Озера и водохранилища

Виды и характеристики озер. Замкнутое понижение земной поверхности, заполненное водой и не имеющее непосредственного соединения с морем или океаном, называют озером. Ха­рактерной особенностью озера является замедленный водооб­мен, обусловливающий неоднородность воды и постоянное накопление наносных отложений за счет поступления их со склонов при ветровом выносе, разрушения берегов и отмирания растительности. С течением времени озеро уменьшается, превра­щается в болото и отмирает.

По происхождению озера подразделяют на котловинные, плотинные, пойменные и смешанные.

Общие сведения о водохранилищах. Водохранилище - это искусственно созданный водоем в долине реки (или между­речье) путем перекрытия ее плотиной. Размеры водохранилища зависят от рельефа долины, напора воды и типа регулирования стока реки. Водохранилища бывают озерного, долинного (рус­лового), внеруслового и смешанного типов.

Если плотина находится у истока реки, вытекающей из озе­ра, то созданное водохранилище называется озерным. Водохра­нилище, созданное в результате затопления долины реки, назы­вается долинным. На водоразделах иногда создают внерусловые водохранилища для питания каналов водой, подаваемой насоса­ми. Водохранилища смешанного типа разнообразны по распо­ложению и источникам питания.

Водохранилище состоит из трех основных частей: озерной, озерно-речной и речной.

Озерная часть - это зона водохранилища, примыкающая к плотине и простирающаяся вверх по течению на значительное расстояние (70—150 км) от створа. Она наиболее глубоководна при любых уровнях воды, скорость течения незначительна, вол­нение наибольшее по сравнению с другими частями водохра­нилища.

Озерно-речная часть - средняя зона водохранилища. При сработке ниже нормального уровня она характеризуется незначительными глубинами на пойме, судоходство осущест­вляется только по судоходным трассам. Наблюдается сильное волнение, а также течение воды по направлению главного русла реки.

Речная часть даже при высоких уровнях представляет собой мелкий водоем. Волнение слабое, скорость течения значительна. При низких уровнях вода входит в меженное русло реки.

На не полностью зарегулированных реках характерной ча­стью водохранилищ является зона выклинивания подпора (зо­на переменного подпора) - участок сопряжения свободной реки с водохранилищем. Длина участка в зависимости от отметок уровней воды в реке и водохранилище может быть довольно значительной (до 100 км). Водный и русловой режимы зоны очень сложные. В разные периоды года sty зону можно рассматривать как свободную реку, устье реки или водохранилище.

Водохранилище существенно отличается от озера возрастом, формой ложа, повышенной проточностью и особенностями водного, руслового и ледового режимов. Из-за малого возраста водохранилища интенсивно происходят переработка берегом представляющих собой обрывистые крутые откосы, и деформация глубинной части ложа. По причине небольшой вместимости водохранилищу (по сравнению с объемом жидкого и твердого стоков реки) существенное значение имеет отложение наносов.

На отдельных водохранилищах через 15- 20 лет эксплуатаций толщина слоя наносов составляет 1 - 1,5м, а объем 20 - 30%общей вместимости водохранилища.

По режиму деформаций долинные водохранилища подразделяют на три зоны. Верхняя зона характеризуется значительными эрозионными выносами из притоков. В средней зоне при низком уровне воды под действием волнения интенсивно деформируется дно, значительна роль эрозионных выносов; при высоком уровне ослабевает взаимодействие волн с дном, усиливается переработка берегов. В нижней зоне волнение не оказывает существенного влияния на состояние дна, но переформирование берегов происходит наиболее интенсивно.

В водохранилищах обычно наблюдаются два вида течений: сточное (постепенно ослабевающее от верхнего участка к плотине) и береговое (ветроволнового происхождения).

В озерах и водохранилищах наблюдаются постоянные и временные течении воды. Постоянное течение обусловлено впадающими, вытекающими или протекающими реками, Скорости такого течения зависит от отношения объема водоема к расходу речного стока. Если отношение велико, то в водоеме постоянные течения незначительны и наблюдаются лишь в районах устьев и истоков реи. Из временных течений наибольшее значение имеют береговые, возникающие при господствующем направлении ветра под некоторым углом к линии береги, и конвекционные токи в вертикальной плоскости, вызываемые неравномерным нагревом и охлаждением воды.

Особенности режима рек с зарегулированным стоком. Создание на реках крупных водохранилищ коренным образом изменяет режим рек и условия судоходства, Регулирование стока представляет гобой повторяющийся (циклический) процесс: наполнение водохранилища чередуется с его сработкой. В зависимости от продолжительности цикла регулирование бывает мно­голетнее, годовое, недельное и суточное.

Многолетнее регулирование состоит в перераспределении тока между годами. В многоводные годы водохранилище на­полняется, а в маловодные - срабатывается. При годовом ре­гулировании задерживают воду во время половодья и используют в маловодное время года. Недельное и суточное регулиро­вание вызвано неравномерным потреблением электроэнергии по дням недели и в течение суток,

В результате регулирования стока на реке уменьшаются уровни и расход воды в половодье и увеличиваются в межень. Изменения, вносимые в режим стока многолетним и годовым регулированием, распространяются на участки реки большой протяженности. На участок реки, расположенный в нижнем бьефе гидроузла, накладываются колебания, вызванные суточ­ным и недельным регулированием. По мере удаления от створа плотины эти колебания затухают.

Протяженность участка, на котором сказывается влияние суточного регулирования, составляет 50 - 70 км, недельного ре­гулирования - до 150 - 200км.

Регулирование стока вносит значительные изменения в рус­ловые процессы и состояние глубины в нижнем бьефе гидро­узла. В пределах участков суточного регулирования на русло реки оказывают существенное воздействие волны попусков. Ос­ветленная в водохранилище вода, поступая в нижний бьеф, де­формирует русло, насыщаясь при этом наносами до состояния, соответствующего ее транспортирующей способности. Пониже­ние дна нижнего бьефа способствует увеличению средних глу­бин, уменьшению сопротивлений русла движению потока и приводит к понижению уровней свободной поверхности.

Повышение и стабильность меженных уровней на реках с зарегулированным стоком способствуют поддержанию устойчи­вых донных форм и их интенсивному перемещению. Высокие меженные уровни ограничивают размыв перекатов. Снижение поводочных расходов обусловливает почти полное прекращение пойменных деформаций, связанных с образованием и развитием рукавов.

Низкие непродолжительные паводки уменьшают объем весеннего отложения наносов на перекатах. При этом стирается различие в глубинах плесов и перекатов, река приобретает форму канала.

В связи с выходом из водохранилища относительно теплой воды зимний режим нижних бьефов характеризуется наличием незамерзающей майны на протяжении нескольких десятков километров, что способствует организации зимнего судоход­ства.

Дата добавления: 2014-01-04