Особенности водного баланса и режима водохранилищ.

Уравнение водного баланса водохранилища имеет такой же вид, как для озера. Сток воды из водохранилища, или сброс воды, в отличие от озера, управляемый. Он осуществляется через турбины ГЭС и через специальные водосбросные сооружения («холостой сброс»).

Особенность водного баланса водохранилищ – значительное преобладание над остальными составляющими притока в приходной части и стока – в расходной. Коэффициенты водообмена (К_в) и проточности (К_в^*) обычно больше, чем для озер.

Выделяют периоды наполнения водохранилищ (повышения уровня воды) и сработки его (понижение уровня). Наполнение водохранилища сезонного регулирования происходит в многоводные фазы водного режима реки (в средней полосе обычно во время половодья), сработка – в периоды межени. Периоды наполнения в большинстве случаев намного короче, чем периоды сработки. Амплитуда колебаний уровня в водохранилищах, как правило, больше, чем в озерах, а по сравнению с рекой она может быть как больше (при большой разнице между НПУ и УМО для водохранилищ с высокими плотинами), так и меньше.

На водохранилищах с большим коэффициентом проточности хорошо выражены сточные течения в периоды интенсивного сброса воды из них.

Заиление водохранилищ и переформирования их берегов.

Заиление водохранилищ – отложение в них наносов. Время (количество лет) полного заиления водохранилища t_заил = V_вдхр/V_н(1-δ). Здесь V_вдхр – объем водохранилища в м³, V_н – годовой объем речных наносов (взвешенных и влекомых) в м³, δ – доля стока речных наносов, проходящая транзитом через водохранилище; V_н = W_н / ρ_отл, где W_н – масса наносов в кг, ρ_отл – плотность донных отложений (кг / м³). Величина δ увеличивается по мере заполнения водохранилища. При полном его заилении δ=1. Малые водохранилища на реках с большей мутностью (например, в Дагестане) могут быть заполнены наносами в течение нескольких лет. t_заил крупных водохранилищ, созданных на реках с небольшим количеством наносов, измеряется столетиями.

На некоторых водохранилищах важной проблемой становится разрушение их берегов (абразия), происходящее наиболее интенсивно в первые годы после заполнения водохранилищ. За первые десять лет отступание берегов может достигать сотен метров. Факторы, способствующие этому процессу – крутой берег, сложенный легкоразмываемыми породами (например, лессами) и сильное волнение (зависящее от скорости ветра и длины разгона). По мере формирования аккумулятивной част отмели процесс образии затухает.

Влияние водохранилищ на реки и окружающую природу.

Влияние водохранилищ на речной сток: 1) уменьшение расходов воды в многоводные фазы и увеличение их в маловодные; 2) уменьшение годового водного стока, особенно существенное в засушливых районах, вследствие увеличения испарения с поверхности водохранилищ по сравнению с испарением с суши; 3) уменьшение мутности реки и увеличение в связи с этим русловой эрозии в нижнем бьефе водохранилища; 4) ослабление перемешивания воды в водохранилище по сравнению с рекой и возникновение стратификации в водной толще по температуре, содержанию газов и другим характеристикам; 5) понижение температуры воды в теплую часть года и ее повышение в позднеосенний и зимний периоды; 6) возникновение полыньи в нижнем бьефе, способствующее образованию шуги; 7) более сильное разбавление сточных вод в водохранилище, по сравнению с рекой в меженый период, в тоже время уменьшение самоочищающей способности вследствие ослабления перемешивания вод и уменьшения их контакта с дном и берегами; 8) «цветение воды», т.е. интенсивное развитие планктона в водохранилищах с последующим его разложением после отмирания и возникновением дефицита кислорода; 9) неблагоприятный газовый режим в водохранилище в первые годы его существования при плохой подготовке затопляемой территории; 10) затруднение или полная невозможность естественной миграции рыб по речной системе из-за сооружения плотин.

Влияние водохранилищ на окружающую среду:

1) затопление земель, часто наиболее плодородных, 2) подтопление прилегающей территории, т.е. повышение уровня грунтовых вод, влекущее за собой заболачивание земель, гибель леса, появление воды в подвалах хозяйственных и жилых зданий; 3) потеря сельскохозяйственных угодий и разрушение зданий в результате разрушения берегов водохранилищ; 4) увеличение туманов в осеннее время, а в нижних бьефах и зимой при наличии значительной по площади полыньи.