Водохранилище

Водохранилище, искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве. Для всех В. характерны: возрастание глубин по направлению к плотине, исключая те из них, в состав которых вошли глубокие озёра; весьма замедленные по сравнению с рекой водообмен и скорости течения; неустойчивость летней термической и газовой стратификации и некоторые другие особенности гидрологического режима.

В. создаются для перераспределения стока рек во времени, а совместно с каналами и другими водопроводящими сооружениями - и по территории. Они являются основой разностороннего использования водных ресурсов. Необходимость создания В. обусловлена большой неравномерностью в распределении стока рек в течение года, значительной изменчивостью годового стока и неравномерным распределением его по территории. Различают В. суточного, недельного, сезонного (или годичного) и многолетнего регулирования. Объём водной массы В., а следовательно, и площадь зеркала, глубина и прочее подвержены сезонным изменениям в связи с неравномерностью естественного притока воды и её потреблением для нужд народного хозяйства. В. создаются самых разных размеров: по площади от нескольких десятков га до нескольких тысяч км², по объёму от сотен тысяч м³ до сотен км³ (см. таблицу). По данным Института водных проблем АН СССР, суммарная полная ёмкость эксплуатируемых и строящихся В. на 1 января 1971 составляла около 5000 км³. Суммарная полезная ёмкость В. земного шара составляла в начале 60-х гг. 20 в. 2050 км³, в том числе 755 км³ приходилось на Америку, 525 км³ - на Азию, 460 км³ - на Африку, 280 км³ - на Европу и 30 км³ - на Австралию (по подсчётам М. А. Фортунатова).

На В. различают: нормальный подпорный уровень (или горизонт) (НПУ, или НПГ) - высший подпорный уровень, который плотина может поддерживать в течение длительного времени при обеспечении нормальной эксплуатации всех сооружений; форсированный подпорный уровень (ФПУ) - высший подпорный уровень, который можно поддерживать недолгое время в период пропуска паводка, обеспечивая сохранность сооружений; уровень мёртвого объёма (УМО) - минимальный уровень, допустимый в условиях нормальной эксплуатации (см. рис.).

Создание В. существенно изменяет ландшафт речных долин, а регулирование ими стока преобразует естественный гидрологический режим реки в пределах подпора. Изменения гидрологического режима, вызываемые созданием В., происходят также и в нижнем бьефе гидроузлов, иногда на протяжении десятков и даже сотен км. Особое значение имеет уменьшение половодий, в результате чего ухудшаются условия нереста рыб и произрастания трав на пойменных лугах. Уменьшение скорости течения вызывает выпадение наносов и заиление В.; изменяется температурный и ледовый режим, в нижнем бьефе образуется не замерзающая всю зиму полынья (иногда длиной в десятки км). На В. высота ветровых волн больше, чем на реках (до 3 м и более). Гидробиологический режим В. существенно отличается от режима рек: биомасса в В. образуется интенсивнее, меняется видовой состав флоры и фауны. На ряде В. в первые годы их эксплуатации появлялись плавающие торфяные острова площадью от нескольких м² до сотен га.
Крупнейшие водохранилища мира.   Водохранилище   Река   Страна Полный объём, км³ Площадь вод-
ного зерка-
ла, км² Братское? . . . . . . . . . . . .
Ангара
СССР 169,3 5470
Кариба? . . . . . . . . . . . . .
Замбези
Замбия, ЮР³ 160,4 4450 Наср? . . . . . . . . . . . . . . .
Нил
ОАР, Судан 157,0 5120
Вольта? . . . . . . . . . . . . .
Вольта
Гана 148,0 8480
Маникуаган-5? . . . . . . . .
Маникуаган
Канада 142,0 1940 Красноярское? . . . . . . .
Енисей
СССР 73,3 2000
Портидж-Маунтин? . . . .
Пис-Ривер
Канада 70,1 1760
Оуэн-Фолс¹? . . . . . . . . .
Виктория-Нил
Уганда⁴ 68,0⁵ -
Вади-Тартар? . . . . . . . . .
Тигр
Ирак 67,0 2000
Саньмынься? . . . . . . . . .
Хуанхэ
КНР 65,0 3500 Куйбышевское? . . . . . . .
Волга
СССР 58,0 6448 Бухтарминское? . . . . . . Иртыш
СССР 53,0 5500
Иркутское²? . . . . . . . . . .
Ангара
СССР 48,5 -
Оз. Мид? . . . . . . . . . . . .
Колорадо
США 36,7 631
Глен-Каньон? . . . . . . . . .
Колорадо
США 33,3 646 Волгоградское? . . . . . . .
Волга
СССР 31,5 3117
¹ В подпоре оз. Виктория. ² В подпоре оз. Байкал. ³ Южная Родезия. ⁴ Также Кения и Танзания. ⁵ По проекту 204,8 км³.
В зависимости от конфигурации, интенсивности водообмена, а следовательно, гидрологического режима, В. делятся на 2 типа: озёрные и речные. Для В. озёрного типа (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих В. связаны больше всего с ветрами. В. речного типа (Дубоссарское и др.) имеют меньшие размеры, течения в них носят гравитационный характер, водная масса по своим характеристикам близка речным водам.
Создание В. вносит ряд изменений в природу и хозяйство территории: затопляются, подтопляются и размываются прибрежные земли, на которых располагались естественные и культурные угодья, населённые пункты, промышленные предприятия, пути сообщения; изменяются сложившиеся экономические, транспортные и другие связи, санитарно-гигиеническая обстановка, условия рыбного промысла. Влияние В. на климат возрастает с увеличением их водной массы. Крупные В. оказывают более или менее заметное влияние на климат в сравнительно узкой прибрежной полосе шириной 3-10 км. Здесь отмечаются более плавный ход температуры, менее резкие суточные и годовые колебания её, повышенная влажность воздуха.
Во 2-й половине 20 в. в некоторых районах с развитой промышленностью и сельское хозяйством стал ощущаться острый недостаток воды; это касалось не только районов, характеризующихся малым и неравномерным стоком, но и тех, где ранее (пока была слабо развита промышленность) естественный сток был достаточным. Радикальным, а во многих случаях и единственным способом устранения или смягчения неравномерностей распределения стока рек является сооружение В. Большинство В. создаётся в интересах нескольких отраслей хозяйства, т. е. для комплексного использования.
В СССР эксплуатируется и находится в стадии подготовки около 1000 В. объёмом более 1 млн. м³ каждое, в том числе 150 В. объёмом свыше 100 млн. м³ каждое. В СССР В. необходимы для орошения и обводнения земель (большинство водохранилищ в южных районах: Кайраккумское, Чардаринское, Мингечаурское, Токтогульское и др.), для водоснабжения городов и промышленных предприятий (Иваньковское, Можайское, Ириклинское, Магнитогорское, Краснооскольское и др.), для гидроэнергетики (Братское, Красноярское и многие др.). В. Волжско-Камского и Днепровского каскадов наряду с регулированием стока в интересах гидроэнергетики улучшают условия орошения земель, судоходства, лесосплава, борьбы с наводнениями, организации отдыха населения и т.п. На Дальнем Востоке, на Кавказе, в Карпатах и других районах В. имеют большое значение для борьбы с наводнениями (Зейское, Мингечаурское и др.). Состав и значение отдельных участков водохозяйственного комплекса изменяются не только по территории страны, но и во времени в связи с развитием хозяйства и гидротехнического строительства.
За рубежом наибольшее количество водохранилищ имеется в США, Индии, Бразилии, Испании, Мексике, Канаде, Австралии, Японии. В США свыше 1500 В. объёмом свыше 6 млн. м³ каждое, из них 468 В. объёмом свыше 100 млн. м³. В странах, испытывающих недостаток в воде, В. создаются для улучшения водоснабжения и полива земель. В горных районах многих стран большое число В. образовано плотинами ГЭС.
При образовании В. в верхних и нижних бьефах гидроузлов осуществляются: инженерная защита территорий, на которых находятся важные объекты и ценные с.-х. угодья (обвалование, дренаж, берегоукрепительные работы и т.п.); земельнохозяйственное устройство землепользователей в новых условиях; переселение жителей; перенос, переустройство, новое строительство или снос строений и сооружений и т.п.; лесосводка, перенос археологических и других памятников.
? А. Б. Авакян.
Санитарно-гигиенические мероприятия. При подготовке ложа В. с затапливаемых территорий вывозят отбросы и отходы предприятий или дезинфицируют их на месте, перепахивают и т.д.; проводят лесоочистку; переносят места захоронения людей и скотомогильники. Санитарные органы контролируют перенос населённых пунктов из зоны затопления и выбор места их будущего размещения. Основные мероприятия по санитарной охране в период эксплуатации В. включают контроль за размещением на побережье В. городов и промышленных объектов, регулированием спуска в В. сточных вод, оборудованием плавающих по В. судов специальными устройствами для сбора сточных вод и нечистот с последующим сбросом их в береговые канализационные устройства. В связи с возможным изменением эпидемиологической обстановки в зоне В. санитарные органы проводят профилактику малярии, туляремии и других заболеваний. Санитарные требования при строительстве В. регламентируют "Санитарные правила по подготовке ложа водохранилища к затоплению и их санитарной охране" (1957).
? И. А. Кибальчич.
? Лит.: Крицкий С. Н., Менкель М. Ф., Водохозяйственные расчеты, Л., 1952; Богатырев В. В., Инженерная защита в зонах водохранилищ крупных гидроэлектростанций, М. - Л., 1958; Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 1968; Фортунатов М. А., Проблема сооружения водохранилищ и предварительные итоги их учета в различных частях света. Материалы 1 научно-технического совещания по изучению Куйбышевского водохранилища, в. 1, Куйбышев, 1963; Кибальчич И. А., Санитарные вопросы гидростроительства, М., 1965; Румянцев А. М., Регулирование использования водных ресурсов водохранилищ, М. - Л., 1966; Гидроэнергетические ресурсы, М., 1967 (Энергетические ресурсы СССР); Авакян А. Б., Шарапов В. А., Водохранилища гидроэлектростанций СССР, М. - Л., 1968; Роль водохранилищ в изменении природных условий, М., 1968; Калинин Г. П., Проблемы глобальной гидрологии, Л., 1968.