4.3. Режим уровней воды

Уровенный режим наряду с другими гидрологическими факторами (волнение, течения и др.) играет важную роль во внутриводоемных процессах водохранилищ. От величины амплитуды колебания уровней зависят распределение глубин ложа, гидродинамические различия, полезный объем и площадь водохранилища.

При анализе уровенного режима водохранилищ рассматриваются усредненные показатели колебания уровня воды. Заславское водохранилище имеет четко выраженные фазы уровенного режима: зимнюю сработку, весеннего наполнения, летне-осеннюю сработку. Предполоводная сработка длится один месяц. Это соответствует зимнему периоду (январь-февраль). Во второй половине февраля – начале марта начинается весеннее наполнение водохранилища. Максимальный уровень приходится на май.

Важной характеристикой уровенного режима является продолжительность стояния и обеспеченность уровней в годовом разрезе и за безледоставный период. Стояние уровней различной обеспеченности и частоты определяет характер и интенсивность водной массы с береговой полосой и ложем, влияет на интенсивность осадконакопления и заиление ложа.

Наиболее важный и характерный показатель уровенного режима – средний многолетний уровень и его обеспеченность в течение года, особенно в безледоставный период.

По характеру колебания уровней водохранилища Беларуси подразделяются на 4 типа. Заславское относится к типу небольших водохранилищ сезонного регулирования с неустойчивым режимом уровней, имеет среднюю многолетнюю амплитуду колебаний более 1 м с экстремальными многолетними значениями 50 см. Отличается четко выраженным продолжительным пиком половодья (март – август). Режим его уровней тесно связан с хозяйственным регулированием стока. Значительная часть стока расходуется для обеспечения мелиорированных систем, рыбного хозяйства, промышленных предприятий. Это предопределяет необходимость поддержания высоких уровней в летние месяцы года.

Таблица 5

Среднемесячные и среднегодовой уровни воды, см (над нулем поста) [4]

Уровень воды	Месяцы													Год
	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
Ср. Наиб. Наим.	845 850 542	844 850 840	829 851 809	901 915 832	912 927 894	889 894 881	878 889 870	864 872 852	864 870 850	845 856 837	839 849 823	818 823 806

Глава 5. Термический и ледовый режимы

На температурный режим и условия формирования ледовых явлений влияет характер использования водохранилища, режим регулирования стока и уровневый режим.

Таблица 6

Температура воды на различных глубинах, [4]

Горизонт измерения, м	Месяцы и декады
	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
0,1	0,2	0,4	0,7	6,6	19,6	16,2	18,0	20,6	9,6	4,0	0,2	0,0
2	1,0	0,8	1,7	-	19,0	-	-	20,6	-	-	0,7	1,4
5	2,0	2,3	3,2	-	18,0	-	-	19,9	-	-	1,4	2,2
У дна	2,5	3,0	3,6	6,8	15,5	16,5	17,4	19,4	7,6	3,8	1,5	2,5

Термический режим водоема замедленного водообмена обусловлен тепловым балансом территории и его изменением во времени, а также гидрологическими особенностями и динамикой водной массы. Интегральной характеристикой теплового баланса и всех процессов, связанных с теплообменом, является теплозапас (тепловой баланс) в водной массе водохранилища, т. е. изменение количества тепла в водоеме за некоторый промежуток времени.

Общий теплозапас зависит от вида регулирования водохранилища, которое находится в прямой зависимости от объема водной массы. В Заславском водохранилище, которое осуществляет многолетнее регулирование стока, со средней глубиной 3,5 м, площадью зеркала 31,1 км², объемом воды 108,5 млн. м³, средний теплозапас летних месяцев составляет 7,1110¹⁵ Дж, а максимальный – 9,8210¹⁵ Дж (табл 7).

Таблица 7

Теплосодержание водной массы [4]

Величи-на	Месяц
	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
Средне-месяч. T,	1,1	1,6	2,0	4,2	12,7	17,0	17,4	19,3	13,3	8,2	2,0	1,3
Тепло-запас, 10^15 Дж	0,37	0,67	0,74	1,05	3,70	9,05	7,94	8,06	9,22	4,06	1,51	0,41

Период весеннего нагревания водохранилища начинается еще под ледяным покровом в результате интенсивного воздействия солнечных лучей. Температура воды в это время имеет заметно выраженную обратную стратификацию (рис. 3). Вследствие свободно конвективногои перемешивания воды выравниваются температуры сначала в поверхностном слое, а затем и во всей водной массе. Продолжительность весенней гомотермии 19-22 дня. При последующем нагревании поверхностного слоя начинается переход к летнему температурному периоду (табл. 8). Началом установления летнего температурного режима считается переход поверхностной температуры через 10 , обычно наступающей в первой декаде мая.

Величина вертикального градиента температуры изменяется в зависимости от типа водохранилища. В Заславском водохранилище она достигает 0,4 – 0,5 . Период летнего нагревания заканчивается, когда теплоприем на водной поверхности сравнивается с теплоотдачей, что происходит в третей декаде августа.

Рис. 3. Распределение температуры воды на Заславском водохранилище по рейдовым вертикалям:

а – зимний период, б – весенний период, в – летний период, г – осенний период [3]

Таблица 8

Дата перехода температуры воды через
Величина	2	4	10	2		4	10
	Весной				Осенью
Средняя	11.03	18.04	09.05	08.12		08.11	05.11
Ранняя	11.03	07.04	28.04	14.11		15.10	20.09
поздняя	14.04	01.05	27.05	07.01		01.12	19.10

В течение летнего периода в радиационном режиме водохранилища основная доля радиационного баланса приходится на май – июль, с августа радиационный баланс резко уменьшается. В целом за безледный период радиационный баланс Заславского водохранилища положителен и равен 179,2 Дж/см².

В период осеннего охлаждения водохранилище резко теряют запасы тепла, накопленные за предыдущие два периода. Более интенсивное ветроволновое перемешивание воды выравнивает температуру по вертикали. Формируется осенняя гомотермия, которая наступает при температуре 7 (РИСУНОК СТР. 51).

После охлаждения температуры воды до 4 начинается переход к зимнему режиму. Охлаждение воды происходит в основном за счет турбулентного перемешивания. Короткий предледоставный период характеризуется обратной термической стратификацией с разностью температур (поверхность – дно) 0,5 – 1,0. Величина вертикального градиента температур составляет 0,31 – 0,32на 1 м.

Осеннее охлаждение воды начинается уже в августе. При температуре воздуха 5и ниже на открытых участках образуется сало и шугоход. Обычно осенние ледовые явления можно наблюдать в конце ноября, что связанно с устойчивым переходом среднесуточной температуры воздуха через 0.

Начало устойчивого ледостава совпадает с датой перехода температуры воды через 0,2 , которая приходится на первую декаду декабря.

С установлением ледостава начинается процесс нарастания ледяного покрова. После его образования в первой половине января нарост достигает 50% от максимальной толщины льда за весь зимний сезон, в первой декаде февраля – 90%, а во второй декаде марта толщина льда достигает максимальных значений (60 – 70 см) (рис. 4).

Рис. 4. График распределение максимальной толщины льда [3]

Сроки наступления весенних ледовых зависят от суровости зим и от времени устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 0к положительным значениям. Самый ранний срок очищения приходится первую декаду апреля, а самый поздний – на конец апреля. Средняя продолжительность весенних ледовых явлений составляет 13 – 15 дней.

В таблице 9 приведены результаты регулярных наблюдений за толщиной льда и высотой снега на льду за гидрологический год от начала ледостава осенью 1984 года до его окончания весной 1985 г.

Толщина льда и высота снега даны с точностью до 1 см на 5, 10, 15, 20, 25 и последнее число месяца при нарастании льда до 30 см и в период таяния. Измерения производились один раз в декаду и в последний день месяца при толще льда 30 см и более.

Таблица 9

Толщина льда и высота снега на льду у берега, см [4]

Число	Месяц																		Наиб. толщ. льда, число случаев
	11			12			01			02			03			04
	снег	лед	снег		лед	снег		лед	снег		лед	снег		лед	снег		лед
5					12	17		26	22		42	23		60			40	62
10					11	18		30	16		45	18		62			20	10,03
15					10	18		33	18		48	18		62			8	20,03
20		7	8		18	18		36	18		49	17		62				3
25		8	12		20	20		36	18		58	0		54
Последний день		3	14		26	23		38	20		59	3		50