Воздействие водохранилищ на окружающую среду

Создание водохранилищ относится к крупнейшим мероприятиям изменения природной среды человеком, соизмеримым по масштабу с урбанизацией, сельскохозяйственным изменением ландшафтов, их мелиорацией, добычей полезных ископаемых. Последствия такого гидротехнического преобразования речных долин следует разделять на экологические и социально-экономические, учитывая при этом как позитивные, так и негативные стороны такого преобразования.

Неизбежны следующие экологические последствия:

• — на участке реки, превращенном в водохранилище, происходит смена реофильной флоры и фауны на лимнофильную. Негативным последствием этого может стать утрата редких видов-эндемиков, если река и сс водосбор расположены в пределах заповедных или девственных ландшафтов. Если же река протекает в хозяйственно освоенных территориях, то наличие таких видов водных организмов маловероятно. Позитивным следствием смены типа водного биоценоза становится десятикратное и более увеличение биологической продуктивности гидротехнически преобразованного участка речной сети — повышение рыбопродуктивности и самоочищающей способности новой экосистемы от вносимых в нее антропогенных загрязняющих веществ не только в верхнем, но и в нижнем бьефе гидроузла;
• — гидроузел становится преградой для нерестовых миграций ценных видов проходных рыб, что сокращает размеры ареала их распространения и ухудшает условия размножения. Многочисленные попытки сконструировать рыбоходные и рыбоподъемные гидротехнические сооружения малоэффективны. Но даже попавшие с их помощью из нижнего бьефа в верхний мигрирующие особи теряют способность ориентироваться в водоёме и нередко втягиваются стоковым течением в водосбросные сооружения гидроузла. Болес эффективным мероприятием служит выращивание из икры мальков и молоди рыб на рыбоводных заводах, оборудуемых в заливах водохранилища, что в какой-то мерс компенсирует сокращение нерестовых площадей;
• — изменяется микроклимат в прибрежной зоне водохранилища вследствие увеличения числа ветреных дней в году, возникновения бризов, снижения размаха внутрисуточных и сезонных колебаний температуры воздуха и числа случаев ночных заморозков весной и осенью, повышается влажность воздуха как в верхнем, так и в нижнем бьефе гидроузла. Появление этих признаков «приозерного» микроклимата улучшает условия земледелия и водной рекреации на побережье водохранилища. В то же время, негативны последствия изменения температурного режима воды в нижнем бьефе: в рекреационный летний сезон снижение температуры воды ограничивает купание в реке. А зимой в морозную погоду над полыньей ниже гидроузла образуется плотный «морозный туман» в слое приземного воздуха высотой до 50 м и более, провоцирующий легочные заболевания у местных жителей и затрудняющий использование всех видов наземного и воздушного транспорта. Однако, при вторичном регулировании протяженность техногенной полыньи уменьшается, и снижается ее негативное воздействие на микроклимат в районе нижнего бьефа крупнейших сибирских ГЭС.

Социально-экономические последствия определяются размерами изъятия земель, которые будут затоплены водохранилищем, подтоплены на низменных участках побережья, а на возвышенных участках могут подвергнуться берегообрушению в результате размыва и образования оползней. Масштаб этих последствий определяется плотностью населения, промышленной и сельскохозяйственной освоенностью этих земель, развитостью местной хозяйственной инфраструктуры. При согласии подавляющего большинства населения на переселение и возмещение различных убытков и при очевидной экономической целесообразности развития водного хозяйства в данном участке долины в сравнении с остальными видами хозяйственной деятельности может быть принято государственными органами решение о реализации гидротехнического проекта. Одновременно решается и вопрос о выделении средств на экологические и археологические исследования изымаемых земель, на их подготовку к затоплению и осуществление разнообразных компенсационных мероприятий. К ним относятся строительство и обустройство поселков для переселенцев, обеспечение их трудовой деятельности, выделение земель для преобразования всей наземной транспортной сети, для создания участков мелиорируемого сельского хозяйства и т. п. При глубоком сезонном регулировании стока расположенные ниже гидроузла участки поймы прекращают затапливаться в многоводные половодья, но повышение в реке меженного стока создаёт предпосылки для стабилизации их высокой урожайности при нормированном удобрении и орошении земель в речной долине на протяжении многих десятков километров, в 2−3 раза превышающих длину водохранилища.

Наибольшую гидроэкологическую опасность на территории долины в нижнем бьефе гидроузла создают техногенные паводки и возможные волны прорыва в случае разрушения плотины. Техногенный наводок возникает в случае необходимости произвести холостой сброс воды через его водосбросные сооружения при притоке воды в водохранилище в особенно большое половодье редкой повторяемости, либо в трудно предсказуемый высокий паводок. Тогда сброс воды гидроузлом достигает расхода воды, при котором происходит затопление высокой поймы в нижнем бьефе, однако на меньшую глубину и продолжительность, чем в многоводные годы до создания водохранилища. Но из-за того, что после сооружения гидроузла начинается ее интенсивное хозяйственное освоение, даже при хорошо налаженном оповещении жителей им наносится значительный материальный ущерб, а иногда происходит и гибель людей.

Многократно опаснее катастрофа, которая может возникнуть при волне прорыва плотины. Её многометровая высота, превышающая максимальные уровни речного половодья, исключительно быстрое распространение вниз по долине при непредсказуемости аварии может привести к гибели жителей, разрушению жилых и производственных зданий и другим громадным материальным ущербам. При этом в реку поступают большие объёмы загрязненных вод, образующихся при разрушении трубопроводов и хранилищ нефтепродуктов и других химических веществ. Однако такие аварии были единичны в XX веке и несоизмеримо менее опасны, чем аварии на АЭС.

Для снижения размеров бедствия при техногенных паводках необходимо научно обоснованное планирование хозяйственного освоения территории в нижнем бьефе крупных гидроузлов. Размеры территории, затапливаемой при максимально возможных расходах воды на протяжении всего нижнего бьефа, достаточно надежно рассчитываются по современным гидродинамическим моделям. И местные органы власти обязаны учитывать результаты таких расчетов при планировании и контролировании землепользования в пределах зон затопления различной вероятности по высоте и продолжительности техногенного наводнения.

Контрольные вопросы:

• 1. Что означают понятия «водоём» и «водная экосистема»? Назовите ее абиотические и биотические компоненты в природных и природно-техногенных водоёмах.
• 2. Какие пять групп важнейших процессов свойственны каждому водоёму суши, которые в совокупности отличают эти водоёмы от остальных водных объектов гидросферы?
• 3. Какие водные объекты называют «озеро» и «озёрная система». Какие два коэффициента используют для оценки распространенности озёр на конкретных территориях?
• 4. Перечислите морфологические и экологические элементы озёрной котловины, чаши озера и находящейся в ней массы воды.
• 5. В чем главное водохозяйственное и гидрологическое отличие природно-техногенных водоёмов от озёр и различие между прудами и водохранилищами?
• 6. Каково назначение проектных объёмов и уровней при эксплуатации водохранилищ?
• 7. Перечислите основные компоненты гидроузла, образующего водохранилище. Что называют «бьеф», «сработка водохранилища», «напор», «холостой сброс»?
• 8. Какие виды регулирования стока осуществляют водохранилища различного назначения?
• 9. Перечислите типы водохозяйственных систем с одним или несколькими водохранилищами.
• 10. Каковы основные позитивные и негативные экологические и социально-экономические последствия сооружения и эксплуатации водохранилищ?