Мелиоративная география - Дьяконов К.H.
ISBN 5—211—03382—5
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 22. Продольный профиль водохранилища с гидрологическими зонами (Авакяи, Шарапов, 1977): А — нижняя зона, 2>,— средняя зона, В — верхняя зона; 1 — нормальный меженный уровень, 2 — то же после подпора, S — максимальный уровень половодья в естественных условиях, 4 — то же после подпора, 5 — меженный уровень при сработанном водохранилище
Еще на стадии проектирования каждому водохранилищу определяется свой нормальный подпорный уровень. Это высший проектный уровень верхнего бьефа плотины, который подпорные сооружения могут поддерживать в нормальных эксплуатационных условиях в течение длительного времени. Минимальный уровень водохранилища, до которого возможна его сработка в условиях нормальной эксплуатации, называется уровнем мерного объема (УМО). Объем воды, заключенный между НПУ и УМО, называется полезным (это сливная призма водохранилища). Именно этот объем воды представляет собой ресурс, активно используемый различными отраслями народного хозяйства. Объем воды, находящейся ниже УМО, называется мертвым, так как его использование в нормальных условиях эксплуатации не предусматривается.
Период аккумуляции стока называется наполнением водохранилища, а процесс отдачи накопленной воды — его сра-боткой. В отдельные годы (1979, 1991 для водохранилищ Вол
155
жского каскада) за счет интенсивного весеннего снеготаяния и экстремальных сбросов воды из вышележащих в нижележащие водохранилища наблюдалось временное повышение уровня до отметок формированного подпорного уровня (ФПУ).
На водохранилищах, используемых для водного транспорта или лесосплава, сработка уровня в период навигации ограничивается уровнем, при котором речной флот по состоянию глубин может продолжать нормальную работу. Этот уровень называется уровнем навигационной сработки (УНС). Для ряда водохранилищ установлен минимальный санитарный уровень (МСУ).
Коренное отличие водохранилища от озера заключается в том, что от плотины вверх по бывшей реке новый подпертый водоем имеет несколько естественных гидрологических зон, каждая из которых характеризуется специфическими гидро- и морфодинамическими особенностями и взаимодействием с ландшафтами прилегающей территории.
Глубоководная нижняя зона (см. рис. 22), где при всех уровнях волнение развивается свободно, не взаимодействуя, за исключением прибрежной полосы, с дном. Динамические условия близки к морским или глубоководноозерным. Влияние на климат максимально.
Промежуточная зона средних глубин в зависимости от положения уровня воды в разные сезоны года может быть либо глубоководной (при уровнях близких к НПУ), либо мелководной (при низких отметках уровня).
Мелководная зона, где при любых положениях уровня сохраняются условия мелкого озера. Развитие волнения ограничивается влиянием дна. Волны здесь крутые. Климатическое влияние ослаблено (наблюдаются изменения в микроклимате).
Зона выклинивания подпора, в которой даже при самом высоком горизонте воды сохраняются условия мелководного залива; по мере снижения уровня она полностью обсыхает и становится «поймой» водохранилища. Указанная зона существует во всех отдельно расположенных водохранилищах, а в каскаде бывает лишь в верхних водохранилищах.
Другое важное различие между водохранилищами и озерами, вытекающие из основного признака, особенно характерна для очень крупных и больших водохранилищ. Оно заключается в амплитудах колебаний уровня воды в озерах и водохранилищах. На крупных озерах (Иссык-Куль, Ханка, Балхаш и др.) годовая амплитуда колебаний не превышает 0,2—1,5 м. Исключение составляет оз. Ильмень с годовой амплитудой колебания уровня 6—8 м.
Колебания уровня воды на равнинных водохранилищах (Рыбинском, Камском и т. д.) составляют 5—8 м; на предгорных и низкогорных (Братском, Красноярском и т. д.) — да 20 м; на горных водохранилищах (Токтогульском, Иигурском и т. д.) — 50—80 м.
156
Водохранилища замедляют водообмен в речных системах. По оценке Г. П. Калинина, на начало 70-х годов продолжительность водообмена в реках мира, в связи с созданием водохранилищ, возросла с 20 до 60 сут.
Два важных процесса присущи водохранилищам, особенно в условиях интенсивной хозяйственной деятельности на водосборе: евтрофирование и заиление. Евтрофирование, как указывалось в разд. Ш.2., — это резкое увеличение биологической продуктивности водоема в результате повышенного поступления соединений фосфора и азота. Интенснивное применение минеральных удобрений, гербицидов, дефолиантов создает критическую гидрохимическую обстановку на многих водохранилищах (Куйбышевском, Чардарьинском, Каховском, Краснодарском и др.).
Водохранилища — мощные аккумуляторы вещества, что обусловлено как поступлением материала от абразии берегов, так и приходом наносов из основной реки и притоков. Особое положение в этом отношении занимает зона выклинивания подпора водохранилищ, не относящихся к каскаду. Здесь образуется сначала бар, а затем дельта, постепенно наступающая на водохранилище из-за резкого снижения скорости потока. Выше дельты по реке наблюдается регрессивная аккумуляция, вызывающая постепенный подъем уровня в реке, а затем подъем уровня грунтовых вод.
