Влияние водохранилищ на окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

водохранилище гидротехнический природный среда

Введение

Водохранилища - основные понятия

Водохранилища как часть сложной природно-технической системы и зоны его влияния на окружающую среду

Влияние водохранилищ на климат

Влияние водохранилища на почвы и растительность

Заключение

Введение

Тема влияния водохранилищ на окружающую среду прочно заняла свое место на страницах научной и массовой печати всего мира. Но еще лет 20--30 назад трудно было ожидать выхода в свет книги с таким названием. Во-первых, проблема рационального использования и охраны природных ресурсов интересовала тогда лишь узкий круг биологов и географов; во-вторых, наши знания об искусственных водоемах были значительно скромнее. Да и крупных водохранилищ было немного. Исследования собственно технических аспектов гидротехнического строительства уже в 30--40-х годах получили широкое развитие. Но природоведческая сторона проблемы, многочисленные аспекты последствий создания водохранилищ исследованиями затрагивались тогда в гораздо меньшей степени, нежели в настоящее время, за исключением наблюдений за гидрологическим режимом водохранилищ и исследований динамики (переработки) берегов. Влияние же крупных акваторий на климат, почвенные воды, растительный покров, животный мир при обосновании того или иного варианта сооружения гидротехнического комплекса в 50-х годах практически не учитывалось. Страна нуждалась в резком подъеме энергетической базы хозяйственного развития, срочно нужна была энергия; ее могли дать гидроэлектростанции без затраты угля и нефти, которых в то время добывали много меньше, чем сейчас.

Водохранилища - основные понятия

Водохранимлище -- искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.

Водохранилища делятся на 2 типа: озёрные и речные. Для водохранилищ озёрного типа (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Водохранилища речного (руслового) типа (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, обычно, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам.

Основными параметрами водохранилища являются объём, площадь зеркала и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.

Водохранилище -- искусственные водоемы. Они предназначены для задержания, накопления, хранения и перераспределения во времени воды -- регулирования речного стока с целью использования его для удовлетворения нужд народного хозяйства: выработки электрической энергии, орошения, водоснабжения, водного транспорта. Большие водохранилища обычно обслуживают несколько отраслей народного хозяйства.

Водохранилища создаются путем возведения плотин, перегораживающих долину реки, путем обвалования речной поймы. В водохранилища превращены некоторые озера путем искусственного повышения их уровня с помощью плотин, построенных вблизи истоков вытекающих из них рек. На больших реках создаются каскады водохранилищ. Малые водохранилища, создаваемые на мелких звеньях гидрографической сети, называют прудами, а в земляных выемках -- копанями.

Водохранилище как часть сложной природно-технической системы и зоны его влияния на окружающую среду

Водохранилищами называют искусственно созданные водоемы или естественные озера с режимом, измененным человеком. Их обычно создают в долинах рек, ручьев, а также в чашах естественных озер путем возведения подпорного сооружения -- плотины. В зависимости от ее высоты водохранилище может занять ту или иную часть долины водотока или озерной чаши и даже водораздельную территорию.

В отдельных случаях водохранилища создаются путем сооружения выемки. Это так называемые наливные водохранилища. Для них с помощью землеройных машин обваловывается (иногда и углубляется) территория обычно в непосредственной близости от русла естественного водотока. Вода наливается (самотеком или путем подкачки) в период избыточного ее количества в реке.

Влияние водохранилищ на экологию окружающей среды

Гидротехническое строительство, связанное с перераспределением стока, созданием водохранилищ с огромными запасами воды и значительными глубинами, затоплением пахотных угодий и лесов, оказывает влияние на природную среду непосредственно или косвенно. При этом воздействие на окружающую природную среду сказывается как сразу, так и по истечении многих лет.

Проблемы, связанные с проектированием, строительством и эксплуатацией крупных гидротехнических сооружений, можно разделить на первичные, предвиденные на стадии проектирования, и вторичные, возникающие как следствие сооружения гидросооружений и водохранилищ.

Кроме того, возникают научно-технические проблемы, как на стадии проектирования и строительства, так и в процессе эксплуатации водохранилищ.

Из первичных проблем можно выделить следующие:

· выбор генеральной схемы использования водных ресурсов;

· обоснование оптимальных параметров гидроузлов и водохранилищ;

· мониторинг водных, земельных и лесных ресурсов в зоне строительства гидроузла;

· эколого-экономическое обоснование подготовки ложа водохранилища под затопление;

· инженерная защита от затопления и подтопления городов, населенных пунктов, отдельных предприятий;

· восстановление на новом месте сельскохозяйственных угодий вместо затопленных водохранилищем;

· рыбохозяйственное освоение водоема, строительство рыбоходов, восстановление естественного воспроизводства рыб;

· транспортное освоение водохранилища: увеличение глубин, устройство убежищ для судов и плотов при штормах; создание новой судовой обстановки, строительство пристаней; перевалка грузов через плотины;

· санитарная подготовка ложа перед затоплением (дезинфекция населенных пунктов, кладбищ, скотомогильников, ликвидация различных вредных загрязнений);

· агролесомелиоративные гидротехнические мероприятия по предотвращению водной и ветровой эрозии в зоне водохранилищ;

· лесосводка и лесоочистка ложа перед затоплением, посадка лесных насаждений на новом месте.

Более сложны и взаимосвязаны вторичные проблемы, последствия которых проявляются через многие годы после завершения строительства, их во многих случаях трудно предсказать с достаточной научной обоснованностью. Многие из этих проблем так и остаются неразрешимыми в обозримом будущем.

Вторичные проблемы можно подразделить на экологические и социальные.

Выделим основные экологические проблемы:

· эрозия береговой линии водохранилищ, переформирование берегов, дна, устьевых участков рек, впадающих в водохранилища, формирование баров;

· появление на акватории водохранилищ запасов плавающей древесины вследствие береговой эрозии;

· изменения уровня грунтовых вод;

· изменения температурного режима водной массы и окружающей среды, повышенная влажность, появление интенсивных и продолжительных по времени туманов;

· дополнительные потери воды на испарение;

· изменения качественного состава воды в водохранилище;

· изменения растительного и животного мира;

· нарушения условий нерестилищ рыбы;

· опасность провокации колебания земной коры в связи с сооружением крупных плотин и водохранилищ.

Суммируя перечень первичных и вторичных проблем, можно выделить основные последствия регулирования стока рек гидроузлами, оказывающих положительное или отрицательное влияние на хозяйственную деятельность и окружающую природу:

· изъятие земель под водохранилище и строительные площадки для возведения основных сооружений гидроузла, создания стройбазы и переустройства объектов хозяйства и выноса из зоны затопления, а также в связи с берегопереработкой и подтоплением территории выше критического уровня;

· ухудшение мелиоративного состояния земель в связи с подтоплением водохранилищами;

· увеличение продолжительности затопления земель в верхнем бьефе гидроузлов, особенно в хвостовой части водохранилищ в связи с подпором стока реки;

· сокращение частоты (вероятности) и продолжительности затопления пойменных земель в период весеннего половодья на участке, расположенном в нижнем бьефе гидроузла;

· изменение санитарного состояния реки, физико-химических и медико-биологических свойств воды;

· изменение климатических и ландшафтных условий.

Опыт эксплуатации водохранилищ показал, что при проектировании и эксплуатации недостаточно рассматривать обозначенные проблемы и их последствия только с экономической точки зрения. Необходима комплексная эколого-экономическая оценка последствий создания водохранилищ.

Недостаточно глубокая проработка проблем и отступление от обоснованных проектных решений в период строительства и эксплуатации зачастую приводит не только к огромным материальным убыткам, но и к необратимым экологическим последствиям.

Для доказательства того, что эти проблемы реальны и они требуют разрешения, приведем лишь некоторые факты.

Влияние водохранилища на почвы и растительность

Создание водохранилищ вызывает существенные изменения почв, растительности и животного мира. Первопричина изменений заключается в трансформации климата, характера и степени увлажнения почв. Поэтому принято выделять три пояса влияния на почвенно-растительный покров: гидрологический, гидрогеологический и климатический. В свою очередь, каждый из них по степени интенсивности воздействия может быть разделен на несколько зон. В настоящее время обычно выделяются зоны: постоянного затопления, периодического (временного) затопления, сильного подтопления (заболачивания), умеренного подтопления, слабого подтопления, активного климатического влияния и эпизодического климатического влияния. Основной причиной изменения природы в нижнем бьефе служит зарегулирование стока и преобразование гидрологического режима реки, причем из них наиболее важные -- снижение паводкового и повышение меженного уровня, а также изменение продолжительности затопления поймы и режима поступления наносов.

В конфигурации и размещении зон влияния водохранилища в верхнем и нижнем бьефах гидроузла существуют значительные различия. В первом случае зоны влияния обычно располагаются в указанной последовательности концентрическими поясами, обычно сужающимися вверх от плотины. Во втором случае зона влияния протягивается сравнительно узкой полосой вдоль русла реки. Размеры территории, на которой фиксируются изменения почвенного и растительного покрова, могут быть, особенно у равнинных водохранилищ, достаточно велики и соизмеримы с площадью зеркала. Ширина отдельных зон влияния колеблется от нескольких десятков метров до нескольких десятков километров. Протяженность полосы влияния в нижнем бьефе у некоторых водных объектов превышает 1000 км. Размеры территории, на которой проявляется влияние, зависят не только от местных факторов (строение рельефа, литология почвогрунтов, особенности грунтовых вод и т. п.), но и от размеров и режима эксплуатации, а также и от его географического положения.

Влияние водохранилищ на климат довольно подробно исследовалось в СССР. Обобщающие работы зарубежных авторов о влиянии на климат нам неизвестны, имеются лишь отдельные публикации по конкретным крупным водоемам; вопросы влияния на климат кратко освещаются также в работах общего характера. Влияние даже самых крупных водохранилищ на климат распространяется на сравнительно небольшую территорию прилегающих районов и еще менее заметно в нижних бьефах гидроузлов. Так, по расчетам Ю. М. Матарзина, площадь зоны климатического влияния такого большого водоема, как Камское, примерно равна площади его зеркала. Из-за преобладания в СССР переноса тепла и влаги с запада на восток климатическое влияние сильнее сказывается на их восточных берегах. Изменения микроклимата при создании водохранилищ определяются увеличением суммарной радиации и радиационного баланса, большей теплоемкостью по сравнению с сушей, уменьшением шероховатости поверхности и другими факторами.

Заключение

Влияние на микроклимат в различных природных зонах неодинаково. В зоне недостаточного увлажнения это влияние затухает быстрее и резче, чем в зоне избыточного увлажнения, где оно усиливает существующие черты избыточного увлажнения и поэтому распространяется дальше, но с менее резкими переходами. Поэтому при движении с юга на север ширина полосы активного влияния на климат увеличивается. В то же время абсолютные и относительные показатели изменения микроклимата возрастают при движении с севера на юг. Интенсивность изменений климата под влиянием водохранилищ зависит также от рельефа (чем выше берега, тем быстрее затухают эти изменения), от параметров, особенно объема водной массы, и других факторов. Основные изменения метеорологических условий состоят в следующем: увеличивается радиационный баланс, испарение, ослабляется континентальность климата, возрастают скорости ветра, появляются ветры типа бризов. Изменения затрагивают практически все элементы микроклимата акватории и прибрежных территорий.

Весной водохранилища оказывают охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплого периода (до ледостава), отдавая накопленное тепло, оказывают отепляющее воздействие. Под воздействием в прибрежной полосе, как правило, уменьшается континентальность климата: ход температур становится более плавным, суточная амплитуда температур воздуха уменьшается, влажность воздуха увеличивается, весенние заморозки прекращаются в более ранние сроки, осенние заморозки наступают позже и т. д. Снижение континентальности климата отмечалось в аридных районах Северной Африки, Западной Азии, Мексики, Австралии, в некоторых районах умеренной зоны (СССР, Северная часть Китая, Канада, Северная Европа) и во всех горных районах. В районе крупных водохранилищ количество осадков несколько увеличивается.

Размещено на Allbest.ru