Учет режима эксплуатации водохранилищ для проектных целей

Ёмкость для задержания паводка чаще всего предусматривается в проточных водохранилищах многоцелевого назначения, имеющих водосливы с затворами, которые обеспечивают высокую степень регулирования. В таких водохранилищах всегда предусматривается некоторый нерегулируемый объем для задержания паводка и во многих случаях также часть регулируемого объема, сохраняемого для задержания паводка.

Кроме того, ёмкости, предназначенные для других целей, время от времени могут быть использованы в целях регулирования паводка. Такое разнообразие целей, для которых создается водохранилище, допускает большую гибкость и ставит срезку паводка в сильную зависимость от режима эксплуатации водохранилища. Следовательно, в таких случаях необходимо выполнить детальный анализ режимов эксплуатации водохранилища на ранних стадиях проектирования, т. к. его результаты могут повлиять на выбор расчетных переменных.

Контролируемые водохранилища управляются в соответствии с эксплуатационным режимом или набором диспетчерских графиков с целью накопления в течение стадии подъема паводка части его объема, превышающей определенный безопасный объем. Когда ёмкость полностью использована, и в зависимости от притока, увеличивается сработка для обеспечения того, чтобы проектные уровни водохранилища не были превышены.

После этого задержанные паводковые воды срабатываются таким образом, чтобы опустошить резервуар в течение определенного времени, с тем чтобы он был готов к заполнению водами очередного паводка. При этом скорость сработки, по возможности, сохраняется на безопасном для нижнего бьефа уровне. Такое мероприятие должно сопровождаться оповещением о паводках общин, проживающих на территориях ниже по течению.

При использовании водохранилищ многоцелевого назначения интересы различных групп водопользователей, таких как ирригация, выработка гидроэлектроэнергии и противопаводочный контроль, обычно противоречат друг другу даже тогда, когда водохранилище является собственностью одного государства или компании. Такой конфликт может усугубиться, когда в него вовлечено несколько стран.

Для целей ирригации и гидроэнергетики обычно требуется как можно более быстрое заполнения водохранилища и сохранение запасов воды на максимально высоком уровне. Для осуществления противопаводочного регулирования уровни водохранилища должны быть как можно более низкими, и после паводка оно должно освобождаться как можно быстрее, чтобы быть готовым к задержанию воды во время следующего паводка. Водохранилище является более эффективным с точки зрения регулирования паводков, если, кроме ёмкости водохранилища, выделяется дополнительное пространство для задержания паводков, не используемое в других целях.

Таким образом, многоцелевое использование водохранилищ предполагает компромисс, который неизбежно приводит к меньшей, чем максимально возможная, выгоде любого отдельного водопользователя, но при этом обеспечивается максимальная эффективность эксплуатации водохозяйственного объекта в целом.

Наличие точных и своевременных прогнозов притока имеет большое значение для оптимизации общей полезности водохранилища. В частности, это будет иметь большое значение для прогнозирования наступления двух или более паводков, следующих друг за другом, и, следовательно, возможности того, что объем задержания, заполненный одним паводком, может не успеть опорожниться до начала следующего паводка.

Если такие прогнозы отсутствуют или неудовлетворительны, эффективность многоцелевого функционирования водохранилища может быть снижена и осуществление противопаводочного регулирования будет ограничено.

Постоянное и эффективное регулирование паводков с помощью водохранилищ в течение многих лет способствует возникновению ложного чувства безопасности у населения территорий, расположенных ниже плотины. Это может привести к попыткам освоения пойменных и прибрежных земель и, в свою очередь, вызвать снижение пропускной способности русла в нижнем течении реки.

Такая ситуация может привести к серьезному ущербу при высоких паводках, когда из водохранилища должен быть спущен значительный объем воды. Сброс необходимо выполнять расходами, не превышающими значение расчетного расхода, обеспечивающего противопаводочную защиту ниже по течению, чтобы сохранить русло реки и сдержать поступление вод на поймы. Такие попуски должны предваряться соответствующими предупреждениями.

Вот почему крайне важно разработать и использовать определенные диспетчерские графики или существующие методики управления водохранилищем многоцелевого назначения в целях обеспечения максимальной эффективности от эксплуатации водохозяйственного объекта, обеспечивая при этом безопасность строений и населения в нижнем бьефе.

Влияние отложения наносов. Отложение наносов в водохранилище снижает его регулирующую способность и тем самым эксплуатационные показатели. Проектное решение конструкции водохранилища должно предусматривать выделение части его ёмкости для отложения наносов, чтобы предотвратить преждевременное уменьшение полезного объема. Однако этот расчетный объем может оказаться недостаточным, что серьёзно повлияет на объем хранилища, предназначенный для задержания паводков.

Процесс отложения наносов, в первую очередь, затрагивает верхний бьеф водохранилища. Таким образом со временем снижается способность водохранилища понижать паводки. Это должно учитываться при долгосрочном планировании мероприятий по защите от паводков, чтобы могли быть разработаны своевременные альтернативные меры и предусмотрены соответствующие уровни защиты установки.