Географические и экологические последствия строительства Бурейской ГЭС

Во всех странах  мира наибольшее количество водохранилищ расположено в долинах рек. Их площадь колеблется от долей до нескольких тысяч квадратных километров (наибольшее по площади - водохранилище Вольта в Гане, а по объему – Братское).

Водохранилища на временных водотоках чаще всего  создаются в странах с аридным климатом или районах с муссонным климатом, а так же в субнивальном климате горных стран (Юго-Восточная Индия, в Шри-Ланке, в предгорных пустынях и полупустынях Северной Африки и Аравии).

Наливные  водохранилища чаще всего создаются  в естественных депрессиях, куда по каналам подаются преимущественно избыточные паводковые воды рек (ряд водохранилищ в Узбекистане, в Ираке).

Особую группу водоёмов, связанных с эксплуатацией  каналов, составляют водохранилища - коллекторы сбросных вод. Водоёмы этой группы создаются ниже основных массивов орошаемых земель с целью сбора возвратных вод (озеро Сарыкамыш, питаемое сбросными водами Хорезмского оазиса).

Озера-водохранилища (зарегулированные озера) созданы, в  основном, путём подпора и искусственного регулирования водообмена естественных озёр. Обычно такое регулирование достигается устройством плотины на реке, вытекающей из проточного озера. В отдельных случаях озера - водохранилища создаются путём подпора и объединения нескольких озёр, относящихся к разным речным бассейнам.

На земном шаре насчитывается несколько тысяч водохранилищ, созданных путем зарегулирования озер. Точно учесть их количество трудно, потому что часто уровень небольших озер искусственно повышается невысокими плотинами, не учитываемыми Мировым регистром плотин и другими справочными изданиями (озеро Виктория в Африке, Байкал, Виннипег и Онтарио в Северной Америке).

К специфической  категории относятся так называемые подземные водохранилища, при создании которых в качестве ёмкости используются подземные пустоты, например, карстовые (водохранилища Врла - 111, Кокин Брод, каскады на реках Мережница и Добра в Югославии).

В последние  годы все большее внимание и интерес  специалистов и общественности вызывает создание водохранилищ в морских заливах, бухтах, лиманах и эстуариях, которые отгораживаются от моря плотинами и дамбами. В результате поступления поверхностного или пресного подземного стока в таких отделенных, отгороженных от моря акваториях, происходит постепенное вытеснение соленой морской воды пресной водой, пригодной для технического водоснабжения или иных целей (Нидерланды, Исселмер). Особенно большой интерес и горячую дискуссию вызвало предложение создать огромное морское пресноводное водохранилище объёмом в сотни кубических километров, площадью несколько тысяч квадратных километров в Онежской губе Белого моря, воду из которого предполагалось подавать в систему переброски стока северных рек на юг.[ 1 ]

Типизация водохранилищ по географическому положению

Водохранилища - объекты азональные, в зависимости  от потребностей хозяйства они могут быть сооружены в любой географической зоне, там, где позволяют условия рельефа и стока, однако особенности гидрологического, гидрохимического и биологического режимов водохранилищ существенно зависят и от зональных факторов.

При прогнозировании  природных процессов в новых водохранилищах и подборе с этой целью соответствующих водоемов - аналогов в первую очередь должно учитываться их расположение в пределах широтного или высотного пояса. Водохранилищ совсем нет в арктическом, антарктическом и субантарктическом поясах. Только несколько водохранилищ имеется в субарктическом поясе и сравнительно немного в экваториальном. Водохранилища эксплуатируются, строятся и проектируются главным образом в умеренных, субтропических и тропических поясах.

Из азональных факторов самый существенный - рельеф. Водохранилище может быть создано в условиях как сильно, так и умеренно расчлененного рельефа, в пределах низменностей, холмистых равнин, предгорий, плато, плоскогорий, горных долин и каньонов.

Классификация водохранилищ по высотному положению

Характер  рельефа местности, где создается  водохранилище, определяет площади затопления земель на единицу объёма и напора, морфологию и морфометрию водохранилища, частично режим сработки и наполнения, а так же масштабы влияния водоёма на природную среду и, наконец, возможности комплексного или отраслевого использования. Различают водохранилища равнин предгорных и плоскогорных областей, горных областей.

Водохранилища равнин характеризуются следующими основными признаками: значительной площадью зеркала и площадью затопления земель на единицу объёма и напора; небольшой максимальной (редко более 25 м) и средней (обычно 5-9 м) глубинами; небольшой глубиной сработки (в пределах 2-7 м); большим изменением площади зеркала при колебаниях уровня; интенсивностью переработки берегов и подтопления земель; как правило, комплексным использованием, т.к. на большинстве равнинных территорий  развито многоотраслевое хозяйство.

Водохранилища предгорных и высокогорных областей отличаются следующими особенностями: большой максимальной (до 70-100 м) и средней (до 30-35 м) глубиной; значительной глубиной сработки (до 10-20 м); меньшей, чем на равнинах интенсивностью переработки берегов и подтопления; высокими и в большинстве своём крутыми берегами, что затрудняет хозяйственное освоение береговой полосы; относительно большими нарушениями в хозяйстве прилегающих районов, тем более что большинство хозяйственных объектов сосредоточено в долинах рек.

Горные водохранилища  характеризуются сравнительно небольшой  площадью акватории и небольшим затоплением земель, редко превышающим десятки квадратных километров, чаще всего большими глубинами (нередко более 100-200 м), очень большой глубиной сработки (в некоторых случаях до 50-1ОО м и более), менее резкими, чем на равнинах, изменениями площади водного зеркала при сработке; отсутствием ветроволновой переработки и подтопления берегов, сложенных водоупорными скальными породами; интенсивным заполнением наносами (заилением) в связи с большой величиной твердого стока горных рек и обвальными деформациями берегов [11].(табл.1)

Таблица 1

Классификация водохранилищ по высотному  положению

 

 

Типы водохранилищ	Высотное  положение по климатическим поясам (метры над уровнем моря)
	Субарктический	Умеренный		Субтропический и тропический	Субэкватор и экватор
		Северная  часть	Южная часть
Равнинные	0 - 200	0 - 500	0 - 700	0 – 1000	0 – 1200
Предгорные	200 - 500	500 - 1000	700 - 1200	1000 – 1500	1200 – 2000
Горные	выше 500	1000 - 1500	1200 – 2000	1500 – 2500	2000 – 3000
Высокогорные	-	выше 1500	выше 2000	выше 2500	выше 3000

Типизация водохранилищ по конфигурации

Форма водохранилищ разнообразна и варьирует от узких  вытянутых водоемов до расширенных, которые по форме приближаются к неправильным эллипсам, многоугольникам и различным разветвленным фигурам. Очертания водохранилищ (в плане) не являются постоянными, их форма и многие морфометрические показатели (ширина, длина, глубина) непрерывно, а зачастую и резко изменяются в зависимости от колебаний уровня воды. Поэтому морфометрия и морфология водохранилища, наблюдаемая при НПУ, далеко не всегда типичны для большей части года. По наиболее простой типизации выделяются поименные (русловые),  долинные, озеровидные и водохранилища сложной формы.

Классификация водохранилищ по объему, площади и  глубине

Среди показателей, характеризующих  размеры водохранилищ, наиболее важны объём и площадь водного зеркала, поскольку именно этими параметрами определяется в значительной степени их воздействие на окружающую среду. Для репрезентативности сравнения размеров различных водохранилищ, их параметры обычно приводятся при отметках НПУ (нормальный подпорный уровень) и УМО (уровень мертвого объема). По озерам - водохранилищам учитывается только объем регулируемого верхнего слоя воды (полезный объём), а не весь объем зарегулированного озера.

Классификация по глубине позволяет  группировать по наибольшей и средней глубинам водохранилища различных типов, включая и многие зарегулированные озера, хотя, конечно, глубочайшее в мире озеро Байкал (1620 м), подпертое плотиной Иркутской ГЭС, далеко выходит за рамки предполагаемой шкалы. Наиболее глубокие водохранилища мира – Нурекское (почти 300 м), Гранд - Диксанс, Ловуазен, Оровил, Мика и другие (230-250 м). Сооружаемое Рогунское водохранилище на реке Вахш будет иметь глубину свыше 300 м [11].(табл.2,3)

Таблица 2

Классификация водохранилищ по размерам

 

Категория водохранилищ	Полный объём, куб. м.	Площадь водного зеркала, кв. м.	Отношение к общему числу водохранилищ, %
Крупнейшие	Более 50	Более 5000	Менее 0,1
Очень крупные	50 – 10	5000 – 500	1
Крупные	10 – 1	500 – 100	5
Средние	1 – 0,1	100 – 20	15
Небольшие	0,1 – 0,01	20 – 2	35
Малые	Менее 0,01	Менее 2	44

 

 

 

 

Таблица 3

Классификация водохранилищ по глубине

 

Категории водохранилищ	Наибольшая глубина, м	Средняя глубина, м
Исключительно глубокие	более 200	более 60
Очень глубокие	100 – 200	30 – 60
Глубокие	50 –99	15 – 29
Средней глубины	20 – 49	7 – 14
Неглубокие	10 – 19	3 – 6
Мелководные	Менее 10	менее 3

 

По характеру регулирования  стока

Различают водохранилища многолетнего, сезонного (годичного), месячного, недельного и суточного регулирования.

Многолетнее регулирование стока  преследует цель задержать сток многоводных лет, для использования его в маловодные годы; сезонное регулирование направлено на аккумуляцию в водохранилище стока многоводных периодов (половодья, дождевых паводков и т. п.) для использования в маловодные сезоны года. Сезонное регулирование речного стока осуществляют почти все водохранилища, предназначенные для ирригации, водоснабжения, борьбы с наводнениями, аккумуляции воды в целях обеспечения лесосплавных, судоходных, санитарных и других попусков,   то есть сброса воды вниз по реке, а также многие гидроэнергетические. Месячное, недельное и суточное регулирование стока осуществляется почти всеми водохранилищами гидроэлектростанций.  Эти виды регулирования увеличивают неравномерность расходов воды по сравнению с естественными расходами.

Классификация  по водообмену

Для характеристики водообмена и степени  проточности водохранилищ и озер разными авторами применяются различные показатели. Одним из основных показателей для характеристики смены воды, аккумулированной в водохранилищах можно считать осредненную водообменность (отношение объема водохранилища при НПУ к  объему среднегодового стока в створе плотины) [3].(табл.4)

Таблица 4

Классификация водохранилищ по водообмену

 

Градации степени водообменности	Показатели водообменности в годах и долях года	Примеры
Очень большая	менее 0,10	Днепродзержинское 0,05
Большая	0,10 – 0,24	Горьковское 0,16
Значительная	0,25 – 0,45	Каховское 0,36
Средняя	0,50 – 0,99	Рыбинское 0,75
Небольшая	1,0 – 1,99	Братское 1,33
Малая	более 2,0	Бухтарминское 2,84

 

Естественно, что крупные  озера-водохранилища по показателям  водообменности выходят за рамки приведенной классификации. Например, период смены полного объема Онежского (Верхнесвирского) водохранилища близок к 17 годам, а озера Байкал - примерно к 400 годам. Водообмен неглубоких проточных озер близок к водообмену водохранилищ многолетнего регулирования.