Гидрологический и гидрохимический режим водохранилищ Верхней Волги, страница 10

Горизонтальные размеры вихревых образований в верхневолжских водохранилищах

Примечание. N, L, B, S, ΣS, S% – соответственно число, протяженность, ширина, площадь, суммарная площадь и процент суммарной площади круговоротов;  прочерк – отсутствие вихревых образований.

В летний период при уменьшении объема стока в Иваньковском и Угличском водохранилищах структура циркуляции вод изменяется. При преобладающих ветрах западной четверти со скоростью 4 м/с в Иваньковском водохранилище над затопленной поймой формируется до 12 круговоротов разного знака, в Угличском − до 8 вихрей. Антициклонические круговороты развиваются справа относительно оси руслового потока вод (рис. 1.5). Размеры круговоротов по продольной оси изменяются от 0.5 до 12 км в Иваньковском и от 1 до 3 км в Угличском водохранилищах, а их суммарная площадь достигает 22 и 6 км² соответственно (табл. 1.7).

Рис. 1.4. Структура циркуляции вод (изолинии полных потоков) в Иваньковском (а), Угличском (б) и Рыбинском (в) водохранилищах в весенний период (май). Большие стрелки − направление преобладающего ветра.

В Рыбинском водохранилище летняя циркуляция водных масс формируется при преобладающем действии ветра и представляет собой 5 циклонических и антициклонических круговоротов с размерами по продольной оси от 5 до 90 км и суммарной площадью 2100 км² (см. рис. 1.5). В Горьковском водохранилище при преобладающих ветрах ЮЗ направления со скоростью до 10 м/с в пределах затопленной поймы также могут возникать локальные циркуляционные зоны. Средние по акватории скорости суммарного течения на поверхности изменяются от 4 до 19 см/с (рис. 1.6).

Рис. 1.5. Структура циркуляции вод в Иваньковском (а), Угличском (б) и Рыбинском (в) водохранилищах в летний период (июль). Большие стрелки – направление преобладающего ветра.

При усилении скорости ветра до штормовых значений в Иваньковском водохранилище структура циркуляции не изменяется. Происходит некоторая интенсификация существующих вихревых образований и увеличение их протяженности по продольной оси. Площадь круговоротов возрастает до 35 км². В Угличском водохранилище общее число круговоротов увеличивается до 14, их наибольшая протяженность по продольной оси – в 2 раза, а площадь – в 4 раза. Русловой поток вод практически блокируется вихревыми образованиями. В Рыбинском водохранилище структура циркуляции остается неизменной с некоторым увеличением общей площади круговоротов.

Рис. 1.6. Схема интегральной циркуляции вод (изолинии функции полных потоков) в озеровидной части 

Горьковского водохранилища: а – расход через ГЭС 1300 м³/с, направление ветра 250°, скорость 10 м/с;                                      б – соответственно 2800 м³/с, 250° и 10 м/с

В речных плесах Рыбинского водохранилища при направлениях ветра, противоположных и совпадающих с направлением стоковых течений, однонаправленный перенос вод по ветру наблюдается над затопленной поймой. Круговороты воды формируются в зоне взаимодействия ветровых и стоковых течений (у кромок затопленных русел главных рек). Количество вихревых образований изменяется в зависимости от ширины участка плеса от 4 до 9, а их горизонтальная протяженность − от 0.5 до 4 км.

Средние интегральные скорости течений в весенний период наибольшие в Горьковском (до 20 см/с) и Иваньковском, Угличском водохранилищах (7–8 см/с), а наименьшие – в Рыбинском (4.3 см/с). В летний период средние интегральные скорости во всех водоемах практически одинаковы (3.6–3.8 см/с). Максимальные скорости интегрального переноса вод в водохранилищах отмечаются в прибрежной зоне и достигают 8–12 см/с.