CC BY
1
УДК 556.556.2(556.5.04)
НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТОКОВОГО ТЕЧЕНИЯ В ЗОНЕ ПЕРЕМЕННОГО ПОДПОРА НОВОСИБИРСКОГО
ВОДОХРАНИЛИЩА
К.В. Марусин, А.В. Дьяченко
Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, E-mail: [email protected], [email protected]
Представлены результаты измерений скоростей и направлений стокового течения в зоне переменного подпора Новосибирского водохранилища на участке протяженностью 120 км в различных гидрологических условиях. Средство измерений - акустический доплеровский профилограф течения (ADCP) Sontek. Измерения проводились в 9-ти створах, рассредоточенных по длине участка. Верхний створ - 8 км выше г. Камень-на-Оби, нижний створ - район гидрологического поста Остров Дальний (8 км выше с. Завьялово). Выполнено две серии измерений на створах: в августе 2009 г. ив июне 2024 г. В 2024 г. работы проводились в условиях половодья на р. Обь и наполнения водохранилища; в 2009 г. - в летнюю межень и при нормальном подпорном уровне водохранилища. Полученные результаты показывают, что в условия половодья, при расходах воды 4500-5000 м3/с, стоковое течение четко проявляется по всей длине исследуемого участка. Его осредненная по глубине скорость составляет: у г. Камень-на-Оби - 1-1.2 м/с; у с. Спирино - 0.8 м/с, в нижнем створе - 0.2 м/с. При снижении расхода воды до 2000 м3/с скорость течения у г. Камень-на-Оби - 0.8 м/с, у с. Спирино - 0.3-0.4 м/с, в нижнем створе стоковое течение не регистрируется.
Ключевые слова: Новосибирское водохранилище; зона переменного подпора; стоковое течение; натурные данные; акустический доплеровский профилограф течения.
DOI: 10.24412/2410-1192-2024-17503 Дата поступления: 21.10.2024. Принята к печати: 20.11.2024
Стоковое течение является сущест- хранилищу на р. Обь - крупнейшему
венным фактором гидрологического режи- искусственному водоему Западной
ма крупного водохранилища сезонного Сибири, имеющему протяженность 200 км
регулирования. Особенно велика его роль и полный объем 8.8 км3 [Многолетняя
в верхней части водоема, в так называемой динамика ..., 2014]. Зона переменного
зоне переменного подпора, где в процессе подпора водохранилища охватывает
наполнения и сработки водохранилища, а участок акватории вверх по течению от
также сезонных изменений стока речные с. Завьялово [Гидрометеорологический
условия сменяются озерными и обратно режим..., 1979] (рис. 1). [Матарзин, 2003]. Общая качественная и количественная
Всё вышесказанное в полной мере характеристика стокового течения в
относится и к Новосибирскому водо- Новосибирском водохранилище приведена
в [Оберемко, Подлипский, 1980; Блинов, Подлипский, 1985; Многолетняя динамика ..., 2014].
Эта характеристика базируется на натурных данных, полученных в 1973, 1975-77 гг. и представленных в [Гидрометеорологический режим..., 1979; Подлипский, 1981]. В зоне переменного подпора водохранилища измерения стоковых течений выполнялись в шести створах, по 3-4 вертикали на створ, т.е. максимум в двадцати четырех точках рассматриваемого района. Результаты этих измерений являются на сегодняшний день, по-видимому, единственным общедоступным набором данных о стоковых течениях в Новосибирском водохранилище. Проведенный авторами поиск более свежих сведений на платформе Научной электронной библиотеки ничего не дал [Научная электронная библиотека, 2024].
В настоящее время компьютерное моделирование гидродинамических и связанных с ними процессов в водохранилищах является действенным инструментом решения не только научных, но и практических водохозяйственных задач. Так для Новосибирского водохранилища разработаны плановые (2D) и трехмерные (3D) гидродинамические и гидротермические модели со сравнительно высоким разрешением пространственной расчетной сетки (десятки метров) [Многолетняя динамика ..., 2014; Kravtchenko et а1, 2019; Зиновьев и др., 2020]. Для калибровки, верификации и дальнейшего совершенствования таких моделей желательно иметь более детальные и более точно пространственно-
привязанные наборы данных. Кроме того, в рельефе котловины водохранилища, особенно в его верхней части, за истекшие годы произошли значимые изменения [Многолетняя динамика ..., 2014; Федорова, 2016]. Таким образом, получение новых натурных данных о стоковых течениях является актуальной задачей.
Сравнительно малый объем имеющихся натурных данных о стоковых течениях на Новосибирском водохранилище во многом объясняется техническими сложностями и трудоемкостью выполнения соответствующих измерений на больших акваториях стандартными средствами, т.е. с использованием гидрометрических вертушек. Применение современного измерительного инструментария, а именно акустических доплеровских профи-лографов течения, позволяет существенно облегчить решение данной задачи. Следует отметить, что эти средства измерений не только давно и успешно применяются в научных исследованиях (например, [Дьяченко и др., 2017; Марусин и др., 2018]), но и вошли в практику работы Росгидромета [Руководящий документ., 2012].
Первая попытка измерения скоростей стоковых течений на Новосибирском водохранилище акустическим доплеров-ским профилографом была предпринята авторами в июне и августе 2009 г. в рамках исследований, организованных П.Ю. Пушистовым и В.В. Кирилловым. Результаты июньских измерений, без отдельной публикации в силу незначительного объема полученных данных, были использованы В.А. Шлыч-ковым для верификации разработанной им
плановой (2D) модели течений в водохранилище [Шлычков, 2011]. Результаты более масштабных работ, проведенных в августе 2009 г., остались неопубликованными.
В июне 2024 г. была выполнена новая серия измерений с учетом полученных ранее результатов, с применением более совершенной измерительной аппаратуры и накопленного опыта ее эксплуатации, а также в иных гидрологических условиях.
В данной статье будут рассмотрены результаты работ, выполненных как в 2024 г., так и в августе 2009 г.
По ходу изложения для характеристики гидрологических условий (уровней воды в водохранилище, расходов воды в р. Обь)
авторам придется обращаться к данным наблюдений Росгидромета. На акватории водохранилища и прилегающем к нему участке р. Обь эти наблюдения проводятся на семи гидрологических постах (см. рис. 1). Гидрологический пост (г/п) Камень-на-Оби является расходным постом, остальные посты - уровенные. Все посты, кроме поста Камень-на-Оби, имеют одинаковую отметку «нуля поста» в Балтийской системе высот. Эта отметка на 6 м ниже отметки нормального подпорного уровня (НПУ) водохранилища. Она будет принята за нуль условной системы высот, используемой в статье. Нуль поста Камень-на-Оби на 1.95 м выше этой отметки.
Рис. 1. Новосибирское водохранилище.
I - плотина Новосибирской ГЭС; II - акватория при нормальном подпорном уровне (НПУ); III - острова при НПУ; IV- береговая линия при уровне мертвого объема (УМО); V- территории населенных пунктов; VI - гидрологические посты Росгидромета. Гидрологические посты: 1 - Новосибирская ГЭС верхний бьеф; 2 - Сосновка; 3 - Остров Дальний; 4 - Ордынское; 5 - Спирино; 6 - Камень-на-Оби; 7 - Завьялово Fig. 1. Novosibirsk Reservoir. I - Novosibirsk power dam; II - the water area under the Normal Water Level conditions; III - the islands under the Normal Water Level conditions; IV- the coast line under the Low Water Level conditions; V - the settlement areas; VI - the Roshydromet hydrological stations. The hydrological stations: 1 - Novosibirskaya GES verxnij b^ef; 2 - Sosnovka; 3 - Ostrov DaVnij; 4 - Ordy^nskoe; 5 - Spirino; 6-Kamens-na-Obi; 7- Zav'yalovo
Материалы и методы
В 2024 г. для измерения скоростей и направлений стокового течения в зоне переменного подпора водохранилища на участке г. Камень-на-Оби - с. Завьялово протяженностью более 120 км было намечено 14 створов (рис. 2). На участке г. Камень-на-Оби - с. Малетино, где акватория водохранилища имеет вид речной дельты с множеством островов и проток, створы (09-11) размещались в главном рукаве, там, где проложен судовой ход. Створ 13 располагался около гидрологического поста Камень-на-Оби, в том месте, где на топографической карте обозначен водомерный пост. Створы 02-06 и 08 полностью перекрывали акваторию водохранилища, практически то же самое можно сказать и о створе 07, поскольку
остров Миловановский соединен с правым берегом дамбой. Створ 01 между островом Каменный и правым берегом пересекает затопленное русло Оби с максимальными локальными глубинами. Створ 14, отнесенный вверх по течению на 9 км от створа 13, был призван характеризовать входящий речной поток.
Измерения проводились с 17 по 20 июня в условиях половодья на р. Обь и в процессе наполнения водохранилища, уровень воды в верхнем бьефе был на 20-25 см ниже НПУ (табл. 1).
Средство измерений - акустический доплеровский профилограф течения Sontek M9, оснащенный модулем спутникового позиционирования [М9..., 2024]. Прибор был установлен на моторной лодке, которая спускалась на воду с борта судна в районе намеченного створа (рис. 3).
Рис. 2. Местоположение створов измерений 2024 г.
I - акватория при НПУ; II - острова при НПУ; III - береговая линия при УМО; IV- территории населенных пунктов; V- гидрологические посты Росгидромета; VI - створы измерений; VII - идентификатор створа; VIII - расстояние вниз по течению, км Fig. 2. The location of the cross-section projected for the flow measurements in 2024. I - the water area under the Normal Water Level conditions; II - the islands under the Normal Water Level conditions; III - the coast line under the Low Water Level conditions; IV- the settlement areas; V- the Roshydromet hydrological stations; VI - the cross-section line; VII - the cross-section identifier;
VIII- the distance downstream, km
Таблица 1
Уровни воды по гидрологическим постам на Новосибирском водохранилище и р. Обь за 16-21 июня 2024 г. [Уровни и температура воды..., 2024]
Table 1
The water level values at the Roshydromet hydrological stations in Novosibirsk Reservoir and in Ob river. June 16-21, 2024 [Urovni i temperatura vody..., 2024]
Дата Уровень воды, см условной системы высот
Камень-на-Оби Спирино Ордынское Остров Дальний Новосибирская ГЭС верхний бьеф
16.06 880 617 576 570 572
17.06 877 618 580 574 575
18.06 875 618 581 579 579
19.06 871 618 579 574 581
20.06 870 617 582 577 577
21.06 870 617 581 574 576
За четыре дня экспедиционных работ удалось в относительно стабильных гидрологических условиях (как по уровню водохранилища, так и по входному расходу реки) выполнить измерения скоростей и направлений стокового течения на 9-ти створах из 14-ти запланированных. На остальных створах измерения не проводились или были прерваны из-за существенного ветрового волнения на акватории водоема. Кроме того, в двух из девяти створах не удалось корректно определить значение расхода воды. Общие сведения
а
о выполненных измерениях (дата, время, протяженность створа, измеренный расход воды) приведены в табл. 2.
Каждый створ проходился, как минимум, дважды - с левого берега на правый берег, и, затем в обратном направлении. При движении по створу программное обеспечение измерительного комплекса записывает в специальный файл с частотой 1 раз в секунду данные о текущих географических координатах, глубине воды, величине и направлении (азимуте) осредненной по глубине скорости течения.
I
/ /
/
Рис. 3. Средства измерений
а) моторная лодка с установленным профилографом Sontek M9; б) лодка - носитель профилографа на борту судна. 1 - основной измерительно-регистрирующий блок профилографа Sontek M9; 2 - антенна GPS
Fig. 3. The research instruments and facilities а) ADCP Sontek M9 mounted on the boat; б) the ADCP carrier aboard the ship 1 - the main unit of the ADCP Sontek M9; 2 - the GPS- antenna
б
Таблица 2
Общие сведения об измерениях, выполненных в 2024 г.
Table 2
General description of the measurements conducted in 2024
Створ Местоположение Дата Время местное Длина створа, м Расход воды, м3/с
14 7.8 км выше ж.д. моста в г. Камень-на-Оби 19.06 11:30 - 12:37 623 4093
13 г/п Камень-на-Оби 19.06 09:37 - 10:22 720 4661
12 основной рукав, с. Дресвянка 19.06 08:04 - 08:37 715 4662
11 основной рукав, о. Спорный 18.06 21:04 - 21:29 572 3288
10 основной рукав, с. Соколово 18.06 19:52 - 20:26 645 -
09 основной рукав, с. Малетино 18.06 17:58 - 18:23 1015 -
08 1 км ниже устья р. Алеус 18.06 14:13 - 15:02 2700 (2295) * -
07 с. Спирино - с. Чингисы 18.06 11:24 - 12:43 1452 4974
03 п.г.т. Ордынское, 2.4 км ниже устья р. Орда 20.06 06:31 - 09:06 3055 4324
01 г/п Остров Дальний - правый берег вдхр. 17.06 20:45 - 21:46 1333 2271
Примечание: * - измерения прерваны; указ; меренная длина).
Эти файлы являются первичными данными, которые, однако, требуют дальнейшей обработки (рис. 4).
В реальных условиях удерживать строго прямолинейное направление практически невозможно, поэтому траектория движения лодки по створу представляет собой зигзагообразную линию, колеблющуюся вокруг намеченной линии створа. Кроме того, непредвиденные подводные и надводные препятствия также вынуждают отклоняться от намеченной линии движения и затем вновь возвращаться к ней. В результате на карте точки измерений образуют облако, вытянутое и рассеянное вокруг проектной (заранее намеченной) линии створа (рис. 4а).
Для того чтобы упорядочить и обобщить эти первичные результаты измерений был применен следующий подход.
Во-первых, из дальнейшего рассмотрения исключаются те сегменты
[а оценочная длина створа (в скобках - из-
траектории движения лодки по створу, на которых она перемещалась явно поперек линии створа. Это относится, прежде всего, к прибрежным участкам створа (на протяжении 10-20 м), где происходили повороты и развороты лодки. Кроме того, удаляются также те участки, где лодка значительно (на десятки метров) отклонялась от намеченной линии.
Оставшееся после первичной фильтрации пространственное облако точек измерений аппроксимируется прямой линией методом наименьших квадратов (рис. 4б). Полученная таким образом «расчетная линия» створа в общем случае будет смещена и повернута на некоторый угол относительно проектной (заранее намеченной) линии.
На отрезок расчетной линии, образуемый пересечениями с линиями берегов, наносятся точки с шагом 5 м. Из них далее используются лишь те, что лежат внутри облака точек измерений.
Рис. 4. Иллюстрация процедуры обработки данных измерений. а) примеры пространственного облака точек измерений (створы 10, 14). б) линейная аппроксимация пространственного облака точек измерений (створ 14); в) отображение точек измерений на набор
опорных точек; г) определение дирекционного угла вектора скорости течения. 1 — береговая линия, 2 — проектная линия створа; 3 — точки измерений; 4 — линейная аппроксимация облака точек измерений; 5 — расчетная линия створа; 6 — нормаль к проектной линии створа; 7 — нормаль к расчетной линии створа; 8 — опорные точки; 9 — смещение опорной точки; 10 — вектор скорости течения; L — левый берег; R — правый берег; Ao — азимут нормали к проектной линии створа; A — азимут нормали к расчетной линии створа; Ad — дирекционный угол вектора скорости течения Fig. 4. The illustration of the procedure for the measured data processing. а) some examples of the spatial cloud of the measured points (Cross-sections 10, 14). б) the linear fit for the spatial cloud of the measured points (Cross-section 14); в) the sketch of mapping the measured points to the
reference points; г) the definition of the flow velocity vector directional angle. 1 — the coast line, 2 — the projected cross-section line; 3 — the measured points; 4 — the linear fit for the spatial
cloud of the measured points; 5 — the reference cross-section line; 6 — the normal to the projected cross-section line ; 7 — the normal to the reference cross-section line; 8 — the reference points; 9 — the deviation of the reference point; 10 — the flow velocity vector; L — the left coast; R — the right coast; A0 —the azimuth of the normal to the projected cross-section line; A — the azimuth of the normal to the reference cross-section line;
Ad — the flow velocity vector directional angle
А именно, слева (для левого берега) или справа (для правого берега) от точки на расчетной линии в радиусе не более 10 м должна быть хотя бы одна точка измерений. Такие точки будем называть «опорными точками» (рис. 4в). Опорной точке присваиваются значения глубины воды, скорости и направления течения от ближайшей к ней точки измерений. Расстояние между опорной точкой и ближайшей к ней точкой измерений будем называть «смещением» опорной точки (А).
Наконец, направление течения было решено характеризовать не азимутом, а «дирекционным углом» (АД т.е. углом между вектором скорости и «внешней» нормалью к линии створа, направленной вниз по течению. Дирекционный угол считается положительным, если вектор скорости отклоняется от нормали к правому берегу, и отрицательным, если к левому (рис. 4г).
Описанный выше процесс «отображения» первичных данных на набор опорных точек характеризуется табл. 3.
Как видно из табл. 3, в процессе измерений удалось сохранить исходную ориентацию линий створов. Азимуты нормали к проектной и расчетной линии створа отличаются не более чем на 0.2 градуса. Поэтому далее будем использовать расчетную линию створа и нормаль к этой линии. Отметим также, что хотя максимальное значение смещения достигает значительной величины (до 12 м на тех створах, где измерения были закончены), в большинстве створов основной массив точек измерений располагается достаточно близко (5 м и менее) к опорным точкам.
В 2009 г. работы проводились 02-05 августа в условиях летней межени на р. Обь и при уровнях водохранилища близких к НПУ (табл. 4).
Таблица 3
Характеристики процедуры отображения точек измерений на опорные точки
Table 3
The parameters of the procedure of mapping the measured points onto the reference points
Створ A0 A L n N А max Процент опорных точек со смещением (А)
о о м - - м <2 м <5 м <8 м <10 м
14 255.9 255.7 623 3385 122 3.00 94.26 100 - -
13 328.7 328.8 720 1861 140 6.29 70 96.43 100 -
12 334.0 334.0 715 1812 141 4.82 78.01 100 - -
11 5.6 5.5 572 1233 114 11.73 32.46 88.60 94.74 96.49
10 4.9 4.9 645 1640 117 11.93 39.32 70.94 87.18 94.97
09 58.5 58.6 1015 2294 161 5.63 48.45 97.52 100 -
08 44.9 44.9 2295* 2739 460 16.6 21.09 48.48 71.09 83.91
07 58.4 58.5 1452 4445 285 5.33 66.67 98.95 100 -
03 70.5 70.5 3055 8896 606 6.70 65.84 98.84 100 -
01 45.7 45.5 1333 3613 262 4.00 88.93 100 - -
Примечания: * - измерения прерваны; указана измеренная длина створа; Ао - азимут внешней (направленной вниз по течению) нормали к проектной линии створа; А - азимут внешней нормали к расчетной линии створа; L - длина створа по расчетной линии; п - количество точек измерений; N - количество опорных точек; Атах - максимальная величина смещение по всем опорным точкам створа.
Таблица 4
Расход воды по гидрологическому посту Камень-на-Оби и уровни воды по гидрологическим постам на Новосибирском водохранилище за 01-06 августа 2009 г. [Автоматизированная информационная система, 2023]
Table 4
The water discharge at Kamen-na-Obi hydrologilcal station and the water level at the hydrological stations in Novosibirsk Reservoir, August 01-06, 2009 [Avtomatizirovannaya informatsionnaya sistema..., 2023]
Дата Расход воды, м3/с Уровень воды, см условной системы высот
Камень-на-Оби Спирино Ордынское Остров Дальний Сосновка Новосибирская ГЭС верхний бьеф
01.08 2070 669 598 595 595 594 594
02.08 2020 665 597 595 595 593 592
03.08 1980 660 596 594 593 594 593
04.08 1930 658 595 593 593 595 595
05.08 1960 658 592 592 593 595 595
06.08 1980 661 594 591 593 594 595
Измерения выполнялись в девяти створах. Местоположение большинства из них практически совпадало с положением створов в измерениях 2024 г. Если быть точным, то это створы 2024 г. назначались в местах работ 2009 г.
Общие сведения о выполненных измерениях (дата, время, местоположение и протяженность створа, измеренный расход воды) приведены в табл. 5.
Для измерений использовалась более ранняя и менее совершенная модель профилографа - Sontek АБР-ММ RiverSurveyor [вопТек..., 2005].
Данный прибор был оснащен всего тремя излучателями (минимально необходимое количество), вместо девяти у воПек М9, и не имел модуля спутникового позиционирования.
Таблица 5
Общие сведения об измерениях, выполненных в августе 2009 г.
Table 5
General description of the measurements conducted in August 2009
Створ Местоположение Дата Время местное Длина створа, м A,° Расход воды, м3/с
MK28 створ 14 (2024 г.) 02.08 16:50-17:02 653 265.1 1967
MK35 400 м выше г/п Камень-на-Оби 03.08 12:28-12:35 579 337.7 1952
MK36 створ 13 (2024 г.) 03.08 12:17-12:22 548 330.3
NV01 створ 12 (2024 г.) 03.08 18:35-18:41 690 338.2 1676
NV02 створ 10 (2024 г.) 03.08 20:21-20:28 650 5.2
NV03 створ 09 (2024 г.) 04.08 08:41-08:50 1052 60.2
NV04 створ 07 (2024 г.) 04.08 11:06-11:22 1441 57.6 1883
NV05 п.г.т. Ордынское, 2 км выше устья р. Орда 04.08 15:06-15:49 3701 71.1
NV06 1.3 км выше г/п Остров Дальний 05.08 06:59-08:00 5343 48.2
Примечание: А - азимут направленной вниз по течению нормали к линии створа
Пространственное положение конкретной точки данных определяется лишь расстоянием по линии, соединяющей начальную и конечную точки измерений, т.е. по линии створа. Соответственно выходной файл данных, вместо географических координат точки, содержит значение этого расстояния. Следует отметить, что, как было показано выше, точка на линии створа суть проекция реальной точки измерений, которая в действительности может находиться на некотором расстоянии от этой линии (рис. 4а). Однако в данном случае как-то оценить это расстояние невозможно. Для обеспечения пространственной привязки измерений географические координаты начала и конца створа, а также некоторых характерных точек на нем определялись внешним, т.е. не включенным в конфигурацию прибора, GPS-приемником.
Необходимо особо отметить, что в ходе измерений выполнялся только один проход по створу.
Кроме того, в то время авторы практически не имели опыта эксплуатации подобной аппаратуры.
Указанные обстоятельства заставляют считать полученные данные менее надежными по сравнению с результатами работ 2024 г.
Результаты и обсуждение
Вначале будут приведены и рассмотрены результаты исследований 2024 г., как более свежие и, с точки зрения авторов, более надежные. Затем - результаты измерений, выполненных в августе 2009 г.
Результаты проведенных измерений
представлены на рис. 5-13 по единой схеме. На снимке спутника Landsat 8 за 06.07.2019 г. показывается положение линии створа и внешней нормали к этой линии. Приводятся графики глубины (H, м), величины осредненной по глубине скорости течения (U, м/с) и дирекционного угла вектора скорости (A градусы) в точках створа. Расстояние по створу отсчитывает-ся с левого берега на правый берег в пределах полной длины створа по расчетной линии, т.е. до правобережного уреза воды. При представлении результатов 2009 г. на географической подложке указываются также линии створов 2024 г.
На рис. 5 приведены результаты измерений 2024 г. по створам 14 и 13. Здесь следует отметить, что изменение дирекци-онного угла по линии створа хорошо согласуется с очертаниями русла в плане. Так в правобережной части створа 14 под влиянием вышележащего изгиба берега течение отклоняется влево. На створе 13 протока между нижележащим островом и правым берегом обуславливает отклонение течения вправо. Расход воды в этих створах измерялся в один день с небольшим интервалом во времени (см. табл. 2). Меньшее значение расхода воды в створе 14, вероятно, объясняется тем, что часть воды поступала в левобережные пойменные протоки.
На рис. 6 представлены результаты измерений 2024 г. на створах 12 и 11. Прежде всего, следует отметить хорошее согласие между значением расхода воды, измеренным в створе 12 и результатами, полученным на створе 13 (см. табл. 2, рис. 5). В створе 11 расход воды имеет ожидаемо меньшую величину, поскольку часть потока уходит в правый рукав.
а
б
Рис. 5. Результаты измерений 2024 г. Створы 13, 14. а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу 13; в) результаты измерений по створу 14. 1 — линия створа; 2 — нормаль к линии створа; 3 — расход воды в створе, м3/с; H — глубина водоема, м; U — осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad—угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу (положительный — вправо), градусы Fig. 5. The results of measurements in 2024. Cross-sections 13, 14. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section 13; в) the results for Cross-section 14. 1 — the cross-section line; 2 — the normal to the cross-section line; 3 — the water discharge, m3/s; H — the water depth, m; U — the depth averaged flow velocity, m/s; Ad — the angle between the cross-section normal and the
flow velocity vector (positive — to the right), deg
в
Дресвянки
а
О 20 40
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 Расстояние по Створу 11, м
500 520 540 560572
Рис. 6. Результаты измерений 2024 г. Створы 11, 12. а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу 11; в) результаты измерений по створу 12. 1 - линия створа; 2 - нормаль к линии створа; 3 - расход воды в створе, м3/с; H - глубина водоема, м; U - осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad - угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу (положительный - вправо), градусы Fig. 6. The results of measurements in 2024. Cross-sections 11, 12. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section 11; в) the results for Cross-section 12. 1 - the cross-section line; 2 - the normal to the cross-section line; 3 - the water discharge, m3/s; H - the water depth, m; U - the depth averaged flow velocity, m/s; Ad - the angle between the cross-section normal and the flow
velocity vector (positive - to the right), deg
в
0 20 40
100 120 140 160 180 200 220 240
30 280 300 320 340 360 380 400 420 440 Расстояние по Створу 10, м
500 520 540 560 580
Рис. 7. Результаты измерений 2024 г. Створы 09, 10. а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу 09; в) результаты измерений по створу 10. 1 — линия створа; 2 — нормаль к линии створа; H — глубина водоема, м; U — осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad — угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу
(положительный — вправо), градусы Fig. 7. The results of measurements in 2024. Cross-sections 09, 10. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section 09; в) the results for Cross-section 10. 1 — the cross-section line; 2 — the normal to the cross-section line; H — the water depth, m; U — the depth averaged flow velocity, m/s; Ad — the angle between the cross-section normal and the flow velocity vector
(positive — to the right), deg
j..........
.i.......i..
....j.......i......i..
i.......i"
- ...... ......J....... - . • •• i ........ -----
— v ------- — • - — - % |
* I ¡ ¡
40 г 20 -' 0 -. -20 -' -40 --60 --во L
V -у*-- ,/v v « "... ; й + * * v,J T- ► - + v -----
...... - ::::: ::::: ::::: ::::: ....... ....... ...... • " V""" V z: :::::: :::::
О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 В00 850 000 050 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1452
Расстояние по Створу 07, м
/ ... N 4
y v* ...
... . ......... ... ... ... i ...
"0 100 200 300 400 500 600 700 800 000 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1000 2 000 2100 2200 2300 2400 2 500 2600 2700
Расстояние по Створу 08. м
Рис. 8. Результаты измерений 2024 г. Створы 07, 08.
а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу 07; в) результаты измерений по створу 08. 1 - линия створа; 2 - нормаль к линии створа; 3 - неизмеренная часть створа; 4 - расход воды в створе, м3/с; H - глубина водоема, м; U - осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad - угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу (положительный - вправо), градусы
Fig. 8. The results of measurements in 2024. Cross-sections 07, 08. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section 07; в) the results for Cross-section 08. 1 - the cross-section line; 2 - the normal to the cross-section line; 3 - the cross-section part not measured; 4 - the water discharge, m3/s; H - the water depth, m; U - the depth averaged flow velocity, m/s; Ad - the angle between the cross-section normal and the flow velocity vector (positive - to the right), deg
а
б
в
о. Красноярский Борок
Рис. 9. Результаты измерений 2024 г. Створы 01, 03.
а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу 01; в) результаты измерений по створу 03. 1 - линия створа; 2 - нормаль к линии створа; 3 - расход воды в створе, м3/с; H - глубина водоема, м; U - осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad - угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу (положительный - вправо), градусы Fig. 9. The results of measurements in 2024. Cross-sections 01, 03. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section 01; в) the results for Cross-section 03. 1 - the cross-section line; 2 - the normal to the cross-section line; 3 - the water discharge, m3/s; H - the water depth, m; U - the depth averaged flow velocity, m/s; Ad - the angle between the cross-section normal and the
flow velocity vector (positive - to the right), deg
а
б
в
Рис. 10. Результаты измерений 2009 г. Створы MK28, MK35.
а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу MK35; в) результаты измерений по створу MK28. 1 - линия створа; 2 - нормаль к линии створа; 3 - расход воды в створе, м3/с; 4 - створ измерений 2024 г; H - глубина водоема, м; U - осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad - угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу (положительный - вправо), градусы Fig. 10. The results of measurements in 2009. Cross-sections MK28, MK35. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section MK35; в) the results for Cross-section MK28. 1 - the cross-section line; 2 - the normal to the cross-section line; 3 - the water discharge, m3/s; 4 - the cross-section of the measurements in 2024; H - the water depth, m; U - the depth averaged flow velocity, m/s; Ad - the angle between the cross-section normal and the flow velocity vector (positive - to the right), deg
Рис. 11. Результаты измерений 2009 г. Створы NV01, NV02. а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу NV02; в) результаты измерений по створу NV01. 1 - линия створа; 2 - нормаль к линии створа; 3 - расход воды в створе, м3/с; 4 - створ измерений 2024 г; H - глубина водоема, м; U - осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad - угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу (положительный - вправо), градусы
Fig. 10. The results of measurements in 2009. Cross-sections NV01, NV02. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section NV02; в) the results for Cross-section NV01. 1 - the cross-section line; 2 - the normal to the cross-section line; 3 - the water discharge, m3/s; 4 - the cross-section of the measurements in 2024; H - the water depth, m; U - the depth averagedflow velocity, m/s; Ad - the angle between the cross-section normal and the flow velocity vector (positive - to the right), deg
Расстояние по Створу NV03, м
Рис. 12. Результаты измерений 2009 г. Створы NV03, NV04. а) местоположение створов; б) результаты измерений по створу NV04; в) результаты измерений по створу NV03. 1 - линия створа; 2 - нормаль к линии створа; 3 - расход воды в створе, м3/с; 4 - створ измерений 2024 г; H - глубина водоема, м; U - осредненная по глубине скорость течения, м/с; Ad - угол отклонения вектора скорости течения от нормали к створу (положительный - вправо), градусы
Fig. 12. The results of measurements in 2009. Cross-sections NV03, NV04. а) the cross-section locations; б) the results for Cross-section NV04; в) the results for Cross-section NV03. 1 - the cross-section line; 2 - the normal to the cross-section line; 3 - the water discharge, m3/s; 4 - the cross-section of the measurements in 2024; H - the water depth, m; U - the depth averagedflow velocity, m/s; Ad - the angle between the cross-section normal and the flow velocity vector (positive - to the right), deg
Ux
О
.
•
; •
■
, ■
■
■ i
•
; •
/
■
„
• " t
■
■
■
t. .4
■ -
■
■ ■■ ;
■ ••i
■ :
В створе 12 вышележащие острова, приуроченные к левому берегу, вынуждают поток смещаться вправо, поэтому в левобережной ложбине скорости течения несколько меньше, чем в остальной более мелководной части створа.
На рис. 7 приведены результаты измерений 2024 г. на створах 10 и 09. На этих створах мелководья и островки вынуждали лодку значительно отклоняться от намеченной линии движения. Этим обстоятельством объясняются имеющиеся на графиках разрывы. В данном случае авторы посчитали некорректным приводить значения измеренных расходов воды. Тем не менее, полученные данные вполне характеризуют скорости и направления течения в этих створах. Отметим, что в правобережной части створа 10 поток, выходящий из вышележащего рукава, отклонен влево. На створе 09 максимальные скорости течения имеют место на наиболее глубоководных участках створа, а направление течения на этих участках практически совпадает с направлением нормали к линии створа. Вместе с тем, у правого берега под влиянием конфигурации береговой линии течение отклоняется влево.
На рис. 8 представлены результаты измерений 2024 г. на створах 08 и 07. На створе 08 внезапно усилившийся ветер и вызванное им волнение заставили прервать измерения. Не удалось завершить даже одного прохода по створу. Приводить данные по скоростям течения авторы считают некорректным, поскольку эти данные испытывают сильное влияние волновых движений. Полная длина
створа (от берега до берега) оценивалась по спутниковому снимку. На створе 07 обращает на себя внимание протяженная отмель в центральной части створа. Также следует отметить четкую зависимость скорости течения от глубины, течение концентрируется в прибрежных ложбинах.
На рис. 9 приведены результаты измерений 2024 г. на створах 03 и 01. На прилегающем к левому берегу участке створа 03 направление течения изменялось от точки к точке хаотично в диапазоне от 0 до ±180°, а величина скорости не превышала 0.2 м/с и изменялась также бессистемно, то есть течение, как устойчивое однонаправленное движение водных масс, не проявлялось. Чтобы не затенять общую картину данный участок был удален из итоговых графиков. Из этих графиков хорошо видно, как течение набирает силу в центральной части акватории и затем ослабевает у правого берега. На створе 01, несмотря на малые величины скоростей, течение обозначается вполне четко. Более того, его направление хорошо согласуется с конфигурацией береговой линии. В начале створа под влиянием острова поток отклоняется вправо от нормали, а затем постепенно поворачивает влево, параллельно линии правого берега.
На рис. 10 приведены результаты измерений 2009 г. на створах, расположенных в районе г. Камень-на-Оби (МК28, МК35). Из-за наличия препятствий для движения лодки провести работы непосредственно у гидрологического поста (створ 13, 2024 г.) не удалось, поэтому створ был отнесен на 400 м выше по течению.
Следует отметить хорошее согласие величины расхода воды, измеренного на створе МК35, с данными Росгидромета (табл. 4).
На рис. 11 представлены результаты измерений 2009 г. на створах ^У02.
Разрыв в графиках данных по створу ^У02 объясняется наличием на линии створа островка и окружающего его мелководья. То же самое относится и к начальному участку створа №У01.
На рис. 12 приведены результаты измерений 2009 г. на створах МУ03, №У04. Интересно отметить, что обширная отмель в центральной части створа №У04 (створ 07, 2024 г.) является устойчивым морфологическим элементом. Она существовала в 2009 г., существует и в 2024 г. примерно в тех же размерах. Чего нельзя сказать о створе ^У03 (створ 09, 2024 г). В 2009 г. протяженная левобережная отмель делала доступной для измерений лишь примерно две трети длины створа. В 2024 г. на этом месте располагается достаточно глубокая ложбина, а зона мелководья переместилась к центру створа.
На рис. 13 представлены результаты измерений 2009 г. на створах МУ05, №У06. Следует отметить, что в 2009 г. створ, расположенный в районе поста Остров Дальний, (NV06) перекрывал всю акваторию водохранилища. В 2024 г. это было уже невозможно, поскольку пролив между островами существенно обмелел. Створ, находящийся у п.г.т. Ордынское, в 2024 г. был передвинут вниз по течению из-за помех, которые может создавать для измерений работающая паромная переправа Ордынское - Нижнекаменка.
На створе ^У05 стоковое течение, пусть слабо, но проявляется, особенно в правобережной части створа. На створе №У06 говорить об этом, по-видимому, уже нельзя, поскольку разброс данных слишком велик. Полученная картина на этом створе совпадает с той, что наблюдалась на левобережном участке створа 03 в измерениях 2024 г., о чем уже говорилось выше.
Следует отметить, что результаты выполненных измерений вполне согласуются качественно и количественно с уже имеющимися данными о стоковых течениях в зоне переменного подпора Новосибирского водохранилища [Гидрометеорологический режим..., 1979; Подлипский, 1981].
Заключение
В результате натурных исследований, проведенных в 2009 и 2024 гг., с помощью акустического доплеровского профилографа течения (ADCP) получены новые данные о скоростях и направлениях стокового течения в зоне переменного подпора Новосибирского водохранилища на участке г. Камень-на-Оби - с. Завьялово в различных гидрологических условиях. Измерения стокового течения проводились в 9-ти створах, рассредоточенных по длине исследуемого участка. Верхний створ -8 км выше г. Камень-на-Оби, нижний створ - район гидрологического поста Остров Дальний (8 км выше с. Завьялово).
Полученные результаты показывают, что в условия половодья, при расходах воды в р. Обь 4500-5000 м3/с, стоковое течение четко проявляется по всей длине исследуемого участка. Его осредненная по
глубине скорость составляет: у г. Камень-на-Оби - 1-1.2 м/с; у с. Спирино - 0.8 м/с, в нижнем створе - 0.2 м/с. При снижении расхода воды до 2000 м3/с скорость течения у г. Камень-на-Оби - 0.8 м/с, у с. Спирино - 0.3-0.4 м/с, в нижнем створе стоковое течение не регистрируется.
Новые данные качественно и количественно хорошо согласуются с результатами наблюдений прошлых лет (1970-х годов), имеющимися в литературе.
Вместе с тем, они имеют более точную пространственную привязку и значительно большее количество точек измерений на поперечном сечении акватории (створе).
Кроме того, в ходе работ разработана методика обработки и отображения выходной информации акустического профилографа, а также получены данные об изменениях рельефа котловины водохранилища в исследуемых створах за пятнадцатилетний период.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interests.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИВЭП СО РАН (проект № 0306-2021-0002 «Изучение механизмов природных и антропогенных изменений количества и качества водных ресурсов Сибири с использованием гидрологических моделей и информационных технологий»).
Список литературы
Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов (АИС ГМВО). [Электронный ресурс]. URL: https://gmvo.skniivh.ru/ index.php?id=1 (дата обращения: 17.02.2023).
Блинов Н.И., Подлипский Ю.И. Режим стокового течения в Новосибирском водохранилище и результаты его моделирования // Труды ЗапСибНИИ Госкомгидромета. 1985. Вып. 70. С. 126-132.
Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. Новосибирское водохранилище и озера бассейна Средней Оби / Ред. В.А. Знаменского, М.Я. Кунявского. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 155 с.
Дьяченко А.В., Марусин К.В., Коломейцев А.А., Вагнер А.А. Натурные исследования пропускной способности рукавов русловых разветвлений и пойменных проток реки Обь на участке Барнаул - Камень-на-Оби // Известия Алтайского отделения Русского географического общества. 2017. №3(46). С. 54-63.
Зиновьев А.Т., Кошелев К.Б., Марусин К.В. Влияние Новосибирского водохранилища на уровни воды реки Обь в период весеннего половодья (территория города Камень-на-Оби) // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2020. № 4. С. 6-18. doi: 10.35567/1999-4508-2020-4-1
Марусин К.В., Дьяченко А.В., Коломейцев А.А. Вагнер А.А. Натурные исследования поля скоростей течения в излучинах реки Обь на территории города Барнаула // Известия
Алтайского отделения Русского географического общества. 2018. № 2 (49). С. 58-66.
Матарзин Ю.М. Гидрология водохранилищ. Пермь: Изд-во ПГУ, ПСИ, ПССГК, 2003. 296 с.
Многолетняя динамика водно-экологического режима Новосибирского водохранилища / В.М. Савкин и др.; отв. ред. О.Ф. Васильев; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т водн. и экол. проблем. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2014. 393 с.
Научная электронная библиотека. [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary. ru/defaultx.asp (дата обращения: 09.09.2024).
Оберемко Ф.А., Подлипский Ю.И. Гидрология, гидрохимия Новосибирского водохранилища и его охрана // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Сибири. Новосибирск: Наука, 1980. 136 с.
Подлипский Ю.И. О скоростях течения и времени добегания воды в Новосибирском водохранилище // Труды ЗапСибНИИ Госкомгидромета. 1981. Вып. 51. С. 47-57.
Руководящий документ. РД 52.08.767-2012. Расход воды на водотоках. Методика измерений акустическими доплеровскими профилографами «Stream Pro» и «Rio Grande». ФГБУ «ГГИ» Росгидромета. 2012. 79 с.
Уровни и температура воды в реках России. [Электронный ресурс]. URL: https:// www.fishingsib.ru/waterinfo/ (дата обращения: 04.07.2024).
Федорова Е.А. Особенности осадконакопления в котловинах водохранилищ равнинного и предгорного типа на примере Новосибирского и Красноярского водохранилищ: Дис. ... канд. географ. наук. Геленджик, 2016. 178 с.
Шлычков В.А. Плановая модель течений для Новосибирского водохранилища // Вычислительные технологии. Т. 16, № 6. 2011. С. 105-114.
Kravtchenko V.V., Golubeva E.N., Tskhai A.A., Tarhanova M.A., Krayneva M.V., Platov G.A. The Novosibirsk reservoir hydrothermal regime model // Bulletin of the Novosibirsk computer center, series: Numerical Modeling in Atmosphere, Ocean, and Environment Studies. 2019. No. 17. P. 31-49.
М9 Advanced River Discharge and Bathymetry Measurement Instrument. URL: https:// www.ysi.com/sontek-m9 (дата обращения: 14.10.2024).
SonTek. RiverSurveyor System Manual. Software Version 4.30. San Diego: SonTek/YSI, 2005. 176 p.
References
Avtomatizirovannaya informatsionnaya sistema gosudarstvennogo monitoringa vodnykh ob"ektov (AIS GMVO) [The automated information data system of the state monitoring of the water bodies]. URL: https://gmvo.skniivh.ru/index.php?id=1 (accessed: 17.02.2023).
Blinov N.I., Podlipskii Yu.I. Rezhim stokovogo techeniya v Novosibirskom vodokhran-ilishche i rezul'taty ego modelirovaniya [The flow conditions in Novosibirsk Reservoir and the results of its mathematical modelling] // Trudy ZapSibNII Goskomgidrometa. [Proc. of
H3eecmun AO PFO. 2024. № 4 (75)
the Goskomgidromet West-Siberian Hydrometeorological Reseach Institute]. 1985. Is. 70. P. 126-132. (in Russian).
Gidrometeorologicheskii rezhim ozer i vodokhranilishch SSSR. Novosibirskoe vodokhra-nilishche i ozera basseina Srednei Obi [The hydrometeorological conditions of the lakes and reservoirs in USSR. Novosibirsk Reservoir and the lakes in the Middle Ob river basin] / Eds. V.A. Znamenskogo, M.Ya. Kunyavskogo. L.: Gidrometeoizdat, 1979. 155 p. (in Russian).
D'yachenko A.V., Marusin K.V., Kolomeitsev A.A., Vagner A.A. Naturnye issledovani-ya propusknoi sposobnosti rukavov ruslovykh razvetvlenii i poimennykh protok reki Ob' na uchastke Barnaul - Kamen'-na-Obi [Field study of relative capacity of Ob river branches and flood plain streams between Barnaul and Kamen-na-Obi] // Izvestiya Altaiskogo otdele-niya Russkogo geograficheskogo obshchestva [Bulletin of the Altai Branch of the Russian Geographical Society]. 2017. No 3(46). P. 54-63. (in Russian).
Zinov'ev A.T., Koshelev K.B., Marusin K.V. Vliyanie Novosibirskogo vodokhranilishcha na urovni vody reki Ob' v period vesennego polovod'ya (territoriya goroda Kamen'-na-Obi) [The Novosibirsk Reservoir Influence on the Ob River Water Levels during Spring Flood Periods (Kamen-na-Obi as a case study)] // Vodnoe khozyaistvo Rossii: problemy, tekhnologii, upravlenie [Water Sector of Russia: problems, technologies, management]. 2020. No 4. P. 6-18. doi: 10.35567/1999-4508-2020-4-1 (in Russian).
Marusin K.V., D'yachenko A.V., Kolomeitsev A.A. Vagner A.A. Naturnye issledovaniya polya skorostei techeniya v izluchinakh reki Ob' na territorii goroda Barnaula [Field study of the flow velocity pattern in Ob river meanders at Barnaul city] // Izvestiya Altaiskogo ot-deleniya Russkogo geograficheskogo obshchestva [Bulletin of the Altai Branch of the Russian Geographical Society]. 2018. No 2 (49). P. 58-66. (in Russian).
Matarzin Yu.M. Gidrologiya vodokhranilishch [The hydrology of reservoirs]. Perm': Izd-vo PGU, PSI, PSSGK, 2003. 296 p. (in Russian).
Mnogoletnyaya dinamika vodno-ekologicheskogo rezhima Novosibirskogo vodokhranil-ishcha [Long-term dynamics of water and ecological regime of Novosibirsk Reservoir] / V.M. Savkin i dr.; otv. red. O.F. Vasil'ev; Ros. akad. nauk, Sib. otd-nie, In-t vodn. i ekol. problem. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 2014. 393 p. (in Russian).
Nauchnaya elektronnaya biblioteka [Electronic Scientific Library]. URL: https://www.eli-brary.ru/defaultx.asp (accessed: 09.09.2024).
Oberemko F.A., Podlipskii Yu.I. Gidrologiya, gidrokhimiya Novosibirskogo vodokhranilishcha i ego okhrana [The hydrology, hydrochemistry and water conservation of Novosibirsk Reservoir] // Problemy ispol'zovaniya i okhrany prirodnykh resursov Sibiri [The problems of management and conservation of the natural resources in Siberia]. Novosibirsk: Nauka, 1980. 136 p. (in Russian).
Podlipskii Yu.I. O skorostyakh techeniya i vremeni dobeganiya vody v Novosibirskom vo-dokhranilishche [On the flow velocities and water lag time in Novosibirsk Reservoir] // Trudy ZapSibNII Goskomgidrometa [Proc. of the Goskomgidromet West-Siberian Hydrometeorolog-
ical Reseach Institute]. 1981. Is. 51. P. 47-57. (in Russian).
Rukovodyashchii dokument. RD 52.08.767-2012. Raskhod vody na vodotokakh. Metodika izmerenii akusticheskimi doplerovskimi profilografami «Stream Pro» i «Rio Grande» [Guidance Document of Rosgidromet. Manual for the water discharge measurements by «Stream Pro» and «Rio Grande» Acoustic Doppler Current Profilers]. FGBU «GGI» Rosgidrometa. 2012. 79 p. (in Russian).
Urovni i temperatura vody v rekakh Rossii [Water level and water temperature values in Russian rivers]. URL: https://www.fishingsib.ru/waterinfo/ (accessed: 04.07.2024).
Fedorova E.A. Osobennosti osadkonakopleniya v kotlovinakh vodokhranilishch ravnin-nogo i predgornogo tipa na primere Novosibirskogo i Krasnoyarskogo vodokhranilishch [The characteristics of sediment deposition processes in peneplain and submontane reservoirs (Novosibirsk Reservoir and Krasnoyarsk Reservoir as a cases study)]: PhD (Cand. of Geogr.) thesis. Gelendzhik, 2016. 178 p. (in Russian).
Shlychkov V.A. Planovaya model' techenii dlya Novosibirskogo vodokhranilishcha [Two-dimensional depth-averaged mathematical model for the flow in Novosibirsk Reservoir] // Vychislitel'nye tekhnologii [Journal of Computational Technologies]. Vol. 16. No 6. 2011. P. 105-114. (in Russian).
Kravtchenko V.V., Golubeva E.N., Tskhai A.A., Tarhanova M.A., Krayneva M.V., Platov G.A. The Novosibirsk reservoir hydrothermal regime model // Bulletin of the Novosibirsk computer center, series: Numerical Modeling in Atmosphere, Ocean, and Environment Studies. 2019. No. 17. P. 31-49.
M9 Advanced River Discharge and Bathymetry Measurement Instrument. URL: https:// www.ysi.com/sontek-m9 (accessed: 14.10.2024).
SonTek. RiverSurveyor System Manual. Software Version 4.30. San Diego: SonTek/YSI, 2005. 176 p.
FIELD STUDIES OF THE FLOW IN THE DAM VARYING BACKWATER ZONE OF NOVOSIBIRSK RESERVOIR
K.V. Marusin, A.V. Dyachenko
Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, Barnaul E-mail: E-mail: [email protected], [email protected]
The paper presents the results of the flow velocity and direction measurements over the 120 km long reach in the dam varying backwater zone of the Novosibirsk Reservoir under various hydrological conditions. A Sontek Acoustic Doppler Current Profiler was used for the measurements. The measurements were carried out at 9 cross-sections distributed along the length of the reach. The upper cross-section was located 8 km upstream of Kamen-na-Obi city, the lower cross-section was nearby Ostrov Dalnij hydrological station (8 km upstream of Zavyalovo village). Two series of the measurements were conducted at the cross-sections: in August 2009 and in June 2024. In 2024, the work was carried out under the Ob River flood conditions and
in time of the reservoir filling process. In 2009, that was done during the Ob river summer low-water period and under the reservoir normal water level conditions. It is shown that during flood conditions, with the water discharge values of4500-5000 m3/s, the flow is clearly sensed along the entire length of the studied reach. The depth-averaged flow velocity is: at Kamen-na-Obi city - 1-1.2 m/s; at Spirino village - 0.8 m/s, at the lower cross-section - 0.2 m/s. When the water flow discharge decreases to 2000 m3/s, the flow velocity at Kamen-na-Obi city is 0.8 m/s, at Spirino village - 0.3-0.4 m/s, at the lower cross-section the flow is not sensed at all.
Key words: Novosibirsk Reservoir; dam varying backwater zone; water flow; field data; Acoustic Doppler Current Profiler.
Received October 21, 2024. Accepted: November 20, 2024 Сведения об авторах
Марусин Константин Валерьевич - научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики Института водных и экологических проблем СО РАН. Россия. 656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, д. 1. ORCID: 0000-0003-1565-8326. E-mail: [email protected].
Дьяченко Александр Владимирович - научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики Института водных и экологических проблем СО РАН. Россия. 656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, д. 1. ORCID: 0000-0003-4178-8415. E-mail: [email protected].
Information about the authors
Marusin Konstantin Valerievich - a researcher at the Laboratory of Hydrology and Geoin-formatics of the Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (IWEP SB RAS). 1, Molodezhnaya St., 656038 Barnaul, Russia. ORCID: 0000-0003-1565-8326. E-mail: [email protected].
Dyachenko Alexander Vladimirovich - a researcher at the Laboratory of Hydrology and Geoinformatics of the Institute for Water and Environmental Problems SB RAS (IWEP SB RAS). 1, Molodezhnaya St., 656038 Barnaul, Russia. ORCID: 0000-0003-4178-8415. E-mail: [email protected].
