15.16 Роль водохранилищ для человека

Запас воды. Вода поступает в городские квартиры из протекающей неподалеку реки, которая в свою очередь собирает талые, грунтовые и дождевые воды. Однако, прежде чем направить по трубам в дома, вода должна быть собрана в достаточном количестве, сохранена и очищена, для чего и нужны искусственные водоемы – водохранилища. Это одна из основных причин, побуждающих человека возводить человека грандиозные сооружения и останавливать течения рек,- ведь жизнь людей тесно связана с источниками чистой воды. Даже там, где ее, казалось бы, довольно много, нельзя целиком полагаться на природу: реки часто полноводны лишь два- три месяца в году. В остальное время люди вынуждены экономить воду (если, конечно, не позаботились заранее запасти ее). А в сухих степях и полупустынях каждая капля вообще на вес золота и сельское хозяйство немыслимо без орошения.

Преграда наводнениям. Разрушительные наводнения происходят практически на всех реках, кроме тех, которые вытекают из крупных озер. Очень редки наводнения на реке Ангаре, вытекающей из Байкала, или на реке Святого Лаврентия – ее сток регулируются самой большой в мире системой Великих озер. Сама природа подсказала человеку, как предотвратить возможные катастрофы: нужно строить на реках искусственные озера - водохранилища, которые будут накапливать избыток речной воды в период многоводья, а затем постепенно спускать воду из них.

Источник энергии. Еще в конце 19 века многочисленные мельницы на берегах рек выполняли незаметную, но очень важную работу: вертели жернова, перемалывающие зерно в муку, приводили в движение машины на заводах, фабриках и рудниках. Мельницам не требовалось топлива: они действовали благодаря энергии падающей воды. Водопады – большая редкость в природе, и люди с глубокой древности научились их создавать: они воздвигали на пути водного потока преграду (плотину), которую ему приходилось преодолевать. Перед плотиной река разливалась, образуя озеро. Технический прогресс в 20 веке позволил замедлять течение не только малых и средних, но даже крупных рек. Их энергия теперь вращает гигантские турбины гидроэлектростанций, питает заводы, фабрики, города и села. Тепловые и атомные электростанции черпают энергию из других источников, но для охлаждения агрегатов они нуждаются в большом количестве воды. Поэтому и для них часто специально создают водохранилища.

Судоходство и многое другое. Польза водохранилищ многообразна. Они затапливают речные пороги, мели и перекаты и превращают реки в глубоководные магистрали. Соединенные каналами, водохранилища, реки и озера Европы и Северной Америки образуют разветвленные транспортные системы. Именно благодаря широкому гидротехническому строительству Москва, удаленная от океанов на тысячи километров, стала портом пяти морей.

Во многих водохранилищах разводят рыбу. Кроме того, отдых на берегах искусственных озер – одно из любимых развлечений миллионов городских и сельских жителей.

Огромная масса воды в водохранилищах смягчает местный климат, а испаряющаяся из них влага возвращается благодатными дождями, которые орошают окрестные поля.

Водохранилища и окружающая среда. Какую бы огромную пользу ни приносили искусственные озера, какими бы достоинствами они ни обладали, нельзя забывать, что они неузнаваемо и иногда непредсказуемо изменяют окружающую среду. Ущерб, наносимый природе и обществу, - это плата за получаемую чистую воду и электроэнергию. Подпруженные плотиной воды разливаются на огромных площадях, и под ними гибнут лучшие заливные луга, пашни и леса, которые обычно расположены в долинах рек. Под водой оказываются города и села, и тысячи жителей вынуждены покидать места, которые они обживали веками.

Отрицательное воздействие водохранилищ испытывают на себе и их берега, где поднимается уровень грунтовых вод: в результате земли подтапливаются, заболачиваются и не могут использовать для сельскохозяйственного производства. Очень часто гибнут прибрежные леса, приходят в негодность расположенные на берегах строения. Кроме того, берега многих водохранилищ подмываются волнами и течениями, обрушиваются и отступают – нередко даже на сотни метров, если водоем большой. Плотины, перегораживают реки, нарушают условия жизни ценных видов рек, таких как осетр, севрюга, белуга, и численность их катастрофически уменьшается.

Непоправимый урон окружающей среде наносят именно крупные водохранилища. Средние и небольшие водохранилища причиняют ущерба гораздо меньше – сооружая их, можно успешно решать почти все проблемы водного хозяйства. При проектировании водохранилищ необходимо предусмотреть мероприятия по охране природы, чтобы устранить возможные нежелательные последствия.

Также водохранилища замедляют водообмен в гидрографической сети речных бассейнов. Это приводит к уменьшению скорости течения в речных системах и к уменьшению способности рек к самоочищению; к увеличению времени контакта речных вод с дном и берегами, что также, вероятно, отрицательно влияет на качество воды; к уменьшению теплового стока рек.

Водохранилища оказывают заметное воздействие на природные условия сопредельных территорий. Сооружение крупных водохранилищ приводит к затоплению и подтоплению земель, повышению уровня грунтовых вод, способствующих заболачиванию земель, изменению микроклиматических условий (выравниванию внутригодовых колебаний температуры воздуха, усилению ветра, некоторому увеличению влажности воздуха и атмосферных осадков), волновому размыву берегов. Наиболее существенное негативное последствие сооружения водохранилищ – это потеря земель при их затоплении. По оценкам М. И. Львовича, суммарная площадь затопления в мире равна приблизительно 240 тыс. км ², что составляет 0,3% ресурсов суши. Площади затопления в СССР, по данным С. Л. Вендрова, порядка 80 тыс. км².

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 природных слоях, накопления солей и биогенных веществ, «цветения воды». Считают также, что сооружение водохранилищ может привести к увеличению сейсмичности район

Таким образом, водохранилища оказывают довольно сложное и неоднозначное воздействие и на режим рек, и на природные условия сопредельных территорий. Давая несомненный положительный экономический эффект, они 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.

Большое 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 (населенных 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 водоема;

инженерное обустройство акватории и береговой зоны водохранилища и т.д.