книги из ГПНТБ / Финаров Д.П. Динамика берегов и котловин водохранилищ гидроэлектростанций СССР

мели, коэффициент кривизны отмели, угол наклона на внешнем крае отмели и норма размыва пород — время формирования отмели. Предложенный метод расчета еще не получил достаточного подтверждения данными натурных на­

блюдений.

Для горных водохранилищ Е. Е. Минервшгой [185] предложены методы прогнозирования переформирования оползневых и абразионных берегов. При прогнозировании оползневой переработки различаются, два случая: когда в строении склона нет поверхностей скольжения и когда такие поверхности имеются. Для первого случая рекомендуется графический метод наиболее

с учетом энергии волнения на характерных горизонтах или на основании ук­ лонов отмелей, которые принимаются значительно большими, чем для равнинных водохранилищ.

Н. Г. Варазашвили [205] предлагает для условий горных водохранилищ при расчете ширины отмели учитывать сцепление горных пород. Для состав­ ления прогноза рекомендуется выполнять детальное инженерно-геологическое районирование береговой зоны.

Большой интерес представляют предложения И. А. Печеркина (1969 г.) но составлению прогноза развития закарстованных берегов [26]. Эти предло­ жения основываются на натурных наблюдениях процессов развития закарстованных берегов камских водохранилищ. Расчеты являются составной частью анализа изменений инженерно-геологических условий в зоне распро­ странения подпора подземных вод.

В последнее время предложено несколько способов расчета, учитываю­ щих вдольбереговое движения наносов (Н. А. Ярославцев [164], С. Н. Лисогор [206] и др.). Наиболее обоснованными являются способы расчета, осно­ ванные па балансе наносов. Учет вдольбереговых потоков наносов приближает к решению пространственной задачи, но не полностью, так как не учитываются другие взаимосвязные природные процессы. Расчеты и прогнозы переработки берегов обычно производятся при постоянном значении уровня (НПУ) на весь прогнозируемый период без учета колебаний уровня во время эксплуа­ тации водохранилищ, что приводит к значительным отличиям прогнозных и фактических величин переработки берегов.

Значительные расхождения прогнозируемых и фактических величин пере­ работки берегов водохранилищ установлены па большинстве водохранилищ

СССР. Эти сопоставления выполнены обычно по отдельным профилям, и не отражают пространственный характер процесса переформирования берегов.

Рассмотрим некоторые материалы таких сопоставлений на примере от­ дельных водохранилищ.

Сравнение фактических данных и расчетных величин переработки берегов Волгоградского водохранилища за первый 10-летний период его эксплуатации показывают значительные расхождения (табл. 27). Особенно большие рас­ хождения с фактическими величинами получились по методу Е. Г. Качугина. Относительная положительная ошибка варьирует от 18 до 180%. Более точ­ ные расчеты получены по методу Г. С. Золотарева. Относительная ошибка варьирует от 12 до 50%, по все относительные ошибки отрицательные.

Сравнение прогнозных и фактических величин переработки берегов Ры­ бинского водохранилища бы,то выполнено В. С. Ивановым [80] по трем участ­ кам, сложенным различными породами. Величины переформирования на участках № 2 и 5, рассчитанные на 10 лет по методам Н. Е. Кондратьева, Г. С. Золотарева и Е. Г. Качугина, мало отличаются от фактических (табл. 35). Для песчаных берегов (участок № 8) величина переработки по методам Г. С. Золотарева и Е. Г. Качугина несколько занижена.

Сравнение фактических и прогнозных величин переработки берегов Кре­ менчугского водохранилища выполнено Н. Г. Бунякиной [207]. Для легкоразмываемых суглинистых берегов наиболее точным оказался метод Е. Г. Ка­ чугина, а для песчаных — Н. Е. Кондратьева.

206

Таблица 35

Сопоставление расчетной величины переработки берегов с фактическими для водохранилищ Узбекистана по различным методам выполнено 3. Хелматовым [94]. Сильно заниженные значения по сравнению с фактическими объ­ емами переработанных пород получены по энергетическому методу Е. Г. Калу­ гина (в 4—(3 раз) и методу Е. К- Гречшцева (в 32—126 раз).

Наиболёе близкие совпадения расчетных и действительных величин раз­ рушений берегов получены в ряде случаев по методу аналогов Л. Б. Розов­ ского.

3. Халматов на основании выполненных сопоставлений считает, что для водохранилищ Узбекистана с лессовыми берегами, можно рекомендовать ме­ тод аналогов Л. Б. Розовского и графоаналитический метод Г. С. Золотарева

суточнениями и поправками.

§2. Метод геоморфологического моделирования переформирования берегов водохранилищ

Теоретические предпосылки применения геоморфологических моделей при прогнозировании формирования берегов водохранилищ

В современных условиях в геоморфологии все более интенсивно разви­ ваются методы научного предвидения результатов рельефообразующих про­ цессов. Практическое применение методов геоморфологии для задач поисков полезных ископаемых (металлоносности, нефтеносности, угленосности и т. п.) освещено значительно полнее, чем практическое применение геоморфологиче­ ского метода для прогнозирования изменений рельефа в результате гидротех­ нического строительства и создания водохранилищ.

В последнее время большинство исследователей признают, что расчетной части прогноза переработки берегов водохранилищ должен предшествовать глубокий анализ природной обстановки. Нельзя не отметить, что в этом отно­ шении подтвердилось мнение акад. Ф. П. Саваренского [201] о необходимости изучения истории формирования рельефа и применения аналогий при расчетах величины переработки берегов на водохранилищах.

Большинство применяемых в настоящее время методов расчетов перера­ ботки берегов водохранилищ в той или иной мере основываются на примене­ нии аналогий. Использование величин уклонов отмелей и откосов, коэффици­ ентов размываемости горных пород, подобие планового строения берега и дру­ гие показатели представляют собой элементы метода аналогий. Вместе с тем применяются эти показатели еще не в полном комплексе, характеризующем пространственный характер процесса формирования берегов. Наиболее обо­ снованное решение пространственной задачи прогноза переработки берегов предложено Л. Б. Розовским [60], который разработал метод геологического

207

подобия, содержащий ие только показатели для прогнозирования, но и крите­

рии подбора аналогов.

Предложенный метод включает три последовательные операции:

1) поиски и изучение природного аналога — геологического процесса, яв­ ления, образования;

2)нахождение доказательств подобия аналога объекту прогноза;

3)интерпретация качеств с аналога на объект прогноза.

Платове строение берега

Рис. 82. Вспомогательная расчетная схема переформирования бе­ регов водохранилищ методом геоморфологического моделиро­ вания

я,, —уклоны отмели принимаются на основании установленных уклонов отме­ лей на водохранилищах-аналогах в сходных условиях пли данного водохранили­ ща; я3—уклоны зоны наката (пляж) принимаются по аналогии (для стадии абра­ зионной отмели не учитывается); я, —уклон надводного откоса принимается по аналогии; яг—уклон откоса принимается по аналогии; Я -глубина на внешнем крае отмели, принимаемая на основании данных натурных наблюдений на водо­ хранилищах-аналогах или данном участке; Я, -то же на внешнем крае абрази­ онной части отмели; 5 10, i’a5. ширина зоны переработки берегов за 10, 25, 50 лет принимается с учетом уклонов отмелей на участках водохранилищ-анало­

гов и фактического хода процессов переработки берегов.

Признаки геологического подобия Л. Б. Розовским устанавливаются на базе теории подобия. Большое значение в развитии теории геологического по­ добия имели работы по моделированию тектонических процессов [208] и русло­

вых процессов [209].

В настоящее время в теории геологического подобия установлены общие положения практического применения количества характеристик подобия гео-

логцческих процессов.

Согласно теории познания аналогия представляет собой метод познания, когда из сходства некоторых признаков двух и более предметов и явлений дей­ ствительности делается вывод о сходстве других признаков этих предметов и явлений.

2 0 8

Метод моделирования имеет очень большое сходство с методом анало­ гии, и в известном смысле моделирование представляет собой разновидность аналогии. Всякое моделирование в процессе научного исследования есть ана­ логия, ибо исследование модели только тогда приводит к истинным знаниям об изучаемом предмете, когда между предметом и его моделью существует аналогия. Но не всякую аналогию можно считать моделированием. Лишь в том случае мы имеем дело с моделированием, если на базе установления ана­ логии различных объектов один из них подвергается исследованию как имита­ ция другого и если получаемые знания об одном служат необходимыми посылками вывода о другом [210].

По характеру взаимоотношений сходных элементов Л. Б. Розовский раз­ деляет аналогии на изоморфные, обладающие взаимно однозначным соответ­ ствием элементов и сходством отношений между ними, гомоморфные, имею­ щие неоднозначное соответствие элементов, но сохраняющие сходство некоторных отношений и структур, и аналогии групповые, представляющие собой аналогий систем, относящихся к одной группе. Эти три типа аналогий отли­ чаются друг от друга степенью и характером соответствия и могут перера­ стать друг в друга по мере отбора аналогов.

При первичном сопоставлении устанавливаются лишь групповые и гомо­ морфные аналогии.

Во многих случаях изоморфные аналогии не могут быть установлены в связи с наличием существенных различий в сравниваемых процессах. Напри­ мер, переработка берегов на Каховском и Цимлянском водохранилищах на отдельных участках сходного геологического строения может представлять групповые аналогии и гомоморфные аналогии. Однако изоморфных аналогий -здесь быть не может в связи с весьма существенными отличиями эксплуата­ ционного режима. На Цимлянском водохранилище в низовой зоне характер многолетнего колебания уровня обусловливает существенно отличное на­ правление процесса формирования берегов.

Переформирование берегов на Цимлянском водохранилище будет больше в связи с более значительными колебаниями уровня воды. Строение берега также будет различно.

Подобие линейное —• сходство, доведенное до пропорциональности изме­ нений. Подобие геоморфологических процессов представляет собой прибли­ женное подобие, так как полное линейное подобие установить весьма затруд­ нительно, в связи с зонально-провинциальным и региональным характером этих процессов.

Большинство исследователей рассматривают модель как заместитель ис­ следуемого объекта. Основная функция модели состоит в ее способности ото­ бражать или воспроизводить оригинал. Модель составляет промежуточное звено в цепи познания: теория-— модель — эксперимент — действительность. Модель выступает в роли промежуточного звена между теорией и действи­ тельностью, отражая состояние развития теории. Отношение модели к моде­ лируемому объекту — отношение не тождества, а аналогии. Модель, пред­ ставляет собой форму аналогии [211].

Геоморфологические модели представляют собой комплексы форм рель­ ефа, развитие и строение которых во времени достаточно изучены для того, чтобы можно было установить их подобие с другими геоморфологическими комплексами.

Сопоставляя понятия аналогии и тождества, В. А. Штофф отмечает ус- -ловия перехода от аналогии к тождеству. Аналогия (сходство) между систе­ мами может существовать на различных уровнях: 1) на уровне результатов сравниваемых систем; 2) на уровне поведения или функций, которые ведут к этим результатам; 3) на уровне структур, которые обеспечивают выполне­ ние данных функций и 4) на уровне материалов или элементов, из которых со­ стоят структуры. Необходимой предпосылкой перехода от аналогии к тож­ деству является совпадение на всех четырех уровнях, В модели нет совпаде­ ния на всех этих уровнях и поэтому применительно к геоморфологическим

)

моделям как сравниваемым формам рельефа их можно рассматривать в ка­

честве аналогов.

В качестве геоморфологических моделей могут сравниваться побережья или участки побережий водохранилищ, имеющих сходную историю формиро­ вания и строения.до создания нового водоема и после начала его эксплуата­ ции. Особенно важным признаком природных геоморфологических моделей является пропорциональность их строения, сходство истории и направленности развития. Важное преимущество геоморфологических моделей состоит в том, что сравниваемые объекты по коэффициенту пропорциональности могут быть близкими единице.

Лабораторные модели обычно не могут иметь таких коэффициентов про­ порциональности. Кроме того, лабораторная модель вырывается из многих природных взаимосвязей, что существенно сказывается на результаты про­ цесса моделирования.

В практике моделирования получили широкое применение логические или знаковые модели, точечные аналоги, одномерные аналоги, двухмерные ана­ логи, трехмерные аналоги и четырехмерные аналоги.

Применительно к задачам прогнозирования переработки берегов водохра­ нилищ наиболее распространенными являются расчеты по отдельным попе­ речным разрезам, представляющим собой разновидность двухмерного ана­ лога. Трехмерные аналоги для решения пространственной задачи прогнозиро­ вания переработки берегов водохранилищ были успешно применены Л. Б. Ро­ зовским (1962 г.) для лессовых берегов.

Трехмерный характер аналогов достигается детальным учетом планового строения берега, а также анализом характеристик отдельных геоморфологиче­ ских элементов берега по профилю.

Критерии геоморфологического подобия при прогнозировании формирования берегов

Успешное применение натурных моделей связано с установлением объек­ тивных характеристик подобия сравниваемых объектов. Теоретической базой для установления подобия являются три теоремы физического подобия, ин­ терпретация которых для геологического подобия выполнена Л. Б. Розовским.

В основу принципов геологического подобия, разработанных Л. Б. Розов­ ским, положены геологические процессы. В отличие от принципов геологиче­ ского подобия в основу принципов геоморфологического подобия положены рельефообразующие процессы и формы рельефа (табл. 36).

Анализ первой теоремы геологического подобия позволил Л. Б. Розов­ скому установить три основных направления развития берегов водохранилищ и три стадии их развития. В предшествующих главах (I—VII) автором пока­ заны основные направления развития берегов и котловин водохранилищ. В связи с этим интерпретацйя первой теоремы физического подобия должна быть существенно изменена и дополнена.

Прежде всего необходимо различать семь основных направлений развития берегов водохранилищ в соответствии с выделенными автором генетическими группами берегов. В каждой группе выделяются основные тины и виды бере­ гов. Поэтому морфодинамический критерий должен определяться в зависи­ мости от установленного типа и вида берега. Сравниваемые участки побере­ жий водохранилищ должны быть сходными в этом отношении с учетом ста­ диального развития берегов.

Третья теорема подобия предусматривает установление условий однознач­ ности, которые определяют единственное значение следствия.

Вкомплекс условий однозначности А. Б. Резников [212] включает:

1)внутренние свойства материи, движение которой определяет сущность явления;

2)пространственные (геометрические) условия;

3) временные или исторические условия, включающие начальные усло­ вия и условия монохроннбети (равенство соответствующих отрезков времени); 4) условия взаимодействия с окружающей средой или краевые (гранич­

ные) условия.

210

Таблица 36

Теоремы подобия и их интерпретация для геоморфологического подобия

Условия однозначности процессов переработки берегов абразией на на­ турной модели и объекте прогноза Л. Б. Розовским сводятся' к выполнению следующих требований:

1)одинаковый .литологический состав и свойства размываемых пород на модели и объекте;

2)одинаковая высота и крутизна перерабатываемого склона;

3)одинаковые исходные условия (профиль склона и свойства пород до начала переработки), а также одинаковая продолжительность процесса;

4) одинаковые соотношения между энергией волн, разрушающих берег, и потенциальной энергией сил сопротивления массива пород размыву в тече­ ние периода времени, для которого выполняется прогноз.

В этих условиях однозначности отсутствуют исходные формы рельефа и направленность их развития до создания водохранилища, что определяет раз-

витие береговой полосы в новых условиях. Поэтому в предлагаемом методе геоморфологического моделирования предусматривается анализ исходного рельефа, истории его формирования и районирования береговой полосы с учетом уровенного режима. Кроме того, совершенно отсутствуют эксплуата­ ционные условия. По характеру взаимодействия с береговой полосой выде­ ляются четыре типологические группы, а также зонально-провинциальные и региональные группы водохранилищ.

Внастоящей работе на основе данных натурных наблюдений освещены отличия переформирования берегов с различным эксплуатационным режимом

ив различных природных условиях.

Всвязи с этим автором [109] установлен типологический критерий, кото­

рым предусматривается сходство или аналогия сравниваемых водохранилищ по характеру взаимодействия с береговой полосой с учетом зонально-провин­ циального и регионального характера природных условий территории всего водосбора.

Наиболее важные критерии геоморфологического подобия следующие. 1. Типологический критерий водохранилищ. Аналоги водохранилищ долж­ ны относиться к одной группе (Кт) по характеру взаимодействия с береговой

полосой в соответствии с принятой классификацией водохранилищ. Кроме того, необходимо учитывать сходство процессов формирования берегов в зо-‘ нально-провинциалыюм и региональном отношении. Сравниваемые водохра­ нилища должны быть по возможности в аналогичных природных условиях. Полного сходства в этом смысле добиться невозможно, поэтому аналоги бу­ дут приближенными.

2. Подобие возраста ладшафта и рельефа береговой полосы, а также на­ правленности развития до создания водохранилища (Кв).

Особенности природы во многом определяются возрастом ландшафтов (эрозионное расчленение, глубина залегания грунтовых вод и др.). Чем боль­ ше возраст ландшафта береговой зоны, тем более значительные изменения происходят при создании водохранилищ. Поэтому сравниваемые участки должны иметь сходную направленность развития до создания водохранилища и по возможности одинаковыми по возрасту.

Исходный рельеф может быть самого различного происхождения и иметь существенные отличия но возрасту. Как известно, величина зоны выветрива­ ния определяется возрастом рельефа. Это особенно важно для берегов, сло­ женных коренными породами.

Ширина зоны выветривания береговых склонов определяется непосредст­ венными наблюдениями. Обычно в условиях лесной зоны интенсивным вывет­ риванием охвачена полоса шириной до 50 м.

3.Стадии развития котловины и берегов водохранилища (Кс). Сравнивае­ мые водохранилища должны быть в одинаковых стадиях развития их котло­ вин и сравниваемых участков берегов (стадии развития котловин и берегов водохранилищ рассмотрены в VI главе).

4.Морфодинамический критерий (Кб). Инвариантами первого порядка являются сравниваемые участки видов берегов при одинаковых количествен­ ных характеристиках их элементов (ширина отмели, ее уклон, глубина на внешнем, крае абразионной и аккумулятивной части, уклон и высота надвод­ ного откоса и др.). Одинаковые типы берегов обычно характеризуются со­

гласованным изменением их морфологических элементов, но не всеми одина-

tновыми их количественными характеристиками (уклоны отмели, глубина на крае отмели и т. п.) и представляют собой коварианты первого порядка. Мо­ новариантами первого порядка являются сравниваемые участки берегов с общей одинаковой направленностью развития и относящиеся к одной генети­ ческой группе (абразионной, аккумулятивной и др.), имеющие .несогласо­ ванные изменения величин морфологических элементов.

Использование моновариангов может дать лишь приближенные величи­ ны и поэтому для целей прогнозирования применение их нецелесообразно.

Основные показатели морфологических элементов берегов (уклоны и вы­ сота клиффа, уклоны и ширина абразионной и аккумулятивной части отмели,

212

уклоны откоса отмели и др.) аналогично могут быть инвариантами, ковариантами и моновариантами второго порядка, но их подобие может быть опре­ деляющим лишь при совпадении типа или вида берега.

Выбор определяющих показателей зависит от установленного типа и вида берега. Если для абразионных берегов основными показателями являются параметры отмели, то для водно-гравитационных обвально-осыпных основны­ ми являются высота надводного откоса, его уклон и литологический состав.

Для обвально-плывунных берегов критерием для определения, возникнове­ ния плывунных процессов является соотношение гидравлического градиента, веса скелета породы в воде и коэффициента давления пород выше зоны филь­ трационного поднятия.

Солифлюкционное движение на склонах в условиях протаивания много­ летнемерзлых или сезонномерзлых пород при наполнении и сработке водо­ хранилища определяется соотношением сил касательного напряжения (т) и

5. Подобие пространственного строения берегов (Л'п). Предполагается учет не только очертаний береговой полосы, но и выбор участков одинаковых по продольному движению наносов и коэффициенту аккумуляции.

Определяющими показателями пространственного подобия является ко­ эффициент извилистости береговой линии, т. е. отношение ее длины к проек­ ции на вертикальную плоскость на урезе воды, соотношение уклонов надвод­ ной части склонов, а также их геологического строения.

6. Подобие условий обводненности поверхностными и подземными вода­ ми (Ко)- Характер затопления и спада воды в водохранилище и обводнен­ ность подземными водами должны быть идентичными. Отношение затапливае­ мой части склона (Я3) к общей высоте склона (Яс) должно быть одинаково. Учет этого критерия особенно важен на берегах, сложенных рыхлыми порода­ ми (песками, супесями, галечниками и др.), так как часто при значительных рыхлых толщах в таких условиях развиваются плывунные процессы.

7. Литологический критерий (Хл) (механический состав пород, угол сдви­ га, угол внутреннего трения, коэффициент трещиноватости, временное сопро­ тивление раздавливанию). При наличии данных важно учитывать не только механический состав, но и другие физико-механические свойства сравниваемых пород. Необходимо отметить, что при прочих равных условиях учет механиче­

ского состава рыхлых пород позволяет сделать достаточно точные сопостав­ ления.

8. Подобие структурных условий, направленности новейших и современ­ ных тектонических движений (Кту). Известно, что падение пород в сторону водохранилища, особенно при синклинальных и антиклинальных структурах, нарушенных разломами, обусловливает большие оползни и обвалы. Направ­ ленность новейших и современных тектонических движений необходимо учи­ тывать при районировании береговой полосы.

9. Энергетический критерий (Кэ). Определение энергии ветрового волне­ ния выполняется в случае отсутствия возможности выполнить расчет на ос­ нове модели геоморфологических элементов берегов.

Первые три критерия геоморфологического подобия являются качествен­ ными, но их правильное определение позволяет дать количественные показа­ тели важнейших морфологических элементов берегов (глубина на внешнем крае отмели и т. п.).

Аналогично морфодипамическому критерию следует различать инвариан­ ты, коварианты и моноварианты.

В большинстве случаев наблюдаются коварианты и моноварианты водо­ хранилищ по характеру взаимодействия с береговой полосой.

Морфодинамический критерий позволяет определить качественные и коли* чественные показатели.

213

Другие критерии также могут быть качественными и количественными. Определение подобия пространственного строения берегов, условий обводнен-' ности и литологического состава _гррод обычно не вызывает больших затруд­ нений.

Основные этапы геоморфологического моделирования переформирования берегов водохранилищ

Первоначально путем геоморфологического анализа Ю. С. Кашин [196] для целей прогнозирования выделил абразионные и аккумулятивныеберега Цимлянского водохранилища.

Позднее М. К- Граве и И. М. Шагирова [198] выполнили районирование береговой полосы Куйбышевского водохранилища и определили качественно интенсивность прогнозируемых процессов переформирования берегов.

А. Д. Колбутов [57] для качественной оценки и выбора исходных показа­ телей для расчета и прогноза переработки берегов водохранилищ применил геоморфологический анализ. В дальнейшем в работах Д. П. Финарова и А. Д. Колбутова [132, 136], Д. П. Финарова [109] был освещен геоморфологи­ ческий метод прогнозов и расчетов переформирования берегов водохранилищ, где сформулированы рекомендации не только по качественному, но и количе­ ственному расчету и прогнозу этих процессов. '

Метод геоморфологического моделирования представляет собой дальней­ шее развитие геоморфологического метода и предусматривает качественное и количественное моделирование прогнозируемых процессов переформирова­ ния берегов водохранилищ. На первом этапе выполняется только качествен­ ное моделирование, а на последующих этапах предусматривается количест­ венное моделирование, но лишь как составная часть качественного модели­ рования прогнозируемых форм рельефа — типов и видов берегов.

Типологическое моделирование и определение наиболее устойчивой береговой полосы

Типологическое моделирование состоит в качественном определении типа водохранилищ по характеру взаимодействия с береговой полосой при помощи типологического критерия.

Анализ проектируемого гидрологического режима и его сравнение с ре­ жимом существующей модели-водохранилища позволяет определить в пер­ вом приближении глубину зоны размыва на отмели. В результате выполне­ ния данного этапа работы должно быть также определено соотношение пер­ вичного рельефа и положение уровня проектируемого водохранилища с целью выявления наиболее устойчивой береговой полосы.

При изучении геологического строения и гидрогеологических условий бере­ говой полосы выявляются особенности стратиграфии, литологического соста­ ва, трещиноватости и залегания горных пород. Анализ геологического строе­ ния с учетом проектируемого гидрологического режима (колебания уровней, ветроволновой режим и др.) позволяет сделать ориентировочные предполо­ жения о величине переработки берегов.

Одновременно с анализом геологического строения производится изу­ чение истории формирования береговой полосы проектируемого водохрани­ лища. Изучение истории формирования береговой полосы необходимо начи­ нать с ранних этапов и заканчивать последним, в который произошло окон­ чательное формирование рельефа. Это позволяет выявить унаследованные формы и направленность в развитии рельефа, более точно определить гене­ зис и размеры древних береговых отмелей, отличить речные формы берегов от озерных.

Основными методами работы в поле должно быть геоморфологическое профилирование и детальное изучение стратиграфии четвертичных отложений. Продольные и поперечные профили должны охватывать все основные эле­ менты рельефа береговой полосы.

Уже на первых порах анализ истории формирования береговой полосы позволяет установить характер древнего водоема. Известно, что в формиро-

214

вании оольшинства долин крупных рек на значительных участках выделяют­

особенно важно выяснить соотношение первичного рельефа и НПУ водохрани­ лища. В условиях подпора реки плотиной образуются озерно-речные водое­ мы, в определенной степени аналогичные древним. Поэтому очень валено изу­ чить развитие древнего водоема и выявить размеры древних береговых от­ мелей, а если они не выражены или не сохранились, то характер поверхности, попадающей в береговую зону водохранилища. Уклон выявленной древней береговой отмели может быть принят в расчет при составлении прогноза. При изменении уклонов древних отмелей необходимо выявлять преобладающие их величины, а не средние арифметические. Примером удачного соотношения пер­ вичного рельефа и положения НПУ является значительная чйсть береговой полосы Рыбинского водохранилища. Здесь первичный рельеф представлен в основном отлогими берегами древнего водоема, что и определило незначи­

тельное развитие процессов переформирования берегов (9,2% общей длины береговой линии).

Другими примерами удачного соотношения первичного рельефа и поло­ жения НПУ являются участки береговой полосы Красноярского водохранили­ ща в пределах Восточного Саяна в окрестностях с. Бахты, с. Донниково и др. У с. Бахты водохранилище постепенно выклинивается по уклону поверхности (1—1.5?) площадки V 70—80-метровой, а затем VI 100—120-метровой терра­ сы. Естественно, что в этих условиях практически вся энергия волнения будет постепенно гаситься на пологой отмели, берег будет нейтральным.

В тех местах, где древние береговые отмели не выражены, необходимо определить характер древних отмелей выше или ниже данного участка, что

позволит более обоснованно выбрать величины уклонов отмелей для прогно­ зов.

Исследование формирования берегов на существующих водохранилищахмоделях

Изучение склоновых процессов и формирования отмелей сводится к вы­ явлению их генезиса, морфологии и литологического состава. При этом очень важно произвести наблюдения или иметь уже готовые данные о формировании береговой полосы на существующих водохранилищах-моделях. Методика производства этих наблюдений изложена в известных руководствах Г. С. Зо­ лотарева (1961 г.), Е. Г. Качугина (1959 г.) и др.

В случае отсутствия возможности исследования переформирования бере­ гов на участках-моделях для целей прогнозирования могут быть использова­ ны имеющиеся данные о формировании берегов на участке-модели.

вают, что предельно малые уклоны отмелей образуются уже в первые годы

существования водохранилищ и отличаются постоянством для каждой по­ роды (табл. 5).

Естественно, что эти малые уклоны необходимо учитывать при расчетах переработки берегов в аналогичных условиях.

Моделирование переформирования берегов всего водохранилища

Моделирование переформирования берегов всего водохранилища выпол­ няется путем районирования и типизации береговой полосы и котловины про­ ектируемого или действующего водохранилища с учетом уровенного и ветроволпового режима, течений и вдольбереговых потоков, наносов, а также структурных особенностей. На акватории выделяются зоны (С. Л. Вендров, 1958 г.), на берегах — районы, типы берегов (А. Д. Колбутов, 1962 г.;

Д. П. Фииаров, 1964 г.; Ю. А. Печеркіш, 1966 г.) и виды берегов (Д. П. Фипа-

ров, 1970).

215