Новости и общество

Что такое водохранилище? Самые большие водохранилища России

Если внимательно рассматривать карту России, то в разных ее регионах можно увидеть довольно крупные голубые пятна неправильной формы - водохранилища. Судя по их размеру, это настоящие моря, заключенные в глубине материка. Согласно статистическим данным, водохранилища России содержат в себе около 800 кубических километров пресной воды. Впечатляющая цифра.

Что называют водохранилищем? Как оно образуется? Какие функции выполняет в народном хозяйстве? Ответы на все эти вопросы - в нашей статье. Кроме того, вы узнаете о том, какое водохранилище в России самое крупное. Итак, начнем нашу виртуальную прогулку по искусственным морям страны.

Водохранилище - что это такое?

Водохранилищем в гидрологии принято называть довольно крупный водоем искусственного происхождения, образованный подпорным сооружением (дамбой или плотиной ГЭС) с целью накопления и дальнейшего использования воды для нужд хозяйства и населения. Сравнительно небольшие по площади искусственные водоемы также нередко называют прудами или ставками.

Силу текущей воды наши предки использовали с самых древних времен. Так, первые упоминания о водяных мельницах встречаются еще в древнерусских летописях. При таких мельницах, само собой разумеется, создавались небольшие прудики. Именно их и можно считать прототипами современных «искусственных морей».

Первые водохранилища в России начали создавать в начале XVIII века, во время соединения системой каналов Волги с Балтийским морем. В XIX веке искусственные водоемы активно использовались для судоходства, а также снабжали сотни промышленных заводов водой и электроэнергией.

В современной России водохранилища также исправно служат людям. В частности, они:

• Снабжают водой поля и сельскохозяйственные угодья в засушливых районах страны (через оросительные системы).
• Регулируют сток крупных рек и таким образом предотвращают наводнения и подтопления населенных пунктов.
• Создают условия для свободного перемещения крупногабаритных судов.
• Способствуют разведению многих ценных пород ихтиофауны.
• Создают условия для активного отдыха и рекреации местного населения (как летнего, так и зимнего).

Классификация водохранилищ

Существует большое количество классификаций водохранилищ. Их делят по характеру использования, площади поверхности, объему воды, глубине, местоположению и т. д. Так, исходя из строения дна, водохранилища бывают:

• Долинные (те, которые сформировались в речных долинах).
• Котловинные (образованные путем подпруживания озера, морского залива или лимана).

По местоположению водного объекта все водохранилища можно поделить на:

• Равнинные.
• Предгорные.
• Горные.

Наконец, по площади водного зеркала водохранилища делятся на:

• Малые (до 2 км 2).
• Небольшие (2-20 км 2).
• Средние (20-100 км 2).
• Большие (100-500 км 2).
• Очень большие (500-5 000 км 2).
• Крупнейшие (свыше 5 000 км 2).

Видео по теме

Самые большие водохранилища России: список и названия

Россия - абсолютный лидер на планете по общему количеству искусственных водоемов. Здесь таковых насчитывается не менее 30 тысяч. Почти все водохранилища России были созданы уже после Второй мировой войны, преимущественно в 50-70-х годах ХХ века. По территории страны они размещены крайне неравномерно. Так, в азиатской части их примерно в десять раз меньше, чем в европейской.

Итак, крупнейшие водохранилища России (по площади):

1. Куйбышевское (6 500 км 2).
2. Братское (5 470 км 2).
3. Рыбинское (4 580 км 2).
4. Волгоградское (3 117 км 2).
5. Цимлянское (2 700 км 2).
6. Зейское (2 420 км 2).
7. Вилюйское (2 360 км 2).
8. Чебоксарское (2 190 км 2).
9. Красноярское (2 000 км 2).
10. Камское (1 910 км 2).

«Жигулевское море»

Площадь: 6 500 км 2 . Объем: 58 км 3 .

Самое большое водохранилище в России (и третье по величине в мире) - Куйбышевское. Его еще часто называют "Жигулевским морем". Оно возникло в 1957 году в результате возведения плотины одноименной ГЭС. Расположено на реке Волге, в пределах нескольких регионов РФ: Самарской и Ульяновской областей, Чувашии, Татарстана и Республики Марий Эл.

Протяженность Куйбышевского водохранилища - 500 км, а максимальная ширина - 40 км. Глубины не превышают сорока метров. Грандиозный водный резервуар находится в сердце крупнейшего промышленного края России. Жигулевская ГЭС ежегодно производит около 10 млрд. кВт-час электроэнергии. Само же водохранилище обеспечивает пресной водой более одного миллиона гектаров сельскохозяйственных угодий. Помимо всего прочего, Жигулевское море является популярной рекреационно-туристической зоной благодаря мягкому климату и живописности береговой линии.

Братское водохранилище

Площадь: 5 470 км 2 . Объем: 169 км 3 .

Братское водохранилище, расположенное на реке Ангаре, уступает Жигулевскому морю по площади, но во многом превышает его в объеме. Соответственно, и глубины водного резервуара относительно велики: в отдельных местах они достигают отметки в 150 метров.

Братская ГЭС, построенная в 1961 году, затопила огромное количество земель (включая знаменитый Братский Острог) и в то же время поспособствовала созданию мощнейшего промышленного кластера в азиатской части страны. В наши дни водоем активно используется для водоснабжения, сплава древесины и вылова рыбы. Его берега чрезвычайно сильно изрезаны. В местах впадения в Ангару других водотоков сформировались достаточно широкие и длинные заливы.

Рыбинское водохранилище

Площадь: 4 580 км 2 . Объем: 25 км 3 .

Второе по размеру водохранилище на Волге - Рыбинское. Оно расположено в пределах трех областей - Ярославской, Тверской и Вологодской.

Водохранилище отличается довольно необычной формой. 17 тысяч лет назад на его месте существовало крупное ледниковое озеро. Со временем оно высохло, оставив после себя обширную низменность. Ее заполнение началось в 1941 году в результате сооружения Рыбинского гидроузла. 130 тысяч человек пришлось переселить в другие места. Более того, создание Рыбинского водохранилища поглотило 250 тысяч гектаров лесов, около 70 тысяч га пашни и 30 тысяч га пастбищ.

Сегодня на берегах псевдоморя действует гигантская научная лаборатория, изучающая воздействие искусственных водоемов на природные комплексы тайги.

Водохрани?лище – искусственный водоём , созданный для накопления и последующего использования воды и регулирования стока .

Водохранилища стали сооружать ещё в глубокой древности для обеспечения водой населения и сельского хозяйства. Одним из первых на Земле считают водохранилище с плотиной Садд эль Кафара, созданное в Древнем Египте в 2950–2750 гг. до н. э. В XX в. водохранилища стали сооружать повсеместно. В настоящее время их на земном шаре более 60 тыс.; ежегодно в строй вводится несколько сот новых водохранилищ. Общая площадь всех водохранилищ мира более 400 тыс. км 2 , а с учетом подпруженных озёр – 600 тыс. км 2 . Суммарный полный объём водохранилищ достиг почти 6,6 тыс. км 3 . Многие реки земного шара – Волга , Днепр , Ангара , Миссури, Колорадо, Парана и другие – превращены в каскады водохранилищ. Через 30–50 лет водохранилищами будет зарегулировано 2/3 речных систем земного шара.

Приблизительно 95% объёма всех водохранилищ мира сосредоточено в крупных искусственных водоёмах с полным объёмом более 0,1 км 3 . В настоящее время таких водохранилищ более 3 тыс. Большинство из них расположено в Азии и Северной Америке, а также в Европе.

В России насчитывается более 100 крупных водохранилищ с объёмом более 0,1 км 3 каждое. Их суммарные полезный объём и площадь равны соответственно около 350 км 3 и более 100 тыс. км 2 . Всего же в России, более 2 тыс. водохранилищ.

Самые большие по площади водохранилища в мире (без учета подпруженных озёр) – это Вольта в Гане на р. Вольте, Куйбышевское в России на Волге, Братское в России на Ангаре, Насер (Садд-эль-Ааои) в Египте на Ниле. Самый большой полезный объём (без учета подпруженных озёр) имеют водохранилища Вольта, Насер, Братское, Кариба (на р. Замбези в Замбии и Зимбабве).

Назначение водохранилищ

Строительство и эксплуатация водохранилищ позволяет более рационально использовать водные ресурсы . Накопленную в водохранилищах воду используют для орошения и обводнения земель, водоснабжения населённых пунктов и промышленных предприятий, санитарных промывок речных русел , улучшения судоходных условий ниже по течению в маловодный период года и т. д. С помощью водохранилищ регулируют речной водный сток для гидроэнергетики, с целью предотвращения наводнений . Водохранилища используют также для рыбного хозяйства, водного транспорта, рекреации (отдыха людей), водного спорта.

По способу заполнения водой водохранилища бывают запрудные, когда их наполняет вода водотока , на котором они расположены, и наливные, когда вода в них подается из рядом расположенного водотока или водоёма. К наливным водохранилищам относятся, например, водохранилища гидроаккумулирующих электростанций.

По географическому положению водохранилища делят на горные, предгорные, равнинные и приморские. Первые из них сооружают на горных реках, они обычно узкие и глубокие и имеют напор, т. е. величину повышения уровня воды в реке в результате сооружения плотины, 100–300 м и более. В предгорных водохранилищах обычно высота напора 30–100 м. Равнинные водохранилища обычно широкие и мелкие, высота напора – не более 30 м. Приморские водохранилища с небольшим (несколько метров) напором, сооружают в морских заливах, лиманах, лагунах, эстуариях .

Примерами высоконапорных горных водохранилищ служат Нурекское и Рогунское на Вахше с высотой напора около 300 м. К предгорным водохранилищам могут быть отнесены некоторые водохранилища Енисейского и Ангарского каскадов: Красноярское (высота напора 100 м), Усть-Илимское (88 м). Примерами равнинных водохранилищ могут служить водохранилища Волжского и Днепровского каскадов: Рыбинское (высота напора 18 м), Куйбышевское (29 м), Волгоградское (27 м), Каневское (15 м), Каховское (16 м). К приморским водохранилищам относятся, например, опреснённая водами Дуная лагуна Сасык на западном побережье Чёрного моря на Украине, водохранилище Эйсселмер в Нидерландах, образованное в результате отчленения дамбой от Северного моря залива Зейдер-Зе и его опреснения водами Рейна.

По месту в речном бассейне водохранилища могут быть подразделены на верховые и низовые. Система водохранилищ на реке называется каскадом.

По степени регулирования речного стока водохранилища могут быть многолетнего, сезонного, недельного и суточного регулирования. Характер регулирования стока определяется назначением водохранилища и соотношением полезного объёма водохранилища и величины стока воды реки .

Основные характеристики водохранилищ

Для описания водохранилищ применимы те же показатели, что и для озёр. Из морфометрических характеристик водохранилища наиболее важны площадь его поверхности и объём вод. Форма водохранилища определяется характером заполненного водой понижения земной поверхности. Котловинные водохранилища обычно имеют озеровидную форму, долинные – вытянутую. Многие долинные водохранилища расширяются по направлению к плотине, имеют изрезанные берега и многочисленные заливы (затопленные устья притоков).

Любое водохранилище рассчитывается на накопление некоторого объёма воды в период наполнения и на сброс этого же объёма в период его сработки. Накопление нужного объёма воды сопровождается повышением уровня до некоторой оптимальной величины. Такой уровень обычно достигается к концу периода наполнения, может поддерживаться плотиной в течение длительного времени и называется нормальным подпорным уровнем (НПУ). В редких случаях, во время высокого половодья или крупных паводков , допускается временное превышение НПУ на 0,5–1 м. Такой уровень называют форсированным подпорным уровнем (ФПУ). Предельно возможным снижением уровня воды в водохранилище является достижение уровня мёртвого объёма (УМО), сработка объёма воды ниже которого технически вообще невозможна.

Объём водохранилища, находящийся ниже УМО, называется мёртвым объёмом (МО). Для регулирования стока и периодической сработки используется объём водохранилища, находящийся между УМО и НПУ. Этот объём называют полезным объёмом (ПО) водохранилища. Сумма полезного и мёртвого объёмов дает полный объём, или ёмкость водохранилища. Объём воды, заключённый между НПУ и ФПУ, называют резервным объёмом.

В пределах запрудного долинного водохранилища выделяют несколько зон: зону переменного подпора, верхнюю, среднюю и нижнюю.

Влияние водохранилищ на режим рек и окружающую среду

Главное воздействие водохранилищ на реки – это регулирование стока. Оно в большинстве случаев проявляется ниже по течению в уменьшении стока воды в половодье (его «срезка») и увеличении стока в маловодный период года (в межень). Сезонное регулирование стока водохранилищами ведёт к сглаживанию колебаний уровней воды ниже водохранилища в течение года.

Ниже водохранилищ полностью преображается водный режим рек, изменяются характер заливания поймы, русловые процессы, режим устьев рек и т. д. В областях недостаточного увлажнения воздействие водохранилищ приводит к высыханию речных пойм и дельт , что может нанести серьёзный ущерб хозяйству. Осушение пойм в зоне избыточного увлажнения – наоборот, явление положительное, способствующее их хозяйственному освоению.

Так же, как и озёра, водохранилища замедляют водообмен в гидрографической сети речных бассейнов . Сооружение водохранилищ привело к увеличению объёма вод суши приблизительно на 6,6 тыс. км 3 и замедлению водообмена приблизительно в 4–5 раз. Наиболее сильно замедлился водообмен в речных системах Азии (в 14 раз) и Европы (в 7 раз). Для рек бывшего СССР водохранилища увеличили среднее время пребывания вод в речных системах с 22 до 89 суток, т. е. в 4 раза. После сооружения каскада водохранилищ водообмен в бассейнах рек Волги и Днепра замедлился в 7–11 раз.

Сооружение водохранилищ всегда ведёт к уменьшению как стока воды вследствие возрастания водозабора на хозяйственные нужды и дополнительных потерь на испарение с поверхности водоёма, так и стока наносов, биогенных и органических веществ вследствие их накопления в водоёме.

В результате сооружения водохранилищ возрастает поверхность, покрытая водой; поскольку испарение с водной поверхности всегда больше, чем с поверхности суши, потери на испарение также возрастают.

В условиях избыточного увлажнения (например, в тундре) испарение с водной поверхности ненамного превышает испарение с поверхности суши. Поэтому при избыточном увлажнении сооружение водохранилищ практически не сказывается на уменьшении водного стока рек. В условиях недостаточного увлажнения (например, в зоне степей), а в особенности в условиях засушливого климата (в пустынях и полупустынях), сооружение водохранилищ приводит к существенным потерям водного стока рек на дополнительное испарение.

Степень уменьшения речного стока в результате сооружения водохранилищ возрастает по территории Европейской части России с севера на юг.

Во всех водохранилищах мира в конце ХХ в. терялись на испарение 120 км 3 воды в год, т.е. около 3% стока всех рек мира. Наибольшие потери речного стока свойственны водохранилищам Насер (8,3 км 3 /год) и Вольта (4,6 км 3 /год).

В то же время, водохранилища служат мощными поглотителями биогенных и загрязняющих веществ благодаря процессам их разложения и осаждения. Однако это положительное воздействие водохранилищ на качество воды может произойти лишь при правильном режиме эксплуатации водохранилища, при условии ограничения антропогенной нагрузки на качество воды и проведении природоохранных мероприятий на водосборе водоёма. В некоторых случаях требуется и реконструкция самого водохранилища.

В результате сооружения водохранилищ и отложения в них речных наносов существенно уменьшается их сток. Водохранилища действуют как «ловушки» для переносимых реками наносов. Отложение в водохранилищах мелких (взвешенных) наносов называют заилением водохранилища, отложение крупных (влекомых) наносов – его занесением. По некоторым современным оценкам, в ХХ в. сток наносов всех рек мира под влиянием водохранилищ уменьшился на 25%.

После сооружения водохранилищ сток наносов в устьях рек Волги, Риони, Дуная, Куры и Миссисипи сократился приблизительно в 2 раза, в устьях рек Сулака , Тибра и Нила – в 8–10 раз, в устье Эбро – в 250 раз (!). В последнем случае столь значительное уменьшение стока наносов объясняется близостью крупных водохранилищ к устью реки.

Уменьшение стока наносов рек вследствие их отложения в водохранилищах может вызвать нарушение баланса наносов в устьях рек и стимулировать частичное волновое разрушение дельты и соседних морских берегов, как это уже произошло в 1970-х гг. в устье Нила после возведения Высотной Асуанской плотины и создания водохранилища Насер, а также в устье Сулака после сооружения Чиркейского водохранилища в 1974 г. и в устье Эбро после строительства водохранилищ Мекиненса и Рибарроха в 1964 и 1969 гг. соответственно.

Заметное влияние водохранилища оказывают на термический и ледовый режим рек. Наиболее характерно выравнивающее воздействие водохранилищ на температуру воды в реке. Так, на Енисее ниже Красноярского водохранилища температура воды стала в мае–июне на 7–9°С и в июле–августе на 8–10°С ниже, а в сентябре на 8° и в октябре на 9°С выше, чем до зарегулирования реки.

Водохранилища оказывают заметное воздействие на природные условия сопредельных территорий. Сооружение крупных водохранилищ приводит к затоплению земель, повышению уровня грунтовых вод , способствующих подтоплению и заболачиванию территорий. Потеря земель при затоплении – наиболее существенное негативное последствие сооружения водохранилищ. По некоторым оценкам, суммарная площадь такого затопления в мире равна приблизительно 240 тыс. км 2 , что составляет 0,3% земельных ресурсов суши. Площади затопления на территории бывшего СССР составили порядка 80 тыс. км 2 . В результате сооружения водохранилищ озёрность территории России возросла до 4%.

Очевидно, что период строительства крупных водохранилищ, приводящих к большим затоплениям земель, окончился. В последнее время отдаётся явное предпочтение сооружению небольших водохранилищ, в частности, в горных и предгорных районах.

Водохранилища ведут к изменению микроклиматических условий (выравниванию внутригодовых колебаний температуры воздуха, усилению ветра, некоторому увеличению влажности воздуха и атмосферных осадков), волновому размыву берегов.

После сооружения водохранилища изменяется почвенно-растительный покров на затопленных и подтопленных землях. Полагают, что влияние водохранилищ распространяется на сопредельную территорию, приблизительно равную по площади самому водохранилищу. Кроме того, в результате сооружения водохранилищ часто ухудшаются условия прохода на нерест многих пород рыб; нередко ухудшается качество воды вследствие возникновения в некоторые периоды года дефицита кислорода в придонных слоях, накопления солей и биогенных веществ, цветения воды . Считают также, что сооружение водохранилищ может привести к увеличению сейсмичности в горных районах (дополнительный вес накопленных в водохранилище вод усиливает внутреннее напряжение в горных породах, нарушает их устойчивость и приводит к землетрясениям).

Таким образом, водохранилища оказывают довольно сложное и противоречивое воздействие и на режим рек, и на природные условия сопредельных территорий. Давая несомненный положительный экономический эффект, водохранилища нередко вызывают и весьма негативные экологические последствия. Всё это требует, чтобы при проектировании водохранилищ более внимательно учитывался весь комплекс гидрологических, физико-географических, социально-экономических и экологических аспектов. Возникает необходимость в экологическом прогнозе, который невозможен без помощи гидрологии .

Важное значение при этом имеют мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации водохранилища с целью предотвращения нежелательных последствий и максимального использования положительного эффекта от создания водохранилища. К таким мероприятиям относятся: инженерная защита от затопления территорий и объектов (населённых пунктов, сельскохозяйственных угодий, предприятий, мостов и т. д.); переселение жителей, перенос предприятий, дорог и т. д., очистка ложа водохранилища от леса и кустарников, создание водоохранных зон; восстановление лесных, рыбных, охотничьих и других ресурсов; транспортное, рыбохозяйственное, рекреационное и другое освоение водоёма, инженерное обустройство акватории и береговой зоны водохранилища и т. д.

В.Н. Михайлов, М.В. Михайлова

На территории России построено более ста крупных объектов - искусственно созданных с помощью плотин скоплений воды. В данной статье рассмотрим подробно, что такое водохранилище, его основные характеристики, роль влияния на экологию.

Водохранилище - что это?

Что такое водохранилище? Это компонент ландшафта, искусственно созданный человеком. Гидрологический речной режим регулируется в соответствии с необходимыми требованиями. Использование накопленных вод в водохранилище определяется хозяйственными потребностями.

Роль искусственных водоемов

Россия занимает огромные площади континента Евразия. Ее территории простираются от берегов Северного Ледовитого океана до южных степей и пустынь. Не везде есть обилие рек и озер, полностью удовлетворяющих запросы человека. Народное хозяйство требует больших расходов пресной воды. Искусственные водоемы с давних пор использовались для бытовых нужд населения и орошения посевов. Древнейшим рукотворным резервуаром считается египетский Садд-эль-Кафара, построенный еще до нашей эры. С начала XX века сооружение таких водоемов стало повсеместным. Сейчас на планете более 60 тысяч искусственно созданных водоемов. Крупнейшими водохранилищами в мире признаны Насер в Египте на реке Нил, Вольта в Гане, в России Куйбышевское на Волге и Братское на Ангаре.

Назначение

Суммарная площадь всех водоемов мира, созданных человеком за всю историю, - более 400 тысяч квадратных километров. Большинство водохранилищ расположено в Европе, Азии и Северной Америке. Что такое водохранилище для людей, кроме больших запасов воды, используемых для основных бытовых и хозяйственных потребностей? Эксплуатация искусственных водоемов позволяет более разумное применение водных ресурсов - накопленные применяют для орошения почвы, водоснабжения населения и промышленности, гидроэнергетики и транспортных путей. Также используются с целью предотвращения наводнений.

Часто водохранилища - это излюбленные места отдыха и рыбной ловли. Однако, несмотря на положительный экономический эффект, строительство плотин нередко вызывает негативные последствия, влияющие на экологию сопредельных территорий.

Категории искусственных резервуаров

Водохранилища могут подразделяться по нескольким признакам:

• структура;
• местонахождение в речном бассейне;
• способ заполнения;
• степень регулирования уровня воды;
• географическое расположение.

По характеру ложа водохранилища делятся на:

1. Долинные - долины, перегороженной плотиной, является ложем. Направление уклона дна от верхней части к плотине - основной признак, определяющий это водохранилище. Глубина увеличивается к плотине. Могут быть русловые и пойменно-долинные.
2. Котловинные - расположены в изолированных от моря с помощью дамб низинах.

По месту в речном бассейне:

1. Верховые.
2. Низовые.
3. Каскад - ступенчатая система на речном русле.

По наполняемости водой:

1. Наливные.
2. Запрудные.

По характеру регулирования уровня воды:

1. Многолетний - заполнение ложа может происходить в течение нескольких лет.
2. Суточный - уровень регулируется постоянно.
3. Сезонный - сброс воды происходит в определенное время года. Сезонные стоки применяются в целях искусственного орошения сельскохозяйственных земель в весенне-летний период и снижения возможной опасности наводнения.

Зимние понижения уровня опасны для растительного и животного мира созданного с помощью плотины водоема. В случае если сезонный сток происходит на водохранилище зимой, пласты льда, оседающие на осушенное дно, придавливают большое количество рыбы.

По географическому положению:

1. Равнинное - широкое водохранилище, высота уровня воды не больше 30 метров.
2. Горное - величина повышения уровня может достигать более 300 метров.
3. Предгорное - показатели находятся в пределах 100 метров.
4. Приморское - напор несколько метров, сооружают в морских заливах.

Что такое водохранилище для рыбака и туриста?

Изменение русла реки оказывает негативное влияние на нерест рыбы. Вследствие изменения кормовой базы и мест скопления популяций постепенно беднеет видовой состав. Ценные породы исчезают. Однако рыбная ловля на водохранилище зачастую бывает удачной.

Крупные водохранилища характеризуются собственным микроклиматом. Нередко крупные пресные резервуары называют морем. На открытом водном зеркале возникают волны, которые из-за отсутствия естественных препятствий в виде островов отличаются большой высотой. Не только жители окрестных берегов предпочитают отдых на водохранилище, живописные ландшафты и богатая фауна привлекают многочисленных туристов и путешественников.

Влияние на окружающую природу

Строительство водохранилищ может неблагоприятно повлиять на природные условия окружающей местности. Самые серьезные негативные последствия строительства крупных водохранилищ - затопление земель, подъем уровня грунтовых вод, заболачивание прибрежных зон. Общая площадь территорий, ушедших под воду, - приблизительно 240 тысяч квадратных километров. Заиление водохранилищ представляет собой процесс формирования крупных наносов на дне, приводит к уменьшению уровня воды. Также предполагается, что дополнительная нагрузка в виде массы накопленных объемов воды может привести к повышению уровня сейсмичности.

Сооружение водохранилищ влечет множество разнообразных последствий. В процессе создания и эксплуатации плотин следует тщательно планировать строительство и учитывать экологические прогнозы.

ВОДОХРАНИЛИЩЕ, водоём, созданный для накопления водных ресурсов на суше в целях их хозяйственного использования и ограничения наводнений. Большинство водохранилищ образовано в долинах водотоков при сооружении гидроузлов, состоящих из плотин и водопропускных устройств различной конструкции (водоводов, водосливов, шлюзов) с затворами, при помощи которых регулируют расход сбрасываемой через гидроузел воды.

Древнейшие питьевые и ирригационные водохранилища, обнаруженные по остаткам плотин, существовали в Египте около 3000 года до нашей эры. Из действующих гидроузлов Хомс - самый старый в мире, сооружён в 1304 году до нашей эры, находится на территории современной Сирии на реке Эль-Аси (Оронт), у г. Хомс, с питьевым водохранилищем объёмом 0,2 км 3 . В России старейшее водохранилище - Алапаевское, создано на Урале на реке Нейва (при впадении в неё реки Алапаиха) в 1704 году при строительстве металлургического завода.

Водохранилища создаются для перераспределения стока рек во времени, а в сочетании с каналами и другими водопроводящими устройствами - и по территории. Выделяют водохранилища суточного, недельного, сезонного (или годичного) и многолетнего регулирования. По хозяйственному назначению водохранилища делят на используемые для водоснабжения (коммунально-бытового, промышленного, в их число входят и водохранилища-охладители крупных тепловых и атомных электростанций), гидроэнергетические, ирригационные, транспортные (наряду с каналами в составе судоходных путей), противопаводковые, рекреационные, рыбохозяйственные. Большинство водохранилищ становятся водоёмами комплексного использования несколькими отраслями водного хозяйства. Водохранилища создаются самых разных размеров, как по площади водного зеркала, так и по объёму.

Развитие гидроэнергетики, ирригации и водного транспорта в 20 веке привело к быстрому увеличению числа крупных водохранилищ (табл.). В мире свыше 60 тысяч водохранилищ, в России свыше 2250.

Естественную ёмкость, в которой аккумулируется вода, называют чашей водохранилища, а её дно - ложем. Водохранилища пресных вод подразделяются по происхождению ложа на 3 класса: долинные, или речные, водами которых затоплен участок речной долины; котловинные, или озёрные, расположенные в озёрных котловинах, уровень воды в которых поднят плотиной гидроузла (к ним относят также наливные водохранилища, устроенные в низинах, с водой, подаваемой по каналу или трубе из соседнего водного объекта); котловинно-долинные, состоящие из находящегося в подпоре озера и затопленного водой участка долины. В ряде стран созданы немногочисленные морские водохранилища в заливах и эстуариях, отделённые от морей и океанов плотинами приливных гидроэлектростанций.

В проекте каждого водохранилища параметры водоёма и конструктивных элементов гидроузла рассчитываются, исходя из водохозяйственных задач регулирования стока и природных условий (рельефа местности, её геологического строения, почвенно-растительного покрова, климата, многолетних колебаний стока воды, наносов и растворённых веществ). При этом учитывают заселённость и хозяйственную освоенность территории, наличие в её пределах памятников культуры и охраняемых природных объектов. С учётом перечисленных факторов определяются высотные отметки нормального подпорного уровня воды (НПУ), при котором наиболее эффективно использование водных ресурсов; форсированного подпорного уровня (ФПУ), до которого допускается подъём водной поверхности водохранилища в случае непредсказуемо высокого половодья или паводка; уровень проектной сработки (УПС), до которого разрешено понижать водную поверхность водоёма при использовании его водных ресурсов. Запас воды, находящийся под НПУ, называют полным объёмом водохранилища, между НПУ и УПС - полезным объёмом, под которым находится так называемый мёртвый объём, не предназначенный для использования (рис. 1). Часть водохранилища с мёртвым объёмом характеризуется более разнообразной, чем в остальной водной толще, биотой, благодаря обильному бентосу и бентосоядным рыбам, особенно многочисленным в водохранилище. Для обеспечения колебаний уровня воды в заданных пределах рассчитываются экстремальные значения расхода воды через гидроузел. Минимальный санитарный расход требуется для благополучия речной экосистемы в нижнем бьефе гидроузла, а максимальный должен быть таким, чтобы возможно было в любое наводнение предотвратить перелив воды через плотину и её разрушение. Проект строительства водохранилища осуществляется лишь после завершения его экологической, гидротехнической и экономической экспертизы.

Самый большой полный (2760 км 3) и полезный (204,8 км 3) объёмы имеет водохранилище котловинного класса Виктория, образованное гидроузлом Оуэн-Фолс, построенным в 1954 году в истоке Белого Нила, поднявшим уровень воды в озере Виктория. Среди долинных водохранилищ самое большое по площади водной поверхности (8480 км 2) - Вольта с гидроузлом Акосомбо на реке Вольта в Гане, по величине полного объёма - Братское (169,3 км 3) на реке Ангара. Крупные проекты осуществимы в малонаселённых регионах. Потребность в регулировании стока в густонаселённых регионах обеспечивается сложными водохозяйственными системами, состоящими из нескольких водохранилищ (рис. 2). В этом случае важнейшими факторами экологического состояния водохранилищ становятся не природные особенности географического положения, а место создаваемого водоёма в реконструируемой гидрографической сети. В таких системах особенно важна роль самых верхних или наиболее крупных водохранилищ как регуляторов сезонных и многолетних колебаний речного стока, обеспечивающих стабильность работы остальных. Такими водоёмами-регуляторами в Волжско-Камском каскаде служат Рыбинское, Камское и Куйбышевское водохранилища.

Гидрологическая особенность всех водохранилищ по сравнению с природными водоёмами - существенно больший размах колебаний уровня воды. Он поднимается в многоводные фазы стока при накоплении водных ресурсов и понижается в маловодные фазы, когда потребление ресурсов на хозяйственные нужды и санитарные попуски превосходят их пополнение меженным стоком. В равнинных водохранилищах такие колебания обычно составляют 7-10 м, в предгорных - 15-30 м, в горах созданы водохранилища с размахом колебаний уровня 50-100 м и более. При сработке полезного объёма воды обсыхают наиболее мелководные участки ложа, а на замерзающих водохранилищах в период ледостава дно мелководий покрывается оседающим ледяным покровом. На равнинных водохранилищах размер таких участков (аква-территорий) в маловодные годы может достигать 30-50% площади ложа водохранилищ при НПУ.

Водохранилища как регулируемые источники водных ресурсов в хозяйственно освоенных регионах мира имеют экологически важное водоохранное значение. Водохранилища уменьшают частоту наводнений, площадь, продолжительность и глубину затопления поймы ниже гидроузлов даже во время самых катастрофических половодий или паводков, а также обладают способностью экосистем восстанавливать природные свойства загрязнённых водных ресурсов. Замедление водообмена и расширение водной поверхности на превращённых в водоёмы участках гидрографической сети способствуют многократному увеличению её биологических ресурсов. Процессы жизнедеятельности биоты водохранилищ приводят к окислению органических загрязняющих веществ, ускоряют сорбцию растворённых минеральных и недоокисленных органических веществ на взвесях, их осаждение и захоронение в составе донных отложений. Высшая водная растительность (макрофиты), способствующая очищению воды, служит субстратом для нереста многих видов рыб и наилучшим местообитанием мальков. Для эффективного самоочищения экосистемы водохранилищ и наибольшей её рыбопродуктивности площадь зарослей макрофитов должна составлять 15-20% акватории водоёма. Осушение и промерзание мелководий ведёт к деградации зарослей макрофитов. Для борьбы с этими явлениями необходима реконструкция водохранилищ в многосекционные. В мелководных водоохранных секциях (отделённых дамбами от главной) следует поддерживать НПУ и перед ледоставом сбрасывать воду в главную секцию с частично сработанным полезным объёмом. Такое решение основной экологической проблемы эксплуатации водохранилищ не нарушит оптимальный режим потребления воды и её сброса из водоёма, но увеличит в нём самоочищение и рыбопродуктивность, а также продолжительность эксплуатации верхнего бьефа гидроузла.

При подготовке ложа водохранилищ переносят населённые пункты, а также места захоронения людей и скотомогильники из зоны затопления, проводят санитарно-гигиенические мероприятия. Вывозят отбросы и отходы предприятий или утилизируют их на месте; проводят лесоочистку.

В период эксплуатации водохранилищ ведётся контроль за размещением на их побережье городов и промышленных объектов, за регулированием спуска в водохранилищ сточных вод. В зоне водохранилищ санитарные органы проводят профилактику малярии, туляремии и других заболеваний.

Лит.: Авакян А. Б., Салтанкин В. П., Шарапов В. А. Водохранилища. М., 1987; Эдельштейн К. К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. М., 1998; Вода России. Екатеринбург, 2001. [Т. 6]: Водохранилища.

Водохранилища искусственные водоемы, образованные при перекрытии русла рек. Многим из них свойственно суточное колебание уровня воды, достигающее иногда 1,52 м, характерен также режим паводка (увеличение стока без значительного изменения скорости течения).

Формирование рыбного населения водохранилищ идет тремя путями: из пойменных водоемов района затопления; из озер и прудов, связанных с рекой; из реки, в русле которой образовано водохранилище.

Многие рыбы, обитавшие в реке до зарегулирования стока, не сохраняются в водохранилищах. В первую очередь это проходные виды (осетровые и др.), а также приспособленные к обитанию в реке при наличии течения (жерех, подуст, елец, форель, хариус и др.).

Большинство водохранилищ в устьях рек Украины сооружены относительно недавно, поэтому формирование ихтиофауны в них не завершено. Однако уже сейчас очевидна тенденция к вытеснению ценных видов рыб сорными: щука, судак, сом, сазан, язь, голавль заменяются тугорослым окунем, бычками, плотвой, карасем и т. д. Этот процесс усугубляют неблагоприятные условия для нереста в водохранилищах таких рыб, как сазан, щука, чехонь и др. Кроме того, большой урон наносит рыбному стаду массовое размножение в водохранилищах синезеленых водорослей, наблюдаемое в летние месяцы из-за перегрева воды при недостаточной скорости водообмена.

Водохранилища Днепровского каскада

Самые крупные водохранилища Украины расположены в русле Днепра. Общая площадь Киевского, Каневского, Кременчугского, Днепродзержинского, Запорожского и Каховского водохранилищ более б тыс. км 2. Рыбная фауна в них одинакова, с естественным смещением теплолюбивых видов к югу, а холодноводных к северу.

Наиболее распространены здесь лещ, судак, щука, окунь, налим, сом, сазан, плотва, карась, линь, густера. Реже встречаются голавль, язь, жерех, красноперка, синец, подуст, угорь, стерлядь. Сравнительно недавно акклиматизированы белый амур, толстолобики.

Относительное постоянство видового состава Днепровских водохранилищ сохраняется благодаря наличию большого количества не зарегулированных притоком.

В Украине широко распространены искусственные водоёмы водохранилища и пруды, имеющие исключительно важное хозяйственное значение. Они используются для гидроэнергетики, судоходства, промышленного и бытового водоснабжения, рыборазведение, орошения и обводнения регионов страны.

Водохранилища и пруды

Искусственные водоёмы Украины занимают площадь около 12 тыс. км2 и содержат объём воды до 60 км3, который превышает средний годовой сток Днепра и в целом водные ресурсы страны, формирующиеся на территории страны в средние по водности годы.

Существует лишь количественное отличие между прудом и водохранилищем условно принято, что искусственный водоём объёмом до 1 млн. м3 является прудом, а с большим водохранилищем. Создание искусственных водоёмов связано с необходимостью регулирования очень неравномерного во времени стока рек. Аккумулируя воду во время половодья пруды и водохранилища позволяют использовать её в меженный период, когда сток рек малый, а потребность в воде наибольшая. Созданный при этом напор может использоваться для производства электроэнергии и подачи воды самотёком для орошения.

На территории Украины пруды и водохранилища создавались ещё в давние времена, особенно при заселении южных маловодных районов. Наиболее интенсивный рост их количества наблюдается во второй половине XX столетия. Если в 1950 г. площадь водного зеркала всех прудов и малых водохранилищ составляла около 98 тыс. га, а их полный объем 1,4 км3, то уже через 10 лет площадь прудов и малых водохранилищ увеличилась вдвое, а объём почти в 3 раза. В настоящее время такими водоёмами (около 1100 водохранилищ и почти 28000 прудов) зарегулировано около четверти среднего годового стока, формируемого в пределах Украины.

Распределение искусственных водоёмов

Из общего количества водохранилищ Украины 90% водоёмов имеют объём не более 10 млн. м3, 8% от 10 до 100 млн. м3 и лишь 2% свыше 100 млн. м3.

Распределение искусственных водоёмов по территории страны неравномерно. Наибольшую площадь они занимают в лесостепной и степной зонах. Здесь в среднем на 1 км2 территории приходится 1 га водной поверхности водохранилищ и прудов, т.е. 1% площади находится под водой. Свыше 1 га/км2 площади водного зеркала прудов и водохранилищ имеют Винницкая, Донецкая, Одесская, Харьковская, Хмельницкая и Черниговская области, меньше всего 0,1-0,3 га/км2 Волынская, Закарпатская, Ивано-Франковская области и Автономная Республика Крым.

Водоёмы заполняются во время половодья, но некоторая часть (расположенных в засушливых районах) заполняется частично или полностью, за счёт воды из других территорий и речных бассейнов. Среди таких водоёмы Донецкой, Харьковской, Херсонской областей и АР Крым.

Использование водохранилищ и прудов

В степных и в центральных маловодных лесостепных районах пруды и водохранилища используются преимущественно для водоснабжения, орошения и рыборазведения. В северной части страны (на Полесье) они зачастую являются водоприёмниками осушительных систем, источником водоснабжения, используются для увлажнения, рекреации и рыбного хозяйства. В Карпатском регионе их главное назначение водоснабжение, гидроэнергетика, рыборазведение и как защита от паводков.

В среднем по Украине на 1 км2 площади приходится (без учёта крупных водохранилищ на Днепре и Днестре) 0,8 га водной поверхности искусственных водоёмов, а с