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Pinturas de artistas
Los embalses son objetos artificiales, se crean durante la construcción de estructuras de presión de agua (presas) instaladas en los valles de grandes ríos para acumular y almacenar grandes volúmenes de agua, resuelven una serie de problemas como:
Desarrollo de energía hidroeléctrica;
Suministro de agua;
Desarrollo del transporte marítimo;
Riego económico;

Control de inundaciones;

Paisajismo.

Hay tipos de lagos y ríos. En Rusia se construyeron muchos embalses (de los cuales 41 son los más grandes, 64 grandes, 210 medianos y 19о7 pequeños), la mayoría en la segunda mitad del siglo XX, algunos de ellos se encuentran entre los embalses más grandes del mundo. mundo.

Grandes embalses de Rusia.

Los embalses más grandes de Rusia por área son Kuibyshevskoye (Samarskoye), Bratskoye, Rybinskoye, Volgogradskoye, Krasnoyarskoye (incluido entre los diez primeros del mundo), Tsimlyanskoye, Zeyaskoye, Vilyuiskoye, Cheboksary, Kama.

El embalse de Rybinsk, con una superficie de 4,6 mil km 2, forma parte del complejo hidroeléctrico de Rybinsk en el río Volga y sus afluentes Sheksna y Mologa en el noroeste de la región de Yaroslavl, en parte en las regiones de Vologda y Tver. La construcción comenzó en 1935 en el lugar de un antiguo lago glacial; se planeó que fuera el lago artificial más grande del mundo. El llenado del cuenco duró hasta 1947, durante el cual se inundaron casi 4 mil km 2 de bosques circundantes y se reasentó a la población de 663 ciudades y pueblos (133 mil personas) alrededor de la ciudad de Mologa. El embalse se utiliza para el funcionamiento de la cascada del Volga de centrales hidroeléctricas, pesca y transporte...

La construcción del embalse de Volgogrado duró de 1958 a 1961; surgió durante la construcción de la presa de la central hidroeléctrica de Volgogrado en el río Volga (el territorio de las regiones de Saratov y Volgogrado). Su superficie es de 3,1 mil km 2; en sus orillas se construyeron ciudades como Saratov, Engels, Marks, Kamyshin y Dubovka. Se utiliza para generación de electricidad, transporte de agua, riego y suministro de agua...

El embalse de Tsimlyansk apareció después de la construcción de una presa en el río Don, en la ciudad de Tsimlyansk en las regiones de Rostov y Volgogrado (67% del área) en 1952. Su llenado duró hasta 1953, la construcción se inició en 1948. Su superficie es de 2,7 mil km 2, parece una cuenca con tres desembocaduras de ríos como Chir, Aksai Kurmoyarsky y Tsimla, y además de ellos, aquí fluyen 10 ríos más. Se utiliza para garantizar la navegación de tránsito a lo largo del canal Volga-Don, el riego de tierras áridas adyacentes y el funcionamiento de la central hidroeléctrica de Tsimlyanskaya. También en la orilla del embalse se encuentra la central nuclear de Rostov, hay ciudades portuarias: Volgodonsk, Kalach-on-Don...

La construcción del embalse de Zeya con una superficie de 2,4 mil km 2 duró de 1974 a 1980. Fue construido en el río Zeya (región de Amur de la Federación Rusa) como resultado de la construcción de una presa. En cuanto al volumen de agua almacenada allí (68,4 km 3), este es el tercer lugar después de los embalses de Bratsk (169 km 3) y Krasnoyarsk (73,3 km 3). Aquí se practica la pesca comercial, funciona la central hidroeléctrica de Zeya y el embalse también regula el caudal del río Amur, que está sujeto a la influencia de los monzones del Pacífico...

El embalse de Vilyui está ubicado en el río Vilyui (un afluente del Lena), apareció como resultado de la construcción de la presa de la central hidroeléctrica de Vilyui en 1961-1967. Está ubicado en Yakutia en la frontera con la región de Irkutsk, su superficie es de 2,36 mil km 2, se utiliza para regular el caudal anual del río Vilyuy, como fuente de suministro de agua, riego, para el transporte marítimo y la pesca...

El embalse de Cheboksary en el río Volga (territorio de la República de Mari El, la República de Chuvash y la región de Novgorod) forma parte de la cascada de centrales hidroeléctricas Volga-Kama. El área es de 2,1 mil km 2, apareció como resultado de la construcción de la presa de la central hidroeléctrica de Cheboksary, cuya construcción se llevó a cabo entre 1980 y 1982. Utilizado para generación de energía, pesca, transporte de motor...

El embalse de Kama se formó en el río Kama en el territorio de Perm de la Federación de Rusia durante la construcción de la central hidroeléctrica de Kama, que entró en funcionamiento en 1954 después de la construcción de la presa. Su superficie es de 1,9 mil km 2, en sus orillas se encuentra la central eléctrica del distrito estatal de Perm. Además, en el llamado Mar de Kama se celebra cada año la regata de vela Kama Cup, la competición deportiva más grande de la región de Perm...

Volumen útil Wplz. Aclaramos la red del embalse, teniendo en cuenta las pérdidas de agua del embalse por evaporación, filtración y formación de hielo. Para ello, primero determinamos el volumen total del embalse Wsr en cada mes y el área ssr.

Entonces, el volumen total del embalse.

W = Wplz. neto + OMM,

donde Wmo es el volumen muerto del embalse.

Debido a que no hay datos sobre la turbidez del agua en la tarea, calculamos el volumen muerto aproximadamente. Supongamos que

¿Quién? 0,1· Wpl. = 0,1·7,484 = 0,7484 millones de m3.

Los valores del volumen total se registran en la columna 2 de la Tabla 3.

Luego determinamos los volúmenes medios mensuales del embalse Wav, con los cuales, a partir de las características topográficas, encontramos la superficie w.

Las pérdidas por evaporación se calculan para cada mes mediante la fórmula

donde hi es la capa de evaporación.

Los resultados del cálculo se ingresan en la columna 6 de la Tabla 3.

Las pérdidas por filtración Wf en cada mes se encuentran usando la fórmula

Wф = сi·kф·ni,

donde kf = 0,003 m/día,

ni - número de días en un mes.

Ingresamos los resultados en la columna 7 de la Tabla 3.

Pérdidas por formación de hielo

Wl = 0,9 kl hl (schn - schk),

donde 0,9 es el peso relativo del hielo;

kl es el coeficiente de aumento gradual del espesor de la capa de hielo, igual a aproximadamente 0,65;

hl: espesor medio del hielo a largo plazo al final de la congelación;

schn y schk son la superficie del depósito al principio y al final de la congelación.

Distribuimos el volumen de pérdidas Wl durante los meses de invierno (columna 8 de la tabla 3) y luego encontramos la cantidad de pérdidas de agua (columna 9 de la tabla 3).

Teniendo en cuenta estas pérdidas, los excedentes disminuirán y las deficiencias aumentarán (columnas 11 y 12 del Cuadro 3), por lo que el volumen bruto útil será

Wbr = 9,578 millones de m3.

El vertido disminuirá en consecuencia: 16.348 millones de m3

Entonces el volumen total del depósito será

Wtotal = Wmo + Wfr + Wfr = 0,7484 + 9,578 + 0 = 10,326 millones de m3.

Niveles característicos y capacidades del embalse.

Las principales características de los embalses son:

nivel de retención normal FPU, m;

nivel de volumen muerto ULV, m;

nivel de retención catastrófico KPU, m;

volumen total del embalse W, millones de m3 o km3;

volumen útil del embalse Wplz, millones de m3 o km3;

volumen muerto del embalse Wmo, millones de m3 o km3;

volumen del embalse que fuerza Wfs, millones de m3 o km3;

coeficiente de capacidad del embalse = Wplz/Wо,

donde W® es el flujo promedio a largo plazo.

NPL: el nivel de agua al que se llena el depósito en condiciones normales.

El volumen total del depósito W es el volumen encerrado entre el fondo del recipiente del depósito y la superficie del agua en la marca NPL. El volumen total W no se utiliza en su totalidad para regular el flujo. La parte inferior del embalse, diseñada para mantener niveles mínimos de agua y la deposición de sedimentos en él, se denomina volumen muerto Wmo y no se puede drenar.

El volumen del depósito encerrado entre las superficies del agua en los niveles NPU y ULV se denomina volumen útil - Wplz. Durante los períodos de marea alta se llena y durante los períodos de escasez de agua se vacía. El volumen encerrado entre las superficies del agua en las marcas NPU y KPU se llama volumen de forzamiento. KPU es un nivel catastróficamente respaldado durante el período de paso de inundaciones o inundaciones exclusivamente a través del sistema hidráulico. El volumen que fuerza Wfs sirve para reducir la cantidad de flujo de descarga a través de la unidad hidráulica.

Figura 2. Elementos principales del embalse

La formación de un embalse provoca cambios en el régimen de flujo de agua. En el grupo superior estos cambios se reducen principalmente a lo siguiente:

el nivel del agua aumenta y la profundidad aumenta, lo que se asocia con la inundación del territorio dentro del embalse;

Las velocidades actuales disminuyen, lo que provoca la pérdida de una parte importante de la precipitación;

La superficie del agua aumenta, lo que provoca un aumento de la evaporación, lo que conduce a un aumento de la salinidad del agua en el embalse.

Los siguientes cambios ocurren aguas abajo: los caudales altos e inundaciones disminuyen y los bajos aumentan; y se produce erosión del lecho del río debajo del complejo hidroeléctrico. Además de los cambios indicados en el curso de agua en la piscina superior, se producen los siguientes: inundación del territorio dentro de la copa del embalse; inundación de terrenos adyacentes al embalse y colapso de las orillas del embalse bajo la influencia del oleaje.

Además de las constantes inundaciones de las tierras ocupadas por el embalse dentro del FSL, cuyo uso económico es imposible, se observan inundaciones temporales del territorio por encima del FSL durante inundaciones catastróficas e inundaciones, debido al aumento de agua por el viento en las orillas y por el aumento del nivel del agua durante la congestión y los atascos. Es posible el uso económico de tierras temporalmente inundadas. Cuando se producen inundaciones, el agua subterránea aumenta, lo que empeora drásticamente las condiciones para el uso económico de la tierra y requiere medidas de drenaje.

Encontramos niveles de agua característicos y sus marcas a partir de las características topográficas del embalse:

El NSL correspondiente al relleno Wfull = 10,326 millones de m3, al nivel del NSL = 131,8 m de la presa es igual a

NPU = NPU - PP = 131,8 - 120,0 = 11,8 m;

El nivel de volumen muerto al nivel de ULV = 121,2 m es igual a

ULV = ULV - PP = 121,2 - 120,0 = 1,2 m;

El nivel de soporte forzado de la FPU es igual a

FPU = NPU + 2,0 = 13,8 m,

donde PP es la marca de la base de la presa.

Embalses, su clasificación y características.

Información general sobre regulación de escorrentía. Especies y tipos

Reglamentos

El caudal de agua en los ríos en su estado natural es extremadamente variable dependiendo de muchos factores, principalmente de la naturaleza de la nutrición. En algunos ríos con agua predominantemente alimentada por nieve, el caudal máximo de agua es decenas y cientos de veces mayor que el caudal mínimo. Durante una inundación se produce un gran aumento del caudal de agua, un aumento de nivel y un aumento significativo de las profundidades, que quedan completamente inutilizables para la navegación. Durante los períodos de bajos caudales y bajos niveles de agua, las profundidades disminuyen drásticamente, especialmente en los rápidos, lo que limita la capacidad de carga de los ríos para el transporte de mercancías y pasajeros.

Regulación de flujo Los ríos están diseñados para cambiar el régimen natural del flujo de los ríos a lo largo del tiempo, reducir las fluctuaciones en el flujo de agua, profundizar las vías fluviales durante todo el período de navegación y mejorar significativamente el uso de los recursos hídricos para diversos sectores de la economía: energía, transporte marítimo, rafting, abastecimiento de agua y agricultura. Además, al regular el caudal se soluciona el problema de prevenir inundaciones y proteger terrenos y edificios agrícolas.

Para regular el caudal de un río se está construyendo una unidad de estructuras hidráulicas (unidad hidráulica), que (entre otras estructuras) incluye una o más presas. Por encima del complejo hidroeléctrico, el nivel del agua aumenta y se forma un embalse que permite acumular el "exceso" de agua durante las crecidas altas (durante inundaciones por nieve y lluvia). Durante el período de estiaje, el tramo del río debajo del complejo hidroeléctrico recibe un caudal de agua adicional en comparación con sus valores naturales (el agua se libera del embalse), y los niveles y profundidades del agua aumentan. Por tanto, se produce una distribución desigual del flujo de agua a lo largo del tiempo.

Para cada embalse, mediante la realización de cálculos de gestión hídrica, se establecen los siguientes niveles característicos de agua, teniendo cotas constantes:

FPU – nivel de retención forzado;

NPU – nivel de retención normal;

UNS – nivel de respuesta de navegación;

LLV – nivel de volumen muerto.

El nivel de retención forzado (FRL) es un nivel de agua más alto de lo normal, que se permite ingresar temporalmente al depósito en condiciones de operación de emergencia de las estructuras hidráulicas (por ejemplo, durante el paso de una inundación particularmente alta).

El nivel de retención normal (NRL) es el nivel de agua de diseño más alto que se mantiene en el depósito en condiciones normales de funcionamiento de las estructuras hidráulicas (el depósito se puede llenar hasta este nivel durante una inundación normal).

El nivel de descenso de navegación (NSL) es el nivel de agua más bajo permitido en el embalse durante el período de navegación, teniendo en cuenta la necesidad de mantener profundidades navegables.

El nivel de volumen muerto (LDL) es el nivel de agua más bajo al que se puede drenar (bajar) el depósito.

La diferencia en los volúmenes de los embalses en NPU y UNS se llama útil volumen.

El volumen del depósito en ULV se llama muerto volumen. El volumen muerto del depósito se selecciona de modo que exista una presión de agua mínima que asegure el funcionamiento normal de las turbinas de la central hidroeléctrica. En ríos que transportan gran cantidad de sedimentos, a la hora de elegir el valor del volumen muerto se tiene en cuenta el tiempo que se tarda en llenarlo de sedimento durante la operación. Además, al elegir una unidad de tratamiento de agua, se tiene en cuenta la necesidad de garantizar el funcionamiento confiable de las tomas de agua que suministran agua a empresas, asentamientos y tierras agrícolas.

Los requisitos para la regulación de la escorrentía por parte de los consumidores son diferentes y en ocasiones contradictorios. Por ejemplo, para fines de transporte acuático, el mayor consumo de agua se requiere en el verano, cuando hay un flujo natural mínimo de agua en los ríos, para aumentar significativamente las profundidades y garantizar el movimiento seguro de los buques pesados. En cuanto a energía, el mayor consumo de agua se necesita en el período otoño-invierno, cuando aumenta significativamente la necesidad de generación de energía eléctrica para las zonas industriales. Además, los intereses energéticos exigen un consumo desigual de agua a lo largo del día y los días de la semana debido al consumo desigual de energía, y para el transporte acuático es deseable tener un consumo y una profundidad de agua constantes para que no haya dificultades para el movimiento de los barcos. .

La agricultura requiere un fuerte aumento en el consumo de agua, principalmente durante la corta temporada de crecimiento para regar los campos y regar las plantas.

Por tanto, a la hora de diseñar medidas para regular el caudal de los ríos, es necesario tener en cuenta los intereses de todos los sectores de la economía para obtener el mayor efecto económico del uso de los recursos hídricos.

Dependiendo de la duración del período de redistribución del caudal y del modo de funcionamiento del embalse, se distinguen los siguientes tipos de regulación del caudal del río: perenne, anual (estacional), semanal y diaria.

Perenne La regulación prevé la igualación del caudal durante varios años. Al mismo tiempo, en los años de abundancia de agua, los embalses se llenan y en los años de escasez de agua, las reservas de agua creadas se consumen principalmente. Por lo tanto, la regulación a largo plazo iguala no sólo las fluctuaciones de escorrentía intraanuales sino también las de largo plazo. Este tipo de regulación de caudal contribuye a la estabilidad y aumento del tamaño de la vía fluvial con alta disponibilidad.

Para llevar a cabo la regulación del caudal a largo plazo se crean grandes embalses que acumulan grandes volúmenes de agua. Estos embalses incluyen: Verkhne-Svirskoe en el río. Svir, Rybinskoe en el río. Volga, Tsimlyanskoye en el río. Don, Bratskoe en el río. Angara, Krasnoyarsk en el río. Yeniséi y otros.

El más simple es anual regulación que garantiza la igualación del flujo sólo dentro de un año. En este caso, el depósito se llena durante el período de inundación y durante el largo período restante, cuando el flujo natural de agua disminuye drásticamente, se consume agua del depósito. El volumen útil de agua del embalse se vacía por completo al comienzo de la próxima inundación. Para garantizar dicha regulación del caudal, es necesario crear embalses más pequeños que con una regulación a largo plazo. La regulación anual del caudal también mejora las condiciones de navegación, pero con menor seguridad para las dimensiones de la vía fluvial. Un tipo de regulación anual es estacional regulación de caudal, en la que la liberación del embalse para aumentar los niveles de agua y aumentar las profundidades debajo del complejo hidroeléctrico se realiza solo durante el período de estiaje más difícil para la navegación.

Necesidad diario y semanal La regulación del flujo se explica por el consumo desigual de energía eléctrica por parte de las empresas industriales y las zonas pobladas. La regulación diaria está determinada por la desigualdad del consumo energético a lo largo del día. Por lo general, el mayor consumo de energía generada por las centrales hidroeléctricas se produce durante el día, cuando las empresas industriales están en funcionamiento, y especialmente en las horas de la noche, cuando las empresas están en funcionamiento y la red de iluminación de las zonas pobladas está encendida. El consumo más bajo es por la noche, ya que a esta hora la mayoría de los negocios no funcionan y la iluminación está apagada. Por lo tanto, para garantizar un consumo tan desigual de energía eléctrica, funciona un número correspondiente de turbinas de la central hidroeléctrica y, en consecuencia, se produce un consumo desigual de agua del depósito.

La regulación semanal del caudal está determinada por el desnivel del consumo de energía eléctrica durante la semana. Los sábados y domingos, cuando muchas empresas están cerradas, el consumo de energía es significativamente menor que entre semana.

Con la regulación diaria y semanal del caudal, como resultado de los frecuentes cambios en el caudal, se producen fluctuaciones en el nivel del agua en el tramo del río debajo del embalse, que se pueden rastrear a lo largo de varias decenas de kilómetros. Así, la regulación diaria y semanal de la escorrentía es un rasgo característico del aprovechamiento energético de la escorrentía y se diferencia de otros tipos de regulación. En este caso, no se produce una igualación de la escorrentía, sino, por el contrario, un aumento de la desigualdad de su distribución en el tiempo.

Esta regulación de los flujos crea dificultades para la navegación, ya que a medida que bajan los niveles, disminuyen las profundidades, se complica el diseño y equipamiento de los atracaderos y, en ocasiones, se altera el horario de tráfico de los buques.

Para asegurar la regulación del caudal diario y semanal, no es necesario aumentar la capacidad del embalse de regulación anual o de largo plazo.

Según el método de consumo (retorno) de agua del depósito, se distinguen dos tipos de regulación: con liberación de agua constante y variable. En la Fig. La Figura 9.1 muestra varios casos del cronograma de retorno diseñado para la regulación anual: uniforme durante todo el año (Fig. 9.1, a); uniforme con dos etapas durante los períodos de navegación e invierno (Fig. 9.1, b); paso a paso con un caudal de salida máximo en el período de verano (baja agua) (Fig. 9.1, c).

El último caso de un calendario de retorno escalonado es típico de la regulación compensatoria del transporte y la energía. Además, durante los períodos de escasez de agua, cuando el consumo doméstico de agua es mínimo, el retorno del embalse es mayor. En invierno, desde el embalse sólo se suministra el caudal garantizado de la turbina hidroeléctrica, que genera energía eléctrica. Durante el período de inundación, la producción regulada aumenta únicamente para cubrir las pérdidas de agua debidas a la evaporación.

En todos los casos, el área del hidrograma del hogar. w 1, ubicado encima del gráfico de liberación, representa el volumen del depósito VB, y el área w 2, ubicado debajo del programa de retorno, pero encima del hidrograma doméstico: el volumen de retorno para garantizar flujos de agua regulados Q Z. Para que tal retorno sea posible, la desigualdad debe satisfacerse w 1 ³ w 2, es decir. para que el déficit de escorrentía durante el período verano-invierno no supere el exceso de escorrentía durante el período de inundaciones de primavera.

Embalses, su clasificación y características.

En función de las características hidrográficas se distinguen tres tipos de embalses: canal, lago y mixto.

Un embalse que se forma como resultado de bloquear el flujo de un río con una presa e inundar el valle del río se llama cauce(Figura 9.2, a). Estos embalses suelen tener una gran longitud y superficie de agua. Para crear grandes reservas de agua en ellos, es necesario un aumento significativo del nivel del agua.

Ozernoye el embalse se forma como resultado de una presa que bloquea el nacimiento del río que fluye desde el lago (Fig. 9.2, b). Al mismo tiempo, el agua llena la cuenca del lago. En tales embalses con una gran superficie de agua, se pueden crear importantes reservas de agua con aumentos relativamente pequeños en el nivel del lago.

Cuando se construye una presa ligeramente por debajo del nacimiento del río que fluye desde el lago, mezclado un embalse que incluye los embalses de la cuenca del lago y el valle del río adyacente (Fig. 9.2, c).

Las principales características de cualquier embalse son su capacidad. V y superficie del agua F. En este caso, el área de la superficie del agua del embalse se determina mediante curvas de nivel planimétricas utilizando mapas topográficos en la elevación correspondiente de la vertiente costera. El volumen del embalse se calcula sumando secuencialmente los productos de las áreas promedio de la superficie del agua. F yo por incremento en la altura del nivel del agua DZ

Las características del embalse se dan en forma de tabla en cuatro niveles de agua característicos (FPU - nivel de retención forzado, NPU - nivel de retención normal, UNS - nivel de navegación y ULV - nivel de volumen muerto), o en forma de curvas de dependencia de capacidad. V y superficie del agua F por cambios en el nivel del agua en el depósito (Fig. 9.3). En curvas V Y F=¦(Z) se aplican las notas calculadas de FPU, NPU, UNS y UMO.

Para los tramos inferiores de un embalse, la característica principal es la curva de relación entre los niveles de agua y los caudales. Se construye basándose en los datos de mediciones hidrométricas durante un largo período anterior a la construcción de la presa, y luego se ajusta a medida que el fondo del río se erosiona en el área debajo del sitio de la presa.

Durante el funcionamiento de un embalse, además del volumen útil utilizado para fines económicos nacionales, se producen pérdidas inútiles de agua por evaporación de la superficie del agua del embalse y por filtración en el suelo del fondo y las orillas.

Las pérdidas por evaporación se deben a la inundación de una gran superficie del valle del río. La magnitud de estas pérdidas p norte determinado por la diferencia entre la cantidad de agua que ingresa a la atmósfera desde la superficie del agua del depósito Z en y el volumen de agua que previamente (antes de la inundación) ingresó a la atmósfera desde el área de tierra ocupada por el embalse Zs

Dónde: X - la cantidad de precipitación que cae sobre el área ocupada por el embalse;

Y– flujo de agua desde el área especificada.

Para determinar Z en Utilice un mapa de isolíneas de la capa promedio de evaporación a largo plazo de la superficie del agua, compilado de acuerdo con observaciones a largo plazo en el área donde se encuentra el embalse.

Cálculo directo del valor. Zs Difícil debido a la gran variedad del entorno natural (zona de construcción del embalse, terreno, vegetación, etc.). Por tanto, este valor se determina indirectamente como la diferencia entre precipitación y escorrentía de agua.

Las pérdidas de agua por evaporación en la zona noroeste suelen ser de 1 a 2 mm por año. En las regiones del sur con un clima árido, son mucho mayores, hasta 0,5-1,0 mo más por año, lo que se tiene en cuenta al determinar el volumen útil del embalse.

La pérdida de agua del embalse por filtración se produce a través de los poros de la roca que componen la copa del embalse hacia las cuencas vecinas, así como a través del cuerpo y diversos dispositivos de la propia presa hacia el tramo inferior del río. Además, este último tipo de pérdidas por filtración es un valor relativamente pequeño y normalmente no se tiene en cuenta en los cálculos de gestión del agua.

Las pérdidas de agua debidas a la filtración a través del fondo y las orillas del embalse dependen de la presión del agua creada por la presa y de las condiciones hidrogeológicas (rocas que componen el valle del río, su permeabilidad al agua, naturaleza de su aparición, posición del nivel y régimen de las aguas subterráneas).

Las pérdidas por filtración serán mínimas en el caso de que el lecho del embalse esté compuesto de rocas prácticamente impermeables (arcillas, sedimentarias densas o rocas cristalinas masivas sin grietas), y el nivel del agua subterránea en las laderas adyacentes al embalse se encuentre por encima del nivel normal del agua de retención. .
nivel (Fig. 9.4, a).

Se observan grandes pérdidas por filtración en embalses, cuyo fondo y orillas están compuestos por areniscas, calizas, lutitas u otros suelos permeables fracturados, y el nivel del agua subterránea en las laderas se encuentra por debajo de la marca FSL (Fig. 9.4, b).

La filtración más importante de los embalses se observa en los primeros años de su funcionamiento. Esto se explica por el hecho de que durante el período de llenado del depósito, el suelo que forma el lecho se satura de agua y se reponen las reservas de agua subterránea. Con el tiempo, la filtración disminuye y se estabiliza después de 4-5 años. La filtración del agua de un embalse a través de los poros de la roca ha sido poco estudiada debido a la gran cantidad de condicionantes y a la complejidad de los estudios hidrogeológicos. Por lo tanto, para estimar tales pérdidas, a menudo se basan en la experiencia de explotar embalses existentes.

Según estándares aproximados, en condiciones hidrogeológicas medias, la capa de pérdida de agua del embalse debido a la filtración puede oscilar entre 0,5 ma 1,0 m por año.

La distribución desigual del caudal de los ríos en el territorio, su variabilidad intraanual y a largo plazo dificultan satisfacer las necesidades de la población y la economía nacional de la cantidad de agua requerida. Esto es especialmente grave en años y estaciones de escasez de agua. El problema se soluciona regulando el caudal de los ríos con embalses y estanques.

Reservorio Es un embalse artificial diseñado para regular el caudal del río, es decir. redistribución en el tiempo, con el objetivo de utilizarlo más eficientemente para las necesidades de la economía nacional.

Los grandes embalses, por regla general, tienen un propósito complejo (multipropósito): energía hidroeléctrica, suministro de agua, transporte acuático, recreación, protección contra inundaciones. El uso más eficiente de los recursos hídricos está garantizado por una cascada de embalses que funcionan en un solo sistema.

Se utilizan pequeños embalses y estanques para abastecer de agua a la población y a determinadas industrias o agricultura.

En todo el mundo se han creado más de 2.500 grandes embalses con un volumen de más de 100 millones de km 3 cada uno. La mayoría de ellos están ubicados en América del Norte (36% o alrededor de 900). En Rusia hay aproximadamente 100 embalses de este tipo, los más grandes de los cuales son Bratskoe, Krasnoyarsk y Zeyaskoe.

El sistema de embalses en el río se llama. cascada.

Los embalses se pueden dividir en tipos según la naturaleza del lecho, el método de llenado con agua, la ubicación geográfica, la ubicación en la cuenca del río y la naturaleza de la regulación del flujo.

Por la estructura de la cuenca Los embalses se dividen en:

· tipo de río o valle, el lecho forma parte de un valle fluvial. Se distinguen por su forma alargada y su profundidad creciente desde la cima hasta la presa.

· Tipo de lago o tipo de cuenca, Estos están accionados por resorte, es decir. regulados, lagos y embalses ubicados en tierras bajas y depresiones aisladas, en bahías, estuarios vallados del mar, así como en excavaciones artificiales.

Según el método de llenado de agua. Los embalses se dividen en:

· Zaprudnye, cuando se llenan con agua del arroyo en el que se encuentran

· líquidos, cuando se les suministra agua desde un curso de agua o embalse cercano.

Por ubicación geográfica:

· Montaña, Construidos sobre ríos de montaña, suelen ser estrechos y profundos y tienen presión, es decir. la magnitud del aumento en el nivel del agua en el río como resultado de la construcción de una presa a 300 mo más

· Estribaciones, tener una altura de cabeza de 50-100 m

· llanuras generalmente ancho y poco profundo, la altura de la cabeza no supera los 30 m.

Por la naturaleza de la regulación del caudal:

· Regulación plurianual (redistribución de la escorrentía entre años de aguas bajas y altas)

· Estacional (redistribución de la escorrentía en un año entre temporadas de aguas bajas y altas)

· Semanalmente (redistribución del flujo durante la semana)

· Regulación diaria (redistribución del flujo durante el día)

La naturaleza de la regulación del caudal está determinada por el propósito del embalse y la relación entre el volumen útil del embalse y la cantidad de caudal de agua del río.

Las formas y tamaños de los embalses se caracterizan por las mismas características morfométricas que los lagos. También dependen del grado de llenado del embalse y están "vinculados" a un cierto valor del nivel del agua, pero, a diferencia de los lagos, el nivel del agua en el embalse está regulado y el curso del nivel está determinado por la naturaleza del el reglamento.

En el diseño de embalses, para cada uno de ellos se establecen (fijan) niveles correspondientes a determinadas fases del régimen hidrológico, los denominados niveles de diseño.

· Nivel de retención normal NPU, el nivel que se alcanza al final del período de llenado en un año promedio en términos de contenido de agua y que la presa puede mantener durante un largo tiempo

· Nivel de soporte forzado FPU, que ocurre en casos raros, por ejemplo, durante inundaciones o inundaciones, se mantiene por un corto tiempo, excede el FSL en 0,5-1 m

· Nivel de disparo. Los niveles de activación incluyen: el nivel de activación diario (despachador), que se logra durante el funcionamiento normal del depósito; el nivel de producción máxima, que se alcanza sólo en años secos

· nivel de volumen muerto ULV, la máxima disminución posible del nivel del agua en el depósito, por debajo del cual la liberación es imposible. El volumen del depósito ubicado debajo del ULV se llama volumen muerto.

El volumen ubicado entre el ULV y la NPU se llama Volumen útil de PO del embalse.

La suma de volúmenes útiles y muertos da el volumen o capacidad total de un embalse.

El volumen encerrado entre la NPU y la FPU se llama volumen de reserva .

Según las características morfométricas de la cuenca Se distinguen áreas características:

ü Inferior – cerca de la presa (siempre en aguas profundas);

ü Medio – intermedio (aguas profundas sólo en niveles altos);

ü Superior – poco profundo (ubicado dentro del canal inundado y la llanura aluvial);

ü Área de apoyo calzándose.

Los límites son arbitrarios y dependen de la amplitud de las fluctuaciones de nivel.

Un embalse es un depósito artificial formado, por regla general, en el valle de un río mediante estructuras de retención de agua para la acumulación y almacenamiento de agua con el fin de su uso en la economía nacional.

Los embalses se dividen en 2 tipos: lagos y ríos. Los embalses tipo lago (por ejemplo, Rybinsk) se caracterizan por la formación de masas de agua que difieren significativamente en sus propiedades físicas de las propiedades de las aguas afluentes. Las corrientes en estos embalses están más asociadas con los vientos. Los embalses del tipo río (canal) (por ejemplo, Dubossary) tienen una forma alargada, las corrientes en ellos suelen ser escorrentía; La masa de agua tiene características cercanas a las aguas de los ríos.

Los principales parámetros del embalse son el volumen, la superficie y la amplitud de las fluctuaciones del nivel del agua en sus condiciones de funcionamiento.

Terminología

A diferencia de los embalses naturales cerrados, que no se utilizan como embalses, en este caso existe un conjunto de términos especiales que caracterizan sus reservas de agua permisibles y sus niveles de borde de agua:
El nivel de retención normal (NRL) es el nivel más alto óptimo de la superficie del agua de un embalse, que puede mantenerse durante mucho tiempo mediante una estructura de retención;
El nivel de retención forzado (FLU) u horizonte de forzamiento es la elevación de la superficie del agua de un embalse que excede el NLU, que, al diseñar un sistema hidráulico con una capacidad de rendimiento conocida, se determina en función del área del embalse y la entrada de agua máxima posible. Superar este nivel puede provocar el desbordamiento de la cresta de la presa y otras situaciones de emergencia;
El nivel de volumen muerto (LVL) u horizonte de abatimiento del embalse es la elevación de la superficie del agua correspondiente al mayor vaciado del embalse. Se calcula de acuerdo con las condiciones de sedimentación, el nivel de agua requerido para los peces invernantes, asegurando las condiciones ambientales, las características tecnológicas de las estructuras de contención y las características del flujo de entrada al embalse;
Volumen muerto de un embalse: el volumen de un embalse por debajo del nivel del horizonte de descenso del embalse (URL);
El volumen útil de un embalse es la parte del volumen del embalse entre las marcas del nivel óptimo del horizonte más alto (HHL) y el nivel de máxima descarga del embalse (UML);
Capacidad de forzado o capacidad de regulación de un embalse: parte del volumen de un embalse entre las marcas FPU y NPU, destinada a reducir el caudal máximo a través del sistema hidráulico durante las inundaciones de primavera o de lluvia;
Volumen o volumen total del depósito: este valor es igual a la suma de los volúmenes muerto y útil.

Tipos de embalses

Se encuentran los siguientes tipos de embalses:

Tanques interiores fabricados en hierro, hormigón, piedra y otros materiales. Se ubican sobre el suelo o en el suelo (total o parcialmente) y se utilizan en el suministro de agua como tanques de regulación diaria o para crear presión.

Piscinas abiertas construidas en el terreno mediante excavación o semiexcavación, así como mediante terraplén en terrenos horizontales o ligeramente inclinados. Estos embalses a veces se instalan en centrales hidroeléctricas de tipo desvío como cuencas de regulación diaria. También se utilizan en riego para retener temporalmente el alto escurrimiento, que luego se utiliza en sitios aguas abajo o en el propio embalse (riego de estuario).

Embalses creados en los valles de cuerpos de agua naturales mediante la construcción de estructuras de contención (represas, edificios de centrales hidroeléctricas, esclusas, etc.). Este tipo de embalse es el más extendido e importante para la economía. Dentro del mismo existen dos subtipos:

- embalses fluviales (canales) ubicados en valles fluviales. Caracterizado por una forma alargada, con predominio de corrientes de escorrentía y características de la masa de agua cercana a las aguas de los ríos.

- lacustre, que repite la forma de un embalse ubicado en un remanso y que se diferencia en sus propiedades físicas y químicas de las propiedades de las aguas afluentes.

Los embalses más grandes

Los embalses más grandes del mundo por superficie son:

Lago Volta (8482 km²; Ghana)
Smallwood (6527 km²; Canadá)
Embalse de Kuibyshev (6450 km²; Rusia)
Lago Kariba (5580 km²; Zimbabwe, Zambia)
Embalse de Bukhtarma (5490 km²; Kazajstán)
Embalse de Bratsk (5426 km²; Rusia)
Lago Nasser (5248 km²; Egipto, Sudán)
Embalse de Rybinsk (4580 km²; Rusia)

Los embalses más grandes en términos de volumen total de agua acumulada son:

Lago Kariba (180 km³; Zimbabwe, Zambia)
Embalse de Bratsk (169,3 km³; Rusia)
Lago Nasser (160,0 km³; Egipto)
Lago Volta (148,0 km³; Ghana)
Manicouagan (141,2 km³; Canadá)
Guri (138,0 km³; Venezuela)
Tártaro (85,0 km³; Irak)
Embalse de Krasnoyarsk (73,3 km³; Rusia)
Gordon Hroom (70,1 km³; Canadá)

Embalses más antiguos

Los primeros embalses se crearon en el Antiguo Egipto con el fin de desarrollar tierras en el valle del río Nilo (más de 3000 a. C.).

En Rusia, los primeros embalses se crearon en 1701-1709. durante la construcción del sistema de agua de Vyshnevolotsk, que conecta el Volga con el Mar Báltico. En 1704 se construyó el embalse de Alapaevsk (en los Urales medios) para proporcionar agua y energía mecánica a la planta. El embalse de Sestroretsky Razliv se formó en 1721.

Impacto en la situación medioambiental.

La creación de embalses cambia significativamente el paisaje de los valles fluviales y su regulación del caudal transforma el régimen hidrológico natural del río dentro del remanso. Los cambios en el régimen hidrológico provocados por la creación de embalses también se producen aguas abajo de las estructuras hidráulicas, a veces a lo largo de decenas e incluso cientos de kilómetros. De particular importancia es la reducción de las inundaciones, como resultado de lo cual empeoran las condiciones para el desove de los peces y el crecimiento de la hierba en las praderas de las llanuras aluviales. Una disminución en la velocidad del flujo provoca la pérdida de sedimentos y la sedimentación de los embalses; Las condiciones de temperatura y hielo cambian, y en la piscina inferior se forma una polinia que no se congela en todo el invierno.

En los embalses, la altura de las olas del viento es mayor que en los ríos (hasta 3 mo más).

El régimen hidrobiológico de los embalses difiere significativamente del régimen de los ríos: la biomasa en el embalse se forma más intensamente, la composición de especies de flora y fauna cambia.

Sedimentación de embalses

La sedimentación de un embalse es una pérdida de volumen de agua debido a un aumento en las elevaciones absolutas del fondo. Motivos: suministro de sedimentos suspendidos de la zona de captación, transferencia eólica de arenas voladoras desde la tierra, precipitación de compuestos químicos, biomasa de vegetación acuática, erosión de las orillas por procesos de olas, lavado de turba de debajo de los pantanos flotantes, que se encuentran condicionalmente más allá el límite del embalse.

El proceso de sedimentación de los embalses es complejo. Estudiado en detalle en un artículo de 1938.

construcción de embalses no en el canal principal, sino en vigas laterales;
drenaje de inundaciones a través de un canal lateral;
disposición de galerías de fondo transversales al inicio del embalse;
instalación de desagües de fondo en la presa;
instalación de estanques en ríos aguas arriba;
creación de volúmenes para recolección de sedimentos;
régimen hídrico racional;
tecnología agrícola de cuencas.

El principal método recomendado por las Directrices para combatir la sedimentación es lavar los sedimentos con agua descargada del embalse. Es una práctica común dejar el embalse sin agua durante el invierno si no es necesaria. Esto no se hace durante la temporada de crecimiento de la vegetación acuática superior (juncos, juncos, etc.), que crecen sobre el área del agua a una profundidad de agua de menos de 1,5 m.