Релаксация русла в нижнем бьефе Новосибирской плотины

Аннотация

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.