книги из ГПНТБ / Формирование берегов Красноярского водохранилища

так как в осенне-зимние ме­ сяцы во все четыре года на­ полнения они были пример­ но одинаковы (рис. 4).

неодинакова, что объясняется соотношением приточности в водо­ хранилище и сбросом воды в нижний бьеф, а также морфомет­ рией водохранилища.

Быстрое и непрерывное повышение уровня (практически можно считать это началом заполнения водохранилища) началось во вто­ рой половине апреля 1967 г. За последние 12 дн. этого месяца уро­ вень воды повысился почти на 16,0 м, что составило в среднем бо­ лее 130 см/сут. Подъем уровня за предыдущие месяцы (февраль— апрель) равнялся около 5,5 м (рис. 5), но это дало небольшое при­ ращение объема.

Рассматривая ход уровня воды в водохранилище во время на­ полнения (1967—1970 гг.), можно выделить несколько характер­ ных периодов в его режиме: зимнего, весеннего и летне-осеннего наполнения и осенне-зимней сработки (Подлипский, Савкин, 1972).

Период зимнего наполнения отмечался в феврале—апреле 1967 г. Он охватывает начальную стадию создания водохранилища. За 74 дн. уровень повысился на 5,49 м, хотя аккумуляция воды в водохранилище в результате этого подъема составила очень малую величину.

Весеннее наполнение осуществлялось за счет притока весенних паводковых вод. Продолжительность весеннего наполнения при­ нята нами с момента непрерывного подъема уровня в водохрани­ лище весной до конца июня (см. рис. 5). Скорость подъема уровня в этот период, по сравнению с остальными периодами, наибольшая.

21

при достижении НПУ в начале августа, продолжалось всего 38 дн. Наибольшая скорость подъема уровня в период летне-осеннего заполнения водохранилища наблюдалась в 1967 г.— 7,4 см/сут и наименьшая в 1968 г.— 2,3 см/сут. Амплитуда подъема уровня за этот период соответственно составляла 9,37 и 2,10 м. Приведен­ ная скорость подъема уровня в водохранилище выражает среднюю величину. Фактически повышение уровня в разное время про­ исходило с неодинаковой скоростью. В отдельные короткие пери­ оды наблюдалось стабильное стояние уровня (июль 1968 г.) и даже понижение его на небольшую величину, что было отмечено во второй декаде августа 1968 г.

Продолжительность осенне-зимней сработки водохранилища ко­ лебалась от 177 дн. в 1967/68 гг. до 202 дн. в 1968/69 гг. и 1969/70 гг.

Амплитуда осенне-зимней сработки увеличивалась ежегодно по мере наполнения водохранилища от 6,88 м в 1967/68 гг. до 15,27 м в 1969/70 гг. Скорость сработки соответственно увеличивалась с

3,9 до 7,5 см/сут (см. табл. 11).

Характерной особенностью уровенного режима Красноярского водохранилища во все годы его заполнения является интенсивный подъем уровня в период весеннего заполнения (май—июнь), состав­ ляющий в разные годы от 78 до 88% общей амплитуды подъема уровня за данный год, и медленный подъем уровня в период летне­ осеннего наполнения (июль—октябрь). При этом уровень воды,

22

Т а б л и ц а 11

Характерные уровни в период наполнения Красноярского водохранилища

23

достигнув максимальной отметки в данном году, не оставался на ней длительное время, так как сразу же начиналось понижение. В первые три года заполнения водохранилища (1967—1969) мак­ симальный уровень воды наблюдался в течение одного дня.

ТЕЧЕНИЕ

Большинство работ по изучению течений на равнинных водо­ хранилищах охватывает период их эксплуатационного режима и лишь небольшое количество исследований выполнено в годы запол­ нения (Буторин, 1958, 1959, 1963; Матарзин, 1959; и др.). В водо­ хранилищах стоковое течение определяется в основном соотноше­ нием притока воды и сброса ее через ГЭС (Караушев, 1961; Буто­ рин, Литвинов, 1963; Чигиринский, 1966; Филатова, 1970; и др.). Эти течения связаны, как правило, с изменением объема водной массы водохранилища и характеризуют интенсивность водообмена. Некоторые авторы считают более правильным именовать их про­ точными (Дубровин, 1958; Водохранилище Боткинской ГЭС на р. Каме, 1968).

Постоянное изменение объема воды в Красноярском водохра­ нилище во все годы заполнения и большая проточность в этот пе­ риод дают основание утверждать, что фиксированные течения в большинстве случаев являются стоковыми. Об этом свидетельст­ вует также устойчивость течения во времени и направлении, что считается одним из основных признаков стокового течения (Фила­ това, 1969, 1970). Для анализа скоростного режима и его измене­ ния в период заполнения нами взяты результаты измерений, по­ лученные самописцами течений Ю. А. Алексеева БПВ-2р, которые наиболее перспективны и хорошо зарекомендовали себя при ис­ следованиях течений во внутренних водоемах (Буторин, Литви­ нов, 1962; Филатова, 1963; Верболов, 1970; и др.). Результаты из­ мерений, полученные другими приборами (измеритель течений ГР-42, ВММ), брались с большой осторожностью и только как сравнительные. Погрешность выполненных измерений, согласно исследованиям ряда авторов, не должна превышать + 3 —5 см/с в скорости и +10—30° в направлениях (Филатова, 1963; Филато­ ва, Мухачева, 1964).

Распределение скоростей течения по длине водохранилища

Первая съемка течений на водохранилище была выполнена на­ ми 13—15 июня 1967 г., через два месяца после начала заполнения. Длина водохранилища к этому моменту составила 230 км при напо­ ре на гидроузле около 56 м. Съемка была выполнена в момент бы­ строго повышения уровня, когда средняя скорость его подъема в июне равнялась 37 см/сут. В предыдущий месяц интенсивность за­

24

полнения водохранилища была еще больше и составляла в среднем 75 см/сут. Как показали материалы наблюдений, распределение скоростей течения по длине водохранилища в этот период подчи­ нялось определенной закономерности, выраженной в ослаблении течения от выклинивания подпора к плотине (Подлипский, 1968). На расстоянии около 230 км от плотины у нос. Разлив (в районе затопленного нос. Сарагаш) в условиях слабого подпора средняя скорость течения вблизи русла равнялась 1,02 м/с, в 20 км ниже у пос. Аешка — 0,89 м/с, у пос. Новоселово она уменьшалась до 0,7 м/с (табл. 12). В Отраднинском озеровидном плесе у пос. При­

0,21—0,22 м/с и максимальные их значения не превышали 0,24— 0,26 м/с. На расстоянии 28 км от ГЭС у нос. Бахта замеренные ско­ рости равнялись 0,05—0,07 м/с. Однако замеры были сделаны в 0,3 км от русла на пойменной станции, и течение в данном случае не характерно для района транзитного потока. Как показали даль­ нейшие измерения в этом пункте, скорости течения на русловой и пойменной станциях благодаря малой ширине водохранилища (всего 1,2 км) различаются не более чем в 2—2,5 раза. С учетом этой поправки средняя скорость течения у пос. Бахта в русловой

Наблюдения 8—11 июля 1967 г., выполненные после повыше­ ния уровня на 7 м по сравнению с предыдущей съемкой, показы­ вают большие изменения не только в абсолютных величинах ско­ ростей течения, но и в распределении их по длине водохранилища.1

Рис. 6. Изменение скорости течения по длине Красноярского водохрани­ лища в период заполнения.

1 — июнь 1967 г.; 2 — июль 1967 г.; 3 — август 1967 г.; 4 — июль 1968 г.; 5 — сен­ тябрь 1968 г.; в — июнь 1969 г.; 7 — сентябрь 1969 г.; 8 — август 1970 г.; 9 — сен­

тябрь 1970 г.

25

вдоль русла (рис. 7). В 1 км от левого берега над затопленным островом наибольшая ско­ рость течения в поверхностном слое не превышала 0,11 м/с, умень­ шаясь ко дну. На прибрежной пойме, с менее развитой раститель­ ностью, чем на острове, течение в поверхностном слое достигало 0,19 м/с, также уменьшаясь ко дну. Ниже входного створа в ре­ зультате увеличения ширины водохранилища происходит расте­ кание потока из русловой зоны. На расстоянии около 3 км от пер­ вого профиля течение в русле не превышало 0,40—0,41 м/с и име­ ло у дна направление вдоль русла. В средних и поверхностных слоях прослеживался выход основного потока на левобережную пойму. На расстоянии 5 км от входного створа характер в распре­ делении скорости течения по ширине сохранялся. Но-прежнему в русловой зоне она была выше, чем на пойме. На третьем профи­ ле у кромки русла течение было 0,18—0,20 м/с, на правой пойме в поверхностном слое — до 0,12—0,18 м/с. В придонных слоях на пойме в результате тормозящего действия растительности течение было слабым.

Таким образом, с удалением от входного створа в результате растекания потока по пойме наряду с общим ослаблением течения происходило выравнивание его скорости в поверхностном слое. На расстоянии около 6 км от первого профиля русло Енисея под прямым углом поворачивает к правому берегу. Несмотря на сме­ щение русла к правому берегу, ниже на левобережной пойме ско­ рость течения была довольно высокой, достигала 0,16 м/с у дна и 0,27 м/с на поверхности. У замыкающего створа распределение течения по ширине было совершенно другим, чем у входного створа. Наибольшая скорость (до 0,36 м/с) наблюдалась над руслом под правым берегом. Несколько меньшая скорость, но достаточно вы­ сокая (до 0,28 м/с), была зафиксирована над затопленной поймой у левого берега. В центре водохранилища над затопленным остро-

30

5

Рис. 7. Скорость и направление течения у пос. Новоселово

23—26 июня 1967 г.

1 — отметка НПУ; 2 — отметка уровня 205,0 м; 3 — направление течения у поверхности; 4 — то же, в средних слоях; S — то же, у дна.

вом преобладала скорость от 0,14 до 0,16 м/с и только у поверхно­ сти она увеличивалась до 0,22 м/с.

Таким образом, в результате резкого поворота русла от одного берега к другому произошло перераспределение основного потока на пойме. Одна его часть, сохраняя прежнее направление, выхо­ дит на левую пойму, другая продолжает двигаться по руслу. Из од­ ного преобладающего потока у входного створа к замыкающему

31

створу подошли два — один под правым и другой под левым бере­ гом (рис. 8).

Распределение скорости течения по глубине на участке пере­ менного подпора имеет следующую закономерность. Наибольшая скорость чаще всего наблюдается в поверхностном слое, реже на глубине 0,15—0,25 м и еще реже в средних слоях (табл. 15). Это относится как к русловым участкам водохранилища, так и к пой­ менным. При этом в русловой зоне скорость течения распределена более равномерно по всей глубине, тогда как на пойменных участ­ ках основное движение воды наблюдается в поверхностном слое

(рис. 9).

В период наполнения участок переменного подпора последова­ тельно проходит по всему водохранилищу, причем характер рас­ пределения скорости течения как по длине, так и по ширине в общем сохраняется. Измерения на многих станциях, расположенных в самых различных по характеру подстилающей поверхности участ­ ках затопленной поймы, показывают, что практически здесь гос­ подствует стоковое течение. Оно ясно выражено, прослеживается по всей глубине (за исключением застойных зон) и направлено к плотине. Это положение характерно не только для периода напол­ нения водохранилища, но также и при его полном объеме, что под­ тверждается исследованиями течений при эксплуатационном ре­ жиме на других водохранилищах (Ярославцев, 1968; Филатова, 1970; и др.). Ветровое течение на участках переменного подпора проявляется только в самом поверхностном слое, усиливая или

Рис. 8. Распределение скорости течения на водохранилище 23—26 июня 1967 г. в районе нос. Новоселово у входного (а) и замыкающего (б) створов.

1 — линия равных скоростей, см/с; 2 — профиль затопленной поймы; 3 — скорость в точке, см/с.

32