Колебания уровней воды в водохранилищах.

Особенно сильные течения на водохранилищах наблюдаются в по­ловодье. В этот период скорость течения в узких местах достигает 1 м/с и более. В центральных зонах водохранилища в половодье ско­рость течения бывает. 0,5—0,8 м/с, а у берегов—0,3—0,5 м/с.

На водохранилищах течения создаются также и при попусках воды. В этом случае в водохранилище, которое является нижним бьефом верхней ГЭС, наблюдаются скорости течения, достигающие несколь­ких километров в час. В межень попуски, а следовательно скорости течения, меньше.

Ветровые течения, называемые дрейфовыми, возникают под влия­нием трения воздушного потока о поверхность воды и давления ветра на наветренные склоны волн. Скорость ветрового течения зависит от скорости ветра, продолжительности его действия, скорости и направ­ления предшествующих ветров, от глубины, близости берегов и остро­вов. Обычно скорости течения составляют l—7% от скорости ветра. Например, в нижней зоне Цимлянского и Куйбышевского водохрани­лищ при ветре силой 8—13 м/с (5—6 баллов) скорость дрейфового те­чения составляет 0,20—0,35 м/с (0,7—1,2 км/ч).

Направления и скорости дрейфовых течений часто меняются, осо­бенно при слабых ветрах. Вблизи берегов на ветровое накладывает­ся течение, возникающее от сгонов и нагонов воды.

Течения на озерах возникают под влиянием впадающих и вытекающих рек, вследствие неравномерного нагревания и охлажде­ния масс воды и под влиянием ветра. На судоходство оказывают влия­ние лишь постоянные течения, вызываемые реками. Однако скорость этих течений невелика и в редких случаях достигает 1 см/с.

Уровни воды на водохранилищах постоянно меняются и зависят во многом от изменения величины естественного притока воды, испарения, сгонов и нагонов под воздействием ветра, сбросов воды в нижний бьеф и потерь ее на фильтрацию.

Характерными уровнями водохранилища являются следующие:

подпорный уровень ПУ — уровень воды, образующийся в водотоке или водохранилище в результате подпора;

нормальный подпорный уровень НПУ — наи­высший проектный подпорный уровень верхнего бьефа, который мо­жет поддерживаться в нормальных условиях эксплуатации гидротех­нических сооружений;

форсированный подпорный уровень ФПУ — подъемный уровень выше нормального, временно допускаемый в верх­нем бьефе в чрезвычайных условиях эксплуатации гидротехнических сооружений.

Колебания уровней воды в водохранилищах при регулировании стока составляют несколько метров в год.

Обычно в весенний период (в течение двух-трех месяцев) водо­хранилище наполняется стоком талых вод и уровень воды повышается на несколько метров. В течение лета и зимы происходит сработка воды и снижение уровня, что сказывается на судоходных глубинах. Напри­мер, при снижении уровня на З м на Цимлянском водохранилище дви­жение судов в средней части возможно только по фарватеру, в ниж­ней — судоходство возможно даже вне фарватеров.

Колебания уровней воды во многом зависят от вида регулирования стока водохранилища и количества поступающей воды при весеннем половодье.

В маловодные годы при недостаточном стоке воды с бассейна уро­вень может быть ниже нормального подпорного уровня. В следующий год водохранилище может не восполнить израсходованную воду и уро­вень не достигнет прежних отметок.

Нагонно-сгонные колебания уровней воды про­исходят под воздействием ветра. При ветре поверхностное течение при­водит к подъему уровня воды у наветренного берега. В результате раз­ности уровней в глубине водоема образуется обратное — компенса­ционное течение, которое встречает сопротивление дна и поэтому име­ет меньшую скорость, чем поверхностное течение. Нагон происходит до тех пор, пока разность в уровнях не усилит компенсационное тече­ние настолько, что между ним и поверхностным течением установит­ся скоростное равновесие и уровень воды получит определенный ук­лон.

У глубоких водоемов с обрывистыми берегами влияние дна на ком­пенсационное течение меньше, чем у мелких, поэтому компенсацион­ное течение у первых водоемов несколько сильнее и скорее приходит в равновесие с поверхностным. Следовательно, у глубоких водоемов величина нагона воды будет меньше, чем у мелководных.

Наибольший подъем уровня бывает в начале нагона, когда водная масса еще не приобретает глубинного компенсационного течения. На­гоны особенно велики в узких и мелких заливах, вытянутых по на­правлению ветра.

Величина нагона зависит от силы ветра и характера берега. На­пример, на Цимлянском водохранилище нагоны у берегов достигают 20—30, а иногда 50—60 см. Нагоны вдоль водохранилища составляют 70—100 см. На Рыбинском водохранилище разность в уровнях у про­тивоположных берегов может достигать 1 м. На приплотинном участ­ке Горьковского водохранилища при нагонных ветрах уровень воды поднимается до 45 см выше НПУ.