Регулирование стока

Территориальная неравномерность, большая внутригодовая и многолетняя изменчивость речного стока затрудняют обеспечение населения и экономики России необходимым количеством воды. Эта проблема решается за счет регулирования стока рек водохранилищами. Причем наиболее эффективное и многоцелевое использование водных ресурсов достигается в каскадно расположенных водохранилищах, образующих единую водохозяйственную систему. Примером могут служить Волжско-Камский и Ангаро-Енисейский каскады.

Сегодня Россия имеет 103 крупнейших водохранилища, каждое объемом свыше 100 млн. м3. Суммарная площадь их водной поверхности составляет 101155,7 тыс. км2, полезный объем 338649,2 млн. м3. Кроме них для различных видов водопользования построено большое число водохранилищ с полезным объемом от 1 до 100 млн. м3, а также малые водохранилища и пруды с полезным объемом менее 1 млн. 3'.

Основная цель создания водохранилищ - планируемые изменения в природе. К ним относятся: выравнивание естественной неравномерности стока между сезонами года и годами различной водности, между днями недели и часами суток в интересах гидроэнергетики, ирригации, водоснабжения, рыбного хозяйства; вовлечение в хозяйственное использование непродуктивных земель и создание на них более продуктивной водной среды для развития рыбоводства; улучшение природных условий прилегающих территорий.

С помощью водохранилищ были созданы водные транспортные пути на главных судоходных реках России, таких как Волга, Кама, Дон, Енисей.

Из водохранилищ осуществляется хозяйственно-питьевое водоснабжение большинства крупных городов - Москвы. Екатеринбурга, Челябинска, Нижнего Тагила и многих других.

Водохранилища эффективно используются и для защиты от наводнений, например, Зейское и Бурейское на Дальнем Востоке, Краснодарское на Северном Кавказе.

Вместе с тем при строительстве и эксплуатации водохранилищ возникают неизбежные отрицательные последствия: затопление земель, повышение уровня грунтовых вод и заболачивание, изменение качества воды вследствие замедления стока, избыточное развитие сине-зеленых водорослей (так называемое "цветение" воды).

При создании водохранилищ в равнинных условиях образуются обширные мелководья, что особенно характерно для Волжского каскада. Чтобы вернуть затопленные земли для дальнейшего сельскохозяйственного использования, их отделяют от основной акватории дамбами или системой польдеров. Для снижения того отрицательного влияния, которое водохранилища, особенно малые, оказывают на новые берега, широко используют метод намыва берегоукрепительных пляжей. Территориальное перераспределение стока

Важным направлением водохозяйственной деятельности является строительство и эксплуатация крупных гидротехнических систем, позволяющих перераспределять речной сток из регионов, имеющих избыток водных ресурсов, в районы с их дефицитом. В настоящее время в России действует 34 системы подобного рода с суммарной протяженностью около 3 тыс. км. Ими перераспределяется около 15 км3 воды в год.

Для улучшения водообеспечения безводных сельскохозяйственных районов широко используются групповые водоводы. Их протяженность составляет от нескольких десятков до нескольких сотен километров.

Наиболее крупными каналами для перераспределения речного стока являются: на реке Кубани - Большой Ставропольский, пропускная способность которого 180 м3/с, и Кубанский оросительный (210 м3/с); на реке Дон - Донской (250 м3/с); на Волге - канал им. Москвы (125 м3/с).

ПЛОТИНА, массивная перемычка, возводимая для удержания водного потока, основное гидротехническое сооружение при использовании и регулировании водных ресурсов. Уже в доисторические времена в Египте, Месопотамии и других районах обитания человека строились простейшие плотины в виде насыпей из земли и камней. На протяжении многих веков устройство плотин определялось соображениями, почерпнутыми только из практического опыта, и лишь в 1853 французский инженер Де Сазилли теоретически обосновал их конструктивные принципы.

Водосливные плотины возводятся, чтобы повысить уровень воды в реке или отвести водоток, что обычно необходимо при строительстве электростанций, для обеспечения судоходства или орошения земель. Глухими плотинами (без пропуска воды) перегораживают водоток и создают водохранилища, предназначенные для обеспечения городов водой или электроэнергией либо для ирригационных целей и т.п. У многих плотин этого типа верхняя часть устраивается так, что при необходимости может служить водосбросом. Плотина противодействует напору воды либо собственным весом (гравитационные плотины), либо своей конструкцией, силовые элементы которой обеспечивают устойчивость всего сооружения (арочные, контрфорсные плотины). Гравитационные плотины делают в виде каменной кладки, бетонных заграждений, земляного или скального (щебневого) заполнителя; другие плотины строят из бетона, железобетона, стальных конструкций или лесоматериалов.