Для чего строят водохранилища на реках
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 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.
Водохранилища
Наиболее радикальным средством борьбы с наводнениями в речных долинах и поймах являются водохранилища. Их создают с помощью плотин различной высоты и протяженности. Для устройства водохранилищ используют естественные котловины и другие понижения местности, отстоящие в некотором удалении от реки. Между рекой и котловиной прокладывают канал, по которому воды реки в многоводные периоды направляют в водохранилище, а в периоды маловодья — обратно. На канале возводят сооружения для регулирования его пропускной способности. На реках с очень широкими затопляемыми долинами создают противопаводочные водохранилища, обваловывая наиболее пониженные участки этих долин.
По форме в плане водохранилища условно разделяют на два типа: речной и озерно-речной. Водохранилища речного типа образуются при подпоре и затоплении вытянутых вдоль реки сравнительно узких речных долин, водохранилища озерно-реч-ного типа — при подпоре озер или при затоплении расширенных участков долин, широких котловин и междуречий.
Если емкости одного водохранилища для устранения наводнений недостаточно, то создается целый ряд водохранилищ на главной реке и ее притоках, с таким расчетом чтобы они в случае необходимости охватывали всю речную систему.
Водохранилища, предназначенные только для борьбы с наводнениями, строят сравнительно редко, так как, с точки зрения экономики, это невыгодно. Дело в том, что на большинстве рек выдающиеся и катастрофические наводнения имеют сравнительно редкую повторяемость. Поэтому водохранилища, как правило, создают для комплексного использования речного стока в различных водохозяйственных целях и одновременно для борьбы с наводнениями.
Строительство крупных водохранилищ на равнинных р£ках связано с затоплением больших площадей пойм и речных долин, представляющих наиболее ценные земли для сельского хозяйства.
Для того чтобы задерживать весь сток весеннего половодья Волги в многоводные годы, потребовалось бы занять под водохранилища около 100 тыс. кв. км ценнейших земель. Подсчитано, что для предупреждения наводнений на всех равнинных реках СССР с помощью водохранилищ пришлось бы затопить около 1 млн. кв. км ценнейших земель в поймах рек и речных долин. Пойти на такую потерю государство, конечно, не может. Поэтому у нас в стране для борьбы с наводнениями наряду со строительством водохранилищ широко проводят водорегулирующие работы в речных бассейнах.
Создание водохранилищ на горных реках связано с меньшими затоплениями, но их плотины должны иметь большую высоту, чтобы обеспечить достаточный объем водохранилища.
Водохранилища комплексного назначения, применяемые одновременно и для борьбы с наводнениями, по характеру управления в них речным стоком делят на две группы: многолетнего и сезонного регулирования. В первых регулирование осуществляют в многолетнем разрезе, аккумулируя сток многоводных лет, пополняя за его счет недостачу воды в маловодные годы. Вторые регулируют речной сток в годовом разрезе, накапливая его в многоводные периоды и срабатывая в маловодные. Уровни воды в водохранилищах достигают наибольших значений обычно в конце половодья (паводка), минимального — перед началом половодья.
Колебания уровней воды в водохранилищах многоцелевого назначения на равнинных реках составляют несколько метров, в водохранилищах же, сооруженных на горных реках, они достигают 50 м (Чарвакское, Токтогульское, Черкейское) и даже 80 м (Ингурское и Нурекское).
В настоящее время в СССР около одной четверти площади водного зеркала пресноводных внутренних водоемов приходится на водохранилища. Они позволили примерно на 1/3 увеличить объем устойчивой части речного стока наших рек и соответственно снизить максимальный сток. Свыше 100 куб. км вод половодий и паводков, в недавнем прошлом наносивших ущерб народному хозяйству, ныне ежегодно задерживается в водохранилищах, а затем изымается из них и направляется в различные области народного хозяйства, в том числе 70 куб. км — на орошение.
При проектировании водохранилища для борьбы с наводнениями разрабатывают различные их варианты и режимы эксплуатации. При этом рассчитывают величину возможного уменьшения как наблюдавшихся, так и вероятных, в том числе самых высоких катастрофических паводков и половодий. Далее определяется возможная величина понижения уровня воды в наиболее подверженных наводнениям местах, расположенных ниже водохранилища. Одновременно для каждого варианта водохранилища производится соответствующий расчет его экономической целесообразности.
Для рационального использования полезного объема водохранилищ предусматриваются различные схемы его эксплуатации. Например, перед наступлением паводка или половодья осуществляется частичная или полная его сработка. Для этого в теле плотины устраиваются водовыпускные и водосбросные (водосливные) отверстия, позволяющие опорожнять водохранилище до нужного уровня.
На реках с частой повторяемостью наводнений вода, накопленная при прохождении паводка, как правило, сбрасывается сразу же после его окончания, чтобы освободить водохранилище к приему следующего паводка. Если водохранилище еще не освободилось от вод предыдущего паводка, а одновременно с этим проходит новый паводок, то уровень воды на участке ниже водохранилища может оказаться выше, чем в естественных условиях. Величина сработки водохранилищ (частичная или полная) перед проходом половодья или паводка определяется на основании гидрологических прогнозов. Полезная емкость водохранилищ, предназначенных для борьбы с самыми высокими наводнениями, должна обеспечивать в течение всего периода их эксплуатации прием любых возможных на данной реке паводков и половодий.
Крупные водохранилища вносят коренные изменения в жизнь рек и в природу окружающей их местности. Водохранилища оказывают существенное влияние на годовые и многолетние колебания расходов и уровней воды в реках и их притоках ниже по течению. В межень в устьях притоков уровни повышаются, уменьшаются уклоны и скорости течения. В’ периоды половодий и паводков, когда их воды накапливаются в водохранилище, уровни в устьях притоков ниже плотины, наоборот, понижаются; возрастают уклоны на устьевых участках, увеличиваются скорости течения, интенсивнее размываются речные русла. В периоды половодий и паводков не затопляются поймы ниже водохранилищ, уровни грунтовых вод в них оказываются ниже, чем до создания водохранилищ, поскольку снижаются уровни воды в реках. Это обстоятельство иногда приводит к остепнению пойм и снижению их плодородия.
После создания водохранилища грунтовые воды оказываются в подпоре. Происходит подъем их уровня, что может вызывать заболачивание прилегающей местности и изменение ее флоры и фауны. Все водные потоки в местах впадения в водохранилища из-за подпора резко снижают свои скорости и теряют транспортную способность, отчего наносы начинают осаждаться и заилять водохранилища. Заилению водохранилищ способствует и.смыв с берегов продуктов водной эрозии. В результате водохранилища нередко перестают отвечать своему назначению, так как полностью заполняются наносами. Даже при идеальном сочетании природных условий приостановить процесс заиления водохранилищ нельзя, хотя существенно замедлить его можно, принимая меры для уменьшения водной эрозии.
Интенсивность заиления водохранилищ существенно зависит и от размыва (переработки) под воздействием ветровых волн. Переработка берегов водохранилищ вызывает значительное перемещение береговой линий, что затрудняет хозяйственное освоение прибрежной полосы и приводит к большим дополнительным;; потерям ценных сельскохозяйственных земель. В пустынях и полупустынях врагом водохранилищ являются барханные пески, заполняющие их мелководные зоны.
Речной поток, освобожденный в водохранилище от наносов, на участке ниже плотины более интенсивно размывает свое русло, углубляя его на протяжении десятков километров, что тоже усложняет хозяйственное использование рек и пойм, затрудняет жизнь на речных берегах.
В водохранилища с поверхностными и грунтовыми водами поступают фосфорные и азотные удобрения с сельскохозяйственных полей. Они загрязняют водохранилища и вызывают в них интенсивное развитие фитопланктона — микроскопических водорослей. Появление фитопланктона вызывает вторичное загрязнение водоемов, вода начинает цвести, огромная масса водорослей разлагается в воде, потребляя при этом кислород. От недостатка кислорода гибнет рыба. Этот процесс, носящий название эвтрофикации водоемов, стал в наше время глобальным явлением. Эвтрофикация особенно активно протекает в мелководных зонах водохранилищ.
Однако, несмотря на все эти негативные стороны водохранилищ, они пока что являются единственным техническим средством, обеспечивающим возможность наиболее рационального комплексного использования водных ресурсов и борьбы с наводнениями в речных долинах. Поэтому строительство водохранилищ у нас в стране будет продолжаться.
Для снижения стоимости и уменьшения отрицательных воздействий водохранилищ они будут строиться в основном на горных и полугорных реках, в малообжитых районах. На равнинных же реках водохранилища предполагается создавать там, где это экономически оправдано. Одновременно с ними будут строиться дамбы для защиты ценных земель.
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.
как строят небольшие пруды и водохранилища зачем они нужны
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.
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.
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.
Разводим сырость: как сделать пруд на даче и не нажить неприятности
Все зависит от того, будет ли ваш пруд соединен с другими, уже существующими водными объектами. Если да (например, если в него будет впадать ручей или канал, ведущий в реку), вам потребуется специальное разрешение на строительство (см. статью 51 Градостроительного кодекса РФ).
Кроме того, прежде чем создавать пруд, нужно убедиться, что вид разрешенного использования (ВРИ) вашего участка не запрещает этого. Например, земельный участок собственника частично или полностью может находиться в границах водоохранной зоны.
Если ВРИ допускает создание пруда, и вы не планируете соединять его с другими водными объектами, то никаких согласований и разрешений не требуется.
Таким образом, собственник земельного участка вправе построить пруд в границах своего участка и проводить дальнейшее его использование при условии соблюдения экологических, градостроительных и санитарных норм и правил.
Определение пруда содержится в ГОСТ 19179-73. Согласно нему пруд – это мелководное водохранилище, площадь которого не превышает 1 квадратного километра. Таким образом, пруды для дачных участков и на поселковых землях в подавляющем большинстве случаев будут меньше предельных размеров по своей площади.
Что касается глубины, то она не должна превышать 5 метров – именно до такой глубины использование любых ископаемых ресурсов не требует лицензии.
Если ваш пруд меньше указанных параметров по площади и глубине, то он не нарушает действующее законодательство, а также его создание не потребует дополнительных согласований.
Нет, Водный кодекс не требует создания водоохранной зоны вокруг искусственно созданных прудов.
Тоже нет. С точки зрения российского законодательства такой пруд не будет отдельным объектом недвижимости. Все, что требуется – следить за соблюдением санитарных норм и правил, установленных для вашего типа земельного участка.
Ну и в любом случае пруд не должен быть опасен для людей и окружающей среды, то есть в нем запрещено допускать разведения полезных бактерий, либо утилизировать отходы.
Если вы купили земельный участок, на котором уже имеется пруд, каких-либо отдельных документов на пруд оформлять не нужно, поскольку пруд переходит в собственность новому собственнику земельного участка, в границах которого данный пруд расположен.
Однако перед покупкой такого земельного участка следует проверить следующие моменты:
— во-первых, пруд не может быть проточным, то есть не должен быть образован на каком либо водотоке. Иными словами, граница пруда должна полностью замыкаться в границах участка. По Водном кодексу в частной собственности могут находиться только те пруды, береговая линия (граница) которых полностью находится в границах земельного участка. Существует уже устоявшаяся судебная практика (как судов общей юрисдикции, так и арбитражных судов), в соответствии с которой выделение участков с проточными прудами признается незаконным. Сведения о таких участках из Единого государственного реестра недвижимости исключаются.
— во-вторых, при покупке земельного участка с прудом необходимо убедиться, что это именно пруд, а не озеро или водохранилище, поскольку последние в частной собственности находиться не могут.
Устройство прудов и водохранилищ типы и констр плотин
Местным стоком называется сток талых или ливневых вод временных водотоков или овражно – балочной сети. Это огромный резерв пресной воды в нашей стране, который можно использовать для орошения. Опыт передовых хозяйств, расположенных в засушливой зоне, свидетельствует об огромном народнохозяйственном значении применения для целей орошения вод местного стока. Местный сток является базой широкого развития лиманного орошения в Казахстане и Поволжье. Борьба за улучшение водного режима земель лесостепных и особенно степных районов связана не только с организацией прудов и водоемов, но и с проведением агромелиоративных мероприятий по задержанию и использованию вод местного стока.
При использовании вод местного стока для орошения строят пруды и водохранилища в глубоких балках.
При выборе места под пруд или водохранилище надо иметь необходимый топографический или гидрогеологический материал:
-План балки или реки в горизонталях. На нем намечают устройство плотины, а также прилегающий к ней участок земли, где планируется орошение с/х культур.
— план в горизонталях водосборной площади балки или реки в масштабе 1: 5000 с сечением горизонталей через 2 м.
— многолетние данные (15-20 лет и более) по поверхностному стоку применительно к балке или реке, где будут строить водохранилище;
— данные о потребном количестве воды для орошения с/х культур, водоснабжения и других нужд хозяйства или группы хозяйств, которые заинтересованы в строительстве водохранилища.
При выборе места под пруд или водохранилище учитывают следующие основные требования:
— балка или русло небольшой реки, где намечают строить водохранилище, должны иметь достаточную глубину – по санитарным условиям не менее 5-6 м, а лучше 10-12 м. Мелкое водохранилище прогревается солнечными лучами и быстро зарастает болотной растительностью;
— Берега балки или реки должны быть по возможности крутыми, чтобы вода из водохранилища не затапливала прилегающие земли, а в случае необходимости обвалования от затопления пойменных и других земель объем этих работ был бы незначительным. Малые уклоны нехороши тем, что для создания необходимой глубины надо иметь высокую плотину, что может привести к подтоплению земель. При большой длине балки и выраженном уклоне устраивают не одно, а несколько, то есть каскад водохранилищ.
— водохранилище устраивают как можно ближе к территории орошаемого участка. Во избежание загрязнения его строят, как правило, выше населенного пункта.
— дно и откосы балки должны быть сложены маловодопроницаемыми грунтами, то есть однородными суглинками толщиной не менее 1,5-2,0 м, подстилающими на глубине 3-4 м глинами и тяжелыми суглинками. Нельзя строить водохранилища на песках и близко залегающих от поверхности трещиноватых породах ( мел, известь) без близкого и мощного водоупора.
— для проверки пригодности балки и русла реки под устройство плотины необходимо иметь предварительные сведения о гидрогеологическом строении их.
— балка и русло реки в целях создания большого объема водохранилища должны быть широкими, а место. Где будет сооружаться плотина – узким и глубоким. Чтобы на 1 м земляных работ получить большой объем задержанной воды
— в створе намечаемой плотины не должно быть действующих ключей и родников, так как они могут принести к разрушению тела плотины, однако наличие тех же ключей и родников холодной воды в ложе водохранилища (вдоль уреза воды) полезно, так как они обеспечивают приток свежей воды. Для лучшего действия ключей и родников места их выклинивания не должны затапливаться большим слоем воды.
Водосливные плотины обычно устраивают с целью поднятия уровня воды в реке до отметки, необходимой для самотечного забора воды оросительным каналом, или отметки, необходимой для забора воды насосной станцией. У водосливной плотины высота гребня ниже слоя воды в реке. В водном транспорте такие водосливные плотины « баражи» устраивают с целью создания подпора воды, необходимого для затопления каменистых порогов, отмелей и перекатов для улучшения судоходства. Так как водосливная плотина задерживает небольшой слой воды, а больше сбрасывает через гребень в нижний бьеф, то ее строят, как правило, из железобетона.
Для задержания вод местного стока наиболее распространенными являются земляные плотины. Они бывают двух типов: простые, или однородные, когда их устраивают на водонепроницаемом основании, а тело насыпают из маловодопроницаемого грунта (суглинков), и неоднородные, или сложные, у которых основание состоит из водопроницаемых пород (песок, известняки, мергель), а на глубине 2…3 м и более залегает водоупорный грунт, тело плотины насыпают из относительно водопроницаемого материала (супесь, легкие пылеватые суглинки). Чтобы вода не прошла под основание плотины и через ее тело, дополнительно устраивают замок и ядро или же экран из мятой глины.