Нормативные уровни и составляющие объема водохранилищ

Водохранилище – искусственно созданный водоем для хранения воды и регулирования стока. Наибольшее распространение получили водохранилища, создаваемые в долинах естественных водотоков постройкой водоподпорных сооружений (плотин, шлюзов и т. п.) На участке выше водоподпорного сооружения (плотины) повышаются уровни н аккумулируются большие объемы воды, которые используются для хозяйственных целей. Длина водохранилища равна дальности распространения подпора от плотины.Водохранилища классифицируют по ряду признаков. Выделяют пять основных типов водохранилищ: равнинные, предгорные, горные, озерные, наливные.

Равнинные водохранилища характеризуются следующими признаками: относительно большой площадью поверхности воды, небольшой максимальной (15...25м) и средней (обычно 5...9 м) глубинами, небольшой сработкой (в пределах 2...7 м), интенсивными процессами переработки берегов, сложенных большей частью рыхлыми размываемыми породами. Эти водохранилища, как правило, имеют большую емкость и используются комплексно.В результате подъема уровня воды, вызванного сооружением плотины на равнинных реках, для которых характерны небольшие уклоны, затапливаются обширные площади, в том числе ценные для сельскохозяйственного производства пойменные земли, луга, пастбища, а также леса, возникает необходимость переноса населенных пунктов и важных объектов. Водохранилища предгорных и плоскогорных областей характеризуются большими глубинами (до 70...100 м и более), значительной сработкой (до 10—20 м), сравнительно небольшой интенсивностью переработки берегов, незначительным затоплением и подтоплением территории.

Для горных водохранилищ характерны большие глубины (нередко более 100 м) и сработка (до 100 м и более). Затопляемая площадь, подтопление, переработка берегов, фильтрация из водохранилища незначительны. Поперечный профиль долины горных рек обычно совпадает с руслом, он может иметь вид узкого каньона; склоны берегов крутые, нередко ступенчатые, русло слабоизвилистое, без поймы; при сработке водохранилища площадь поверхности воды изменяется плавно.

Озерные водохранилища создают путем сооружения плотины на реке, вытекающей из озера, и подпор, вызванный плотиной, распространяется на озеро. Преимущество этих водохранилищ заключается в том, что при незначительном подпоре и небольшой площади затопления земель в них можно аккумулировать большие объемы воды.

Наливные водохранилища чаще всего сооружают путем использования естественных котловин и обвалования пониженных участков территорий вблизи реки. Применяют их главным образом при орошении земель и строительстве гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Водохранилища классифицируют также по площади водной поверхности и объему. Искусственный водоем небольших размеров и площадью водной поверхности менее 1 км² называют прудом.Существуют и другие классификации водохранилищ; по глубинам, конфигурации, термическому режиму и т. д.Параметры водохранилища, определяющие его размеры, устанавливают на основе водохозяйственного расчета. При этом объем воды в водохранилище принято подразделять на мертвый и полезный

Рисунок 10 – План в схематический продоль­ный профиль водохранилища

Мертвый объем Vумо — это постоянная часть полного объема водохранилища, которая в нормальных условиях эксплуатации не срабатывается и в регулировании стока не участвует. Уровень поверхности во­ды, ограничивающий этот объем сверху, называют уровнем мертвого объема (УМО). При наличии в пло­тине донных отверстий мерт­вый объем делится на объ­ем ниже порога отверстий, не срабатываемый самоте­ком, и объем, выше отвер­стий, который при необхо­димости (в исключительных условиях) может быть ча­стично сработан.

Полезный объем Уплз — основной объем водохрани­лища, непосредственно ис­пользуемый для регулирова­ния стока. Он расположен выше УМО и ограничен сверху нормальным подпорным уров­нем (НПУ), то есть наивысшим проектным подпорным уровнем верхнего бьефа, который может поддерживаться в нормальных условиях эксплуатации гидротехнических сооружений.

Полный объем водохранилища соответствует отметке НПУ и равен сумме полезного и мертвого объемов:Vплн=Vнпу=Vумо+Vплз 3.1)Главная задача водохозяйственного расчета водохранилища — определение полезного объема Vплз и выбор отметки НПУ. Полезный объем—это рабочий объем водохранилища, предназначенный для регулирования стока с целью гарантированного обеспечения потребителей водой. Он зависит от назначения водохранилища, продолжительности регулирования (суточное, сезонное, многолетнее) и находится путем сопоставления расчетного стока и суммарного водопотребления.