A study of impact of discharge regime of Nizhny Novgorod hydroelectric complex on hydrological conditions of its lower reaches

DOI: https://doi.org/10.37890/jwt.vi85.657

Abstract

An effect of modes of flow discharge of the Nizhny Novgorod hydroelectric complex on the water level in the Volga River according to the data of the Gorodets hydraulic station is analyzed in the paper. The dependences of the water level on both the stationary H(Qstac) and the average H(Qsr) values of the daily flow rate are obtained. The results of the study showed that daily variations of the water level in the vicinity of the hydroelectric complex for the period from May 18 to May 25, 2022 correspond to changes in the stationary discharge flow Qstac. And the dynamics of the daily discharge of Qdin does not affect the water level in the flow range studied. At the same time, taking into account the daily dynamic consumption of Qdin within the average daily volume of Qsr leads to an overestimation of its calculated values. The previous study [1] showed that the source of this deviation is an effect of the hydrodynamics of the discharge stream being determined by the morphology of the bottom in the energy section of the lower reaches of the Nizhny Novgorod hydroelectric complex. Field measurements of the spatial parameters of the wave field revealed the presence of two orthogonally oriented streams in the water area [2]. Each of them serves as a generator of a wave system consisting of several harmonics. And their spatial superposition in the daytime forms a wavy surface profile with a pronounced decrease of the water level towards the locks gateway under an action of the discharge stream with the increased dynamic volume of Qdin.

Keywords: Nizhny Novgorod hydroelectric power plant, lower reach, flow discharge, average daily water flow, dynamics of water flow, water level, bottom morphology, wave harmonics

References

1. Шишкина О.Д., Капустин И.А., Доброхотова Д.В. Особенности влияния гидрологии речного потока на морфологию размываемого русла с неоднородным поперечным профилем.//Проблемы экологии Волжского бассейна: Труды 8-й всероссийской научной конференции (ВОЛГА-2023). – ФГБОУ ВО «ВГУВТ». – 2023. – URL: http://вф-река-море.рф/ECO/2023/PDF_ECO/eco58.pdf (дата обращения 09.10.2025).
2. Molkov A.A., Kapustin I A., Grechushnikova M.G., Dobrokhotova D.V., Leshchev G.V., Vodeneeva E.L., Sharagina E.M., Kolesnikov A.A. Investigation of water dynamics nearby hydroelectric power plant of the Gorky Reservoir on water environment: case study of 2022 // Water. 2023. Vol 15. Is 17, Pp. 3070. DOI: https://doi.org/10.3390/w15173070
3. Фролов Р.Д. Улучшение судоходного состояния Волги в нижнем бьефе Нижегородской ГЭС путем корректировки режима регулирования речного стока каскадом верхне - волжских водохранилищ, Эрозионные и русловые процессы, ред. Р.С. Чалов, М.Ю. Белоцерковский, С.Н. Ковалев. Москва, Издательство МГУ, 2000, С. 190–200.
4. Глотко А.В., Беликов В.В., Борисова Н.М., Васильева Е.С., Румянцев А.Б. Численные гидродинамические исследования для обоснования компоновки Нижегородского низконапорного гидроузла // Строительство: наука и образование. 2019. №9(2). С. 1–21. DOI: 10.22227/2305-5502.2019.2.3.
5. Агеев С.О. Обоснование целесообразности суточного регулирования стока низконапорным гидроузлом // Научные проблемы водного транспорта. 2020. №62. С. 136–146. DOI: https://doi.org/10.37890/jwt.vi62.44
6. Ситнов А.Н., Агеев С.О. Математическая модель и алгоритмизация процесса решения задачи внутрисуточного регулирования сброса воды через Нижегородский низконапорный гидроузел // Научные проблемы водного транспорта. 2021. №66(1). С. 153–164. DOI: https://doi.org/10.37890/jwt.vi66.153.
7. Рахуба А.В. Моделирование динамики примеси в нижнем бьефе водохранилища при экстремальных попусках ГЭС // Водное хозяйство России. 2010. № 4. С. 28–40. DOI: https://doi.org/10.35567/1999-4508-2010-4-3.
8. Рахуба А.В. Длинноволновая динамика и ее влияние на формирование качества вод водохранилища суточного регулирования // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. №5(13). С. 196–203. URL: https://www.ssc.smr.ru/media/journals/izvestia/2011/2011_5_196_203.pdf (дата обращения 09.10.2025).
9. Александровский А.Ю., Борщ А.С. Пропуск максимальных расходов воды через гидроузлы Волжско-Камского каскада с учётом негоризонтальности зеркала и предполоводной сработки водохранилища // Новое в российской электроэнергетике. 2019. №2. С. 47 – 54. URL:
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36995735 (дата обращения 03.09.2025).
10. Сазонов А.А. Особенности гидрологического и руслового режимов на приплотинном участке нижнего бьефа Нижнекамской ГЭС // Вестник ВГАВТ. 2013. №37. С. 206–212. URL: http://journal.vsuwt.ru/public/v_arc/v37.pdf
(дата обращения 09.10.2025).
11. Шишкина О.Д. Исследование влияния морфологии приплотинного участка на гидрологические условия подходов к системе шлюзов Городецкого гидроузла.//Транспорт. Горизонты развития. 2024: Материалы международного научно-практического форума. ФГБОУ ВО «ВГУВТ». – 2024. – URL: http://вф-река-море.рф/2022/6_15.pdf (дата обращения 09.10.2025).
12. WinRiver II Software User's Guide. – URL: https://corr-tek.it/wp-content/ uploads/2022/07/WinRiver-II-User-Guide_.pdf (дата обращения 09.10.2025).
13. Мальцев К.А., Мухарамова С.С. Построение моделей пространственных переменных (с применением пакета Surfer). Казань.: Казанский университет, 2014. 103 с.
14. Асарин А.Е., Бестужева К.Н. Водно-энергетические расчёты. Москва.: Энергоатомиздат, 1986. 224 с.

Author Biographies

Olga D. Shishkina , FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, Russia

Ph.D. in Engineering Science, Research Fellow, FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences (IAP RAS), 46, Ul’yanov st., Nizhny Novgorod, 603950

Dar’ya V. Dobrokhotova , FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, Russia

Assistant Researcher, FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences (IAP RAS), 46, Ul’yanov st., Nizhny Novgorod, 603950

Ivan A. Kapustin , FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, Russia: Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

Ph.D. in Physico-Mathematical Science, Senior Researcher, FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences (IAP RAS), 46, Ul’yanov st., Nizhny Novgorod, 603950, Senior researcher of the Department of Hydrodynamics, Vessel Theory and Ecological Safety, Volga State University of Water Transport, 5, Nesterov st., Nizhny Novgorod, 603950

Alexander A. Molkov , FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, Russia; Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

Ph.D. in Physico-mathematical science, Research Fellow, FRC Institute of Applied Physics of Russian Academy of Sciences (IAP RAS), 46, Ul’yanov st., Nizhny Novgorod, 603950, Senior researcher of the Department of Hydrodynamics, Vessel Theory and Ecological Safety, Volga State University of Water Transport, 5, Nesterov st., Nizhny Novgorod, 603950

Published
19-12-2025
How to Cite
Shishkina, O. D., Dobrokhotova, D. V., Kapustin, I. A., & Molkov, A. A. (2025). A study of impact of discharge regime of Nizhny Novgorod hydroelectric complex on hydrological conditions of its lower reaches . Russian Journal of Water Transport, (85), 224-235. https://doi.org/10.37890/jwt.vi85.657
Issue
No 85 (2025): Russian Journal of Water Transport
Section
Water transport operation, waterways, communications and hydrography