Гидроэнергетика СССР - Гидрологические изыскания

Гидрологические изыскания проводятся для получения исходных данных о расходах, уровнях и других характеристиках режима используемого водотока, необходимых для проектирования, строительства и эксплуатации комплексных гидроузлов. Режим рек и водоемов изучает Госкомгидромет СССР с помощью обширной гидрометрической сети постов и станций. Однако требования проектирования гидроузлов, как правило, удовлетворяются этими наблюдениями не полностью. Поэтому практически во всех случаях в районе намечаемого гидротехнического строительства организуются дополнительные гидрологические изыскания, планируемые обычно на длительный срок. Для получения надежных гидрологических данных наблюдения должны быть достаточно длительными, поэтому необходимо заблаговременно начинать гидрологические изыскания по объекту.
Задачей гидрологических изысканий для обоснования проектов гидроузла на всех стадиях проектирования является получение следующих материалов: морфометрических характеристик русла и поймы; зависимостей расходов воды от уровней в створах наблюдений и створах сооружений; режима уровней и расходов жидкого и твердого стока; характеристик русловых процессов; ледотермического режима и химизма воды. Для проектирования также необходима климатическая характеристика района, а в некоторых случаях может потребоваться освещение ряда специальных вопросов: возможности всплывания торфа на затопляемых территориях, процессов переработки берегов водохранилища и нижнего бьефа гидроузлов.
В связи со строительством крупных комплексных гидроузлов в самых различных по своим гидрологическим и климатическим условиям районах многие из перечисленных задач приобрели особое значение и решение их потребовало проведения сложных изысканий и научных исследований. Так, создание водохранилищ на реках с большой мутностью приводит к заилению чаши водохранилища и значительным изменениям русловых процессов ниже гидроузлов, в связи с чем возникла необходимость изучения мутности рек и деформации их русла. Так как строительство плотин на реках, впадающих в Черное море, сильно отражается на переформировании его береговой полосы, в устьях этих рек и на побережье моря проводятся исследования режима твердого стока. Строительство гидроузлов на сибирских реках вызвало необходимость изучения термического, ледового и шугового режима в верхнем и нижнем бьефах этих гидроузлов.
При перекрытии русл крупных рек и в период строительства в естественном русле проводятся специальные гидрологические наблюдения, требующие большой оперативности и точности. Для производства гидрологических изысканий применяется ряд новых приборов, дающих более точные результаты и облегчающих производство изыскательских работ. К ним относятся усовершенствованные эхолоты для промеров глубин, электротермометры, лимниграфы и самописцы уровня воды, позволяющие вести автоматические записи колебаний уровня в течение длительного времени, буквопечатающие вертушки, электронные шугомеры и пр. Однако методика выполнения некоторых основных видов работ не претерпела за последние годы принципиальных изменений, они остаются весьма трудоемкими; так, измерения расхода воды по-прежнему производятся вертушками, поскольку на вооружении гидрологов нет других приборов и способов. Предложения о возможности использования для этих целей принципиально новых путей (например, использование метода измерения разности потенциалов) требуют продолжительных квалифицированных исследований, которые должны быть сосредоточены в Госкомгидромете СССР. В практике гидрологических наблюдений за уровнем воды пока отсутствуют регистрирующие приборы с телетайпной и другого вида передачей данных на большие расстояния, хотя в метеорологических наблюдениях уже применяются станции с автоматической радиопередачей.
В настоящее время все еще недостаточно внимания уделяется гидрологическим наблюдениям на построенных гидросооружениях, например, за такими параметрами, как зимние коэффициенты шероховатости русл в нижних бьефах, общие размывы русла и пр. Проведение таких наблюдений совершенно необходимо для проверки заложенных в  проект данных, и затраты на них вполне оправдались бы повышением качества проектирования.
Ввиду разнообразия факторов, обусловливающих речной сток, и трудности учета их влияния на сегодня применяется по преимуществу вероятностный метод оценки стока на будущее. Этот метод дополняется прогнозами, опирающимися на связи стока с гидрометеорологическими факторами предшествующего периода. Достоверность результатов такой оценки полностью зависит от длительности, полноты и точности проведенных наблюдений. Это обусловливает необходимость дальнейших углубленных исследований и накопления гидрологической информации при одновременном повышении качества измерений и наблюдений. В связи с широким развитием в СССР комплексного использования водных ресурсов и необходимостью его перспективного планирования на значительные периоды времени возникает настоятельная потребность в дальнейших исследованиях по ряду разделов гидрологии. Наиболее важными из них следует признать вопросы изучения многолетних колебаний стока и дальнейшее развитие вероятностных методов расчета его различных характеристик. Важное значение имеют также вопросы внутригодовых колебаний стока и, в частности, колебаний максимального стока.
С учетом указанных задач исследования должны вестись в следующих направлениях:
выявление общих генетических закономерностей и уточнение системы статистических характеристик стока, а также и распределения вероятности стока (годового, максимального и пр.);
изучение вековых и внутривековых колебаний стока в целях выявления циклов группировок многоводных и маловодных лет и обусловливаемых ими коррелятивных связей между величинами стока;
изучение связи между колебаниями стока и гелиофизическими процессами;
изучение изменений, вносимых в естественный режим стока хозяйственной деятельностью человека;
изучение водного баланса отдельных районов и страны в целом;
изучение ледового и термического режима;
изучение процессов формирования русла;
изучение продвижения по естественным руслам и подпертым бьефам волн паводков и искусственных попусков;
совершенствование методов гидрологических изысканий и усовершенствование гидрометрических приборов;
совершенствование современных методов расчета и прогнозов стока для различных физико-географических районов;
исследования для прогноза термики водохранилища и нижнего бьефа.
Охарактеризованные выше большие и сложные задачи и проблемы гидрологических изысканий и исследований должны решаться в определенной последовательности.