Глава IV. Воронежское водохранилище. Гидротехнические сооружения
Водохранилище – искусственный водоем, созданный для накопления и последующего испытания воды и регулирования стока. На грани XVII и XVIII вв. Петр I на реке Воронеж строил многопушечные корабли. В городе Воронеж зарождался русский военные флот, царь готовился к Азовским походам. Для спуска кораблей в реку Дон требовался высокий уровень воды. С этой целью было построено водохранилище. Прошли долгие годы. Значительно увеличилась потребность в питьевой и технической воде. Последняя в большей степени забиралась из подземных горизонтов, создавая проблему для питьевого водоснабжения. При решении этих задач вспомнили о Петровских водохранилищах. Проектирование ныне действующего водохранилища на реке Воронеж началось в 1964 году. Оно по проекту должно решать ряд задач. Главная из них – техническое водоснабжение предприятий города. Заполнение водохранилища произошло в апреле 1972 года. Воронежское «море» по размеру небольшое, оно ориентировано с севера на юг, впадает в реку Воронеж. Длина водохранилища 35 км, ширина 2 км, средняя глубина 2,9 м. По своим параметрам водохранилище относится к проточному типу. Оно имеет сезонное регулирование речного стока: каждый год весной вода полностью обновляется.
Для создания водохранилища требуются гидротехнические сооружения - сооружения для использования водных ресурсов, а также для борьбы с вредным воздействием вод, — совокупность которых составляет гидроузел — комплекс или группу гидротехнических сооружений, объединённых по расположению, целям и условиям их работы. К гидротехническим сооружениям относят ГЭС, дамбы, плотины, каналы, шлюзы, пирсы, колодцы и т.д.
На Воронежском водохранилище наблюдаются следующие гидротехнические сооружения – ВПС (водоподъемные станции) и гидроузел.
ВПС предназначаются для добывания воды из источника и перекачки ее в водопроводную сеть.
В настоящее время г. Воронеж снабжается подземными водами семи ВПС, четыре из которых расположены на правом берегу р. Воронеж. Из них самая крупная по производительности – ВПС-4, обеспечивающая водой жителей Коминтерновского и Советского, частично Центрального и Ленинского районов.
Первоначально ВПС-4 включала 19 скважин, но 7 лет назад была проведена реконструкция путем намыва дамбы в 150 метрах от берега. Количество скважин было увеличено до 30, т.о. ВПС-4 увеличила свою мощность в 1,5 раза, что позволило сократить дефицит воды. Скважины этой станции имеют глубину 25-35 метров.
В гидрогеологическом строении выделяется три структурных этажа: четвертично-неогеновый, палеозойский и архей-протерозойский. Эксплуатационным является только неоген-четвертичный.
В маршруте №5 мы наблюдали гидроузел Воронежского водохранилища, представленный плотиной и шлюзами — гидротехническим сооружением на судоходных и водных путях для обеспечения перехода судов из одного водного бассейна (бьефа) в другой с различными уровнями воды в них (рис.4.1).
Рис. 4.1 Воронежская плотина
Плотина и гидроузел Воронежского водохранилища сданы в эксплуатацию 29 июля 1972 года. Плотина гравитационного типа, то есть удерживающаяся на месте за счет собственного веса, расположена на реке Воронеж, на южной окраине города Воронеж. В основании лежат пески Девонской системы. Длина плотины около 1100 метров, ширина около 10 метров, водосброс составляет в среднем 20 м3/с.
Принцип работы плотины следующий: через открытые затворы вода поступает из водохранилища в канал, затем в р. Воронеж, а после в р. Дон.
Глубина верхнего бьефа (водохранилища) определяется по рейке; нормой является глубина ~93.05 – 95 м. В зависимости от количества воды, поступающих осадков, испарения, регулируется каждый сантиметр глубины водохранилища. Это осуществляется путем открытия или закрытия затворов. На момент прохождения практики были открыты четыре затвора на высоту 5 см каждый. Зимой затворы прогреваются для предотвращения обледенения. Наибольшее количество воды всегда пропускают в середине плотины, уменьшая объем стока к периферии. Для прохождения судов через плотину установлены шлюзы. Их работу мы увидели на примере холостого шлюзования, которое проводится несколько раз в неделю для поддержания в рабочем состоянии оборудования. Работа шлюз показана на рис.4.2
Рис. 4.2. Работа шлюза
Назначение гидроузла - водоснабжение предприятий технической водой и создание зоны отдыха для горожан. В связи с относительно небольшим средним водосбросом установка гидрогенераторов невозможна, для этого необходимо как минимум 30 м3/с.