2.5. Районирование акватории водохранилищ
2.5.1. Принципы и методы гидрологического районирования
Из опыта районирования водохранилищ следует, что для водохранилищ районирование может быть гидрологическое и гидрографическое. Вопросы гидрологогического районирования рассмотрены С. Л. Вендровым. В основу гидрологического районирования положены особенности гидрологического режима в разных частях акватории: уровневый режим, волнение, течения, обусловленные глубинами и параметрами разгона волн. Эти показатели различаются по длине водохранилища (от плотины к верховьям) и обусловлены видом осуществляемого регулирования и амплитудой колебания уровня водохранилища относительно нормального подпорного (НПУ). По этим показателям в водохранилищах выделяются гидрологические районы: озерный. Озерно-речной, речной, заливов, участок выклинивания подпора. В качестве основной таксономической единицы принят гидрологический район. Специфика режима в указанных районах связана с морфологическими и морфометрическими особенностями ложа водохранилищ.
Для малых водохранилищ Беларуси нами принята следующая схема гидрологического районирования (рис.2.20).
Рис. 2.20. Схема гидрологического районирования водохранилищ : А- озерная, В – озерно-речная, С – речная
Озерная зона (А) глубоководная при любых уровнях сработки. Здесь всегда отмечаются волны с максимальной высотой в период штормов. В зоне формируются сложные схемы циркуляционных и вдольбереговых течений. Стоковые течения отмечаются только у водосброса.
Речная зона (С) глубоководная только при уровнях близких к НПУ. В остальные сроки эксплуатации водохранилище практически концентрируется в русловой ложбине, где отмечаются стоковые течения. Волнение отмечается только при высоких уровнях.
Озерно-речная зона (В) является переходной от озерной к речной. В период высоких уровней гидрологический режим близкий к озерной зоне. Во время сработки водохранилища зона приобретает черты речной зоны.
2.5.2. Принципы и методы гидрографического районирования
Вопросы гидрографического районирования хорошо разработаны для крупных водохранилищ. В качестве наиболее крупной таксономической единицы в гидрографическом районировании принят плес (рис. 2.21). Название заимствовано из озероведения. Так, например, в озере Нарочь традиционно выделяется большой и малый плес. Под плесом понимается глубоководная обособленная часть озера или участок русла реки, подпертый нижележащим перекатом. В условиях водохранилищ роль переката выполняют напорные сооружения или подпертые уровни. Для водохранилищ гидрографическое районирование можно легко провести по карте. Для крупных водохранилищ рекомендуется учитывать гидрологический режим в разных частях акватории. Наш взгляд, гидрологические характеристики учитываются в гидрологическом районировании. Иначе мы смешиваем два вида районирования. Гидрологические особенности выделенных районов определяются морфологическими и морфометрическими показателями, а не наоборот. Особенно это нельзя делать для малых водохранилищ, в котором гидрографические и гидрологические показатели могут не повлиять на выделение гидрографических и гидрологических районов.
Для крупных водохранилищ, водохранилищ сложного строения рекомендуется использовать при выделении районов следующие приемы:
построение графиков изменения ширины акватории через каждые 1 – 5 км в зависимости от размеров акватории;
построение аналогичных графиков для отношения ширины (В) к средней глубине поперечного сечения (Нср), которые следует рассматривать как коэффициент морфометрического подобия (Кмп).
Для выделения зон (мелководной, глубоководной, зоны заливов), в качестве критерия рекомендовано пермской школой использовать степень воздействия ветровых волн на дно, которое определяется соотношением между глубиной (Н) и длиной волны (λ). Для мелководной зоны при НПУ Нкр ≤ Н≤ 0,60 λ, волны становятся ощутимыми в плане воздействия на дно. При Н ≥ 0,60 λ волнение практически не влияет на дно водохранилища. Наибольшему воздействии. Подвержена прибрежная зона при Н ≥ Нкр. При невозможности установления параметров ветровых волн для всех участков водохранилища мелководную зону определяют по внешнему краю прибрежной отмели. Применительно к малым водохранилищам это равноценно использованию разделения ложа на мелководную и глубоководную с использованием критерия Н = 2 м (на внешнем крае отмели).
Для проведения гидрографического районирования используются следующие таксономические единицы: плес, район, зона, участок. В связи со сработкой водохранилища в течение года и в многолетнем разрезе границы выделенных единиц являются подвижными, а в отдельных случаях могут полностью исчезать. Это может происходить также в результате переформирования ложа, отмирания (отделения) заливов в результате отложения наносов и формирования аккумулятивных форм, искусственного отчуждения больших и малых заливов.
Проблемным вопросом в гидрографическом районировании является выделение районов при УМО, при сработке водохранилища (среднегодовой) и т.д.
Для полной характеристики гидрографических районов морфометрические характеристики рассчитываются для каждой выделенной единицы в виде сводной таблицы.