Основные морфометрические и гидрологические характеристики водохранилищ

Виды водохранилищ и их классификация. Заиление и занесение водохранилищ

Водохранилище — искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.

Для всех водохранилищ характерны:

- возрастание глубин по направлению к плотине, исключая те из них, в состав которых вошли глубокие озёра;

- весьма замедленные по сравнению с рекой водообмен и скорости течения;

- неустойчивость летней термической и газовой стратификации и некоторые другие особенности гидрологического режима.

Водохранилища в зависимости от их морфологических и гидро­логических особенностей можно разделить на несколько групп.

Так, по величине напора, создаваемого плотиной, среди крупных водо­хранилищ можно выделить:

1) равнинные с напором 15—35 м;

2) предгорные с напором 50—100м;

3) горные с напором у плотины 200 м и более.

Типы водохранилищ:

- речные или русловые, которые располагаются в долинах рек. Имеют вытянутую форму, течения в них обычно стоковые; водная масса по своим характеристикам близка речным водам. В условиях ши­роких долин приобретают ясно выражен­ные черты искусственных озер.

- озёрные, для которых характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами.

Образуются:

- на горных реках с большими уклонами;

- на равнинных реках, когда затапливаются не только долины, а и водораздельные пространства и междуречья. Поэтому озерные водохранилища не имеют четко выраженной русловой формы и многократного превышения длины над максимальной шириной.

Основными параметрами водохранилища являются объём, площадь зеркала и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.

Основные типы водохранилищ (по А. Б. Авакяну, В. П. Салтанкину,

В. А. Шарапову (1987)): а – долинное запрудное; б – котловинное запрудное (подпруженное

озеро); в – котловинное наливное; г – котловинное наливное при гидроаккумулирующей

электростанции; д – долинное запрудное в эстуарии при приливной электростанции;

е – котловинное запрудное в опресненном морском заливе; 1 – река; 2 – плотина;

3 – затопленная при подпоре водой береговая зона озера;

4 – подводящий и отводящий каналы; 5 – водоводы; 6 – направление течения;

7 – зеркало водохранилища

Для морфологических и морфометрических характеристик водохранилищ

Применимы те же показатели, что и для озер. Из морфометрических характеристик водохранилища наиболее важны площадь его поверхности F и объем V.

Форма водохранилища определяется характером заполненного водой понижения. Котловинные водохранилища обычно имеют озеровидную форму, долинные – вытянутую. Многие долинные водохранилища расширяются по направлению к плотине, имеют изрезанные берега и многочисленные заливы (затопленные устья притоков). Форма водохранилища изменяется с изменением уровня воды.

Любое водохранилище рассчитывается на накопление некоторого объема

воды в период наполнения и на сброс этого же объема в период сработки. Накопление нужного объема воды сопровождается повышением уровня до некоторой оптимальной величины. Такой уровень обычно достигается к концу периода наполнения, может поддерживаться плотиной в течение длительного времени и называется нормальным подпорным уровнем (НПУ) (рис. 46). В редких случаях, во время высокого половодья или больших паводков, допускается временное превышение НПУ на 0,5-1 м. Такой уровень называют форсированным подпорным уровнем (ФПУ). Предельно возможным снижением уровня воды в водохранилище является достижение уровня мертвого объема (УМО),сработка ниже которого вообще невозможна.

Объем водохранилища, находящийся ниже УМО, называется мертвым

объемом (МО). Для регулирования стока и периодической сработки используют объем водохранилища, находящийся между УМО и НПУ. Этот объем называют полезным объемом (ПО) водохранилища. Сумма полезного и мертвого объемов дает полный объем, или емкость водохранилища. Объем воды, заключенный между НПУ и ФПУ, называют резервным объемом.

В пределах запрудного водохранилища выделяют несколько зон: зону пе-

ременного подпора, верхнюю, среднюю и нижнюю.

Рис. 46. Основные элементы (а) и зоны (б)

водохранилища (по А. Б. Авакяну,

В. П. Салтанкину, В. А. Шарапову);

1 – плотина; 2 – верхний бьеф плотины

(гидроузла); 3 – нижний бьеф плотины

(гидроузла); 4 – река выше водохранилища;

5 – река в нижнем бьефе; 6 – зона выклини-

вания подпора; 7, 8, 9 – верхняя, средняя и

нижняя зоны водохранилища; 10, 11 –

меженный и половодный (паводковый)

уровни воды в реке до сооружения водо-

хранилища; 12, 13 – меженный и половод-

ный (паводковый) уровни воды в реке в ус-

ловиях подпора; ФПУ – форсированный

подпорный уровень; НПУ – нормальный

подпорный уровень; УМО – уровень мерт-

вого объема; РО – резервный объем; ПО –

полезный объем; МО – мертвый объем123

Дата добавления: 2015-04-30