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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,135 сек. | 12.55 МБ