Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Формирование противопаводочного водохранилища в зависимости от особенностей его морфологии и морфометрии

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Формирование противопаводочного водохранилища в зависимости от особенностей его морфологии и морфометрии"



ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Жирма Валерий Валерьевич

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОТИВОПАВОДОЧНОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСОБЕННОСТЕЙ ЕГО МОРФОЛОГИИ И МОРФОМЕТРИИ (на примере Краснодарского водохранилища)

1! 00 07. Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимии

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Пермь 1997

Работа выполнена на кафедре гидрологии и охраны водных ресурсов Пермского государственного университета

Научный руководитель

доктор географических наук, профессор,

заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, академик РАЕН Ю.М. Матарзнн

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, старший научный сотрудник,

академик РАЕН А.П. Лепихин;

доктор географических наук, доцент С.А. Двинских

Ведущая организация:

Кубанский государственный аграрный университет, кафедра гидравлики и сельскохозяйственного водоснабжения

Защита состоится 22 декабря 1997г.

в 14 часов на заседании специализированного совета К. 063. 59. 01 в Пермском государственном университете им. A.M. Горького по адресу: 614 600 Пермь, ГСП, ул. Букирева, 1S, Пермский госуниверситет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан «.....».............. 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат географических наук, доцент

Н.Б. Сорокина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Процессы формирования имеют различное проявление в зависимости от особенностей гидрологического режима конкретных водоемов. Они хорошо изучены для водохранилищ энергетического и ирригационного назначения, но практически ке освещены для противопаводковых, каховым, по основному своему назначению, является Краснодарское.

По противопаводковым водохранилищам обычно мало литературных источников и недостаточно материалов наблюдений по различным параметрам (характеристикам). По существующим классификациям они даже не выделяются в самостоятельную группу. Но они требуют глубокого и всестороннего изучения, которое позволит на их основе проектировать другие искусственные водоемы такого целевого назначения, уже сегодня создающиеся в различных районах страны, особенно в районах муссогдаого климата (Дальний Восток).

Одной кз особенностей своеобразного режима этик водоемов является большая интенсивность наполнения и сработай. Для Краснодарского водохранилища это связано с:

- защитой от наводнений (совместно с обвалованием Нижней Кубани и другими водохранилищами на ее притоках) освоенной и населенной территории площадью 600 тыс. га;

- гарантированной подачей воды на оросительные системы общей площадью 270 тыс. га;

- улучшением условий зодообеспечения рыбомелиоративных систем в Приазовских лиманах;

- улучшением условий судоходства ка Нижней Кубани.

Создание водохранилища коренным образом изменило как природу самой реки, так и характер хозяйственной деятельности на прилегающей территории, привело к появлению сложного комплекса проблем, в основе которых лежит гидрологическая специфика этого своеобразного водохранилища и особенности его формирования. Краснодарское водохранилище недостаточно изучено. За время существования появилось всего около 50 научных публикаций, в том числе только 3 статьи по гидрологии водохранилища (табл.1).

Таблица 1

№ п/п Тематика работ Кол-во работ

1 Формирование стока, гидрология и гидрохимия р.Кубани 25

2 Гидрологический режим и водный батане водохранилища 3

3 Режим подземных вод и подтопление 6

4 Формирование берегов и дна 3

5 Режим нижнего бьефа и дельты р.Кубани 15

6 Преобразования стока в бассейне Кубани 7

7 Твердый сток и русловые процессы 7

8 Прочие работы (популярные статьи, брошюры и др) 103

Сказанное свидетельствует о необходимости создания комплексного монографического исследования по гидрологии и особенностям формирования водохранилища для оценки его современного состояния и совершенствования эксплуатации и проектирования таких водоемов. Этим определяется актуальность решаемой в диссертации проблемы.

Цель исследования состоит в комплексной характеристике закономерностей пространственно-временной динамики основных гидро- и геодинамических процессов, происходящих в противопаводковом водохранилище с учетом его морфологии и морфометоии.

Для достижения этой цели последовательно решались следующие задачи:

- создание цифровой модели чаши водохранилища, которая позволяет оперативно и с высокой степенью достоверности определять морфо-метрические характеристики водоема и его участков при любых значениях уровня и границ участков, строить батиметрические кривые, карты и т.п., используя однажды полученный массив данных;

- выполнение гидролого-морфологического районирования водохранилища, наиболее полно отражающего изменение гидрологических характеристик в различных морфологически обособленных районах, участках и зонах;

— изучение процессов формировали? чаши водохранилища, водного баланса. уровенкого режима, водообмена и др. для разных его частей.

В работе используются как давно существующие, так и разработанная автором методики изучения водохранилищ, описание которых приводится в соответствующих главах.

Работа базируется на обобщении собственных и опубликованных данных об особенностях основных процессов в Краснодарском водохранилище, а так же фондовых материалов организаций, в разное время работавших на объекте.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. В работе впервые проведен комплексный анализ процессов формирования Краснодарского водохранилища и сделана попытка их количественной оценки.

2. Разработана методика определения площадь:! и объемов водной массы, а на ее основе создана и реализована с помощью компьютерной программы SURFER цифровая модель чаши Краснодарского водохранилища, облегчающая решение многих практических задач.

3. Выполнено гидролого-морфологическое районирование водохранилища с выделением районов, участков, зон (глубоководной, мелководной, сра-ботки, постоянного подпора) ч подзон (затопленных русел и затопленной поймы).

4. Впервые дано подробное гидрографическое описание Краснодарского водохранилища по гидрографическим районам и морфологическим участкам.

5. Впервые выполнены водобалансовые расчеты, а также, рассчитан водообмен и, по методике Т.П. Девятковой (1978, 1989, 1993 и др.), показатели динамики водной массы (коэффициенты трансформации, интенсивности аккумуляции, интенсивности изменения объема водкой массы) не только для всего водохранилища, но по отдельным его частям.

6. Предложена схема типизации берегов Краснодарского водохранилища по преобладающим экзогенным геологическим процессам с их количественной оценкой, выполненная на основе методики И.А. Печеркина (1969).

Таким образом, автором выносятся на защиту следующие положения:

1. Закономерности процессов формирования противопаводочного водохранилища степной зоны (на примере Краснодарского водохранилища).

2. Методика определения основных морфометрических характеристик водохранилищ с использованием цифровой модели чаши.

3. Схема гидролого-морфологического районирования Краснодарского водохранилища.

4. Результаты гидрологических расчетов и дифференцированная оценка их показателей по отдельным районам и участкам.

5. Схема районирования берегов Краснодарского водохранилища по преобладающим экзогенным геологическим процессам.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования полученных результатов при водсбалансовых расчетах, планировании водохозяйственных мероприятий, разработке планов рационального использования и охраны водных ресурсов, проектировании гидротехнических сооружений в Краснодарском »рае и других районах строительства противопаводковых водохранилищ. При этом могут быть использованы следующие результат работы:

- цифровая модель'чаши водохранилища;

- схема гидролого-морфологического районирования Краснодарского водохранилища;

- анализ составляющих водного баланса Краснодарского водохранилища, его районов и участков;

- характеристика особенностей внешнего водообмена и динамики водной массы водохранилища, его районов и участков;

- типология берегов водохранилища по преобладающим экзогенным геологическим процессам, позволяющая целенаправленно решать проблемы использования прилегающих территорий с конкретным учетом генетического типа берега.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях в Кубанском государственном университете (1993, 1994, 1995, 1997), Кубанской медицинской академии (1995), на Адыгейской республиканской конференции по охране природы в г. Майкопе (1995), на международной научно-практической конференции «Регион и география» в г. Перми (1995). В полном объеме работа обсуждалась на расширенных заседаниях кафедры физической географии Кубанского государственного университета (1997) и

кафедры гидрологии и охраны ьодиых ресурсов Пермского государственного университета (1997).

По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 175 названий и приложения. Общий объем диссертации составляет 204 страницы, включая 43 таблицы и 44 рисунка. Приложение содержит 20 таблиц.

Реализация работы. Результаты исследований использованы на географическом факультете Кубанского государственного университета яри разработке курсов «Физическая география Краснодарского края» и «Воздействие водохранилищ на окружающую среду», читаемых студентам четвертого и пятого курсов. Цифровая модель чаши водохранилища используется на Озерной станции Краснодар при водобалансовых расчетах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В перрон главе представлена характеристика физико-географических условий района водохранилища. Описаны особенности рельефа и геологического строения территории, климата по отдельным компонентам, гидрографической сети бассейна, почвенно-растительного покрова. Показано многообразие ландшафтов водосбора.

Территория, прилегающая к водохранилищу, по особенностям рельефа и геологического строения неоднородна. В геоморфологическом отношении ее можно разделить на правобережье (или так называемую Прн-кубанскую степную равнину) и левобережье (или Закубанскую наклонную равнину). Празобережье Кубани в верхней своей части сложено мощными (до 20 м) лессовидными суглинками эолово - делювиального происхождения. Подстилаются они аллювиальными песчано - глинистыми и песчано -галечниковыми отложениями древних террас, которые, в свою очередь, подстилаются плиоценовыми породами. На левобережве Кубани широко развиты песчано - галечниковые аллювиальные отложения, которые покрывают междуречные пространства и долинные понижения, образуя комплексы террас. Породы, слагающие пойму Кубани, в основном представлены чередованием глин, песков, песчано - глинистых и илистых отложений. Общая мощность этих отложений достигает 10 м.

Над территорией преобладают массы континентального воздуха умеренных широт. Наибольшую повторяемость имеют ветры направлений В, ВСВ, ЮЗ, СВ (соответственно 14,2%, 13,7%, 10,8%, 9,6%). В течение года средние температуры изменяются на станциях Круглик и Озерная от минус 1,8 °С и минус 1,0 °С, соответственно, в январе до 23,0 °С и 22,9 °С в июле.

Отрицательные средние месячные температуры наблюдаются только в январе и феврале. В среднем многолетнем за год в Краснодаре выпадает 686 мм осадков. Испарение имеет хорошо выраженный годовой ход, с минимумом в зимний период и максимумом е мае-июле (188 мм в городе и 251 мм в районе водохранилища). В среднем только одна зима из трех бывает с устойчивым снежным покровом.

Особенностью гидрографической ' сети бассейна Кубани является резко асимметричный характер ее развития. На территории Краснодарского края р. Кубань с правого берега не принимает ни одного притока. По характеру водного режима (Коровин, Нагалевский, 1996) реки бассейна Краснодарского водохранилища относятся к двум типам:

- реки с весенне-летним половодьем и паводками в течение всего года (Кубань до впадения р.Пшиш, Лаба, Белая, Пшиш в среднем и нижнем течении и их притоки);

- реки с паводками в течение всего года с преобладанием в холодный период (Пшиш в верхнем тсченни, Псекупс, Марта, Апчас).

В настоящее время сток рек значительно искажен различными водохозяйственными мероприятиями.

К периметру водохранилища примыкают, главным образом, выщелоченные черноземы. Большая часть описываемой территории относится к степной зоне. По мере продвижения на юг, с повышением высоты местности, степь сменяется лесостепью и лесом. Однако, в настоящее время коренная растительность как в степной, так и в лесостепной зонах почти полностью уничтожена. На ее месте пахотные земли, занятые культурными растениями.

На предгорно-холмистых территориях бассейна расположены лесостепные ландшафты, интенсивно преобразованные в результате их использования. В горной части бассейна Краснодарского водохранилища, в результате вертикальной зональности, ландшафты сменяются от низкогорных лесных к среднегорным широколиственным и темнохвойным лесным (Мищенко, Нагалевский, 1996). А далее, к высокогорным субальпийсхим и альпийским луговым.

Вторая глава посвящена списанию особенностей морфометрии Краснодарского водохранилища и его гидролсго-морфологическому районированию. На Краснодарском водохранилище выделяются два плеса (Главный и Тщикский), районы (1-3), участки (1-6), зоны и подзоны (рис.1). Рассчитаны подробные морфометрические характеристики не только для всего водохранилища, но для всех выделенных таксонов. Для расчета основных морфометрических характеристик водохранилища автором разработана и реализована методика, заключающаяся в том, что по топографической карте крупного масштаба (в нашем случае M Г10000) в условной системе координат определяется положение необходимого количе-

ства точек, отражающих с заданной степенью детализации характер поверхности дна водохранилища. Для каждой точки определяются: условная долгота, условная широта, высотная отметка. Аналогичным образом определяются 'контуры береговой линии. Дальнейшая обработка проводится с помощью программы SURFER на компьютере. Результатом гакой обработки является цифровая модель чаши водохранилища, с использованием которой значительно облегчается решение таких практических задач как: оперативное определение основных морфометрических характеристик (таких как площади водного зеркала и объемы водной массы) водоема и любых его участков при любых значениях уровней; расчеты водного баланса водохранилища и его участков; определение площадей мелководных зон, площади осушки и т.п. - как для всего водохранилища, так и для отдельных его частей; определение объема тела заиления и его динамики для любых участков водоема путем внесения соответствующих поправок в исходный массив данных; построение батиметрических карт водоема и его участков в требуемых масштаба и сечении изобат, а также наглядное (графическое или на дисплее) отображение моделей чаши. Важным достоинством описанной методики является возможность использовать однажды полученный массив данных для самых разных целей. Предлагаемая методика и полученный массив пространственно координированных данных закладывают предпосылки для моделирования комплекса гидрологических процессов, отражением которых является изменение рассматриваемых характеристик Краснодарского водохранилища.

В соответствии со схемой гидролого-морфологического районирования Краснодарского водохранилища выполнено гидрографическое описание по районам и участкам. Описание дается на основе выполненных машинных расчетов, анализа картографического материала и результатов подробного визуального осмотра всего периметра водохранилища, выполненного автором.

В третьей главе дается характеристика гидрологического режима водохранилища. Рассматриваются: особенности регулирования стока, водный баланс, режим уровней, водообмен, течения, волновой режим, термика вод и ледовые явления.

Водный баланс Краснодарского водохранилища рассчитывался как для водоема в целом, так и для всех его морфологических участков (Водохранилища..., 1986). При расчетах водного баланса использована полученная автором цифровая модель чаши. Для водохранилища получены следующие соотношения элементов баланса: в приходной части - сток по рекам - 91,9%; приток с неучтенной гидрометрическими наблюдениями площади водосбора - 6,3%; осадки - 1,8%; в расходной части - сток через главное водосбросное сооружение гидроузла - 95,7%; расход на водозаборах оросительных сиегем - 1,9%; расход на шлюзование - 0,9%; испарение -

2,3%. Точность составления балансов для районов и участков невысока. Невязки годовых балансов иногда достигают 9 % и более, а в половине случаев превышают допустимые пределы. Итоговая невязка в балансах районов и участков более высока по сравнению с таковой для всего водохранилища. Причины состоят в накоплении погрешностей расчета при переходе от участка к участку.

В режиме Краснодарского водохранилища можно выделить, хотя и с большой долей приближения, следующие фазово-однсроднке уровни: минимальный уровень; уровень начала интенсивного осенне-зимнего наполнения; уровень конца интенсивного осенне-зимнего наполнения; уровень начала интенсивного весеннего наполнения; максимальный уровень; уровень начала интенсивной летней срабогки; уровень конца интенсивной летней сработки. Несмотря на довольно сильные отличия во времени наступления и величине максимальных и минимальных значений описанных фазово-однородных уровней от года к году, общий характер внутригодово-го изменения уровня не нарушается.

С целью создания подробной картины водообмена в водохранилище для каждого участка рассчитаны и проанализированы коэффициент условного водообмена (по оттоку) и другие удельные коэффициенты, используемые для этого в гидрологии водохранилищ (Девяткова, Матарзин, 1994; Девяткова, 1995; Девяткова, Китаев, 1989,1993; Китаев, Г'рннченко, 1995 и др.). Это: показатель интенсивности изменения объемов водных масс, коэффициенты трансформации и интенсивности аккумуляции. Совмещенный график внутригодового распределения абсолютных величин основных составляющих водного баланса и относительных показателей, позволяющих анализировать роль составляющих баланса, особенности водообмена, интенсивность изменения объема показан на рис. 2.

На всех участках Краснодарского водохранилища преобладают поверхностные течения, совпадающие по направлению с направлением его продольной оси или близкие к нему. Максимальные скорости (113 см/с) зарегистрированы в придонном слое на вертикали 8 (поперечник 4 между участками 4 и 5) для северо-западных течений, совпадающих по направлению с ориентацией русла Кубани. В распределении средних и максимальных скоростей поверхностных течений имеет место закономерное замедление скоростей от верхнего участка к участку 2, обусловленное влиянием подпора от плотины. От поперечника 2 х плотине скорости возрастают. Значительный рост максимальных (до 40 см/с и более) и некоторый рост (до 10 см/с) средних скоростей говорит о возрастающей роли работы сбросного сооружения в динамике вод на приплопшном участке.

Млн. м

Янь Фев Мар Апр Май Июн

к

-X

ГЙТсЭкт Ноя Дек .

2,5 2.0

I * Суммэ приходных составляющих -| —*—Изменениэ объема ! —I—-Коэффициент аккумуляции - -3- - Водообмен (Кув)

I — -х — Интенсмвнось изменения объеме

Сумуа расходных составляющих Коэффициент трансформации

Рис.?.. Абсолютные и относительные показатели для анализа составляющих водного баланса водохранилища

Достаточные глубины и вытянутость в направлении ЮЗ-СВ благоприятствуют раззитию волнения на водохранилище, так как средневзвешенная длина разгона волны при ветрах, близких к продольной оси водохранилища, достигает 23-24 км. Кроме того, известно, что суммарная повторяемость ветров, близких по направлению к этой оси, составляет 61,6%. Максимальной повторяемостью обладают волны с высотой от 76 до 100 см - 34%, далее идут волны до 75 см - 29,2%, волны с высотой более 130 см имеют повторяемость 13.9%.

В годовом термическом цикле Краснодарского водохранилища можно выделить два периода: зеоенне-летнеге нагревания и осенне-зимнего охлаждения, границы между которыми приходятся на июнь-июль к январь-февраль. Нагревание веской и охлаждение осенью являются естественным отражением радиационных условий территории. Охлаждение Краснодарского водохранилища в летний период объясняется его интенсивной сра-ботхой. Эго говорит об определяющей роли проточности в формировании термического режима водохранилища в теплый период года. В период с марта по сентябрь на приллошнном участке водохранилища устанавливается прямая температурная стратификация. Интенсивный прогрев поверхностных вод приводит в начале апреля к формированию выраженного термоклина с вертикальными градиентами до 2°С/м, верхняя граница которого расположена на глубине около 2м. Мощность термоклина достигает 3 -5 метров. В результате последующего поступления паводковых вод по притокам, а затем и активно» сработки, термоклин разрушается, и распределение температуры по глубине приобретает белее сложный характер. Однако прямая температурная стратификация сохраняется. Глубокая сработка и активное перемешивание, которое сопровождает ее в конце лета, вместе с

осенним выхолаживанием поверхностного слоя приводят к формированию гомотермии, сохраняющейся с конца сеюября вплоть до установления ледового покрова. Картина вертикального распределения температуры для районов 2 и 3 укладывается в схему, изложенную для приплотинного района, но она более сложна. Так, по результатам съемок в апреле и нюне, заметен поверхностный слой охлажденных вод мощностью до 1 - 2 м. Существование такого слоя обусловлено прохождением пазодков по боковым притокам водохранилища.

Следствием мягкой зимы является неустойчивый ледовый режим Краснодарского водохранилища. Наибольшая толщина ледяного покрова колеблется в широких пределах и достигает в приплотинной части водохранилища 39 см (1980 г), для участков 3 и 4 - 25 см, а на участке 5 - до 29 см. Толщина снега на льду для всех участков составляет 0-9 см.

В четвертой главе рассматриваются процессы переформирования берегов и осадконакопления в водохранилище. Характер протекания экзогенных геологических процессов различен для разных гидролого-морфологических районов и участков Краснодарского водохранилища. Переработка правого, крутого и приглубого берега происходит более интенсивно. В последние годы она несколько замедлилась. Связано это с повышением отметки низа уступа, вследствие чего непосредственный контакт водных масс с коренным берегом происходит при более высоких значениях уровня, а следовательно, более кратковреченеч. На основании анализа материалов наших визуальных наблюдений за переформированием берегов была предпринята попытка типизации берегов. На основе методики И.А. Лечеркина (1969), мы выделили три группы берегов: абразионные, эрозионные и аккумулятивные. Результаты этой работы представлены в табл. 2.

Обшей чертой распределения мутности поды Краснодарского водохранилища з различные сезоны является ее уменьшение по мере продвижения от верхнего района к принлогннному. На верхних участках (5 и 4) происходит основная разгрузка потока р.Кубани от наносов. Наименьшая мутность воды в водохранилище наблюдается и период весеннего наполнения. Объем водохранилища в этог период обычно максимальный, и несмотря на повышенную мутность вод р.Кубани происходит интенсивное отложение наносов в зоне выклинивания подпора. Исключение составляет приплотинный участок, где минимум мутности может наблюдаться в период летней срабоъки. Наибольшая прозрачность воды характерна для приплотинного участка водохранилища. Средние значения прозрачности на прнплотннном участке колебались в 1975 1988 годах от С,09 м в марте до 5,2 м в мае.

А2

Таблица 2

Типы берегов водохранилища

Генетический тип берега Протяженность Литология и преобладающие геодинамические процессы

км %

Абразионные: обвально-осыпные 58 22,9 Суглинки, пески, глины. Обвалы, осыпи.

Эрозионные: речная эрозия 10 3,9 Суглинки, пески, глины. Речная эрозия

овражная эрозия 4 1,6 Суглинки, пески, глины. Овражная эрозия

Аккумулятивные: низкий берег затопления 98 38,8 Суглинки, пески. Происходит аккумуляция материала вдоль-берегового переноса и материала, выносимого притоками.

Плотины, укрепленные берега и дамбы 83 32,8 Крепление железобетонными плитами (29 км), крупным гравием и щебнем (28 км), без крепления (26 км)

По данным гранулометрического анализа донных фунтов, при движении от участка 4 к участку 2 происходит сначала постепенное, а затем довольно сильное уменьшение диаметра частиц. Ог участка 2 к участку 1 диаметр частиц снова возрастает. Это объясняется тем, что в формировании отложений здесь участвуют наносы, поступающие по р. Псекупс. Наносы крупных фракций отлагаются в приустьевых зонах и накапливаются у левого берега, а более мелкие проносятся в глубоководную часть. Анало-

гичная закономерность (Молдованов, 1978) характерна и для других водохранилищ, имеющих значительные боковые притоки.

Рассчитан седиментационнын баланс водохранилища. Среднегодовое поступление наносов в Краснодарское водохранилище составляет 5,63 млн м3. При этом 86,3% из них поступает по рекам. Почти 37% этого количества дает р.Кубань. В результате переработки берегов в водохранилище поступало, в среднем, около 0,68 млн м3 твердого материала в год от правого берега и 0,09 млн м3/'год от левого берега (12,8% и 1,6% общего объема соответственно). Среднегодовая аккумуляция составляет около 5,24 млн м3 (более 93,2% поступающих наносов). В отдельные годы значения этих показателей заметно отличаются от приведенных средних величин. Такие колебания от года к году вызваны изменениями водности рек, впадающих в водохранилище (в части прихода пс рекам), г также особенностями ветрового, волнового и уровенного режимов водохранилища (в части переработки берегов). Сопоставление полученных нами объемных кривых водохранилища с проектными дает наглядное представление об объемах заиления. Сокращение емкости Краснодарского водохранилища к 1986 году, по нашим расчетам, составило при Hill' (33,65 мБС) 48,75 млн м3, при ГМО (25,85 мБС) - 7,64 млн м3.

Пятая глава посвящена краткой характеристике гидрохимических условий водохранилища. Вода Краснодарского водохранилища гндрокар-бонатно-кальциевая второго типа, среднемноголетняя минерализация 350 мг/л. В табличном и графическом виде представлены основные гидрохимические показатели, показано изменение общей минерализации и содержания главных ионов по длине водохранилища, а также сезонная динамика минерализации воды притоков и вод, сбрасываемых из водохранилища. Приводится общий солевой баланс водохранилища в средний по водности год. Дана характеристика качества воды водохранилища и рек-притоков, а также содержания некоторых загрязнителей в донных отложениях.

Индекс загрязненности воды (ИЗВ) рек, впадающих в водохранилище, за последние годы вырос, а значит, качество снизилось. Анализ качества воды в самом Краснодарском водохранилище, тахже показывает негативные изменения в нем. Однако качество воды ниже плотины Краснодарского водохранилища улучшается, что подтверждается данными за весь период наблюдений.

Для Краснодарского водохранилища наибольшую опасность представляет загрязнение медью, так как ее содержание в воде постоянно во много раз превышает ПДК. Остальные тяжелые металлы менее активно принимают участие в процессе обмена между донными отложениями и водой. Необходимо отметить, что уже в черте г.Краснодара и дальше, ниже по течению, даже после городских очистных сооружений вновь наблюдается значительное превышение предельно допустимых концентраций за-

т

грязняюгцих веществ в зоде и превышение их среднего содержания в донных отложениях.

Заключение. В процессе работы была интерпрегирована для Краснодарского водохранилища предложенная Ю.М. Матарзиным (1983) схема формирования водохранилищ. В соответствии со схемой дана комплексная характеристика закономерностей пространственно-временной динамики основных гидро- и геодинамических процессов, происходящих в противопаводковом водохранилище с учетом его морфологии и морфометрии.

Разработана методика определения площадей и объемов водной массы, а на ее основе создана и реализована цифровая модель чаши Краснодарского водохранилища, позволяющая решать многие практические задачи, используя однажды полученный массив данных, что имеет важное прикладное значение. Модель уже нашла практическое применение при водо-балансовых расчетах на ОС Краснодар. Выполнено гидролого-морфологическое районирование водохранилища с выделением районов, участков, зон (глубокородной, мелководной, сработки, постоянного подпора) и подзон (загопленных русел и затопленной поймы). Рассчитаны подробные морфометрические характеристики не только для всего водохранилища, но и для всех выделенных таксонов. Впервые дано подробное гидрографическое описание Краснодарского водохранилища по гидрографическим районам и морфологическим участкам.

Выполнены водобалансовые расчеты, а также рассчитан водообмен и показатели динамики водной массы (коэффициенты трансформации, интенсивности аккумуляции, интенсивности изменения объема водной массы) не только для всего водохранилища, но и по отдельным его частям.

Предложена схема типизации берегов Краснодарского водохранилища по преобладающим экзогенным геологическим процессам с их количественной оценкой. Выделены абразионные, эрозионные (по правому берегу верхнего участка) и аккумулятивные берега. Схема позволяет целенаправленно решать проблемы использования прилегающих территорий с конкретным учетом генетического типа берега.

Рассчитан седименгациснный баланс водохранилища. Ежегодно в водохранилище отлагается около 5,24 млн м3 (более 93,2% поступающих) паносов. Колебания составляющих баланса от года к году вызваны изменениями водности рек, впадающих в водохранилище (в части прихода по рекам), а также особенностями ветрового, волнового и уроЕенного режимов водохранилища (в части переработки берегов). Сокращение емкости Краснодарского водохранилища к 1986 году, но нашим расчетам, составило при НПГ (33,65 мБС) 48,75 млн м3, при ГМО (25,85 мБС) - 7,64 млн м3.

Приводимая характеристика гидрохимических условий водохранилища подтверждает его барьерную роль.

■iS

Проделанная работа как комплексное монографическое исследование позволяет оценить современное состояние Краснодарского водохранилища и может быть полезна для совершенствования эксплуатации и проектирования других водоемов аналогичного назначения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние выборок песка на русловые процессы в нижнем бьефе Краснодарского водохранилища// Актуальные вопросы экологии и охраны природы степных экосистем и сопредельных территорий: Тезисы научно-практической конференции. Ч. 2. Краснодар, 1994 (ссвм. с Б.А. Данеке-ром).

2 Влияние Краснодарского водохранилища на уровенный режим р. Кубани// Среда обитания человека: Тезисы научно-практической конференции. Краснодар, 1993 (совм. с Б.А. Данекером).

3. Динамика осадконакопления в Краснодарском водохранилище// Регион и география: Тезисы докладов международной научно-практической конференции (май 1995г.). 41 3. Пермь, 1995 (совм. с Ю.Я. Нагалев-ским).

4. Изменения в уровенном режиме реки Кубани в связи с созданием Краснодарского водохранилища// Экология и мы: Материалы Адыгейской республиканской конференции по охране природы. Майкоп, 1995.

5. Методика расчета некоторых морфометрических характеристик водохранилищ (применительно к Краснодарскому водохранилищу)// Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосчстем южных регионов России и сопредельных территорий Краснодар, 1997 (совм. с A.B. Пого-реловым).

6. Посадки уровней и уклон водной поверхности в нижнем бьефе Краснодарского водохранилища// География Краснодарского края: Сб. статей. Краснодар, 1994 (совм. с Б.А. Данекером).

7. Трансформация берегов Краснодарского водохранилища и потери прилегающих к нему селитебных и сельскохозяйственных территорий/'/ Актуальные эколого-гигиенические проблемы Северного Кавказа: Тезисы научно-практической конференции. Краснодар, 1995 (совм. с Ю.Я. Па-галевским и Б.А. Данекером).

8. Формирование донных отложений в Краснодарском водохранилище//' Актуальные вопросы экологии и охраны природы водных экосистем и сопредельных территорий: Тезисы научно-практической конференции. Ч 2. Краснодар, 1995 (совм. с Ю.Я. Нагалезскнм).