Для чего создают водохранилища
Строительство водохранилищ
Искусственные водохранилища строят с целью накапливать воду поверхностного (и подземного) стоков, а также влагу из выпавших осадков с целью дальнейшего использования ее для удовлетворения нужд жителей прилегающих территорий в питьевой воде, а также в воде для хозяйственных целей: для полива коллективных полей и садов, промышленного разведения рыбы и т.д. Строительство водохранилищ не только позволяет более эффективно использовать водные ресурсы местности, но и дает возможность отрегулировать речной сток и защитить близлежащую территорию от наводнения.
Проектирование и строительство водохранилищ, плотин, прудов имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать на протяжении их возведения и эксплуатации. Устройство данных гидротехнических сооружений приводит к существенному изменению ландшафта и экологического баланса территории, а поэтому должно осуществляться в соответствии со специально разработанными проектами. При разработке проекта специалисты учитывают тип грунта, климат и интенсивность осадков в данной местности, рельеф местности и затопляемой долины, наличие или отсутствие вблизи долины населенных пунктов и т.д. Необходимо принимать во внимание наличие паводков, способных данную плотину разрушить и вызвать угрозу затопления.
Строительство прудов и водохранилищ производят выше промышленных предприятий и населенных пунктов, чтобы сберечь воду от загрязнения сточными водами. В то же время данные гидротехнические сооружения сооружаются на достаточно близком расстоянии от потребителя. Сооружение пруда или водохранилища не должно привести к затапливанию (заболачиванию) близлежащих полей и населенных пунктов.
Строительство дамб или плотин производится в самом узком месте реки (балки). Ось гидротехнического сооружения располагают перпендикулярно берегам и направлению реки. Выбирается место с устойчивыми, без оползней, и задернованными склонами. Плотины делятся на высоконапорные (создают напор более 75 м), средненапорные (напор 25-75 м) и низконапорные (напор менее 25 м). В настоящее время самыми распространенными являются невысокие (до 15 м) земляные плотины из разнородных, хорошо уплотненных грунтов.
Плотина – сложное гидротехническое сооружении. Основой для ее проектирования является водохозяйственный расчет максимального уровня водохранилища. После осуществления расчета выбирается тип плотины. При этом учитывается не только геологические особенности местности, но и условия эксплуатации гидротехнического сооружения, сроки строительных работ, сейсмичность территории и т.д. Обычно плотины строятся из материалов, имеющихся в наличии в конкретной местности. Так, бывают земляные плотины (из песка, суглинка и т.д.), каменные плотины, каменно-земляные плотины, деревянные плотины. Кроме того, плотины могут сооружаться из бетона, железобетона, металла.
Чтобы сопряжение плотины с основанием и берегами было надежным, производится точный расчет всех ее параметров: геометрических размеров, фильтрационной устойчивости, дренажа и т.д.
Плотина (дамба) разделяет реку на верхний и нижний бьефы. Вода, профильтровавшаяся через плотину, собирается с помощью дренажных устройств в нижнем бьефе. В верхнем бьефе формируется чаша водохранилища. В процессе проектирования и строительства чаши значительное внимание следует уделять мерам по устранению причин, которые могут привести к загрязнению воды в водохранилище.
Что такое водохранилища, их размещение, строительство и назначение
Когда речь заходит о городском водоснабжении, то подразумевается водохранилище или подземная скважина. Но это не единственное предназначение искусственного водоема.
Акватория водохранилища сильно отличается от речной или озерной. В особенности при формировании ветровых волн на искусственном водоеме они всегда больше и могут достигать 3 метров.
Первыми, кто начал возводить водохранилища, были Египтяне, еще более 3 тысяч лет до нашей эры. Основной целью строительства было освоение долины Нила.
В Российской империи первым искусственным водоемом является Алапаевское (средний Урал), возведенное в 1740 году. Появилось оно при строительстве Вышневолоцкой водной артерии.
Что такое водохранилища другие цели их строительства
Во многих регионах водохранилище несет защитную функцию от паводковых затоплений и продолжительных дождей. На территории России, в зависимости от региона, уровень воды весной может повышаться до 70 %. Поэтому в стране так много водохранилищ. К примеру, в Австралии не сооружено ни одного хранилища для воды.
Из искусственного водоема может производиться забор воды для орошения сельскохозяйственных угодий. Несмотря на весеннее увеличение количества воды, ее недостаток может остро ощущаться в летнюю засуху. По-сути происходит аккумуляции воды в хранилище и по мере необходимости производится сброс в русло реки, до момента, когда уровень дойдет до нормы.
Еще одна проблема, которая была решена в регионах после строительства искусственного водоема, – создание новых и улучшение существующих речных путей сообщения.
Водохранилище играет важную роль в получении дешевой электрической энергии, без нанесения экологического ущерба окружающей среде.
Рекреационная зона и рыбалка
Что такое водохранилища для жителя близлежащих населенных пунктов? Прежде всего, зона отдыха, где можно понежиться на солнце и искупаться в воде, не выезжая даже за пределы региона проживания.
На базе множества водохранилищ создаются рыбоводческие хозяйства. Где могут разводить уникальные сорта речной рыбы. Рыбачить можно на платной и бесплатной основе.
Негативные последствия строительства
Но не для всех людей вопрос о том, что такое водохранилище, покажется праздным. Ведь возведение такого сооружения предполагает затопление огромных территорий. А это не только пахотные угодья, леса и поля, а и населенные пункты. На берегах многих водоемов находят даже сейчас останки животных и людей, если кладбища не были перенесены.
Для природы это тоже не всегда хорошо. Как правило, все территории, находящиеся выше плотины превращаются в болота.
Эффективность работы
Все водохранилища имеют не только чашу, которую заполняют водой, но и ряд других сооружений:
Сами водоемы по мере приближения к дамбе увеличиваются в глубину.
Для оценки эффективности сооружения используют три показателя уровня воды:
Важность очистки воды
Вода в водохранилище находится в открытой чаше и, понятное дело, что в таком виде она не может поступать в жилье человека. На протяжении всего времени в чашу попадают не только паводковые воды, но и выбросы с предприятий, бытовые отходы. Именно по этой причине на каждом таком пруду стоят очистные сооружения. Здесь проводят не только фильтрацию, но и обеззараживание. Но из-за вредности хлора для человеческого организма, которым пользуются в процессе очистки воды, рекомендуется дополнительно очищать воду поступающую из крана домашними фильтрами.
Типы водохранилищ
Больше всего распространены искусственные хранилища воды, которые формируют в долинах природных водоемов. Устанавливаются специальные подпорные конструкции. Это могут быть дамбы, плотины, шлюзы. Именно такие сооружения встречаются чаще всего и подразделяются на два подтипа:
Самые огромные искусственные водоемы в мире и России
В Ганне есть искусственный водоем, площадь зеркала которого составляет 8482 квадратных километра. Это гидротехническое сооружение самое крупное на всей планете.
На втором месте канадское водохранилище Смолвуд, площадью в 6527 квадратных километров.
Третье крупнейшее водохранилище в мире – Куйбышевское, его площадь – 6450 кв. км. Далее идет Кариба (Замбия и Зимбабве) – 5580 кв. км, и:
Замыкает шестерку лидеров Рыбинское водохранилище, площадью 4580 кв. км.
Кстати, с этим водоемом связана интересная история. Планы создания водного Волжского каскада появились еще при императорской России. Но к реализации замысла вернулись только в 1923 году. Советская власть приняла решение полностью решить проблему волжского судоходства. В результате построили целый каскад водоемов, который дал право Москве называться портом пяти морей.
Все возводимые гидроузлы имели собственное водохранилище. Рыбинское было самым большим до 1950 года, пока не заполнили Куйбышевское.
В результате строительства водоема затопили 5 тысяч квадратных километров. С лица земли исчез город Молога и 600 деревень. Переселили порядка 130 тысяч человек и вырубили гектары лесов. 13 апреля 1941 года считается датой основания водного сооружения, именно тогда появилась дамба. Затопление происходило постепенно. Естественно, что война повлияла на ход строительства, полностью заполнить хранилище удалось только к 1947 году.
Но проект все равно оказался удачным. Сегодня Рыбинское море входит в состав одного из важнейших транспортных узлов страны. При снижении уровня воды можно воочию увидеть остатки города Молога.
Кратко о правилах сооружения искусственных водоемов
Как любое сложное сооружение, строительство водохранилища предполагает разработку проекта. На этом этапе изучается тип грунта, климатические особенности региона, периодичность осадков и рельеф.
Как правило, такие водоемы строят выше промышленных предприятий и населенных пунктов, чтобы снизить загрязнения. Плотина или дамба устанавливается в самом узком месте. Ось такой конструкции обязательно находится перпендикулярно течению речки и берегам. Дамба делит речку на бьефы, верхний и нижний. В первом формируется именно чаша водохранилища. Не допускается строительство в местах, где неустойчивые грунты, есть риск появления оползней или склоны задернованные.
Что такое водохранилище? Это рукотворное сооружение для накопления воды с целью использования для водоснабжения и народного хозяйства, регулирования паводков и судоходства.
Водохранилище
Водохрани́лище — искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.
Водохранилища делятся на 2 типа: озёрные и речные. Для водохранилищ озёрного типа (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) типа (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.
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 м и более).
Гидробиологический режим водохранилищ существенно отличается от режима рек: биомасса в водохранилище образуется интенсивнее, меняется видовой состав флоры и фауны.
Содержание
Терминология
В отличие от естественных замкнутых водоемов, которые не используются в качестве водохранилищ, в данном случае существует набор специальных терминов, характеризующих их допустимые водные запасы и уровни уреза воды:
Крупнейшие водохранилища
Крупнейшими по площади зеркала водохранилищами мира являются:
Крупнейшими водохранилищами по полному объёму накапливаемой воды являются:
Старейшие водохранилища
Первые водохранилища были созданы в Древнем Египте с целю освоения земель в долине реки Нил (более 3000 лет до н. э.).
Заиление водохранилищ
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.
Процесс заиления водохранилищ сложный. Детально изучен в работе 1938 года. [4]
Мероприятия по борьбе с заилением рекомендуются следующие:
Основным способом рекомендуемым «Руководством» [5] 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 м.
В монографии [4] сделан анализ около 100 водохранилищ мира. Самый ранний год создания этих объектов был 1814.
Что такое водохранилища и зачем их строят?
Водные богатства, которыми столь обильна наша страна, распределены по её территории не слишком равномерно.
В некоторых местностях наблюдается избыток водных ресурсов, в других же, наоборот, ощущается постоянный недостаток пресной воды. Но особенно чувствительными для хозяйственной деятельности являются сезонные колебания уровня рек. Чтобы снизить их влияние и сделать речной сток более равномерным, в предыдущем столетии была создана обширная сеть водохранилищ – искусственных водоёмов различной вместимости.
Что такое водохранилище?
Как понятно из названия, водохранилище – это искусственное сооружение, специально предназначенное для хранения воды. По своему размеру оно вполне сравнимо с крупным или средним озером: подавляющее большинство водохранилищ вмещают более миллиона кубометров воды, а крупнейшие из них имеют объём, превышающий 500 миллионов кубометров.
Они создаются, как правило, в речных долинах путём перегораживания русла реки плотиной. Существуют, кроме того, водохранилища озёрного типа, когда избыток воды сбрасывается в озеро, а затем по мере необходимости поступает оттуда в речную систему или систему каналов.
Вода, находящаяся в водохранилище, не пребывает в полной неподвижности, как в озере, и сохраняет поступательное движение речного течения, однако оно существенно замедлено по сравнению с рекой. Кроме того, для водоёмов этого типа характерными являются:
– значительные сезонные колебания уровня воды, который повышается весной и осенью, постепенно снижаясь в течение зимнего и летнего сезонов;
– более холодная вода, чем в озёрах, из-за непрекращающегося течения;
– замерзание мелких водохранилищ раньше, а крупных – позже рек, причём таяние льда наблюдается позже, чем у рек, и в тех, и в других случаях;
– содержание в воде большего количества растворённых минеральных веществ, чем в речной.
Помимо чаши, в состав любого водохранилища обязательно входит дамба (плотина), которая устанавливается поперёк течения реки, а также станция очистки воды. Глубина дна возле дамбы, как правило, намного больше, чем возле противоположного дамбе берега.
Для чего нужны водохранилища?
В настоящее время водохранилища существуют во многих странах мира и на всех континентах, кроме Австралии.
Необходимость в них вызвана сезонными колебаниями уровня речной воды. В нашей стране во время весеннего половодья по руслам рек протекает, в зависимости от региона, до 70% общегодового стока речных вод.
В зимнюю и летнюю межень, напротив, ощущается резкий недостаток воды в реке, причём именно тогда, когда она необходима. Строительство водохранилищ позволило решить эту проблему: избыточная вода аккумулируется в водохранилище, а затем постепенно сбрасывается в реку, чем поддерживается её более-менее постоянный уровень.
Наличие водохранилищ оказывает позитивное влияние на хозяйственную деятельность человека. С их помощью:
– снижается риск наводнений, затопления жилых домов, сельхозугодий, промышленных предприятий и т.д.;
– улучшаются условия для плавания речного транспорта, появляется возможность эксплуатации крупных глубоководных судов, более рентабельных, чем мелкие;
– создаются каскады гидроэлектростанций для выработки дешёвой электроэнергии без загрязнения среды;
– создаются рыбоводческие хозяйства для разведения ценных пород речной рыбы;
– увеличивается пространство рекреационных зон.
В то же время существуют и негативные стороны создания водохранилищ, которые выражаются в нарушении сложившихся экосистем, затоплении большого количества пахотных земель, иногда даже с населёнными пунктами, из-за чего приходится переселять людей, в заболачивании территорий, расположенных выше плотины по течению реки и т.д.
Водохранилища: история и современность
Необходимость в строительстве водохранилищ человечество испытывало с тех пор, как вокруг оседлых поселений хлебопашцев начали складываться первые государства. Небольшие водохранилища существовали ещё в Древнем Египте: в них земледельцы запасали воду во время разлива Нила, а затем понемногу расходовали для орошения земель. Водохранилища существовали в древних Китае и Индии, а затем в средневековой Европе. Но лишь с приходом века пара и электричества энергию течения рек стали использовать в промышленном производстве.
Наибольшее число водохранилищ, существующих в настоящее время, были построены в 50-60-е годы ХХ века. Их сооружение продолжалось и позже, но уже не так активно. Сегодня во всём мире существует около 30 000 водохранилищ, общий объём воды в которых достигает 6 000 кубических километров.
В хозяйственной деятельности используется порядка 3500 кубических километров воды – количество, примерно равное десятой доле суммарного годового стока всех рек мира. При этом затоплению подверглись территории общей площадью до 350 000 квадратных километров.
Рыбинское море и маразм реформаторов
Строительство началось в 1937г. Осенью 1940г. русло Волги перекрыли, в апреле 1941 г. началось наполнение чаши водохранилища. Подавляющее количество выполненных работ проводилось силами заключенных, во многом политзаключенных.
Место для водохранилища выбрано не случайно, а в результате многолетних детальных научных исследований. Огромная естественная низина, образовавшаяся в древние времена, образовала чашу искусственного моря.
В ходе строительства пришлось переселить на новые места порядка 130тыс. человек. Ушли под воду 663 селения и город Молога, затоплена большая часть г. Весьегонска. Затоплены 89 тысяч га заливных лугов, более 70тыс. га, пашни, 3645 км2 леса. А что делать? За все приходится чем-то жертвовать, иначе не бывает.
Страна остро нуждалась в дешевой электроэнергии для развития промышленности, для обеспечения энергией Москвы, Рыбинска, где располагались крупные заводы. Сегодня реформаторы заявляют, что если бы оставили уровень затопления в 98м., а не 102м. то не пришлось бы затоплять любимый г. Мологу. Но они молчат о том факте, что эти 4 м. позволили увеличить получение электроэнергии с 220МГв. до 340 МГв. Весьма существенная для тех времен прибавка, в которой остро нуждалась промышленность!
Кроме того, весенние паводки и летнее обмеление Волги составляли массу неудобства для судоходства. А в перспективе планировалось строительство целого каскада Волжских ГЭС, для которых Рыбинское водохранилище призвано было быть одним из регуляторов уровня воды в каскаде и р. Волге. Кроме того, водохранилище связывает Волго-Балтийский канал с Волгой, что значительно расширяет судоходство.
Разнообразен видовой состав рыбного стада: промысловый лов ведется в основном леща, щуки, плотвы, синца, налима, судака. Последнее время сильно расплодилась тюлька. Есть жерех, сом, корюшка, голавль, язь, чехонь, линь и многие другие виды. Правда, с началом «перестройки» рыбные запасы были сильно подорваны в связи с неумеренным браконьерством, особенно во время нереста. Сейчас поголовье медленно восстанавливается.
Все вышесказанное было присказкой, для тех, кто не знает ничего или почти ничего о Рыбинском водохранилище.
.А сказка заключается вот в чем.
— Для обеспечения судоходства, предотвращения обмеления Волги в межень.
-Для предотвращение наводнений в Рыбинске, Тутаеве, Ярославле и Нижнем Новгороде;
-Обеспечение работы ГЭС, расположенных ниже по течению Волги;