Обухов Евгений
д. эконом. н., к.т.н., профессор, академик МАНЭБ
г. Одесса, Украина
ВНЕШНИЙ ВОДООБМЕН НА КИЕВСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ
Оценка состояния водных ресурсов водохранилищ и происходящих в них процессов требуют постоянного мониторинга, обобщения результатов и их анализа.
За последние десятилетия эксплуатации водохранилищ в результате хозяйственной деятельности значительно ухудшились в них интенсивность водообмена . содержание растворенных веществ, качество воды, повысилась интенсивность цветения воды при накоплении в них химических или биологических веществ.
В данной работе приведены результаты исследования за методикой [1] интенсивности внешнего водообмена на крупном, работающем в каскаде, Киевском водохранилище на основе реальных водобалансовых показателей за многоводный 1970 и маловодный 1972 годы эксплуатации, горизонтальной и вертикальной составляющих водообмена, а также его хозяйственного использования (1968-2012 г.г.).
Киевское водохранилище – первая ступень в составе Днепровского каскада, на которой осуществляется ограниченное сезонное регулирование стока. Площадь водосбора- 239000 км2. Среднемноголетний сток – 33,1 км3.
Полная и полезная емкость его, соответственно, 3,73 и 1,17 км3. Площадь водохранилища при отметке нормального подпертого уровня – 922 км2, при уровне мертвого объема – 675 км2. Длина водохранилища 110 км, максимальная ширина – 12 км, средняя ширина – 8,4 км, максимальная глубина – 14,5 м, средняя – 4,0 м. Площадь мелководий водохранилища 312 км2 Максимальный статический напор – 11,8 м, минимальный – 5,6 м, расчетный – 7,7 м. Расчетный расход водосбросной плотины – 8200 м3/с. Расчетный максимальный сбросной расход через сооружения (р=3%) – 11800 м3/с.
В табл.1 приведены сравнительные характеристики коэффициентов интенсивности внешнего водообмена Кв с постепенным учетом всех составляющих водного баланса водохранилищ: Кв1 – учитывает только основной приток и сток через гидроузел; Кв2 – учитывает еще и боковую приточность; Кв3 – учитывает еще осадки и испарение с водохранилища; Кв4 – учитывает сумму приходных и расходных составляющих водного баланса; а на рис.1 показатели внешнего водообмена Ту.
Для Киевского водохранилища максимальные коэффициенты интенсивности внешнего водообмена в многоводном (1970) году наблюдаются в апреле - Кв1 = 4,911, Кв2 = 5,219, Кв3= 5,229, Кв4 = 5,243; минимальные в сентябре -Кв1= 0,431, Кв2 = 0,448, Кв3 = Кв4 = 0,461. Соответствующие показатели внешнего водообмена в апреле равны Ту = 0,20; 0,19; 0,19; 0,19 лет, а в сентябре – Ту = 2,32; 2,23; 2,17; 2,17 лет.
Влияние бокового притока в 1970 году наибольшее (20,51%) в марте, а
наименьшее (2,78%) – в январе. Осадки и испарение оказывали максимальное влияние (более 12%) на интенсивность внешнего водообмена в июне, минимальное (около 1%) – в январе. Влияние суммарных составляющих водного баланса Кв4 на внешний водообмен (за исключением января и февраля) мало отличаются от влияния Кв3.
Для маловодного (1972) года эксплуатации Киевского водохранилища соответствующие максимальные коэффициенты интенсивности внешнего водообмена наблюдаются также в апреле и равны: Кв1= 1,356; Кв2= 1,394; Кв3= 1,403; Кв4= 1,410; минимальные также в сентябре: Кв1= 0,335; Кв2= 0,344; Кв3=Кв4= 0,364. Соответствующие показатели внешнего водообмена в апреле равны Ту= 0,74; 0,72; 0,71; 0,71 лет, а в сентябре Ту= 2,98; 2,91; 2,75; 2,75 лет. Чем меньше Ту, тем более интенсивный водообмен в водоеме.
Влияние бокового притока в 1972 году наибольшее (9,82%) также в марте, а наименьшее ((1,94%) – в мае. Осадки и испарение оказывали максимальное влияние (около 8%) на интенсивность внешнего водообмена в августе, минимальное (нулевое) в декабре и январе. Влияние суммарных составляющих
Таблица 1
Показатели внешнего водообмена Киевского водохранилища
|
Ме-
сяц
|
Кв1
|
Ту1
лет
|
Кв2
|
Ту2
лет
|
Кв2>
Кв1
%
|
Кв3
|
Ту3
лет
|
Кв3>
Кв1
%
|
Кв4
|
Кв4>
Кв1
%
|
Ту4
лет
|
|
Многоводный 1970 год
|
|
I
|
0,629
|
1,59
|
0,647
|
1,55
|
2,78
|
0,654
|
1,53
|
3,82
|
0,656
|
4,11
|
1,52
|
|
II
|
0,557
|
1,80
|
0573
|
1,75
|
2,79
|
0,581
|
1,72
|
4,13
|
0,589
|
5,43
|
1,70
|
|
III
|
0,876
|
1,14
|
1,102
|
0,91
|
20,51
|
1,108
|
0,90
|
23,20
|
1,108
|
23,20
|
0,90
|
|
IV
|
4,911
|
0,20
|
5,219
|
0,19
|
5,90
|
5,229
|
0,19
|
6,09
|
5,243
|
6,33
|
0,19
|
|
V
|
2,608
|
0,38
|
2,827
|
0,35
|
7,73
|
2,848
|
0,35
|
8,41
|
2,848
|
8,41
|
0,35
|
|
VI
|
1,080
|
0,93
|
1,219
|
0,82
|
11,40
|
1,240
|
0,81
|
12,90
|
1,240
|
12,90
|
0,81
|
|
VII
|
0,626
|
1,60
|
0,658
|
1,52
|
4,86
|
0,685
|
1,46
|
8,61
|
0,685
|
8,61
|
1,46
|
|
VIII
|
0,506
|
1,98
|
0,538
|
1,86
|
5,95
|
0,560
|
1,79
|
9,64
|
0,560
|
9,64
|
1,78
|
|
IX
|
0,431
|
2,32
|
0,448
|
2,23
|
3,90
|
0,461
|
2,17
|
6,51
|
0,461
|
6,51
|
2,17
|
|
X
|
0,534
|
1,87
|
0,555
|
1,80
|
3,71
|
0,570
|
1,75
|
6,31
|
0,570
|
6,31
|
1,75
|
|
XI
|
0,921
|
1,08
|
0,968
|
1,03
|
4,85
|
0,972
|
1,03
|
5,25
|
0,972
|
5,25
|
1,03
|
|
XII
|
0,980
|
1,02
|
1,039
|
0,96
|
5,68
|
1,046
|
0,96
|
6,31
|
1,048
|
6,49
|
0,95
|
|
Маловодный 1972 год
|
|
I
|
0,613
|
1,63
|
0,636
|
1,57
|
3,62
|
0,638
|
1,57
|
3,62
|
0,642
|
4,52
|
1,56
|
|
II
|
0,483
|
2,07
|
0,496
|
2,02
|
2,62
|
0,497
|
2,01
|
2,91
|
0,507
|
4,73
|
1,97
|
|
III
|
0,505
|
1,98
|
0,560
|
1,79
|
9,82
|
0561
|
1,78
|
9,98
|
0,568
|
11,09
|
1,76
|
|
IV
|
1,356
|
0,74
|
1,394
|
0,72
|
2,72
|
1,403
|
0,71
|
3,35
|
1,410
|
3,83
|
0,71
|
|
V
|
0,962
|
1,04
|
0,981
|
1,02
|
1,94
|
1,000
|
1,00
|
3,80
|
1,000
|
3,80
|
1,00
|
|
VI
|
0,447
|
2,24
|
0,457
|
2,19
|
2,19
|
0,482
|
2,07
|
7,26
|
0,482
|
7,26
|
2,07
|
|
VII
|
0,394
|
2,54
|
0,413
|
2,42
|
4,60
|
0,437
|
2,29
|
9,83
|
0,437
|
9,83
|
2,29
|
|
VIII
|
0,345
|
2,90
|
0,357
|
2,80
|
3,36
|
0,385
|
2,60
|
11,20
|
0,385
|
11,20
|
2,60
|
|
IX
|
0,335
|
2,98
|
0,344
|
2,91
|
2,62
|
0,364
|
2,75
|
7,97
|
0,364
|
7,97
|
2,75
|
|
X
|
0,400
|
2,50
|
0,415
|
2,41
|
3,61
|
0,425
|
2,35
|
5,88
|
0,425
|
5,88
|
2,35
|
|
XI
|
0,424
|
2,34
|
0,441
|
2,27
|
3,85
|
0,448
|
2,23
|
5,36
|
0,448
|
5,36
|
2,23
|
|
XII
|
0.636
|
1.57
|
0.651
|
1.54
|
2.30
|
0.651
|
1.54
|
2.30
|
0.651
|
2.30
|
1.54
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.1. График Ту=(t) показателей внешнего водообмена на Киевском
водохранилище
водного баланса Кв4 на внешний водообмен (за исключением января-марта) практически не отличается от Кв3.
Сопоставляя показатели интенсивности внешнего водообмена на Киевском водохранилище в многоводном и маловодном годах его эксплуатации отметим идентичный характер кривых Ту=f(t) c некоторым превышением временных значений 1972 года.
Показатели внешнего водообмена в единицах времени в годовом аспекте для Киевского водохранилища равны в многоводном году - 0,062 лет, а в маловодном - 0,136 лет.
Для сравнения аналогичный показатель для многоводного года на Кременчугском водохранилище равен 0,13 лет, на Каховском – 0,21 лет, а для маловодного года - на Кременчугском – 0,29 лет, на Каховском – 0,59 лет.
Проведенные исследования должны помочь при разработке режимов эксплуатации водохранилищ каскада в условиях изменения климата.
Список использованных источников
1. Обухов Е.В. Внешний водообмен украинских водохранилищ / Научно – технический бюллетень серии «Экология, экономика, безопасность».- Вып.1(37).- Одесса: УО МАНЭБ.- «Пассаж», 2016.- 48 с.
|
