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.

НОУ средняя общеобразовательная школа «Интеграция»

_____________________________________________________________________________

Водохранилища на Волге – история под водой
Проект по географии
Выполнила: Голышева Дария, 9 класс

Руководитель: уч. географии, к.г.н., Семенов В.А.

Москва 2011

1. 
   Введение……………………………….……………………………………3
2. 
   История возникновения некоторых водохранилищ на р. Волге ……… 5
3. 
   Авторская экскурсия по затопленным городам на р. Волге…………….10
4. 
   Заключение………………………………………………………………...25
5. 
   Список использованных информационных источников………………..26

Введение

Эпиграф.

Два чувства дивно близки нам-

Любовь к родному пепелищу,

Любовь к отеческим гробам.

А.С. Пушкин .

Великая река Волга в 30-70-е гг. XX века превратилась в цепь водохранилищ. Десять плотин на Волге и Каме подняли воды, и они, разлившись на многие километры, затопили не только леса и луга. Под воду ушли тысячи деревень и сел, исчезли города - тверская Корчева, ярославская Молога, самарский Ставрополь-на-Волге. Всего при сооружении Волго-Камского каскада плотин затоплено, подтоплено, разрушено и перенесено 2500 сел и деревень, в которых было 126 тысяч дворов; 96 городов, промысловых посадов, слобод, посёлков с 30-ю тысячами строений. Было переселено около 700 тысяч человек . Утрачены тысячи памятников истории и культуры. Изучение великой реки европейской России с этой стороны весьма необычно и актуально , поскольку данный аспект исследован и описан в литературе слабо.

Главная цель работы состоит в изучении памятников истории и культуры европейской части РФ, которые ушли под воду при создании каскада водохранилищ на Волге и её главных притоках. Для достижения данной цели решался следующий круг задач :

• 
  проанализировать имеющиеся источники данных по этому вопросу;
• 
  изучить историю возникновения водохранилищ на р. Волге;
• 
  рассмотреть масштабы культурно-археологических потерь при создании ГЭС на Волге;
• 
  описать экскурсию по самым интересным районам затопленных и полузатопленных поселений на р. Волге;
• 
  обобщить полученные результаты.

Структура работы включает в себя рассмотрение истории и географии создания водохранилищ на р. Волге, описание главных сельских и городских поселений, подвергшихся затоплению, а также составление туристического речного маршрута по наиболее интересным подводным местам главной водной оси европейской России. Разработка и описание авторской экскурсии - практическая часть проекта.

Объект исследования – поселения, подвергшиеся затоплению при создании волжских ГЭС.

Предмет изучения – проблема утраты культурного наследия при создании каскада водохранилищ на реке Волге, популяризация речных путешествий по крупнейшей реке европейской России.

Главная гипотеза состоит в том, что в наши дни незаслуженно забыты многие некогда известные приречные поселения европейской части РФ, а государство практически не заботится о сохранении уникального культурного пласта затопленных населённых пунктов на Волге.

Основные методы исследования – работа с информационными ресурсами , изучение источников сети Интернет, актуальной литературы, работа с картой.

Апробация работы осуществлялась во время ежегодной проектной недели в НОУ СОШ «Интеграция» с 21 по 25 февраля 2011 г.

Работа снабжена power-point-презентацией, содержащей массу цифровых фотографий, описывающих подводные и надводные объекты на Волге.

В проекте задействованы материалы из личного фото- и видеоархива автора, собранные за время неоднократных путешествий в Поволжье за последние 4 года.

Волга – необыкновенно красивая река, но некоторые подводные объекты в речном фарватере мы совершенно не замечаем, проплывая мимо. Сегодня, благодаря развитию дайвинга и в целом науки и техники, мы имеем возможность непосредственно прикоснуться к интереснейшему подводному культурному наследию, которое дошло до наших дней. Описанию некоторых интересных, с нашей точки зрения, затопленных поселений на Волге и посвящен этот проект.

История возникновения некоторых водохранилищ на р. Волге
Ива́ньковское водохранилище , также известное как Московское море , – водохранилище в верховьях реки Волги. Удерживается водохранилище 9-километровой дамбой высотой до 14 метров. Каналоармейцы насыпали её тачками и снаружи вручную укрепили камнями .

В марте 1937 года Иваньковская плотина преградила путь Волге. Образовалось крупное водохранилище, именуемое Московским морем. Водой была затоплена территория, которую занимали 106 населённых пунктов, обширные луга и болота, большие площади спиленных лесов. Под водой оказалась площадь 32 000 га (см. рис. 1).

Площадь зеркала воды при максимальном её уровне на Иваньковском плёсе равна 141 км², на Волжском 74 км², на Шошинском – 112. При минимальном уровне воды площадь зеркала соответственно равна 46,35 и 9 км² (см. табл. 1).

В Иваньковском водохранилище колебания уровня воды бывают больше, чем в новых водохранилищах Подмосковья. В отдельные годы падение уровня воды достигает 7 метров, а площадь водоёма тогда сокращается почти в 4 раза.

При строительстве водохранилища в 1936 году был уничтожен уездный город Корчева (см. рис. 1) и несколько десятков окрестных сёл, попавших в зону затопления.

Рис. 1. Корчева. Общий вид на город (слева) . Вид на Иваньковское водохранилище с железной дороги Москва-Санкт-Петербург (справа).

Из Иваньковского водохранилища берет начало канал имени Москвы, поставляющий пресную воду в Москву и обводняющий Москву-реку. На стоке водохранилища работает Иваньковская ГЭС.

Водохранилище используется как водоём охладитель крупной электростанции – Конаковской ГРЭС. Также Иваньковское водохранилище используется для грузового судоходства в Москву, Тверь и по волжскому пути. Регулярное пассажирское судоходство сейчас есть только от пристани Конаково до устья Сози.

В акватории водохранилища образовалось около трёхсот островов, обязанные своими названиями затопленным деревням, такие как Уходово, Клинцы, Шевница и др., большинство из которых необитаемы. На крупнейших островах созданы базы отдыха различных НИИ. На берегах водоёма –множество домов отдыха, пансионатов, пионерлагерей и знаменитый Завидовский заповедник, в котором размещена одна из резиденций президента РФ, а также комплекс отдыха «Завидово».

У́гличское водохрани́лище создано в 1939 году с постройкой Угличской ГЭС в Угличе на Волге , расположено в пределах Угличского района Ярославской области и Кимрского , Калязинского и Кашинского районов Тверской области (см. рис. 2).

Площадь – 249 км², объем 1,24 км³, средняя глубина 5 м, ширина до 5 км. Уровень колеблется в пределах 7 м (см. табл. 1) .

Рис. 2. Угличский гидроузел [фото автора].

Угличское водохранилище – руслового типа, вытянуто на 146 км, осуществляет сезонное регулирование стока.

В Угличское водохранилище впадают рр. Медведица , Кашинка , Нерль .

Водохранилище используется для энергетики , судоходства , рыболовства . На берегах расположены города Калязин и Кимры .

Название	Расположение	Высота Н.У.М.	Наиб. глубина	Средн. глубина	Площадь	Объём	Год наполнения
Иваньковское	Тверская и Московская области	124 м	19 м	4 м	327 км 2	1,12 км 3	1936
Угличское	Тверская и Ярославская области	113 м	22 м	5 м	249 км 2	1,24 км 3	1939
Рыбинское	Вологодская, Тверская, Ярославская области	101 м	25-30 м	5,5 м	4580 км 2	25,5 км 3	1941
Горьковское	Нижегородская , Ивановская , Костромская и Ярославская области	84 м	22 м	4 м	1590 км 2	8,71 км 3	1957

Табл. 1. Параметры некоторых водохранилищ на реке Волге [создано автором по материалам 7, 15].

Ры́бинское водохрани́лище (Ры́бинское мо́ре ) – большое искусственное озеро на реке Волге и её притоках Шексне и Мологе.

Образовано это водохранилище водоподпорными сооружениями Рыбинского гидроузла, расположенного в северной части Рыбинска , перекрывающими русла двух рек: Волги и Шексны. Гидроузел включает в себя здание Рыбинской ГЭС мощностью 346 МВт (первоначально 330 МВт), сооружённой на старом русле Шексны, земляные русловые плотины и сопрягающие их дамбы, бетонную водосливную плотину и двухниточный шлюз, сооруженный на русле Волги. Значение водохранилища: судоходство, рыболовство .

Рыбинское водохранилище планировалось как самое большое по площади искусственное озеро в мире (см. рис. 3, 4).

Строительство Рыбинского гидроузла началось в 1935 году у деревни Переборы выше места впадения Шексны в Волгу. Осенью 1940 года русло Волги перекрыли, 13 апреля 1941 года началось наполнение чаши водохранилища. Для завершения работы пришлось переселить на новые места 130 000 чел. – жителей 663 селений и города Мологи (см. в следующей главе), затоплено три четверти территории Весьегонска, Леушинский монастырь и Югская пустынь. Заполнение продолжалось до 1947 года. В том числе было затоплено 3645 км² лесов.

После наполнения чаши Рыбинского водохранилища ушла под воду и была изъята из хозяйственного оборота восьмая часть ярославской земли, в том числе 80 тысяч га лучших в Поволжье пойменных заливных лугов, травы которых по своему качеству не уступали травам с альпийских лугов, более 70 тыс. га веками возделываемой пашни, более 30 тыс. га высокопродуктивных пастбищ, более 250 тыс. га грибных и ягодных лесов.

Рис.3. Берег Рыбинского водохранилища зимой и весной .

Рис. 4 . Рыбинское водохранилище. Вид из космоса, 2002 год .
Порты на водохранилище : Череповец и Весьегонск. Через реку Шексну водохранилище связано с Волго-Балтийской водной системой.

Рыбинское море – гигантская лаборатория Института биологии внутренних вод РАН. В северо-западной его части расположен Дарвинский заповедник, специализирующийся на исследованиях по влиянию водохранилища на природные комплексы южной тайги.

Основные виды рыб, вылавливаемых в водохранилище: лещ, плотва, синец, снеток, налим, щука, судак, окунь .

Го́рьковское водохрани́лище – водохранилище на реке Волге .

Рис 5. Шлюзы Горьковского водохранилища (слева) . Вид на Горьковское водохранилище из деревни Порозово (справа) [фото автора].

Образовано плотиной Нижегородской ГЭС , заполнено в 1955 -1957 годах . Площадь – 1590 км², объём – 8,71 км³, средняя глубина – 3,65 м, максимальная глубина – 22 м, длина – 427 км, ширина – до 16 км (см. табл. 1). Расположено в Ярославской , Костромской , Ивановской и Нижегородской областях. На верхнем участке вода затопила только пойму и первую террасу . В районе впадения реки Кострома затоплена обширная низина, называемая Костромским расширением. Ниже города Юрьевца начинается расширенная озеровидная часть водохранилища, в отдельных местах достигая ширины 14 км. Создано в интересах энергетики , судоходства . Широко используется для рекреации и рыболовства . На берегах расположены города: Рыбинск , Тутаев , Ярославль , Кострома , Плёс , Наволоки , Кинешма , Заволжск , Юрьевец , Пучеж , Чкаловск , Заволжье , Городец .

Авторская экскурсия по затопленным городам на р. Волге
Мы предлагаем читателю рекреационно-познавательную экскурсию по некоторым затопленным культурно-историческим объектам на р. Волге с описанием этих мест. Начать экскурсию мы рекомендуем с Северного речного вокзала города Москвы, на одном из многочисленных теплоходов («Александр Радищев», «Феликс Дзержинский», «Сергей Кучкин» и проч.) . Время поездки – либо май-июнь, либо август-сентябрь, что связано с особенностями уровня воды в створе водохранилищ и относительно низкими ценами на билеты. При этом мы советуем плыть на теплоходе с осмотром надводных и некоторых подводных достопримечательностей только в один конец, а возвращаться – на поезде (Нижний Новгород-Москва). В этом случае стоимость тура на одного человека составит около 30 000 руб. с питанием, проживанием и транспортом. Продолжительность поездки – около 12 дней.

Рис. 6. Схема экскурсии «Москва-Нижний Новгород-Москва» по р. Волге с осмотром ушедших под воду исторических памятников.

Из Москвы по каналу им. Москвы мы плывём к Иваньковскому гидроузлу (близ Твери), где посещаем древнее городище Корчева.

Городище Корчева.

16 июня 1931 года Пленум ЦК ВПК (б) постановил: «Разрешить задачу обводнения Москва – реки путем соединения с верховьями реки Волги». Началось сооружение канала Москва-Волга. В 1934-1937 годах у места соединения канала с рекой над волжским руслом и берегами поднялась плотина Иваньковской ГЭС - первой станции Волжского каскада. Её строительство осуществлялось для заполнения водой приволжской части канала, создания судоходных глубин в верховьях Волги до Твери, снабжения Москвы волжской водой и электроэнергией.

Плотина подняла воды Волги на 17 метров, до 124 отметки по Балтийской шкале высот. На его акватории образовалось около 300 островов.

Поднявшиеся воды затопили около 110 сёл и деревень с 20 храмами. Исчез с волжского берега город Корчева (см. рис. 7).

Рис. 7. Корчева на старой и современной картах .

Славянское поселение Корчева, возникшее, вероятно, в XII веке, впервые упомянуто в актовых источниках в первой половине XVI столетия. В 1781 году во время губернской реформы Екатерины II ему был дан статус города, ставшего центром обширного уезда Тверской губернии .

В начале XIX века горожане занимались традиционным для этих мест пошивом обуви, промысловым огородничеством и садоводством, работали в соседнем Кузнецове (позднее Конаково) на известной фарфоровой фабрике купца М.С.Кузнецова.

В 1992-1993 годах уровень Рыбинского водохранилища понизился более чем на 1,5 метра, позволив краеведам организовать экспедицию на обнажившуюся часть затопленного города (были видны мощёные улицы, контуры фундаментов, кованые решётки и могильные плиты на кладбище). В ходе экспедиции были собраны интересные материалы для будущего музея Мологи. В 1995 году в Рыбинске был создан Музей Мологского края. В июне 2003 года по инициативе общественной организации «Землячество мологжан» Администрацией Ярославской области был организован Круглый стол «Проблемы Мологского края и пути их решения», на котором выдвинута идея создания Национального парка «Молога» в память о затопленном городе .

Заключение
Верхняя Волга – территория формирования русской нации, государственности и культуры. Места обжитые, украшенные многими поколениями людей, накопивших в многовековом созидании огромные культурные ценности. В 1930-е года эти берега захлестнул вал индустриализации, началось сооружение канала Москва-Волга и первых трёх ГЭС Волжского каскада.

В Тверской, Московской, Ярославской и Волгоградской областях по берегам Волги и ее крупных притоков под воду полностью или частично ушли 6 городов, более 2500 сел и деревень, 6 монастырских ансамблей, около сотни сельских и городских храмов, десятки бывших дворянских усадеб, кладбища, хранившие прах предков, сотни памятников археологии. Затапливалось ухоженные прибрежные поля и луга, сосновые «ленточные» боры. С обжитых мест переселялось около 700 тысяч человек. Покидая родные места, они могли взять с собой домашний скарб, скот, перевезти часть разобранных деревенских домов, но не храмы, усадьбы, каменные здания, землю. Все это взрывалось, разрушалось, затапливалось. Реки, их воды, всегда бывшие источниками жизни и красоты, одухотворявшие многовековое бытие живущих на берегах людей, для многих тысяч превратились в реки изгнания и скорби.

В своём проекте мы попытались обратить внимание на некоторые поволжские поселения, ушедшие по воду, изучить памятники истории и культуры европейской части РФ, затопленные при создании каскада водохранилищ на Волге. Для достижения данной цели мы проанализировали имеющиеся источники данных по этому вопросу, оценили масштабы культурно-археологических потерь при создании ГЭС на Волге, описали экскурсию по самым интересным районам затопленных и полузатопленных поселений на р. Волге. Как нам кажется, мы достигли поставленной цели.

Главная гипотеза о том, что в наши дни незаслуженно забыты многие некогда известные приречные поселения европейской части РФ, а государство практически не заботится о сохранении уникального культурного пласта затопленных населённых пунктов на Волге, подтверждается. Своей работой мы хотели бы обратить внимание общественности и государства к этой проблеме.

Список использованных информационных источников

1. 
   Головщиков К. Д. Город Молога и его историческое прошлое. Ярославль: Подосенов, 1889. 73 с.
2. 
   Ерохин В. Города под водой. М.: Гранд-холдинг, 2010. 112 с.
3. 
   Корсаков Г. Откуда пошла Мологская страна // Северный край, 8 августа 2009. С. 2-3.
4. 
   Круизы по Волге - http://www.mirkruizov.ru/
5. 
   Лукьяненко, В. И., Хабаров М. В., Лукьяненко, А. В. Культура – фундаментальная основа гуманного отношения к природе // Экология и культура: от прошлого к будущему. Ярославль: изд-во ДООСП, 2008. С. 3–20.
6. 
   Марков А. А. Экономическое развитие Мологи и Мологского района с 1900 по 1941 гг. // Ярославский педагогический вестник, 1997, № 4.
7. 
   Международная свободная энциклопедия – ru.wikipedia.org/wiki
8. 
   Молога – жизнь после смерти - http://ryb.ru/2009/03/14/3250
9. 
   Молога – память и боль – http://www.hot.ee/krasavin/mologa.html
10. 
    Молога // Русская Атлантида. Путеводитель по затопленным городам Верхней Волги. Рыбинск: Формат-принт, 2005. С. 27-28.
11. 
    Молога: история и судьбы древней русской земли./Сост. Н. М. Алексеев. Вып.4. Рыбинск: «Рыбинское подворье»,1999. 128с.
12. 
    Пискунов Л. П. О прошлом деревни Вёжи под Костромой. Переселение из зоны затопления будущего водохранилища (1952-1955 годы) // Костромская земля. Краеведческий альманах. Кострома, 1999, вып. 4, с. 98-175.
13. 
    Русская Атлантида - http://www.samara.orthodoxy.ru/Smi/Npg/007_5.html
14. 
    Рязанцев Н. П., Салова Ю. Г. История Ярославского края (1930-2005 гг.) . Ярославль, Рыбинск: Б/и, Рыбинский Дом печати, 2005. 277 с.
15. 
    Тамм Е. И., ред. Энциклопедия туриста. М.: БРЭ, 1993. 607 с.
16. 
    Трёшников А. Ф., ред. Географический энциклопедический словарь. М.: БСЭ, 1983. 528 с.

— искусственные водоемы, созданные, как правило, в долинах рек для накопления и хранения воды с целью использования в народном хозяйстве.

Водохранилища имеют черты сходства с и : с первым — по внешнему виду и замедленному водообмену, со второй — по поступательному характеру движения вод. При этом у них есть и свои отличительные особенности:

• водохранилища испытывают значительно большие, чем реки и озера, колебания уровня воды в течение года, которые связаны с искусственным регулированием стока — накоплением и сбросом вод;
• поточность вод приводит к меньшему нагреву воды, чем в озерах;
• мелкие водохранилища замерзают раньше, а крупные — позже, чем реки, но и те и другие вскрываются позже рек;
• минерализация вод водохранилищ больше, чем реки, и др.

Первые водохранилища, служившие для орошения полей, люди стали сооружать еще до нашей эры в долинах Нила, Тигра и Евфрата, Инда, Янцзы и др. В Средние века водохранилища были уже не только в Азии и Африке, но и в Европе и Америке. В Новое время водохранилища стали использовать не только для орошения, но и для промышленного водоснабжения и для развития речного транспорта. В новейшее время еше одной функцией водохранилищ стало получение электроэнергии.

Огромное количество водохранилищ было построено после . С того времени и до сегодняшнего дня их количество во всем мире возросло в пять раз. Именно в этот период были созданы самые крупные водохранилища мира. Пик создания водохранилищ в большинстве регионов мира пришелся на 1960-е гг., а затем начался постепенный спад.

В настоящее время на земном шаре эксплуатируется более 60 тыс. водохранилищ.

Основными параметрами водохранилищ являются площадь зеркала, объем воды, глубина и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.

Площадь водного зеркала всех водохранилищ мира составляет 400 тыс. км 2 . Самым большим по площади зеркала считается водохранилище Виктория (Оуэн-Фоле) в Восточной Африке (Уганда). В его состав включается и озеро Виктория (68 000 км 2), уровень которого поднялся на 3 м в результате сооружения в 1954 г. плотины Оуэн-Фоле на реке Виктория-Нил. Второе место занимает водохранилище Вольта, расположенное в Республике Гана (Западная Африка). Его площадь зеркала составляет 8482 км 2 .

Длина некоторых наиболее крупных водохранилищ достигает 500 км, ширина — 60 км, максимальная глубина — 300 м. Самое глубокое водохранилище мира — Боулдер-Дам на р. Колорадо (средняя глубина 61 м).

Полный объем водохранилищ мира составляет 6600 км 3 , а полезный, т. е. пригодный для использования, — 3000 км 95 % воды водохранилищ приходится на водохранилища объемом более 0,1 км 3 . Самым большим водохранилищем по объему воды является также водохранилище Виктория (204,8 км 3). Братское водохранилище, расположенное на реке Ангара, следует за ним (169,3 км 3).

По объему воды и по площади водного зеркала водохранилища подразделяются на крупнейшие, очень крупные, крупные, средние, небольшие и малые.

Крупнейшие водохранилища имеют полный объем воды более 500 км 3 . Всего их 15. Они есть во всех регионах мира, кроме Австралии.

По своему генезису водохранилища подразделяются на долинно-речные, озерные, располагающиеся у выходов подземных вод, в эстуариях рек.

Для водохранилищ озерного типа (например. Рыбинское) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Долинно-речные водохранилища (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, как правило, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам.

Назначение водохранилищ

По конкретному назначению воды водохранилища могут использоваться для орошения, водоснабжения, получения гидроэнергии, судоходства, рекреации и т. д. Причем они могут быть созданы для единой цели или для комплекса целей.

Более 40 % водохранилищ сосредоточены в умеренном поясе Северного полушария, где находится большинство экономически развитых стран. Значительное число водохранилищ расположено и в субтропическом поясе, где их создание связано прежде всего с необходимостью орошения земель. В пределах тропического, субэкваториального и экваториального поясов количество водохранилищ относительно невелико, но поскольку среди них преобладают крупные и крупнейшие, их доля в полном объеме всех водохранилищ составляет более 1/3.

Хозяйственное значение водохранилищ велико. Они регулируют сток, уменьшая наводнения и поддерживая необходимый уровень рек в течение остального времени года. Благодаря каскаду водохранилищ на реках создаются единые глубоководные транспортные магистрали. Водохранилища — зоны отдыха, рыболовства, рыбоводства, разведения водоплавающей птицы.

Но наряду с положительным значением водохранилища вызывают нежелательные, но неизбежные последствия: затопление земель выше плотины, прежде всего богатых пойменных лугов; подтопление и даже заболачивание земель выше плотины в зоне влияния водохранилищ из-за повышения уровня грунтовых вод; осушение земель ниже плотины; ухудшение качества воды в водохранилищах из-за снижения самоочищающей способности и избыточного развития сине-зеленых водорослей; плотины водохранилищ препятствуют нересту рыбы, причиняя ущерб рыболовству, и т. д.

При этом строительство водохранилищ наносит природе непоправимый вред: затопление и подтопление плодородных земель, заболачивание прилегающих территорий, переработка берегов, обезвоживание пойменных угодий, изменение микроклимата, в реках прерываются генетические миграционные пути рыб и др. Кроме этого, их сооружение в равнинной местности связано вырубкой лесов и необходимостью переселения многих тысяч людей. Конечно же, речь здесь в большей степени идет о крупных водохранилищах.

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.

Водохрани́лище – искусственный водоём , созданный для накопления и последующего использования воды и регулирования стока .

Водохранилища стали сооружать ещё в глубокой древности для обеспечения водой населения и сельского хозяйства. Одним из первых на Земле считают водохранилище с плотиной Садд эль Кафара, созданное в Древнем Египте в 2950–2750 гг. до н. э. В XX в. водохранилища стали сооружать повсеместно. В настоящее время их на земном шаре более 60 тыс.; ежегодно в строй вводится несколько сот новых водохранилищ. Общая площадь всех водохранилищ мира более 400 тыс. км 2 , а с учетом подпруженных озёр – 600 тыс. км 2 . Суммарный полный объём водохранилищ достиг почти 6,6 тыс. км 3 . Многие реки земного шара – Волга , Днепр , Ангара , Миссури, Колорадо, Парана и другие – превращены в каскады водохранилищ. Через 30–50 лет водохранилищами будет зарегулировано 2/3 речных систем земного шара.

Приблизительно 95% объёма всех водохранилищ мира сосредоточено в крупных искусственных водоёмах с полным объёмом более 0,1 км 3 . В настоящее время таких водохранилищ более 3 тыс. Большинство из них расположено в Азии и Северной Америке, а также в Европе.

В России насчитывается более 100 крупных водохранилищ с объёмом более 0,1 км 3 каждое. Их суммарные полезный объём и площадь равны соответственно около 350 км 3 и более 100 тыс. км 2 . Всего же в России, более 2 тыс. водохранилищ.

Самые большие по площади водохранилища в мире (без учета подпруженных озёр) – это Вольта в Гане на р. Вольте, Куйбышевское в России на Волге, Братское в России на Ангаре, Насер (Садд-эль-Ааои) в Египте на Ниле. Самый большой полезный объём (без учета подпруженных озёр) имеют водохранилища Вольта, Насер, Братское, Кариба (на р. Замбези в Замбии и Зимбабве).

Назначение водохранилищ

Строительство и эксплуатация водохранилищ позволяет более рационально использовать водные ресурсы . Накопленную в водохранилищах воду используют для орошения и обводнения земель, водоснабжения населённых пунктов и промышленных предприятий, санитарных промывок речных русел , улучшения судоходных условий ниже по течению в маловодный период года и т. д. С помощью водохранилищ регулируют речной водный сток для гидроэнергетики, с целью предотвращения наводнений . Водохранилища используют также для рыбного хозяйства, водного транспорта, рекреации (отдыха людей), водного спорта.

По способу заполнения водой водохранилища бывают запрудные, когда их наполняет вода водотока , на котором они расположены, и наливные, когда вода в них подается из рядом расположенного водотока или водоёма. К наливным водохранилищам относятся, например, водохранилища гидроаккумулирующих электростанций.

По географическому положению водохранилища делят на горные, предгорные, равнинные и приморские. Первые из них сооружают на горных реках, они обычно узкие и глубокие и имеют напор, т. е. величину повышения уровня воды в реке в результате сооружения плотины, 100–300 м и более. В предгорных водохранилищах обычно высота напора 30–100 м. Равнинные водохранилища обычно широкие и мелкие, высота напора – не более 30 м. Приморские водохранилища с небольшим (несколько метров) напором, сооружают в морских заливах, лиманах, лагунах, эстуариях .

Примерами высоконапорных горных водохранилищ служат Нурекское и Рогунское на Вахше с высотой напора около 300 м. К предгорным водохранилищам могут быть отнесены некоторые водохранилища Енисейского и Ангарского каскадов: Красноярское (высота напора 100 м), Усть-Илимское (88 м). Примерами равнинных водохранилищ могут служить водохранилища Волжского и Днепровского каскадов: Рыбинское (высота напора 18 м), Куйбышевское (29 м), Волгоградское (27 м), Каневское (15 м), Каховское (16 м). К приморским водохранилищам относятся, например, опреснённая водами Дуная лагуна Сасык на западном побережье Чёрного моря на Украине, водохранилище Эйсселмер в Нидерландах, образованное в результате отчленения дамбой от Северного моря залива Зейдер-Зе и его опреснения водами Рейна.

По месту в речном бассейне водохранилища могут быть подразделены на верховые и низовые. Система водохранилищ на реке называется каскадом.

По степени регулирования речного стока водохранилища могут быть многолетнего, сезонного, недельного и суточного регулирования. Характер регулирования стока определяется назначением водохранилища и соотношением полезного объёма водохранилища и величины стока воды реки .

Основные характеристики водохранилищ

Для описания водохранилищ применимы те же показатели, что и для озёр. Из морфометрических характеристик водохранилища наиболее важны площадь его поверхности и объём вод. Форма водохранилища определяется характером заполненного водой понижения земной поверхности. Котловинные водохранилища обычно имеют озеровидную форму, долинные – вытянутую. Многие долинные водохранилища расширяются по направлению к плотине, имеют изрезанные берега и многочисленные заливы (затопленные устья притоков).

Любое водохранилище рассчитывается на накопление некоторого объёма воды в период наполнения и на сброс этого же объёма в период его сработки. Накопление нужного объёма воды сопровождается повышением уровня до некоторой оптимальной величины. Такой уровень обычно достигается к концу периода наполнения, может поддерживаться плотиной в течение длительного времени и называется нормальным подпорным уровнем (НПУ). В редких случаях, во время высокого половодья или крупных паводков , допускается временное превышение НПУ на 0,5–1 м. Такой уровень называют форсированным подпорным уровнем (ФПУ). Предельно возможным снижением уровня воды в водохранилище является достижение уровня мёртвого объёма (УМО), сработка объёма воды ниже которого технически вообще невозможна.

Объём водохранилища, находящийся ниже УМО, называется мёртвым объёмом (МО). Для регулирования стока и периодической сработки используется объём водохранилища, находящийся между УМО и НПУ. Этот объём называют полезным объёмом (ПО) водохранилища. Сумма полезного и мёртвого объёмов дает полный объём, или ёмкость водохранилища. Объём воды, заключённый между НПУ и ФПУ, называют резервным объёмом.

В пределах запрудного долинного водохранилища выделяют несколько зон: зону переменного подпора, верхнюю, среднюю и нижнюю.

Влияние водохранилищ на режим рек и окружающую среду

Главное воздействие водохранилищ на реки – это регулирование стока. Оно в большинстве случаев проявляется ниже по течению в уменьшении стока воды в половодье (его «срезка») и увеличении стока в маловодный период года (в межень). Сезонное регулирование стока водохранилищами ведёт к сглаживанию колебаний уровней воды ниже водохранилища в течение года.

Ниже водохранилищ полностью преображается водный режим рек, изменяются характер заливания поймы, русловые процессы, режим устьев рек и т. д. В областях недостаточного увлажнения воздействие водохранилищ приводит к высыханию речных пойм и дельт , что может нанести серьёзный ущерб хозяйству. Осушение пойм в зоне избыточного увлажнения – наоборот, явление положительное, способствующее их хозяйственному освоению.

Так же, как и озёра, водохранилища замедляют водообмен в гидрографической сети речных бассейнов . Сооружение водохранилищ привело к увеличению объёма вод суши приблизительно на 6,6 тыс. км 3 и замедлению водообмена приблизительно в 4–5 раз. Наиболее сильно замедлился водообмен в речных системах Азии (в 14 раз) и Европы (в 7 раз). Для рек бывшего СССР водохранилища увеличили среднее время пребывания вод в речных системах с 22 до 89 суток, т. е. в 4 раза. После сооружения каскада водохранилищ водообмен в бассейнах рек Волги и Днепра замедлился в 7–11 раз.

Сооружение водохранилищ всегда ведёт к уменьшению как стока воды вследствие возрастания водозабора на хозяйственные нужды и дополнительных потерь на испарение с поверхности водоёма, так и стока наносов, биогенных и органических веществ вследствие их накопления в водоёме.

В результате сооружения водохранилищ возрастает поверхность, покрытая водой; поскольку испарение с водной поверхности всегда больше, чем с поверхности суши, потери на испарение также возрастают.

В условиях избыточного увлажнения (например, в тундре) испарение с водной поверхности ненамного превышает испарение с поверхности суши. Поэтому при избыточном увлажнении сооружение водохранилищ практически не сказывается на уменьшении водного стока рек. В условиях недостаточного увлажнения (например, в зоне степей), а в особенности в условиях засушливого климата (в пустынях и полупустынях), сооружение водохранилищ приводит к существенным потерям водного стока рек на дополнительное испарение.

Степень уменьшения речного стока в результате сооружения водохранилищ возрастает по территории Европейской части России с севера на юг.

Во всех водохранилищах мира в конце ХХ в. терялись на испарение 120 км 3 воды в год, т.е. около 3% стока всех рек мира. Наибольшие потери речного стока свойственны водохранилищам Насер (8,3 км 3 /год) и Вольта (4,6 км 3 /год).

В то же время, водохранилища служат мощными поглотителями биогенных и загрязняющих веществ благодаря процессам их разложения и осаждения. Однако это положительное воздействие водохранилищ на качество воды может произойти лишь при правильном режиме эксплуатации водохранилища, при условии ограничения антропогенной нагрузки на качество воды и проведении природоохранных мероприятий на водосборе водоёма. В некоторых случаях требуется и реконструкция самого водохранилища.

В результате сооружения водохранилищ и отложения в них речных наносов существенно уменьшается их сток. Водохранилища действуют как «ловушки» для переносимых реками наносов. Отложение в водохранилищах мелких (взвешенных) наносов называют заилением водохранилища, отложение крупных (влекомых) наносов – его занесением. По некоторым современным оценкам, в ХХ в. сток наносов всех рек мира под влиянием водохранилищ уменьшился на 25%.

После сооружения водохранилищ сток наносов в устьях рек Волги, Риони, Дуная, Куры и Миссисипи сократился приблизительно в 2 раза, в устьях рек Сулака , Тибра и Нила – в 8–10 раз, в устье Эбро – в 250 раз (!). В последнем случае столь значительное уменьшение стока наносов объясняется близостью крупных водохранилищ к устью реки.

Уменьшение стока наносов рек вследствие их отложения в водохранилищах может вызвать нарушение баланса наносов в устьях рек и стимулировать частичное волновое разрушение дельты и соседних морских берегов, как это уже произошло в 1970-х гг. в устье Нила после возведения Высотной Асуанской плотины и создания водохранилища Насер, а также в устье Сулака после сооружения Чиркейского водохранилища в 1974 г. и в устье Эбро после строительства водохранилищ Мекиненса и Рибарроха в 1964 и 1969 гг. соответственно.

Заметное влияние водохранилища оказывают на термический и ледовый режим рек. Наиболее характерно выравнивающее воздействие водохранилищ на температуру воды в реке. Так, на Енисее ниже Красноярского водохранилища температура воды стала в мае–июне на 7–9°С и в июле–августе на 8–10°С ниже, а в сентябре на 8° и в октябре на 9°С выше, чем до зарегулирования реки.

Водохранилища оказывают заметное воздействие на природные условия сопредельных территорий. Сооружение крупных водохранилищ приводит к затоплению земель, повышению уровня грунтовых вод , способствующих подтоплению и заболачиванию территорий. Потеря земель при затоплении – наиболее существенное негативное последствие сооружения водохранилищ. По некоторым оценкам, суммарная площадь такого затопления в мире равна приблизительно 240 тыс. км 2 , что составляет 0,3% земельных ресурсов суши. Площади затопления на территории бывшего СССР составили порядка 80 тыс. км 2 . В результате сооружения водохранилищ озёрность территории России возросла до 4%.

Очевидно, что период строительства крупных водохранилищ, приводящих к большим затоплениям земель, окончился. В последнее время отдаётся явное предпочтение сооружению небольших водохранилищ, в частности, в горных и предгорных районах.

Водохранилища ведут к изменению микроклиматических условий (выравниванию внутригодовых колебаний температуры воздуха, усилению ветра, некоторому увеличению влажности воздуха и атмосферных осадков), волновому размыву берегов.

После сооружения водохранилища изменяется почвенно-растительный покров на затопленных и подтопленных землях. Полагают, что влияние водохранилищ распространяется на сопредельную территорию, приблизительно равную по площади самому водохранилищу. Кроме того, в результате сооружения водохранилищ часто ухудшаются условия прохода на нерест многих пород рыб; нередко ухудшается качество воды вследствие возникновения в некоторые периоды года дефицита кислорода в придонных слоях, накопления солей и биогенных веществ, цветения воды . Считают также, что сооружение водохранилищ может привести к увеличению сейсмичности в горных районах (дополнительный вес накопленных в водохранилище вод усиливает внутреннее напряжение в горных породах, нарушает их устойчивость и приводит к землетрясениям).

Таким образом, водохранилища оказывают довольно сложное и противоречивое воздействие и на режим рек, и на природные условия сопредельных территорий. Давая несомненный положительный экономический эффект, водохранилища нередко вызывают и весьма негативные экологические последствия. Всё это требует, чтобы при проектировании водохранилищ более внимательно учитывался весь комплекс гидрологических, физико-географических, социально-экономических и экологических аспектов. Возникает необходимость в экологическом прогнозе, который невозможен без помощи гидрологии .

Важное значение при этом имеют мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации водохранилища с целью предотвращения нежелательных последствий и максимального использования положительного эффекта от создания водохранилища. К таким мероприятиям относятся: инженерная защита от затопления территорий и объектов (населённых пунктов, сельскохозяйственных угодий, предприятий, мостов и т. д.); переселение жителей, перенос предприятий, дорог и т. д., очистка ложа водохранилища от леса и кустарников, создание водоохранных зон; восстановление лесных, рыбных, охотничьих и других ресурсов; транспортное, рыбохозяйственное, рекреационное и другое освоение водоёма, инженерное обустройство акватории и береговой зоны водохранилища и т. д.

В.Н. Михайлов, М.В. Михайлова