книги из ГПНТБ / Формирование берегов Красноярского водохранилища

Т а б л и ц а 15

Характеристика стокового течения на участке переменного подпора в 1967 г.

ослабляя стоковое. Такое положение сохраняется до тех пор, пока наблюдается высокая скорость стокового течения. По мере удале­ ния от границы выклинивания подпора и увеличения глубин, про­ исходит ослабление стокового течения и появляются условия для возникновения ветрового течения.

Как показывают материалы наблюдений, при увеличении глу­ бин в русловой зоне до 20—25 м средняя скорость течения умень-

Рис. 9. Распределение скорости течения по глубине Красноярского водохранилища на участке переменного подпора (1967 г.).

а — Аешка, 13 июня (русло), скорость ветра 2,6 м/с, направление С; б— Новоселово, 23 июня (русло), скорость ветра 3,7 м/с, направление 3; в—Но- воеелово, 24 июня (левая пойма без растительности), скорость ветра 1,2м/с, направление Ю; г — Новоселово, 24 июня (правая пойма с редкой раститель­

ностью), скорость ветра 3,4 м/с, направление Ю-3; д — Новоселово, 24 июня (правая пойма с густой растительностью), скорость ветра 3,1 м/с, направление Ю-3; е — Батени, 1 июля (русло), скорость ветра 4,2 м/с, направление Ю.

шается до 0,12—0,23 м/с, а ее наибольшие значения не превышают 0,22—0,26 м/с. Присутствие ветровых течений в таких случаях от­ четливо прослеживается при скорости ветра в 2—3 м/с. Так, в рай­ оне нос. Аешка 22 августа 1967 г. при юго-восточном ветре в 2,8 м/с стоковое течение усиливалось ветровым до глубины 10—12 м. Здесь же 31 августа 1967 г. при северо-восточном ветре в 2,4 м/с в поверхностном 5—6-метровом слое стоковое течение было ослаб­ лено ветровым. В районе нос. Новоселово 3 сентября 1967 г. те­ чение было значительно усилено ветром в 6—10 м/с, направленным по ходу транзитного потока. Скорость течения в этот момент дости­ гала 0,28—0,32 м/с, тогда как накануне она была в 2—2,5 раза меньше.

Скоростной режим в озеровидных плесах

Средняя часть водохранилища в период наполнения представ­ ляет собой бывший участок переменного подпора при более высо­ ком положении уровня. В отличие от верховья водохранилища

34

глубины здесь больше, а уклоны водной поверхности при благо­ приятных метеорологических условиях практически одинаковы. Стоковое течение из-за больших поперечных разрезов гораздо сла­ бее и скорость его по длине участка в районе транзитного потока из­ меняется незначительно (см. рис. 6). Положение о том, что основ­ ной транзитный поток придерживается русловой зоны водохрани­ лища (за исключением резких поворотов русла), сохраняется, но устойчивость направления течения из-за малых его скоростей зна­ чительно уменьшается, особенно в поверхностном слое. Неравно­ мерность скорости течения по ширине водохранилища, благодаря возросшим глубинам, становится значительно меньше, чем она бы­ ла в условиях малых глубин. Выполненная 18—20 августа 1967 г. съемка течений на участке протяженностью около 25 км (от пос. Даурское до пос. Вознесенка) показывает, что движением в этот период практически была охвачена вся водная масса с преобладаю­ щим направлением к плотине. Средняя скорость в районе транзит­ ного потока не превышала 0,08—0,09 м/с с максимальными значе­ ниями до 0,14—0,18 м/с (табл. 16). На некоторых станциях нап-

Т а б л и ц а 16

Характеристика течения в Щетинкииском озеровидном плесе 18—20 августа

1967 г.

О к о н ч а п п е т а б л . 16

Р ис. 10. Схема течений в Щетинкинском озеровидном плесе

18—20 августа 1967 г.

1 — урез берега; 2 — русло Енисея; з — скорость на глубине 0,5Н; 4 — то же, у дна; 5 — местоположение профиля.

равление течения прослеживалось под большим углом от основ­ ного и даже в обратную сторону, что можно объяснить возникно­ вением завихрения (рис. 10).

Вотличие от участка переменного подпора, стоковое течение

возеровидных плесах в чистом виде наблюдается не по всей тол­ щине, а чаще всего в средних и придонных слоях, причем с приб­ лижением к приплотинному району наибольшая скорость все бо­ лее смещается в придонные слои (табл. 17). В этих слоях она сох­ раняла в первый год заполнения устойчивое направление к плотине.

Наименьшая скорость стокового течения в озеровидных плесах из-за наличия нескольких систем течений с неодинаковыми направ­ лениями наблюдается на разных горизонтах. В самом глубоком Щетинкинском озеровидном плесе она прослеживалась чаще всего

вповерхностном слое, где течение в отдельных случаях не улавли­ валось совсем, тогда как в придонных слоях течение фиксирова­ лось постоянно. Так, 9 июля у пос. Даурское течение прослежива­ лось с глубины 10 м и увеличивалось ко дну, достигая наибольшей величины в слое 20—30 м. В поверхностном слое в этот момент сто­

Характеристика стокового течения в Отраднинском и Щетинкинском озеро­ видных плесах в 1967 г.

В отличие от равнинных неглубоких водохранилищ, где глу­ бина слоя, охваченного ветровым течением, ограничивается чаще всего поверхностным слоем до 3—10 м (Матарзин, 1959; Литвинов, 1966; и др.), на Красноярском водохранилище в первый год запол­ нения влияние ветрового течения сказывалось значительно сильнее. Так, у нос. Вознесенка 10 июля 1967 г. влияние ветрового течения прослеживалось до глубины 25 м. В этом слое скорость течения уменьшалась от 0,15 м/с у поверхности до 0,04 м/с на глубине 25 м и направление его на 60—100° отличалось от основного направле­ ния нижележащего слоя, где скорость течения постоянно возраста­ ла ко дну с общим направлением к плотине. Ветер в момент наб­ людений равнялся 3,5 м/с, а до измерений был выше (7—9 м/с).

На рис. 11 показаны характерные эпюры распределения скоро­ сти течения на водохранилище в нижней части самого глубокого Щетинкинского озеровидного плеса у нос. Приморск и нос. Возне­ сенка (Езагаш). При маловетреной погоде характерным для этого района водохранилища было наличие основного транзитного пото­ ка в придонном 10—15-метровом слое, тогда как в остальной толще течение при отсутствии ветра было гораздо слабее (см. рис. 11, д—е)

Рис. 11. Распределение скорости течения по глубине в озеровидных плесах и на приплотинном участке Красноярского водохранилища в 1967 г.

а — Приморск, 9 июля, скорость ветра 3,3 м/с, направление С; 6 — Приморск, 9 ав­ густа, скорость ветра 0,8 м/с, направление С, в —Езагаш, 10 июля, скорость ветра 3,5 м/с, направление С; г — Езагаш, 9 ав1уста; скорость ветра 6,9 м/с, направление С-В; д — Езагаш, 17 августа, скорость ветра 0,8 м/с, направление С-В; е — Езагаш, 21 сентября, скорость ветра 0,8 м/с, направление С-3;з» — Бахта, 11 июля, скорость ветра 2 м/с, направление С-3, з — Бахта, 10 августа, скорость ветра 2,6 м/с, направ­

ление В.

38

Скоростной режим в приплотинном районе

Скоростной режим в нижней части водохранилища отличается особенностями, которые определяются, с одной стороны, влиянием работы Красноярской ГЭС и, с другой стороны, морфометрически­ ми показателями участка. На протяжении почти 70 км от плотины водохранилище представляет собой узкий коридор с шириной не более 3 км, а в узких местах эта величина уменьшается до 1 — 1,5 км. Благодаря таким морфометрическим особенностям, тече­ ние здесь постоянно сильнее, чем в вышерасположенных озеровид­ ных плесах. Исключение составляет только самый начальный момент наполнения, когда все водохранилище представляло собой участок переменного подпора и скорости течения закономерно ослабевали от границы выклинивания к плотине. В таком состоя­ нии водохранилище находилось до начала июля 1967 г.

Исследованиями на ряде водохранилищ установлено, что ре­ жим течений на приплотинном участке очень тесно связан со сбросовыми расходами ГЭС (Елисеев, 1963; Литвинов, 1965; Водо­ хранилище Боткинской ГЭС на р. Каме, 1968; Чигиринский, 1968; и др.). На Красноярском водохранилище названная законо­ мерность сохраняется. При этом из-за малой ширины приплотинного района в условиях больших сбросов двияшнием охватывается вся водная масса на значительном удалении от плотины. Как по­ казали наблюдения в июле 1967 г., выполненные в момент очень больших сбросов, превышающих 6000 м3/с, течение наблюдалось даже в непосредственной близости от берега (на расстоянии 0,05—

При уменьшении сбросов наибольшая скорость течения в при­ плотинном районе чаще наблюдалась в срединных и придонных слоях. Малая ширина водохранилища в нижней части не исклю­ чает возникновения ветровых течений. Благодаря четко выражен­ ному стоковому течению по всей глубине, присутствие ветрового течения на поверхности прослеживается очень хорошо и обнару­ живается по резкой смене направления. Уже при ветре в 1,5—2 м/с, направленном против основного течения, на поверхности возникают устойчивые течения с направлением в противополож­ ную сторону от стокового или под большим углом к нему. По наб­ людениям 11 июля 1967 г., у нос. Бахта при ветре 2,0 м/с северозападного направления (от плотины) у поверхности ветровое те­ чение достигало 0,13 м/с и было направлено по ветру (см. рис. 11, ж). На глубине 2 м течение было близко к чувствительности прибора, а начиная с 6 м и до дна по всей толще сохранялось устойчивое течение к плотине со скоростью до 0,26 м/с в средних слоях.

Как показали измерения, глубина проникновения ветрового течения в первый год заполнения для приплотинного района

39

не превышала 10—15 м. Такая мощность слоя с ветровым течением наблюдалась при ветре 6—7 м/с и скоростью течения у поверхности до 0,34—0,40 м/с. При этом по глубине сохранялись два потока с разными направлениями (см. рис. 11, и).

Выполненные в 1967 г. исследования скоростного режима поз­ волили нам составить схему течений в водохранилище для первой стадии заполнения (рис. 12). Сплошной стрелкой на схеме отме­ чено местоположение потока с наибольшей скоростью стокового течения. Точками показаны самостоятельные потоки, скорость течения в которых была меньше, чем в основном потоке. Между ними наблюдались районы со слабым течением, приуроченные чаще всего к участкам затопленной поймы с большой шерохова­ тостью, что особенно характерно для верхней половины водохра­ нилища, где глубина меньше.

В летне-осенний период 1968 г. выполнены три съемки течений по продольнику, с целью выяснения возможных изменений в ха­ рактере распределения скорости течения по длине водохранилища, а также ряд площадных съемок в районах, наиболее характерных

40

чения в июле 1968 г. почти по всей длине водохранилища, исклю­ чая участок переменного подпора, равнялась 0,06—0,13 м/с (см. табл. 12). В конце августа — начале сентября 1968 г. сбросы воды в нижний бьеф оставались примерно такими, как и в июле (2500 —2600 м3/с). Проточность водохранилища почти не изме­ нилась — в июле коэффициент водообмена равнялся 0,21, в авгу­ сте — 0,20, в сентябре — 0,19. Уровень воды в водохранилище к этому времени повысился на 1,5—2,0 м. Малое изменение объ­ ема при близких по своей величине приточности и сбросах не дали заметного ослабленного течения. На большей части водохранили-

41

ща средняя скорость оставалась в пределах 0,07—0,11 м/с, уве­ личиваясь до 0.12—0,15 м/с в приплотинном районе.

Но наблюдениям в сентябре, стоковое течение на многих участках водохранилища прослеживалось по всей глубине и до­ стигало у пос. Усть-Ерба 0,20—0,24 м/с, у пос. Батени — 0,08— 0,14, у пос. Аегака — 0,08—0,14, у пос. Даурское — 0,08—0,14 м/с.

Направлено оно в большинстве случаев было к плотине, по на от­ дельных участках в поверхностном слое до глубины 20—25 м направление течения резко отличалось от направления придон­ ного слоя. Указанные выше средние скорости течения в пределах 0,06—0,15 м/с характерны для Красноярского водохранилища при промежуточном наполнении его на 50% от проектного объ­ ема. Примерно в таких пределах было течение в первый год запол­ нения осенью, т. е. подъем уровня на несколько метров ощутимого ослабления течения в средней части водохранилища не вызвал. Видимо, ослабление течения было столь незначительным, что скрадывалось за счет точности измерения. Заметное ослаб­ ление течения произошло только в верхней части водохранилища, где в результате перемещения вверх по реке участка переменного подпора скорость течения резко уменьшилась.

Как показывает анализ материалов, характер распределения скорости течения по длине водохранилища при подъеме уровня в 1968 г. в общем не изменился (см. рис. 6). По длине, как и в первый год заполнения, сохраняется резкое ослабление течения в верхней части водохранилища и незначительное изменение его на остальном протяжении до приплотинного участка, где скорость течения опять возрастает.

Измерениями в безледоставный период фиксируется обычно смешанное течение. Для выявления составляющих такого тече­ ния может быть принят признак устойчивости. По этому признаку все течения во внутренних водоемах делятся на постоянные и вре­ менные (Филатова, 1969). В 1968 г., как и в первый год наполне­ ния, течение с направлением к плотине прослеживалось постоян­ но, что позволяет говорить о наличии постоянного стокового те­ чения в водохранилище на данной стадии заполнения. Наиболь­ шая скорость его в летне-осенний период на большинстве участ­

всмещении основного транзитного потока от поверхностных слоев

впридонные при движении от выклинивания подпора к плотине. Так, в сентябре на участке переменного подпора у пос. Усть-Сыда наибольшая скорость стокового течения наблюдалась у поверх­ ности, на участке водохранилища от пос. Усть-Ерба до пос. Раз­ лив — в средних слоях, ниже по водохранилищу — в придонных. Такое распределение скорости стокового течения связано с глу­ биной. Для верхней части водохранилища характерно наличие

42