EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS
A curren t problem of reservoirs is their functioning in conditions of a changing climate. In such conditions, water resources management of water bodies as well as assessment their state and ongoing processes require permanent monitoring and analysis. The aim of the author of the present work was t...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/244 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103333729566720 |
|---|---|
| author | Obukhov, E. |
| author_facet | Obukhov, E. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "E. Obukhov",
"institution": "65039, 30a Srednefontanskaya St., Odessa, Ukraine."
}
] |
| author_sort | Obukhov, E. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:14Z |
| description | A curren t problem of reservoirs is their functioning in conditions of a changing climate. In such conditions, water resources management of water bodies as well as assessment their state and ongoing processes require permanent monitoring and analysis. The aim of the author of the present work was to study the intensity of external water exchange of the Middlednieper (Dneprodzerzhinsk) reservoir, the horizontal and vertical components of the water cycle and the economic use of the water body. On the basis of water balance components, the intensity of external water exchange in the useful volume of the reservoir in its design and modern parameters is studied, taking into account the water content of the year for the entire period of its operation: high-water 1970, low-water 1972 and very low-water 2015.
Intensity factors and indicators of external water exchange for each month of the year, and for the months of the maximum and minimum intensity of the external water exchange during a unit of time, as well as the main factor influencing on the water exchange, viz. the lateral inflow in the reservoir have been determined. The maximum intensity of the external water exchange in the reservoir during a very dry year has deteriorated in the spring and autumn periods of its operation fourfold as compared with the one of the high-water year. It is determined that the higher the intensity of the external water exchange is, the less the indicator of the external water exchange during a unit of time is and the more intensively an exchange and self-purification of the water in the reservoir are being fulfilled. If the rate of external water exchange is less than one, then the shift of regulatory water resources of the reservoir will take place in less than a year. The results of the study can be useful in developing modes of reservoir operation in conditions of a climate change. Ref. 4, tabl. 1, fig. 5. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2020.1(60).52-60 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
© Е.В. Обухов, 2020
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 52
УДК 556.552 DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.1(60).52-60
ВНЕШНИЙ ВОДООБМЕН В ПОЛЕЗНОМ ОБЪЕМЕ СРЕДНЕДНЕПРОВСКОГО
ВОДОХРАНИЛИЩА В ПРОЕКТНЫХ И ЕГО СОВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРАХ
Е.В. Обухов, докт. экон. наук, канд. техн. наук, професор, акад. МАНЭБ, УО (Одесса)
65039, ул. Среднефонтанская, 30а, г. Одесса, Украина.
Проблемой водохранилищ в настоящее время является их функционирование в условиях изменяющегося климата. Управле-
ние водными ресурсами водных объектов, оценка состояния и происходящих в них процессов требуют постоянного мони-
торинга и анализа. Цель работы – исследование интенсивности внешнего водообмена на Среднеднепровском водохранили-
ще, горизонтальной и вертикальной составляющих водообмена, а также хозяйственного использования объекта. На осно-
ве водобалансовых составляющих исследована интенсивность внешнего водообмена в полезном объеме водохранилища в
проектных и его современных параметрах с учетом водности года за весь период эксплуатации: многоводный 1970 г., ма-
ловодный 1972 г. и очень маловодный 2015 г. Определены коэффициенты интенсивности и показатели внешнего водообме-
на по каждому месяцу года, месяцы с максимальной и минимальной интенсивностями внешнего водообмена во временных
единицах и основной фактор влияния на него – боковая приточность в водохранилище. Максимальная интенсивность
внешнего водообмена в водохранилище в очень маловодном году в весенний и осенний периоды эксплуатации ухудшилась по
отношению к многоводному году в четыре раза. Установлено, что чем больше коэффициент интенсивности внешнего
водообмена, тем меньше показатель внешнего водообмена во временных единицах и интенсивнее происходят смена и са-
моочищение воды в водохранилище. Если показатель внешнего водообмена меньше единицы, то смена нормативных водных
ресурсов водохранилища будет происходить меньше чем за год. Результаты исследований могут быть полезными при раз-
работке режимов эксплуатации водохранилища в условиях изменения климата. Библ. 4, табл. 1, рис. 5
Ключевые слова: водохранилище, водный баланс, водообмен, интенсивность, коэффициент.
EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER
RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS
E. Obukhov, doctor of economic sciences, candidate of technical sciences, professor, academician of IAEMLPS,
Ukraine Department
65039, 30a Srednefontanskaya St., Odessa, Ukraine.
A curren t problem of reservoirs is their functioning in conditions of a changing climate. In such conditions, water resources man-
agement of water bodies as well as assessment their state and ongoing processes require permanent monitoring and analysis. The
aim of the author of the present work was to study the intensity of external water exchange of the Middlednieper (Dneprodzerzhinsk)
reservoir, the horizontal and vertical components of the water cycle and the economic use of the water body. On the basis of water
balance components, the intensity of external water exchange in the useful volume of the reservoir in its design and modern parame-
ters is studied, taking into account the water content of the year for the entire period of its operation: high-water 1970, low-water
1972 and very low-water 2015.
Intensity factors and indicators of external water exchange for each month of the year, and for the months of the maximum and min-
imum intensity of the external water exchange during a unit of time, as well as the main factor influencing on the water exchange,
viz. the lateral inflow in the reservoir have been determined. The maximum intensity of the external water exchange in the reservoir
during a very dry year has deteriorated in the spring and autumn periods of its operation fourfold as compared with the one of the
high-water year. It is determined that the higher the intensity of the external water exchange is, the less the indicator of the external
water exchange during a unit of time is and the more intensively an exchange and self-purification of the water in the reservoir are
being fulfilled. If the rate of external water exchange is less than one, then the shift of regulatory water resources of the reservoir will
take place in less than a year. The results of the study can be useful in developing modes of reservoir operation in conditions of a
climate change. Ref. 4, tabl. 1, fig. 5.
Keywords: water reservoir, water balance, water exchange, intensity, ratio
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.1(60).52-60
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 53
Е.В. Обухов
E. Obukhov
Сведения об авторе: доктор экономических
наук, кандидат технических наук, про-
фессор, академик МАНЭБ, УО, Одесса.
Образование: Одесский инженерно-
строительный институт, инженер-
гидротехник, специальность «Гидротехни-
ческое строительство речных сооружений и
гидроэлектростанций.
Научная сфера: Технико-экономико-
экологические проблемы в гидроэнергетике
Публикации: 235, 8 монографий.
ORCID: 0000-0002-0726 -5736
Контакты: тел./факс: +38-048-776-1-885
e-mail: ev.obukhov@googlemail.com
Author information: Doctor of economics,
candidate of technical Sciences, professor,
academician of IAEMLPS, Ukraine Depart-
ment, Odessa.
Education: Odessa Civil Engineering institute,
engineer-hydraulics, specialty “Hydraulic engi-
neering of river structures and hydroelectric
power plants”
Research area: Technical-economic-
environmental problemin hydropower.
Publications: 235, 8 monographs.
ORCID: 0000-0002-0726-5736
Contacts: phone/fax: +38-048-776-1-885
e-mail: ev.obukhov@googlemail.com
Перечень используемых обозначений и сокращений:
ГЭС – гидроэлектростанция;
НПУ – нормальный подпертый уровень;
Wп – проектный полный объем водохранилища;
Wк – проектный полезный объем водохранилища;
Wк*- современный полезный объем водохранилища;
МВт – мегаватт;
кВт∙ч – киловатт-час.
Введение и постановка проблемы. Про-
блемой водохранилищ является их функциони-
рование в условиях изменяющегося климата и
изменения их параметров в процессе продолжи-
тельной эксплуатации.
Интенсивность водообмена в водохранили-
щах являются одной из важнейших характери-
стик их состояния [1-4]. Взаимодействие гидро-
логических и гидродинамических процессов вли-
яет на внешний и внутренний водообмен, на со-
держание растворенных веществ в водоемах, на
качество воды, на интенсивность цветения воды
в водохранилищах степной зоны при накоплении
в них химических или биологических веществ.
Целью данной работы является исследование ин-
тенсивности внешнего водообмена в полезном
объеме Среднеднепровского водохранилища в
проектных и его современных параметрах с уче-
том водности года зксплуатации, горизонтальной
и вертикальной составляющих водообмена, а
также его хозяйственного использования и сопо-
ставление полученных результатов с рассчитан-
ными ранее аналогичными показателями для по-
месячно заполненного водохранилища с учетом
его мертвого объема [3].
Основными исходными материалами для ис-
следования являются реальные водобалансовые
показатели по Среднеднепровскому водохрани-
лищу за многоводный (1970 г. с объемом годово-
го руслового притока 75,55 км3), маловодный
(1972 г. – 32,67 км3) и очень маловодный (2015 г.
– 19,5 км3) года.
Среднеднепровское водохранилище – чет-
вертая ступень в составе Днепровского каскада,
на которой осуществляется суточное и недельное
регулирование стока.
Среднеднепровское водохранилище распо-
ложено на территории Кировоградской, Полтав-
ской и Днепропетровской областей. Площадь во-
досбора - 434000 км2. Среднемноголетний сток –
52 км3. Проектная установленная мощность ГЭС
– 352 МВт, среднегодовая выработка электро-
энергии – 1250 млн. кВт∙ч.
Проектные полная и полезная емкость водо-
хранилища, соответственно, 2,40 и 0,3 км3. Его
площадь при отметке нормального подпертого
уровня – 567 км2, при уровне мертвого объема –
471 км2. Длина водохранилища 149 км, макси-
мальная ширина – 8 км, средняя ширина – 5,1 км,
максимальная глубина – 16,1 м, средняя – 4,3 м.
Площадь мелководий водохранилища – 182 км2.
Максимальный статический напор – 15,5 м, ми-
нимальный – 8,4 м, расчетный – 9,85 м. Расчет-
ный расход водосбросной плотины – 20100 м3/с.
Расчетный максимальный сбросной расход через
сооружения (р=0,1%) – 23300 м3/с.
После начала реконструкции установленная
мощность ГЕС составляет 388 МВт [2], а выработка
электроэнергии за 2018 год – 1197,443 млн кВт∙ч.
Современные площадь Среднеднепровско-
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 54
го водохранилища равна 526,1 км2, а полезный
объем его 0,25 км3 [1].
Результаты исследований и их обсуждение
Интенсивность внешнего водообмена водохрани-
лища включают как горизонтальную, так и верти-
кальную составляющие. К горизонтальным состав-
ляющим внешнего водообмена относят приток во-
ды в водохранилище (по основной реке и боковой),
а также сток из водохранилища через гидроузел.
Одна из вертикальных составляющих внешне-
го водообмена учитывает выпадение атмосферных
осадков на водную поверхность водохранилища, а
также испарение с его поверхности. Эта составля-
ющая иногда существенно влияет на показатели
внешнего водообмена во внутригодовом аспекте.
При оценке внешнего водообмена предлагается
также во внутригодовом аспекте учитывать и дру-
гие составляющие водного баланса водоема – сброс
в водохранилище сточных и бытовых вод, забор
воды на хозяйственные нужды.
Используя изложенную в [3] методику, по
формулам Штефана В.Н., Литвинова А.С., Кали-
нина Г.П. и Караушева А.В. и рекомендации [4]
были рассчитаны коэффициенты интенсивности
Кв и показатели внешнего водообмена Ту для
заполненного (рис. 1) и полезного объема
Среднеднепровского водохранилища в характер-
ные по водности годы (табл. 1 и рис.2-5).
Таблица 1. Показатели внешнего водообмена Среднеднепровского водохранилища.
Table 1. Indicators foreign exchange Middlednieper reservoir.
Ме-
сяц
Кв1
Ту1
лет
Кв2
Ту2
лет
Кв2>
Кв1
%
Кв3
Ту3
лет
Кв3>
Кв1
%
Кв4
Кв4>
Кв1
%
Ту4
лет
Многоводный 1970 год
I 12,54 0,080 12,76 0,078 1,70 12,81 0,078 2,09 12,82 2,19 0,078
II 9,77 0,102 9,93 0,100 1,64 9,98 0,100 2,08 9,99 2,19 0,100
III 18,12 0,055 19,57 0,051 7,44 19,61 0,051 7,64 19,63 7,70 0,051
IV 33,41 0,030 36,00 0,028 7,20 36,02 0,028 7,26 36,03 7,29 0,028
V 32,17 0,031 32,60 0,031 1,32 32,69 0,031 1,59 32,70 1,62 0,031
VI 14,78 0,068 14,95 0,067 1,12 15,05 0,066 1,81 15,06 1,88 0,066
VII 9,57 0,104 9,71 0,103 1,45 9,86 0,101 2,98 9,87 3,11 0,101
VIII 9,08 0,110 9,23 0,108 1,61 9,46 0,106 4,08 9,48 4,26 0,105
IX 12,88 0,078 13,09 0,076 1,59 13,22 0,076 2,56 13,24 2,70 0,075
X 12,55 0,080 13,19 0,076 4,81 13,38 0,075 6,16 13,40 6,33 0,074
XI 10,72 0,093 11,08 0,090 3,16 11,10 0,090 3,38 11,11 3,49 0,090
XII 13,90 0.072 14,10 0.071 1.39 14,14 0.071 1.65 14,15 1.73 0.070
Маловодный 1972 год
I 11,34 0,088 11,44 0,087 0,87 11,45 0,087 0,96 11,46 1,05 0,087
II 9,60 0,104 9,65 0,104 0,52 9,65 0,104 0,52 9,66 0,63 0,103
III 4,01 0,249 4,12 0,243 2,64 4,16 0,241 3,53 4,17 3,83 0,240
IV 5,07 0,197 5,49 0,182 7,65 5,53 0,181 8,35 5,54 8,59 0,180
V 7,03 0,142 7,29 0,137 3,58 7,39 0,135 4,85 7,40 5,04 0,135
VI 7,99 0,125 8,14 0,123 1,77 8,30 0,120 3,66 8,30 3,75 0,120
VII 8,57 0,117 8,79 0,114 2,54 8,98 0,111 4,57 8,99 4,76 0,111
VIII 9,93 0,100 10,06 0,099 1,26 10,29 0,097 3,41 10,31 3,69 0,097
IX 8,58 0,116 8,65 0,115 0,80 8,83 0,113 2,83 8,85 3,02 0,113
X 7,61 0,131 7,73 0,129 1,51 7,81 0,128 2,49 7,82 2,68 0,128
XI 8,15 0,123 8,38 0,119 2,75 8,45 0,118 3,51 8,46 3,70 0,118
XII 10,84 0,092 11,12 0.090 2.49 11,14 0.090 2.65 11,16 2.81 0,090
Очень маловодный 2015 год
I 6,156 0,162 6,289 0,159 2,13 6,318 0,158 2,56 6,346 3,00 0,157
II 7,564 0,132 7,783 0,128 2,81 7,825 0,128 3,33 7,867 3,85 0,127
III 5,960 0,167 6,324 0,158 5,76 6,414 0,156 7,07 6,458 7,71 0,155
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 55
Ме-
сяц
Кв1
Ту1
лет
Кв2
Ту2
лет
Кв2>
Кв1
%
Кв3
Ту3
лет
Кв3>
Кв1
%
Кв4
Кв4>
Кв1
%
Ту4
лет
IV 3,754 0,266 4,113 0,243 8,74 4,220 0,237 11,05 4,289 12,48 0,233
V 4,975 0,201 5,200 0,192 4,32 5,304 0,188 6,21 5,357 7,12 0,187
VI 3,639 0,275 3,750 0,267 2,97 3,959 0,252 8,26 4,000 9,04 0,250
VII 5,281 0,189 5,374 0,186 1,74 5,494 0,182 3,88 5,521 4,35 0,181
VIII 5,306 0,188 5,380 0,186 1,38 5,544 0,180 4,29 5,574 4,80 0,179
IX 4,298 0,233 4,358 0,229 1,39 4,480 0,223 4,07 4,518 4,87 0,221
X 3,342 0,299 3,434 0,291 2,70 3,506 0,285 4,68 3,548 5,83 0,282
XI 3,845 0,260 3,945 0,253 2,53 4,005 0,250 3,99 4,038 4,78 0,248
XII 5,325 0,188 5,462 0,183 2.51 5,495 0,182 3,09 5,534 3,78 0,181
Очень маловодный 2015 год*
I 7,387 0,135 7,547 0,132 2,13 7,582 0,132 2,56 7,615 3,00 0,131
II 9,077 0,110 9,340 0,107 2,81 9,390 0,106 3,33 9,441 3,85 0,106
III 7,152 0,140 7,589 0,132 5,76 7,697 0,130 7,07 7,750 7,71 0,129
IV 4,505 0,222 4,936 0,202 8,74 5,064 0,197 11,05 5,147 12,48 0,194
V 5,970 0,167 6,240 0,160 4,32 6,365 0,157 6,21 6,429 7,12 0,155
VI 4,367 0,229 4,500 0,222 2,97 4,751 0,210 8,26 4,800 9,04 0,208
VII 6,337 0,158 6,449 0,155 1,74 6,593 0,152 3,88 6,625 4,35 0,151
VIII 6,367 0,157 6,456 0,155 1,38 6,653 0,150 4,29 6,689 4,80 0,149
IX 5,158 0,194 5,230 0,191 1,39 5,376 0,186 4,07 5,422 4,87 0,184
X 4,010 0,249 4,121 0,243 2,70 4,207 0,238 4,68 4,258 5,83 0,235
XI 4,614 0,217 4,734 0,211 2,53 4,806 0,208 3,99 4,846 4,78 0,206
XII 6,390 0,156 6,555 0,153 2.51 6,594 0,152 3,09 6,641 3,78 0,151
Рис. 1. График Ту=f(t) показателей внешнего водообмена в заполненном
Среднеднепровском водохранилище в проектных параметрах [3].
Fig. 1. Graph Tu=f (t) indicators of external water exchange in the filled
Middlednieper reservoir in the project settings [3].
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 56
Рис. 2. График Ту=f(t ) показателей внешнего водообмена в полезном объеме
Среднеднепровского водохранилища в проектных параметрах.
Fig. 2. Graph Tu=f (t ) indicators of external water exchange in useful volume
Middlednieper reservoir in the project settings.
Рис. 3. График Ту=f(t ) показателей внешнего водообмена в
Среднеднепровском водохранилище в многоводном 1970 году.
Fig. 3. Graph Tu=f (t ) indicators of external water exchange
in Middlednieper reservoir in low water 1970.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 57
Рис. 4. График Ту=f(t ) показателей внешнего водообмена
в Среднеднепровском водохранилище в маловодном 1972 году.
Fig. 4. Graph Tu=f (t ) indicators of external water exchange
in Middlednieper reservoir in low water 1972.
Рис. 5. График Ту=f(t ) показателей внешнего водообмена в Среднеднепровском водохранилище
в проектных и современных параметрах в очень маловодном 2015 году.
Fig. 5. Chart Tu=f(t ) indicators of external water exchange in the Middlednieper
reservoir in design and modern parameters in very low water 2015.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 58
В табл.1 приведены сравнительные харак-
теристики коэффициентов интенсивности Кв и
показатели внешнего водообмена Ту с постепен-
ным учетом всех составляющих водного баланса
водохранилищ: Кв1 – учитывает только основной
приток и сток через гидроузел; Кв2 – учитывает
еще боковую приточность и перекачку; Кв3 –
учитывает осадки и испарение с водохранилища;
Кв4 – учитывает сумму приходных и расходных
составляющих водного баланса. Показатели
внешнего водообмена Ту во временных единицах
– величина, обратная соответствующим коэффи-
циентам интенсивности Кв, которые определя-
ются как отношение суммы притока и расхода
воды из водохранилища к удвоенному среднему
объему за расчетный период.
Отметим, что коэффициент интенсивности
внешнего водообмена Кв с увеличением в расче-
тах числа составляющих водного баланса возрас-
тает для всех месяцев, характерных по водности
лет эксплуатации водохранилища, а показатель
внешнего водообмена Ту снижается.
Для заполненного Wп Среднеднепровского
водохранилища максимальные коэффициенты
интенсивности внешнего водообмена в много-
водном (1970) году наблюдаются в мае –
Кв1 = 6,677, Кв2 = 6,766, Кв3 = 6,785, Кв4 = 6,787;
минимальные в августе - Кв1= 1,034, Кв2 = 1,051,
Кв3 = 1,078, Кв4 = 1,080.
Соответствующие показатели внешнего
водообмена в мае для всех факторов равны
Ту = 0,15 лет, а в августе – Ту =0,97; 0,95; 0,93;
0,93 лет (рис.1,3).
Влияние бокового притока в 1970 году
наибольшее (7,44%) в марте, а наименьшее
(1,12%) – в июне. Осадки и испарение оказывали
максимальное влияние (более 2,4%) на интенсив-
ность внешнего водообмена в августе, мини-
мальное ( 0,06%) – в апреле. Влияние суммарных
составляющих водного баланса Кв4 на внешний
водообмен мало отличаются от влияния Кв3.
Для полезного объема Wк Среднеднепров-
ского водохранилища максимальные коэффици-
енты интенсивности внешнего водообмена в
многоводном (1970) году наблюдаются в апреле
– Кв1 = 33,407, Кв2 = 35,999, Кв3= 36,022,
Кв4 = 36,033; минимальные в августе -
Кв1= 9,076, Кв2 = 9,225, Кв3 = 9,462, Кв4 = 9,480.
Соответствующие показатели внешнего во-
дообмена в апреле для всех факторов равны
Ту = 0,030 – 0,028 лет, а в августе –Ту = 0,110;
0,108; 0,106; 0,105 лет (табл 1, рис.2, 3).
Влияние бокового притока, осадков и испа-
рения, суммарных составляющих водного балан-
са на интенсивность внешнего водообмена в по-
лезном объеме в 1970 году аналогично заполнен-
ному водохранилищу.
Для маловодного (1972) года для заполнен-
ного Wп Среднеднепровского водохранилища
соответствующие максимальные коэффициенты
интенсивности внешнего водообмена наблюда-
ются в январе и равны: Кв1= 2,164; Кв2= 2,183;
Кв3= 2,185; Кв4= 2,187; минимальные в марте:
Кв1= 0,628; Кв2 = 0,645; Кв3= 0,651; Кв4= 0,653.
Соответствующие показатели внешнего во-
дообмена в январе для всех факторов равны
Ту = 0,46 лет, а в марте Ту = 1,59; 1,55; 1,53;
1,53 лет (рис.1, 4).
Для полезного объема Wк Среднеднепров-
ского водохранилища соответствующие макси-
мальные коэффициенты интенсивности внешнего
водообмена в маловодном (1972) году наблюда-
ются в январе и равны: Кв1 = 11,345; Кв2 = 11,444;
Кв3 = 11,455; Кв4 = 11,465; минимальные в марте:
Кв1= 4,009; Кв2 = 4,118; Кв3 = 4,156; Кв4 = 4,169.
Соответствующие показатели внешнего водооб-
мена в январе для всех факторов равны
Ту = 0,088-0,087 лет, а в марте Ту = 0,249; 0,243;
0,241; 0,240 лет (табл.1, рис. 2, 4).
Влияние бокового притока, осадков и испа-
рения, суммарных составляющих водного балан-
са на интенсивность внешнего водообмена в по-
лезном объеме в 1972 году аналогично заполнен-
ному водохранилищу.
Для очень маловодного 2015 года для запол-
ненного Wп Среднеднепровского водохранилища
максимальные коэффициенты интенсивности
внешнего водообмена наблюдаются в феврале и
равны: Кв1= 1,074; Кв2 = 1,105; Кв3 = 1,111;
Кв4 = 1,117; минимальные – в октябре:
Кв1 = 0,468; Кв2 = 0,481; Кв3 = 0,491; Кв4 = 0,497.
Соответствующие показатели внешнего водооб-
мена в феврале для всех факторов равны
Ту = 0,931; 0,905; 0,900; 0,895 лет, а в октябре
Ту = 2,14; 2,08; 2,04; 2,01 лет (рис.1, 5).
Для проектного полезного объема Wк
Среднеднепровского водохранилища соответ-
ствующие максимальные коэффициенты интен-
сивности внешнего водообмена в очень маловод-
ном (2015) году наблюдаются в феврале и равны:
Кв1 = 7,564; Кв2 = 7,783 ; Кв3 = 7,825; Кв4 = 7,867;
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 59
минимальные в октябре: Кв1 = 3,342; Кв2 = 3,434;
Кв3 = 3,506; Кв4 = 3,548. Соответствующие пока-
затели внешнего водообмена в феврале для всех
факторов равны Ту = 0,132; 0,128; 0,128; 0,127
лет, а в октябре Ту = 0,299; 0,291; 0,285; 0,282 лет
(табл. 1, рис. 2, 5).
Для современного полезного объема Wк*
Среднеднепровского водохранилища соответ-
ствующие максимальные коэффициенты интен-
сивности внешнего водообмена в очень маловод-
ном (2015) году наблюдаются в феврале и равны:
Кв1 = 9,077; Кв2 = 9,340; Кв3 = 9,390; Кв4 = 9,441;
минимальные в октябре: Кв1 = 4,010; Кв2 = 4,121;
Кв3 = 4,207; Кв4 = 4,258. Соответствующие пока-
затели внешнего водообмена в феврале для всех
факторов равны Ту = 0,110; 0,107; 0,106; 0,106
лет, а в октябре Ту = 0,249; 0,243; 0,238; 0,235 лет
(табл. 1, рис. 5).
Влияние бокового притока, осадков и испа-
рения, суммарных составляющих водного балан-
са на интенсивность внешнего водообмена в про-
ектном и современном полезном объеме в 2015
году аналогично заполненному водохранилищу.
Сопоставляя показатели интенсивности внеш-
него водообмена в полезном объеме и в заполнен-
ном Среднеднепровском водохранилище в много-
водном и маловодных годах его эксплуатации
(рис. 1, 2) отметим заметное расхождение кривых
Ту=f(t) c марта по июль и с сентября по декабрь.
Показатели внешнего водообмена в едини-
цах времени в годовом аспекте для заполненного
Среднеднепровского водохранилища в много-
водном 1970 г. равны 0,031 и 0,0046 лет для его
полезного объема, в маловодном 1972 г., соот-
ветственно, 0,072 и 0,0098 лет, а в очень мало-
водном 2015 г. – 0,113 лет или 41 день для запол-
ненного водохранилища, 0,0158 лет или 6 дней
для его проектного полезного объема Wк и
0,0131 лет или 5 дней для его современного по-
лезного объема Wк*.
Для сравнения показатели внешнего водо-
обмена заполненных водохранилищ для много-
водного 1970 года на Киевском - равен 0,062 лет,
Кременчугском - 0,13 лет, Днепровском - 0,039
лет, Каховском – 0,21 лет, для маловодного 1972
года на Киевском – 0,135, Кременчугском – 0,29,
Днепровском – 0,099, Каховском – 0,59 лет, а для
очень маловодного 2015 года – на Киевском -
0,203, Каневском – 0,117, Кременчугском – 0,502,
Днепровском – 0,144, Каховском – 0,770 лет.
Выводы. 1. Из шести водохранилищ Днепров-
ского каскада Среднеднепровское имеет самую
высокую интенсивность внешнего водообмена в
пределах многоводного и маловодних годов в за-
полненном и в полезном объеме водохранилища.
2. При сопоставлении максимальних показа-
телей внешнего водообмена в заполненном и в
полезном объеме водохранилища в апреле мно-
говодного года улучшение водообмена в полез-
ном объеме составило 81,3%, в январе маловод-
ного года – 81%, в феврале очень маловодного
года (в проектных параметрах водохранилища) –
85,8%, а при сопоставлении минимальных пока-
зателей по соответствующим годам улучшение
водообмена составило в августе – 88,7%, в марте
– 84,3%, в октябре – 86%.
3. При сопоставлении показателей внешнего
водообмена в полезном объеме водохранилища в
проектних и современных его параметрах
улучшение водообмена составило 16,6%.
4. Влияние бокового притока, осадков и испа-
рения, суммарных составляющих водного баланса
на интенсивность внешнего водообмена в запол-
ненном и полезном объеме в рассматриваемые го-
ды аналогично заполненному водохранилищу.
1. Вишневський В., Шевчук С., Шевченко І. Сучасні ро-
зміри дніпровських водосховищ. Водне господарство Украї-
ни. 2017. № 4. С. 23-29.
2. Кліщ В.А. Середньодніпровській ГЕС – 55. Гідрое-
нергетика України. 2018. № 3-4. С. 8-9.
3. Обухов Е.В. Внешний водообмен Днепровского кас-
када водохранилищ. Монография. Одесса. Поли-
граф. 2017. 100 с.
4. Яцык А. В., Шмаков В. М. Гидроэкология. К. Уро-
жай. 1992. 192 с.
REFERENCES
1. Vishnevsky V., Shevchuk C., Shevchenko I. Suchasni
rozmiry dniprovskikh vodoskhovishch. [Modern sizes of
Dnieper reservoirs]. Water economy of Ukraine. 2017. No. 4.
Pp. 23-29. [in Ukraine].
2. Klishch V.A. Serednodniprovskiyi GES – 55.
[Middlednieper hydroelectric - 55]. Hidroenergetica Ukrainy.
[Hydropower in Ukraine]. 2018. No. 3-4. Pp. 8-9. [in Ukraine].
3. Obukhov E.V. Vneshniy vodoobmen Dneprovskogo
kaskada vodokhranilishch. [External water exchange of the
Dnieper cascade reservoirs]. Odessa. Poligraf. 2017. 100 p. [in
Russian].
4. Yatsyk A.V., Shmakov V.M. Hidroeecologiya.
[Hydroecology]. K. Urozhai. [Harvest]. 1992. 192 p. [in
Russian].
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 60
ЗОВНІШНІЙ ВОДООБМІН В КОРИСНОМУ ОБ’ЄМІ
СЕРЕДНЬОДНІПРОВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА В
ПРОЕКТНИХ ТА СУЧАСНИХ ЙОГО ПАРАМЕТРАХ
Є.В. Обухов, докт. екон. наук, канд. техн. наук, професор,
акад. МАНЕБ, УВ (Одеса)
65039, вул. Середньофонтанська, 30а, м. Одеса, Україна.
Проблемою водосховищ в даний час є їх функціонування в
умовах мінливого клімату. Управління водними ресурсами
водних об'єктів, оцінка їх стану і процесів які відбуваються
в них, вимагають постійного моніторингу та аналізу. Мета
роботи автора - дослідження інтенсивності зовнішнього
водообміну на Середньодніпровському (Дніпродзержинсь-
кому) водосховищі, його горизонтальної та вертикальної
складових, а також господарського використання об'єкта.
На основі водобалансовых складових досліджено інтенсив-
ність зовнішнього водообміну в корисному об'ємі водосхо-
вища в проектних і сучасних його параметрах з урахуванням
водності року за весь період його експлуатації: багатовод-
ний 1970 р., маловодний 1972 р. і дуже маловодний 2015 р.
Визначено коефіцієнти інтенсивності і показники зовніш-
нього водообміну по кожному місяцю року, місяці з макси-
мальною і мінімальною інтенсивностями зовнішнього водо-
обміну у часових одиницях і основний фактор впливу на ньо-
го – бічна приточность у водосховищі. Максимальна інтен-
сивність зовнішнього водообміну у водосховищі в дуже ма-
ловодному році у весняний та осінній періоди його експлуа-
тації погіршилася по відношенню до багатоводного року в
чотири рази. Встановлено, що чим більше коефіцієнт інте-
нсивності зовнішнього водообміну, тим менше показник
зовнішнього водообміну в часових одиницях і інтенсивніше
відбуваються зміна і самоочищення води у водосховищі.
Якщо показник зовнішнього водообміну менше одиниці, то
зміна нормативних водних ресурсів водосховища відбувати-
меться менше ніж за рік. Результати досліджень можуть
бути корисними при розробці режимів експлуатації водос-
ховища в умовах зміни клімату. Бібл. 4, табл. 1, рис. 5.
Ключові слова: водосховище, водний баланс, водообмін,
інтенсивність, коефіцієнт..
Стаття надійшла до редакції 08.11.19
Остаточна версія 20.03.20
|
| id | veorgua-article-244 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:06:32Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/88/525cb6a639d5dfb2033c75b6018f4c88.pdf |
| spelling | veorgua-article-2442026-07-18T06:32:14Z EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS ВНЕШНИЙ ВОДООБМЕН В ПОЛЕЗНОМ ОБЪЕМЕ СРЕДНЕДНЕПРОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В ПРОЕКТНЫХ И ЕГО СОВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРАХ Obukhov, E. water reservoir, water balance, water exchange, intensity, ratio водохранилище, водный баланс, водообмен, интенсивность, коэффициент. A curren t problem of reservoirs is their functioning in conditions of a changing climate. In such conditions, water resources management of water bodies as well as assessment their state and ongoing processes require permanent monitoring and analysis. The aim of the author of the present work was to study the intensity of external water exchange of the Middlednieper (Dneprodzerzhinsk) reservoir, the horizontal and vertical components of the water cycle and the economic use of the water body. On the basis of water balance components, the intensity of external water exchange in the useful volume of the reservoir in its design and modern parameters is studied, taking into account the water content of the year for the entire period of its operation: high-water 1970, low-water 1972 and very low-water 2015. Intensity factors and indicators of external water exchange for each month of the year, and for the months of the maximum and minimum intensity of the external water exchange during a unit of time, as well as the main factor influencing on the water exchange, viz. the lateral inflow in the reservoir have been determined. The maximum intensity of the external water exchange in the reservoir during a very dry year has deteriorated in the spring and autumn periods of its operation fourfold as compared with the one of the high-water year. It is determined that the higher the intensity of the external water exchange is, the less the indicator of the external water exchange during a unit of time is and the more intensively an exchange and self-purification of the water in the reservoir are being fulfilled. If the rate of external water exchange is less than one, then the shift of regulatory water resources of the reservoir will take place in less than a year. The results of the study can be useful in developing modes of reservoir operation in conditions of a climate change. Ref. 4, tabl. 1, fig. 5. Проблемой водохранилищ в настоящее время является их функционирование в условиях изменяющегося климата. Управление водными ресурсами водных объектов, оценка состояния и происходящих в них процессов требуют постоянного мониторинга и анализа. Цель работы – исследование интенсивности внешнего водообмена на Среднеднепровском водохранилище, горизонтальной и вертикальной составляющих водообмена, а также хозяйственного использования объекта. На основе водобалансовых составляющих исследована интенсивность внешнего водообмена в полезном объеме водохранилища в проектных и его современных параметрах с учетом водности года за весь период эксплуатации: многоводный 1970 г., маловодный 1972 г. и очень маловодный 2015 г. Определены коэффициенты интенсивности и показатели внешнего водообмена по каждому месяцу года, месяцы с максимальной и минимальной интенсивностями внешнего водообмена во временных единицах и основной фактор влияния на него – боковая приточность в водохранилище. Максимальная интенсивность внешнего водообмена в водохранилище в очень маловодном году в весенний и осенний периоды эксплуатации ухудшилась по отношению к многоводному году в четыре раза. Установлено, что чем больше коэффициент интенсивности внешнего водообмена, тем меньше показатель внешнего водообмена во временных единицах и интенсивнее происходят смена и самоочищение воды в водохранилище. Если показатель внешнего водообмена меньше единицы, то смена нормативных водных ресурсов водохранилища будет происходить меньше чем за год. Результаты исследований могут быть полезными при разработке режимов эксплуатации водохранилища в условиях изменения климата. Библ. 4, табл. 1, рис. 5 Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2020-03-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/244 10.36296/1819-8058.2020.1(60).52-60 Vidnovluvana energetika ; No. 1(60) (2020): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 52-60 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1(60) (2020): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 52-60 Відновлювана енергетика; № 1(60) (2020): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 52-60 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2020.1(60) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/244/173 Copyright (c) 2020 E. Obukhov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | water reservoir water balance water exchange intensity ratio Obukhov, E. EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS |
| title | EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS |
| title_alt | ВНЕШНИЙ ВОДООБМЕН В ПОЛЕЗНОМ ОБЪЕМЕ СРЕДНЕДНЕПРОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В ПРОЕКТНЫХ И ЕГО СОВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРАХ |
| title_full | EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS |
| title_fullStr | EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS |
| title_full_unstemmed | EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS |
| title_short | EXTERNAL WATER EXCHANGE IN USEFUL VOLUM MIDDLEDNIEPER RESERVOIR IN THE PROJECT AND ABOUT ITS PARAMETERS |
| title_sort | external water exchange in useful volum middlednieper reservoir in the project and about its parameters |
| topic | water reservoir water balance water exchange intensity ratio |
| topic_facet | water reservoir water balance water exchange intensity ratio водохранилище водный баланс водообмен интенсивность коэффициент. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/244 |
| work_keys_str_mv | AT obukhove externalwaterexchangeinusefulvolummiddlednieperreservoirintheprojectandaboutitsparameters AT obukhove vnešnijvodoobmenvpoleznomobʺemesrednedneprovskogovodohraniliŝavproektnyhiegosovremennyhparametrah |