Гидрологический и гидрохимический режим водохранилищ Верхней Волги, страница 8

3. Течения, волнение

Структура общей горизонтальной циркуляции вод во всех водохранилищах Волжского каскада определяется четырьмя основными факторами: объемом притока и стока из водоема, воздействием ветра на водную поверхность, морфометрическими характеристиками и рельефом дна, бароклинными эффектами. Крупномасштабные временные и пространственные изменения динамических процессов (общая циркуляция) определяются межгодовыми и сезонными изменениями стока и синоптическими процессами над их акваториями.

В зимний период, когда водная поверхность изолирована от непосредственного воздействия ветра ледовым покровом и ведется интенсивная сработка накопленных запасов воды, основными течениями, определяющими макроциркуляцию вод, являются стоковые. Ввиду того, что в каскаде волжских водохранилищ все гидроэлектростанции работают в пиковом режиме с резкими колебаниями расходов воды в течение суток, на прилегающих к ним участках верхних и нижних бьефов режим движения носит неустановившийся характер (Литвинов, 1970, 2000). Резкие изменения расходов воды через турбины ГЭС приводят к возникновению длинных волн (волн попусков), характер распространения которых определяется морфометрическими особенностями бьефа.

С началом попуска и возникновением длинных волн в верхних и нижних бьефах ГЭС появляются и заметные скорости течения. Максимальные скорости течения на водохранилищах Верхней Волги наблюдаются в районе гидростанций (0.8−1.0 м/с) и постепенно уменьшаются с удалением от них. В верхних бьефах ГЭС максимальные скорости течения, как правило, не превышают 0.3 м/с.

С прекращением попусков может наблюдаться изменение направления перемещения расходов воды, что приводит к изменению направления течения. Смена направления течения в нижнем бьефе Угличской ГЭС начинается спустя 3–4 ч после прекращения попуска и происходит в течение 20−60 мин. Максимальные скорости обратных течений составляют 6–14 см/с и наблюдаются через 5–6 ч после прекращения сбросов. В верхнем бьефе Рыбинской ГЭС смена направления течения происходит на протяжении 20–30 мин, а движение водных масс к центральной части водохранилища регистрируется на протяжении 1.5–2.0 ч при максимальных скоростях до 7–10 см/с (Литвинов, 1970).

В Горьковском водохранилище на участке г. Рыбинск – г. Кострома характер течений определяется режимом работы Рыбинской ГЭС. При этом в течение суток скорости стоковых течений у г. Ярославля могут изменяться от 0.2 до 0.6 м/с. На участке от г. Костромы до устья р. Елнать режим течений зависит от сбросов через Рыбинскую и Горьковскую ГЭС. При этом вниз по течению роль первой ослабевает, а второй – усиливается.

Наличие воскресных перерывов в работе ГЭС (недельное регулирование стока) может создавать «обратные» уклоны водной поверхности на значительных участках водохранилищ, обнаруживаемые даже по среднесуточным значениям уровня (табл. 1.6). В частности, в Горьковском водохранилище у г. Костромы уровень в отдельные периоды мог быть на 10–22 см выше, чем у г. Тутаева (расстояние между городами около 120 км) (табл. 1.6). Подобная ситуация возникала почти каждый раз, когда среднесуточные сбросы воды через Рыбинскую ГЭС уменьшались с 800–1100 м³/с до 10–100 м³/с и приводила к возникновению обратных течений с максимальной скоростью до 0.10 м/с.

Таблица 1.6

Уровни воды (см) на постах Горьковского водохранилища

г. Тутаев, 60 км                               382             419             411             387             400             403           392                                                            389