Создание морских пресноводных водохранилищ

vodohranilishcha

Гидрофизические процессы в заливах и эстуариях при отделении их от морской акватории.

Краткое описание проекта:

Для создания пресноводных водохранилищ могут использоваться морские заливы и эстуарии. С этой целью заливы и эстуарии отсекаются от акватории моря таким образом, чтобы воспрепятствовать проникновению в них морской воды, а за счёт пресного стока, минерализация воды снижается. Одним из первых проектов по реализации этой идеи был проект перекрытия Зейдерзее и создания вместо него пресноводного водохранилища Эйсселмеера (Нидерпанды). Создание пресноводных водохранилищ в отсечённых заливах и эстуариях обладает рядом достоинств, поскольку обеспечивает:

  1. минимальные площади затопления и подтопления земель, что особенно важно в условиях заболачивания;
  2. отъём пресного стока не у рек, а у морей, что позволяет полностью использовать водные ресурсы рек-доноров;
  3. снижение засолённости почв на площадях, примыкающих к морским заливам и эстуариям.

Процесс создания морских пресноводных водохранилищ включает в себя три основных этапа:

  1. Отделение заливов и эстуариев от акватории моря,
  2. Дополнительное наполнение отделённых заливов речным стоком с целью повышения в них уровня воды,
  3. Осуществление процесса снижения солёности воды в отделённом заливе за счёт притока пресной   и сброса солоноватой воды в море через придонные водовыпуски.

Эффективность реализации проектов, предусматривающих создание пресноводных морских водохранилищ в значительной степени зависит от интенсивности распреснения воды в отсечённых заливах и эстуариях.

На первой стадии сооружения водохранилища вплоть до отделения залива имеет место водообмен его с морем за счёт приливно-отливных, ветровых, волновых и бароградиентных течений. На второй и третей стадиях интенсивность распреснения определяется, в первую очередь, интенсивностью конвективно-диффузионного перемешивания воды в водохранилища.

Для каждой из стадий сооружения пресноводного водохранилища необходимо разработать соответствующие   модели для расчёта интенсивности распреснения воды.

Основные цели проекта:

  1. Выбор расчётных гидрологических и метеорологических условий для анализа интенсивности процесса распреснения воды в отделённых заливах и эстуариях;
  2. Разработка приближённой аналитической модели для оценки эффективности сооружения пресноводного водохранилища;
  3. Разработка численной уточнённой модели для расчёта полей солёности в создаваемом пресноводном водохранилище;
  4. Разработка рекомендаций по повышению интенсивности распреснения воды при отделении заливов и эстуариев от акватории моря;
  5. Выполнение контрольных расчётов для реальных условий сооружения пресноводных водохранилищ.

Опыт разработок по тематике проекта:

Исследование процесса распреснения воды Онежской Губы, отделённой от морской акватории.(научный руководитель и ответственный исполнитель Ф.Г.Майрановский). Разработаны методические основы для расчёта распреснения воды при отделении залива от акватории моря. Для первой стадии отделения залива предложена расчётная модель, которая учитывает водо- и массообменные процессы, связанные с приливно-отливными, ветровыми и бароградиентными течениями и влиянием действия сил Кориолиса. Показано, в частности, что солёность воды в Онежском заливе начинает заметно снижаться лишь в заключительной стадии сооружения дамбы, отделяющей залив от акватории моря. Для второй и третьей стадий сооружения пресноводного водохранилища интенсивность распреснения зависит от активности конвективно-диффузионного массообмена и скорости выхода солей из высокоминерализованных грунтов в воду. Разработана методика приближённого расчёта интенсивности этих процессов. В результате расчётов для условий Онежской Губы получено,что период времени, в течение которого величина минерализации снижается от начального значения до проектный величины в 0,05%составляет около 10 лет. Показано также, в частности, что примерно через 2 года после отделения от моря в водохранилище может образовываться устойчивая стратифицированная по плотности система. Даются рекомендации по компоновке водопропускных донных водовыпусков, позволяющей снизить период распреснения воды.