25302 (Пруды и водохранилища Мордовии. Проблемы и перспективы), страница 2

Таблица 2 – Классификация водохранилищ по глубине

По характеру регулирования стока различают водохранилища многолетнего, сезонного (годичного), недельного и суточного регулирования. Разработка классификаций ИВО по гидрохимическим и гидробиологическим показателям приобретает важное социальное и экологическое значение в связи с истощением и ухудшением качества природной среды.

При типизации водохранилищ по химическому составу воды, его динамики используются многочисленные классификации поверхностных вод суши: по количеству растворённых в воде минеральных веществ, по состоянию главными группами ионов, по особенностям газового режима, по количественной и качественной характеристики находящихся в органической воде веществ.

В условиях усиливающегося загрязнения водоёмов большую практическую важность приобретают классификации водохранилищ по характеру и степени воздействия поступающих в них загрязнений антропогенного происхождения. При этом может быть использован прежде всего критерий трофности и эвтрофирования. Эвтрофирование рассматривается ныне как процесс нарушения водной экосистемы; различают дистрофные, олиготрофные, мезотрофные. евтотрофные, полиевтотрофные и гиперевтрофные водохранилища; последние три класса означают соответствующее ухудшение качества вод.

И, наконец, отметим, что для водоснабженческих и рекреационных хранилищ особый интерес представляют классификации, основанные на комплексном учёте различных показателей качества воды – химические, биологические и токсические.

Выделяют шесть классов воды:

I – вода очень чистая;

II - чистая;

III, IV – незначительно загрязнённая;

V- сильно загрязнённая;

VI – очень загрязнённая;

Таким образом, на земном шаре эксплуатируется большое количество ИВО существенно различающиеся между собой по параметрам, режимными характеристиками, направлению хозяйственного использования и воздействия на окружающую среду.

1.3 Социально-экономическое значение прудов и водохранилищ

Проблема обеспечения быстро растущего населения и интенсивно развивающегося хозяйства водой для большинства стран мира становится всё более актуальной. В её решении важнейшее значение принадлежит прудам и водохранилищам, перераспределяющим сток во времени и пространстве. Большие социальные и экономические задачи решают ирригационные и энергетические водохранилища. Крупные водохранилища вместе с образующими их гидроузлами играют большую роль в совершенствование инфраструктуры районов их создание и изменений условий жизни населения.

Значение прудов и водохранилищ для водоснабжения

В индустриально развитых странах на промышленные и коммунальные нужды расходуется в десятки раз больше воды, чем в начале столетия. Удовлетворить растущие водопотребления крупных городов за счёт подземных вод и не зарегулированных поверхностных водотоков становится всё труднее, поэтому во многих странах мира оно осуществляется в основном из водохранилищ.

Развитие промышленности нередко сдерживается недостатком воды для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения: для многих производств, не имеющих обработанной системы водоснабжения. Требуется очень большие количества воды. Ещё больше воды требуется для выработки электроэнергии на атомных станциях.

Водохранилища с точки зрения возможности использования их для водоснабжения могут быть подразделены на следующие группы:

1. Водохранилища питьевого назначения. Использования их другими отраслями народного хозяйства не допускается;

2. Водохранилища, созданные в основном для водоснабжения, используемые одновременно и другими отраслями народного хозяйства;

3. Комплексные водохранилища, где один из компонентов водохозяйственного комплекса – водоснабжение;

4. Одноцелевые водохранилища. Использование их для водоснабжения не представляет возможным.

Значение ИВО для борьбы с наводнениями

На протяжении веков население, проживающее на берегах больших и малых рек во всех районах земного шара, непрерывно ведут борьбу с наводнениями, причинявшими колоссальный ущерб прибрежным районам. Наводнения вызываются разными причинами: интенсивным таянием снегов в весеннее время, сильными и продолжительными ливнями, ледяными заторами и, также разрушением дамб и плотин.

В устье рек наводнение могут быть вызваны продолжительными и сильными ветрами со стороны моря, в результате чего реки подпираются и выходят из берегов.

Известно несколько видов борьбы с наводнениями: создание регулирующих водохранилищ, обвалование приречных территорий, скрепление речного русла в целях ускорения стока подводных вод, создание в понижениях паводконакопительных водохранилищ, в которые можно отводить излишки воды в период половодья.

Важное, а иногда и решающая роль в борьбе с наводнениями принадлежит водохранилищам. Создание регулирующих водохранилищ даёт возможность на участках рек, расположенных ниже плотин, ликвидировать полностью или частично бедствия, связанные с наводнениями принадлежит водохранилищам. Создание регулирующих водохранилищ даёт возможность на участках рек, расположенных ниже плотин, ликвидировать полностью или частично бедствия, связанные с наводнениями; вовлечь в сельскохозяйственный оборот новые массивы земель и улучшить использование имеющих сельскохозяйственных угодий; снизить затраты на строительство хозяйственных сооружений в различных отраслях народного хозяйства.

Выделим следующие группы по возможностям их использования для борьбы с наводнениями:

1. Водохранилища, специально созданные для борьбы с наводнениями. Среди них

имеются и сенохранилища;

1. Комплексные водохранилища; важнейшее их назначение – борьба снаводнениями. В них предусматривается специальная резервная Ёмкость, которая заполняется в особо многоводные периоды и быстро опорожняется для принятия возможного повторного паводка;

2. Комплексные водохранилища многолетнего и сезонного регулирования, в той или иной степени влияющие на снижение паводковых расходов. К этой группе принадлежит большинство водохранилищ земного шара;

3. Водохранилища не имеющие значения для борьбы с наводнениями.

Значение ИВО для рекреации

В организации отдыха особая роль принадлежит водоемам. Занятия разнообразными видами отдыха и спорта, эстетическое воздействие живописных береговых ландшафтов. Смена впечатлений – всё это в комплексе позволяет считать водоёмы природными лечебницами. Большая часть рекреационных учреждений и почти все зоны кратковременного отдыха населения располагаются непосредственно на берегах водоёмов либо вблизи них.

По условиям использования для отдыха выделяются следующие группы водохранилищ:

1. Водохранилища, специально созданные в рекреационных целях и практически полностью доступны для всех видов отдыха;

2. Водохранилища комплексного назначения, рекреационный потенциал которых используется не в полной мере в связи с недостаточно благоприятным режимом уровней воды в период массового отдыха;

3. Водохранилища, использование которых возможно лишь для отдельных видов отдыха или на отдельных участках;

4. Одноцелевые водохранилища, рекреационное использований2 которых невозможно.

Значение ИВО для ирригации

Водохранилища и пруды оказывают как положительные, так и отрицательные влияния на сельское хозяйство, которое во многих странах мира испытывает значительные затруднения из-за недостатка воды, особенно в засушливые годы. Даже в богатых осадками экваториальных районах в определённые периоды ощущается недостаток воды. Значительное увеличение площади орошаемых земель для выращивания различных культур невозможно без обеспечения их водными ресурсами, что требует регулирование стока рек. Создание водохранилищ позволяет заметно увеличить размеры орошаемой площади за счёт более полного и рационального использования поверхностного стока, подавать воду на поля в нужном количестве в соответствии с оптимальными сроками полива, увеличить покомандные площади самотечного орошения, снизить затраты на подкачку воды при машинном орошении. Регулирование стока водохранилищами необходимо и потому. Сто потребности орошаемых земель в воде существенно изменяется в разное время года и в годы различной водности.

Водохранилища по их значению для ирригации целесообразно подразделять на следующие группы:

1. Ирригационные и комплексные водохранилища в южных засушливых странах:

а) водохранилища многолетнего и сезонного регулирования стока;

б) водохранилища, не регулирующие сток, но создаваемые в низовьях и средних течениях рек для поддержания постоянного уровня воды, обеспечивающего нормальный водозабор в ирригационные системы;

в) наливные водохранилища, создаваемые в понижениях рельефа вблизи трасс ирригационных каналов или вблизи рек в качестве резервных ёмкостей;

2. Комплексные водохранилища в районах с неустойчивым увлажнением;

3. Комплексные водохранилища, намечаемые к созданию в разных странах для переброски больших масс воды из районов с избыточным стоком в засушливые районы.

Значение водохранилищ для водного транспорта

Относительно небольшая доля речного транспорта в общем грузообороте стран объясняется сезонностью его работы, несовпадением направлений внутренних путей и грузопотоков, ограниченностью речных бассейнов как правило, малыми глубинами на не зарегулированных участках, «ступенчатостью» глубин в пределах одного и того же бассейна, наличием перекатов и порожистых участков с большими скоростями течения, неустойчивостью судовых фарватеров и другими причинами. Устранить перечисленные недостатки внутренних водных путей можно лишь по средствам строительства гидроузлов, каналов и больших водохранилищ. Для речевого транспорта важно, чтобы строительство гидроузлов начиналось в верховьях рек, это позволит увеличить судоходные глубины на наиболее мелководных их участках, как за счет создания подпора, так и путем специальных навигационных попусков в нижние бьефы.

Водохранилища служат эффективным, а иногда и единственным средством улучшения сети водных путей. Создание водохранилищ и регулирования или стока имеют для водного транспорта и неблагоприятные последствия: усиления ветра и увеличение волны, потеря времени на шлюзование, но, несмотря на это преобразования режима рек водохранилищами в целом имеет положительное значение для развития речного транспорта.

Значение водохранилищ для энергетики.

Развитие современной энергетики немыслимо без создания водохранилищ. В них нуждаются как гидравлические (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС), так и тепловые (ТЭС) и атомные (АЭС) электростанции. Наличие в энергосистеме гидростанций с водохранилищами создает условия для работы тепловых электростанций в оптимальных для них режимах, что дает большой хозяйственный эффект. Многолетнее регулирование стока водохранилищами энергетического назначения имеет особенно большое значение для технических энергосистем, в которых преобладают гидроэлектростанции. Такие водохранилища регулирую работу не только своей гидроэлектростанции, Но другие ГЭС, входящих в энергосистему. Поскольку на реках создаются не изолированные гидроэлектростанции, а каскады ГЭС и водохранилищ, между и ГЭС, построенными в бассейне одной реки, возникают не только электрические, но и водохозяйственные взаимосвязи. Создание регулирующих водохранилищ повышает гарантированную мощность и выработку не только собственной станции, но и ниже расположенных ГЭС.

Наличие в энергосистемах гидроэлектростанций с регулирующими водохранилищами повышает надежность этих энергосистем в эксплуатации и делает их менее подверженными авариям. Чем выше регулирующая способность водохранилищ ГЭС, тем больше их значение в энергосистемах.

Воздействие тепловых и атомных электростанций на гидрологический и биологический режимы водохранилищ многообразно и обусловлено:

1. Травмированием организмов при прохождении ими агрегатов станции вместе с охлажденной водой;

2. Поступление со сбрасываемой водой добавочного тепла, повышающего температуру воды водохранилищ;

3. Внесением загрязнений со сбросными водами.

Это свидетельствует об необходимости рационального размещения ГЭС и АЭС. ГАЭС также предъявляют особые требования к водным ресурсам водохранилищ.

1. Воздействие водохранилищ на природную среду прилегающих ландшафтов

ИВО оказывают влияние практически на все компоненты литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы, образующие природную среду прилегающих территорий, т.е. на геодинамические условия и рельеф, режим подземных вод, климат, почвы, растительность, животный мир и ландшафт в целом. Влияние водохранилищ, даже самых крупных, на климат распространяется на сравнительно небольшую территорию и влияние это в различных природных поясах и зонах не одинаково. В зоне недостаточного увлажнения это влияние менее значительно, чем в зоне избыточного увлажнения, где оно ощущается сильнее и распространяется на большие территории с менее резкими переходами. Масштабы изменений климата зависят также от рельефа, от параметров водохранилища, особенно объема водной массы.

Весной ИВО оказывают охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплого периода – отепляющее. Под воздействие водохранилищ, как правило, уменьшается континентальность климата. Создание обширных водных поверхностей приводит к значительному увеличению скорости и повторяемости ветра. В районах всех крупных водохранилищ отмечаются ветры типа бризов.

В теплый период в акватории водохранилищ осадков выпадает меньше, чем на суше, несколько увеличивается осадков в береговой зоне. Сильнее влияние на микроклимат оказывают водохранилища, используемые для охлаждения производственных вод, однако ввиду их малых размеров, влияние это ограниченное по территории и высоте слоя. Значительно и многообразно влияние ИВО на уровень и режим подземных вод. Река для создания водохранилищ – это как бы водоприемник грунтовых потоков. С заполнением водохранилища грунтовые, трещинно-грунтовые, частично трещинно-грунтовые трещинно-карстовые воды подпираются, и уровень их поднимается до таких отметок, при которых они вновь стекают в водохранилище. До этого момента они непрерывно накапливаются и пополняются за счет просачивания из водохранилища.

Создание крупных водохранилищ в определенной степени повлияло на современные тектонические процессы, в частности на возникновение небольших землетрясений, что в отдельных случаях может приводить к деформации ложа водохранилищ, усилению переформированию берегов и их подтопления.

Создание водохранилищ нередко ведет к существенному изменению почвенного и растительного покрова прилегающей береговой зоны. Размеры территории, на которой происходят изменения почвенного и растительного покрова, могут быть, особенно у равнинных водохранилищ. В зоне периодического затопления формируются болотные и торфяно-иловые почвы с высокой степенью заторфованности и большим содержанием закисных форм железа. В зоне подтопления грунтовые воды подходят близко к поверхности, здесь степень увлажнения почв определяется не только глубиной залегания грунтовых вод, но и величиной их капиллярного подъема. В зоне умеренного подтопления доминирует процесс так называемого олуговения подзолистых почв, когда в них повышается содержание гумуса, азота, фосфора, кальция и соединений железа, в верхнем горизонте почв появляются охристые пятна и прожилки и под действием грунтовых вод, имеющих нейтральную реакцию, уменьшается кислотность в нижнем слое. В зоне слабого подтопления увеличивается подвижность гумусовых веществ и железа, происходит оглиение почвы, на ее поверхности появляются разрозненные пятна и прослойки зеленого цвета. Постоянное затопление территории приводит к полной гибели существовавшей ранее наземной растительности, за исключением отдельных видов в зонах мелководного затопления. В зоне постоянного мелководного затопления, и на части территории зоны временного затопления формируется полоса гидрофильных и гигрофильных ассоциаций. В зонах умеренного и слабого подтопления водное и минеральное питание, как правило, улучшается, и прирост древесины увеличивается иногда на 50-70%. Создание водохранилищ служит причиной существенных изменений не только флоры, но и фауны прилегающих территорий: затопляются территории с разными условиями существования и обеспеченностью кормом. Эти изменения неодинаковы в разных географических зонах.