Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим

При резком снижении уровня воды в зону действия дрейфовых течений вступают более мелкие наносы, которые сформировались ранее у подошвы береговых форм. Вдольбереговые течения переносят эти наносы на большие расстояния, образуя удлиненные косы и гряды, отделяющие от основной части акватории большинство мелководных заливов, прибрежных озер, болотистых понижений. При второй фазе высыхания, береговое очертание озера обретает более округлую форму, в связи с чем площадь акватории озера и затраты воды на испарение значительно уменьшаются, а миграция солей в береговые отшнуровывающиеся заливы, наоборот, увеличивается. За счет выправления линии берегов и отшнурования излишних заливов озеро, тем не менее, стремится к самосохранению. При дальнейшем понижении уровня водоема в сферу действия ветровых течений вступают донные отложения, которые активно углубляют дно и в силу вступает третья фаза усыхания бессточного водоема – происходит самоуглубление мелководного водоема и его разделение на отдельные части. В результате в жизнь вступает блуждающее в собственных песчаных отложениях озеро, которое заполняется лишь в отдельные многоводные годы [40; 50].
Одним из недостатков водоема округлой формы является большая величина ветрового нагона – сгона из-за сильных ветров и пологих берегов. Образуется эффект смещения зеркала воды, ведущий к увеличению эффективной площади испарения и затраты воды на попеременное увлажнение берегов. Поэтому мелководное озеро на третьей фазе усыхания за счет механизма самоуглубления стремится создать более крутые берега из повторно просеянных частиц песка, сцементированных глинистым материалом и корнями тростника, то есть получается своеобразная «переупаковка» частиц грунта на берегах. При этом также возрастает отток солей в берега, которые после спада уровня высыхают и уносятся на значительные расстояния. Это достаточно большая расходная статья в солевом балансе бессточного водоема, который стремится остаться пресноводным.
Ретроспективный анализ морфометрических характеристик бессточных водоемов (Арал, Балкаш, Алаколь, Тениз и др.) показывает, что в конце 70-х годов они находились в первой фазе развития водоема. Их берега были сильно изрезанными с многочисленными заливами, с прибрежными озерами, низкими болотистыми берегами, где концентрировалась основная масса биоценоза этих водоемов. В настоящее время озера Балкаш, Тениз и Алаколь продолжают сохраняться во второй фазе усыхания.
Приведенные сведения о последовательных фазах усыхания аридных водоемов имеют важное практическое значение. В каждой фазе аридный водоем имеет определенный запас жизненных сил: его морфометрические характеристики, благодаря описанным выше механизмам самосохранения, приведены в соответствии со сложившимся водно-солевым балансом и с оставшимися видами гидробиоценоза. Зная этот баланс, можно продлить период существования водоема в данной фазе или перевести в другую более высокую фазу жизнедеятельности.
На уровне правительства РК принято решение сохранить оз. Балкаш во второй фазе усыхания, в пределах отметок его уровня 340,5 м и 341,5 м [52]. Нижняя отметка соответствует вековому минимуму, который имел место в 1883 г. Если снизить уровень озера ниже этого минимума, то может полностью высохнуть дельта р. Иле и западная, более обжитая часть озера. Если поднять уровень озера выше предлагаемого максимума, то вновь зальются водой отчленившиеся заливы и прибрежные озера, которые за последние 20 – 25 лет превратились в достаточно глубокие котловины выдувания. Следовательно, на заполнение этих котловин будут израсходованы значительные водные ресурсы, которые в регионе ограничены. Поэтому предложено не поднимать уровень озера выше отметки 341,5 м, а в многоводные годы излишки воды собирать в Капшагайском водохранилище.
Для обоснования проектного задания и рабочих чертежей ЭГРЭС-1 НОТЭП были проведены изыскательские работы в течение 1963-1978 гг. по гидрологии озер Жанкельды, Шандаксор и другим источникам: испарение с водной поверхности, уровни воды озер, сток воды по логам, водный и солевой балансы оз. Жанкельды в период промывки грунтов ложа от солей и др.) [53]. Дальнейшие многолетние гидрологические исследования были продолжены отделом гидрологии КазНИИЭ под руководством А.П. Браславского, А.В. Безызвестных и В.А. Корж. Для водохозяйственных расчетов по водохранилищу-охладителю ЭГРЭС-1, согласно материалам изысканий НОТЭП, приняты следующие исходные данные:
1) в средний по водности год: а) осадки на водную поверхность – 231 мм, в том числе за: IV-X месяцы – 180 мм; XI- III – 51 мм; б) годовой сток с площади водосбора – 0,9 . 106 м3; в) годовое испарение с водной поверхности – 85 см, в том числе за IV-X месяцы 62 см.
2) год 95% обеспеченности (маловодный): а) осадки на водную поверхность – 90 мм, в том числе за IV-X – 60 мм; за XI- III – 30 мм; б) годовой сток – 0; в) испарение с водной поверхности – 93 см в год.
3) год 1% обеспеченности (многоводный): а) осадки на водную поверхность – 538 мм, в том числе за IV-X – 416 мм, XI- III -122 мм. Испарение в водной поверхности -22,4 см в год.
Наполнение водохранилища и восполнение безвозвратных потерь возможно осуществлять из КЕК, в водном балансе которого учтены необходимые расходы для ЭТЭК: в летний период расход воды не более 75 м3/с, в зимний около 42 м3/с.
Начиная с 1977 г. ложе оз. Жанкельды было дважды промыто водой КЕК по принципу «наполнение-сброс»: за период с 23 сентября 1977 г. по 12 июня 1979г. произведено поэтапно 5 сбросов воды в оз. Карасор общим объемом 21,29х106  м3, с ним сброшено солей около 467 тыс. т. С 8 октября 1979 г. началось эксплуатационное заполнение водохранилища ЭГРЭС – 1, которое закончилось к 28 ноября 1979 г.
Озеро Шандаксор в 1977 г. было разделено на три основных котловины, годовая амплитуда уровня в которых составила 50-65 см. Амплитуда уровня на оз. Карасор составила 38 см, глубина воды не более 5 см. Сток воды в половодье 1977 г. по логу Актасты наблюдался только с 28 марта по 20 апреля и составил 1,15х106  м3, что близко к среднегодовым величинам. Амплитуда уровня в это время возрастает до 106 см, средняя мутность воды – до 239 г/см3 при среднегодовом расходе наносов 0,009 кг/сек.
С момента ввода в эксплуатацию ВО ЭГРЭС-1 сотрудниками КазНИИЭ проводились измерения уровня воды, объема подпитки и других статей водного баланса. Поскольку для водоемов такого типа впервые применена плановая схема совмещения мест донного забора и поверхностного сброса циркуляционной воды (совмещенная схема) с использованием эффекта температурной стратификации, гидрологические исследования представляют как теоретический, так и практический интерес. Так, за период с сентября 1983г. по август 1984 г. уровень воды поддерживался на отметке 158,17 м БС (по проекту 158,5 м), а средняя величина мощности станции достигла 1500 мВТ (по проекту 400мМВТ). Площадь ВО ЭГРЭС-1 -19,5 км2, средняя глубина 4,6м, циркуляционный расход воды на охлаждение конденсаторов турбин при 8 энергоблоках – в среднем 120 м3/с.
Выполнен также расчет слагаемых уравнения водного баланса за период с IX 1983 по VIII 1984 гг. по месячным интервалам времени с невязкой за годовой интервал в среднем 5 % [54; 55]. За это время водохранилище ЭГРЭС-1 пополнило свой объем водой из КЕК на 57,25 млн.м3, за счет выпавших на акватории атмосферных осадков на 5,44 млн.м3 и притока подземным путем на 3,96 млн.м3. Общий приток воды в ВО ЭГРЭС-1 составил 79,28 млн.м3, которым были восполнены потери воды на испарение— 27,96, гидрозолоудаление (ГЗУ) –37,33 и фильтрацию через плотины № 1-3 – 0,07 млн.м3.
ВО ЭГРЭС-2 начало функционировать в 1989 г., мощность станции, как и ГРЭС-1, составляет 4000мВТ. При НПУ 132,5 м БС имеет площадь 42,7 км2, средняя глубина 6,1м, длина 8,5 км, ширина 6,5 км, объем около 286 млн.м3.