Анотація до роботи:

Тімченко О.В. Гідрологічні чинники формування кисневого режиму Канівського водосховища. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.07 – гідрологія сущі, водні ресурси, гідрохімія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, географічний факультет, Київ, 2007.

На підставі встановлення закономірностей впливу гідрологічних процесів на формування кисневого режиму Канівського водосховища розроблено засоби його поліпшення в критичні періоди. Методологія базується на регулюванні об’ємів та режиму попусків вище та нижче розташованих ГЕС.

Для поліпшення кисневого режиму верхньої (річкової) ділянки водосховища в літній період запропоновано збільшення об’ємів попусків Київської ГЕС та підтримання нерівномірного їх режиму. В зимовий період підвищення концентрації кисню у воді річкової ділянки досягається збільшенням розмірів пригреблевої ополонки. Розроблено методику призначення режиму попусків ГЕС, які можуть забезпечити необхідний розмір ополонки та достатню кількість надходження до неї кисню за рахунок атмосферної аерації.

Для поліпшення кисневого режиму нижньої (озерної) ділянки водосховища як в літній, так і в зимовий періоди рекомендується активізувати внутрішній водообмін шляхом асинхронної роботи Київської та Канівської ГЕС. Контрольні розрахунки за запропонованою методикою та результати натурних спостережень показують, що найбільшого ефекту можна досягти на так званих застійних зонах, у тому числі в місцях зимівлі риб (зимувальних ямах).

1. На підставі узагальнення матеріалів багаторічних спостережень і результатів досліджень автора встановлено, що кисневий режим Канівського водосховища як водойми з активною проточністю характеризується дещо кращими показниками, ніж інші водосховища дніпровського каскаду. Водночас, в літній та зимовий періоди ці показники можуть сягати інколи екстремально низьких значень.

2. З метою поліпшення кисневого режиму як верхньої (річкової) так і нижньої (озерної) ділянок Канівського водосховища в зазначені критичні періоди рекомендовано методологію, яка базується на регулюванні об’ємів та режиму попусків ГЕС. Відмінність гідрологічних і пов’язаних з ними гідрохімічних та біологічних умов формування кисневого режиму цих ділянок зумовила дещо різний методичний підхід до розробки конкретних важелів штучного покращення в них показників розчиненого у воді кисню.

3. Влітку підвищення концентрації кисню у воді річкової ділянки водосховища можна здійснювати шляхом збільшення об’ємів та нерівномірності попусків Київської ГЕС. Несталий режим стоку і коливання рівня води зумовлюють посилення водообміну між основним руслом та придатковою мережею. Оскільки в літній період в придатковій водній мережі за рахунок процесів фотосинтезу водяної рослинності вміст кисню у воді, як правило, більший, то зазначений водообмін сприяє поліпшенню кисневого режиму в основній русловій мережі (до 1,5 – 2 мг О₂/дм³ за термін перебування води на ділянці).

4. За умови особливо низьких показників вмісту кисню у воді озерної ділянки водосховища влітку покращення кисневого режиму досягається:

а) несинхронною роботою Київської та Канівської ГЕС, що призводить до підйому рівня води і посилення водообміну між збагаченими на кисень мілководдями і основною акваторією (вміст кисню у воді основної акваторії збільшується на 0,1–0,2 мг/дм³ за один цикл підйому рівня);

б) збільшенням об’ємів попусків обох ГЕС (зростання транзитних витрат від 300 до 3000 м³/с зумовлює збільшення коефіцієнта атмосферної аерації до 3 разів);

в) експлуатацією агрегатів Канівської гідроакумулятивної електростанції, що проектується, яка активізуватиме динаміку вод та зумовить підвищення коефіцієнта атмосферної аерації на 30 – 40 %.

5. Єдиним засобом поліпшення кисневого режиму річкової ділянки водосховища в зимовий період може бути збільшення ополонки у нижньому б’єфі Київської ГЕС. Розроблено технологію регулювання довжини ополонки, яка базується на урахуванні основних складових теплового балансу. Визначено величини приросту вмісту кисню за рахунок атмосферної аерації в межах ополонки та необхідні об’єми і витрати попусків ГЕС. Запропоновано відповідні формули і номограми.

6. Збільшення концентрації кисню у воді озерної ділянки водосховища взимку можна досягнути короткочасними коливаннями рівня води, генерованими асинхронною роботою Київської та Канівської ГЕС. За реально можливого найвищого підйому рівня (до 50 см) в так званих застійних зонах, у тому числі в місцях зимівлі риб, вміст кисню можна збільшити на 0,6–0,7 мг/дм³.

7. Методичні розробки заходів поліпшення показників розчиненого у воді кисню в Канівському водосховищі відкривають шлях до системного вирішення проблеми управління кисневим режимом каскадних водосховищ, де існують можливості штучного регулювання водного режиму попусками ГЕС.

Публікації автора:

1. Тимченко В.М., Петренко Л.В., Тимченко О.В. Методика расчета и прогноза размеров полыней в нижних бьефах Киевской и Каневской ГЭС // Наук. праці УкрНДГМІ. – Вип. 247. – К.: Ніка-Центр, 1999. – С. 150–158 (Здобувачем проведено розрахунок терміну стабілізації ополонки, побудова емпіричних залежностей для розрахунку довжини ополонки).

2. Оксиюк О.П., Тимченко В.М., Якушин В.М., Линник П.М., Меленчук Г.В., Петренко Л.В., Тимченко О.В. Прогнозирование и пути улучшения кислородного режима Киевского водохранилища в зимний период. –Киев: Ин-т. гидробиологии НАНУ, 2000. – 44 с. (Здобувачем проведено оцінку гідрологічних умов і гідрофізичних процесів формування кисневого режиму).

3. Timchenko V.M., Timchenko O.V. Technology of struggle with fish suffocation in winter period for the Dnieper reservoirs // Ecohydrology and Hydrobiology. – 2001. – Vol. 1, № 3. – P. 373–375. (Побудова залежностей приросту кисню в озерній ділянці водосховища від короткочасних попусків ГЕС).

4. Пелешенко В.І., Тімченко О.В. Оцінка процесу формування кисневого режиму заток Дніпра в районі Києва // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. – Київ: Ніка-центр, 2001. – Том. 2, – С. 488-492. (Розробка балансової моделі формування кисневого режиму заток Дніпра, контрольні розрахунки).

5. Тимченко В.М., Петренко Л.В., Тимченко О.В. Регулирование содержания кислорода в воде Каневского водохранилища в зимний период // Гидробиол. журн., 2001. – Т. 37, № 6. – С. 89–94. (Розрахунки терміну стабілізації параметрів ополонки, уточнення методу розрахунку коефіцієнта атмосферної аерації, побудова розрахункових номограм, написання статті).

6. Плазий Е. П., Тимченко О. В. Трансформация попусковых волн ГЭС как фактор функционирования экосистем речных участков Днепровских водохранилищ // Наук. записки Тернопільського педуніверситету. Серія: Біологія. Спец. випуск «гідро екологія». – 2001. – №4 (15). – С. 214–215. (Натурні дослідження та побудова залежностей амплітуди коливання рівня води від морфометричних характеристик річкової ділянки каскадного водосховища).

7. Оксиюк О. П., Тимченко В. М., Давыдов О. А., Дьяченко Т.Н., Якушин В.М., Зеленчук Г.В., Тимченко О.В. Экологические попуски Киевской ГЭС. – Киев: ЛОГОС, 2003. – 72 с. (Загальна характеристика та оцінка особливостей водного режиму річкової ділянки Канівського водосховища).

8. Тимченко В.М., Оксиюк О.П., Тимченко О.В. Возможность регулирования кислородного режима днепровских водохранилищ в зимний период попусками ГЭС // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. – Київ: Ніка-центр, 2003. – Том 5. – С. 195–205 (Оцінка впливу водного режиму на вміст кисню у воді річкових і озерних ділянок дніпровських водосховищ, експедиційні дослідження, збір та обробка матеріалів, аналіз результатів розрахунків).

9. Тімченко О.В. Вплив зимових екологічних підйомів рівня води на кисневий режим "затишних зон" Кременчуцького водосховища // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. – Київ: Ніка-центр, 2003. – Том 5. – С. 303–307.

10. Линник П.М., Тімченко О.В. Кисневий режим Канівського водосховища і можливі шляхи його поліпшення в критичних умовах // Наук. праці УкрНДГМІ. – Вип. 251. – К.: Ніка-центр, 2003. –204 с. (Визначення основних чинників формування кисневого режиму Канівського водосховища, розробка методики збільшення вмісту кисню в зонах динамічного затишку).

11. Тимченко В.М., Меленчук Г.В., Лукашенко Н.С., Тимченко О.В. Стан та перспективи розвитку методичної бази управління якістю водного середовища каскадних водосховищ шляхом регулювання їх водного режиму / Наук. записки Тернопіль. нац. пед. ун-ту. – Серія: Біологія. Спец. випуск „Гідроекологія”, 2005. – №3 (26). – С. 430–431. (Адоптація сучасної методики управління станом водних екосистем для озерних ділянок каскадних водосховищ).

12. Тимченко В.М., Дубняк С.С., Тимченко О.В. Моделирование течений в водоемах Украины при экологических исследованиях / Наук. записки Тернопіль. Нац. пед. Ун-ту. – Серія: Біологія. Спец. випуск „Гідроекологія”, 2005. – №3 (26). – С. 432–433. (Оцінка обмежень використання моделі „мілкої” води при еколого-гідрологічних дослідженнях водойм України).

13. Тимченко В.М., Оксиюк О.П., Тимченко О.В. Методические аспекты регулирования кислородного режима речных участков днепровских водохранилищ в летний период (на примере Киевского участка Каневского водохранилища) // Гидробиол. журн., 2006. – Т. 42, № 1. – С. 99–107. (Розробка методики визначення зміни концентрації кисню в придатковій водоймі за рахунок водообміну з основним руслом).

14. Тимченко В.М., Тимченко О.В. Застосування моделювання динаміки вод при розробці способів поліпшення кисневого режиму каскадних водосховищ. / Природничий альманах. Біол. науки, вип. 8. Збірник наук. праць. – Херсон, 2006. – С. 234–251 (Розробка основних положень методики моделювання показників кисню каскадних водосховищ).

15. Тимченко В.М., Петренко Л.В., Тимченко О.В. Регулирование длины приплотинной полыньи попусками Киевской ГЭС на Днепре // Тр. V Всероссийской конференции «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей». – М., 1999. – С. 152–154. (Здобувачем проведено розрахунки терміну стабілізації параметрів ополонки).

16. Линник П.М., Тімченко О.В. Особливості формування кисневого режиму Канівського водосховища // Тези ІІ Всеукраїнської конференції „Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія”. – К., 2003. – С. 97–98. (Оцінка чинників, що визначають кисневий режим Канівського водосховища та визначення залежностей вмісту кисню у воді від об’ємів попусків ГЕС).

17. Тимченко В.М., Дубняк С.С., Тимченко О.В. Опыт применения метода полных потоков при моделировании циркуляции вод во внутренних водоемах // Тр. VІ Всерос. конф. «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей». – М., 2004. – С. 98–100. (Верифікація результатів математичного моделювання течій на крупних мілководних водоймах України).