|
Плотины, образующие водохранилища, особенно крупные, приводят
к коренным преобразованиям водного режима, увлажненности и микроклимата
прилегающих к ним территорий, вызывая изменение их флоры и фауны. Остановимся
на основных изменениях, происходящих выше и ниже плотины в реке и речном
русле.
Подпор, созданный плотиной, распространяется на значительные расстояния,
вызывая увеличение глубин в реке и уменьшение скорости течения, что приводит
к разнообразным последствиям. Так, повышаются уровни грунтовых вод в речных
поймах, долинах и в прибрежной зоне водохранилищ. Это явление в большинстве
случаев отрицательно сказывается на окружающей среде, так как сопровождается
заболачиванием территории, выпадением лесов по берегам водохранилищ в
северных районах, засолением почв в южных районах, всплытием торфяников
и др. (рис. 3.4).
|
Рис. 3.4. Схема подъема уровня грунтовых вод и подтопления земель.
|
В связи с уменьшением по мере приближения к плотине скорости
течения потока в водохранилище происходит выпадение из воды наносов, которые
сортируются по крупности сообразно со скоростями течения, т. е. с постепенным
уменьшением крупности по направлению к плотине.
Помимо наносов, приносимых рекой, твердый материал поступает в водохранилище
за счет обрушений берегов вследствие размывающего действия воли, вследствие
оползней, осыпей и обвалов крутых берегов. Все эти процессы приводят к
так называемому переформированию берегов водохранилищ и образованию пологих
«пляжей» в прибрежной зоне.
В связи с отложением наносов емкость водохранилища уменьшается, причем
темпы такого уменьшения зависят от количества наносов, от емкости водохранилища,
условий работы последнее и других факторов. Отмечаются случаи, когда построенное
водохранилище заиляется за относительно короткий срок – за несколько лет;
например, подпорный бьеф Земо-Авчальской ГЭС на р. Куре в течение 5 лет
был заилен на 60 %, Штеровское водохранилище на р. Мнус (Донбасс) за такой
же период на 85 %, Гиндукушское водохранилище в Средней Азии почти полностью
занесено за 13 лет.
Вместе с тем в литературе приводятся также примеры водохранилищ, которые
почти не заиляются; к ним относится водохранилище одной из высочайших
в мире плотин Боулдер (на р. Колорадо), которое в соответствии с проведенными
расчетами должно заполниться илом только через 445 лет.
Заиление наших крупных водохранилищ на Волге, Дону и других равнинных
реках будет идти очень медленно и практически, за исключением явлений
в хвостовых участках, не имеет значения. Откладывающиеся наносы не только
уменьшают полезную емкость водохранилища и создают в хвостовой его части
затруднения для судоходства, но и приводят к постепенному подъему уровня
воды в верхнем бьефе, а также более дальнему от плотины распространению
кривой подпора, что вызывает увеличение затоплений земель. В частности,
в зоне переменного подпора может оказаться гидрологический (водомерный)
пост, который до строительства плотины и наполнения водой водохранилища
находился на свободном участке реки.Поэтому при проектировании и эксплуатации
водохранилищ на реках с повышенным содержанием наносов приходится интересоваться
вопросами заиления водохранилищ, а в ряде случаев намечать соответствующие
меры по борьбе с этим явлением.
Если ситуация такова, что насыщенность водного потока наносами значительно
уменьшается за счет осаждения их в зоне водохранилища, то тогда в нижний
бьеф водоподпорного сооружения поступает осветленная вода. В результате
устойчивость русла в нижнем бьефе, установившаяся в предшествующий строительству
плотины период, нарушается, так как поток начинает интенсивно размывать
русло и насыщаться наносами в соответствии со своей «транспортирующей
способностью». При этом дно русла нижнего бьефа будет несколько понижаться,
иногда на значительное расстояние от плотины (десятки и даже сотни километров).
Снижение дна русла в нижнем бьефе может вызвать: а) нарушение устойчивости
мостовых опор; б) понижение уровня грунтовых вод в берегах, что сопровождается,
в частности, обсыханием колодцев; в) ухудшение работы ранее построенных
водозаборов.
После строительства плотины существенно меняется и ледово-термический
режим на участке реки, оказавшейся в зоне распространения подпора. В верхнем
бьефе вследствие резкого замедления скоростей течения быстрее наступает
ледостав, ледяной покров достигает большей толщины, чем имел место до
строительства сооружения, затягиваются сроки вскрытия, что отрицательно
сказывается на условиях судоходства и даже может оказать влияние на микроклимат
прилегающей территории.
Накопление больших объемов воды способствует аккумуляции в водохранилищах
дополнительного тепла (впрочем, мало влияющего на ледовый режим верхнего
бьефа). Это тепло, поступая с водой в нижний бьеф, вместе с высокими скоростями
потока зимой замедляет формирование за плотиной ледяного покрова, приводя
к образованию полыней. Последние, как известно, при определенных метеорологических
условиях являются «фабриками шуги». Шуга же, перемещаясь водным потоком
в больших количествах на нижележащие участки реки, где установился ледяной
покров, способствует образованию зажоров, приводящих к зимним наводнениям
и образованию обширных наледей, иногда приносящих значительный ущерб народному
хозяйству (выход из строя дорог, мостов, линий электропередач и связи
и т. п.).
|
|