A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR
One of the current problems of reservoir functioning is climate variability and changes in their parameters during long-term operation. Assessment of the state of water bodies and the processes that occur in them require constant monitoring and analysis. The purpose of the author's work is to s...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/292 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103411304267776 |
|---|---|
| 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 | 2026-07-18T06:32:15Z |
| description | One of the current problems of reservoir functioning is climate variability and changes in their parameters during long-term operation. Assessment of the state of water bodies and the processes that occur in them require constant monitoring and analysis. The purpose of the author's work is to study the intensity of external water exchange at the Kakhovsky reservoir, its horizontal and vertical components, as well as the economic use of the object. Based on the water balance components, the intensity of external water exchange in the useful volume of the reservoir in its design 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, very low-water 2015, as well as the average multi-year period for 1966-2017 years of its operation. Studies of the useful volume of the reservoir determine a more realistic dynamics and possibilities of operating the working part of the reservoir . The coefficients of intensity and indicators of external water exchange for each month of the year and the month with the maximum and minimum intensity of external water exchange in time units are determined, the main factor influencing it is the lateral inflow to the reservoir. The maximum intensity of external water exchange in the reservoir in a very low-water year during the spring and autumn periods of its operation worsened by three and a half and three times compared to a high-water year. It is established that the higher the coefficient of intensity of external water exchange, the lower the indicator of external water exchange in time units and the more intense the change and self-purification of water in the reservoir occurs. If the indicator of external water exchange is less than one, then the change in the standard water resources of the reservoir will occur in less than a year. The results of the research can be useful for developing reservoir operation modes in the context of climate change Bybl. 6, table. 1, fig. 8. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2021.1(64).70-80 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:38:16Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
© Є.В. Обухов, 2021
Відновлювана енергетика. 2021. № 1 70
УДК 556.552 DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.1(64).70-80
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ВОДНОСТІ РОКУ НА ЗОВНІШНІЙ ВОДООБМІН В
РОБОЧОМУ ОБ’ЄМІ КАХОВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА
Є.В. Обухов, д-р екон. наук, канд. техн. наук, професор, акад. МАНЕБ, УВ (Одеса)
65039, вул. Середньофонтанська, 30-а, м. Одеса, Україна.
Однією із сучасних проблем функціонування водосховищ є зміна їх параметрів у процесі тривалої експлуатації та мінливість
клімату. Оцінка стану водних об’єктів і процесів, які відбуваються в них, вимагають постійного моніторингу та аналізу.
Мета роботи автора – дослідження інтенсивності зовнішнього водообміну на Каховському водосховищі, його
горизонтальної та вертикальної складових, а також господарського використання об'єкта. На основі воднобалансових
складових досліджено інтенсивність зовнішнього водообміну в корисному об'ємі водосховища в проєктних його параметрах
з урахуванням водності року за весь період його експлуатації: багатоводний 1970 рік, маловодний 1972 рік, дуже маловодний
2015 рік, а також середньобагаторічний період за 1966–2017 роки його експлуатації. Дослідження щодо корисного об’єму
водосховища визначають більш реальну динаміку та можливості експлуатації робочої частини водойми. Визначено
коефіцієнти інтенсивності й показники зовнішнього водообміну по кожному місяцю року і місяці з максимальною і
мінімальною інтенсивностями зовнішнього водообміну в часових одиницях, основний фактор впливу на нього – бічну
приточність у водосховище. Максимальна інтенсивність зовнішнього водообміну у водосховищі в дуже маловодному році у
весняний та осінній періоди його експлуатації погіршилася порівняно з багатоводним роком у три з половиною і три рази.
Встановлено, що чим більше коефіцієнт інтенсивності зовнішнього водообміну, тим менше показник зовнішнього
водообміну в часових одиницях й інтенсивніше відбувається зміна і самоочищення води у водосховищі. Якщо показник
зовнішнього водообміну менше одиниці, то зміна нормативних водних ресурсів водосховища відбуватиметься менше ніж за
рік. Результати досліджень можуть бути корисними для розробки режимів експлуатації водосховища в умовах зміни
клімату. Бібл. 6, табл. 1, рис. 8.
Ключові слова: водосховище, водний баланс, водообмін, інтенсивність, коефіцієнт.
A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE
IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR
E. Obukhov, doctor of economic sciences, candidate of technical sciences, professor, academician of IAEMLPS,
Ukraine Department (Odessa)
65039, 30-а Serednofontanska St., Odessa, Ukraine.
One of the current problems of reservoir functioning is climate variability and changes in their parameters during long-term operation.
Assessment of the state of water bodies and the processes that occur in them require constant monitoring and analysis. The purpose of
the author's work is to study the intensity of external water exchange at the Kakhovsky reservoir, its horizontal and vertical components,
as well as the economic use of the object. Based on the water balance components, the intensity of external water exchange in the
useful volume of the reservoir in its design 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, very low-water 2015, as well as the average multi-year period for 1966-2017 years
of its operation. Studies of the useful volume of the reservoir determine a more realistic dynamics and possibilities of operating the
working part of the reservoir . The coefficients of intensity and indicators of external water exchange for each month of the year and
the month with the maximum and minimum intensity of external water exchange in time units are determined, the main factor
influencing it is the lateral inflow to the reservoir. The maximum intensity of external water exchange in the reservoir in a very low-
water year during the spring and autumn periods of its operation worsened by three and a half and three times compared to a high-
water year. It is established that the higher the coefficient of intensity of external water exchange, the lower the indicator of external
water exchange in time units and the more intense the change and self-purification of water in the reservoir occurs. If the indicator of
external water exchange is less than one, then the change in the standard water resources of the reservoir will occur in less than a
year. The results of the research can be useful for developing reservoir operation modes in the context of climate change Bybl. 6,
table. 1, fig. 8.
Keywords: water reservoir, water balance, water exchange, intensity, ratio.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.1(64).50-
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
71
Є.В. Обухов
E. Obukhov
Відомості про автора: Доктор економічних
наук, кандидат технічних наук, професор,
академік МАНЕБ, УВ, Одеса
Освіта: Одеський інженерно-будівельний
інститут, інженер-гідротехнік, спеціальність
«Гідротехнічне будівництво річкових споруд
і гідроелектростанцій»
Наукова сфера: техніко-економіко-
екологічні проблеми в гідроенергетиці
Публікації: 246, 9 монографій
ORCID: 0000-0002-0726-5736
Контакти: тел./факс: +38(048)776-18-85
e-mail: ev.obukhov@googlemail.com
Author information: Doctor of economics,
candidate of technical Sciences, professor,
academician of IAEMLPS, Ukraine Department,
Odessa
Education: Odessa Civil Engineering institute,
engineer-hydraulics, specialty “Hydraulic
engineering of river structures and hydroelectric
power plants”
Research area: Technical-economic-
environmental problem in hydropower
Publications: 246, 9 monograph
ORCID: 0000-0002-0726-5736
Contacts: phone/fax: +38(048)776-18-85
e-mail: ev.obukhov@googlemail.com
Перелік використаних позначень та скорочень:
ГЕС – гідроелектростанція; МВт – мегават;
НПР – нормальний підпірний рівень; кВт∙г – кіловат-годин;
Wп – проєктний повний об’єм водосховища; Сбр – середньобагаторічний.
Wк – проєктный корисний об’єм водосховища;
Вступ і постановка проблеми. Однією із
сучасних проблем функціонування водосховищ є
зміна їх параметрів у процесі тривалої
експлуатації та мінливість клімату.
Водообмін у водосховищах є однією з
найважливіших характеристик їх стану [1–10]. На
зовнішній і внутрішній водообмін, на вміст
розчинених речовин у водоймах, на якість води,
на інтенсивність цвітіння води у водосховищах
степової зони при накопиченні в них хімічних або
біологічних речовин значно впливає взаємодія
гідрологічних і гідродинамічних процесів.
Відомі вчені досліджували процеси
водообміну в озерах і штучних водоймах, і
отримали характеристики водообміну багатьох
водосховищ.
Метою даної роботи є дослідження
інтенсивності зовнішнього водообміну в
корисному об'ємі Каховського водосховища в
проєктних його параметрах з урахуванням
водності року експлуатації, середньобагаторічної
водності за 52 роки, горизонтальної та
вертикальної складових водообміну, а також його
господарського використання і зіставлення
отриманих результатів з розрахованими раніше
[6,7] аналогічними показниками для помісячно
заповненого водосховища з урахуванням його
мертвого об'єму (рис.1).
Основними матеріалами дослідження є
реальні воднобалансові показники по
Каховському водосховищу за багатоводний
1970 рік з об'ємом річного руслового припливу
86,08 км3, маловодний 1972 рік – 32,09 км3 і дуже
маловодний 2015 рік – 21,8 км3, а також середньо-
багаторічні воднобалансові дані за 1966–
2017 роки.
Каховське водосховище – шостий ступінь у
складі Дніпровського каскаду, на якому
здійснюється сезонне і частково багаторічне
регулювання стоку.
Каховське водосховище розташоване на
території Запорізької, Дніпропетровської та
Херсонської областей. Площа водозбору –
482 000 км2. Середньобагаторічний стік –
52,2 км3.
Проєктна встановлена потужність ГЕС –
351 МВт, середньорічне вироблення
електроенергії –1420 млн кВт∙год на рік.
Проєктні повна і корисна ємність
водосховища – відповідно 18,2 і 6,8 км3. Площа
його при позначці нормального підпірного рівня –
2155 км2, при рівні мертвого об'єму – 1930 км2.
Довжина водосховища – 230 км, максимальна
ширина – 25 км, середня ширина – 9,3 км,
максимальна глибина – 36 м, середня – 8,4 м.
Площа мілководь водосховища – 110 км2.
mailto:ev.obukhov@googlemail.com
mailto:ev.obukhov@googlemail.com
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
72
Максимальний статичний напір – 15,5 м,
мінімальний – 8,4 м, розрахунковий – 9,85 м.
Розрахункова витрата водоскидної греблі –
15438 м3/с, розрахункова максимальна скидна
витрата через споруди (р = 0,1 %) – 20 468 м3/с,
розрахункова витрата ГЕС – 4962 м3/с.
Після реконструкції чотирьох
гідроагрегатів встановлена потужність ГЕС
становить 374,2 МВт [6], а виробіток
електроенергії за 2018 рік – 1387,037 млн кВт∙год.
Сучасна площа дзеркала Каховського
водосховища при НПР дорівнює 2131,2 км2, а
корисний об'єм його – 6,68 км3 [1].
Результати досліджень та їх обговорення.
Інтенсивність зовнішнього водообміну
водосховища має як горизонтальні, так і
вертикальні складові. До горизонтальних
складових зовнішнього водообміну відносять
приплив води у водосховище (по основній річці й
бічний), а також стік з водосховища через
гідровузол.
Одна з вертикальних складових
зовнішнього водообміну враховує випадання
атмосферних опадів на водну поверхню
водосховища, а також випаровування з його
поверхні. Ця складова іноді істотно впливає на
показники зовнішнього водообміну у
внутрішньорічному аспекті. Для оцінки
зовнішнього водообміну пропонується також у
внутрішньорічному аспекті враховувати й інші
складові водного балансу водойми – скидання у
водосховище стічних і побутових вод, забір води
на господарські потреби.
З використанням методики, розробленої
В.Н. Штефаном, А.С. Литвиновим, Г.П. Калініним
і А.В. Караушевим [2–5,8,9], і рекомендацій [10]
розраховано коефіцієнти інтенсивності, Кв, і
показники зовнішнього водообміну, Ту, для
корисного об’єму Каховського водосховища за
характерні за водністю роки (табл. 1 і рис. 2–5).
У таблиці наведено порівняльні
характеристики коефіцієнтів інтенсивності Кв і
показники зовнішнього водообміну Ту з
поступовим урахуванням всіх складових водного
балансу водосховищ: Кв1 враховує тільки
основний приплив і стік через гідровузол; Кв2 –
ще бічний приплив і перекачування; Кв3 – ще
опади і випаровування з водосховища;
Кв4 враховує суму прибуткових і витратних
складових водного балансу. Показники
зовнішнього водообміну Ту в часових одиницях –
величина, зворотна до відповідних коефіцієнтів
інтенсивності Кв, які визначаються як відношення
суми припливу і витрати води з водосховища до
подвоєного середнього розглянутого його об’єму
за розрахунковий період.
Відзначимо, що коефіцієнт інтенсивності
зовнішнього водообміну Кв зі збільшенням в
розрахунках числа складових водного балансу
зростає для всіх місяців характерних за водністю
років експлуатації водосховища, а показник
зовнішнього водообміну Ту знижується.
На рис.1–5 наведено графіки залежності
показників Ту = f (t).
У багатоводному 1970 році найбільша
інтенсивність водообміну: зростає з січня до
квітня-травня, потім слабшає до серпня, після
чого знову зростає до наступного квітня-травня.
У маловодному 1972 році відбувається
вирівнювання інтенсивності зовнішнього
водообміну з травня до кінця року, за винятком
різкого її зниження в березні.
У 2015 році ослаблення інтенсивності
водообміну на високих показниках відбувається з
лютого до жовтня, особливо різке – з серпня до
жовтня. У 2015 році показники зовнішнього
водообміну виявилися найгіршими за 63 роки
експлуатації водосховища.
Для заповненого Каховського водосховища
максимальні коефіцієнти інтенсивності
зовнішнього водообміну в багатоводному
1970 році у травні: Кв1 = 0,701, Кв2 = 0,998,
Кв3 = 1,01, Кв4 = 1,02; мінімальні в серпні:
Кв1 = 0,120, Кв2 = 0,122, Кв3 = 0,134, Кв4 = 0,152.
Показники зовнішнього водообміну Ту
змінювалися в травні від 1,43 до 0,98 років, а в
серпні – від 8,33 до 6,58 років (рис.1 і 3), в річному
аспекті – 0,21 років. Вплив бічного припливу
найбільший у травні (22,76 %) та у квітні
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
73
(25,03 %), а з урахуванням випаровування та
опадів – 30,4 % у травні та 25,2 % – у квітні.
Для корисного об'єму водосховища
максимальні коефіцієнти інтенсивності
зовнішнього водообміну в багатоводному
1970 році – у травні: Кв1 = 1,799, Кв2 = 2,561,
Кв3 = 2,584, Кв4 = 2,622; мінімальні – у серпні:
Кв1 = 0,329, Кв2 = 0,334, Кв3 = 0,367, Кв4 = 0,417.
Показники зовнішнього водообміну Ту
змінювалися в травні – відповідно 0,556, 0,390,
0,387, 0,381 років; а в серпні – 3,039, 2,994, 2,725,
2,398 років (рис. 2 і 3), в річному аспекті –
0,073 років. Вплив бокового припливу, опадів і
випаровування в 1970 році – аналогічно
заповненому водосховищу.
У маловодному році експлуатації (1972)
заповненого Каховського водосховища відповідні
максимальні коефіцієнти інтенсивності
зовнішнього водообміну в січні: Кв1 = 0,358,
Кв2 = 0,359, Кв3 = 0,360, Кв4 = 0,364; а мінімальні,
в березні, – Кв1 = 0,080, Кв2 = 0,081, Кв3 = 0,084,
Кв4 = 0,091. Показники зовнішнього водообміну
Ту змінювалися в січні від 2,79 до 2,75 років, а в
березні від 12,50 до 10,99 років (рис.1 і 4), в
річному аспекті – 0,59 років. Максимальний вплив
бічного припливу на зовнішній водообмін
становить 17,7 % (серпень), 17,5 % (липень),
17,4 % (червень), а з урахуванням опадів і
випаровування в ті самі місяці – 25,6; 25,6 і 25,2 %,
навіть у вересні – 17,6 %. Високий відсоток
протягом шести місяців (квітень–вересень) – від
20,1 до 28,6 % – має вплив на інтенсивність
зовнішнього водообміну сумарних складових
водного балансу водосховища, а максимальний
вплив (у квітні) тільки господарського
використання водосховища становить близько
15 %.
Таблиця 1. Показники зовнішнього водообміну Каховського водосховища
Table 1. Indicators foreign exchange Kakhovka reservoir
Місяць Кв1
Ту1,
років
Кв2
Ту2,
років
Кв2>Кв1,
%
Кв3
Ту3,
років
Кв3>Кв1,
%
Кв4
Кв4>Кв,
%
Ту4,
років
Багатоводний 1970 рік
I 0,846 1,182 0,851 1,175 0,59 0,863 1,159 1,97 0,876 3,42 1,141
II 0,977 1,023 0,992 1,008 1,51 1,000 1,000 2,30 1,012 3,46 0,988
III 1,342 0,745 1,359 0,736 1,25 1,365 0,733 1,68 1,380 2,75 0,725
IV 1,736 0,576 2,316 0,432 25,04 2,322 0,431 25,24 2,346 26,0 0,426
V 1,799 0,556 2,561 0,390 29,75 2,584 0,387 30,38 2,622 31,39 0,381
VI 1,011 0,989 1,083 0,923 6,65 1,110 0,901 8,92 1,152 12,24 0,868
VII 0,442 2,262 0,451 2,217 1,99 0,481 2,079 8,11 0,535 17,38 1,869
VIII 0,329 3,039 0,334 2,994 1,50 0,367 2,725 10,35 0,417 21,10 2,398
IX 0,429 2,331 0,434 2,304 1,15 0,456 2,193 5,92 0,484 11,36 2,066
X 0,586 1,706 0,591 1,692 0,85 0,614 1,629 4,56 0,630 6,98 1,587
XI 0,686 1,458 0,692 1,445 0,87 0,700 1,429 2,00 0,712 3,65 1,404
XII 0,999 1,001 1,002 0.998 0.30 1,016 0,984 1,67 1,028 2,82 0,973
Маловодний 1972 рік
I 1,106 0,904 1,109 0,902 0,27 1,112 0,899 0,54 1,125 1,69 0,889
II 0,708 1,412 0,711 1,406 0,42 0,714 1,400 0,84 0,726 2,50 1,377
III 0,227 4,405 0,230 4,348 1,30 0,238 4,202 4,62 0,258 12,01 3,876
IV 0,244 4,098 0,252 3,968 3,17 0,257 3,891 5,06 0,304 19,74 3,289
V 0,329 3,039 0,382 2,618 13,87 0,399 2,506 17,54 0,416 20,91 2,404
VI 0,268 3,731 0,324 3,086 17,28 0,358 2,793 25,14 0,372 27,96 2,688
VII 0,277 3,610 0,336 2,976 17,56 0,373 2,681 25,74 0,389 28,79 2,571
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
74
Продовження таблиці 1
VIII 0,260 3,846 0,316 3,164 17,72 0,349 2,865 25,50 0,364 28,57 2,747
IX 0,270 3,704 0,295 3,390 8,47 0,328 3,049 17,68 0,344 21,51 2,907
X 0,349 2,865 0,362 2,762 3,59 0,382 2,618 8,64 0,393 11,19 2,544
XI 0,366 2,732 0,374 2,674 2,14 0,382 2,618 4,19 0,396 7,58 2,525
XII 0,423 2,364 0,429 2,331 1,40 0,432 2,315 2,08 0,446 5,16 2,242
Дуже маловодний 2015 рік
I 0,387 2,584 0,390 2,564 0,77 0,393 2,544 1,53 0,414 6,52 2,415
II 0,428 2,336 0,431 2,320 0,69 0,440 2,273 2,72 0,461 7,16 2,169
III 0,275 3,636 0,277 3,610 0,72 0,291 3,436 5,50 0,314 12,42 3,185
IV 0,214 4,673 0,217 4,608 1,38 0,233 4,292 8,15 0,257 16,73 3,891
V 0,232 4,310 0,235 4,255 1,28 0,254 3,937 8,66 0,298 22,15 3,356
VI 0,196 5,102 0,196 5,102 0,00 0,224 4,464 12,50 0,269 27,14 3,717
VII 0,276 3,623 0,276 3,623 0,00 0,305 3,279 9,51 0,360 23,33 2,778
VIII 0,243 4,115 0,246 4,065 1,22 0,288 3,472 15,62 0,351 30,77 2,849
IX 0,180 5,556 0,180 5,556 0,00 0,208 4,808 13,46 0,251 28,29 3,984
X 0,167 5,988 0,189 5,291 11,64 0,211 4,739 20,85 0,220 24,09 4,545
XI 0,217 4,608 0,217 4,608 0,00 0,236 4,237 8,05 0,261 16,85 3,831
XII 0,316 3,164 0,319 3,135 0,94 0,325 3,077 2,77 0,346 8,67 2,890
Рис. 1. Графік Ту = (t) показників зовнішнього водообміну в заповненому Каховському водосховищі в проєктних
параметрах [7]
Fig. 1. Graph Tu = f (t) indicators of external water exchange in the filled Kakhovka reservoir in the project settings [7]
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у
,
д
н
ів
Т
у
,
р
о
к
ів
t, місяці
1970 1972 2015
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
75
Рис. 2. Графік Ту = f (t) показників зовнішнього водообміну для корисного об’єму Каховського водосховища в
проєктних параметрах [6]
Fig. 2. Graph Tu = f (t) indicators of external water exchange in useful volume Kakhovka reservoir in the project settings [6]
Рис. 3. Графік Ту = f (t) показників зовнішнього водообміну в багатоводному 1970 році
Fig. 3. Graph Tu = f (t) indicators of external water exchange in low water 1970
-150
50
250
450
650
850
1050
1250
1450
1650
1850
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у
,
д
н
ів
Т
у
,
р
о
к
ів
t, місяці
1970 1972 2015
0
500
1000
1500
2000
2500
0
1
2
3
4
5
6
7
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у
,
д
н
ів
Т
у
,
р
о
к
ів
t, місяці
Wп Wк
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
76
Рис. 4. Графік Ту = f (t) показників зовнішнього водообміну в маловодному 1972 році
Fig. 4. Graph Tu = f (t) indicators of external water exchange in low water 1972
Рис. 5. Графік Ту = f (t) показників зовнішнього водообміну в дуже маловодному 2015 році
Fig. 5. Chart Tu = f (t) indicators of external water exchange in very low water 2015
Для корисного об'єму водосховища
максимальні коефіцієнти інтенсивності
зовнішнього водообміну в маловодному 1972 році
в січні: Кв1 = 1,106, Кв2 = 1,109, Кв3 = 1,112,
Кв4 = 1,125; мінімальні – в березні: Кв1 = 0,227,
Кв2 = 0,230, Кв3 = 0,238, Кв4 = 0,258. Показники
зовнішнього водообміну Ту змінювалися в січні –
відповідно, 0,904, 0,902, 0,899, 0,889 років; а в
березні – 4,405, 4,348, 4,202, 3,876 років
(рис. 2 і 4), в річному аспекті – 0,205 років. Вплив
бокового припливу, опадів і випаровування в
1972 році – аналогічно заповненому водосховищу.
У дуже маловодному році експлуатації
(2015) заповненого Каховського водосховища
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0
2
4
6
8
10
12
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у
,
д
н
ів
Т
у
,
р
о
к
ів
t, місяці
Wп Wк
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у
,
д
н
ів
Т
у
,
р
о
к
ів
t, місяці
Wп Wк
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
77
максимальні коефіцієнти інтенсивності
зовнішнього водообміну спостерігаються в
лютому: Кв1 = 0,143, Кв2 = 0,144, Кв3 = 0,147,
Кв4 = 0,154; а мінімальні – у жовтні: Кв1 = 0,053,
Кв2 = 0,060, Кв3 = 0,067, Кв4 = 0,070. Показники
зовнішнього водообміну Ту змінювалися в
лютому від 6,99 до 6,49 років, а в жовтні – від
18,86 до 14,29 років (рис. 1 і 5), в річному аспекті –
0,77 років. Максимальний вплив бокового
припливу на зовнішній водообмін становить
11,67 % у жовтні, а мінімальний (нульовий) – у
червні, липні та вересні. Максимальний вплив
тільки опадів і випаровування (13,43 %)
спостерігається у вересні. Сумарні складові
водного балансу максимально впливають на
зовнішній водообмін (30,77 %) у серпні.
Максимальний вплив тільки господарського
використання (близько 15 %) у червні, серпні та
вересні.
У дуже маловодному (2015) році
експлуатації корисного об'єму Каховського
водосховища максимальні коефіцієнти
інтенсивності зовнішнього водообміну
спостерігаються в лютому (табл. 1: Кв1 = 0,428,
Кв2 = 0,431, Кв3 = 0,440, Кв4 = 0,461; а мінімальні –
у жовтні: Кв1 = 0,167, Кв2 = 0,189, Кв3 = 0,211,
Кв4 = 0,220. Показники зовнішнього водообміну
Ту змінювалися в лютому від 2,336 до 2,169 років,
а в жовтні – від 5,988 до 4,545 років (рис. 2 і 5), в
річному аспекті – 0,263 років. Максимальний
вплив бокового припливу, опадів і випаровування,
господарського використання на зовнішній
водообмін корисного об'єму водосховища –
аналогічно заповненому водосховищу.
Зіставляючи показники інтенсивності
зовнішнього водообміну по Каховському
водосховищу в багатоводному і маловодних роках
його експлуатації (рис. 2) відмітимо значний
вплив бічного припливу у весняні (квітень-
травень) місяці в багатоводному році й у літні
(серпень) – в дуже маловодному 2015 році. Опади
і випаровування помітно впливають на водообмін
у серпні 1970 року і в жовтні 2015 року.
Господарське використання водосховища
найбільш ефективне для водообміну в 1970 році й
у 1972-му.
Рис. 6. Графік Ту = f (t) середньобагаторічних показників зовнішнього водообміну заповненого Wп, та корисного Wк
об’ємів водосховища
Fig. 6. Graph Tu = ( t) of the average long-term indicators of external water exchange of full Wp and useful Wk volume of
the reservoir
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у,
д
н
ів
Т
у,
р
о
к
ів
місяці
Wп Wк
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
78
Рис. 7. Графік Ту = f (t) показників зовнішнього водообміну в заповненому водосховищі
Fig. 7. Graph Tu = f (t) indicators of external water exchange in a filled reservoir
Рис. 8. Графік Ту = f (t) показників зовнішнього водообміну в корисному об’ємі водосховища
Fig. 8. Graph Tu = f (t) indicators of external water exchange in the useful volume of the reservoir
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у,
д
н
ів
Т
у,
р
о
к
ів
t, місяці
1970 сбр 2015
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Т
у,
д
н
ів
Т
у,
р
о
к
ів
t, місяці
1970 сбр 2015
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
79
Для фахівців також становлять інтерес
середньобагаторічні показники інтенсивності
зовнішнього водообміну в Каховському
водосховищі.
На рис. 6, 7 і 8 наведено графіки зміни
середньобагаторічних показників зовнішнього
водообміну за період 1966 – 2017 рр. у
заповненому і корисному об’ємах водосховища та
зіставлення їх з показниками у характерні за
водністю роки.
Для заповненого Каховського водосховища
максимальні коефіцієнти середньобагаторічної
інтенсивності зовнішнього водообміну в травні:
Кв1 + Кв2 = 0,301, Кв3 = 0,308, Кв4 = 0,332;
мінімальні, у вересні: Кв1 + Кв2 = 0,118, Кв3 = 0,127,
Кв4 = 0,147. Показники зовнішнього водообміну в
одиницях часу Ту змінювалися в травні від 3,322
до 3,012 років, а у вересні – від 8,475 до 6,803 років
(рис. 6), в середньорічному аспекті – 0,373 років
або 136 днів.
Для корисного об'єму водосховища
максимальні коефіцієнти середньобагаторічної
інтенсивності зовнішнього водообміну в травні:
Кв1 + Кв2 = 0,760, Кв3 = 0,777, Кв4 = 0,837;
мінімальні, у вересні: Кв1 + Кв2 = 0,318, Кв3 = 0,342,
Кв4 = 0,394. Показники зовнішнього водообміну в
одиницях часу Ту змінювалися в травні від 1,316
до 1,195 років, а у вересні – від 3,145 до 2,538 років
(рис. 6), в середньорічному аспекті – 0,141 років
або 51 день.
При зіставленні на рис. 7 і 8
середньобагаторічних показників зовнішнього
водообміну в заповненому і корисному об’ємах
Каховського водосховища з показниками за
багатоводний 1970 рік і дуже маловодний 2015-й
відзначимо значне наближення їх до більш
інтенсивних показників багатоводного року.
Показники зовнішнього водообміну в
одиницях часу в річному аспекті для заповненого
Каховського водосховища в багатоводному
1970 році дорівнює 0,21 і 0,073 років для його
корисного об’єму, а в дуже маловодному
2015 році – 0,77 років або 281 день для
заповненого водосховища; 0,263 років або
96 днів – для його проєктного корисного об'єму
Wк. Для порівняння, показники зовнішнього
водообміну заповнених водосховищ для
багатоводного 1970 року на Київському
водосховищі дорівнює 0,062 років,
Кременчуцькому – 0,13, Дніпродзержинському –
0,031, Дніпровському – 0,039, а для дуже
маловодного 2015 року на Київському
водосховищі – 0,203 років, Канівському – 0,117,
Кременчуцькому – 0,502, Середньодніпровському –
0,113, Дніпровському – 0,144 років.
Висновки: 1. Дослідження в умовах
корисного об'єму визначають динаміку і
можливості експлуатації робочої частини
водойми [3, 10].
2. З шести водосховищ Дніпровського
каскаду Каховське має найнижчу інтенсивність
зовнішнього водообміну в межах багатоводного
та маловодних років у заповненому об’ємі
водосховища.
3. При зіставленні максимальних
показників зовнішнього водообміну в
заповненому і в корисному об’ємі водосховища в
травні багатоводного року поліпшення
водообміну в корисному об’ємі склало 61 %, в
лютому дуже маловодного року (в проєктних
параметрах водосховища) – 66,6 %, а при
зіставленні мінімальних показників за
відповідними роками поліпшення водообміну в
серпні склало 63,6 %, а в жовтні – 68,2 %.
4. Вплив бокового припливу, опадів і
випаровування, сумарних складових водного
балансу на інтенсивність зовнішнього водообміну
в заповненому і корисному об’ємах в розглянуті
роки – аналогічно заповненому
водосховищу [6, 7].
5. Середньобагаторічні показники
зовнішнього водообміну у водосховищі
орієнтують на найбільш часто спостережувану в
ньому інтенсивність водообміну.
6. Проведені дослідження повинні
допомогти розробці режимів експлуатації
водосховища з урахуванням економіко-
екологічного чинника в умовах зміни клімату.
Відновлювана енергетика. 2021. № 1
ISSN 1819-8058 (Print)
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
80
1. Вишневський В., Шевчук С., Шевченко І. Сучасні
розміри дніпровських водосховищ. Водне господарство
України. 2017. № 4. С. 23–29.
2. Вуглинский В.С. Водные ресурсы и водный баланс
крупных водохранилищ СССР. Л. Гидрометеоиздат. 1991.
223 с.
3. Калинин Г.П. Роль водохранилищ в изменении
скорости водообмена речных вод. В кн.: Инженерно-
географические проблемы проектирования и эксплуатации
крупных равнинных водохранилищ. М. 1972. С. 99–104.
4. Караушев А.В. Внешний водообмен и
формирование качества воды в озерах и водохранилищах.
Труды ГГИ. 1978. Вып. 249. С. 48–63.
5. Китаев А.Б. Особенности оценки внешнего
водообмена в водохранилищах. Труды межд. н.-пр. конф.
«Современные проблемы водохранилищ и их водосборов».
Т. 1. Пермь. 2013. С. 203–209.
6. Обухов Е.В. Внешний водообмен в рабочем объеме
днепровских водохранилищ. Монография. Одесса. ФОП
Побута М.І.. 2020. 110 с.
7. Обухов Е.В. Внешний водообмен Днепровского
каскада водохранилищ. Монография. Одесса. Полиграф.
2017. 100 с.
8. Штефан В.Н. К расчету водообмена долинного
водохранилища. Вестник Моск. ун-та. Сер. Геогр.. 1975. № 5.
С. 71–75.
9. Штефан В.Н., Эдельштейн К.К. Показатели
водообмена водохранилищ. В кн.: Материалы 5 Всесоюзного
науч. симпозиума по соврем. пробл. Самоочищения и
регулирования качества воды. Секция 1У, Ч. 2. Таллинн.
1975. С. 262–267.
10. Яцык А.В., Шмаков В.М. Гидроэкология. К.
Урожай. 1992. 192 с.
REFERENCES
1. Vishnevsky V., Shevchuk C., Shevchenko I. Suchasni
rozmiry Dniprovskikh vodoskhovishch. [Modern sizes of Dnieper
reservoirs]. Vodne hospodarstvo Ukrainy. 2017. No. 4.
Pp. 23–29. [in Ukraine].
2. Vuglinskii V.S. Vodnye resursy i vodniy balans
krupnykh vodokhranilishch SSSR. [Water resources and water
balance of large reservoirs of the USSR]. L.
Gidrometeoizdat.1994. 223 p. [in Russian].
3. Kalinin, G.P. Rol vodokhranilishch v izmenenii
skorosti vodoobmena rechnykh vod. [The role of reservoirs in
changing speed of water exchange river water]. M. 1972.
Pp. 99–104. [in Russian].
4. Karaushev A.V. Vneshnii vodoobmen i formirovanie
kachestva vody v ozerakh i vodokhranilishchakh. [External water
exchange and formation of water quality in lakes and reservoirs].
Trudy GGI. Issue 249. Pp. 48–63. [in Russian].
5. Kitaev A.B. Osobennosti otsenki vneshnego
vodoobmena v vodokhranilishchakh. [Features of the assessment
of external water exchange in reservoirs]. Proceedings int. n.-pr.
conf. "Modern problems of reservoirs and their catchments".
Vol. 1. Pp. 203–209. [in Russian].
6. Obukhov E.V. Vneshniy vodoobmen v rabochem
obeme dneprovskikh vodokhranilishch. [External water exchange
in the working volume of the Dnieper reservoirs]. Odessa. FOP
Pobuta M.I. 2020. 110 p. [in Russian].
7. Obukhov E.V. Vneshniy vodoobmen Dneprovskogo
kaskada vodokhranilishch. [External water exchange of the
Dnieper cascade reservoirs]. Odessa. Poligraf. 2017. 100 p.
[in Russian].
8. Stefan V.N. K raschetu vodoobmena dolinnogo
vodokhranilishcha. [To calculate water exchange valley
reservoir]. Bulletin of Moscow. un-ta. Ser. Geogr. 1975. No. 5.
Pp. 71–75. [in Russian].
9. Shtefan. V.N., Edelshtein K.K. Pokazateli vodoobmena
vodokhranilishch. [Indicators of water exchange reservoirs]. In
the book. Materials of the 5th All-Union Scientific. symposium
on modern probl. Self-purification and regulation of water quality.
Section 1U, Part 2. Tallinn. 1975. Pp. 262–267. [in Russian].
10. Yatsyk A.V., Shmakov V.M. Hidroeecologiya.
[Hydroecology]. Kyiv. Urozhai. 1992. 192 p. [in Russian].
Стаття надійшла до редакції 24.04.20
Остаточна версія 11.03.21
|
| id | veorgua-article-292 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:07:46Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/fb/19922a25e67b59f2c31ec268dd30a9fb.pdf |
| spelling | veorgua-article-2922026-07-18T06:32:15Z A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ВОДНОСТІ РОКУ НА ЗОВНІШНІЙ ВОДООБМІН В РОБОЧОМУ ОБ’ЄМІ КАХОВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА Obukhov, E. water reservoir, water balance, water exchange, intensity, ratio. водосховище, водний баланс, водообмін, інтенсивність, коефіцієнт. One of the current problems of reservoir functioning is climate variability and changes in their parameters during long-term operation. Assessment of the state of water bodies and the processes that occur in them require constant monitoring and analysis. The purpose of the author's work is to study the intensity of external water exchange at the Kakhovsky reservoir, its horizontal and vertical components, as well as the economic use of the object. Based on the water balance components, the intensity of external water exchange in the useful volume of the reservoir in its design 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, very low-water 2015, as well as the average multi-year period for 1966-2017 years of its operation. Studies of the useful volume of the reservoir determine a more realistic dynamics and possibilities of operating the working part of the reservoir . The coefficients of intensity and indicators of external water exchange for each month of the year and the month with the maximum and minimum intensity of external water exchange in time units are determined, the main factor influencing it is the lateral inflow to the reservoir. The maximum intensity of external water exchange in the reservoir in a very low-water year during the spring and autumn periods of its operation worsened by three and a half and three times compared to a high-water year. It is established that the higher the coefficient of intensity of external water exchange, the lower the indicator of external water exchange in time units and the more intense the change and self-purification of water in the reservoir occurs. If the indicator of external water exchange is less than one, then the change in the standard water resources of the reservoir will occur in less than a year. The results of the research can be useful for developing reservoir operation modes in the context of climate change Bybl. 6, table. 1, fig. 8. Однією із сучасних проблем функціонування водосховищ є зміна їх параметрів у процесі тривалої експлуатації та мінливість клімату. Оцінка стану водних об’єктів і процесів, які відбуваються в них, вимагають постійного моніторингу та аналізу. Мета роботи автора – дослідження інтенсивності зовнішнього водообміну на Каховському водосховищі, його горизонтальної та вертикальної складових, а також господарського використання об'єкта. На основі воднобалансових складових досліджено інтенсивність зовнішнього водообміну в корисному об'ємі водосховища в проєктних його параметрах з урахуванням водності року за весь період його експлуатації: багатоводний 1970 рік, маловодний 1972 рік, дуже маловодний 2015 рік, а також середньобагаторічний період за 1966–2017 роки його експлуатації. Дослідження щодо корисного об’єму водосховища визначають більш реальну динаміку та можливості експлуатації робочої частини водойми. Визначено коефіцієнти інтенсивності й показники зовнішнього водообміну по кожному місяцю року і місяці з максимальною і мінімальною інтенсивностями зовнішнього водообміну в часових одиницях, основний фактор впливу на нього – бічну приточність у водосховище. Максимальна інтенсивність зовнішнього водообміну у водосховищі в дуже маловодному році у весняний та осінній періоди його експлуатації погіршилася порівняно з багатоводним роком у три з половиною і три рази. Встановлено, що чим більше коефіцієнт інтенсивності зовнішнього водообміну, тим менше показник зовнішнього водообміну в часових одиницях й інтенсивніше відбувається зміна і самоочищення води у водосховищі. Якщо показник зовнішнього водообміну менше одиниці, то зміна нормативних водних ресурсів водосховища відбуватиметься менше ніж за рік. Результати досліджень можуть бути корисними для розробки режимів експлуатації водосховища в умовах зміни клімату. Бібл. 6, табл. 1, рис. 8. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2021-03-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/292 10.36296/1819-8058.2021.1(64).70-80 Vidnovluvana energetika ; No. 1(64) (2021): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 70-80 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1(64) (2021): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 70-80 Відновлювана енергетика; № 1(64) (2021): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 70-80 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2021.1(64) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/292/213 Copyright (c) 2021 E. Obukhov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | water reservoir water balance water exchange intensity ratio. Obukhov, E. A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR |
| title | A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR |
| title_alt | ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ВОДНОСТІ РОКУ НА ЗОВНІШНІЙ ВОДООБМІН В РОБОЧОМУ ОБ’ЄМІ КАХОВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА |
| title_full | A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR |
| title_fullStr | A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR |
| title_full_unstemmed | A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR |
| title_short | A STUDY OF THE INFLUENCE OF RIVERS ON THE EXTERNAL WATER EXCHANGE IN WORKING VOLUME OF THE KAKHOVSKY RESERVOIR |
| title_sort | study of the influence of rivers on the external water exchange in working volume of the kakhovsky reservoir |
| topic | water reservoir water balance water exchange intensity ratio. |
| topic_facet | water reservoir water balance water exchange intensity ratio. водосховище водний баланс водообмін інтенсивність коефіцієнт. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/292 |
| work_keys_str_mv | AT obukhove astudyoftheinfluenceofriversontheexternalwaterexchangeinworkingvolumeofthekakhovskyreservoir AT obukhove doslídžennâvplivuvodnostírokunazovníšníjvodoobmínvrobočomuobêmíkahovsʹkogovodoshoviŝa AT obukhove studyoftheinfluenceofriversontheexternalwaterexchangeinworkingvolumeofthekakhovskyreservoir |