Регулювання водних ресурсів

Тема 10. Регулювання водних ресурсів

10.1. Види регулювання стоку

10.2. Основні параметри і морфометричні показники водосховищ

10.3. Регулювання стоку водосховищами

10.4. Регулювання місцевого стоку

10.5. Комплексний гідровузол і вимоги до нього учасників ВГК

10.1. Види регулювання стоку

Форми перерозподілу об'єму стоку води в часі різноманітні, зокрема, їх можна розділити на природні та штучні.

Природне регулювання стоку може бути:

а) басейнове - перерозподіл стоку в часі при акумуляції талих та дощових вод у руслі, заплаві, озерах,

низинах і товщі ґрунту;

б) руслове - акумуляція води в руслі при піднятті її рівня в річці і наступному спрацюванні;

в) берегове - акумуляція річкових вод у берегах при піднятті рівня води під час повені і поверненні вод в річку при спаді рівня.

Штучне регулювання спостерігається у випадку коли стік регулюють шляхом будівництва на річках гідротехнічних споруд, водосховищ та польдерів.

Крім того, регулювання стоку може бути безпосереднім і непрямим (опосередкованим).

Безпосереднє регулювання здійснюється створенням водосховищ, відбором води із річок, водойм, перекиданням стоку із сусідніх басейнів, акумулюванням місцевого стоку в ставках і лиманах, зміною морфометричних елементів річок шляхом їх поглиблення, випрямлення і т.п. При такому регулюванні зміни в режимі річки чи водойми наступають безпосередньо після здійснення перерахованих заходів.

При непрямому регулюванні ці зміни не такі значні. Вони зв'язані з кліматичними, гідрогеологічними, ґрунтовими умовами і проявляються через значно більший проміжок часу, ніж при безпосередньому регулюванні. Непряме регулювання стоку спостерігається при виконанні меліоративних, агротехнічних і лісомеліоративних заходів, що проводяться в басейні річки.

10.2. Основні параметри і морфометричні показники водосховищ

Основні учасники ВГК вимагають високої надійності і забезпеченості водними ресурсами. Розподілення стоку як по роках, так і на протязі року характеризується значною нерівномірністю. В цьому зв'язку виникає необхідність створення водосховищ.

В даний час на Земній кулі створено більше 2357 водосховищ загальним об'ємом біля 5552 кмз і площею водного дзеркала більше 594 тис. км2 .

Основними параметрами водосховищ є: рівні (горизонти), об'єми та морфометричні показники.

Рівні (горизонти) розрізняють: нормальний, форсований (максимальний), мертвого об'єму.

Нормальний підпірний рівень (НПР, НПГ) - проектний рівень наповнення водосховищ, який обмежує зверху корисний об'єм водосховища.

Форсований підпірний рівень (ФПР) - відповідає короткочасному перевищенню рівня води над НПР при пропуску великих паводкових витрат.

Рівень мертвого об'єму (РМО) - обмежує знизу корисний об'єм і служить для акумуляції наносів.

Різницю між НПР і РМО називають глибиною спрацювання, а відповідний їй об'єм - корисним об'ємом водосховища. Як правило, зниження рівня води нижче РМО не проводиться, за виключенням тих випадків, коли

потрібно промити (через донні отвори) накопичені у водосховищі наноси або виконати ремонтні роботи в чаші водосховища.

Об'єм водосховища, що знаходиться між НПР і ФПР, називається резервним об'ємом і використовується для акумуляції паводкових вод. Повний об'єм водосховища включає в себе мертвий і корисний об'єми, а іноді і резервний об'єм (рис. 1.44).

Рис. 1.44. Основні параметри водосховища: 1 - дно річки; 2 - рівень води в річці до зарегулювання.

До морфометричних показників поверхні водосховищ відносяться:

1) довжина водосховищ (L) - віддаль від греблі до місця виклинювання підпору по середній рівновіддаленій від берегів лінії;

2) ширина водосховища (B); середня ширина:

(1.87)

де - площа водосховища;

3) максимальна ширина (В ) - віддаль по перпендикуляру до довжини водойми L між найбільш віддаленими точками берегів (без врахування краєвих плесів і заток, які глибоко вдаються в берег);

4) довжина берегової лінії ( ) - вимірюється по нульовій ізобаті (уріз води при НПР) від греблі до виклинення підпору окремо для правого і лівого берега;

5) врізаність берегової лінії (К) - відношення довжини ділянок берегової лінії з однорідною конфігурацією ( ) до довжини прямої, яка з'єднує межі ділянок. Для всього водосховища К (по правому і лівому берегах) вираховується як середньозважена величина;

6) площа водного дзеркала поверхні водосховища при різних відмітках рівня (НПР, ФПР, РМО), -

визначається планіметром;

7) острівність (J):

(1.88)

8) подовженість ( ) - це відношення L до ; вираховується для водосховища в цілому або для його окремих частин.

За своїми характеристиками водосховища дуже відрізняються одне від одного, зокрема:

1) за генезисом:

- водосховища в довжинах річок, які перегороджені греблями;

- зарегульовані озера;

 - наливні водосховища;

- водосховища в місцях виходу підземних вод;

- "морські" водосховища в прибережних ділянках моря і естуаріях, які відокремлені від відкритого моря дамбами;

2) за розташуванням:

- рівнинні - характеризуються великою площею водного дзеркала, Нmax не більше 15...25 м, Нср. =5... 9 м,

глибина спрацювання ( ) до 7 м.

- передгірні - Нтах = 70...100 м і більше, Нср. =35...40 м, hс= 10...20 м, характерне менше руйнування берегів і менша площа підтоплення;

- гірські - характеризуються невеликою площею затоплення (рідко більше десятка км2), Нтах = 100...150