Гидрология водохранилищ. Лекция 16

Водохранилище – искусственный водоем, созданный для накопления и дальнейшего использования воды

Назначение и типы водохранилищ. Основные характеристики водохранилищ

Назначение водохранилищ
водоснабжение
энергетическое
ирригационное
противопаводковое
водно-транспортное
рекреационное

Типы водохранилищ по морфологии их ложа
долинные
котловинные

Признаки долинных водохранилищ
занимают часть речной долины
возникают при сооружении плотины
существует уклон водной поверхности
глубина возрастает к плотине
Вилюйская ГЭС

Типы долинных водохранилищ
русловые
пойменно-русловые

Признаки котловинных водохранилищ
подпруженные озера
водохранилища в
изолированных
углублениях земной
поверхности
водоемы в лагунах и
лиманах, отгороженные
дамбами от моря
пруды (площадь меньше
1 км2)

Классификация водохранилищ по способу наполнения
запрудные
наливные
Запрудное водохранилище на р. Сефидруд (Иран)

Географические типы водохранилищ
горные
предгорные
равнинные
приморские
Чебоксарское водохранилище

Отличия водохранилищ по создаваемому напору

Положение водохранилищ на
одной реке
верховое
низовое
каскад

Водный режим водохранилищ. Влияние водохранилищ на окружающую среду

Виды регулирования речного стока водохранилищами
многолетнее
сезонное
недельное
суточное
Характер
регулирования зависит
от назначения водоема,
соотношения между
объемом водохранилища и
объемом притока
речных вод

Типы регулирования речного стока
многолетнее (а)
сезонное (б)
суточное (в)
1- естественные Q, 2- после зарегулирования, 3 – объем накопления в многоводные , 4- объем сработки в маловодные периоды времени

Регулирование стока в различных природных условиях
Фото А.В. Бредихина
Водохранилище на одной из рек Южного острова (Новая Зеландия)
Вилюйское водохранилище

Морфометрические характеристики водохранилищ
совпадают с характеристиками озер
важнейшие – площадь и объем

Характерные периоды уровенного режима водохранилищ
наполнения
сработки

Характерный ход уровней воды в водохранилище
1-
период наполнения,
2-
период сработки водохранилища

ФПУ –форсированный подпорный уровень
НПУ –нормальный подпорный уровень
УМО – уровень мертвого объема верхний бьеф
нижний бьеф
Колебания уровня воды в водохранилище

Объемы воды в водохранилище
полный объем V V = Vп + Vм
полезный объем Vп Vп = V - Vм
мертвый объем Vм
резервный объем Vр = VФПУ - VНПУ

Гидрологический режим водохранилищ

Особенности водного баланса водохранилищ в зоне умеренного климата
в приходной части баланса (ПЧБ) преобладает приток речных вод
осадки формируют не более 2-3% ПЧБ
в расходной части баланса (РЧБ) доминирует сброс воды в нижний бьеф
на испарение приходится не более 10% РЧБ

Интенсивность водообмена в водохранилищах
коэффициент условного водообмена Кв =1-10 год-1
период водообмена τ =Кв –1 =1-12 месяцев
для наиболее крупных водохранилищ
τ =4-6 месяцев (вдхр. Насера, Кариба, Братское)

Типы течений в водохранилищах
стоковые
фрикционные (ветровые)
компенсационные
плотностные

Причины изменения во времени объема водохранилищ
заиление –отложение в водоеме мелких фракций взвешенных наносов (4)
занесение - аккумуляция в водоеме влекомых наносов (3)
1- плотина, 2- отметки дна до и после заиления, 5,6 – отметки НПУ до и после заиления водоема

Влияние водохранилищ на реки и природную среду
изменение величины речного стока
изменение внутригодового распределения речного стока
изменение режима подземных вод
гидробиологические изменения
микроклиматические изменения
тектонические изменения

Динамические изменения
уменьшается скорость потока выше и возрастает ниже плотины
замедляется период водообмена
в 1980 г. замедление водообмена достигло 5,2 раз

Изменения речного стока
в зонах недостаточного увлажнения уменьшается сток воды
уменьшается сток наносов
снижается содержание в воде химических веществ, в т.ч. токсичных веществ
увеличивается содержание биологических субстанций (биомасса)
сложные изменения стока тепла

Изменения внутригодового распределения стока
увеличение меженного стока
уменьшение максимальных расходов воды
увеличение зимних и понижение летних температур воды
уменьшение меженного стока взвешенных наносов
увеличение минерализации воды в период половодья

Влияние водохранилищ на сток воды и его внутригодовое распределение

Современное (1) и фоновое (2) изменение температуры воды ниже Красноярского водохранилища

Опасные процессы и выгоды, связанные с водохранилищами
потеря земель для с/х использования
снижение стока
подтопление местности
размыв берегов и дна
остепнение пойм ниже ГЭС
решение проблем водоснабжения, наличие дешевой энергии, предупреждение заторов, надежность работы водного транспорта

Гидрология болот

Широкое определение понятия «болото»
болото — это избыточно увлажненный с застойным водным режимом участок земли, на котором происходит накопление органического вещества в виде неразложившихся остатков растительности

Генезис болот
заболачивания суши
зарастание водоемов