Водохранилище

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Водохранилище.

Водохрани́лище — искусственный (рукотворный) водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.

Водохранилища делятся на два вида:

Для водохранилищ озёрного вида (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Водохранилища речного (руслового) вида (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, обычно, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам.

Основными параметрами водохранилища являются объём, площадь зеркала и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.

Терминология[править | править вики-текст]

В отличие от естественных замкнутых водоёмов, которые не используются в качестве водохранилищ, в данном случае существует набор терминов, характеризующих их допустимые водные запасы и уровни уреза воды:

  • Нормальный подпорный уровень (НПУ) — оптимальная наивысшая отметка водной поверхности водохранилища, которая может длительно поддерживаться подпорным сооружением;
  • Форсированный подпорный уровень (ФПУ) или горизонт форсировки — отметка водной поверхности водохранилища, превышающая НПУ, который, при проектировании гидроузла с известной пропускной способностью, определяется, исходя из площади водохранилища и максимально возможного притока воды. Превышение этого уровня может привести к переливу через гребень плотины и к другим аварийным ситуациям;
  • Уровень мёртвого объёма (УМО) или горизонт сработки водохранилища — отметка водной поверхности, соответствующая наибольшему опорожнению водохранилища. Рассчитывается в соответствии с условиями заиления, необходимым уровнем воды для зимовки рыб, обеспечению экологических условий, технологическими особенностями подпорных сооружений и характеристиками притока в водоём;
  • Мёртвый объём водохранилища — объём водоёма ниже отметки горизонта сработки водохранилища (УМО);
  • Полезный объём водохранилища — часть объёма водоема между отметками оптимального наивысшего уровня горизонта (НПУ) и уровнем максимальной сработки водоёма (УМО);[1]
  • Емкость форсировки или регулирующая емкость водохранилища — часть объёма водоёма между отметками ФПУ и НПУ, предназначенная для уменьшения максимального расхода через гидроузел во время весеннего половодья или дождевых паводков;[1]
  • Объём или полный объём водохранилища — данная величина равна сумме мёртвого и полезного объёмов.[1][2]
Roosevelt Dam.jpg

Типы водохранилищ[править | править вики-текст]

Встречаются следующие типы водохранилищ:

  • Крытые резервуары, устраиваемые из железа, бетона, камня и других материалов. Они располагаются над землей или в земле (полностью или частично) и применяются в водоснабжении как резервуары суточного регулирования или для создания напора.
  • Открытые бассейны, устраиваемые в земле путем выемки или полувыемки, а также путем обвалования на горизонтальной или слегка наклоненной местности. Такие водохранилища иногда устраиваются при ГЭС деривационного типа в качестве бассейнов суточного регулирования. Они также применяются в орошении для временного задержания высокого стока, который используется затем на ниже расположенных площадках или в самом водохранилище (лиманное орошение)
  • Водохранилища, создаваемые в долинах естественных водных объектов постройкой подпорных сооружений (плотин, зданий ГЭС, шлюзов и др.). Этот тип водохранилищ имеет наибольшее распространение и значение для экономики. Внутри него выделяют два подтипа:
    • речные (русловые) водохранилища, расположенные в долинах рек. Характеризуются вытянутой формой, с преобладанием стоковых течений и характеристиками водной массы, близкими к речным водам
    • озёрные, повторяющие форму водоема, находящегося в подпоре, и отличающиеся по своим физико-химическим свойствам от свойств вод притоков.

Крупнейшие водохранилища[править | править вики-текст]

Верхушки деревьев леса, затопленного в 1950-х годах, все ещё[когда?] показываются над водой водохранилища Тинару (en) (Квинсленд, Австралия).

Крупнейшими по площади зеркала водохранилищами мира являются:

  1. Озеро Вольта (8482 км²; Гана)
  2. Смоллвуд (6527 км²; Канада)
  3. Куйбышевское водохранилище (6450 км²; Россия)
  4. Озеро Кариба (5580 км²; Зимбабве, Замбия)
  5. Бухтарминское водохранилище (5490 км²; Казахстан)
  6. Братское водохранилище (5426 км²; Россия)
  7. Озеро Насер (5248 км²; Египет, Судан)
  8. Рыбинское водохранилище (4580 км²; Россия)

Крупнейшими водохранилищами по полному объёму накапливаемой воды являются[3]:

  1. Озеро Кариба (180 км³; Зимбабве, Замбия)
  2. Братское водохранилище (169.3 км³; Россия)
  3. Озеро Насер (160.0 км³; Египет, Судан)
  4. Озеро Вольта (148.0 км³; Гана)
  5. Маникуаган (141.2 км³; Канада)
  6. Гури (138.0 км³; Венесуэла)
  7. Тартар (85.0 км³; Ирак)
  8. Красноярское водохранилище (73.3 км³; Россия)
  9. Гордон Хрум (70.1 км³; Канада)

Старейшие водохранилища[править | править вики-текст]

Первые водохранилища были созданы в Древнем Египте с целью освоения земель в долине реки Нил (более 3000 лет до н. э.).

В России первые водохранилища были созданы в период 1701—1709 годов при строительстве Вышневолоцкой водной системы, соединившей Волгу с Балтийским морем[4]. В 1704 году было построено Алапаевское водохранилище (на среднем Урале) для обеспечения водой и механической энергией завода. Водохранилище Сестрорецкий Разлив было образовано в 1721 году.

Влияние на экологическую обстановку[править | править вики-текст]

Создание водохранилищ существенно изменяет ландшафт речных долин, а регулирование ими стока преобразует естественный гидрологический режим реки в пределах подпора. Изменения гидрологического режима, вызываемые созданием водохранилищ, происходят также и в нижнем бьефе гидроузлов, иногда на протяжении десятков и даже сотен километров. Особое значение имеет уменьшение половодий, в результате чего ухудшаются условия нереста рыб и произрастания трав на пойменных лугах. Уменьшение скорости течения вызывает выпадение наносов и заиление водохранилищ; изменяется температурный и ледовый режим, в нижнем бьефе образуется не замерзающая всю зиму полынья.

На водохранилищах высота ветровых волн больше, чем на реках (до 3 метров и более).

Гидробиологический режим водохранилищ существенно отличается от режима рек: биомасса в водохранилище образуется интенсивнее, меняется видовой состав флоры и фауны.

Заиление водохранилищ[править | править вики-текст]

Заиление водохранилища — это потеря объёма воды за счёт роста абсолютных отметок дна. Причины: поступление с водосбора взвешенных наносов, ветровой перенос летучих песков с суши, выпадение в осадок химических соединений, биомасса водной растительности, размыв берегов волновыми процессами, вымывание торфа из-под плавающих болот, которые условно находятся за границей водохранилища.

Размыв леса на берегу.

Процесс заиления водохранилищ сложный. Детально изучен в работе 1938 года. [5]

Мероприятия по борьбе с заилением рекомендуются следующие:

  • строительство водохранилищ не в основном русле, а в боковых балках;
  • отвод паводка через боковой канал;
  • устройство в начале водохранилища поперечных донных галерей;
  • устройство в плотине донных водоспусков;
  • устройство прудов в реках выше по течению;
  • создание объёмов для сбора наносов;
  • рациональный водный режим;
  • агротехника водосбора.

Основным способом, рекомендуемым «Руководством»[6] в борьбе с заилением, является промывка наносов расходом воды, сбрасываемым из водохранилища. Практикуется оставлять водохранилище на зимний период без воды, если в ней нет потребности. Этого не делают в вегетационный период высшей водной растительности (камыш, тростник и др.), разрастающейся по площади акватории при глубине воды менее 1,5 метра.

В монографии[5] сделан анализ около 100 водохранилищ мира, из которых самое раннее было создано в 1814 году.

См. также[править | править вики-текст]


Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Объем водохранилища, Гидротехнические сооружения
  2. В случае обычных водоемов, за эту величину обычно принимается объём, соответствующий среднему уровню воды.
  3. Авакян А. Б., Лебедева И. П. Водохранилища ХХ века как глобальное географическое явление // Изв. РАН. Сер. геогр. 2002. № 3. С. 13-20.
  4. Вронский В. А. Экология: Словарь-справочник. — 2-е изд. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. — 576 с. — 10 000 экз. — ISBN 5-222-02576-4.
  5. 1 2 Шамов Г. И. Заиление водохранилищ. Л.-М., 1938 год
  6. Руководство по гидрологическим расчётам при проектировании водохранилищ. Л., 1983 г.

Литература[править | править вики-текст]

  • Авакян А. Б., Шарапов В. А. Водохранилища гидроэлектростанций СССР — М.-Л., 1968.
  • Авакян А. Б., Шарапов В. А. Роль водохранилищ в изменении природных условий — М., 1968.
  • Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь. — Л.: Гидрометеоиздат, 1964. — 224 с.
  • Субботин А. С. Основы гидротехники. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 320 с.

Ссылки[править | править вики-текст]