Продолжая рубрику "Екатерингоф" не возможно было не остановиться на великолепном водоеме - пейзажной доминанте восточной части парка на Лифляндской. Единственная досада - великолепие пруда подпорчено процессом эвтрофирования - бумовым сезонным ростом зеленых водорослей, образующих плотный сизый ковер на водной глади.
Как правило, эвтрофирование происходит вследствие увеличения в толще воды органической массы в результате нарушения водного баланса водоема.
Проектировщиками в целях исполнения технического задания на выполнение проектно-изыскательских работ по капитальному ремонту объекта зеленых насаждений «Парк Екатерингоф (восточная часть)» №142/10 от 20.08.2010, выданного КБДХ (тогда еще этот комитет не поделили на КБ и КРТИ), а также АРЗ КГИОП №2762 от 15.04.2010 г. был выполнен водохозяйственный расчет водоема и предложен вариант решения данной проблемы.
Современное состояние водоема "Пейзажный пруд"
Любая работа начинается с обследования. Даже парикмахеры сначала обследуют капну волос клиента перед стрижкой. Поэтому перед составлением водного баланса и водохозяйственного расчета водоем нельзя было не изучить.
Следующим выводам о современном состоянии Пейзажного пруда предшествовали инженерно-гидрогеологические изыскания и гидрографическая съемка дна с промерами глубин и толщины наилка.
Пруд имеет неправильную дугообразную, ориентированную с севера на юг конфигурацию с плавными береговыми очертаниями. Площадь зеркала водоёма составляет 11870 м2 (~1,19 га). Пруд характеризуется глубинами 1,5-2,7 м; максимальные значения отмечаются в середине западной части пруда (2,74 м).
Проточность пруда отсутствует. Существующая водовыпускная труба, связывающая пруд с рекой Таракановкой, заилена и не работает на пропуск избыточных расходов воды. Наблюдается интенсивный процесс эвтрофирования водоема.
Берега водоема сложены насыпными супесями, подстилаемые мореными суглинками. Дно водоема представлено иловое - суглинистыми отложениями, подстилаемыми пылеватыми суглинками. Донные отложения характеризуются илами мягкопластичными, с растительными остатками, с прослоями песков пылеватых, мелких и средней крупности. Заиленность пруда невысокая и составляет в среднем 0,10 м. Наибольшее количество донных отложений (мощностью более 0,6 м) сосредоточено в северо-восточной оконечности пруда и в восточном его рукаве.
Словом, Пейзажный пруд и по сей день находится в неудовлетворительном экологическом и техническом состоянии: переработанные и оплывшие берега с оголенной корневой системой, присутствие загрязненных донных отложений создает восприятие неухоженного водоема.
Сейчас толщина ила гораздо больше, ведь пруд не очищался, и проектные решения до сих пор не реализованы. Но это не повод, чтобы об этом вам не рассказать.
Гидрологическая характеристика Пейзажного пруда. Водный баланс
Пруд Пейзажный в восточной части парка Екатерингоф является замкнутым искусственным водоемом с водным питанием, формирующимся с собственной площади водосбора. На долю талых снеговых вод приходится до 60% годового стока, дождевой сток в осенний период составляет до 20% от годового. При гидрогеологическом обследовании пруда и водотоков непосредственного соединения Пейзажного пруда и реки Таракановки не выявлено.
В соответствии со схемой районирования среднемноголетний модуль годового стока для исследуемого района принимается равным 9,3 л/с·км2.
Для расчетов распределения годового объема стока в средний, маловодный и очень маловодный годы для водосбора Пейзажного пруда парка «Екатерингоф» приняты следующие значения:
Распределение склонового стока в Пейзажный пруд с рассматриваемого водосбора парка Екатерингоф выполнено по методу аналогии.
Распределение стока по сезонам и внутри сезонов произведено для лет и сезонов различной водности: средних (50% обеспеченности), маловодных (75% обеспеченности) и очень маловодных (95% обеспеченности).
Уравнение водного баланса озера (пруда) имеет вид:
Низкие фильтрационные свойства водовмещающих пород и малые уклоны грунтового потока дают право предположить, что приток грунтовых вод в пруды (Qпд.в) и их отток из прудов (Qо) будут незначительными и этими величинами можно пренебречь.
1. Установление НПУ (нормального подпертого горизонта воды)
НПУ назначается из условий неподтопляемости прилегающей территории на абс. отм. 1,20 м БС. На указанной отметке пруд предлагается зарегулировать напорной водовыпускной трубой, имеющий выход в колодец с шандорным затвором.
Периодические колебания уровня воды допускаются в пределах ±0,20м. Глубина воды городского водоема в летний период по всей площади зеркала должна составлять по санитарным нормам не менее 1,5 м.
2. Расчет отдельных элементов водного баланса гидросистемы
Площадь водосбора пруда определена по топоплану М 1:2000 и составляет 8,62 га.
Питание пруда происходит в основном за счет атмосферных осадков. При ориентировочных расчетах среднемноголетнего годового поверхностного притока к пруду средний модуль годового притока принят равным его районной величине нормы годового стока (q=8,9 л/с км) с учетом поправочного коэффициента Ка в зависимости от площади водосбора (для водосборов пруда парка Екатерингоф Ка изменяется в пределах 0,68…0,79).
Годовая норма атмосферных осадков (с учетом поправки на смачиваемость и на ветровой недоучет) на водную поверхность пруда принята по данным наблюдений метеостанции Санкт-Петербург, Фарфоровский Пост равной 640мм. Средняя многолетняя годовая величина испарения с водной поверхности водоема принята по рекомендациям “Ресурсы поверхностных вод СССР”, т. 2 и составляет 540 мм.
Результаты расчета среднего многолетнего поверхностного притока к водоему парка, техника которого будет приведена дальше, представлена в таблице 5.
3. Требования к водообмену, объем дополнительного притока в пруд
Количество воды, которое необходимо дополнительно подавать в водоем парка, рассчитан и сведен в таблицу 6. В величину дополнительного притока в пруд включен объем на восполнение дополнительных потерь на испарение и фильтрацию. Дополнительные потери на испарение подразумевают разницу между испарением с водной поверхности и осадками на зеркало пруда, что составляет для среднего года за период с мая по сентябрь включительно 476-320=156 мм (см. таблицу 4).
Поверхностный приток к пруду за летний период:
Приток воды на зеркало пруда:
Требуемый дополнительный приток воды в пруд:
Объем годового потребления Wоб равен сумме объемов полезной отдачи с учетом потерь на испарение и фильтрацию:
Сток для пруда Wв , считается средним стоком весеннего половодья с учетом среднегодовых объемов дождевых вод ( по СН 496-77 «Временная инструкция по проектированию сооружений для очистки поверхностных сточных вод»).
Среднегодовые объемы дождевых вод, поступающих в пруд:
Среднегодовое количество талых вод, поступающих в пруд:
В соответствии с санитарными нормами необходимо не менее двух водообменов за сезон. Это условие обеспечивается, если:
На основании проведенных расчетов санитарная норма по водообмену пруда не обеспечивается. Дополнительный приток воды к пруду в связи с географией местности невозможен.
Нужно было найти решение, которое позволило снизить темпы процесса эвтрофирования после очистки пруда от донных отложений.
Для предупреждения процессов эвтрофирования водоема (развития водной растительности) проектном была предложена засыпка части ложа водоема в южной части пруда, где водная поверхность значительно сужается, шунгитовым среднеуглеродистым (25%) щебнем толщиной слоя 150 мм. Объем такого щебня предупреждения цветения воды составил 237 куб.м.
4. Расчет сброса избыточных вод
Водообмен пруда в требуемом объеме не обеспечивается по причине малой водосборной площади и отсутствия дополнительных притоков в пруд. Однако избыточный объем воды, определенный по формуле (9) в размере 2,05 тыс. м3 за год существует, сброс которого необходимо обеспечить. Проектом предусматривалось устройство водопропускной трубы, с помощью которой водоем должен быть зарегулирован на отметке 1,20 м БС.
Значения максимальных расходов зависят от расчетной обеспеченности, которая устанавливается с учетом класса капитальности. Пруд относятся к IV классу, расчетная обеспеченность - 5%.
Максимальный расчетный расход (Qмах) определяется как сумма расхода дождевых и талых вод, при возможности совпадения этих расходов по времени по формуле:
Максимальный сток весеннего половодья:
Объем сливной призмы:
Расчетный (зарегулированный) сбросной расход:
Гидроморфометрические характеристики Пейзажного пруда и отдельные элементы его среднего многолетнего водного баланса:
5. Расчет водопропускной трубы
По «Таблицам для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н.Павловского», в соответствии с техническими условиями «Водоканала» водосброс из пруда в канализацию проектируется из железобетонных труб диаметром 300 мм с уклоном i = 9‰.
Пропускная способность трубы рассчитывается по формуле Шези:
В соответствии с расчетом труба с данными параметрами обеспечивает расчетный (зарегулированный) сбросной расход.
Технология очистки Пейзажного пруда методом насухо
Очистка водоема предполагалось осуществлять по способу насухо в зимний период. До начала производства работ пруд нужно опорожнить путем откачки воды в р. Таракановку.
Технологические проезды по ложу пруда
Для вывоза донного грунта с водоема проектом предусматривалось устройство технологических проездов. Учитывая слабую несущую способность подстилающих слоёв основания грунта, технологические проезды предусматривались из железобетонных плит с шириной проезда 3,5 м на песчаном основании 0,2 м.
Очистка предусматривалась экскаваторами болотной модификации (уширено-удлиненные гусеницы) при работе на сланях, на ширину вылета стрелы (8,2 м). Грунт по проекту должен бы разрабатываться экскаватором в отвал с разгрузкой на одну сторону траншеи. Разработка траншея - по намеченной трассе, сопрягаясь со съездом в ложе пруда. Одновременно с устройством траншеи должна была выполняться дренажная канава.
Устройство дренажной системы в ложе пруда
Для пропуска строительных расходов предусматривалось устройство двух дренажных канав, параметры которых приняты на основании гидравлического расчета (для пропуска 100 м3 в сутки или 1,15л/сек.). Устройство дренажных канав ведется в направлении от зумпфа (против течения). Дренажные канавы устраиваются ниже проектного ложа пруда на глубину 0,4 м шириной 0,8 м с уклоном в сторону зумпфа с использованием экскаватора на болотной модификации.
Когда почистят Пейзажный пруд?
Какое будет принято решение новыми проектировщиками покажет ближайшее время, если в адресную программу Комитета по благоустройству не будут внесены изменения. Корректировка проектной документации на восстановление парка Екатерингоф на Екатерингофском острове запланирована на 2021-2022 годы, стоимость проектных работ составляет около 50 млн. рублей.
Спасибо что дочитали до конца. Надеюсь было интересно и вы узнали что-нибудь новенькое. Редакция канала Кругозор Проектировщика стремится делать только интересные публикации. Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые.