процессами, которые связаны с глубиной и площа­дью водоема. Наиболее интенсивно перемешивание вод происходит в глубоководных и сильнопроточных водоемах, а самое слабое — в мелководных бессточных, имеющих к тому же небольшие размеры.

* ч	Площадь	поверхности	Объем	Максимальная глубина	я а о	Разряд
Ш й о t о Е Ю в	категория	значение, км2	категория	значение, км3	категория	значение, м	Я й S о >■> Ч О Е S
1	Очень большая	>1000	Очень большая	>10	Большая	>50	3-4	1
2	Большая	101-1000	Большая	1,1-10	Средняя	11-50	5-7	6
3	Средняя	10-100	Средняя	0,5-1	Малая	5-10	8-Ю	И
4	Малая	<10	Большая	>0,5	Очень малая	<5	11-12	15

Таблица 2.10

Классификация водоемов по гидрологическому режиму Весовой индекс Колебания уровня Температура воды Продолжительность ледостава Сумма индексов Разряд категория значение, м категория значение, °С категория значение, мес. 1 Большая >20 Высокая >25 Длительная >5 2-4 1 2 — — Средняя 20-25 Средняя 2-5 5-7 2 3 , Средняя 3-20 Низкая <20 Короткая <2 8-11 3 5 Малая <3 — — — — —

Таблица 2.11 Классификация водоемов по условиям водообмена………………………………………. ……………. Весовой индекс Стратифика­ ция Вертикальная циркуляция Харак­тер озе­ра Характер регулирования стока водохранилищами Водообмен Сумма ННДЄКСОІ Разряд категория значение раз в год категория значение в год 1 Стратифици­ рованное Слабая <2 Бес­ сточное Многолетнее Замедлен­ ная <0,1 4-5 1 2 Нестратифи- цированное Умеренная 2 Сточное Сезонное Умеренная 0,1-5 6-8 2 3 — Интенсивная >2 Проточное Недельное, суточное Интенсивная >5 9-11 3

В глубоководных и больших водоемах со сточными водами взаимодействуют большие массы воды, увеличивается турбулент­ное перемешивание и возрастает приток чистых вод в зону загряз­нения. Все это ускоряет процессы перемешивания и самоочище­ния. Однако необходимо учитывать различия динамических про­цессов в прибрежной, мелководной и глубоководной частях водо­ема, особенно при значительных колебаниях глубин и большой изрезанности береговой линии, наличии островов.

Класс и соответствующий подкласс водоема устанавливают по табл. 2.12 в зависимости от суммы разрядов, номера которых определяют по табл. 2.1, 2.9-2.11.

Таблица 2.12

______________________ Классы водоемов____________________ Сумма разрядов Класс Подкласс <5 I А 6-9 I Б 10-11 II А 12-14 II Б 15-16 III А 17-19 III Б 20-21 IV А 22-23 IV Б

Классификация водных объектов по качеству вод, отражаю­щая уровень их загрязненности, позволяет оценить возможности использования речных и озерных вод. Например, снижение кате­гории водного объекта по качеству воды будет свидетельствовать, с одной стороны, о необходимости сокращения видов водопользо­вания, а с другой — об усилении природоохранных мер в отноше­нии этого объекта. В основу классификации могут быть положены комплексные или комбинированные показатели качества воды, например гидробиологические или гидрохимические. Примером классификации речных вод с учетом ПДК с целью определения возможности их использования в зависимости от качества может служить табл. 2.13.

Анализ распределения по территории вод различного качества позволяет получить представление о степени загрязнения водных объектов по их длине. Одним из основных показателей степени за­грязнения воды служит биологическое потребление кислорода (БПК).

Качество воды	Виды водопользования
хозяйственно- нитьевое	промышленность	рыбное хозяйство	купание, епорт	транспорт
Очень чистая	Пригодна	Пригодна	Вполне пригодна	Вполне пригодна	Вполне пригодна
Чистая	Пригодна с хлорированием	>»	Пригодна	Тоже	Пригодна
Умеренно чистая	Пригодна со стандартной очисткой	>>	»>	Пригодна	>>
Загрязненная	Пригодна только со специальной очиеткой	”	Пригодна (кроме ценных видов рыбы)	Использование сомнительно	а
Грязная	Непригодна	Пригодна для специальных целей после очистки	Непригодна	Непригодна	Использование нежелательно

Таблица типа 2.14 позволяет иметь общее представление о со­стоянии загрязнения водных объектов и прежде всего рек, проте­кающих в промышленных урбанизированных районах.

Таблица 2.14 Классификация оценки качества воды рек Англии_______________ Категория вод Показатель качества воды, ВПК мг/л Отношение длины загрязненных участков к общей длине реки, % Сильно загрязненные > 12 5 Плохого качества 3-12, 02 — менее 50 % насыще­ния 6 Сомнительного качества 3-12, 02 — низкое содержание 15 Незагрязненные <3, 02 — высокое содержание 74

Комментарии запрещены.