ВОДОХРАНИ́ЛИЩЕ

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

Древ­ней­шие пить­е­вые и ир­ри­га­ци­он­ные В., об­на­ру­жен­ные по ос­тат­кам пло­тин, су­ще­ст­во­ва­ли в Егип­те ок. 3000 до н. э. Из дей­ст­вую­щих гид­ро­уз­лов Хомс – са­мый ста­рый в ми­ре, со­ору­жён в 1304 до н. э., на­хо­дит­ся на тер­ри­то­рии совр. Си­рии на р. Эль-Аси (Оронт), у г. Хомс, с пить­е­вым В. объ­ё­мом 0,2 км³. В Рос­сии ста­рей­шее В. – Ала­па­ев­ское, соз­да­но на Ура­ле на р. Ней­ва (при впа­де­нии в неё р. Ала­паи­ха) в 1704 при строи­тель­ст­ве ме­тал­лур­гич. за­во­да.

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

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

  Количество водохранилищ и их объёмы в странах с наибольшим гидротехническим строительством

Примечания. 1. Над чертой - число водохранилищ с полным ооъемом > 0,1 км³, под чертой - оощий бъём, км³. 2. Авторы таблицы - А. Б. Авакян, С. П. Яковлева (1999).

Ес­тест­вен­ную ём­кость, в ко­то­рой ак­ку­му­ли­ру­ет­ся во­да, на­зы­ва­ют ча­шей В., а её дно – ло­жем. В. 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 В., 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 В. в за­ли­вах и эс­туа­ри­ях, от­де­лён­ные от мо­рей и океа­нов пло­ти­на­ми при­лив­ных гид­ро­элек­тро­стан­ций.

Рис. 1. Схема водохранилища. Характерные уровни и объёмы.

В про­ек­те ка­ж­до­го В. па­ра­мет­ры во­до­ёма и кон­ст­рук­тив­ных эле­мен­тов гид­ро­уз­ла рас­счи­ты­ва­ют­ся, ис­хо­дя из во­до­хо­зяйств. за­дач ре­гу­ли­ро­ва­ния сто­ка и при­род­ных ус­ло­вий (рель­е­фа ме­ст­но­сти, её гео­ло­гич. строе­ния, поч­вен­но-рас­ти­тель­но­го по­кро­ва, кли­ма­та, мно­го­лет­них ко­ле­ба­ний сто­ка во­ды, на­но­сов и рас­тво­рён­ных ве­ществ). При этом учи­ты­ва­ют за­се­лён­ность и хо­зяйств. 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 В. 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 В., ме­ж­ду НПУ и УПС – по­лез­ным объ­ё­мом, под ко­торым на­хо­дит­ся т. н. мёрт­вый объ­ём, не пред­на­зна­чен­ный для ис­поль­зо­ва­ния (рис. 1). Часть В. с мёрт­вым объ­ё­мом ха­рак­те­ри­зу­ет­ся бо­лее раз­но­об­раз­ной, чем в ос­таль­ной вод­ной тол­ще, био­той, бла­го­да­ря обиль­но­му бен­то­су и бен­то­со­яд­ным ры­бам, осо­бен­но мно­го­чис­лен­ным в В. Для обес­пе­че­ния ко­ле­ба­ний уров­ня во­ды в за­дан­ных пре­де­лах рас­счи­ты­ва­ют­ся экс­тре­маль­ные зна­че­ния рас­хо­да во­ды че­рез гид­ро­узел. Ми­ним. 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 В. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся лишь по­сле за­вер­ше­ния его эко­ло­гич., гид­ро­тех­нич. и эко­но­мич. экс­пер­ти­зы.

Рис. 2. Схема размещения водохранилищ в гидрографической сети р. Волга. А – одиночное водохранилище; Б – каскад водохранилищ; В – система одиночных водохранилищ; Г – Волжско-Ка...

Са­мый боль­шой пол­ный (2760 км³) и по­лез­ный (204,8 км³) объ­ё­мы име­ет В. кот­ло­вин­но­го клас­са Вик­то­рия, об­ра­зо­ван­ное гид­ро­уз­лом Оу­эн-Фолс, по­стро­ен­ным в 1954 в ис­то­ке Бе­ло­го Ни­ла, под­няв­шим уро­вень во­ды в оз. Вик­то­рия. Сре­ди до­лин­ных В. са­мое боль­шое по пло­ща­ди вод­ной по­верх­но­сти (8480 км²) – Воль­та с гид­ро­уз­лом Ако­сом­бо на р. Воль­та в Га­не, по ве­ли­чи­не пол­но­го объ­ё­ма – Брат­ское (169,3 км³) на р. Ан­га­ра. Круп­ные про­ек­ты осу­ще­ст­ви­мы в ма­ло­на­се­лён­ных ре­гио­нах. По­треб­ность в ре­гу­ли­ро­ва­нии сто­ка в гус­то­на­се­лён­ных ре­гио­нах обес­пе­чи­ва­ет­ся слож­ны­ми во­до­хо­зяйств. сис­те­ма­ми, со­стоя­щи­ми из не­сколь­ких В. (рис. 2). В этом слу­чае важ­ней­ши­ми фак­то­ра­ми эко­ло­гич. со­стоя­ния В. ста­но­вят­ся не при­род­ные осо­бен­но­сти гео­гра­фич. по­ло­же­ния, а ме­сто соз­да­вае­мо­го во­до­ёма в ре­кон­ст­руи­руе­мой гид­ро­гра­фич. се­ти. В та­ких сис­те­мах осо­бен­но важ­на роль са­мых верх­них или наи­бо­лее круп­ных В. 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.

Гид­ро­ло­гич. осо­бен­ность всех В. 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 хо­зяйств. ну­ж­ды и са­ни­тар­ные по­пус­ки пре­вос­хо­дят их по­пол­не­ние ме­жен­ным сто­ком. В рав­нин­ных В. та­кие ко­ле­ба­ния обыч­но со­став­ля­ют 7–10 м, в пред­гор­ных – 15–30 м, в го­рах соз­да­ны В. с раз­ма­хом ко­ле­ба­ний уров­ня 50–100 м и бо­лее. При сра­бот­ке по­лез­но­го объ­ё­ма во­ды об­сы­ха­ют наи­бо­лее мел­ко­вод­ные уча­ст­ки ло­жа, а на за­мер­заю­щих В. в пе­ри­од ле­до­ста­ва дно мел­ко­во­дий по­кры­ва­ет­ся осе­даю­щим ле­дя­ным по­кро­вом. На рав­нин­ных В. раз­мер та­ких уча­ст­ков (ак­ва­тер­ри­то­рий) в ма­ло­вод­ные го­ды мо­жет дос­ти­гать 30–50% пло­ща­ди ло­жа В. при НПУ.

В. как ре­гу­ли­руе­мые ис­точ­ни­ки вод­ных ре­сур­сов в хо­зяй­ст­вен­но ос­во­ен­ных ре­гио­нах ми­ра име­ют эко­ло­ги­че­ски важ­ное во­до­ох­ран­ное зна­че­ние. В. умень­ша­ют час­то­ту на­вод­не­ний, пло­щадь, про­дол­жи­тель­ность и глу­би­ну за­то­п­ле­ния пой­мы ни­же гид­ро­уз­лов да­же во вре­мя са­мых ка­та­ст­ро­фич. 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 гид­ро­гра­фич. се­ти спо­соб­ст­ву­ют мно­го­крат­но­му уве­ли­че­нию её био­ло­гич. ре­сур­сов. Про­цес­сы жиз­не­дея­тель­но­сти био­ты В. при­во­дят к окис­ле­нию ор­га­ни­че­ских за­гряз­няю­щих ве­ществ, ус­ко­ря­ют сорб­цию рас­тво­рён­ных ми­не­раль­ных и не­до­окис­лен­ных ор­га­нич. 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 В. 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 В. в мно­го­сек­ци­он­ные. В мел­ко­вод­ных во­до­ох­ран­ных сек­ци­ях (от­де­лён­ных дам­ба­ми от глав­ной) сле­ду­ет под­дер­жи­вать НПУ и пе­ред ле­до­ста­вом сбра­сы­вать во­ду в гл. сек­цию с час­тич­но сра­бо­тан­ным по­лез­ным объ­ё­мом. Та­кое ре­ше­ние осн. эко­ло­гич. про­бле­мы экс­плуа­та­ции В. 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 В. пе­ре­но­сят на­се­лён­ные пунк­ты, а так­же мес­та за­хо­ро­не­ния лю­дей и ско­то­мо­гиль­ни­ки из зо­ны за­то­п­ле­ния, про­во­дят са­ни­тар­но-ги­гие­нич. ме­ро­прия­тия. Вы­во­зят от­бро­сы и от­хо­ды пред­при­ятий или ути­ли­зи­ру­ют их на мес­те; про­во­дят ле­со­очи­ст­ку. В пе­ри­од экс­плуа­та­ции В. ве­дёт­ся кон­троль за раз­ме­ще­ни­ем на их по­бе­ре­жье го­ро­дов и пром. объ­ек­тов, за ре­гу­ли­ро­ва­ни­ем спус­ка в В. сточ­ных вод. В зо­не В. са­ни­тар­ные ор­га­ны про­во­дят про­фи­лак­ти­ку ма­ля­рии, ту­ля­ре­мии и др. за­бо­ле­ва­ний.