geomorfГеоморфология и палеогеографияGeomorfologiya i Paleogeografiya2949-17892949-179710.31857/S0435428122020031geomorf-1623Research ArticleНаучные сообщенияShort communicationsРелаксация русла в нижнем бьефе Новосибирской плотиныRiverbed relaxation downstream of Novosibirsk damБерковичК. М.BerkovichK. M.

Географический факультет

Москва

Faculty of Geography

Moscow

berkovitch@yandex.ruЗлотинаЛ. В.ZlotinaL. V.

Географический факультет

Москва

Faculty of Geography

Moscow

zleonora@yandex.ruМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202213042022532Геоморфология4350Copyright © Беркович К.М., Злотина Л.В., 20222022Беркович К.М., Злотина Л.В.Berkovich K.M., Zlotina L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://geomorphology.igras.ru/jour/article/view/1623

Новосибирский гидроузел, построенный более 60 лет назад в 680 км от слияния рек Бии и Катуни иобразовавший водохранилище объемом 8 км3, является единственным крупным гидроэнергетическим проектом на р. Оби. В работе рассматриваются процессы трансформации русла, последовавшие после создания гидроузла и обусловленные изменением гидрологического режима и стока наносов. Водохранилище осуществляет суточное и сезонное регулирование стока, перехватывает 90% стока взвешенных наносов. Трансформация русла охватила не менее 70 км реки ниже плотины, на которых отчетливо прослеживаются волны суточного регулирования. Интенсивная эрозия со скоростью до 12 см в год проявилась на приплотинном участке длиной 8–10 км в течение 20 лет. На этом участке волны суточного регулирования имеют наибольшую высоту, здесь на фоне дефицита наносов происходило основное насыщение потока русловыми наносами. Понижение дна и уровней воды составило 1.8 м и имело явный экспоненциальный характер. На этой стадии были вынесены исходные песчаные наносы крупностью 0.5 мм и обнажились слабо размываемые, скальные и крупнообломочные грунты. В результате в течение следующих 20 лет эрозия развивалась крайне низкими темпами. На участке 10–40 км от плотины эрозия носила иной характер. Она началась с запаздыванием на 3–5 лет и имела малый темп – в основном менее 3 см/год. Понижение дна и уровня составило лишь 1.4 м, а стабилизация русла наступила через 50 лет после создания плотины – по мере увеличения крупности русловых наносов в 5–6 раз и некоторого уменьшения уклона. Заметную роль в трансформации русла сыграли дополнительные механические нарушения: добыча из русла не менее 20 млн м3 песчано-гравийных строительных материалов, а также выполнение большого комплекса землечерпательных и выправительных путевых работ, которые позволили в 1960–1970-х гг. увеличить судоходную глубину на 1.0–1.3 м.

The Novosibirsk hydroelectric complex, the largest hydropower project on the Ob River, was built ~60 years ago. It is located 680 km from the confluence of the Biya and Katun rivers and formed a 8 km3 reservoir. The paper considers the riverbed transformation processes followed after the hydroelectric complex construction caused by changes in the hydrological regime and sediment flux. The reservoir regulates daily and seasonal runoff, and intercepts 90% of the suspended sediment flux. The riverbed transformation reflecting daily discharge fluctuations could be detected for 70 km downstream from the dam. The intensive erosion rates up to 12 cm/year were documented along the 8–10 km stretch of the channel near the dam during the period of 20 years due to the influence of daily discharge regulation waves and sediments shortage. The lowering of the riverbed and water levels for 1.8 m is exponential. During the 20-year period, the initial sand deposits of 0.5 mm in size were removed exposing poorly eroded, rocky and coarse-grained soils and significantly decreasing the erosion rates. Down the stream, 10–40 km from the dam, erosion started with a delay of 3–5 years with the rate of less than 3 cm/year. The lowering of the riverbed and water level reached only 1.4 m, and was stabilized ~50 years after the dam construction as the grain size of the riverbed sediments increased by 5–6 times and the water surface gradient decreased. Additional mechanical disturbances; mining of at least 20 million m3 sand and gravel construction materials, dredging the channel which allowed in the 1960s–1970s to increase the navigable depth by 1.0–1.3 m, and other river engineering work also played a significant role in riverbed transformation.

антропогенные нарушения русла рекэрозия ниже плотинman induced riverbed disturbanceserosion downstream of the damsИсследование выполнено по госзаданию НИ Лаборатории эрозии почв и русловых процессов географического факультета МГУ (проект № 121051200166-А)The study was carried out according to the state task of the Laboratory of Soil Erosion and Fluvial Processes of the Faculty of Geography of Moscow State University (project No. 121051200166-A)ReferencesМаккавеев Н.И. Воздействие крупного гидротехнического строительства на геоморфологические процессы в речных долинах // Геоморфология. 1970. № 2. С. 28–34.Makkaveev N.I. Vozdeistvie krupnogo gidrotekhnicheskogo stroitel’stva na geomorfologicheskie protsessy vrechnykh dolinakh (The impact of large hydrotechnical projects on geomorphological processes within the river valleys). Geomorfologiya (Geomorphology RAS). 1970. No. 2. P. 28–34. (in Russ.)Williams G.P. and Wolman M.G. Downstream Effects of Dams on Alluvial Rivers. U.S. Geological Survey Professional Paper 1286. 1984. 83 p.Williams G.P. and Wolman M.G. Downstream Effects of Dams on Alluvial Rivers. U.S. Geological Survey Professional Paper 1286. 1984. 83 p.Babiński Z. Wpływ zapór na procesy korytowe rzek aluwialnych // Przestrzeń. 2000. No. 12. S. 9–19.Babiński Z. Wpływ zapór na procesy korytowe rzek aluwialnych. Przestrzeń. 2000. No. 12. P. 9–19. (in Pol.)Маккавеев Н.И., Федоров Б.Г. Транспортное использование водохранилищ. М.: Транспорт, 1972. 223 с.Makkaveev N.I. and Fedorov B.G. Transportnoe ispol’zovanie vodokhranilishch (Transport use of reservoirs) М.: Transport (Publ.), 1972. 223 p. (in Russ.)Лапшенков В.С. Прогнозирование русловых деформаций в бьефах речных гидроузлов. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 239 с.Lapshenkov V.S. Prognozirovanie ruslovykh deformatsii v b’efakh rechnykh gidrouzlov (Riverbed deformation prognosis in tailwater of river waterworks). L.: Gidrometeo (Publ.), 1979. 239 p. (in Russ.)Рекомендации по прогнозу трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов. СПб.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2006. 102 с.Rekomendatsii po prognozu transformatsii rusla v nizhnikh b’efakh gidrouzlov (Recommendations on riverbed transformation prognosis in downstream tailwater of dams) B.E. Vedeneev’s. VNIIG. Sankt-Peterburg. 2006. 102 p. (in Russ.)Беркович К.М., Векслер А.Б., Виноградова Н.Н., Доненберг В.М., Лысенко В.В., Маккавеев Н.И., Рулева С.Н., Чалов Р.С. Формирование русла Оби в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС // Тр. Зап.-Сиб. Рег. НИИ. 1981. Вып. 52. С. 3–20.Berkovich K.M., Veksler A.B., Vinogradova N.N., Donenberg V.M., Lysenko V.V., Makkaveev N.I., Ruleva S.N., and Chalov R.S. Formirovanie rusla Obi v nizhnem b’efe Novosibirskoi GES (Ob River channel forming in Novosibirsk HPS’ downstream tailwater reach). Trudy Zap. Sib. Reg. NII. Issue 52. 1981. P. 3–20. (in Russ.)Карасев И.Ф. Русловые процессы при переброске стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 288 с.Karasev I.F. Ruslovye protsessy pri perebroske stoka (Riverbed processes upon run- off transfer) L.: Gidrometeo, 1975. 288 p. (in Russ.)Векслер А.Б., Доненберг В.М. Переформирование русла в нижних бьефах крупных гидроэлектростанций. М.: Энергоатомиздат, I983. С. 142–165.Veksler A.B. and Donenberg V.M. Pereformirovanie rusla v nizhnikh b’efakh krupnykh gidroelektrostantsii (Riverbed reforming in downstream tailwater reaches of large hydropower stations). М.: Energoatom (Publ.), 1983. P.142–165. (in Russ.)Simon A. Adjustment and recovery of unstable alluvial channels: Identification and approaches for engineering management // Earth Surface Processes and Landforms. 1995. 20. P. 611–628.Simon A. Adjustment and recovery of unstable alluvial channels: Identification and approaches for engineering management. Earth Surface Processes and Landforms. 1995. 20. Р. 611–628.Беркович К.М., Виноградова Н.Н., Завадский А.С., Сурков В.В., Рулева С.Н., Чалов Р.С. Нижний бьеф Новосибирской ГЭС в прошлом, настоящем и будущем (опыт исследования формирования природно-техногенных систем) // Эрозия почв и русловые процессы. Т. 16. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. С. 132–147.Berkovich K.M., Vinogradova N.N., Zavadskii A.S., Surkov V.V., Ruleva S.N., and Chalov R.S. Nizhnii b’ef Novosibirskoi GES v proshlom, nastoyashchem i budushchem (opyt issledovaniya formirovaniya prirodnotekhnogennykh sistem) ((Novosybirsk HPS’ downstream tailwater reach in the past, at present and in the future (the case study of natural-technogenic system forming)). Erozia pochv I ruslovye protsessy. Vol. 16. М.: MSU (Publ.), 2008. P. 132–147. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.