ВПЛИВ ВОДОСХОВИЩ І СТАВКІВ

Водосховищами слід вважати штучні водойми, створені для накопичення і подальшого використання води та регулювання стоку [21].

Необхідність регулювання стоку і створення водосховищ викликається багатьма обставинами:

• • великий нерівномірністю стоку річок за минулими сезонами року. На більшості річок європейської частини Росії, Західного і Східного Сибіру 65% стоку проходить за 2-3 місяці весняного водопілля. У Казахстані за період весняного водопілля проходить понад 90, а то і 95% всього річного стоку річок;
• • значні коливання стоку в басейнах окремих річок від року до року;
• • створення водосховищ викликано необхідністю зменшення або запобігання катастрофічних природних явищ (повені, маловоддя, селів); перерозподілу стоку між сезонами року і роками різної водності, між днями тижня і годинами доби в інтересах гідроенергетики, іригації, водопостачання і створення запасів води для обводнення міст, розвитку рекреації, водного транспорту і ін .; залучення в господарське використання непродуктивних земель; створення в ряді випадків більш продуктивною водного середовища (рибальство та рибництво); поліпшення природних умов прилеглих територій (пом'якшення клімату, водного благоустрою); реконструкції гідрографічної мережі.

Перші водосховища були створені близько 4 тис. Років тому для зрошення земель в Єгипті, Месопотамії та Китаї. Їх роль в розвитку древніх цивілізацій важко переоцінити. Вони сприяли розквіту цивілізацій і зникали з лиця землі, як правило, з їх занепадом. У Китаї зведення гребель дозволяло не тільки зрошувати землі, а й боротися з повенями. Значна кількість водосховищ було створено в 1 в. до н.е. в Ірані. Деякі з них використовувалися комплексно для зрошення, одержання механічної енергії, судноплавства і водопостачання. В цей же час були створені і перші водосховища в європейських країнах: Іспанії, Греції, Італії, на півдні Франції. Їх спорудження пов'язане з будівництвом млинів і розвитком іригації.

Великі гідротехнічні споруди будувалися ацтеками, майя та інками в доколумбової Америці в основному для цілей водопостачання великих населених пунктів. Багато з побудованих гребель були зруйновані в результаті землетрусів, повеней, набігів завойовників або ж замулені наносами. Великих масштабів створення водосховищ досягло в епоху промислової революції і розвитку капіталізму (XVI1I-XIX ст.) В зв'язку зі зростаючою потребою в механічної енергії для різних підприємств, промислового і комунального водопостачання, для перекидання води і поліпшення умов судноплавства. Наступний етап створення водосховищ почався на рубежі XIX і XX ст. і був пов'язаний з розвитком гідроенергетики, в першу чергу в таких країнах, як Швейцарія, Австрія, Франція, Німеччина, Норвегія, США і Японія. Після завершення Другої світової війни регулювання стоку в широких масштабах стало здійснюватися на основних річкових артеріях багатьох країн. За допомогою водосховищ передбачалося вирішити комплексні завдання розвитку гідроенергетики, водопостачання промислових районів, великих міських агломерацій, боротьби з повенями, розвитку водного транспорту, створення рекреаційних зон та поліпшення екологічного стану великих природних об'єктів і районів. У 50-ті роки XX ст. побудовано стільки ж водосховищ, скільки за попередні 50 років, з удвічі більшим об'ємом. Пік спорудження водосховищ на земній кулі припав на 60-і роки. Понад половину всього обсягу водосховищ світу доводиться на сім країн: Росії, США, Канаду, КНР, Бразилію, Індію і Мексику.

В даний час в світі майже не залишилося країн, де б не було водосховищ. Їх загальний обсяг на рубежі XIX і XX ст. становив 15 км ³ , а до кінця XX в. перевищив 6300 км ³ (табл. 2.2). Щорічно на Землі вводяться в експлуатацію сотні нових штучних водойм. Сьогодні їх більше 60 000, із загальною площею водної поверхні майже 400 000 км ² . Створення водосховищ призвело до перетворення природних умов на території, що дорівнює 700 тис. Км ² , і до зміни інфраструктури в зв'язку з заходами по переселенню жителів і перебудови господарства на площі в 1,5 млн км ² . Корисний об'єм водосховищ, що перевищує 3 тис. Км ³ , дозволив на 25% збільшити стійку складову стоку річок земної кулі.

Таблиця 2.2

Зміна кількості і повного обсягу водосховищ в різні періоди XX ст.

(з повним обсягом понад 0,1 км ³ ) [1]

У Росії побудовано 103 водосховища об'ємом понад 0,1 км ³ , сумарний корисний об'єм і площа яких відповідно рівні 339 км ³ і 101 тис. Км ² [31]. Русла деяких найбільших річок по суті представляють собою каскади водосховищ, найбільші з них - Волзько-Камський і Ангаро-Єнісейський. Наприклад, в басейні Волги споруджено 11 водосховищ з сумарним повним обсягом 180 км ³ і загальною площею дзеркала близько 25 тис. Км ² . Водосховища Росії дозволяють здійснювати регулювання більш 23% річкового стоку, що перевищує середньосвітові показники. Найбільшими водосховищами в світі за обсягом є Вікторія на р. Нілі (205 км ³ ) і Братське на р. Ангарі (169 км ³ ), по площі водного дзеркала - Вольта (8 500 км ² ) і Куйбишевське на р. Волзі (5 900 км ² ).

Основна маса водосховищ, яка буде створюватися в перспективі в Росії і в світі - переважно середні (площею 100-1000 км ² ) і невеликі (менше 100 км ² ) водосховища, які не затопляющие величезних площ і мають відносно великий корисний об'єм. Зазначені водосховища дозволяють вирішувати широкий комплекс водогосподарських проблем в басейнах середніх і невеликих річок при незначному негативному впливі на навколишнє середовище.

Водосховища можуть бути поділені на типи за характером ложа, способу заповнення водою, географічному положенню, характеру регулювання стоку [21]. За морфологічною будовою ложа [31] водосховища діляться на долинні (ложем яких служить частина річкової долини) і улоговинні (подпруженние або зарегульовані озера і водосховища). За способом заповнення водою водосховища бувають запрудниє, коли їх наповнює вода водотоку, на якому вони розташовані, і наливні, коли вода подається з поруч розташованого водотоку або водоймища. По географічним розташуванням водосховища ділять на гірські, передгірні, рівнинні і приморські. За характером регулювання стоку розрізняють водоймища багаторічного, сезонного, місячного, тижневого і добового регулювання. Багаторічна регулювання стоку має на меті затримати стік багатоводних років для використання його в маловодні роки, сезонне регулювання спрямоване на акумуляцію в водоймище стоку багатоводних періодів (повені, паводків) для використання в маловодні сезони року. Сезонне регулювання річкового стоку здійснюють майже всі водосховища, призначені для вироблення електроенергії, для зрошення земель, водопостачання, боротьби з повенями, акумуляції води в цілях забезпечення лесосплавних, судноплавних, санітарних та інших попусків. Місячне, тижневе і добове регулювання стоку здійснюється майже всіма водосховищами гідроелектростанцій. Ці види регулювання збільшують нерівномірність витрат води в порівнянні з природними витратами. Мета такого перерозподілу витрат води протягом доби або тижня полягає в покритті пікових навантажень енергетичних систем, зокрема, в ранкові і особливо у вечірні години.

Повний обсяг водосховищ коливається від одного млн м ³ до 169,3 млрд м³ ³ (Братське на р. Ангарі), корисний - до 204,8 млрд м³ ³ (озеро Вікторія в Африці). Довжина водосховищ коливається від декількох сотень метрів (в гірських районах) до 600-700 км. Найбільш глибокі водосховища (до 200-300 м) утворені високими греблями в гірських ущелинах. Водосховища є у всіх географічних поясах, крім арктичного і антарктичного, у всіх висотних зонах, аж до підніжжя гірських льодовиків. Дані про найбільших водосховищах світу наведені в табл. 2.3.

У 90-х роках XX ст. на земній кулі було споруджено ще кілька великих водосховищ, які не ввійшли в табл. 2.3: в Південній Америці були побудовані водосховища Сан-Фелікс з повним обсягом 54,4 км ³ , Урра-1 (34,3 км ³ ), Ронкадор (33,6 км ³ ), Ілля Гранде (30,0 км ³ ).

Таблиця 23

Найбільші водосховища світу і Росії [2]

Вплив водосховищ на річковий стік, природу і господарство як в прилеглих до них районах, так і в нижніх б'єфах гідровузлів широко й різноманітно. Воно проявляється прямо і побічно, може бути позитивним і негативним. Рідко будь-які діяння рук людських мають стільки супротивників і прихильників, як створення водосховищ. В кінці 1950-х - початку 1960-х років навколо них розігрувалися справжні баталії. Завзяті прихильники їх в Росії боролися за створення таких гігантів як Нижня-Обское, Нижня-Ленское і навіть Нижньо-Волзьке водосховища, кожна з яких за обсягом і площі перевершувало все водосховища країни, разом узяті. А не менше завзяті противники вимагали не тільки припинити введення в експлуатацію нових водосховищ, а й спустити вже створені.