Пермские учёные разработали модель управления качеством воды в водохранилищах

Модель описывает, как в водохранилищах с расслоением воды по плотности соли скапливаются у дна и как их можно вывести. Исследование охватило три участка Камского и Верхне-Зырянского водохранилищ в Пермском крае.

Учёные Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН создали гидродинамическую модель. Она помогает управлять качеством воды в водохранилищах, где вода расслаивается по плотности: более плотная, насыщенная солями, держится у дна, а менее плотная течёт по поверхности. По словам авторов, результаты открывают путь к новым инженерным решениям для технического водоснабжения промышленных предприятий.

Традиционно от придонной засоленности пытаются избавиться промывкой водоёма в пик весеннего половодья: уровень заранее понижают до минимально допустимой отметки и пропускают паводковые воды через водослив. Гидрологи Горного института УрО РАН изучили Верхне-Зырянский гидроузел в Пермском крае. Его шахтный водослив расположен близко к нормальному подпорному уровню, поэтому обновляются только поверхностные и промежуточные воды, а глубинные высокоминерализованные остаются в понижениях дна и продолжают накапливаться.

Как альтернативу исследователи рассматривают селективное водоотведение. Наиболее перспективным его вариантом считают паводковый водосброс сифонного типа, который отводит самые солёные воды из глубоких зон водохранилища. Гидродинамики Института механики сплошных сред УрО РАН построили численную модель и провели серию вычислительных экспериментов. Модель учитывает разгрузку рассолов как естественного, так и техногенного происхождения.

Исследование охватило три объекта: Камское водохранилище в районе Сылвы и Чусовой, где зимой формируется устойчивая стратификация; Верхне-Зырянское водохранилище, созданное для технического водоснабжения калийных предприятий Березников; участок Камского водохранилища у Березников, где летом стратификация «пульсирующая». Полученные данные позволяют обосновать реконструкцию водозаборов: поднять оголовки выше границы раздела водных масс, чтобы не допустить попадания придонных солёных вод в техническое водоснабжение. Результаты опубликованы в журнале «Вестник Пермского федерального исследовательского центра».

Поиск