Основные характеристики водохранилищ

Для морфологических и морфометрических характеристик водохранилищ применимы те же показатели, что и для озер. Из морфометрических характеристик водохранилища наиболее важны площадь его поверхности F и объем V. Форма водохранилища определяется характером заполненного водой понижения. Котловинные водохранилища обычно имеют озеровидную форму, долинные — вытянутую. Многие долинные водохранилища расширяются по направлению к плотине, имеют изрезанные берега и многочисленные заливы (затопленные устья притоков). Форма водохранилища изменяется с изменением уровня воды.

Любое водохранилище рассчитывается на накопление некоторого объема воды в период наполнения и на сброс этого же объема в период сработки. Накопление нужного объема воды сопровождается повышением уровня до некоторой оптимальной величины. Такой уровень обычно достигается к концу периода наполнения, может поддерживаться плотиной в течение длительного времени и называется нормальным подпорным уровнем (НПУ) (рис. 8.2). В редких случаях, во время высокого половодья или больших паводков, допускается временное превышение НПУ на 0,5—1 м. Такой уровень называют форсированным подпорным уровнем (ФПУ). Предельно возможным снижением уровня воды в водохранилище является достижение уровня мертвого объема (УМО), сработка ниже которого вообще невозможна.

Рис. 8.2. Основные элементы (а) и зоны (б) водохранилища (по А.Б. Авакяну, В.П. Салтанкину, В.А. Шарапову):

1 — плотина; 2 — верхний бьеф плотины (гидроузла); 3 — нижний бьеф плотины (гидроузла); 4 — река выше водохранилища; 5 — река в нижнем бьефе; 6 — зона выклинивания подпора; 1, 8, 9 — верхняя, средняя и нижняя зоны водохранилища; 10, 11 — меженный и половодный (паводковый) уровни воды в реке до сооружения водохранилища; 12, 13 — меженный и половодный (паводковый) уровни воды в реке в условиях подпора; ФПУ — форсированный подпорный уровень; НПУ — нормальный подпорный уровень; УМО — уровень мертвого объема; PO — резервный объем; ПО — полезный объем; МО — мертвый объем

Объем водохранилища, находящийся ниже УМО, называется мертвым объемом (МО). Для регулирования стока и периодической сработки используют объем водохранилища, находящийся между УМО и НПУ. Этот объем называют полезным объемом (ПО) водохранилища. Сумма полезного и мертвого объемов дает полный объем, или емкость водохранилища. Объем воды, заключенный между НПУ и ФПУ, называют резервным объемом.

В пределах запрудного водохранилища выделяют несколько зон: зону переменного подпора, верхнюю, среднюю и нижнюю (см. рис. 8.2).