Введение. Крымский полуостров относится к территориям с низкой водообеспеченностью для среднего года Р=50 %, водообеспеченность составляет 0,4 тыс. м3/год на 1 человека, в целом по РФ – 29,1 тыс. м3/год на 1 человека. На территории Крымского полуострова расположено 15 водохранилищ естественного стока с суммарным объемом при НПУ W=253,12 млн. м3 [1]. Суммарное водопотребление Крыма на 1990 г. составляло 3909,09 млн. м3, в том числе 3202 млн. м3 (81,91 %) – вода Северо-Крымского канала; 296,73 млн. м3 (7,59 %) – речные воды (местный сток, аккумулированный в водохранилищах и прудах); 257,85 млн. м3 (6,60 %) – подземные воды; 152,51 млн. м3 (3,90 %) – морские воды [3, 6].С 2014 г. Украиной подача воды по Северо-Крымскому каналу прекращена и водопотребление изменено. В Крыму ныне эксплуатируется 8 водохранилищ Северо-Крымского канала с суммарным объемом при НПУ W=185 млн. м3, на сегодняшний день они наполнены менее чем на 50 %.На территории Крымского полуострова имеется 1657 рек, ручьев и балок общей длиной около 6 тыс. км. Гидрологическая сеть Крыма включает 34 гидропоста (1 гидропост в Крыму приходится на 794 км2 площади водосбора). Для сопоставления. Площадь водосбора, в км2, приходящейся на 1 один гидропост составляет: во Франции – 203 км2, в Великобритании – 175 км2, в Германии – 119 км2, в Японии – 67 км2.Малая река Черная имеет длину 35 км и площадь водосбора 427 км2. Первая рукописная работа о р. Черная была подготовлена 80 лет назад (1939 г.) сотрудником Крымского гидрометеобюро П.М. Шликарь [6].Гидропост в низовье малой р. Черная у с. Хмельницкое был установлен в 1946 г. (площадь водосбора F=342 км2, средняя высота водосбора Нср=520 м). На период проектирования и строительства Чернореченского водохранилища на р. Черная гидрологическая информация была достаточно скудной. Грунтовая плотина была построена в 1956 г., имела высоту Н=28 м, длину L=1082 м и создавала водохранилище объемом W=33,2 млн. м3. В период с 1979 г. по 1984 гг. была проведена реконструкция грунтовой плотины Чернореченского водохранилища, в результате которой увеличена высота плотины на 8 м (Н=36 м), доведя полный объем при НПУ до W=64,2 млн. м3, а полезный – до 61,2 млн. м3.Чернореченское водохранилище является основным источником водоснабжения в городе Федерального значения Российской Федерации Севастополе и самым крупным водохранилищем естественного стока (площадь зеркала составляет 604 га, объем воды при НПУ – 64,2 млн. м3) Крымского полуострова, предназначено для водообеспечения населения города (443 тыс. 212 чел. на 01.01.2019 г.). Комплекс ГТС Чернореченского водохранилища относится к ГТС I класса – чрезвычайно высоко опасности и находится под постоянным государственным надзором Ростехнадзора.Комплекс ГТС Чернореченского водохранилища эксплуатируется 63 года и на нем начали проявляться проблемы старения сооружений.Цель исследования – обосновать безопасность комплекса гидротехнических сооружений (ГТС) Чернореченского гидроузла при пропуске паводка Р=0,1 % обеспеченности (основной расчетный случай) с учетом трансформации части объема водохранилищем и пропуске паводка Р=0,01 % (поверочный расчетный случай с учетом гарантированной поправки) всеми водопропускными сооружениями гидроузла [2 – 12, 14, 15].Основные характеристики дождевого паводка за весь жизненный цикл Чернореченского гидроузла, используемые при расчётах трансформации максимального расхода воды водохранилищем: максимальный расход Q0,01% = 660 м3/с; объём паводка W0,01% = 89,4 млн. м3;  продолжительность паводка T = 5,5 сут; продолжительность подъёма t1 = 1,25 сут; продолжительность спада t2 = 4,25 сут.В данных расчётах водохранилище характеризуется «батиграфическими кривыми» (рис. 1), из которых устанавливается ёмкость форсировки (трансформации) расходов воды и глубина слоя форсировки: Vф = WФПУ – WНПУ = 81,0 – 64,2 = 16,8 млн. м3;  hф = 263,30 – 261,00 = 2,30 м.Рис. 1. Фрагменты батиграфических кривых водохранилища на р. ЧернаяВ состав водосбросных и водопропускных сооружений Чернореченского ГУ входят: автоматический водосброс; донный водовыпуск из четырёх ниток трубопровода; водозаборное сооружение из двух ниток трубопровода. Водохозяйственный расчёт водохранилища на пропуск максимальных расходов выполняется на основе уравнения баланса воды в водохранилище. В общем виде баланс воды в водохранилище за время dt может быть выражен следующим дифференциальным уравнением:  где Q – расчётный расход во входном створе водохранилища, м3/с; Qсб – расход в створе водосбросного сооружения (сбросной расход); Ω – площадь водной поверхности водохранилища; уровень воды в водохранилище, м.При детальных балансовых расчётах применяют различные приёмы приближенного интегрирования. При этом весь период половодья делят на конечные малые интервалы времени, в течение которых расходы притока и сброса можно считать изменяющимися линейно.Гидрограф модели паводка приведен на рис. 2.Рис. 2. Расчётный гидрограф паводка 0,01% обеспеченностиУравнение с конечными интервалами времени примет вид:,где ΔW – изменение объёма водохранилища; индексы н и к означают начало и конец расчётного интервала времени.В уравнении неизвестны сбросной расход Qсб.к  и объём водохранилища Wк на конец интервала.Расчет выполнен численными табличными способами. В начале первого расчётного интервала расходы притока и сброса равны нулю. В конце интервала приток определяют, как ординату гидрографа половодья (паводка) и вычисляют объём стока за интервал. Сбросной расход на конец интервала неизвестен; задаются отметкой уровня воды в водохранилище на конец интервала Z ' к   и по графику пропускной способности водосброса находят в первом приближении сбросной расход. Решая уравнение баланса воды в водохранилище, находим его объём на конец интервала, и по батиграфической кривой Z = f(W) устанавливаем соответствующую отметку уровня воды ZУВ. Если ZУВ и Z 'к  не совпадают, то изменяется отметка Z 'к и расчёт повторяется.  Конечный расход стока Qк, сбросного расхода Qсб.к и ёмкости Wк одного интервала являются начальными для последующего. В результате расчёта находят ординаты гидрографа сбросных расходов (расходы и уровни). Сбросные расходы вычисляют в зависимости от уровня воды в водохранилище. При заданных условиях в указанных границах возможно переполнение водохранилища; уровень может подняться до отметки 264,30 м, т.е. на 1,0 м выше отметки ФПУ. По оценке баланса притока и сброса, необходима предпаводковая сработка водохранилища ~ 20,0 млн. м3, до отметки 256,40 м БС. В этом варианте предусмотрено включение водовыпуска на пропуск расходов с началом паводка; величина этих расходов будет зависеть от устанавливающегося уровня воды в водохранилище.Результат расчёта показывает, что даже при столь глубокой сработке уровня (до отметки 256,40 м БС) возможно переполнение водохранилища от отметки ФПУ на 0,1 м (до отметки 263,4 м БС). Период стояния максимальных уровней составляет 0,5 суток. При таком режиме возможно ещё избежать катастрофических последствий. Основные характеристики дождевого паводка, используемые при расчёте трансформации максимального расхода воды водохранилищем: максимальный расход Q0,1% = 370 м3/с; объём паводка W0,01% = 50,1 млн. м3; коэффициент несимметричности гидрографа ks = 0,33;  продолжительность паводка T = 5,5 сут; продолжительность подъёма t1 = 1,25 сут; продолжительность спада t2 = 4,25 сут. Гидрограф модели паводка 0,1 % приведен на рис. 3.Рис. 3. Расчётный гидрограф паводка 0,1% обеспеченностиРасчёт трансформации паводка представлен в таблице. Расчётные графики показаны на рис. 4 и 5. Таблица – Расчет пропуска паводка 0,1% ВП в створе Чернореченского гидроузла существующими сооружениями ZНПУ = 261,00 м; ZФПУ = 263,30 м; hф = 2,30 м; WНПУ = 64,2 млн. м3; WФПУ = 81,0 млн. м3; Vф = 16,8 млн. м3; Q0,1% = 370 м3/с;  Δt = 0,25 сут. (21,6·103 с)№ интервалаΔt, сут∑Δtнарастающим итогомПритокСбросWакк (сраб.)за интервал(по формуле), млн.м3ВодохранилищеQн, м3/сQк, м3/с(Qн+Qк)Δt/2, млн. м3Qсб.н, м3/сZ 'к ,м БСQсб.к, м3/с(Qсб.н+Qсб.к)Δt/2, млн. м3Wн,млн. м3Wк,млн. м3ZУВ,м БС10,250,25000     64,2064,20261,002 0,50044,40,480261,1030,00,190,2964,264,49261,103 0,7544,4199,82,6430,0261,1564,01,021,6264,4966,11261,154 1,00199,8329,35,7164,0261,8125,02,043,6766,1169,78261,805 1,25329,3370,07,55125,0262,45220,03,733,8269,7873,60262,456 1,50370,0340,47,67220,0262,90265,05,242,4373,6076,03262,957 1,75340,4284,96,75265,0263,00246,55,521,2376,0377,26263,008 2,00284,9218,35,43246,5263,00246,55,320,1177,2677,37263,059 2,25218,3162,84,12246,5262,90228,05,12-1,0077,3776,37262,9010 2,50162,8114,73,00228,0262,80210,04,73-1,7376,3774,64262,7011 2,75114,781,42,12210,0262,20114,63,51-1,3974,6473,25262,4012 3,0081,455,51,48114,6262,10100,62,32-0,8473,2572,41262,2013 3,2555,537,01,00100,6262,0087,22,03-1,0372,4171,38262,1014 3,5037,025,20,6787,2261,9074,41,75-1,0871,3870,30261,9015 3,7525,216,70,4574,4261,8062,41,48-1,0370,3069,27261,8016 4,0016,711,50,3062,4261,6040,51,11-0,8169,2768,46261,70171,05,0011,51,90,5840,5261,3014,02,35-1,7768,4666,69261,3018 6,001,900,1014,0 7,80,94-0,8466,6965,85261,1019 7,00          261,00Рис.4. Гидрографы притока и сброса паводка в створе Чернореченского гидроузла существующими водосбросными сооружениями Рис. 5. Динамика уровня воды в водохранилище при пропуске паводка существующими сооружениями Выводы1. Обоснованы расходы редкой обеспеченности (Р=0,1 % и Р=0,01 %) р Черная в створе Чернореченского водохранилища с учетом всего периода наблюдений на гидропосте в с. Хмельницкое (бывшее Чернореченское, Т=63 года) и данных службы эксплуатации гидроузла за весь его жизненный цикл.2. Комплекс гидротехнических сооружений (ГТС) Чернореченского водохранилища и его противопаводковая емкость позволяет трансформировать паводок Р=0,1 % обеспеченностью без превышения отметки НПУ.3. На спаде основной волны паводка Р=0,1 % возможно отключение донного водовыпуска, так как водосбросное сооружения самостоятельно справится с пропуском оставшейся части гидрографа притока в Чернореченское водохранилище.4. В целях контроля за состоянием водохранилища и его водосбора и своевременного принятия мер по пропуску паводков редкой обеспеченности рекомендуется создание автоматизированной системы мониторинга и прогнозирования состояния водных объектов, влияющих на безопасность гидротехнических сооружений гидроузла Чернореченского водохранилища. В состав такой системы входят три автоматизированных гидрологических поста (АГК) – уровнемеры и осадкомеры, а также подсистема гидрологического моделирования на основе математических моделей, позволяющая в режиме реального времени давать прогноз притока с пошаговой коррекцией и оценивать ситуацию для принятия управляющих решений. Автор выражает благодарность профессорам, д-рам техн. наук Мордвинцеву М.М., Бондаренко В.Л. и Волосухину В.А. за ценные замечания и пожелания по статье, улучшившие ее содержание.