За последнее столетие на карте нашей страны появилось больше сотни рукотворных морей и озер - водохранилищ. Мы уже говорили о том, что количество воды в реке в течение года не бывает постоянным. Как же утолить водный голод? Как сделать так, чтобы города не испытывали недостатка в воде, корабли бесперебойно доставляли грузы и людей, а электростанции могли работать, не завися от перепадов уровня воды в реке? Человек нашел выход: на реках стали сооружать плотины, собирать в искусственных водоемах воду весенних полноводных рек, чтобы потом расходовать ее по мере необходимости. Водохранилища созданы на многих российских реках, и все они "трудятся" на благо человека, помогая снабжать города водой, спасая их от наводнений, делая более удобными водные дороги.
Большой волжский каскад
Сравнивая географические карты начала и конца XX века, нельзя не заметить, как сильно изменилась главная российская река - Волга. Работа инженеров и строителей превратила ее в настоящий каскад искусственных морей-водохранилищ.
Первое большое водохранилище на Волге появилось в 1937 году у селения Иваньково. Плотина Иваньковской ГЭС заставила Волгу разлиться на 327 квадратных километров. Иваньковское водохранилище называют еще Московским морем - за исключительную по тем временам величину. Плотина помогла поднять уровень волжской воды, чтобы ее легче было поставлять в столицу. Всего же в Московском море собрано более миллиарда кубометров воды.
Следующая ступень каскада Большой Волги - Угличское водохранилище на границе Тверской и Ярославской областей. Водохранилище было создано в 1939-1943 годах. Это самое маленькое из искусственных морей на Волге, но по живописности оно не уступает ни одному из них. На его берегах туристов встречают старинные города-посады: Углич, Кимры, Кашин. Можно увидеть здесь и колокольню, стоящую посреди реки - до подъема уровня воды она красовалась в центре городка Калязина. В самом широком месте, где в водохранилище впадают волжские притоки Медведица и Нерли, море разливается в ширину на три километра.
Почти одновременно с Угличским начали сооружать следующий гидроузел на Волге - Рыбинский. Плотинами перегородили не только Волгу, но и ее приток Шексну чуть выше места их слияния. В 1941 году на карте появилось Рыбинское море - самое большое водохранилище на Верхней Волге, а в момент заполнения - самый крупный искусственный водоем в мире. Рыбинское море занимает площадь около 4500 квадратных километров (весной оно становится немного больше, а осенью уменьшается). Его протяженность - 140 километров, а в ширину оно местами достигает 70 километров. Кроме Волги и Шексны водохранилище в течение нескольких лет заполняли еще Молога и десятки малых рек. Теперь в искусственном море собрано около 28 миллиардов кубометров воды. Водохранилище сделало судоходными участки рек, по которым раньше корабли ходить не могли. Речники рассказывают, что на Рыбинском море бывают настоящие штормы. Недаром по условиям судоходства водохранилище приравняли к морю.
Самым крупным из волжских водохранилищ по праву считают Самарское (бывшее Куйбышевское). Оно расположено там, где когда-то Кама впадала в Волгу, а сегодня стоит плотина Волжской ГЭС. Длина водохранилища, долгое время остававшегося самым крупным в мире, - 600 километров. Оно занимает площадь 600 тысяч гектаров и вмещает 52 миллиарда кубометров воды. Расстояние между берегами искусственного моря доходит местами до 40 километров. На его береговой линии длиной в 3 тысячи километров расположено свыше 20 городов и 800 более мелких населенных пунктов. Зимой толщина льда на водоеме достигает метра, а торосы бывают и трехметровые. Весной они превращаются в настоящие речные айсберги, которые угрожают движению судов. В иной год дорогу по морю приходится прокладывать с помощью ледокола вплоть до апреля. Самарское море - самое бурное среди волжских водохранилищ. Осенью на нем случаются настоящие бури и штормы: ветер дует с силой одиннадцать баллов, а волны вырастают до трех метров.
В среднем течении Волги на территории Чувашии и Нижегородской области расположено Чебоксарское водохранилище. Этот искусственный водоем - один из самых молодых на Волге. Он образовался после сооружения Чебоксарской ГЭС в 1980-1982 годах. Водохранилище (площадь 2190 квадратных километров) занимает по величине седьмое место в России. Средняя ширина водоема - 10 километров, а в самом широком месте его берега расходятся на 25 километров. В искусственном море "хранится" 13,8 кубических километра воды, которая используется, в частности, для нужд водопровода.
Плотина Волгоградской ГЭС, сооруженная в 1958-1961 годах, - последняя на Волге. Она заставила разлиться Волгоградское море у самых стен города-героя. Здесь, в степном краю, обычно бывает мало дождей, и недостаток воды прежде ощущался весьма остро. Эту проблему и помогло решить Волгоградское водохранилище. Искусственное море занимает площадь 3117 квадратных километров и является четвертым по величине водохранилищем в России. В нем содержится 31,5 кубических километра воды, которая пришла в города и поселки, напоив окрестные поля.
Братское водохранилище
Без малого 170 кубических километров - столько воды в Братском водохранилище. Это немногим меньше, чем Нил за год сбрасывает в Средиземное море. По объему воды Брат.скому водохранилищу нет равных в мире. Искусственное море возникло после сооружения Братской ГЭС на Ангаре. Для того чтобы заполнить его водой, понадобилось несколько лет: работы шли с 1961-го по 1967 год. Братское водохранилище расположено на русле сразу двух рек: на 550 километров протянулось оно вдоль русла Ангары и еще на 370 - вдоль русла Оки. В целом искусственное море раскинулось на площади 5470 квадратных километров, уступив первое место в России Самарскому водохранилищу на Волге. Братское водохранилище - источник питьевой воды, место разведения рыбы. По нему ходят морские суда, служит оно и для лесосплава.
Водохранилища Подмосковья
От Северного речного вокзала в Москве в южном направлении, к Волге, ведет целая цепь водохранилищ и каналов, сооруженных в 1930-е годы. Первым, в 1935 году, появилось на карте Истринское водохранилище. Оно же и первое водохранилище из системы москворецких. Сейчас в эту систему входят еще Рузское, Озернинское, Вазузское и Яузское водохранилища. Самое молодое из водохранилищ на
Москве-реке - Можайское море. Морем его называют неслучайно: оно разлилось на площади 31 квадратный километр, а глубина его достигает 22,6 метра. Возникло Можайское море в 1960 году после строительства гидроузла. Можайское водохранилище, расположенное в верховьях Москвы-реки, служит надежным источником питьевой воды для столицы, как и другие москворецкие искусственные водоемы.
Другую часть подмосковных водохранилищ объединяет Волжская гидротехническая система, которой в 2007 году исполняется 70 лет, Иваньковское водохранилище, наполняющее водой канал имени Москвы, и сам канал, о которых мы уже рассказали, - только часть этого водного каскада. Далее следуют еще шесть искусственных водоемов. На месте, где когда-то текли реки Химка и Клязьма, теперь раскинулись Химкинское и Клязьминское водохранилища. Из последнего по соединительному каналу на речном корабле можно попасть в Пяловское водохранилище. Именно здесь расположена живописная пристань Солнечная поляна, куда летом приезжают москвичи, которые хотят покупаться и просто отдохнуть в живописной бухте. Из Пяловского водохранилища путь лежит к длинному, но неширокому Пестовскому водохранилищу. Наконец, последний соединительный канал - и последнее подмосковное водохранилище из Волжской системы - Икшинское. Все вместе водохранилища на волжской воде собирают 1,2 миллиарда кубометров воды в год. Именно из этого огромного резервуара поступает вода в краны москвичей. Основная задача всех подмосковных водохранилищ - обеспечивать водой столицу. Москвичи же используют искусственные моря для отдыха, туризма и рыбалки.
Красноярское водохранилище
Красноярское водохранилище входит в десятку крупнейших искусственных водоемов мира, а в России соперничать с ним могут только Самарское водохранилище на Волге и Братское - на Ангаре. Плотина Красноярской ГЭС перегородила русло одной из самых полноводных рек России - Енисея. Но даже сибирскому гиганту понадобилось много времени, чтобы заполнить водоем полностью. Сооружение водохранилища шло с 1967-го по 1970 год. Искусственное море разлилось на площади две тысячи квадратных километров, вместив в себя 73 кубических километра воды - по объему это почти три Балтийских моря! По полноводности Красноярское водохранилище занимает второе место в России. Главная его задача - регулировать уровень воды в Енисее, обеспечивать бесперебойное движение судов по нему. Активно используют Красноярское водохранилище также для разведения рыбы и сплава леса.
Цимлянское водохранилище
Цимлянское водохранилище на Дону - одно из самых южных в России.
Оно получило свое название от казачьей станицы Цимлянской, расположенной на его берегу. В длину степное Цимлянское море протянулось почти на 300 километров, а в ширину местами достигает 38 километров. В отдельных местах глу бина моря 25 метров - это почти столько же, сколько в природном Азовском море. С апреля до декабря по нему ходят суда, но осенью речникам досаждают штормы, от которых они спасаются в специально устроенных укрытиях (их на море около десяти). Водохранилище вмещает 12,6 миллиарда кубометров воды, которая работает в турбинах гидроэлектростанции и питает Волго-Донской канал. Плотина, перегородившая Дон, защитила низовья реки от весенних половодий. Бывали годы, когда Дон увеличивался в размерах в несколько десятков раз, затапливая на многие километры близлежащие поля и населенные пункты. Вода Цимлянского моря напоила окрестные степи, и теперь этот край по праву считается житницей Юга России. Берега Цимлянского моря - центр донского виноградарства. Мало найдется на Земле мест, где виноград выращивают в таких "северных" широтах. Вспомнить можно разве что Рейн. Заметим, что местное вино вполне может составить конкуренцию знаменитому рейнскому.
ВОДОХРАНИЛИЩА РОССИИ
Сила бегушей воды использовалась на Руси издавна. Упоминания о водяных мельницах встречаются в летописях начиная со времён Киевской Руси. Такая мельница представляла собой запруду на реке или ручье с установленным на ней колесом. Под давлением воды колесо медленно вращалось, приводя в движение жернова. Пруды при мельни-иах - родоначальники современных водохранилищ, а водяные колёса - "предки" громадных турбин гидроэлектростанций.
Кроме мельничных специально создавались пруды, в которых накапливалась вода на случай сухого и жаркого лета. Подспорьем в хозяйстве были и водоёмы, где разводили рыбу. Наконец, искусственные озёра служили великолепным украшением пейзажа.
Много прудов было сооружено в XVII-XIX вв. Они играли важную роль на горнозаводском Урале, на старинных железоделательных заводах Нижегородской губернии и Карелии. Размеры колебались от небольших (плошадью менее 1 км 2) до весьма обширных. Например, водоём на реке Чермоз имел площадь 24 км 2 , а на реке Иж (обе в бассейне Камы) достигал 14 км в длину и 4 км в ширину.
К концу XIX в. пруды обеспечивали энергией и водой около трёх тысяч промышленных производств. У города Кашира работал целый каскад мельничных установок из 12 ступеней.
Начиная с XVIII в. водохранилища в России широко использовались и для судоходства. Например, построенное в 1 719 г. Вышневолоцкое водохранилище являлось частью водного пути от Волги до Балтийского моря.
В современной России огромное количество водохранилищ, в том числе и гигантских, которые значительно изменили природную среду. Многие водохранилища России входят в число крупнейших в мире; практически все они созданы во второй половине XX в.
Водохранилища исправно служат людям. В горах они становятся источником дешёвой энергии; в засушливых районах питают оросительные системы и служат местом отдыха для окрестных жителей. На Дальнем Востоке искусственным озёрам принадлежит важная роль в борьбе с наводнениями.
По территории России водохранилища размешены неравномерно: в европейской части их почти 1,1 тыс., а в азиатской - в 10 раз меньше. Своеобразны водохранилища северо-запада Европейской России. Почти все они представляют собой озёра, которые увеличили плошадь из-за подъёма уровня воды.
Искусственные водоёмы сильно изменили главную реку Русской равнины - Волгу и некоторые её притоки: на них создано 13 водохранилищ объёмом более 1 км 3 . Преобразование началось в 1843 г., когда в верховьях Волги (в 8 км ниже озера Волга) построили Верхневолжский бейшлот - водопод-порную плотину. Без малого через сто лет было залито второе водохранилище на Волге - Иваньковское, которое часто называют Московским морем. От него начинается канал имени Москвы, соединяющий реку со столицей. Вниз по течению Волгу перегородили ещё семь плотин с образовавшимися водохранилищами.
Рыбинское водохранилище по площади можно поставить в один ряд с крупнейшими озёрами Европы. Оно затопило широкие долины левых притоков Волги - Шексны и Мологи, а также их междуречье. В результате образовался водоём шириной до 60 км и длиной 140 км, со множеством заливов, полуостровов и островов. Плотина другого крупнейшего водохранилища - Куйбышевского подняла уровень воды в Волге на 26 м; искусственное море затопило пойму реки на площади почти 6,5 тыс. км 2 . Около 300 сёл и городов пришлось переносить на новое место, а город Свияжск оказался на острове. Это самое бурное из всех волжских водохранилищ: в осенние штормы высота волн нередко превышает 3 м.
Прежде Волга в нижнем течении разливалась весной на 25-30 км, уровень воды поднимался у Волгограда на 8-8,5 м, а у Астрахани - на 5,5 м. Теперь весь сток половодья задерживается каскадом водохранилищ. Даже катастрофически высокое половодье 1979 г. не принесло серьёзного ущерба.
Пятнадцать крупнейших в мире водохранилищ созданы в Сибири и на Дальнем Востоке. Их строительство началось в 50-х гг. XX в. Плотины возведены на многоводных реках: Оби, Енисее, Ангаре, Вилюе, Колыме, Зее. Благодаря гористому рельефу было затоплено относительно немного земель, если учесть, что подпор (повышение уровня воды в русле реки) у сибирских водохранилищ в 4-6 раз больше, чем у равных им по плошади волжских. Длина "морей", как правило, значительна: от 150 км у Колымского и Хантайско-го до 565 км - у Братского. Средняя ширина относительно невелика, за исключением некоторых участков, где вода разливается до 15-33 км.
Уникально Иркутское (Байкальское) водохранилище: 60-километровый участок верхнего течения Ангары фактически стал единым целым с Байкалом, уровень которого поднялся на метр.
У самого большого в мире долинного водохранилища - Братского очень своеобразная форма: широкие плёсы сочетаются с длинными извилистыми заливами. Колебания уровня составляют до 10 м. Водохранилище имеет большое значение для энергетики, судоходства и лесосплава в нижнем течении Ангары, а также для водоснабжения Братского промышленного комплекса.
Саяно-Шушенское водохранилище обеспечивает работу самой мошной в стране ГЭС. Оно затопило долину Енисея на протяжении более 300 км, но по ширине небольшое - до 9 км. Колебание уровней по сезонам - до 40 м.
Плотина Красноярского водохранилища возведена на узком, шириной до 800 м, участке в долине Енисея, зажатом между высокими скалами. Здесь -сооружён уникальный подъёмник. Суда, подходящие к плотине, попадают в специальную, наполненную водой камеру и на огромных размеров лифте их переносят через плотину вниз по течению; встречные поднимают обратно - на стометровую высоту.
февраля 18, 2014
Рыбинское водохранилище
Человечество неоднократно перекраивало природу в соответствии со своими нуждами. Одно из наиболее успешных направлений в преобразовании природных условий – создание искусственных водохранилищ.
В результате планомерной деятельности на планете возникло множество водоемов с пресной водой, которые используются для подачи воды, судоходства, разведения рыбы, получения энергии. Размеры искусственных озер колеблются от небольших до по-настоящему гигантских. Какое из них может носить титул «самое большое водохранилище»?
На 8-месте рейтинга с полным правом находится Рыбинское водохранилище, расположенное на территории России. Площадь водного зеркала искусственно созданного водоема составляет примерно 4580 кв км. Нередко, его именуют Рыбинским морем. Образовалось море благодаря сооружению гидроузла, который перекрыл русло Волги и ее притока Шексне. Основное значение водохранилища – судоходство и рыбный промысел.
Озеру Насер, Братское море
7-е место принадлежит озеру Насер, расположенному на территории сразу 2-х стран – Судана и Египта. Его площадь довольно велика – 5248 кв км. Свое название искусственный водоем получил в честь президента Египетской республики. Озеро создано при строительстве Ассуанской плотины. Основное его назначение – ирригация засушливых земель, судоходство и получение гидроэнергии. К сожалению, несмотря на старания правительства, при затоплении района погибли многие исторические памятники.
Братское море – одно из крупнейших искусственных водохранилищ России, возникло в результате строительства Братской ГЭС на Ангаре, вытекающей из озера Байкал. Площадь водного зеркала составляет приблизительно 5426 кв км. В настоящее время Братское море используется для судоходства, сплава леса, рыболовства и подачи воды. В рейтинге самых больших водохранилищ Братское море занимает 6-е место.
Бухтарминское водохранилище, озеро Кариба, Куйбышевское водохранилище
Бухтарминское водохранилище, с площадью 5490 кв км находится в Казахстане и образовано при строительстве Бухтарминской ГЭС, на Иртыше. Этот водоем занимает 5-ю строчку рейтинга. Цель создания водохранилища – улучшение судоходства и орошение земель. Кроме того, искусственный водоем необычайно богат такими породами рыбы, как: пелядь, форель, судак и щука, хариус, таймень, сазан и прочие.
На 4-м месте расположилось озеро Кариба, которое считается наиболее крупным водохранилищем Африканского континента. Возникло озеро в результате строительства плотины на реке Замбези. Благодаря озеру энергия поставляется в Замбию и соседнюю Зимбабве, ведется промышленный отлов рыбы. На озере созданы превосходные условия для отдыха. Береговая линия – идеальнее место для туристов, желающих отдохнуть в приличном отеле, посетить казино и заняться водными видами спорта. Зеркальная площадь озера - 5580 кв км.
Тройку призеров открывает большое водохранилище, которое чаще называют Жигулевским морем. Куйбышевское водохранилище образовано при строительстве Жигулевской плотины, расположенной неподалеку от города Ставрополь и перегораживающей Волгу. Площадь искусственного моря равна 6450 кв км. Основное значение водоема – улучшение судоходства, выработка электроэнергии, подача воды, а также ирригация и рыболовство.
Озеро Смолвуд, озеро Вольта
На 2-м месте озеро Смолвуд, созданное в западной части Лабрадора, Канада. Площадь водоема превышает 6 527 кв км. Образовано озеро при строительстве 88-и плотин, общая длина которых составляет 64-е км.
Первым по величине является озеро Вольта, искусственный пресноводный водоем на территории республики Гана. Площадь водохранилище действительно огромная – 8500 кв км. В 60-х годах прошлого века в месте, где сливаются реки Белая и Черная Вольта, была построена плотина. По завершении строительства и образовалось озеро, занимающее примерно 3 % площади государства. Водохранилище позволяет развивать судоходство, заниматься рыбной ловлей. В прибрежной зоне озера сегодня проживает около 5 000 000 человек.
К сожалению, далеко не всегда строительство искусственных водохранилищ позволяет сохранить природные особенности региона. Во многих случаях в этих местах исчезают некоторые виды флоры и фауны, усиливаются оползни.
Водные ресурсы водохранилищ
На территории России находятся в эксплуатации около 30 тыс. регулирующих речной сток водохранилищ и прудов общим объемом более 800 куб. км. Их суммарный полезный объем составляет 342 куб. км, причем более 90% приходится на водохранилища, имеющие емкость свыше 10 млн. куб. м, а более 200 млн. куб. м воды сосредоточено лишь в сотне водохранилищ. Емкостью выше 1 млн. куб. м обладают 2650 водохранилищ. Протяженность береговой линии водохранилищ составляет 75,4 тыс. км.
Из общего количества водохранилищ комплексно используются около 230, а остальные – только отдельными отраслями хозяйства: для нужд энергетики – 30, сельского хозяйства – 1761, водоснабжения – 297, прочих нужд – 586 водохранилищ.
В первую десятку крупнейших по площади водного зеркала водохранилищ в мире входят Куйбышевское (6,5 тыс. куб. км), Братское (5,5), Рыбинское (4,5), Волгоградское (3,1), Красноярское (2,0) водохранилища. Самые крупные водохранилища находятся в Восточной Сибири. Средний объем одного водохранилища достигает здесь 26,4 куб. км, на Дальнем Востоке – 7,4 куб. км. В табл. 1.14 приведены характеристики крупнейших водохранилищ России.
Таблица 1.14. Общая характеристика крупнейших водохранилищ России
|
Водохранилище |
Площадь водно го зеркала, кв. км при НПУ |
Объем, ккуб. м |
Использование* |
||
|
полезный |
|||||
|
Братское |
ГЭ,СУ,ЛС,РХ,ВС,РК |
||||
|
Красноярское |
ГЭ,СУ,ЛС,ВС,БН,РХ,РК |
||||
|
Усть-Илимское |
ГЭ,СУ,ВС,ЛС |
||||
|
Куйбышевское |
ГЭ,СУ,ИР,ВС,РХ,БН,РК |
||||
|
Вилюйское |
|||||
|
Волгоградское |
ГЭ,СУ,ИР,ВС,РХ,РК,ВС |
||||
|
Саяно-Шушенское |
ГЭ,ИР,СУ,РХ,ВС,РК,БК |
||||
|
Рыбинское |
ГЭ,СУ,ВС,РХ,РК |
||||
|
Цимлянское |
ИР,СУ,ГЭ,РХ,ВС,РК |
||||
|
Бурейское |
ГЭ,БН,ВС,РХ,РК |
||||
|
Колымское |
ГЭ, СУ, ВС |
||||
|
Саратовское |
ГЭ,СУ,РХ,ВС,РК,ИР |
||||
|
ГЭ,СУ,ЛС,ВС |
|||||
|
Воткинское |
ГЭ, СУ, ЛС, ВС |
||||
|
Горьковское |
ГЭ, СУ, РХ, ВС, РК |
||||
|
Новосибирское |
ГЭ, СУ, ИР, ВС, ЛС, РХ, БН, РК |
||||
|
Шекснинское |
|||||
|
Чебоксарское |
ГЭ, СУ, ВС, РХ |
||||
|
Ириклинское |
|||||
|
Краснодарское |
ОР,РХ,СУ,БН |
||||
|
Нижне-Камское |
ГЭ, СУ, ВС, РХ, БН |
||||
|
Чиркейское |
|||||
|
Иркутское |
ГЭ,СУ,ЛС,РХ,БН,РК |
||||
*ГЭ – гидроэнергетика, СУ – судоходство, ЛС – лесосплав, ОР – орошение, РХ – рыбное хозяйство, ВС – водоснабжение, РК – рекреация, ИР – ирригация, БН – борьба с наводнениями (по проекту).
Основные гидротехнические параметры крупнейших водохранилищ России представлены в табл. 1.15.
Таблица 1.15. Основные гидротехнические параметры крупнейших водохранилищ
|
Водохранилище |
Нормативный подпорный уровень, м |
Максимальная пропускная способ ность, куб. м/с, гидроузла при НПУ |
|
Иваньковское |
||
|
Угличское |
||
|
Шекснинское |
||
|
Рыбинское |
||
|
Горьковское |
||
|
Чебоксарское |
||
|
Павловское |
||
|
Воткинское |
||
|
Нижне-Камское |
||
|
Куйбышевское |
||
|
Саратовское |
||
|
Волгоградское |
||
|
Братское |
||
|
Бурейское |
||
|
Вилюйское |
||
|
Иркутское |
||
|
Красноярское |
||
|
Ириклинское |
||
|
Саяно-Шушенское |
||
|
Усть-Илимское |
||
|
Чиркейское |
||
|
Цимлянское |
||
|
Колымское |
Высокой степенью зарегулированности стока отличаются реки европейской территории, где водопотребители и водопользователи испытывают дефицит водных ресурсов в отдельные периоды и годы. К примеру, сток р. Волги зарегулирован на 40%, Дона – 50%, Урала – 68%. В целом на реках европейской части России суммарный полезный объем зарегулированного стока достигает 161 куб. км, в том числе на реках северного склона – 35, южного – 126 куб. км.
Регулирование стока северных рек производилось в основном для целей энергетики, водного транспорта и лесосплава. Более 90% зарегулированного стока приходится на Мурманскую область (14,5 куб. км) и Республику Карелия (17,5 куб. км). Самые крупные водохранилища расположены здесь на средних и малых реках бассейнов Белого и Баренцева морей: Кумское на Топозере (полезная емкость 8,63 куб. км), Выгозерское на р. Нижний Выг (1,1 куб. км), Сегозерское на Сегозере (4 куб. км), Верхнетуломское на р. Туломе (3,86 куб. км).
В Северо-Западном регионе, основными водными источниками которого являются реки и озера бассейна р. Невы, регулирование стока осуществляют 32 водохранилища с суммарным полезным объемом 1,1 км3. Самое крупное водохранилище многолетнего регулирования – Верхнесвирское (0,54 км3), расположенное на р. Свири и используемое для целей энергетики, водоснабжения, рыбного хозяйства и судоходства.
Более 60% объема зарегулированного стока рек Южного склона сосредоточено в водохранилищах Волжско-Камского каскада, которые используются в целях энергетики, промышленного и коммунального водоснабжения, водного транспорта, ирригации, рыбного хозяйства, рекреации. На Волге и ее главном притоке Каме построены 11 гидроэлектростанций. Суммарная установленная мощность Волго-Камского каскада составляет 11409 МВт. Строительство плотин, водохранилищ и гидроэлектростанций снизило скорость течения реки, повлияло на качество воды, рыбопродуктивность и биоразнообразие.
Всего в бассейне Волги насчитывается около 800 водохранилищ с суммарным полезным объемом 101 куб. км и площадью зеркала 30,4 тыс. кв. км. Они аккумулируют почти 70% среднегодового стока волжского бассейна. Из восьми крупных гидроузлов с водохранилищами на р. Волге четыре (Иваньковское, Угличское, Рыбинское и Горьковское) образуют непрерывный каскад на Верхней Волге (пятое – Верхневолжское водохранилище, находящееся в верховьях реки, изолировано от каскада).
Куйбышевское водохранилище, протяжённостью до слияния реки Волги с рекой Камой от Куйбышевского гидроузла – 309 км; от Куйбышевского гидроузла до Чебоксарского гидроузла по р. Волге – 508 км; от Куйбышевского гидроузла до Нижне-Камского гидроузла по реке Волге и р. Каме – 578 км. Полный объём водохранилища – 58 куб. км, полезный – 34,6 куб. км. Это самое крупное водохранилище Волжско-Камского каскада (оно контролирует 97% водных ресурсов Волги), дающее возможность проводить в современных условиях внутригодовое распределение стока Волги в створе Куйбышевского гидроузла. Основные притоки к Куйбышевскому водохранилищу: Кама, Большой Черемшан, Свияга, Сок, Большой Кинель, Уса. Из Куйбышевского водохранилища на Нижнюю Волгу поступает 242 куб. км среднегодового стока.
Саратовское водохранилище, протяжённостью – 350 км. Полный объём водохранилища – 12,87 куб. км, полезный – 1,75 куб. км. Саратовский гидроузел расположен в 1129 км от устья Волги. Саратовское водохранилище является водохранилищем недельного регулирования речного стока с большим водообменном. Основные притоки к Саратовскому водохранилищу: Самара, Чапаевка, Сызрань, Чагра, Малый Иргиз.
Волгоградское водохранилище, протяжённостью – 540 км. Полный объём водохранилища – 31,45 куб. км, полезный – 8,25 куб. км. Волгоградский гидроузел расположен в 606 км от устья Волги. Гидрологический режим Волгоградского водохранилища определяется работой ГЭС и хозяйственными попусками воды. Основные притоки к Волгоградскому водохранилищу: Терешка, Курдюм, Большой Иргиз, Большой Караман, Еруслан. Через Волгоградский гидроузел на Нижнюю Волгу поступает 249 куб. км среднегодового стока.
В соответствии с нормативным классом капитальности, Куйбышевский, Саратовский и Волгоградский гидроузел рассчитаны на пропуск весеннего половодья вероятностью превышения 0,1% (это расход в 60 тыс. куб. м/с) в нормальных условиях эксплуатации и проверены на пропуск катастрофического половодья вероятностью превышения 0,01% (это расход в 70 тыс. куб. м/с).
Палласовская оросительно-обводнительная система осуществляет подачу воды из Волгоградского водохранилища в Джаныбекскую оросительно-обводнительную систему РГП «Западводхоз» Республики Казахстан на нужды обводнения.
В современных условиях водохранилища Волжско-Камского каскада гидроузлов активно используется для срезки естественных максимальных расходов.
Цимлянское водохранилище имеет общую длину 281 км и большая его часть находится в пределах Волгоградской области – 197 км. Водохранилище простирается от плотины ГЭС по створу Цимлянск – Волгодонск до станицы Трехостровской. Подпор от Цимлянского водохранилища распространяется до р. Иловля. Длина озеровидной части от г. Калач-на-Дону до створа Цимлянской ГЭС – 179 км.
Цимлянское водохранилище имеет различную ширину и глубину, поэтому его делят на четыре плеса:
– приплотинный – от плотины до станицы Кривской в Ростовской области; длина его 44 км, максимальная ширина 38 км, средняя глубина 9,7 м, наибольшая – 35 м; этот участок имеет озерный режим, проточность его мала, скорость течения 0,1-0,2 м/сек;
– потемкинский – от станицы Кривской до станицы Суворовской в Волгоградской области; длина этого плеса 68 км при средней ширине 8,5 км и максимальной – 22 км;
средняя глубина 9,7 м, наибольшая – 15-20 м; 60% площади занимают глубины до 10 м;
этот участок также характеризуется небольшой проточностью и имеет скорость течения всего 0,2-0,3 м/сек;
– Чирской – от Суворовской до ст. Ложки; для этого плеса характерна большая нарезанность берегов; средняя глубина – до 10 м; ширина плеса до 22 км, протяженность его больше предыдущих;
– верхний – от ст. Ложки и выше; это самый длинный плес – протяженность его от 60 до 100 км; по режиму напоминает реку; здесь в течение года изменчивы и глубины и площадь; глубины – менее 10 м; весной проточность возрастает, а скорость течения увеличивается до 0,5 м/сек.
Наполнение Цимлянского водохранилища происходит в основном за счет стока талых вод весеннего половодья с территории бассейна, расположенного выше г. Калач, а также за счет приточности по рекам: Карповка, Донская Царица, Мышковка, Чир, Аксай Есауловский, Аксай Курмоярский и Цимла. Суммарный среднегодовой сток боковых притоков водохранилища (составляет 1,1 куб. км) не превышает 5% от общего притока и снижается в маловодные годы до 0,2 куб. км. Внутригодовое распределение стока характеризуется крайней неравномерностью. Доля стока весеннего половодья (3-5 месяцев) – составляет от 70 до 90%, сток летне-осенней и зимней межени колеблется от 10 до 30%.
Период летне-осенней и зимней межени отличается более или менее равномерной водностью: доля летне-осенней межени составляет порядка 13% от годового стока.
В Северо-Кавказском регионе, где остро ощущается дефицит водных ресурсов, особенно в весенне-летний период, регулирование речного стока имеет важнейшее значение.
Главными водными магистралями являются реки Дон, Кубань, Терек, Сулак. В регионе насчитывается около 408 водохранилищ, в основном сезонного или суточного регулирования, с суммарной полезной емкостью 19,2 куб. км. Зарегулированный сток используется главным образом для орошения сельскохозяйственных угодий и рыборазведения. Наибольшее развитие регулирование стока получило в Ростовской области, Ставропольском и Краснодарском краях. На долю Цимлянского, единственного крупного водохранилища, регулирующего сток Дона в многолетнем разрезе, приходится 11,5 куб. км. Основное назначение Цимлянского водохранилища – ирригация и обводнение Нижнего Дона в интересах судоходства, а также рыборазведение и водоснабжение.
Манычский каскад, включающий Пролетарское (0,87 куб. км), Веселовское (0,19 куб. км) и Усть-Манычское (0,07 куб. км) водохранилища, был построен в 30-х годах и предназначен для целей судоходства, энергетики, рыболовства и орошения земель. Кроме местного стока в Маныч в объеме около 0,5 куб. км в год подается кубанская (по руслу р. Б. Егорлык) и донская (по Донскому магистральному каналу) вода.
Веселовское водохранилище служит аккумулятором пресной донской воды, используемой для орошения, а также водоприемником дренажно-сбросных вод, поступающих с орошаемых земель Ставропольского края, минерализация которых достигает 3-4 г/л.
В последние годы водохранилище теряет свое значение как надежный источник для орошения, поскольку минерализация его вод повысилась до 2,5 г/л. В настоящее время стоит проблема рассоления воды в водохранилище.
Основным водным бассейном Краснодарского края и Республики Адыгея является р. Кубань. Суммарный полезный объем, зарегулированный 148 водохранилищами, составляет 2,7 куб. км, значительная доля которого (2,2 куб. км) приходится на Краснодарское водохранилище, расположенное в среднем течении р. Кубани. Основное назначение водохранилища – обеспечить орошение более 200 тыс. га сельскохозяйственных земель, защитить от наводнений около 600 тыс. га сельхозугодий в низовьях Кубани, обеспечить рыбо-нерестовые и транспортные попуски в устьевые участки Кубани и Протоки.
Крюковское (0,1 куб. км), Варнавинское (0,02 куб. км) и Шапсугское (0,13 куб. км) водохранилища, регулирующие сток закубанских рек, используются для орошения земель и защиты сельскохозяйственных угодий от наводнений. Назначение других менее крупных водохранилищ – ирригация и рыборазведение.
В Ставропольском крае эксплуатируется порядка 100 водохранилищ с суммарной полезной емкостью 2,15 куб. км. Многие водохранилища наливные, расположены на каналах перераспределения стока. Это, например, Сенгилеевское водохранилище (0,36 куб. км), работающее на кубанской воде, поступающей по Невинномысскому каналу, и Кубанское (0,5 куб. км), расположенное на Большом Ставропольском канале, перераспределяющем кубанскую воду в безводные районы бассейна Каспийского моря. Егорлыкское водохранилище (0,1 куб. км) частично работает на кубанской воде и регулирует сток р. Егорлык (бассейн Дона). Остальные водохранилища более мелкие. Основное назначение водохранилищ края – ирригация, наиболее крупные используются также для целей водоснабжения, рыборазведения и энергетики.
Чограйское водохранилище, введенное в эксплуатацию в 1970 г., площадью 200 кв. км, объемом 720 млн. куб. м, расположено на границе Республики Калмыкия и Ставропольского края в долине р. Восточного Маныча. Оно предназначено для аккумулирования воды с целью орошения Черноземельской оросительной системы, обводнения 113 тыс. га пастбищ, питьевого водоснабжения шести сельских районов и столицы Калмыкии – г. Элисты, а также рыборазведения. Водохранилище наполняется частично местным стоком с водосборной площади Восточного Маныча, а также водой Терека и Кумы, подаваемой по Терско-Маныческому водному тракту.
Нижнекамское водохранилище создано в 1978 г. в долине р. Камы, путем перекрытия реки (1 ноября 1978 г.) и наполнения в 1979 г. до временной отметки 62,0 м БС. Водохранилище обеспечивает суточное и недельное перераспределения притока к гидроузлу в интересах энергетики. Приточные расходы круглогодично пропускаются транзитом в нижний бьеф. Полный объем водохранилища при временной отметке 62,0 м составляет 2,9 куб. км, при отметке 68,0 м – 2570 куб. км. Площадь водного зеркала составляет 1,084 тыс. кв. км. На водохранилище уровни воды в течение трех последних лет продолжали поддерживаться на отметках 63,1-63,5 м. Наибольшую часть стока боковой приточности между Воткинским и Нижнекамским гидроузлами составляет сток р. Белая – 26,1 куб. км. Мелководья с глубинами до 2 м занимают около 50% площади водохранилища. Максимальная ширина водохранилища равна 15 км, средняя – 4 км. Длина составляет 185 км по р. Кама и 157 км по р. Белая. Средняя глубина – 3,3 м, наибольшая – 20 м.
Общая площадь водосбора р. Камы в створе Нижнекамского гидроузла составляет 370 тыс. км2, частного водосбора – 186 тыс. куб. км. В условиях эксплуатации Нижнекамского водохранилища на временной отметке 62,0 м береговая линия и гидротехнические сооружения и постройки вдоль нее подвергаются волновому воздействию. Необходимо провести капитальный ремонт 7,5 км защитной дамбы Старо-Татышевской сельхозницы, расположенной в Актанышском районе Республики Татарстан.
Значительная доля зарегулированного стока приходится на реки азиатской части России – 180,9 куб. км, или 53% от суммарного полезного объема всех водохранилищ страны. Потенциальные водные ресурсы этого региона огромны.
Основной объем зарегулированного стока приходится на крупные водохранилища энергетического назначения, расположенные в бассейнах Енисея, Лены и Амура. Большинство из них осуществляют сезонное или суточное регулирование.
Более 60% стока, зарегулированного в азиатской части страны, приходится на Восточную Сибирь – 114,9 куб. км, из них 114,8 куб. км – на Красноярский край и Иркутскую область. Всего в регионе 68 водохранилищ, расположенных в основном в бассейне Енисея.
На территории Красноярского края размещается 38 водохранилищ с суммарной полезной емкостью 63,3 куб. км, из них три очень крупных – Саяно-Шушенское, Красноярское и Хантайское. Все три водохранилища комплексного назначения и используются для целей энергетики, судоходства, орошения и водоснабжения.
Водохранилища Ангарского каскада ГЭС суммарно аккумулируют по объему полтора среднегодового стока реки.
В Иркутской области эксплуатируется 6 водохранилищ суммарной полезной емкостью 51,5 куб. км. Основная доля зарегулированного стока приходится на водохранилище Братской ГЭС (полезный объем 48,2 куб. км) и Усть-Илимское (2,7 куб. км). Остальные 4 водохранилища используются для энергетики или сельского хозяйства. Иркутское водохранилище регулирует сток оз. Байкал.
В Западной Сибири размещается 121 водохранилище с суммарной полезной емкостью 6,1 куб. км. В основном это небольшие водохранилища, предназначенные для целей сельского хозяйства (орошение), водоснабжения и энергетики. В регионе только одно крупное водохранилище комплексного назначения – Новосибирское, созданное в верхнем течении Оби. Его суммарная полезная ёмкость составляет 4,4 км3, или 98% от суммарного зарегулированного стока Новосибирской области.
В регионе имеются потенциальные водные ресурсы, потребность в дополнительном регулировании стока для удовлетворения нужд хозяйства и населения велика. Особенно это касается южных и центральных районов – Омской, Томской, Новосибирской областей, юга Тюменской области, севера Алтайского края, куда входит и бессточная зона междуречья Обь-Иртыш, крайне нуждающаяся в дополнительных водных ресурсах.
Речной сток в бассейне Оби зарегулирован в основном малыми и небольшими водохранилищами, их полный объем составляет 1876 млн. куб. м Кроме того, имеется 13 средних водохранилищ (суммарный объем 5523,1 млн. куб. м).
На Дальнем Востоке регулирование стока осуществляется в значительных объемах. Основными водными источниками здесь являются реки Амур, Лена, Колыма с их многочисленными притоками, а также озеро Ханка. Потенциальные водные ресурсы региона велики. Общий полезный объем зарегулированного стока (79 водохранилищ) составляет 57,1 куб. км.
Самой высокой зарегулированностью отличается Амурская область. Здесь эксплуатируется 19 водохранилищ с суммарной полезной емкостью 32,2 куб. км. Наиболее крупным является водохранилище Зейской ГЭС (32,1 куб. км), которое используется для целей энергетики, регулирования стока и судоходства. Другие водохранилища имеют емкость до 10 млн. куб. м, их назначение – водоснабжение, орошение и рыборазведение.
В Магаданской области общий объем зарегулированного стока составляет 6,6 км3. Единственное крупное водохранилище предназначено для нужд энергетики. Это водохранилище Колымской ГЭС с полезной емкостью 6,5 куб. км. Остальные 9 водохранилищ (емкостью менее 10 млн. куб. м) используются для целей водоснабжения.
В Республике Саха (Якутия), где основным водным источником является р. Лена с притоками Вилюй, Алдан и др., эксплуатируется 10 водохранилищ общей полезной емкостью 17,92 куб. км. Самые крупные из них – водохранилища Вилюйских ГЭС I и II с суммарным полезным объемом 17,82 куб. км, имеющие комплексное назначение. Остальные водохранилища используются для целей водоснабжения и орошения.
Регулирование режимов работы крупнейших водохранилищ
Режимы работы водохранилищ устанавливаются Федеральным агентством водных ресурсов в соответствии с Положением, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 16 июня 2004 г. № 282.
Оптимизация режимов использования водных ресурсов водохранилищ является одним из важнейших элементов решения задач обеспечения социально – экономических потребностей в водных ресурсах, предупреждения и снижения последствий наводнений и другого негативного воздействия вод и обеспечения безопасности ГТС, образующих эти водохранилища.
В важнейших водных бассейнах Российской Федерации Федеральным агентством водных ресурсов созданы 12 Межведомственных оперативных (рабочих) групп (далее – МОГ, МРГ) по регулированию режимов работы водохранилищ и водохозяйственных систем:
– по водохранилищам Волжско-Камского каскада при Федеральном агентстве водных ресурсов (г. Москва);
– по Колымскому водохранилищу при Отделе водных ресурсов Ленского БВУ по Магаданской области (г. Магадан);
– по Цимлянскому водохранилищу при Донском БВУ (г. Ростов-на-Дону);
– по Зейскому и Бурейскому водохранилищам при Амурском БВУ (г. Хабаровск);
– по Новосибирскому водохранилищу при Верхне-Обском БВУ (г. Новосибирск);
– по водохранилищам Вилюйского каскада при Ленском БВУ (г. Якутск);
– по водохранилищам Выгского, Кемского и Ковдинского каскадов при Отделе водных ресурсов Невско-Ладожского БВУ по Республике Карелия (г. Петрозаводск);
– по водохранилищам Северных ГЭС, Ангаро-Енисейского каскада и озера Байкал при Енисейском БВУ (г. Красноярск);
– по водохозяйственному комплексу бассейна р. Кубани при Кубанском БВУ (г. Краснодар);
– по водохранилищам Москворецкой водной системы, Вазузской гидротехнической системы и водораздельного бьефа канала имени Москвы при Московско-Окском БВУ (г. Москва);
По Ириклинскому водохранилищу (г. Оренбург);
– по водохранилищам северного склона Волго-Балтийского водного пути при Невско-Ладожском БВУ (г. Санкт-Петербург).
Волжско-Камский каскад. Четвертый год подряд объем притока в водохранилища Волжско-Камского каскада в период половодья наблюдался существенно ниже нормы. В этих условиях были приняты меры по осуществлению специального весеннего попуска в низовья Волги в интересах сельского и рыбного хозяйства Волгоградской и Астраханской областей (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Схема Волжско-Камского каскада водохранилищ
Режимы работы Ангаро-Енисейского каскада находились в 2009 г. под особым контролем Росводресурсов в связи с аварией, произошедшей 17 августа на Саяно-Шушенской ГЭС. Сразу после аварии Росводресурсами были начаты работы по расчетному обоснованию и установлению безопасных режимов работы в осенне-зимний период 2009-2010 гг. и подготовке водохранилищ к пропуску весенне-летнего половодья 2010 г., как работающего в непроектном режиме Саяно-Шушенского гидроузла, так и других гидроузлов Ангаро-Енисейского каскада (рис. 1.14).
При этом был задействован комплекс математических моделей Ангаро-Енисейского каскада водохранилищ, Ангарского и Енисейского речных бассейнов, выполненный по заказу агентства в 2007-2009 гг., на основании многовариантных расчетов были разработаны диспетчерские графики работы Саяно-Шушенского гидроэнергокомплекса в непроектном режиме с учетом следующих ограничений и требований к режиму Саяно-Шушенского гидроузла:
– обеспечение работы эксплуатационного водосброса максимально широким фронтом при постоянном открытии затворов (или при условии минимального маневрирования затворами);
– недопущение сработки водохранилища ниже предельной отметки, величина которой обусловлена возможным попаданием льда в приемное отверстие водосброса;
– обеспечение расходов воды в нижнем бьефе Майнского гидроузла не меньше санитарного 700 куб. м/с;
– обеспечение расходов воды в нижнем бьефе Майнского гидроузла в период ледостава не более 1200 куб. м/с;
– точный учет пропускной способности и допустимых схем маневрирования затворами эксплуатационного водосброса;
– возможность работы части гидроагрегатов как на холостом ходу, так и под нагрузкой.
Рис. 1.14. Схема Ангаро-Енисейского каскада водохранилищ
Анализ поступающей из Енисейского бассейнового водного управления Росводресурсов оперативной информации о гидрологической и водохозяйственной обстановке в бассейнах водохранилищ Ангаро-Енисейского каскада проводился ежедневно.
В результате осуществленных режимов работы гидроузлов обеспечены:
1) предельно возможная сработка Саяно-Шушенского водохранилища в условиях высокой осенней и зимней водности (в 4 квартале 2009 года – максимальная за период наблюдений);
2) работа эксплуатационного водосброса при открытии на половину первой ступени, что минимизировало масштабы обледенения конструкций Саяно-Шушенского гидроузла в зимних условиях и повреждений водобойного колодца;
3) стабильные условия ледообразования в нижних бьефах гидроузлов каскада, в результате чего удалось избежать образования зажоров и зимних затоплений и подтоплений;
4) бесперебойное обеспечение водой населения и объектов экономики, прежде всего в нижних бьефах Саяно-Шушенского и Майнского гидроузлов;
5) частичная компенсация выбывших гидроэнергетических мощностей Саяно-Шушенской ГЭС за счет повышенной загрузки других ГЭС каскада, в первую очередь Красноярской, а также работа агрегатов Майнской ГЭС.
6) предполоводная сработка водохранилищ Ангаро-Енисейского каскада.
По другим крупнейшим водохранилищам России режим их сработки осуществлялся в соответствии расчетными графиками, составляемыми специалистами бассейновых водных управлений Росводресурсов с учетом фактической водохозяйственной обстановки и прогнозов Росгидромета по притоку воды в водохранилища.
Водохранилища - творение человека
Наиболее успешным направлением в преобразовании человеком природных условий можно считать создание водохранилищ. Какое же из них достойно титула "Самое большое водохранилище в России"?
Человек постоянно пытается переделать природу в соответствии со своими потребностями. Благодаря этому стремлению на планете появилось огромное количество искусственных водоемов с пресной водой, использующихся для разведения рыбы, подачи воды, судоходства или же для получения энергии. Размер водохранилищ может быть самым различным от небольшого озерца до огромнейшего водоема. Так какое же из водоемов, расположенных на территории России, является самым большим?
Рыбинское водохранилище
Многие водохранилища России значатся в списке самых больших искусственных водоемов в мире. Большинство из них создано во второй половине двадцатого века. Размещение их на территории России неравномерно. Большая часть их находится в европейской части страны (более тысячи) , тогда как азиатская сторона насчитывает гораздо меньше (около ста) . Если собрать все водохранилища на одной площади, то общий объем их составит более одного миллиона квадратных метров.
Изначально самым крупнейшим искусственно созданным водоемом считалось Рыбинское водохранилище. Протяженность его составляет около ста сорока километров, ширина шестьдесят километров. Площадь водоема составляет около четырех с половиной тысяч квадратных километров, что всего в два раза меньше Онежского озера. Глубина не слишком большая - около шести метров, лишь на некоторых участках показатель достигает девяти-десяти метров. Строительство его началось за пять лет до начала ВОВ, однако и в тяжелые для России времена продолжалось заполнение чаши водоема. Полностью заполнено водохранилище было только в тысяча девятьсот сорок седьмом году. Причем, для постройки водоема пришлось переселить более шестисот селений, которые оказались под водой. Иногда данное водохранилище называют Рыбинским морем. Используется для рыбного промысла и судоходства.
Плотина Жигулевской ГЭС
Через семь лет после постройки Рыбинского водохранилища завершается строительство плотины Жигулевской ГЭС и появляется Куйбышевское водохранилище, площадью шесть с половиной тысяч километров квадратных. К слову, этот водоем считается самым бурным среди волжских водохранилищ. Высота волны в нем во время шторма очень часто превышает три метра. Таким образом, Рыбинское море, некогда носившее звание "Самое большое водохранилище в России" опускается на ступеньку ниже.
В настоящее время самым крупным водохранилищем (из числа русловых) не только в России, но и во всем мире считается Братское. Форма водоема достаточно своеобразна: широкие плесы сочетаются с длинными и извилистыми заливами. Появилось водохранилище в тысяча девятьсот шестьдесят первом году, однако проектная отметка была достигнута только через шесть лет. Объем водоема составляет около ста семидесяти кубических километров. Площадь около пяти с половиной тысяч квадратных километров. Длина более пятисот километров, а максимальная глубина сто шесть метров. Используется Братское водохранилище, помимо энергетического назначения, для лесосплава, рыбного хозяйства, водного транспорта, промышленного и коммунального водоснабжения. Благодаря появлению Братского водохранилища многие притоки стали судоходными.
В заключении следует сказать, что любое водохранилище, независимо от размера, полезно для человека. Именно они позволяют повысить качество промышленного и коммунального водоснабжения промышленных центров и больших городов.
