Изменения ландшафта и гидрологического режима реки оказывают большое влияние на природную среду прилегающей территории.

В результате появления в речных долинах более значительных, чем прежде, водных масс, аккумулирующих и затем медленно отдающих тепло, существенного увеличения водного зеркала и других факторов, над самим водоемом и на прилегающих территориях изменяются микроклиматические условия; эти изменения касаются практически всех элементов климата - радиационного баланса, температуры, влажности, ветрового режима и т.д. Следует подчеркнуть, что влияние даже круп­ных водохранилищ на климат распространяется в относительно узкой полосе шириной до 10-15 км; эпизодическое влияние самых крупных водохранилищ на климат может проявляться на расстоянии до 30-60 км. Однако практически значимое влияние на климат оказывается в полосе 1-3 км, причем в северных районах зона влияния при прочих равных условиях шире, чем в южных.

Изменения климатических и гидрологических условий вызывают повышение на прилегающих территориях уровня грунтовых вод, что приводит нередко к заболачиванию земель, к изменению их минерали­зации, трансформации почв в сторону развития процессов оголения, торфообразования, засоления, к изменению растительного покрова в направлении увеличения доли гидрофильных видов флоры, к нарушениям условий обитания животных (особенно водных и полуводных пушных зверей, и водоплавающей птицы).

Создание водохранилищ вызывает затопление и ликвидацию ряда долинных биогеоценозов, приводит к вытеснению с этой территории животных и птиц, а нередко и к гибе­ли части их. Масштабы этих изменений в природной среде определя­ются количеством и размерами сооружаемых водохранилищ и могут оцениваться сотнями тысяч гектаров подтопленных земель и десятка­ми тысяч километров берегов, подверженных переработке.

На территориях, прилегающих к рекам ниже регулирующих сток водохранилищ, также наблюдаются существенные изменения микроклима­та, почв, растительности и животного мира: обсыхание пойм, отми­ранние пойменных и дельтовых лесов, тростниковых зарослей, части пойменных и дельтовых водоемов, что отражается на их флоре и фау­не. На некоторых реках (Волге, Иртыше, Сырдарье и др.) эти изменения, грозившие стать необратимыми, были предотвращены в ре­зультате осуществления специальных попусков воды из выше лежащих водохранилищ, которые в той или иной степени восстановили естествен­ный половодный режим.

Водохранилища влияют на современные тектонические процессы, способствуя возникновению, увеличению частоты и усилению земле­трясений. Такие влияния наблюдаются при заполнении многих крупных водохранилищ, особенно расположенных в районах с повышенной сейс­мической активностью. Зарегистрированы землетрясения, вызванные созданием водохранилищ Мид в США, Кариба в Африке, Мангда, Койна в Азии, Кремаста, Белеча, Каноялес в Европе и др. Однако это явление еще недостаточно изучено и его закономернос­ти не выявлены до конца.

Очень важным последствием для окружающей среда является изме­нение качества воды. При создании водохранилищ происходят измене­ний физических свойств речной воды, солевого состава, содержания и формы биогенных элементов, а также численности и распределения фита- и зоопланктона. При трансформации речного стока в водохрани­лищах происходит осаждение взвешенных наносов, увеличение прозрач­ности воды и некоторое уменьшение ее цветности. Содержание раство­ренного кислорода во всех крупных водохранилищах хотя и не достига­ет обычно полного насыщения, остается на уровне, благоприятном для развития водных организмов. Полное исчезновение кислорода наблюдается лишь в придонных слоях при резко выраженной термической стра­тификации. Положительное влияние на кислородный режим реки и про­цессы самоочищения воды оказывает ее перемешивание и обогащение кислородом при сбросе через плотины.

Вместе с тем, при питании водохранилищ речным стоком, содер­жащим повышенное количество соединений биогенных элементов, процессы самоочищения воды, вследствие снижения скорости движения водных масс, протекают в менее благоприятных условиях, чем в реках, особенно при избыточном развитии сине-зеленых водорослей.

Изменения природных условий в пределах влияния подпора и в нижних бьефах гидроузлов отражаются прямо или косвенно на работе различных водопользователей, таких как речное хозяйство, водный транспорт, водоснабжение, рекреация, также сельское и лесное хозяйство. Создание водохранилищ приводит к затоплениям населен­ных пунктов, предприятий, сельхозугодий, дорог, линий связи и электропередачи. Размеры затопления сельскохозяйственных угодий и хозяйствен­ных объектов, а также изменения скорости ветра, высоты волнения, величина потерь воды на испарение определяются площадью водного зеркала. Величина полного объема водохранилища оказывает влияние на изменения микроклимата, на гидробиологические процессы и определя­ет процессы потери стока при его первоначальном наполнении. От величины полезного объема водохранилища и режима его исполь­зования зависят интенсивность ряда процессов в водохранилище и на прибрежной территории (проточность, течения, переработка берегов и дна, подтопление берегов и др.), а также вид регулирования и те гидрологические и другие изменения, которые наблюдаются в нижних бьефах гидроузлов.

Глубина водохранилища оказывает большое влияние на гидрологи­ческий и гидробиологический режим водоема на гидрогеологические процессы в береговой зоне (величину подпора грунтовых вод, потерь на фильтрацию и др.) и на процессы формирования берегов и дна водо­хранилища. Степень регулирования стока и режим эксплуатации водных ресур­сов водохранилища также во многом определяют изменения окружающей среды. Периодическая сработка и заполнение водохранилищ сильно видоизменяют ландшафт района, оказываются на состоянии донных грунтов, бентоса, водной растительности, на водообмене и проточ­ности, на процессах подтопления и переформирования берегов и дна, что в свою очередь влияет на качество воды, биопродуктивность во­доема и условия использования береговой полосы. Особенно значи­тельно вид регулирования речного стока отражается на изменении окружающей среды в нижних бьефах.

Характер и масштабы изменения окружающей среды во многом зави­сят от рельефа территории, широтной зональности и высотной поясности. Рельеф и геологическое строение территории во многом определя­ют параметры водохранилища, морфологию его берегов и ход многих природных процессов. Природная зональность и высотная поясность сказываются на ин­тенсивности и направленности многих природных процессов, на харак­тере использования водных ресурсов. Неодинаковая длительность пе­риодов открытого русла и ледостава определяет разную интенсивность процессов переформирования берегов, гидробиологических процессов.

Наибольшее влияние на окружающую среду оказывают большие водо­хранилища. Для них и особенно крупнейших водохранилищ свойственны необратимые воздействия на природные условия прилегающей суши. Кроме того, их влияние часто распространяется на десятки и сотни километров вниз по течению рек, вызывая устойчивые изменения в русловом режиме, твердом стоке и в процессе формирования устьевых областей.

При создании средних водохранилищ происходят все основные из­менения в природных условиях прилегающей местности, которые возни­кают и при создании больших водохранилищ, но их проявление не име­ет, как правило, необратимого характера.

В условиях все возрастающей ценности земли, увеличивающегося заселения, хозяйственного освоения речных долин и других социаль­но-экономических факторов, возможности создания больших (в особенности очень крупных и крупнейших) водохранилищ в большей части стран мира ограничены или отсутствуют. В перспективе будут создаваться в основном небольшие и средние водохранилища, которые позволят обеспечить потребности водоснабжения, рекреации, рыбоводст­ва, орошения земель и т.п. при сравнительно небольшом влиянии на окружающую среду. Характер и масштабы влияния водохранилищ ГЭС на окру­жающую среду в значительной степени зависят от характера, состава и объема мероприятий, в том числе природоохранных, осуществляемых при их создании и эксплуатации. При этом под мероприятиями по ох­ране окружающей среды понимаются не только меры, направленные на ее сохранение в существующем состоянии, но и мероприятия, осуществляемые в целях рационального преобразования окружающей среды и повышения тем самым эффективности использования водных, земель­ных, минеральных, биологических, климатических и других ресурсов на благо человека.

Мероприятия по охране и преобразованию окружающей среда можно разделить на несколько групп:

· мероприятия по предотвращению или смягчению нежелательное побочных последствий создания водохранилищ;

· мероприятия по сохранению и улучшению окружающей среда в водосборном бассейне водохранилища;

· мероприятия, направленные на оптимальное использование водных
и других ресурсов водохранилищ и реки в нижнем бьефе гидроузла.

Опыт создания и эксплуатации водохранилищ в разных странах мира показывает необходимость более широкого, комплексного, пла­номерного осуществления мероприятий по охране окружающей среда. Это требует усиления научных исследований проблем сохранения и улучшения качества воды, сохранения и направленного формирования водных и наземных экосистем, акваториальной планировки и инженер­ного оборудования водохранилищ, рационального использования земель­ных, водных и биологических ресурсов водохранилищ и прилегающих территорий и долины реки ниже гидроузла в зоне влиянии регулирова­ния стока.

Современное состояние водных ресурсов в большинстве стран мира не может обеспечить дальнейшего развития хозяйства и удовлетворе­ния растущих потребностей общества. Необходимо осуществление ме­роприятий по ликвидации количественного и качественного истощения водных ресурсов и обеспечения непрерывно увеличивающейся потребности в воде. Важным мероприятием в решении этих задач останется ре­гулирование речного стока путем создания водохранилищ, а также строительство большого числа водохранилищ специального назначения [13].

Рис. 2. Усть-Илимская ГЭС