Штучні водосховища Росії. Геологічне середовище як основа інженерних споруд

- Штучні водойми, створені, як правило, в долинах річок для накопичення та зберігання води з метою використання в народному господарстві.

Водосховища мають риси подібності з і : з першим — на вигляд і уповільненим водообміном, з другого — за поступальним характером руху вод. При цьому вони мають свої відмінні риси:

• водосховища відчувають значно більші, ніж річки та озера, коливання рівня води протягом року, пов'язані зі штучним регулюванням стоку - накопиченням та скиданням вод;
• потоковість вод призводить до меншого нагрівання води, ніж у озерах;
• дрібні водосховища замерзають раніше, а великі — пізніше, ніж річки, а й ті й інші розкриваються пізніше річок;
• мінералізація вод водосховищ більше, ніж річки, та ін.

Перші водосховища, що служили для зрошення полів, люди стали споруджувати ще до нашої ери в долинах Нілу, Тигра та Євфрату, Інда, Янцзи та ін. У Середні віки водосховища були вже не тільки в Азії та Африці, але і в Європі та Америці. У Новий час водосховища стали використовувати не тільки для зрошення, але й для промислового водопостачання та розвитку річкового транспорту. Останнім часом ще однією функцією водоймищ стало отримання електроенергії.

Величезна кількість водосховищ було збудовано після . З того часу і до сьогодні їх кількість у всьому світі зросла вп'ятеро. Саме в цей період було створено найбільші водосховища світу. Пік створення водосховищ у більшості регіонів світу припав на 1960-і рр., а потім почався поступовий спад.

В даний час на земній кулі експлуатується понад 60 тис. водосховищ.

Основними параметрами водосховищ є площа дзеркала, об'єм води, глибина та амплітуда коливання рівнів води за умов його експлуатації.

Площа водного дзеркала всіх водоймищ світу становить 400 тис. км 2 . Найбільшим за площею дзеркала вважається водосховище Вікторія (Оуен-Фоле) у Східній Африці (Уганда). До його складу входить і озеро Вікторія (68 000 км 2 ), рівень якого піднявся на 3 м в результаті спорудження в 1954 р. греблі Оуен-Фоле на річці Вікторія-Ніл. Друге місце займає водосховище Вольта, розташоване в Республіці Гана (Західна Африка). Його площа дзеркала становить 8482 км2.

Довжина деяких найбільших водоймищ досягає 500 км, ширина - 60 км, максимальна глибина - 300 м. Найглибше водосховище світу - Боулдер-Дам на р. Колорадо (середня глибина 61 м).

Повний обсяг водоймищ світу становить 6600 км 3 , а корисний, тобто придатний для використання, - 3000 км 95% води водоймищ припадає на водосховища об'ємом понад 0,1 км 3 . Найбільшим водосховищем за обсягом води є водосховище Вікторія (204,8 км 3 ). Братське водосховище, розташоване на річці Ангара, слідує за ним (169,3 км3).

За обсягом води та за площею водного дзеркала водосховища поділяються на найбільші, дуже великі, великі, середні, невеликі та малі.

Найбільшіводосховища мають повний об'єм води понад 500 км3. Усього їх 15. Вони є у всіх регіонах світу, крім Австралії.

За своїм генези водосховища поділяються на долинно-річкові, озерні, що розташовані біля виходів підземних вод, в естуаріях річок.

Для водосховищ озерного типу(Наприклад. Рибінське) характерно формування водних мас, істотно відмінних за своїми фізичними властивостями від властивостей вод приток. Течії у цих водосховищах пов'язані найбільше з вітрами. Долинно-річковіводосховища (наприклад, Дубоссарське) мають витягнуту форму, течії у яких, зазвичай, стокові; водна маса за своїми характеристиками близька до річкових вод.

Призначення водосховищ

За конкретним призначенням води водосховища можуть використовуватися для зрошення, водопостачання, отримання гідроенергії, судноплавства, рекреації і т. д. Причому можуть бути створені для єдиної мети або для комплексу цілей.

Більше 40% водоймищ зосереджено в помірному поясі Північної півкулі, де перебуває більшість економічно розвинених країн. Значна кількість водосховищ розташована і в субтропічному поясі, де їх створення пов'язане насамперед із необхідністю зрошення земель. У межах тропічного, субекваторіального та екваторіального поясів кількість водосховищ відносно невелика, але оскільки серед них переважають великі та найбільші, їхня частка в повному обсязі всіх водоймищ становить понад 1/3.

Господарське значення водосховищ велике. Вони регулюють стік, зменшуючи повені та підтримуючи необхідний рівень річок протягом решти пори року. Завдяки каскаду водосховищ на річках утворюються єдині глибоководні транспортні магістралі. Водосховища — зони відпочинку, рибальства, рибництва, розведення водоплавного птаха.

Але поруч із позитивним значенням водосховища викликають небажані, але неминучі наслідки: затоплення земель вище греблі, передусім багатих заплавних лук; підтоплення і навіть заболочування земель вище греблі в зоні впливу водосховищ через підвищення рівня ґрунтових вод; осушення земель нижче греблі; погіршення якості води у водосховищах через зниження самоочищувальної здатності та надмірного розвитку синьо-зелених водоростей; греблі водосховищ перешкоджають нересту риби, завдаючи шкоди рибальству, тощо.

При цьому будівництво водоймищ завдає природі непоправної шкоди: затоплення і підтоплення родючих земель, заболочування прилеглих територій, переробка берегів, зневоднення заплавних угідь, зміна мікроклімату, в річках перериваються генетичні міграційні шляхи риб і ін. та необхідністю переселення багатьох тисяч людей. Звичайно ж, мова тут більшою мірою йде про великі водосховища.

З кожним роком створюється дедалі більше штучних озер-водосховищ. У країні є понад 1,2 тис. водосховищ обсягом близько 1 млн. м3. В даний час на території Росії, за неповними даними, налічується понад 1200 водоймищ. У таблиці (Авакян А.Б. та ін. Водосховища. М.: Думка, 1987) враховано тільки паспортизовані та великі водосховища, не враховано ще багато невеликих і малих водоймищ, у зв'язку з незавершеною паспортизацією, особливо в Татарській, Удмуртській, Карельській та Дагестанській республіках, Краснодарському, Ставропольському та Воронезькій, Смоленській, Новгородській та Ульянівській областях. Завершення паспортизації дозволить уточнити їхню загальну кількість, обсяги та призначення. Великомасштабне гідротехнічне будівництво у СРСР, зокрема і спорудження водоймищ зумовлено тим, що річки у природному стані що неспроможні вже задовольняти зрослі господарські та соціально-побутові потреби. Створення водосховищ у найбільш освоєній частині країни (південні, центральні, північно-західні райони Європейської частини Росії, Північному) викликано тим, що на ці райони припадає незначна частина водних ресурсів, а також нерівномірністю по сезонах року та між окремими роками.

На найрозвиненіші економічні райони країни, які займають близько третини території Росії, припадає лише близько 10% водних ресурсів. У багатьох районах Росії більше половини річного стоку припадає на 2 - 3 весняних місяці, а стік маловодних років значно менше середньорічних значень. Водосховища здавна використовуються як у вузькогалузевих, так і міжгалузевих цілях. Головні види використання — гідроенергетика, теплоенергетика та обводнення, водопостачання, риборозведення, а також їх використання. Більшість водосховищ на річках ( , Кама, та ін) мають і велике воднотранспортне значення. А деякі водосховища на Північному Кавказі використовуються у боротьбі з . На 1.01.1979 р. у СРСР діяло 385 ГЕС. Вони виробляли понад 170 млрд. кВт/год дуже дешевої та екологічно чистої гідроелектроенергії, що становило близько 13% від загального її вироблення. Близько 100 водоймищ забезпечують водою теплові та атомні електростанції. У СРСР зрошувалося і обводнювалося за рахунок водосховищ понад 18 млн. га посушливих земель. Але можливості багатьох водоймищ використовуються ще не повністю. На 80-ті роки в СРСР загальна довжина внутрішніх водних шляхів становила понад 145 тис. км, у тому числі і водосховищ — 12 тис.км.

Створення водосховищ дозволило докорінно поліпшити водні шляхи основних річкових систем країни ( , Дону, Ками, Ангари та інших.). Будівництво водосховищ дозволило утворити єдину глибоководну систему водних магістралей Європейської території країни та покращити судноплавні умови на великих за протяжністю ділянках, а також нижче регулюючих водосховищ. За рахунок побудованих водосховищ, особливо в Карелії та Приураллі, покращилися умови щодо сплаву лісу. Створені водосховища дозволили підвищити якість комунального та промислового водопостачання великих міст та міських агломерацій (Москви, Нижнього Тагілу та ін.), великих.

Параметри водосховищ країни коливаються у межах: повний обсяг від 1 до 169 млн. м 3 . Площа водного дзеркала від 0,2 – 0,5 до 5900 км2 (а з урахуванням підпружених озер – до 32966 км2). Істотно різняться довжина, ширина, найбільша і середня глибини. Максимальна довжина великих рівнинних та плоскогірних водоймищ досягає 400 - 565 км, гірських 100 - 110 км, а ширина - до кількох десятків кілометрів. Найглибші водосховища від 200 - 300 м знаходяться в долинах великих гірських річок (Інгурське, Чиркейське, до 70 - 105 м - в плоскогірних і передгірських районах (Братське, Усть-Ілімське, Красноярське, Богучанське, Бухтармінське та ін.).

У великих рівнинних глибинах не перевищують 20 - 30 м. Особливу категорію утворюють озера-водосховища, яких найбільше на північному заході ( , Мурманська, Вологодська, Новгородська області), зарегульовані лимани, Терека і Кубані. Більшість озер рівні води піднято незначно, на 0,5 — 2 м, але є озера, розміри яких різко змінилися через підпор на 3 — 10 м (Вигозеро, Ковдозеро, Зайсан та інших.).

Водосховище – штучна водойма, створена для накопичення та подальшого використання води та регулювання стоку.

Водосховища – своєрідні водяні об'єкти, новий природно-техногенний компонент ландшафту. Вони перетворюють режим річок, впливають (і часто несприятливо) на довкілля. Потреби практики змушують вивчати режим водосховищ, розробляти стратегію раціонального правління ними, вживати заходів щодо запобігання деяким негативним наслідкам спорудження цих водойм.

Призначення водосховищ.

Воду використовують для зрошення та обводнення земель, водопостачання населених пунктів та промислових підприємств, санітарних промивок річкових русел, поліпшення судноплавних умов у маловодний період року, регулюють річковий стік для гідроенергетики та для запобігання повеням; для рибного господарства, водного транспорту, рекреації, водного спорту

Розміщення водосховищ.

95% обсягу водоймищ зосереджено у великих водоймах повним обсягом 0,1 км 3 .

Загалом водосховища втручають 6 тис. км3 води.

Більшість водосховищ розташовано у Північній Америці (36%), Азії (26%), Європі (21%). У Радянському Союзі було 10% – 240 водосховищ.

Типи водосховищ.

За морфологією ложа:

1. Долинні- ложе яких частина річкової долини. Є ухил дна і збільшується глибина від верхньої частинки греблі.

1) Руслові – в межах русла та низької заплави.

2) Заплавно-долинні – русло, висока заплава та частина терас.

2. Котловини– підпружені озера та водосховища, розташовані в ізольованих низинах та западинах, відгороджених від моря затоках, лиманах, лагунах, а також у кар'єрах.

Невеликі водосховища площею менше 1 км2 називають ставками.

За способом заповнення водою:

1. Запрудні- Заповнює вода водотоку, на якому вони розташовані.

2. Наливні- Заповнюються водою поруч розташованого водотоку або водойми.

За географічним розташуванням:

1. Гірські – на гірських річках. Мають натиск.

2. Передгірні. Висотою напору 50-100 м-коду.

3. Рівнинні. Зазвичай дрібні, висотою напору трохи більше 30 м.

4. Приморські – у морських лиманах, затоках, лагунах та естуаріях. Висотою натиску кілька метрів.

За місцем у річковому басейні:верхові та низинні. Система водосховищ на річці – каскад.

За рівнем регулювання річкового стоку: багаторічне, сезонне та добове регулювання.

Морфологія та морфометрія водосховищ.

Площаповерхні та Об `ємводосховища.

Формав. визначається характером заповнення водою. Котловини мають озероподібну форму, долинні – витягнуту.

Період накопичення- Час накопичення деякої кількості води. Період скидання- скидання того ж обсягу в період спрацювання.Оптимальний підпірний рівень- Рівень до кінця періоду наповнення, що підтримується греблею протягом тривалого часу. Під час високої повені та паводків допускається тимчасове перевищення нпу на 0,5-1 м – форсований підпірний рівень. Гранично можливим зниженням рівня води у водосховищі досягається рівень мертвого обсягу, спрацювання нижче якого неможливе. Об'єм водосховища, що знаходиться нижче умо – мертвий обсяг. Між розумом і нпу – корисний обсяг(Для регулювання стоку та періодичного спрацювання). Сума корисного та мертвого обсягів дає повний обсяг (ємність)водосховища.

Об'єм між фпу та нпу – резервний обсяг. У межах запрудного водосховища виділяють зону змінного підпору, верхню, нижню та середню зони.

Водний баланс водосховищ:

Прихід: опади x, поверхневий приплив y 1 , конденсація пари на дзеркало z 1 підземний приплив w 1 .

Витрата: поверхневий відтік у 2 підземний відтік (фільтрація) w 2 випаровування z 2 .

ΔU – зміна запасів води водосховища.

Рівняння водного балансу:

x+y1+z1+w1=y2+z2+w2+ΔU

Характерна риса структури водного балансу водоймищ - переважання припливу річкових вод у прибутковий і переважання стоку у витратній частині рівняння водного балансу.

Коливання рівня води.

В основному внаслідок штучно регульованого процесу наповнення чи спрацювання.

У рівнинних величина сезонних коливань становить 5-7 м. На гірських 50-80 м. Істотно менші за величиною коливання - добові та тижневі (наповнення та спрацювання). Є згінно-нагінні коливання рівня вод (коли вітер дме вздовж ст.).

Течії.

Багато спільного з течіями озер, але відрізняються складнішою структурою та нестаціонарним характером. Найбільш сильні течії в затоплених річкових руслах є застійні зони в затоках. На великих водосховищах є вітрові течії, у багатьох є щільнісні.

Вітрові течії. Вітрові течії, що встановилися дрейфові. Через згінно-нагінну денівеляцію виникають компенсаційнітечії, що розвиваються і шару води, охопленого вітровим перебігом і протилежно йому спрямовані. Хвильовітечіїзбігаються з напрямом поширення хвиль. Річки, що втікають, створюють перекоси рівня, що призводять до виникнення гравітаційних(стічних)течій.Нерівномірний розподіл температури призводить до щільнимтечіям. Зміни атмосферного тиску викликають барорадіентнітечії.

Хвилювання.

Залежить від обсягу водосховища. Зазвичай слабше, ніж озерах, але сильніше, ніж річках. Висоти хвиль на великих водосховищах до 2-3 м. Наслідки - вертикальне перемішування вод, абразія берегів.

Через меншу площу хвилювання у водосховищах розвивається швидше, ніж у морі. Так само швидко воно і згасає. Хвилі зибіпереміщуються після припинення дії вітру.

Термічний режим

Відрізняється від термічного режиму річок неоднорідністю розподілу температур за довжиною, шириною та глибиною. Режим великих і глибоких подібний до озерного, проте не такий стабільний. Найбільш стабільний у приплотинних ділянках.

Льодовий режим.

Період льодових явищ триваліший, ніж на річках. Товщина льоду більша, ніж на річках.

Виділяють три періоди: замерзання, льодостав, розтин.

На мілинах біля берегів виникають забережи(На великих водосховищах це припаї), внутрішньоводний лід, донний лід, шуга(Хаотично зрощені кристалики по поверхні), ополонки(незамерзаючі ділянки), у місці виливу води – повторні наледи.

Потім кригою охоплюється вся поверхня. Безпосередньо на поверхні води лежить прозорий водний кристалічнийлід, на якому у разі виходу води по тріщинах з просоченого водою снігу утворюється малопрозорий водно-сніговийлід.

Ділянки чистої води біля берегів також називають закраїнами,зрушення(Зрушення крижаних полів).

Часті коливання рівня подовжують замерзання. Під час зимового спрацювання багато льоду та снігу осідає на берегах.

Гідрохімічний режим.

3 обставини: інтенсивний водообмін, характер ґрунтів та рослинності зон затоплення та підтоплення, режим накопичення та спрацювання вод, величина та інтенсивність коливань рівня вод.

Контроль за гідрохімічним та гідробіологічним режимом важливий, оскільки багато водойм використовуються для водопостачання, у тому числі питне. У глибоких водосховищах спостерігається збільшення мінералізації та зменшення вмісту кисню із глибиною. У придонній частині шари вод зниженої якості. У теплі періоди можливе цвітіння води, що є несприятливим. Розкладання залишків затопленої рослинності знижує якість води – мориться риба. Через режим наповнення та скидання формується берегова зона зі змінним режимом затоплення та осушення – порушується глибинна зональність розподілу організмів.

Наноси та донні відкладення водосховищ.

Прихід: R мова +, R бер – руйнація берегів, R е – еоловий принос, R отм – відмирання живих організмів.

Витрата: R реч -, R акк - акумуляція на дні.

ΔR - зміна вмісту суспензій.

Рівняння балансу наносів водосховища:

R мова + + R бер + R е + R отм = R мова - + R акк + ΔR

Переважає річковий прихід та відтік.

Внаслідок частого коливання рівня вод активно руйнуються береги.

Вплив водосховищ на довкілля.

Спорудження водоймищ завжди веде до зменшення як стоку води внаслідок додаткових втрат на випаровування з поверхні водоймища, так і стоку наносів, біогенних та органічних речовин внаслідок їх накопичення у водоймищі. Впливають на місцевий клімат (вирівнювання температур, зволоження). Затоплення та руйнування берегів, зміна ґрунтово-рослинного покриву, зміна видового складу водної фауни. Погіршується якість води внаслідок дефіциту кисню.

Вплив і позитивний та негативний.

Водосховища, водоймище, створене для накопичення водних ресурсів на суші з метою їх господарського використання та обмеження повеней. Більшість водоймищ утворено в долинах водотоків при спорудженні гідровузлів, що складаються з гребель і водопропускних пристроїв різної конструкції (водоводів, водозливів, шлюзів) із затворами, за допомогою яких регулюють витрату води, що скидається через гідровузол.

Найдавніші питні та іригаційні водосховища, виявлені за залишками гребель, існували в Єгипті близько 3000 до нашої ери. З діючих гідровузлів Хомс - найстаріший у світі, споруджений в 1304 до нашої ери, знаходиться на території сучасної Сирії на річці Ель-Асі (Оронт), у м. Хомс, з питним водосховищем об'ємом 0,2 км 3 . У Росії найстаріше водосховище - Алапаєвське, створене на Уралі на річці Нейва (при впаданні в неї річки Алапаїха) в 1704 при будівництві металургійного заводу.

Водосховища створюються для перерозподілу стоку річок у часі, а у поєднанні з каналами та іншими водопровідними пристроями – і територією. Виділяють водосховища добового, тижневого, сезонного (чи річного) та багаторічного регулювання. За господарським призначенням водосховища ділять на використовувані для водопостачання (комунально-побутового, промислового, до них входять і водосховища-охолоджувачі великих теплових і атомних електростанцій), гідроенергетичні, іригаційні, транспортні (поряд з каналами у складі судноплавних шляхів), протипаводкові, рибогосподарські. Більшість водоймищ стають водоймами комплексного використання кількома галузями водного господарства. Водосховища створюються різних розмірів, як за площею водного дзеркала, так і за обсягом.

Розвиток гідроенергетики, іригації та водного транспорту у 20 столітті призвело до швидкого збільшення кількості великих водосховищ (табл.). У світі понад 60 тисяч водоймищ, у Росії понад 2250.

Природну ємність, у якій акумулюється вода, називають чашею водосховища, та її дно - ложем. Водосховища прісних вод поділяються за походженням ложа на 3 класи: долинні, або річкові, водами яких затоплено ділянку річкової долини; улоговинні, або озерні, розташовані в озерних улоговинах, рівень води в яких піднятий греблею гідровузла (до них відносять також наливні водосховища, влаштовані в низинах, з водою, що подається каналом або трубою із сусіднього водного об'єкта); улоговинно-долинні, що складаються з озера, що знаходиться в підпорі, і затопленої водою ділянки долини. У ряді країн створено нечисленні морські водосховища в затоках та естуаріях, відокремлені від морів та океанів греблями приливних гідроелектростанцій.

У проекті кожного водосховища параметри водоймища та конструктивних елементів гідровузла розраховуються, виходячи з водогосподарських завдань регулювання стоку та природних умов (рельєфу місцевості, її геологічної будови, ґрунтово-рослинного покриву, клімату, багаторічних коливань стоку води, наносів та розчинених речовин). При цьому враховують заселеність і господарську освоєність території, наявність у її межах пам'яток культури та природних об'єктів, що охороняються. З урахуванням перелічених чинників визначаються висотні позначки нормального підпірного рівня води (НПУ), у якому найефективніше використання водних ресурсів; форсованого підпірного рівня (ФПУ), до якого допускається підйом водної поверхні водосховища у разі непередбачувано високої повені або повені; рівень проектної спрацьовування (ЗПС), до якого дозволено знижувати водну поверхню водоймища при використанні його водних ресурсів. Запас води, що під НПУ, називають повним обсягом водосховища, між НПУ і УПС - корисним обсягом, під яким знаходиться так званий мертвий обсяг, не призначений для використання (рис. 1). Частина водосховища з мертвим об'ємом характеризується більш різноманітною, ніж у решті водної товщі, біотою, завдяки рясному бентосу та бентосоядним рибам, особливо численним у водосховищі. Для забезпечення коливань рівня води у заданих межах розраховуються екстремальні значення витрати води через гідровузол. Мінімальна санітарна витрата потрібна для благополуччя річкової екосистеми в нижньому б'єфі гідровузла, а максимальна повинна бути такою, щоб можливо було в будь-яку повінь запобігти переливу води через греблю та її руйнування. Проект будівництва водосховища здійснюється лише після завершення його екологічної, гідротехнічної та економічної експертизи.

Найбільший повний (2760 км 3 ) і корисний (204,8 км 3 ) об'єми має водосховище улоговинного класу Вікторія, утворене гідровузлом Оуен-Фолс, побудованим у 1954 році на початку Білого Нілу, що підняв рівень води в озері Вікторія. Серед долинних водоймищ найбільше за площею водної поверхні (8480 км 2 ) – Вольта з гідровузлом Акосомбо на річці Вольта в Гані, за величиною повного обсягу – Братське (169,3 км 3) на річці Ангара. Великі проекти можна здійснити в малонаселених регіонах. Потреба регулювання стоку в густонаселених регіонах забезпечується складними водогосподарськими системами, що з кількох водоймищ (рис. 2). У цьому випадку найважливішими факторами екологічного стану водосховищ стають не природні особливості географічного положення, а місце водоймища, що створюється в реконструйованій гідрографічній мережі. У таких системах особливо важливою є роль самих верхніх або найбільших водоймищ як регуляторів сезонних і багаторічних коливань річкового стоку, що забезпечують стабільність роботи інших. Такими водоймами-регуляторами у Волзько-Камському каскаді служать Рибінське, Камське та Куйбишевське водосховища.

Гідрологічна особливість всіх водоймищ порівняно з природними водоймищами - значно більший розмах коливань рівня води. Він піднімається в багатоводні фази стоку при накопиченні водних ресурсів і знижується в маловодні фази, коли споживання ресурсів на господарські потреби та санітарні попуски перевищують їхнє поповнення меженным стоком. У рівнинних водосховищах такі коливання зазвичай становлять 7-10 м, у передгірних - 15-30 м, у горах створені водосховища з розмахом коливань рівня 50-100 м і більше. При спрацюванні корисного об'єму води обсихають найбільш мілководні ділянки ложа, а на замерзаючих водосховищах у період льодоставу дно мілководій покривається крижаним покривом, що осідає. На рівнинних водосховищах розмір таких ділянок (акватериторій) у маловодні роки може досягати 30-50% площі ложа водоймищ при НПУ.

Водосховища як регульовані джерела водних ресурсів у господарсько освоєних регіонах світу мають екологічно важливе водоохоронне значення. Водосховища зменшують частоту повеней, площу, тривалість і глибину затоплення заплави нижче за гідровузли навіть під час найбільш катастрофічних повінь або паводків, а також мають здатність екосистем відновлювати природні властивості забруднених водних ресурсів. Уповільнення водообміну та розширення водної поверхні на перетворених на водойми ділянках гідрографічної мережі сприяють багаторазовому збільшенню її біологічних ресурсів. Процеси життєдіяльності біоти водоймищ призводять до окислення органічних забруднюючих речовин, прискорюють сорбцію розчинених мінеральних та недоокислених органічних речовин на суспензіях, їх осадження та поховання у складі донних відкладень. Вища водна рослинність (макрофіти), що сприяє очищенню води, служить субстратом для нересту багатьох видів риб і найкращим місцем проживання мальків. Для ефективного самоочищення екосистеми водоймищ та найбільшої її рибопродуктивності площа заростей макрофітів має становити 15-20% акваторії водойми. Осушення та промерзання мілководій веде до деградації заростей макрофітів. Для боротьби з цими явищами потрібна реконструкція водосховищ у багатосекційні. У мілководних водоохоронних секціях (відокремлених дамбами від головної) слід підтримувати НПУ і перед льодоставом скидати воду до головної секції із частково спрацьованим корисним об'ємом. Таке рішення основної екологічної проблеми експлуатації водоймищ не порушить оптимальний режим споживання води та її скидання з водоймища, але збільшить у ньому самоочищення та рибопродуктивність, а також тривалість експлуатації верхнього б'єфу гідровузла.

Під час підготовки ложа водоймищ переносять населені пункти, а також місця поховання людей та скотомогильники із зони затоплення, проводять санітарно-гігієнічні заходи. Вивозять покидьки та відходи підприємств чи утилізують їх дома; проводять лісоочищення.

У період експлуатації водоймищ ведеться контроль за розміщенням на їх узбережжі міст та промислових об'єктів, за регулюванням спуску у водосховищ стічних вод. У зоні водоймищ санітарні органи проводять профілактику малярії, туляремії та інших захворювань.

Авакян А. Б., Салтанкін Ст П., Шарапов Ст А. Водосховища. М., 1987; Едельштейн К. К. Водосховища Росії: екологічні проблеми, шляхи їх вирішення. М., 1998; Вода Росії. Єкатеринбург, 2001. [Т. 6]: Водосховища.

На території Росії побудовано понад сто великих об'єктів - штучно створених за допомогою гребель скупчень води. У цій статті докладно розглянемо, що таке водосховище, його основні характеристики, роль впливу на екологію.

Водосховище – що це?

Що таке водосховище? Це компонент ландшафту, штучно створений людиною. Гідрологічний річковий режим регулюється відповідно до необхідних вимог. Використання накопичених вод у водосховищі визначається господарськими потребами.

Роль штучних водойм

Росія займає великі площі континенту Євразія. Її території простягаються від берегів Північного Льодовитого океану до південних степів та пустель. Не скрізь є велика кількість річок і озер, що повністю задовольняють запити людини. Народне господарство потребує великих витрат прісної води. Штучні водойми з давніх-давен використовувалися для побутових потреб населення і зрошення посівів. Найдавнішим рукотворним резервуаром є єгипетський Садд-ель-Кафара, побудований ще до нашої ери. З початку XX століття спорудження таких водойм стало повсюдним. Нині на планеті понад 60 тисяч штучно створених водойм. Найбільшими водосховищами у світі визнано Насера ​​в Єгипті на річці Ніл, Вольта в Гані, в Росії Куйбишевське на Волзі та Братське на Ангарі.

Призначення

Сумарна площа всіх водойм світу, створених людиною за всю історію, - понад 400 тисяч квадратних кілометрів. Більшість водоймищ розташована в Європі, Азії та Північній Америці. Що таке водосховище для людей, крім великих запасів води, які використовуються для основних побутових та господарських потреб? Експлуатація штучних водойм дозволяє більш розумне застосування водних ресурсів - накопичені застосовують для зрошення грунту, водопостачання населення і промисловості, гідроенергетики та транспортних шляхів. Також використовуються з метою запобігання повеням.

Часто водосховища - це улюблені місця відпочинку та риболовлі. Однак, незважаючи на позитивний економічний ефект, будівництво гребель нерідко викликає негативні наслідки, що впливають на екологію суміжних територій.

Категорії штучних резервуарів

Водосховища можуть підрозділятися за кількома ознаками:

• структура;
• місцезнаходження у річковому басейні;
• спосіб заповнення;
• ступінь регулювання рівня води;
• географічне розташування.

За характером ложа водоймища поділяються на:

1. Долинні - долини, перегороджені греблею, є ложем. Напрямок ухилу дна від верхньої частини до греблі - основна ознака, що визначає це водосховище. Глибина збільшується до греблі. Можуть бути руслові та заплавно-долинні.
2. Котловинні - розташовані в ізольованих від моря за допомогою гребель низовин.

За місцем у річковому басейні:

1. Верхові.
2. Низові.
3. Каскад - ступінчаста система на річковому руслі.

За наповнюваністю водою:

1. Наливні.
2. Запрудні.

За характером регулювання рівня води:

1. Багаторічний – заповнення ложа може відбуватися протягом кількох років.
2. Добовий – рівень регулюється постійно.
3. Сезонний - скидання води відбувається у певний час року. Сезонні стоки застосовуються з метою штучного зрошення сільськогосподарських земель у весняно-літній період та зниження можливої ​​небезпеки повені.

Зимові зниження рівня небезпечні для рослинного та тваринного світу створеного за допомогою греблі водойми. Якщо сезонний стік відбувається на водосховище взимку, пласти льоду, що осідають на осушене дно, придушують велику кількість риби.

За географічним розташуванням:

1. Рівнинне – широке водосховище, висота рівня води не більше 30 метрів.
2. Гірське – величина підвищення рівня може досягати понад 300 метрів.
3. Передгірне – показники знаходяться в межах 100 метрів.
4. Приморське – натиск кілька метрів, споруджують у морських затоках.

Що таке водосховище для рибалки та туриста?

Зміна русла річки негативно впливає на нерест риби. Внаслідок зміни кормової бази та місць накопичення популяцій поступово бідніє видовий склад. Цінні породи зникають. Однак риболовля на водосховищі часто буває вдалою.

Великі водосховища характеризуються своїм мікрокліматом. Нерідко великі прісні резервуари називають морем. На відкритому водяному дзеркалі виникають хвилі, які через відсутність природних перешкод у вигляді островів відрізняються великою висотою. Не тільки мешканці навколишніх берегів віддають перевагу відпочинку на водосховищі, мальовничі ландшафти та багата фауна приваблюють численних туристів та мандрівників.

Вплив на навколишню природу

Будівництво водоймищ може несприятливо вплинути на природні умови навколишньої місцевості. Найсерйозніші негативні наслідки будівництва великих водоймищ - затоплення земель, підвищення рівня ґрунтових вод, заболочування прибережних зон. Загальна площа територій, що пішли під воду, – приблизно 240 тисяч квадратних кілометрів. Замулення водосховищ є процес формування великих наносів на дні, що призводить до зменшення рівня води. Також передбачається, що додаткове навантаження як маси накопичених обсягів води може призвести до підвищення рівня сейсмічності.

Спорудження водосховищ тягне за собою безліч різноманітних наслідків. У процесі створення та експлуатації гребель слід ретельно планувати будівництво та враховувати екологічні прогнози.