Морфометрия и морфология

По основным морфометрическим параметрам (объем чаши, площадь зеркала, средняя глубина) водохранилище относится к классу средних антропогенных водоемов. Оно вытянуто в мери­диональном направлении с севера на юг на 35 км. Его средняя ширина — 2 км, площадь зеркала воды при НПГ — 70 км2, сред­няя глубина — 2,9 м, объем воды в чаше — 204 млн м3. С напол­нением водохранилища до проектной отметки уровень воды под­нялся над меженным урезом реки у плотины на 7,8 м, у Чернав — ского моста — на 5 м и в районе санатория им. Горького — на 2 м [34].

В морфологическом отношении водохранилище не является сложным. В нем отсутствуют значительные расширения и суже­ния, резкие изменения глубины от одной зоны к другой и обсы­хающие при сработке уровня мелководья. Однако в ряде мест водохранилище перегорожено высоко возвышающимися над во­дой дамбами и мостовыми переходами. Эти сооружения суще­ственным образом влияют на гидрологический, гидробиологичес­кий и метеорологический режимы отдельных его частей. В це­лом оно состоит как бы из ряда самостоятельных водоемов, со­единенных между собой в местах мостовых переходов короткими и узкими проливами. Каждому из них присущи свои характер­ные особенности водообмена, ледотермического и волнового ре­жимов [52].

По гидродинамическим показателям (условия водообмена со смежными участками, положение оси течения, ветроволновой режим, характер берегов и др.), а также морфологическим при­знакам можно выделить пять гидрологических районов водохра­нилища: I — приплотинный, относительно глубоководный; II — промежуточный, средних глубин; III и IV — соответственно юж­ный и северный, малых глубин; V — мелководный район выкли­нивания подпора (рис. 24) [32, 52].

Наиболее обширный и глубокий — I район. Он занимает

15,9 км2, или 23 % площади водохранилища, и имеет значитель­ный объем воды — 68,7 млн м3, или 34 % всего объема. Его мак­симальная глубина более 10 м [61], среднее превышение уровня воды над ранее существовавшим меженным уровнем в реке — около 7 м. Длина района — 7 км, средняя, наибольшая и наи­меньшая ширина соответственно равна 2,2, 3,0 и 1,3 км. Длина береговой линии — 20,4 км, коэффициент развития береговой линии — 1,62 [34].

Район вытянут с северо-востока на юго-запад. Его верхняя граница приурочена к повороту генерального направления доли­ны (северная оконечность залива у с. Масловка). Динамическая ось (затопленное русло реки) в основном проходит по середине ложа. Береговая линия изрезана, имеются крупные заливы, не встречающиеся в других районах. Основная площадь мелководий приходится на заливы. Открытые мелководья, наиболее подвер­женные воздействию волн, встречаются редко.

Здесь развиваются самые высокие (до 1,2 м) ветровые волны. Скорость стокового течения наименьшая по сравнению с други­ми районами, так как площадь живого сечения здесь наибольшая, а расход воды постоянен по всей длине водохранилища. В сред­ний по водности год скорость течения воды весной равна 0,8—

Рис. 24. Гидрологические районы и геоморфологические типы берегов Воронежского водохранилища.

Гидрологические районы: I — приплотинный; II — промежуточный, сред­них глубин; III — южный, малых глубин; IV — северный, малых глубин; V — мелководный выклинивания подпора.

Геоморфологические типы берегов: / — пологоволнистые низкие песча­ные берега первой надпойменной террасы; 2— пологоволнистые низкие пе­счаные берега второй надпойменной террасы; 3 — песчано-глинистые обры­вистые берега третьей надпойменной террасы; 4 — обрывистые песчано-суг­линистые берега четвертой надпойменной террасы; 5 — песчано-гравелистые с прослоями глины обрывистые берега (флювиогляциальные откчонения); 6— границы гидрологических районов 1,1 см/с (максимум в апреле — 5,4 см/с), в остальные периоды года — 0,2—0,3 см/с. В маловодный год (95 %-ной обеспеченно­сти) скорость течения примерно на 30—50 % меньше, чем в сред­ний по водности год; в многоводный год, в межень, она при­мерно такая же; в период половодья на 40 % больше [39].

В отличие от рассмотренного, II гидрологический район, как и районы III и IV, вытянут с севера на юг. Его верхняя граница совпадает со створом Вогрэсовского моста. Длина района — 5,7 км, площадь зеркала воды — 9,9 км2, средняя, наибольшая и наименьшая ширина — соответственно равны 1,7, 2,3 и 1,1 км. Объем воды — 34,9 млн м3. Длина береговой линии — 12,8 км, коэффициент развития берегов — 1,34.

Вдоль обоих берегов этой части водохранилища тянется узкая полоса открытого мелководья. Среднее превышение НПГ над меженным уровнем составляет 6 м. Динамическая ось проходит по затопленному руслу реки, имеющему в этом районе ряд круп­ных протоков. От III района II район отделен дамбой с мосто­вым переходом [32]. Наибольшие ветровые волны наблюдаются при северном и южном ветрах. При скорости ветра 20 м/с высо­та волны достигает 1,10—1,20 м [57]. Скорость течения воды при­мерно на 0,1 см/с больше, чем в 1 районе, но также незначи­тельна [39].

В гидрологическом режиме и морфологическом строении III и IV районов много общего. По форме они приближаются к пря­моугольникам, оба расположены в черте города, берега укрепле­ны инженерными сооружениями или вдоль них намыты пляжи. И в подводном рельефе отмечается ряд общих морфологических особенностей — практически отсутствуют вдоль правобережья мел­ководья, прибрежная зона непосредственно переходит в глубин­ную, вдоль левобережья имеется значительная мелководная зона. Разделение этой части водохранилища на два самостоятельных района обусловлено наличием здесь высокой дамбы и мостового перехода, которые создают разные условия формирования полей волн, нарушают естественный водообмен и создают участки зас­тойных вод с своеобразными термическим и биологическим ре­жимами.

Акваторию между Чернавским и Вогрэсовским мостами зани­мает III гидрологический район. По площади (6,5 км2) и объе­му воды (19,5 млн м3) он самый малый. Длина его — 3,7 км, максимальная ширина не превышает 1,9 км, средняя ширина рав­на 1,8 км, наименьшая — 1,2 км, средняя глубина — 3,0 м. Длина береговой линии — 7,7 км. Небольшой коэффициент ее разви­тия — 1,12 указывает на слабую изрезанность берегов. Над ме­женным уровнем воды площадь зеркала здесь приподнята в сред­нем на 5,5 м.

При ветре вдоль оси водохранилища, имеющего скорость 20 м/с, высота волн в центре III района достигает 0,8 м, а в от­дельных местах — 0,9 м. Скорость течения воды характеризуется невысокими значениями: весной она равна 1,3—1,8 см/с (макси­мум в апреле — 9,4 см/с), летом — 0,4, осенью и зимой — 0,5— 0,6 см/с [57].

Между Чернавским и Отроженским мостами расположен ГУ гидрологический район. Его протяженность — 6,7 км, площадь зеркала воды — 11,4 км2, объем воды — 30,2 млн м3. Средняя ширина составляет 1,7 км, наибольшая — 2,1, наименьшая —

1,4 км. Средняя глубина — 2,6 м. Длина береговой линии дос­тигает 15 км, коэффициент развития берегов — 1,33. Правый бе­рег приглубый, полоса мелководья вдоль левого берега испыты­вает постоянное воздействие ветровых волн.

Превышение НПГ над меженным уровнем в среднем равно

4,0 м. Глубины здесь меньше, чем в III гидрологическом райо­не. Но благодаря большей длине разгона воздушного потока над зеркалом воды волны здесь крупнее. При продольном ветре 20 м/с высота волны в центре района достигает 0,9—1,0 м. Скорость сто­кового течения на 0,05—0,1 см/с больше, чем в III районе [39].

От отроженских мостов до зоны выклинивания подпора у с. Чертовицкое простирается V гидрологический район. Он зани­мает самую большую площадь (26,3 км2, или 38 % от площади водохранилища), является наиболее протяженным (11,8 км) и самым мелководным (средняя глубина не превышает 1,9 м). Объем воды составляет 50,7 млн м3. Средняя, наибольшая и наимень­шая ширина равны соответственно 2,2, 2,9, и 1,7 км. Длина бе­реговой линии — 29,1 км. Большой коэффициент развития бере­говой линии — 1,75 указывает на ее значительную изрезанность.

Затопленное русло реки практически на всем протяжении V гидрологического района прижимается к правому высокому (40— 50 м) и крутому (местами до 45°) склону долины. В районе встречаются все виды мелководий: открытые, заостровные и по заливам [32, 52].

Ветровые волны даже при сильных ветрах невысокие, по­рядка 0,25—0,50 м, длина волн — 7 м, скорость распростране­ния — 3 м/с. Но несмотря на слабое волнение, переформирова­ние склонов на ряде участков идет более интенсивно, чем в рай­онах с более крупными волнами. Еще до заполнения чаши водо­хранилища по правобережью, на участке от санатория им. М. Горького до Белогорской турбазы активно протекали денуда­ционные процессы (оползни, осыпи, обвалы, линейная эрозия).

В геоморфологическом строении чаши водохранилища выде­ляются три зоны — мелководная, переходная средних глубин и глубоководная. В качестве критерия для выделения этих зон при­нята степень воздействия ветровых волн на дно. Акватории, в пределах которых дно не влияет на развитие волн, называются глубоководными, испытывающие такое влияние — мелководны­ми. Наибольшему воздействию волн подвержена прибрежная по­лоса с глубиной Н < Н^. При этом за критическую глубину Нкр принимается глубина, равная высоте волн hB. Поскольку даже при очень сильном ветре (20—25 м/с) высота волн на водохранилище не превышает 1,5 м, прибрежной (мелководной) мы считаем зону до глубины 1,0 м.

Одной из негативных сторон водохранилища является его не­большая глубина и наличие обширных мелководных зон. Всего по водохранилищу мелководная зона с глубиной до 1 м занимает 11 км2, или 16 % всей его площади. В ней заключено 6 млн м3 (3 % всего объема) воды. Основные участки мелководья сосре­доточены в районе выклинивания подпора, а также вдоль левого берега и в заливах других районов.

Переходная зона средних глубин простирается до нижней гра­ницы проникновения макрофитов, т. е. до глубины 5 м. На долю этой зоны приходится 45 км2 (64 %) площади водохранилища с 186 млн м3 (91 %) воды.

Площадь глубоководной зоны с глубинами более 5 м равна 14 км2 (20 % площади водохранилища). В основном она сосре­доточена в приплотинном районе, а также приурочена к затоп­ленному руслу реки в других районах. Объем воды этой зоны ра­вен 12 млн м3, или 6 % всего объема [34, 52, 95].

В подводном рельефе водохранилища, так или иначе влияю­щем на его гидрологический режим и прежде всего на условия водообмена и распределение температуры воды, можно выделить ряд морфологических особенностей: 1) отсутствие вдоль правобе­режья мелководных площадей (за исключением V гидрологичес­кого района) и переход прибрежной зоны непосредственно в срав­нительно глубокую; 2) наличие вдоль левобережья островов (осо­бенно в V районе), которые являются источником заиления мел­ководий; 3) наличие затопленной поймы и глубокого руслового желоба, по которому осуществляется основной водообмен.