Об особенностях течений в Волжском каскаде водохранилищ

Данные о структуре течений в большинстве водохранилищ Волжского каскада получены в прошлом веке и корректно описывают современную структуре течений лишь в общем. В работе представлены структуры течений, полученные в ходе натурных измерений в 2023 и 2024 годах с помощью акустического профилографа течений, на разном удалении от ГЭС в четырех водохранилищах: Горьковском, Чебоксарском, Куйбышевском, Волгоградском. Настоящая работа представляет собой краткий обзор имеющейся базы данных измерений течений в акватории водохранилищ Волжского каскада. Продемонстрированы продольные разрезы речной части Чебоксарского и Куйбышевского водохранилищ, пространственные структуры течений в озерных частях рассматриваемых водохранилищ. Показано, что средняя скорость течения в речной части водохранилища спадает при удалении от плотины ГЭС, структура течений в озерной части водохранилища обладает высокой изменчивостью в зависимости от режима расхода через ГЭС. Представлены локальные особенности течений, связанные с регулированием стока на гидроузлах, к которым, согласно измерениям, относятся формирование круговоротов, изменение скоростей и направлений течений.

1. Буторин Н.В. Гидрологические процессы и динамика водных масс в водохранилищах Волжского каскада. Л.: Наука, 1969. 322 с.

2. Эдельштейн К.К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. М.: ГЕОС, 1998. 277 с.

3. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду. М.: Наука, 1986. 367 с.

4. Goldenfum J.A. Challenges and solutions for assessing the impact of freshwater reservoirs on natural GHG emissions // Ecohydrology & Hydrobiology. 2012. Vol. 12, N 2. P. 115–122. doi:10.2478/v10104-012-0011-5

5. Prairie Y.T., Alm J., Beaulieu J. et al. Greenhouse gas emissions from freshwater reservoirs: what does the atmosphere see? // Ecosystems. 2018. Vol. 21. P. 1058–1071. doi:10.1007/s10021-017-0198-9

6. Chen Z., Liu Z., Yin, L., Zheng W. Statistical analysis of regional air temperature characteristics before and after dam construction // Urban Climate. 2022. Vol. 41. P. 101085. doi:10.1016/j.uclim.2022.101085

7. Iakunin M., Abreu E.F., Canhoto P., Pereira S., Salgado R. Impact of a large artificial lake on regional climate: A typical meteorological year Meso-NH simulation results // International Journal of Climatology. 2022. Vol. 42, N 2. P. 1231– 1252. doi:10.1002/joc.7299

8. Karadži´c V., Subakov­Simi´c G., Krizmani´c J., Nati´c D. Phytoplankton and eutrophication development in the water supply reservoirs Garaši and Bukulja (Serbia) // Desalination. 2010. Vol. 255. P. 91–96. doi:10.1016/j.desal.2010.01.009

9. Genkal S.I., Okhapkin A.G., Vodeneeva E.L. Planktonic Centric Diatoms (Bacillariophyta, Coscinodiscaceae) of the Cheboksary Reservoir, Russia // Inland Water Biol. 2022. Vol. 15. P. 750–759. doi:10.1134/S1995082922060037

10. Литвинов А.С. Об измерении течений в водохранилищах самописцами БПВ-2р // Труды Института биологии внутренних вод Академии наук СССР. 1968. № . 16. С. 259–268.

11. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР: водохранилища верхней Волги. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 292 с.

12. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР: Куйбышевское и Саратовское водохранилища. JI.: Гидрометеоиздат, 1978. 269 с.

13. Ильина А.А., Никонорова И.В., Ильин В.Н., Никитина Е.А. Гидрологические и экологические проблемы Чебоксарского и Куйбышевского водохранилищ чебоксарского участка Чувашской республики // Успехи современного естествознания. 2023. № 6. С. 34–39. doi:10.17513/use.38050

14. Смирнова М.В., Чебан Е.Ю., Ермаков С.А. и др. Исследования экологического состояния вод участков горьковского и чебоксарского водохранилищ в рамках экспедиции «Плавучий университет Волжского бассейна» 2017 г. // Труды научного конгресса 20-го Международного научно-промышленного форума «ВЕЛИКИЕ РЕКИ’2018», 2018. С. 290–293.

15. Грушевский М.С. Волны пропусков и паводков в реках. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 337 с.

16. Рахуба А.В. Оценка влияния гидродинамического режима на развитие фитопланктона и качество воды Куйбышевского водохранилища // Ученые записки Казанского университета. Серия естественные науки. 2020. Т. 162, № . 3. С. 430–444. doi:10.26907/2542-064X.2020.3.430-444

17. Рахуба А.В. Динамика водных масс Саратовского водохранилища под влиянием попусков ГЭС // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2008. № . 2. C. 55–67.

18. Герасимов Ю.В., Поддубный С.А., Малин М.И., Цветков А.И. Влияние гидродинамических условий на распределение рыб в Чебоксарском водохранилище // Вопросы рыболовства. 2014. Т. 15, № 3. С. 295–305.

19. Законнов В.В., Законнова А.В., Цветков А.И., Шерышева Н.Г. Гидродинамические процессы и их роль в формировании донных осадков водохранилищ Волжско-Камского каскада. // Труды Института биологии внутренних вод РАН. 2018. № 81(84). С. 35–46. doi:10.24411/0320-3557-2018-1-0004

20. Рахуба А.В., Шмакова М.В. Нестационарный режим водохранилища: опыт моделирования русловых процессов с подвижным дном // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15, № 2. С. 138–149. doi:10.59887/fpg/peru-3z3h-gazh

21. Паршакова Я.Н., Любимова Т.П., Лепихин А.П., Тиунов А.А. Численное моделирование влияния неравномерности сброса воды через плотины крупных ГЭС на гидродинамические режимы верхних бьефов гидроузлов // Тезисы XXIX Всероссийской школы-конференции «Математическое моделирование в естественных науках», 2020. С. 91.

22. Гузиватый В.В., Науменко М.А., Румянцев В.А. Оценка поверхностных течений Ладожского озера методом максимальной кросс-корреляции // Исследование Земли из космоса. 2020. № 1. С. 20–30. doi:10.31857/S0205961420010042

23. Капустин И.А., Мольков А.А., Даниличева О. Аю и др. Определение течений в водохранилище по последовательным внутрисуточным спутниковым изображениям // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2024. Т. 60, № 3. С. 347–356. doi:10.31857/S0002351524030071

24. Капустин И.А., Мольков А.А., Ермошкин А.В. и др. Восстановление структуры течений в Куйбышевском водохранилище с использованием спутниковых данных и натурных измерений // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2024. Т. 17, № 1. C. 63–72. doi:10.59887/2073-6673.2024.17(1)-5

25. Мольков А.А., Капустин И.А., Ермаков С.А. и др. Гидрофизическая лаборатория ИПФ РАН «Геофизик» как эффективный инструмент лимнологического мониторинга // Научные проблемы оздоровления российских рек и пути их решения. Нижний Новгород 8–14 сентября, 2019. С. 214–218.

26. Капустин И.А., Мольков А.А. Cтруктура течений и глубины в озерной части Горьковского водохранилища // Метеорология и гидрология. 2019. № 7. С. 110–117.

27. Molkov A., Kapustin I., Grechushnikova M. et al. Investigation of Water Dynamics Nearby Hydroelectric Power Plant of the Gorky Reservoir on Water Environment: Case Study of 2022 // Water. 2023. Vol. 15, N 17. P. 3070. doi:10.3390/w15173070

28. Расходы воды через ГЭС, РусГидро. URL: https://rushydro.ru/informer/ (дата обращения: 12.10.2024).

29. Доброхотова Д.В., Капустин И.А., Мольков А.А., Лещёв Г.В. Исследование влияния режима работы ГЭС на перераспределение фитопланктона в верхнем водном слое в приплотинном участке Горьковского водохранилища // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20, № 1. С. 242–252. doi:10.21046/2070-7401-2023-20-1-242-252

30. Капустин И.А., Ермаков С.А., Смирнова М.В., Вострякова Д.В., Мольков А.А., Чебан Е.Ю., Лещёв Г.В. О формировании изолированной линзы речного стока круговоротом в горьковском водохранилище // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 6. С. 214–221. doi:10.21046/2070-7401-2021-18-6-214-221

31. Капустин И.А., Мольков А.А., Ермаков С.А., Смирнова М.В. Общая характеристика и особенности структуры течения в акватории Чебоксарского водохранилища от Нижнего Новгорода до Козьмодемьянска // Труды 4-й всероссийской научной конференции «Проблемы экологии Волжского бассейна», 2019. С. 17.