Влияние на качество отбираемой воды нестационарности скоростного режима водного объекта при наличии в нем плотностной стратификации

Представлены результаты натурных измерений и численного моделирования аспектов формирования качества воды в реке Каме (в Камском водохранилище), используемой промышленными предприятиями города Березники с целью технического водоснабжения. В летний период возникают значительные риски при обеспечении устойчивости водоснабжения. Традиционно считается, что в период зимней межени, при прохождении по руслу меньших объемов воды, эти риски также должны возрастать. Однако, как показывают материалы ведомственного мониторинга, а также выполненные натурные исследования, в зимний период наблюдается устойчивое функционирование технических водозаборов из реки Камы. Обнаружено, что в летний период, когда данный участок реки находится в подпоре от Камской ГЭС и скорости течений снижаются, формируется вертикальная стратификация водных масс, уменьшающая водопользование из придонной области. В зимний же период, при понижении уровня воды в водохранилище, на этом участке русла имеют место типичные речные условия, для которых свойственны более высокие скорости течения, а также интенсивное вертикальное перемешивание водных масс. Вследствие этого улучшаются потребительские свойства воды, необходимые для устойчивого водоснабжения. Результаты численного моделирования качества воды, проведенного в рамках трехмерной модели, подтвердили сделанное заключение. Показано, что если в точке амплитуда скорости течения меняется со временем гармонически, то концентрация соли в этой точке также подчиняется гармоническому закону, но в противофазе относительно скорости.