Вплив будівництва ГЕС на гідроледотермічний режим річок, Документ екобібліотеки, українська
Результати numerical simulation hydrothermal and ice regimes of rivers after the construction of Hydropower Station are presentd.
Однією з найважливіших проблем є проблема чистої води. Вода займає особливе становище серед природних багатств Землі - незамінна. До виснаження водних ресурсів веде не зростання кількості витрачається води, яке забруднення. Виділяють хімічний, фізичний, біологічний, тепловий, радіоактивний типи забруднень. Якщо потік забруднень перевищує здатність екосистеми водойми до самоочищення, вони накопичуються в донних відкладеннях, і негативні процеси погіршуються так званим вторинним забрудненням. Кожен водний об'єкт має певну межу самоочищення і тому може витримати лише певне навантаження стічних вод, перевищення якої руйнує його здатність до самоочищення та веде до катастрофічних наслідків.
Красноярський край поки що має дорогоцінний водний ресурс - річку Єнісей. У її басейні на цей час склався розвинений індустріальний комплекс. Певного розвитку набуло виробництво сільськогосподарської продукції краю. Регіон має розвинену промисловість (м. Саяногорськ, м. Абакан, м. Красноярськ). У виробництво електроенергії основний внесок робить гідроенергетика (Саяно-Шушенська, Красноярська ГЕС, будується Богучанська ГЕС на річці Ангара). Після завершення будівництва Богучанської ГЕС відкриються перспективи інтенсивного освоєння прилеглих районів.
У проблемі водних ресурсів можна виділити такі завдання: прогнозування формування водних ресурсів, змін їхнього режиму та якості вод під впливом природних та антропогенних факторів; прогнозування паводків, повеней;боротьба із забрудненням водного середовища, створення екологічно чистих технологій; розробка правових, нормативних та економічних засад раціонального використання водних ресурсів.
Екологічний стан водних об'єктів залежить від великої кількості різноманітних факторів та процесів: гідрофізичних, гідробіологічних, гідрохімічних, метеорологічних та антропогенних. Гідрофізичні процеси значною мірою формують довкілля гідробіонтів, визначають перенесення і седиментацію речовин, інтенсивність процесів забруднення та самоочищення водойм.
Зарегулювання греблями гідровузлів вносить суттєві зміни до природних умов прилеглих районів. Змінюються температурні та швидкісні режими річки як вище, так і нижче за гідровузл. Зміна температурного режиму впливає на розвиток річкової та флори та фауни, зниження температури в літній період призводить до зниження самоочищувальної здатності річки. В Інституті обчислювального моделювання розробляються математичні моделі та комп'ютерні програми для оцінки впливів будівництва великих ГЕС та скидів забрудненої екологічної ситуації басейну нар. Єнісея. Виконано цикл досліджень, що включає такі завдання: стратифіковані течії у водосховищах; гідроледотермічний режим річок; перенесення домішок у річкових потоках. Для вирішення перерахованих завдань розроблено математичні моделі різного рівня складності
математичні моделі для визначення картини перебігу та температурного режиму слабопроточного водосховища, що дозволяють оцінити вплив умов водозабору на температуру води, що надходить у нижній б'єф ГЕС;
комп'ютерні програми для знаходження гідравлічних характеристик течій у відкритих руслах, температурного та льодового режиміврічок, що враховують морфометричні характеристики річки.
Верифікація моделей проводилася з використанням наявних натурних даних для верхнього та нижнього б'єфів ГЕС.
Температура води, що надходить із водосховища в нижній б'єф ГЕС, залежить від картини течій на ділянці греблі. Залежно від температурної стратифікації та умов водозабору (положення водозабірних отворів і витрат води) можливі дві різні картини течій поблизу водозаборів (рис. 1).
крижаного покриву в нар. Єнісей (для реальних метеоданих, різних витрат води та різних значень температури води, що надходить із водосховища в нижній б'єф ГЕС).
Після зведення Красноярської ГЕС помітно змінився гідроледотермічний режим нар. Єнісея як вище, так і нижче гідро-
вузла. Температура води нижче греблі знизилася влітку на 10-12 градусів і зросла взимку на 1,5-3,0 градуса. Різка зміна температурного режиму. Єнісея в нижньому б'єфі Красноярської ГЕС позбавило жителів м. Красноярська звичного для них відпочинку та купання на річці у літні періоди. З метою створення умов для купання (в межах міста) Абаканська протока була перекрита дамбою та влаштований випуск теплої води в протоку від ТЕЦ-2. Проте повного комплексу необхідних заходів проведено не було. В даний час немає розробленого та виконаного проекту комплексу споруд, що забезпечують відпочинок та купання мешканців
o положення кромки льоду, натурні дані;
______ положення кромки льоду, розрахунокТн
- - - - положення нульової ізотерми, розрахунок;
___ * ___положення кромки льоду, розрахунокТ^О.9%',Q—18C0m^/c.
Мал. 2. Розрахунки для нижнього б'єфу КрасноярськоїГЕС. Зима1984-1985 рр.
Бібліографічний списокг Красноярська на р. Єнісеє. Для виробленнянауково-обґрунтованих рекомендацій щодо спорудження проточного басейну були виконаніобчислювальні експерименти, визначеніпрогнозні температурні режими протоки,залежні від проточності та теплових скидів. Результати можуть бути корисними прирозробці проектів облаштування проток учорті м. Красноярська для організації місць відпочинку та купання.
Щорічні весняні повені, пов'язані із заторами на нар. Єнісеє, завдають великих збитків населенню та господарству Красноярського краю.
Формування заторів визначають рухи льоду, які відбуваються внаслідок змін морфометричних характеристик русла річки, метеоумов, режиму роботи ГЕС. Прогноз зрушень внаслідок зміни зовнішніх умов становить великий практичний інтерес. Розроблена комп'ютерна модель гідроледотерміки річки дозволяє визначити можливі переміщення льоду на Єнісеї та оцінити час проходження крайки льоду біля конкретних населених пунктів.
Виконано прогноз льодотермічного режиму нижнього б'єфу Богучанської ГЕС та температурного режиму водосховища для літнього та зимового періодів при НПУ 185,0 м та НПУ 208,0 м. У літній період у водосховищі формуватиметься суттєва температурна стратифікація. Вплив греблі БоГЕС на льодотермічний режим нар. Ангари поширюється на 30-40 км при поверхневому водозаборі та на 60-70 км для проектних умов водозабору. У літній період для проектних умов водозабору температура води, що скидається з водосховища в нижній б'єф, на 3-5 0 С нижче побутової для НПУ 185,0 м, на 4-6 0 С нижче побутової для НПУ 208,0 м. Для поверхневого розташування водозабірних отворівтемпература води, що надходить у нижній б'єф, близька до побутової (14-17 0 С у створі греблі БоГЕС та 19-20 0 С у гирлі р. Ангари). Слід враховувати вплив змін температурного режиму у верхньому та нижньому б'єфах БоГЕС на водні екосистеми.
Біліліпецький В.М. 1, 2, Генова С.М. 1, 2