Влияние озер на природную среду проявляется, прежде всего, через реч-ной сток. Различают общее постоянное воздействие озер на круговорот воды в речных бассейнах и регулирующее воздействие на внутригодовой режим рек.
Основное влияние сточных водоемов суши на материковое звено круго-ворота воды (а также солей, наносов, теплоты и т. д.) заключается в замедле-нии водо -, соле- и теплообмена в гидрографической сети. Озера (как и водохра-нилища) представляют собой скопление вод, увеличивающее емкость гидро-графической сети. В самом деле, объем воды, сосредоточенный в пресных озе-рах мира, – 91 тыс. км3, в то время как в реках единовременно находимся лишь 2,12 тыс. км3 воды. Обновление вод в озерах происходит во много раз медлен-нее, чем в реках, поэтому, чем больше озерность речного бассейна, тем медлен-нее водообмен в его гидрографической сети.
Меньшая интенсивность водообмена в речных системах, включающих озера (и водохранилища), имеет ряд серьезных последствий: накопление в во-доемах солей, органических веществ, наносов, теплоты и других компонентов речного стока (в широком понимании этого термина). Реки, вытекающие из крупных озер, в основном, несут меньше солей и наносов.
Если с водной поверхности воды испаряется больше, чем величина осад-ков, то проточные водоемы уменьшают сток вытекающих из них рек. Кроме то-го, сточные озера (как и водохранилища) перераспределяют речной сток во времени, оказывая на него регулирующее воздействие и выравнивая его в тече-ние года. Степень регулирующего воздействий озер на сток воды, солей и на-носов обратно пропорциональна коэффициенту условного водообмена Кв. Чем больше объем озера по сравнению с объемом годового стока реки, вытекающей из водоема, тем меньше Кв и более равномерен сток.
Озера оказывают, таким образом, регулирующее влияние не только на сток воды, но и на сток солей, наносов, теплоты. Температура воды рек, выте-кающих из глубоких озер, в период нагревания ниже, а в период охлаждения – выше, чем на незарегулированных водоемами реках в тех же природных условиях.
Помимо непосредственного влияния озер на речной сток необходимо учитывать и их воздействие на природную среду в целом. Водоемы суши ока-зывают заметное влияние на местные климатические условия, уменьшая конти-
нентальность климата и увеличивая продолжительность весны и осени, на внутриматериковый влагооборот (незначительно), способствуя повышению осадков, появлению туманов и т. д. Влияют водоемы и на уровень грунтовых вод, в целом повышая его, на почвенно-растительный покров и животный мир сопредельных территорий, увеличивая разнообразие видового состава, числен-ность, биомассу и т. д.
Озера широко используют для рыбного хозяйства, водного трат порта, водоснабжения, добычи минерального сырья, отдыха, туризма и спорта. Важно отметить необходимость комплексного и рационального использования водных
и других ресурсов озер с обязательным учетом требований охраны природных (водных, земельных, рыбных и др.) ресурсов.
Проблема защиты природных ресурсов озер (особенно бессточных) не-разрывно связана с рациональным использованием и охраной водных ресурсов в бассейнах рек, питающих эти озера. Это особенно хорошо видно на примере Аральского моря, судьба которого неразрывно связана с использованием вод-ных ресурсов в бассейнах рек Амударьи и Сырдарьи. Изменение режима Аральского моря, вызванное резким сокращением стока впадающих в него рек, – наглядный пример крупномасштабного, крайне негативного воздействия хозяй-ственной деятельности на природу.
Приведенный пример показывает большую важность экологической и гидрологической научной экспертизы при любом крупном хозяйственном вме-шательстве в природу, необходимость заблаговременного прогнозирования как естественных, так и антропогенных изменений режима рек и связанных с ними озер.
ГИДРОЛОГИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ
5.1 Типы водохранилищ
5.2. Основные морфометрические характеристики водохранилищ
5.3. Водный режим водохранилищ
5.4. Термический и ледовый режим водохранилищ
5.5. Влияние водохранилищ на окружающую среду
Водохранилище –это искусственный водоем,созданный для накопления
и последующего использования воды и регулирования стока рек. Их стали строить в глубокой древности, примерно за три тысячи лет до нашей эры. В двадцатом веке они появились повсеместно, и в настоящее время насчитыва-ется более шестидесяти тысяч водохранилищ по всему земному шару.
Типы водохранилищ
Водохранилища могут быть подразделены на типы (рис. 45) по характе-ру ложа, способу его заполнения водой, географическому положению, месту в речном бассейне, характеру регулирования стока.
По морфологическому строению ложа, согласно К. К. Эдельштейну, во-дохранилища делятся на долинные и котловинные (или озерные). К долинным относятся водохранилища, ложем которых служит часть речной долины. Такие водохранилища возникают после сооружения на реке плотины. Главный при-знак таких водохранилищ – наличие уклона дна и увеличение глубин от верх-ней части водоема к плотине. Долинные водохранилища подразделяются, в свою очередь, на русловые, находящиеся в пределах русла и низкой поймы ре-ки, и поименно-долинные, водой которых помимо русла затоплена также высо-кая пойма и иногда участки надпойменных террас. К котловинным (озерным) водохранилищам относятся подпруженные (зарегулированные) озера и водо-хранилища, расположенные в изолированных низинах и впадинах, в отгоро-женных с помощью дамб от моря заливах, лиманах, лагунах, а также в искусст-венных выемках (карьерах). Небольшие водохранилища площадью менее 1 км2 называют прудами.
По способу заполнения водой водохранилища бывают запрудные, когда их наполняет вода водотока, на котором они расположены, и наливные, когда вода
в них подается из рядом расположенного водотока или водоема. К наливным водохранилищам относятся, например, водохранилища гидроаккумулирующих электростанций.
По географическому положению водохранилища делят на горные, пред-
горные, равнинные и приморские. Первые из них сооружают на горных реках,они обычно узкие и глубокие и имеют напор, т. е. величину повышения уровня воды в реке в результате сооружения плотины до 300 м и более. В предгорных водохранилищах обычно высота напора составляет 50-100 м. Равнинные водо-хранилища широкие и мелкие, высота напора – не более 30 м. Приморские во-дохранилища с небольшим (несколько метров) напором сооружают в морских заливах, лиманах, лагунах, эстуариях.
Примерами высоконапорных горных водохранилищ являются Нурекское и Рогунское на Вахше с высотой напора около 300 м. К предгорным водохра-нилищам могут быть отнесены некоторые водохранилища Енисейского и Ан-гарского каскадов: Красноярское (высота напора 100 м), Братское (106 м), Усть-Илимское (88 м). Примерами равнинных водохранилищ могут служить водо-хранилища Волжского и Днепровского каскадов: Рыбинское (высота напора 18 м), Куйбышевское (29 м), Волгоградское (27 м), Каневское (15 м), Каховское (16 м). К приморским водохранилищам относятся, например, опресненная во-дами Дуная лагуна Сасык на западном побережье Черного моря на Украине.
Рис. 45. Основные типы водохранилищ (по А. Б. Авакяну, В. П. Салтанкину,
В. А. Шарапову (1987)): а – долинное запрудное; б – котловинное запрудное (подпруженное озеро); в – котловинное наливное; г – котловинное наливное при гидроаккумулирующей электростанции; д – долинное запрудное в эстуарии при приливной электростанции;
е – котловинное запрудное в опресненном морском заливе; 1 – река; 2 – плотина; 3 – затопленная при подпоре водой береговая зона озера;
4 – подводящий и отводящий каналы; 5 – водоводы; 6 – направление течения;
7 – зеркало водохранилища
Сооружение равнинных водохранилищ обычно сопровождается большим затоплением территорий – пойменных лугов, лесов, сельскохозяйственных уго-дий, иногда требует переноса на новое место населенных пунктов, предпри-ятий, дорог. При сооружении горных водохранилищ больших затоплений тер-ритории не происходит.
По месту в речном бассейне водохранилища могут быть подразделены на верховые и низовые. Система водохранилищ на реке называется каскадом.
По степени регулирования речного стока водохранилища могут быть многолетнего, сезонного, недельного и суточного регулирования. Характер ре-гулирования стока определяется назначением водохранилища и соотношением полезного объем водохранилища и величины стока воды реки.