Водохранилища бывают с однолетним и многолетним регулированием уровня воды.

Первичное заполнение водохранилища и его последующее ежегодное пополнение до нормального горизонта происходят в основном весной, однако не каждое водохранилище может быть наполнено до проектного горизонта в один, даже многоводный год. Такие водохранилища наполняются в течение нескольких лет (до 8-10 лет).

В водохранилищах с постоянным уровнем воды паводковые воды пропускаются транзитом через водослив плотины. В районе водохранилищ паводки проходят при значительно меньших скоростях, особенно в средней и приплотинной частях.

Нормальный подпорный уровень (НПУ) воды около плотины значительно выше естественных паводковых уровней воды в реке данного участка. По мере удаления от плотины превышение уровня воды уменьшается. Выклинивание подпорного уровня водохранилища происходит на всех притоках зарегулированного участка реки, причем на каждом притоке на различном расстоянии от основной реки. Дальность выклинивания определяется величиной уклона продольного профиля, площадью поперечного сечения и дебитом каждого притока.

Как правило, водохранилища имеют весьма сложную разветвленную конфигурацию, зависящую от рельефа речных долин, попадающих в зону затопления. Нередко встречаются водохранилища, плесы которых изобилуют множеством островов, полуостровов, кос, заливов, балок, грив, прирусловых возвышений (Иваньковское, Цимлянское, Куйбышевское).

По режиму сработки уровня воды в годовом размере различают водохранилища:

• с относительно постоянным уровнем воды в течение года, когда ГЭС работает на транзитном стоке многоводных рек или дебита выше расположенных гидроэлектростанций (например, Горьковское, Саратовское, Волгоградское и др.);
• со срабатываемым уровнем воды в зимний период, когда ГЭС работают летом на транзитном стоке, а зимой - частично и за счет аккумулированного стока (например, Куйбышевское, Камское, Иваньковское, Угличское, Боткинское, Бухтарминское и др.);
• с постоянно понижающимся уровнем воды после наполнения в весеннее половодье (к этой группе относятся все горные и часть среднеазиатских водохранилищ).

При указанных режимах не учитывается повышение уровня при прохождении паводковых вод или возникающие изменения в уровнях воды под действием сгонно-нагонных ветров.

Как правило, наибольшая сработка уровня воды осуществляется в предпаводковый период в целях подготовки свободного объема водохранилища для принятия весеннего стока вод. Наибольший расход воды для турбин ГЭС приходится на осенне-зимний период.

Для орошения земель сработка уровня воды начинается с весны и продолжается все лето до окончания полива полей.

При наполнении водохранилища в расширенных местах поймы течение, образующееся от стока воды через плотину, практически неощутимо. Летом в этих районах течение наблюдается главным образом под действием ветра. Заметные скорости течений наблюдаются в суженных местах и в районе выклинивания подпора. Скорости увеличиваются по мере сработки уровня воды и достигают максимума в предпаводковый и паводковый периоды. В эти периоды по руслам рек отмечаются скорости 1 м/с и более.

Основной сток воды даже при наполненном водохранилище происходит по руслам затопленных рек, в меньшей степени - с поймы. У берегов течение воды почти отсутствует, если не считать течений от сгонно-нагонных явлений. Такое неравномерное распределение скоростей течения создает неравномерность водообмена по отдельным участкам.

Водообмен - величина, важная для оценки рыбохозяйственного значения водохранилищ, - варьирует в различных его частях от 1 до 50 раз в год.

По мере сработки уровня воды на водохранилищах как летом, так и зимой происходит осушение прибрежных площадей. На небольших водохранилищах осушение бывает так велико, что под водой остается одно русло реки. На крупных водохранилищах осушение при сработке уровня воды происходит в меньших размерах. Осушаются в первую очередь мелководные (прибрежные) участки и мелководные возвышенности на пойме, образующие при этом острова. В это время затопленные реки в верховье и средних частях входят в свои русла. Зимой при сработке уровня воды лед оседает пластами на осушенное дно, местами взламывается на пнях. Иногда лед придавливает в изолированных углублениях дна большое количество рыбы, которая погибает под тяжестью. Зимняя сработка тем опаснее для рыбы, чем больше осушается площадь мелководья, при этом увеличивается концентрация рыбы на этих участках и наблюдаются заморы.

Водохранилище сочетает элементы реки и озера. Сходство с реками состоит в наличии в предпаводковый и паводковый периоды повышенных скоростей течения, большой протяженности, составляющей 600 км и более (например, Волгоградское водохранилище и др.); сходен также рельеф дна в верховьях. Сходство с озерами состоит в том, что те и другие имеют большие площади, достигающие 500-600 тыс. га (например, Куйбышевское, Братское водохранилища и др.), большую ширину, составляющую 56 км (например, Рыбинское водохранилище), большие глубины, достигающие 200-300 м (например, Нурекское, Саяно-Шушенское водохранилища и др.).

Для водохранилищ характерны значительные колебания уровня воды, засоренность и неровность дна. Неровность дна обусловливается затоплением русел рек и их притоков, пойменных озер и стариц, склонов террас, холмов, грив, дорожных насыпей, канав. Затопляемые площади имеют несведенные массивы леса, мелколесья, кустарников или участки пней, а также захламленные площади бывших населенных пунктов и предприятий.

Площадь, покрытая лесонасаждениями, нередко составляет 60-80% общей площади водохранилища. Такой засоренности и изрезанности ложа не наблюдается на озерах.

Волновой, ветровой и ледовый режимы водохранилищ близки к режимам озер.

С созданием водохранилищ большой площади изменяются микроклимат, направление ветров. Продолжительность слабых умеренных ветров уменьшается, а сильных - возрастает. Меняется и температурный режим воздуха. Преобладают ветры, дующие в направлении наибольшего протяжения водохранилища. Сокращается продолжительность навигации. Очищение от льда задерживается на 10-15 сут, а ледостав начинается на 6-10 сут раньше по сравнению с рекой.

Замерзание водохранилищ происходит вначале у берегов, в заливах и на мелких местах, а затем ледостав распространяется на всю площадь водохранилища. Иногда фарватер долгое время остается незамерзшим. Ветром отрываются льдины и дрейфуют по водохранилищу, образуя торосы высотой до 3 м.

Таяние льда начинается с верховьев и по отрогам. Если господствующие ветры дуют к плотине, то в низовой части у плотины скапливается много льда.

Большинство водохранилищ имеет значительную изрезанность береговой линии, что в сочетании с благоприятным гидрологическим режимом обеспечивает необходимые условия для нереста рыб и нагула ее молоди, развития кормовых организмов и таким образом способствует повышению общей рыбопродуктивности водохранилища.

Как правило, наибольшая прозрачность отмечается в глубоководных участках водохранилищ. С приближением к берегам, мелководьям, устьям рек и ручьев она уменьшается. Режим водных взвесей, от которых зависит прозрачность воды, связан с динамикой вод и главным образом с интенсивностью водообмена.

После заполнения таблицы обязательно укажите, как вы оцениваете общее состояние реки и качество воды в ней.

Обратите внимание, что для удобства таблицу можно перевернуть и названия граф записывать не по строчкам, а по столбцам. Тогда описания проб будут располагаться по строчкам. Рисуйте и заполняйте таблицы так, как вам удобно, только помните, что они должны быть понятны не только вам, но и другим исследователям.

Гидрологический режим

Вид реки, количество воды в ней, скорость ее течения значительно изменяется в течение года. Эти изменения связаны, прежде всего, со сменой сезонов года, с таянием снега, засухами, дождями, - т.е. теми естественными факторами, которые определяют поступление в реку питающих ее вод. Характерные особенности изменения состояния реки во времени называются ее гидрологическим режимом . Высота поверхности воды в сантиметрах, которую отсчитывают от некоторой принятой постоянной отметки, называетсяуровнем воды . В годовом цикле жизни реки обычно выделяют такие основные периоды (их называютфазами гидрологического режима ):

1. половодье;

2. паводок;

3. межень.

Половодье - это время самой большой водности реки. В Европейской части нашей страны половодье обычно приходится на время весеннего снеготаяния, когда потоки талой воды со всего водосбора устремляются к руслу главной реки и ее притокам. Количество воды в реке увеличивается очень быстро, река буквально «вспухает», может выйти из берегов и затопить пойменные участки. Половодье регулярно повторяется каждый год, но может иметь различную интенсивность.

Паводки представляют собой быстрые и сравнительно кратковременные подъемы уровня воды в реке. Они происходят, как правило, в результате выпадения дождей, ливней летом и осенью или во время оттепелей зимой. Паводки обычно случаются каждый год, но, в отличие от половодья, они нерегулярны.

Межень - самая маловодная фаза водного режима. На наших реках различают два периода межени - летнюю и зимнюю. В это время атмосферные осадки не могут обеспечить достаточного питания реки, количество воды в ней значительно уменьшается, большая река может превратится в маленький ручеек и жизнь в ней поддерживается в основном за счет подземных источников питания - родников и ключей.

Хозяйственная деятельность человека на водосборе реки и ее берегах также оказывает влияние на гидрологический режим. Осушение болот, отбор воды для бытовых и промышленных нужд, сбросы сточных вод и т.п. приводят к изменению водности реки. Особенное внимание нужно обратить на случаи, когда идет забор воды на хозяйственные нужды с водосбора одной реки, а используется вода или возвращается в природу - в водосборе другой. Это сильно влияет на природное распределение воды и может приводить к осушению одних территорий и заболачиванию других.

Непродуманные действия человека могут нарушать естественный ход смены фаз водного режима. Известны случаи, когда на малых реках, протекающих в пределах населенных пунктов, неожиданно возникают паводки, вызванные большими сбросами сточных вод промышленных предприятий. Такие изменения сказываются на способности реки к

самоочищению и оказывают влияние на качество воды в ней. Поэтому изучение колебаний уровня воды на реках и озерах имеет большое научное и практическое значение.

Наблюдения за уровнем воды

Организовать наблюдение за уровнем достаточно просто и вполне по силам школьникам и студентам. Данные о регулярных измерениях уровня с точным указанием местоположения створа, времени проведения наблюдения и особенностей погоды представляют собой ценную информацию, и чем больше становится ряд этих наблюдений, тем большую ценность они приобретают.

Государственные посты наблюдений за уровнем состоят из специальных приспособлений для измерения уровней, например реек илисвай . Эти рейки и сваи надежно закреплены, чтобы выдержать сильное волнение и ледоход. Каждый пост имеет свою точную топографическую отметку (высоту над уровнем моря), что дает возможность сравнивать показания разных постов между собой и оценивать общую ситуацию на территории водосбора, бассейна и т.п. Если в вашем районе, на вашей реке или озере такой государственный водомерный пост отсутствует, можно организовать свой временный водомерный пост. Конечно, его данные нельзя будет сравнить с данными наблюдений системы государственной гидрометеослужбы, поскольку для этого придется выполнить сложные геодезические измерения. Тем не менее, вы сможете проследить изменение уровня воды в реке от сезона к сезону и от года к году. Пост можно использовать и как место взятия проб при гидрохимических наблюдениях.

Самым удобным способом обустройства водомерного поста является использование постоянной рейки, закрепленной на опоре моста через реку (рис. 6б ). На рейку наносится разметка на деления, желательно яркой масляной краской, - чтобы не смывалась водой и была хорошо заметна издалека. Рейка устанавливается на стороне моста, обращенной вниз по течению, чтобы во время ледохода ее не сломало и не сорвало проходящими льдинами.

Рис. 6. Устройство водомерных постов (а - свайного, б - реечного)

Измерения уровня надо проводить с точностью до одного сантиметра. За начальную отметку измерений принимают отметку ниже самого низкого уровня. Ее лучше всего отметить в конце лета, в период глубокой межени. Эту начальную высоту называют нулем графика и все остальные уровни измеряются в превышении над ним.

По-другому выглядит свайный водомерный пост (рис. 6а ). Сначала одна свая устанавливается на уровне нуля графика (5-ая на рисунке 6а ). Затем выше нее, через определенную высоту (0,5 м, 1 м) с помощью нивелира устанавливаются другие сваи. Чтобы сваи дольше не гнили, их можно обжечь на костре или несколько раз обмазать растительным маслом и дать маслу впитаться. Еще лучше забить в землю обрезки металлических труб, а в

них укрепить деревянные сваи. На верхний конец сваи можно надеть насадку, вырезанную из использованной полиэтиленовой посуды. Получается красиво и прочно, а главное - такие сваи хорошо заметны. Затем сваи нумеруются по порядку сверху вниз, и для каждой отмечается ее высота относительно нуля графика. Для определения уровня водомерную рейку (можно использовать простую линейку) ставят на ближайшую к берегу погруженную в воду сваю, и замечают отметку уровня воды. К относительной высоте сваи прибавляют измеренную высоту воды над сваей и получают отметку уровня воды. Например, свая № 4 находится на высоте 100 см над нулем графика и скрыта под водой на 12 см. Следовательно, уровень воды находится на отметке Н = 100+12=112 см.

Наблюдения за уровнем воды на гидрологических постах обычно ведутся дважды в день - в 8 и в 20 часов, но можно ограничиться и одноразовым утренним наблюдением. Если у вас нет возможности измерить уровень воды точно в это время - не беда, измеряйте тогда, когда сможете, только не забудьте указать время и дату наблюдения. В тех случаях, когда вы можете снимать показания в течение нескольких дней, постарайтесь делать это в одно и то же время.

Полученные данные записываются в журнал в форме таблицы 5 . В период половодья, когда вода в реке прибывает особенно быстро, наблюдения проводятся чаще, - через 3-6 часов. То же относится и к периодам сильных дождей и паводков на реке.

Таблица 5. Результаты наблюдений за уровнем воды в реке

Название реки........................................

Местонахождение поста...........................

Время (ч, мин)

Уровень воды над нулем графика Н, см

Изменение уровня ± h, см*

Ф.И.О. наблюдателя

* изменение уровня по сравнению с предыдущим наблюдением.

По полученным данным можно построить график колебания уровня воды за период наблюдений. Тогда заинтересованному человеку легче будет ориентироваться в ваших результатах, к тому же графики нагляднее цифр.

Измерение глубины и ширины реки

Для определения глубин реки и особенностей рельефа ее дна проводятся промеры русла реки. По результатам промерных работ можно получить планы русла реки в линиях равных глубин - изобатах , а также определить площади водных сечений рек.

Необходимое оборудование:

веревка с разметкой;

рейка с разметкой;

журнал для записи.

Глубину реки можно определить только прямыми измерениями с помощью водомерной рейки илилота . На крупных реках с глубинами до 25 м используютлот - металлический груз весом от 2 до 5 кг, прикрепленный на прочном тросе с соответствующей разметкой. В

случае изучения малых рек вполне достаточно водомерной рейки. Она представляет собой деревянный шест диаметром 4-5см с нанесенной на ней сантиметровой разметкой, при этом нулевое деление должно совпадать с одним из концов шеста. При измерениях глубины рейка опускается нулевой отметкой вниз. Длину рейки можно выбрать, исходя из предполагаемых глубин исследуемых рек, но обычно ее делают не длиннее 1,5-2 м. Если река мелкая, то измерять глубину можно, переходя реку вброд. Если река глубокая, то измерения приходится проводить с лодки. Проще всего определить глубину с висящего над рекой моста, если такой есть поблизости.

Внимание! Позволяйте юным исследователям измерять самим глубину реки только в тех местах, где вода не выше их резиновых сапог! Убедите их, что это можно делать только под присмотром руководителя группы или его взрослых помощников. Глубину незнакомого дна можно выяснить, измеряя дно реки впереди себя с помощью водомерной рейки и медленно, шаг за шагом, передвигаясь вслед за ней. Следует быть очень аккуратным, так как в речном дне могут оказаться неожиданные ямы и обрывы

Кроме рейки, для проведения промерных работ потребуется размеченная веревка для определения ширины реки и местоположения промерных точек и специальныйжурнал для записей . Веревку обычно размечают заранее, до проведения работ. Проще всего это сделать с помощью обычных ниток разного цвета, например красных и синих - каждое десятисантиметровое деление надо отметить синими нитками, а каждое метровое деление - красными. Можно также выделить каждые 0,5 м, например красными и синими нитками одновременно, это даст возможность не ошибиться при отсчете расстояния между промерными точками. Вместо ниток можно использовать разноцветные ленточки, шнуры, несмываемый фломастер-маркер или масляную краску - главное, чтобы отметки на веревке были хорошо видны, легко замечались при промерах и были надежно закреплены.

Точки на створе, в которых измеряется глубина реки, называются промерными . Количество промерных точек для исследуемой реки следует определять следующим образом: на реках шириной 10-50 м их назначают через 1 м, на реках шириной 1-10 м - через 0,5м, для реки или ручья шириной до 1 м достаточно 2-3 промерных точек.

Как выполнять измерения глубины иширины реки:

На выбранном створе исследуемой реки, поперек течения (это важно!) натягивается размеченная веревка, по ней определяется ширина реки.

В соответствии с измеренной шириной определяют число промерных точек и их положение на створе. При этом надо помнить, что первая и последняя точки должны находится непосредственно на урезе воды.

Продвигаясь вдоль веревки в назначенных точках опускают промерную рейку до дна (старайтесь держать рейку вертикально!) и фиксируют деление, на уровне которого находится вода - это и есть глубина реки в данном месте.

Данные измерений заносятся в журнал в форме таблицы 6 . Одновременно в журнал обязательно заносят данные о дате и времени выполнения промеров и указывают местоположение створа. Также надо отметить характер грунта (илистый, песчаный, каменистый), а также наличие и характер растительности в русле реки («растительность отсутствует», «растительность в прибрежной зоне», Нрастительность по всему руслу реки», густая растительность или редкая).

Расстояние от начала створа,

Расстояние между точками, м

Глубина, м

Характер грунта

Растительность

Кто выполнил работы....................

По данным измерений можно построить поперечный профиль русла реки и посчитать площадь водного сечения , т.е. сечение потока реки воображаемой плоскостью в месте промерного створа (рис. 7). Площадь этого сечения можно найти как сумму площадей простых геометрических фигур, образованных промерными вертикалями. Этими фигурами могут быть повернутые под 90о прямоугольные трапеции (S2 , S3 и S5 ), прямоугольники (S4 ) или прямоугольные треугольники (S1 ), площадь которых определяется по известным правилам - площадь прямоугольной трапеции равняется произведению полусуммы оснований (в примере - h1 и h2 ) на высоту, площадь прямоугольного треугольника равняется половине произведения катетов, а площадь прямоугольника произведению двух его сторон. В нашем случае основаниями, катетами и сторонами фигур будут измеренные глубины и расстояния между промерными точками. Полученную площадь сечения необходимо записать в журнал в таблицу 7.

Рис. 7. Определение площади поперечного сечения русла реки w (м2 )

S1 = h1 * b1 / 2 w = S1 + S2 + S3 + S4 + S5

S2 = (h1 + h2 ) / 2 * b2

S3 = (h2 + h3 ) / 2 * b3

S4 = h3 * b4 = h4 * b4

S5 = (h4 + h5 ) / 2 * b5

Разделив полученную площадь сечения (w, м2 ) на измеренную ширину реки (В, м) получим значение средней глубины реки на створе: hср = w/B.

Введение

Водные пути -- это участки водоемов и водотоков, используемые для судоходства и лесосплава. При этом водоем -- водный объект в углублении суши, характеризующийся замедленным движением воды или полным его отсутствием; водоток -- водный объект, характеризующийся движением воды в направлении уклона в углублении земной поверхности, вводный объект -- сосредоточение природных вод на поверхности суши либо в горных породах, имеющее характерные формы распространения и черты режима.

Внутренние водные пути -- реки, озера, водохранилища и каналы, пригодные для судоходства и лесосплава.

Внутренние судоходные пути -- внутренние водные пути, используемые для движения судов. Такие пути могут также использоваться для лесосплава.

Внутренние водные пути подразделяются на естественные (свободные), т. е. реки и озера, используемые для судоходства в естественном состоянии, и искусственные (зарегулированные), т. е. каналы, водохранилища и реки, режим стока и уровней которых значительно изменен возведенными на них гидротехническими сооружениями.

водохранилище устье прилив навигационный

Течения и колебания уровней на водохранилищах и озерах

Течения воды на водохранилищах возникают под воздействием ветра и стока. Нижняя (приплотинная) часть водохранилища имеет небольшую протяженность, в ней находится зона активного стока. Скорости течения в этой зоне повышенные, особенно в период сброса в нижний бьеф весеннего паводка.

Приплотинная часть водохранилища глубоководная при любых уровнях воды. Волнение здесь наибольшее по сравнению с другими частями водохранилища, дно не подвергается воздействию волн.

Средняя часть водохранилища имеет наибольшую протяженность и слабое течение. Она имеет большие глубины только при высоких уровнях. При понижении уровня глубины над поймой небольшие, волнение сильное, распространяющееся до дна. При нормальных под опорных уровнях условия плавания здесь такие же, как в нижней зоне.

Верхняя (речная) часть водохранилища при высоких уровнях представляет собой мелкий водоем. При низких уровнях и сохранившемся небольшом подпоре вода входит в меженное русло. Волнение здесь слабое, глубины небольшие и часто меняются из-за колебаний уровня, русло постоянно переформировывается.

Зона выклинивания подпора представляет собой устье главной реки со сложным гидрологическим режимом.

Длина подпорного участка, зависящая от колебаний уровня воды в водохранилище распространяется на несколько десятков километров. У перекатов, расположенных в зонах выклинивания подпора, происходит наращивание гребней. При высоких уровнях река несет много наносов и намывает гребни. При низких уровнях будет происходить размыв переката, но этот процесс идет медленнее. Часть отложенных наносов может остаться не смытой вплоть до начала, следующего паводка.

В зоне выклинивания подпора высота гребней перекатов возрастает на 30--35 см по сравнению с их высотой до создания подпора. Это уменьшает глубины, достигнутые общим подъемом уровня. Глубины в зоне подпора часто меняются, плавание судов затруднительно.

Особенно сильные течения на водохранилищах наблюдаются в половодье. В этот период скорость течения в узких местах достигает 1 м/с и более. В центральных зонах водохранилища в половодье скорость течения бывает. 0,5--0,8 м/с, а у берегов--0,3--0,5 м/с.

На водохранилищах течения создаются также и при попусках воды. В этом случае в водохранилище, которое является нижним бьефом верхней ГЭС, наблюдаются скорости течения, достигающие нескольких километров в час. В межень попуски, а следовательно скорости течения, меньше.

Ветровые течения, называемые дрейфовыми, возникают под влиянием трения воздушного потока о поверхность воды и давления ветра на наветренные склоны волн. Скорость ветрового течения зависит от скорости ветра, продолжительности его действия, скорости и направления предшествующих ветров, от глубины, близости берегов и островов. Обычно скорости течения составляют l--7% от скорости ветра. Например, в нижней зоне Цимлянского и Куйбышевского водохранилищ при ветре силой 8--13 м/с (5--6 баллов) скорость дрейфового течения составляет 0,20--0,35 м/с (0,7--1,2 км/ч).

Направления и скорости дрейфовых течений часто меняются, особенно при слабых ветрах. Вблизи берегов на ветровое накладывается течение, возникающее от сгонов и нагонов воды.

Течения на озерах возникают под влиянием впадающих и вытекающих рек, вследствие неравномерного нагревания и охлаждения масс воды и под влиянием ветра. На судоходство оказывают влияние лишь постоянные течения, вызываемые реками. Однако скорость этих течений невелика и в редких случаях достигает 1 см/с.

Уровни воды на водохранилищах постоянно меняются и зависят во многом от изменения величины естественного притока воды, испарения, сгонов и нагонов под воздействием ветра, сбросов воды в нижний бьеф и потерь ее на фильтрацию.

Характерными уровнями водохранилища являются следующие:

подпорный уровень ПУ -- уровень воды, образующийся в водотоке или водохранилище в результате подпора;

нормальный подпорный уровень НПУ -- наивысший проектный подпорный уровень верхнего бьефа, который может поддерживаться в нормальных условиях эксплуатации гидротехнических сооружений;

форсированный подпорный уровень ФПУ -- подъемный уровень выше нормального, временно допускаемый в верхнем бьефе в чрезвычайных условиях эксплуатации гидротехнических сооружений.

Колебания уровней воды в водохранилищах при регулировании стока составляют несколько метров в год.

Обычно в весенний период (в течение двух-трех месяцев) водохранилище наполняется стоком талых вод и уровень воды повышается на несколько метров. В течение лета и зимы происходит сработка воды и снижение уровня, что сказывается на судоходных глубинах. Например, при снижении уровня на З м на Цимлянском водохранилище движение судов в средней части возможно только по фарватеру, в нижней -- судоходство возможно даже вне фарватеров.

Колебания уровней воды во многом зависят от вида регулирования стока водохранилища и количества поступающей воды при весеннем половодье.

В маловодные годы при недостаточном стоке воды с бассейна уровень может быть ниже нормального подпорного уровня. В следующий год водохранилище может не восполнить израсходованную воду и уровень не достигнет прежних отметок.

Нагонно-сгонные колебания уровней воды происходят под воздействием ветра. При ветре поверхностное течение приводит к подъему уровня воды у наветренного берега. В результате разности уровней в глубине водоема образуется обратное -- компенсационное течение, которое встречает сопротивление дна и поэтому имеет меньшую скорость, чем поверхностное течение. Нагон происходит до тех пор, пока разность в уровнях не усилит компенсационное течение настолько, что между ним и поверхностным течением установится скоростное равновесие и уровень воды получит определенный уклон.

У глубоких водоемов с обрывистыми берегами влияние дна на компенсационное течение меньше, чем у мелких, поэтому компенсационное течение у первых водоемов несколько сильнее и скорее приходит в равновесие с поверхностным. Следовательно, у глубоких водоемов величина нагона воды будет меньше, чем у мелководных.

Наибольший подъем уровня бывает в начале нагона, когда водная масса еще не приобретает глубинного компенсационного течения. Нагоны особенно велики в узких и мелких заливах, вытянутых по направлению ветра.

Величина нагона зависит от силы ветра и характера берега. Например, на Цимлянском водохранилище нагоны у берегов достигают 20--30, а иногда 50--60 см. Нагоны вдоль водохранилища составляют 70--100 см. На Рыбинском водохранилище разность в уровнях у противоположных берегов может достигать 1 м. На приплотинном участке Горьковского водохранилища при нагонных ветрах уровень воды поднимается до 45 см выше НПУ.

При ориентировочных расчетах разность уровней, м, зеркала водохранилища при стонах и нагонах можно определить по формуле Л. С. Кускова

где D -- длина разгона волн, м;

Н -- средняя глубина водоема в пределах разгона, м;

w -- скорость ветра на высоте 10 м от поверхности воды, м/с;

а -- угол между направлением ветра и продольной осью водохранилища, град.

Большую опасность для судоходства представляют стоны, которые могут вызвать посадку судов на грунт. Величина стонов может приближенно приниматься равной величине нагонов.

При плавании по трассам, проходящим вблизи берегов водохранилища, особенно в верхней его зоне, необходимо учитывать влияние на глубину стонов и нагонов воды.

Колебательные движения всей массы воды в водохранилище или озере называют сейшами. Поверхность воды при этом приобретает уклон то в одну, то в другую сторону. Ось, вокруг которой колеблется поверхность водоема, называется узлом сейши. Сейши могут быть одноузловые (а), двухузловые (б) и т. д.

Сейши возникают при резких изменениях атмосферного давления, прохождении грозы, при резких изменениях силы и направления ветра, способных раскачать массу воды. Водная масса, стремясь возвратиться в прежнее положение равновесия, приходит в колебательное движение. Колебания под воздействием трения будут постепенно затухать. Траектории частиц воды в сейшах подобны траекториям, наблюдаемым в стоячих волнах.

Чаще всего сейши имеют высоту от нескольких сантиметров до метра. Периоды колебаний сейш могут быть от нескольких минут до 20 ч и более. Например, в приплотинной части Цимлянского водохранилища наблюдаются одноузловые сейши с периодом 2 ч и высотой 5--8 см.

Тягун представляет собой резонансные волновые колебания воды в портах, бухтах и гаванях, вызывающие циклические горизонтальные движения судов, стоящих у причалов. Период колебаний воды при тягуне от 0,5 до 4,0 мин.

Тягуны создают длиннопериодные стоячие волны, где частицы воды движутся по орбитам узлов. Однако под вершиной и подошвой волны движение их направлено вертикально. Период колебания поверхности воды и скорость движения частиц зависят в основном от конфигурации берегов и глубины бассейна.

Порт не является полностью замкнутым бассейном, он сообщается с открытым водоемом или морем сравнительно узким проходом. Любое колебание воды в этом проходе под действием внешних сил вызывает собственные колебания воды в бассейне. Внешними силами могут быть:

послештормовая долгопериодная зыбь; барические волны, возникающие после быстрого выхода циклона и антициклона с моря на сушу;

внутренние волны, образующиеся под действием штормов в открытом море или озере, которые, приближаясь к мелководью, выходят на поверхность и проникают на акваторию порта. Если период внешней силы близок к периоду собственных колебаний воды портовой акватории, то эти колебания быстро нарастают и достигают наибольшей величины. После прекращения действия внешних сил колебания затухают.

В зависимости от того, в какой точке тягуна находится судно, оно испытывает или горизонтальные, или вертикальные перемещения. Если размеры судна и места крепления швартовов таковы, что период его собственных колебаний близок или совпадает с периодом сейш, то возникают сильные резонансные движения. Причем рядом может находиться судно, которое практически не испытывает действие тягуна, так как оно отличается от первого размерами, массой, периодами качки и собственных колебаний.

Во время тягунов пассажирские суда вынуждены отходить на рейд, так как стоянка у причалов становится невозможной, а грузовые -- прекращать работы. Даже при очень маленьких ускорениях в движении судна возникают ударные силы, способные повредить его корпус. Тягуны воздействуют на суда неодинаково, поэтому судоводители должны знать их особенности в данном порту, период колебаний воды в акватории, а также особенности поведения своего судна при тягуче.

При изменении объема воды (прихода и расхода), а также при движении водной массы в озерах происходят колебания уровней воды. Чем больше изменение водного объема, тем больше амплитуда колебаний уровня воды (она может быть от 2--3 см и до нескольких метров).

Величина колебаний уровня во многом зависит от площади и характера берегов озера. В течение года в отдельных климатических зонах периоды колебаний уровня бывают различны. В северных широтах наибольшие колебания бывают в начале лета и наименьшие в конце весны. На северо-западе европейской части РСФСР в течение года максимальные уровни бывают весной и осенью и минимальные -- зимой и летом. В озерах средней части Сибири (например, на Байкале) наибольший уровень наступает летом, а наименьший осенью, зимой и весной.

В засушливых местностях Северного Казахстана и Прикаспийской низменности наибольшие уровни наблюдаются весной от снеготаяния и наименьшие -- летом.

Кроме годовых колебаний, у озер различают вековые колебания уровней. Они вызываются изменениями условий питания озер. В связи с колебаниями количества атмосферных осадков, летних температур воздуха, испарения и т. д. иногда несколько лет подряд наблюдаются многоводные или маловодные годы. При тектонических процессах может происходить поднятие или опускание озерной котловины, что также сказывается на уровенном режиме озера. Многолетняя амплитуда колебаний уровней различна и составляет несколько метров.

Колебания уровней на озерах вызываются сейшами и сгонами-нагонами воды (причинами появления их те же, что и на водохранилищах). Амплитуда колебаний уровней воды при сейшах составляет несколько сантиметров (например, на Байкале 5--14 см). Сгоны и нагоны воды повышают или понижают от нескольких сантиметров до нескольких метров (например, на Аральском море 2--3 м, на Байкале до 40 см).

Приливы на озерах имеют небольшую величину, повышение уровня составляет несколько сантиметров (например, на Байкале 1,5--4 см, на Аральском море 2--3 см),

В реке Днестр и Днестровском водохранилище аномально низкий уровень воды. Если не начнутся осадки, то придется останавливать работу Днестровской ГЭС.

Все притоки Днестра в Черновицкой области очень сильно обмелели, а уровень водохранилища упал на 7-8 метров. Для рыбаков любителей ситуация двоякая. С одной стороны, воды в водохранилище меньше, это означает, что концентрация рыбы на определенную площадь поверхности больше и ее легче найти зимой. Однако, если уровень воды не поднимется до весны, это будет катастрофой для ихтиофауны региона.

Такую же картину наблюдают специалисты практически на всех реках Хмельницкой области. Отмечают самые низкие уровни воды за многолетний период наблюдений. Причина — теплое лето и скудные осадки осенью. Как сообщили в Хмельницком областном управлении водных ресурсов, только август оказался самым сухим за последние 70 лет. Обмелели реки, пруды и даже пересохли колодцы. В Днестре уровень воды упал более чем на семь метров. Об этом пишет хмельницкое издание «Є».

Рассказывает начальник отдела техногенно-экологической безопасности использования водных ресурсов и мониторинга вод Молчанов М. Ф.: “При низкой водности и аномально высоко м температурно м режим е воздуха сложилась сложная санитарно-экологическая обстановка: в водохранилищах и прудах уровни воды снизились примерно на метр, а на некоторых водоемах еще ниже. Сейчас уровень Днестровского водохранилища в районе села Устье Каменец-Подольского района составляет 7,64 метра ниже нормы”.

В департаменте экологии и природных ресурсов Хмельницкой облгосадминистрации говорят, хотя из-за погодных условий и упал уровень воды, окружающей среде угрозы нет: ситуация серьезная, но не критическая.

Существенно улучшиться ситуация сможет только после интенсивных осадков и понижение температуры воздуха. По расчетам специалистов, восстановление водности в реках прогнозируется только весной 2016 года.

До критической отметки уровня воды в Днестре осталось четыре метра. Если же снега так и не дождемся, придется прекратить работу Днестровской ГЭС в г. Новоднестровске Черновицкой области. Это уже будет решать межведомственная комиссия.

На Днестровской ГЭС говорят, что прекратить работу никак не могут, потому что без воды останется Одесская область. По словам временного исполняющего обязанности главного инженера Владимира Мартинчика, из-за засушливой погоды расход воды на работу ГЭС больший, чем приток , однако электростанция должна работать в соответствии с графиком Национальной энергетической компании “Укрэнерго”.

«Такого малого объема воды на гидроэлектростанции не видели еще, наверное, со времени ее строительства. Все из-за засушлив ой погод ы , отсутстви я осадков », — объясняет Владимир Мартынчик. «Мы ничем не можем помочь, должны ежедневно, согласно графику, сбрасывать около 108 м ³ /с, а приток - только чуть более 50 м ³ /сек. Поэтому пока не будет осадков, уровень воды еще будет снижаться”.

По словам инженера, гидроэлектростанция работает в штатном режиме, останавливать работу там не могут, поскольку санитарный сброс воды - обязателен. Если не спускать воду - возникнут проблемы с обеспечением водой в населенных пунктах ниже по Днестру. Единственная надежда - на осадки.

Источники:

газета «Молодой Буковинец» и

«Управління охорони, використання і

відтворення водних біоресурсів та

регулювання рибальства у

Хмельницькій області»

На мой взгляд, более правильная формулировка вопроса должна выглядеть несколько иначе: как изменение уровня воды влияет на клев рыбы? Эта проблема настолько непроста, что и в рамках отдельной статьи раскрыть все тонкости вряд ли удастся, но попробую вывести общие закономерности.

Сигнал опасности

Резкое изменение уровня воды в водоеме почти всегда является сигналом опасности для рыбы. Это своеобразный звонок к пробуждению, сигнал о том, что где-то что-то происходит и нужно совершить адекватное действие. Человек, когда звонит будильник, просыпается и начинает действовать по составленному заранее плану. Но человек сам заводит будильник. Рыбы не ждут звонка, не планируют свои действия и реагируют на изменение условий существования сразу, как только оно произойдет, поэтому мы вполне можем проследить, как влияет изменение уровня воды на клев рыбы. Накопленные наблюдения позволяют выделить конкретные примеры связи между уровнем воды и поведением рыбы.

Период постоянного уровня воды

В течение этого периода вода держится на относительно стабильном, неизменном уровне. Такое наблюдается достаточно редко. И чем меньше водоем, тем реже уровень воды в нем остается совершенно неизменным. Достаточно пройти хорошему дождю или, наоборот, не выпасть осадкам в течение двух недель, как уровень заметно меняется. Но, как показывает практика, именно в малых водоемах рыба достаточно безболезненно реагирует на незначительные изменения уровня: она к ним просто привыкла. Если в небольшой реке или пруду уровень воды опустится на несколько сантиметров, то обычно это не оказывает влияния на клев. А вот в большой реке снижение уровня воды на те же несколько сантиметров может привести к полному прекращению клева. То есть степень реакции рыбы правильнее было бы соотносить не с уровнем воды, а с изменением ее объема. Вывод такой: на малых водоемах поведение рыбы ощутимо меняется во время сильных, визуально наблюдаемых колебаний уровня воды, а на больших водоемах такую же реакцию может вызвать гораздо меньшее изменение уровня. Поэтому определение стабильного уровня воды в водоеме является понятием относительным.

Если колебание уровня воды в водоеме, в котором вы ловите, не отражается на клеве, то можно считать, что уровень остается неизменным (с точки зрения поведения рыб).

Повышение уровня воды на водоеме

Вторую ситуацию я бы охарактеризовал, как период быстрого возрастания массы воды и как следствие повышения ее уровня в водоеме. Такое происходит во время половодья, но, поскольку оно связано с периодом нереста, определенное поведение рыб обусловлено генетически. Повышение уровня воды в этой ситуации приводит к тому, что многократно возрастает кормовая база, и рыбы начинают интенсивно кормиться. Отсутствие клева в это время связано или с резкими изменениями в атмосфере, а еще чаще с тем, что рыболов не может найти стоянку рыбы или приспособиться к условиям ловли. К резкому повышению уровня воды приводят и летние паводки. Во время них активность рыбы в поисках пищи всегда возрастает. Снижение ее активности может быть связано с атмосферными явлениями и резким изменением прозрачности воды. Водоемы с глинистыми берегами становятся мутными после сильного ливня буквально в течение десятков минут.

Изменение уровня воды в зарегулированных водоемах

Водоемы делятся на те, в которых изменение уровня воды связано только с природными процессами, и на те, где регулирование производит человек.

В зарегулированных водоемах изменение уровня воды зависит от двух факторов: от плановых накоплений и последующих сбросов воды, которые проводятся в зависимости от паводковых дождей, и от скорости весеннего таяния льда. Для рыбы искусственное регулирование уровня воды является непредсказуемым и неожиданным, и она относится к нему крайне отрицательно. Рыба просто не знает, как себя вести в данной ситуации. Особенно наглядно негативная реакция рыбы наблюдается в конце зимы, когда проводятся плановые сбросы воды из водохранилищ перед началом поступления в водоемы талых вод. Справедливости ради нужно отметить, что в водохранилищах, которые существуют не один десяток лет, например подмосковных, взрослые особи рыб уже привыкли к действиям Мосводоканала и неожиданное изменение уровня воды не воспринимают как стихийное бедствие.

На малых водоемах поведение рыбы ощутимо меняется во время сильных, визуально наблюдаемых колебаний уровня воды, а на больших водоемах такую же реакцию может вызвать гораздо меньшее изменение уровня. Поэтому определение стабильного уровня воды в водоеме является понятием относительным.

Кроме накоплений и сбросов воды в водохранилищах, связанных с воздействием природных факторов, существует регулирование объема воды с целью получения электроэнергии. Это относится к тем рекам, на которых стоят гидроэлектростанции. Классическим примером является Волга. Все волжские плотины работают в режиме максимального сброса воды в будние дни. В субботу и воскресенье производится накопление воды выше плотины с целью последующего сброса в будние дни для максимальной выработки ГЭС электроэнергии.

Когда идет накопление воды выше плотины, то есть в бассейне водохранилища, ниже плотины уровень воды падает, течение замедляется. Выше плотины уровень воды возрастает, течение тоже замедляется, вплоть до полной его остановки.

Что происходит в итоге? Ниже плотины рыба отходит от береговой зоны и встает на русловых бровках. Выше плотины рыба разбредается по акватории со стоячей водой, и найти ее становится весьма проблематично. На Волге за несколько десятилетий рыбы приучились к такому режиму водосброса и ведут себя совершенно адекватно искусственным изменениям уровня воды. Поэтому на водохранилищах волжского каскада рыба ловится хуже всего в выходные дни, в условиях самого слабого течения. А эффективнее всего — в среду и четверг, когда течение достигает максимальной скорости. Причем это относится к рыбалке как с лодки, так и с берега. Когда вопрос касается поведения рыбы в более «молодых» водохранилищах, то для прогнозирования клева и оптимизации поиска рыбы необходимо обязательно учитывать фактор возраста зарегулированного водоема. В «молодых» водохранилищах в течение первых лет их существования происходит постоянное перестроение гидродинамического режима, изменение кормовой базы, мест нереста, нагула и зимовки, так что рыбе не до «уровня».

Подпруженные ручьи

В небольших подпруженных озерках и прудах, которые образуются после создания незатейливой дамбы, например, с целью создания «пожарного» пруда на дачном участке, резкое изменение уровня воды вызывает более выраженную реакцию рыбы. Например, клев может начаться почти моментально с подъемом уровня воды во время ливня и закончиться буквально через 10 минут после того, как уровень воды в пруду станет повышаться. На некоторых «культурных» водоемах практикуется следующее действие. Когда собирается много рыболовов, заплативших за удовольствие половить карасей и карпов , владельцы пруда понижают уровень воды на несколько сантиметров. Клев или прекращается совсем или становится крайне осторожным. Когда большинство рыболовов покидают водоем, сетуя на погоду и отсутствие клева, уровень воды незаметно повышают. Карп и карась начинают клевать на все и сразу. Оставшиеся рыболовы радуются, что «дождались» подхода рыбы. На следующий день молва разносит, что клев начался только в шесть вечера, и репутация пруда спасена.

Естественное снижение уровня

Еще один характерный период изменения уровня воды наблюдается после продолжительной засухи, когда сток воды резко уменьшается. Рыбы весьма спокойно к этому относятся. Возможное снижение активности в питании происходит не из-за снижения уровня воды, а из-за повышения температуры, стратификации воды и ухудшения кислородного режима, которое может привести к замору. Если содержание кислорода в воде остается нормальным, то при снижении уровня воды в озерах и небольших реках активность рыбы даже возрастает, поскольку она частично лишается кормовой базы в прибрежной зоне.

Снижение уровня на водохранилищах в конце зимы

Другое дело, когда снижение уровня воды происходит в конце зимы на зарегулированных водохранилищах. Здесь воду в плановом порядке сбрасывают, освобождая водоем для талых вод, а также с целью промывки русла от донных отложений. В этот период, с одной стороны, концентрация рыбы резко возрастает, что приводит к пищевой конкуренции и улучшению клева, с другой — кислородный режим ухудшается, а снижение уровня воды рыба воспринимает как сигнал опасности. Поэтому дни хорошего клева могут перемежаться с полным бесклевьем, что, кроме всего прочего, бывает связано и с изменениями в погоде.

Где искать рыбу

Рассмотреть все варианты дислокации рыбы практически невозможно, но все же попробуем сделать несколько основных выводов. При медленном снижении уровня воды в течение нескольких суток активность рыбы не меняется. Рыба постепенно скатывается к более глубоким местам, используя подводные бровки в качестве мест для промежуточных стоянок.

На водохранилищах волжского каскада рыба ловится хуже всего в выходные дни, в условиях самого слабого течения. А эффективнее всего — в среду и четверг, когда течение достигает максимальной скорости. Причем это относится к рыбалке как с лодки, так и с берега.

При медленном повышении уровня воды рыбы также активно кормятся, но при этом стараются занять максимально мелкие места, наиболее богатые кормом. Стоит отметить, что почти во всех ситуациях за «мирной» рыбой следуют и хищники.

Особенно выраженное стремление к мелким местам наблюдается в ночное время. Так, например, на закате во время подъема уровня воды в Волге я часто ловил лещей под берегом с глубины не более 1 м. Но искать места стоянки рыбы в это время становится труднее.

В случае резкого, быстрого падения уровня воды клев ухудшается повсеместно нередко на несколько суток. В случае резкого повышения уровня воды клев стихает на несколько часов, но затем нормализуется. Лучшим местом для ловли будет граница прямой струи воды и тиховодной прибрежной части. Пока уровень воды не стабилизируется, в течение нескольких часов рыбы выходить на мелководье не спешат. Кроме колебаний уровня, не меньшее влияние на клев оказывают связанные с этим изменения силы течения и мутности воды. С учетом этих факторов, а также состояния погоды и строится прогноз на предстоящую рыбалку. Судя по моему опыту, при любых изменениях уровня воды, даже с учетом ее возможного замутнения, но при устойчивой погоде всегда можно найти стоянку активной рыбы и быть с уловом.