Обзор. 4. Гидродинамические процессы, приводящие к просадкам русла в нижних бьефах ГЭС рассмотрены Шестовой М.В. в диссертации «Гидрологический режим нижних бьефов ГЭС и его влияние на условия судоходства», Российская государственная библиотека, 2007

Зона влияния суточного регулирования захватывает верхнюю часть нижнего бьефа и ее длина на крупных реках составляет десятки километров, например, 60 км в нижнем бьефе Цимлянской ГЭС, 50 км - в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС (ННГЭС), 50-60 км в нижнем бьефе Камской ГЭС [97]. Зона влияния недельного регулирования по протяженности в 1.5-2 раза больше зоны влияния суточного регулирования.

В первой стадии (после начала работы ГЭС) отмечается интенсивный локальный размыв русла на нескольких километрах ниже рисбермы плотины — приплотинном участке, в результате чего быстро появляется «глубокая яма». Продукты эрозии при этом нередко образуют в некотором удалении от плотины мощные скопления наносов - гряды и косы, создающие затруднения для судоходства.

На участке нижнего бьефа Волгоградской ГЭС к 2000 году процесс глубинной эрозии не достиг своего предела. Данные натурных наблюдений за последние 15-20 лет подтверждают интенсификацию процесса посадки уровня воды в нижнем бьефе Волгоградской ГЭС. … Можно предположить, что в будущем понижение уровня воды продолжится. Данная тенденция может негативно сказаться на условиях судопропуска и судоходства в целом в нижнем бьефе Волгоградского гидроузла, особенно на подходах к шлюзам.

В случае бесподпорных гидроузлов их нижние бьефы чаще всего являются лимитирующими участками, что ведет к ограничению пропускной способности всего водного пути и снижению доходов. Как показали исследования Железновой Н. В. [56], потери грузов в судоходных кампаниях от неполного использования грузоподъемности судов из-за малых глубин на участке Городец - Н. Новгород за навигацию 2002 г. составили 505 тыс. т. с потерей доходов в 723.5 млн. руб.

Наиболее эффективным методом улучшений условий судоходства в нижнем бьефе ГЭС из зарубежной практики пока можно назвать метод увеличения мутности потока путём его искусственной подпитки зернистым материалом, применяемый на реке Рейн ниже плотины Иффецхайм (Германия). За 14 лет (1978-1991 гг.) в речной поток внесено примерно 2,1 млн.м3 песчано-гравийной смеси. Наносный материал вводился в зоне, где повышена транспортирующая способность речного потока и наблюдается глубинная эрозия. На протяжении 2.5 км участок Рейна с повышенной эрозией русла заполнялся зернистым материалом таким образом, чтобы было гарантировано естественное движение донного материала на нижележащем участке Рейна. Прогнозировалось, что без подпитки потока зернистым материалом посадка уровня воды ниже ГЭС могла достигнуть 2 м. Фактически величина посадки уровня воды не превысила 10-15 см.

За 25 лет эксплуатации Новосибирской ГЭС общее понижение уровня воды составило порядка 160 см. Из них 95 см приходится на долю карьерных разработок (нерудных стройматериалов). Результатом подобных последствий антропогенной нагрузки на русло стал запрет на ведение работ по добыче НСМ в пределах 75-километровой зоны ниже створа гидроузла с 1982 г. В нижнем бьефе Воткинской ГЭС за 30 лет ее эксплуатации общая величина посадки уровня воды составила 97 см, из них 20 см - за счёт добычи НCM.

Диссертация «Гидрологический режим нижних бьефов ГЭС и его влияние на условия судоходства», Шестова М.В. (4.64 Mb)