31. Некоторые особенности морфологии и режима водохранилищ

Искусственные водоемы – водохранилища, пруды создаются человеком для накопления воды с целью последующего использования ее в различных отраслях народного хозяйства. Водохранилища образуются путем строительства плотин на реках или временных водотоках. Пруд – это мелководное водохранилище (5–10 м) с малой площадью зеркала (до 1 км²).

Подпертый участок реки выше плотины, составляющий водохранилище, называется верхним бьефом, а участок реки ниже плотины, в режиме которого сказывается влияние водохранилища – нижним бьефом. При проектировании для каждого водохранилища устанавливаются уровни, соответствующие определенным фазам гидрологического режима. Форсированный подпорный уровень (ФПУ) – максимальный расчетный уровень водохранилища, соответствующий условиям пропуска максимального расхода воды заданной вероятности превышения (обеспеченности).

Нормальный подпорный уровень (НПУ) – уровень, до которого может регулярно наполняться водохранилище, на длительное стояние которого рассчитаны подпорные сооружения (плотины, дамбы). Уровень мертвого объема (УМО) – уровень, соответствующий неиспользуемой части объема водохранилища. Рабочий объем – разность между объемами воды при НПУ и УМО. Количество воды, заключенное между УМО и НПУ, которое может быть использовано на хозяйственные нужды, называется полезным объемом. Сумма рабочего и мертвого объемов - полный объем водохранилища. Важной функцией водохранилищ является регулирование поверхностного и речного стока с целью перераспределения естественного притока в соответствии с интересами народного хозяйства. Водохранилища осуществляют регулирование многолетнего, сезонного и высокого стока. Для внутригодового хода уровней водохранилищ характерны резкий подъем в период наполнения (в большинстве случаев в период половодья) и сработка в течение всей остальной части года. Равнинные водохранилища отличаются значительным затоплением прилегающих территорий, большими площадями зеркала, обширными мелководьями при относительно небольшом напоре (подъеме уровня по сравнению с рекой). В движении вод водохранилищ сочетаются элементы речного(стоковые течения) и озерного(ветровые течения, сгоны и нагоны, волны) режимов. Распределение температуры воды по вертикали и водной массе водохранилищ различно в зависимости от водообмена, перемешивания, строения котловин. В большинстве средних и крупных водохранилищ летом наблюдается прямая температурная стратификация. Зимой четко выражена обратная температурная стратификация. В первые годы после заполнения водохранилищ в их водах сильно увеличивается по сравнению с реками количество органических веществ, поступающих с затопленных почв, растительности, торфяников. Содержание кислорода в водохранилищах летом больше, чем в реках, в результате интенсивного фотосинтеза. Зимой в придонных слоях наблюдается дефицит кислорода и случаются заморы рыб. Формирование берегов водохранилищ происходит гораздо более интенсивно, чем в озерах, особенно в первые годы после заполнения. Заиление водохранилищ происходит в результате отложения в них речных наносов, твердых частиц, поступающих от размыва берегов, органических остатков отмерших водных растений и животных. Влияние водохранилищ на природные условия побережий и прилегающих территорий проявляется в изменениях метеорологических характеристик (температуры и влажности воздуха, ветров), затопления и подтопления земель, в подпоре грунтовых вод. В результате этого изменяются почвы, растительность и животный мир.

Влиянием водохранилищ на климат могут быть охвачены территории различных размеров, что зависит от величины водоема, рельефа берегов и окружающей территории.

На затопленных землях прежний растительный покров отмирает и заменяется высшей водной или влаголюбивой растительностью. Затопление долин приводит к гибели или миграции населяющих ее животных, из которых лишь часть адаптируется к новым условиям на берегах водоема. На водохранилищах расселяются новые виды водных животных и птиц.