Создание водохранилищ и регулирование ими стока значительно преобразует естественный гидрологический режим реки, что влечет изменения и многих других природных процессов. Эти изменения проявляются по-разному в верхних (выше плотины) и нижних бьефах гидроузлов (ниже плотины). В первую очередь это относится к режиму уровней воды.
С образованием водохранилищ коренным образом изменяется волновой режим: на реках высота волн обычно не превышает 0,5— 0,75 м, а на многих водохранилищах она достигает 3 м и более. Волны на водохранилищах круче и короче морских и озерных из-за меньшей глубины и относительно меньшего разгона волны. У подветренного берега водохранилища всегда спокойно; к открытой части высота волн возрастает. С понижением уровня водохранилищ размеры волн уменьшаются.
Решающую роль в переносе и циркуляции вод на водохранилищах играют течения — постоянные и временные. Течения и волнение, способствуя перемешиванию вод, создают неприятные условия для развития организмов и существенно влияют на термический и гидрохимический режим водоемов, а также направляют процессы илонакопления. Термический режим водохранилищ отличается отсутствием закономерного изменения температур с глубиной и довольно высокой температурой придонных слоев воды вследствие более интенсивного ее перемешивания под действием ветровых и стоковых течений. Наиболее теплой вода бывает в конце лета. Температура воды летом в тихую, нештормовую погоду обычно понижается от поверхности ко дну. Разность температур поверхностных и придонных слоев, как правило, не превышает 4—6° С. В период штормов, особенно характерных для осени, происходит перемешивание воды, и температуры практически выравниваются по акватории и глубине.
По гидрохимическим и гидробиологическим особенностям водохранилища ближе к озерам, чем к рекам. Затопленные почвы, размыв берегов, торфяники, растительность пополняют воду водохранилищ азотом, фосфором, железом, органическими веществами. Вследствие обогащения воды органическими веществами увеличивается содержание углекислоты и уменьшается количество растворенного кислорода. Наблюдается тенденция к увеличению солености, связанная с режимом регулирования и с загрязнением сточными водами.
Крупные водохранилища рассчитываются на заиление в течение нескольких столетий, тем не менее в практике гидростроительства известны случаи очень быстрого их уничтожения наносами.
Бороться с заилением водохранилищ можно путем уменьшения эрозии и твердого стока в его бассейне и своевременного сброса наносов из водохранилищ через специальные грязеспуски.
ЗАИЛЕНИЕ ВОДОХРАНИЛИЩ - процесс занесения чаши водохранилища наносами.
ПЕРЕФОРМИРОВАНИЕ БЕРЕГОВ ВОДОХРАНИЛИЩ - изменения первоначальной формы береговых склонов, подтопленных при образовании водохранилища, выражающиеся в разрушении надводной части склона волнами и образовании аккумулятивной береговой отмели.
