1, 2  Русловые границы участка выклинивания подпора в половодье;

3, 4  То же, в межень

Переработка берегов идет наиболее интенсивно в первые годы эксплуатации водохранилищ, а затем постепенно затухает. Период активной переработки берега занимает обычно от 5 до 10 лет, а для стабилизации берега требуется 2030 лет. Характер переформирования берегов показан на рис. 21.3. Разбиваясь о береговой склон, волны подмывают берег примерно на высоте нормального подпорного уровня. Надводный откос обрушается, часть обрушившегося материала, состоящая из мелких частиц, взвешивается в волноприбойной зоне и может быть унесена далеко от места обрушения. Однако большая часть материала остается на месте, формируя подводный пляж. Процессы подмыва и обрушения берега прекращаются тогда, когда ширина пляжа становится настолько большой, что, вкатываясь по пляжу, разбитая волна теряет свою кинетическую энергию.

Рис. 21.3. Переформирование берегового склона:

ACE  профиль берега до затопления чаши водохранилища;

abde  то же после переработки волнением;

B1  ширина пляжа; B2  отсутствие береговой линии

Ледовый режим водохранилищ и нижних бьефов гидроузлов отмечается такими особенностями, как большая толщина льда, позднее освобождение ото льда, существование протяженной полыньи в нижнем бьефе в течение всего зимнего периода (например, полынья Красноярской ГЭС).

Гидроэнергетика, основанная на регулировании стока рек, оказывает негативное влияние на природную среду не только в водохранилищах, но и в нижних бьефах. Из-за снижения уровней воды в половодье и уменьшения его продолжительности влажные, прежде плодородные, богатые растительностью поймы превращаются в сухую степь, исчезают рыбные нагульные площади. С ростом в придонной области скорости потока и усилением его турбулизации зона размыва русла в нижнем бьефе постоянно перемещается вниз от гидроузла. Например, ниже Новосибирской ГЭС эта зона вначале распространилась на 30 км, а за 40 лет зарегулированного стока увеличилась до 140 км.

22. Подземные воды

Воды, находящиеся в верхней части земной коры, носят название подземные воды. Науку о подземных водах, их происхождении, условиях залегания, законах движения, физических и химических свойствах, связях с атмосферными и поверхностными водами называют гидрогеологией.

Подземные воды тесно связаны с водой атмосферы и наземной гидросферы – океанами, морями, озерами, реками. В природных условиях происходит непрерывное взаимодействие этих вод, так называемый гидрологический круговорот. В процессе круговорота воды в природе происходит постоянное возобновление природных вод, в том числе и подземных. Процесс смены первоначально накопившихся вод вновь поступающими называют водообменом. Интенсивность водообмена подземных вод различна и зависит от глубины их залегания.

Зона интенсивного водообмена (преимущественно пресные воды) расположена в самой верхней части земной коры до глубины 300 – 400 м; подземные воды этой зоны дренируются реками; в масштабе геологического времени–это воды молодые; водообмен осуществляется за десятки и тысячи лет.

Зона замедленного водообмена (солоноватые и соленые воды) занимает промежуточное положение и располагается до глубины 600 – 2000 м; обновление вод в процессе круговорота происходит в течении сотен тысяч лет.

Весьма замедленного водообмена (воды типа рассолов) приурочена к глубоким зонам земной коры и полностью изолирована от поверхностных вод и атмосферных осадков; водообмен осуществляется за сотни миллионов лет