книги из ГПНТБ / Формирование берегов Красноярского водохранилища

Т а б л и ц а 6

Характеристика гидрологических районов Красноярского водохранилища при НПУ

ВЫВОДЫ

1. При сравнении с равнинными искусственными водоемами Красноярское водохранилище отличается преобладанием приглубьтх берегов, отсутствием значительных площадей мелководья. Последние имеют место только в верховье водоема и не превышают 4% от площади водного зеркала водохранилища.

2.В результате сработки запасов воды в конце безледоставного периода площадь водоема сокращается до 1800 км2, а при достиже­ нии УМО — до 1400 км2, что составляет 66% от всего водного зер­ кала водохранилища при НПУ.

3.До 80% всей акватории водохранилища приходится на глу­ боководную зону, прибрежная и мелководная зоны занимают ос­ тавшуюся часть водоема. Особенно широко эти зоны представлены

вверховье водохранилища.

4.После создания на Енисее плотины Красноярской ГЭС об­ разовалось водохранилище, состоящее из пяти озеровидных пле­ сов и трех узких коридоров между ними. Два района находятся в зоне переменного подпора водохранилища. Водоем предгорный,

долинного типа, с преобладающим сезонным регулированием стока.

Г л а в а II

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОДОХРАНИЛИЩА В ПЕРИОД НАПОЛНЕНИЯ

Большинство исследований гидрологических условий Красноярского водохранилища и их влияния на формирующиеся берега выполнено в безледоставный период и охватывает годы на­ полнения (1967—1970), а также первый год эксплуатационного ре­ жима (1971). Для выявления основных закономерностей в распреде­ лении скоростей течения по длине водохранилища при изменении объема проводились скоростные съемки по продольнику от выкли­ нивания подпора до плотины. Измерения проводились в 10—15 пунктах по длине водохранилища в районе транзитного потока. Время одной съемки по продольнику водохранилища составляло 2—4 дн, но в отдельных случаях из-за погодных условий оно воз­ растало до 7—10 дн. Ежегодно проводилось три—четыре серии та­ ких измерений. Основными приборами для определения скоростей и направлений течения служили самописцы течений БПВ-2р. Ис­ пользовались также измерители течений ГР-42 и морские вертушки. Одновременно с измерением течений проводились наблюдения за температурой воды, прозрачностью, взвешенными наносами, метео­ рологическими условиями.

Кроме съемок по продольнику выполнялись более детальные наблюдения за всеми элементами гидрологического режима на поперечных разрезах из 3—6 вертикалей на каждом, а также пло­ щадные съемки течения и прозрачности воды на отдельных участ­ ках водохранилища (рис. 2). Для площадных съемок были выбра­ ны участки, отличающиеся морфометрическими особенностями (рай­ оны резкого изменения ширины водохранилища, сильных искрив­ лений русла на затопленной пойме и т. д.). Протяженность таких участков составляла С—10 км, а количество поперечных, гидроло­ гических разрезов на них достигало 5—7. С целью выяснения воз­ можного перераспределения основного потока по ширине водо­ хранилища после подъема уровня и увеличения глубин площадные съемки течений и прозрачности воды на одних и тех же участках периодически повторялись. Число точек измерений (течений, тем­ пературы воды) на одной вертикали зависело от глубины водохра­ нилища в месте наблюдений и менялось от 3—5 в верховье до 10— 18 на приплотштпом участке.

И

Для измерения температуры воды в водохранилище использо­ вались глубоководные термометры и батитермографы IM9-III; прозрачность и цвет воды определялись белым диском Секки и шка­ лой цветности Фореля-Уле. Пробы воды на взвешенные наносы от­ бирались с помощью вакуумных и морских батометров в объеме 3—5 л с каждого горизонта (у поверхности, с глубины 0,5 Н, у дна). Всего В; безледоставный период 1967—1970 гг. на водохранилище выполнено 288 станций по измерению течений (БПВ-2р), 816 стан­ ций по термине, 843 по определению прозрачности и цвета воды (без площадных съемок) и 256 станций по взвешенным наносам.

Всредней части водохранилища у пос. Новоселово проводились стационарные наблюдения за всеми элементами гидрологического режима в прибрежной и открытой частях водохранилища. Волно­ мерный пункт здесь был оборудован самописцем ветра М-12 и вол­ нографом «Обь» конструкции Браславского — Рымши. В откры­ той части водохранилища высоты волн регистрировались макси­ мально-минимальными вехами ГР-24.

Внастоящем разделе использованы также материалынаблюдений за гидрологическим режимом водохранилища, выполненные Дивно­ горской гидрометеорологической обсерваторией Красноярского управления гидрометелужбы и Сибирским науч.-исслед. инсти­ тутом энергетики (СибНИИЭ).

Ниже дается характеристика тех элементов гидрологического режима, которые в той или иной степени оказывают влияние на формирование берегов и рельефа прибрежной зоны.

ВОДНЫЙ БАЛАНС

Заполнение водохранилища фактически началось со второй де­ кады апреля 1967 г.,когда его объем стал быстро увеличиваться в результате превышения поступающих паводковых весенних вод над сбросом. Имевшийся до этого строительный подпор, а также повышение уровня на несколько метров в зимние месяцы 1967 г. (февраль—апрель) создали очень малую величину аккумуляции. Так, во второй декаде апреля объем водохранилища равнялся все­ го 0,27 км3, или менее 0,04% от полного объема. В третьей декаде мая средний объем водохранилища достиг 9,75 км3, через месяц он увеличился до 21 км3.

Основным приходным компонентом в водохранилище служит сток рек Енисея, Абакана и Тубы, которые дают 95% годового объема воды у створа ГЭС. Менее 5% приходится на боковую приточность в районе водохранилища. Суммарный приток по боковым притокам в весенне-летний период при больших объемах основно­ го стока находится в пределах инструментальной точности изме­ рения. В целом сток рек в приходной составляющей водного ба­ ланса составляет не менее 98%, остальное приходится на осадки и стаявший лед. В расходной составляющей баланса 96—98% при-

13

бассейна превышала в 2—2,5 раза норму. В осенний период приток в водохранилище во все годы наполнения распределялся довольно равномерно и составлял около 16—18% от годового. За зимние месяцы величина его уменьшается до 10—12% и только в 1968 г. он был несколько больше — около 18% (см. табл. 8).

Следует отметить, что обычно для водохранилищ максимальные сбросы наблюдаются в весенний период в момент наибольшей приточности (Зиминова, 1959; Рутковский, Курдина, 1959; и др.). В период заполнения наблюдаются отступления от этой закономер­ ности. Так, в 1967 г. наибольшие сбросы из Красноярского водо­ хранилища наблюдались не в мае—июне, когда приток составлял наибольшую величину, а в июле—августе. За май—июнь сброс равнялся 16,64 км3, тогда как в июле—августе величина его увели­ чилась до 24,6 км3, из них в июле было сброшено 14,59 км3. Это был самый большой месячный сброс воды из водохранилища за все годы заполнения. Такой характер регулирования в первый год оп­ ределился неполной готовностью гидросооружений к приему боль­ шого объема стока. В летние месяцы наибольшие сбросы были в последний год заполнения после подъема уровня до проектного горизонта. При этом в августе 1970 г. сброс составил 14,37 км3, т. е. несколько меньше, чем в июле 1967 г. В 1968—1969 гг. наи-

16

большие сбросы воды из водохранилища осуществлялись в весен­ ний период.

От соотношения приходных и расходных компонентов зависит величина и характер распределения аккумуляции водной массы в водохранилище. В период наполнения Красноярского водохра­ нилища в 1967—1970 гг. превышение притока над сбросом наблю­ далось в течение 5—7 мес. (рис. 3). Наибольшее превышение при­ тока над сбросом, как правило, наблюдалось в весенний период. В 1967 г. за май—июнь разность между поступлением воды в во­ дохранилище и сбросами ее в нижний бьеф составила около 9— 11 км3, а в 1969—1970 гг. еще больше — 15—17 км3. В маловодный 1968 г. превышение притока над сбросом в мае было немногим более 6 км3. В зимнее время расход воды из водохранилища превышает ее поступление. В первый год заполнения благодаря тому, что на­ полнение водохранилища практически началось в апреле, пре­ вышение сброса над притоком наблюдалось короткое время — в течение 2 мес. (ноябрь—декабрь). В последующие годы этот пери­ од увеличился до 6—7 мес. (январь—апрель, октябрь—декабрь). Как уже отмечалось, наибольшая аккумуляция водной массы в во­ дохранилище произошла в первый год заполнения (27,89 км3), что предопределило в значительной степени своеобразный гидрологи­ ческий режим водохранилища в этот год.

Большой аккумуляцией отличается и 1969 г., когда величина ее составила 23,77 км3. Аккумуляция в 1968 г. была в 10—12 раз меньше, чем в 1967 и 1969 гг. и почти в 5 раз меньше, чем в 1970 г. (табл. 9).

as J

20-

Ь

1 — приток; 2 — сброс; 3 — превышение притока над сбросом; 4—то же, над притоком.

;' О <

2 Заказ М 75

Т а б л и ц а 9

Аккумуляция водной массы в чаше Красноярского водохра­ нилища в 1967—1970 гг. по сезонам, км3

Важную роль в гидрологическом режиме любого водоема игра­ ет интенсивность обмена воды. Одни авторы (Богословский, Муравейский, 1955; Богословский, 1960) выражают обмен отноше­ нием среднего объема водохранилища к объему стока за опреде­ ленный промежуток времени (декада, месяц и т. д.), другие (Дуб­ ровин, 1958; Дубровин, Матарзин, Печеркин, 1959) предлагают выражать водообмен соотношением объема стока к объему водоема. Подсчитанные вторым способом коэффициенты водообмена пока­ зывают, что наибольший водообмен в Красноярском водохранили­ ще отмечался в первый год заполнения. Так, например, в первый год заполнения во второй декаде апреля коэффициент водообмена равнялся 2,47, в третьей декаде этого же месяца он уменьшился до 1,41. По мере увеличения объема водохранилища водообмен в нем замедлялся. Во второй декаде мая коэффициент водообмена равнялся 0,36, ко второй декаде июня эта величина понизилась до 0,14. Увеличение сбросов в первые две декады июля 1967 г. увеличило показатель водообмена до 0,23—В,24, и величина его

вэтот месяц составила 0,68, вместо 0,48 в июне (табл. 10).

Кдекабрю 1967 г. месячный коэффициент водообмена умень­ шился до 0,11—0,13 и оставался в таких пределах в зимние месяцы 1968 г. В весенний период 1968 г. с момента второй очереди запол­

нения водообмен повысился, однако по сравнению с весенним пе­ риодом первого года заполнения он был гораздо слабее. Наиболь­ шая его декадная величина в мае 1968 г. была 0,19, а месячная величина в этот месяц была в 3,5 раза меньше, чем за соответствую­ щий период 1967 г. При наполнении третьей очереди в 1969 г. наи­ больший коэффициент водообмена за месяц наблюдался в июне и равнялся 0,25, т. е. был в 1,5 раза меньше, чем в 1968 г.

При заполнении четвертой очереди в 1970 г. коэффициент во­ дообмена почти во все месяцы оставался таким же, как и в 1969 г. Таким образом, наибольшая проточность водохранилища отмеча­ лась в первый год заполнения, когда водная масса за год успела обменяться 7,5 раз. В 1968 г. водообмен в водохранилище резко ослаб, хотя и был больше, чем в последующие два года заполнения, когда обмен водной массы в течение года происходил практически

18

содинаковой интенсивностью. Годовой коэффициент водообмена

в1969—1970 гг. равнялся соответственно 1,74 и 1,71. В 1968 г. он составил 2,23 (см. табл. 10). Характерно, что большие различия

вкоэффициентах водообмена водохранилища первого года запол­ нения и последующих произошли за счет весенне-летнего периода,

20