Значення водосховищ для різних видів господарств
План
1 Значення водосховищ для гідроенергетики
2 Значення водосховищ для теплоенергетики
3 Використання водосховищ гідроакумулюючими електростанціями
4 Значення водосховищ для іригації
5 Значення водосховищ для рибного господарства
6 Значення водосховищ для водного транспорту
7 Значення водосховищ для лісосплаву
1 ЗНАЧЕННЯ ВОДОСХОВИЩ ДЛЯ ГІДРОЕНЕРГЕТИКИ.
Використання потенційних гідроенергетичних ресурсів річок потребує створення перепаду рівнів води. Оскільки будівництво дериваційних тунелів і каналів на рівнинних територіях і в значній частині перед-гірських районів технічно і економічно недоцільне, спорудження більшості ГЕС пов’язане із створенням водосховищ. Це найважливіша, проте не єдина причина створення водосховищ.
Більшість водосховищ здійснює добове і тижневе, а деякі – сезонне і багаторічне регулювання стоку. Оскільки витрати води в річках в різні періоди року в десятки, сотні, а іноді в тисячі разів, ГЕС без регулюючого водосховища суттєво змінила б свою потужність і виробку електроенергії в ці періоди.
Для ГЕС, які не мають регулюючих водосховищ, характерні низькі коефіцієнти використання стоку (0,1...0,2). Тому економічна ефективність таких станцій низька, а їх енергетичні переваги досить невеликі.
Отже, нерівномірність природного стоку служить другим посиланням необхідності створення водосховищ.
Поза природними перед посиланнями є технічні і економічні.
Наявність в енергосистемах ГЕС з регулюючим водосховищем підвищує надійність цих енергосистем в експлуатації і робить їх більш стійкими до аварій. Енергосистеми, у випадку аварії, можуть відновити енергопостачання скоріше, ніж системи, які мають тільки ТЕС. Чим вища регулююча здатність водосховищ ГЕС, тим більша їх значимість в енергосистемах
2 ЗНАЧЕННЯ ВОДОСХОВИЩ ДЛЯ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ.
Виробництво електроенергії в післявоєнний період подвоювалось кожні 7...10 років. Більше 80% електроенергії у всьому світі виробляється тепловими електростанціями. Для роботи ТЕС потребується велика кількість води ( в середньому 35...40 м3/с на 1 млн. кВт встановленої потужності).
Великі ТЕС розташовують лише на берегах великих річок, водосховищ і озер, або вони потребують для своєї роботи створення досить значних водосховищ, створення яких вимагає великих капіталовкладень, тому не викликає сумніву прагнення проектувальників щодо розташування ТЕС на існуючих водосховищах і озерах.
Вплив ТЕС і АЕС на гідрологічний і біологічний режими водосховища досить різноманітний. Його можна звести в три групи, а саме:
1. Проходження живими організмами через агрегати станції разом з охолоджуючою водою.
2. Постування із скидною водою тепла, що підвищує температуру води у водосховищі.
3. Зміна гідрологічного і гідрохімічного режиму та забруднення водойми.
Живі організми втягуються охолоджуючою водою в агрегати ТЕС і АЕС і проходять через насоси, конденсаційні трубки, водоскидні канали і поріг-водоспад. На цьому тракті вони отримують механічні ушкодження, зазнають термічного шоку, підпадають під вплив високого тиску і хлорування води, а це призводить до загибелі багатьох видів живих організмів. Підвищення температури води у водосховищі впливає на розвиток флори і фауни.
Все вищесказане говорить про необхідність раціонального розташування ТЕС і АЕС, про важливість вибору системи водопостачання станцій і про вдосконалення систем технологічних процесів з утилізації теплих вод в народному господарстві. Зараз вивчається можливість використання теплих вод для зрошення, водопостачання тваринницьких ферм, обігріву відкритого грунту, вирощування зелених водоростей і розведення риби в басейнових і садкових господарствах.
Враховуючи, що в найбільш розвинутих промислових країнах на охолодження ТЕС використовується біля 10 % водних ресурсів, можна уявити, наскільки велике народногосподарське і екологічне значення має будівництво теплових і атомних станцій на берегах водосховищ.
3 ВИКОРИСТАННЯ ВОДОСХОВИЩ ГІДРОАКУМУЛЮЮЧИМИ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯМИ
Поряд з ГЕС, ТЕС і іншими галузями водного господарства вимоги до водосховищ пред’являють ГАЕС.
Робота ГАЕС суттєво впливає на навколишнє середовище, і перш за все на низовий басейн. Забір протягом доби десятків мільйонів м3 води у верховий басейн і скид її знову у водосховище суттєво впливає на режим рівнів, течій, отже, на всі гідрологічні процеси у водоймі.
Зараз важко передбачити всі можливі наслідки змін, але без сумніву, що досить значна щодобова амплітуда коливань рівня водойми активізує процеси переробки берегів, змінює умови нересту і нагулу риби, впливає на рослинність водойми, якість води, стан і використання пляжів.
При будівництві ГАЕС необхідно надати увагу дослідженню можливості комплексного використання верхових басейнів, зокрема, для водопостачання і іригації.
4. ЗНАЧЕННЯ ВОДОСХОВИЩ ДЛЯ ІРИГАЦІЇ
Водосховища чинять як позитивний, так і негативний вплив на сільське господарство. Найбільш позитивного значення мають водосховища іригаційного призначення.
Водосховища за їх значенням для іригації поділяються на такі групи:
1. Іригаційні і комплексні водосховища в південних засушливих районах країни. Їх призначення – підвищення водозабезпеченості існуючих зрошувальних масивів і створення можливості залучення в сільськогосподарський обіг нових масивів родючих земель. Ці водосховища, в свою чергу, поділяються на три групи:
- водосховища багаторічного і сезонного регулювання (наприклад Каховське );
- водосховища, які не регулюють стік і які створюються в низинних і середніх течіях річок для підтримання протягом року постійного рівня води, що забезпечує нормальний водозабір в іригаційні системи;
- наливні водосховища, які створюються в пониженнях рельєфу поблизу трас іригаційних каналів (служать для регулювання витрати води на окремих ділянках), або поблизу річок в якості резервних ємностей (в енергетичних цілях такі водосховища не використовуються).
2. Комплексні водосховища в районах з несталим зволоженням. З цих водосховищ вода на іригаційні потреби забирається в окремі засушливі періоди року.
3. Комплексні водосховища, намічені до створення для перекиду великих мас води із районів з надлишковим стоком в засушливі райони.
4. Комплексні і галузеві водосховища, які не використовуються в іригаційних цілях.
5 ЗНАЧЕННЯ ВОДОСХОВИЩ ДЛЯ РИБНОГО ГОСПОДАРСТВА
Річки мають вирішальне значення у відновленні рибних запасів в озерах і пригирлових ділянках морів, оскільки вони є найважливішим джерелом надходження органічних речовин, які визначають рибопродуктивність водойм. Перерозподіл водосховищами річкового стоку в часі, а іноді, і в просторі порушує умови існування і розмноження риби. Змінюються гідрологічний, термічний, гідрохімічний і гідробіологічний режими, а також умови міграції, розмноження і живлення риби.
Крім гідробудівництва, на зменшення запасів риби у внутрішніх водоймах країни впливають скид неочищених, або недостатньо очищених, стічних вод, іригація, лісосплав, водний транспорт і деякі інші галузі народного господарства, а також неправильне ведення риболовства і браконьєрство.
Багато із негативних наслідків можуть бути послаблені, або навіть поборені, шляхом здійснення водогосподарських, рибогосподарських і інших заходів, які враховують нові умови географічного середовища, що склались в результаті перетворення режиму річок.
Для збереження стада виробників прохідних риб необхідно забезпечити використання нерестилищ, розташованих вище гребель гідровузлів.
Особливої уваги заслуговують всебічне виявлення і використання позитивних наслідків для рибного господарства створення великих водосховищ. При цьому значно збільшуються площі водного дзеркала, в зв’язку з цим, улови риби у водосховищах збільшуються в багато разів порівняно з уловами на тих же ділянках річки в побутовому стані. Створення водосховищ надає умови для організації нових прогресивних форм ведення рибного господарства на внутрішніх водоймах з направленим формуванням промислового стада шляхом зариблення водосховищ молодняком, а також шляхом акліматизації деяких видів риби.
Із створенням каскаду водосховищ значно розширюється розповсюдження деяких видів молюсків, які служать кормом для риби.
Більшість водосховищ розташовують, як правило, в промислових районах і вони мають велике значення для збільшення місцевих рибних ресурсів, оскільки дають можливість постачання свіжої риби. Тим самим досягається значне вивільнення транспорту від перевози риби із дальніх районів. Продуктивність праці рибаків на водосховищах значно вища, чим на річках, що пояснюється як створенням міцної сировинної бази, так високою оснасткою промислу високопродуктивними знаряддями лову риби.
Водосховища за рибопродуктивністю проходять три стадії розвитку.
1. Триває 2...5 років. Цей період благополучний для розмноження і розвитку риби, оскільки затоплення багатих рослинністю просторів приводить до розвитку кормових ресурсів.
2. Стадія депресії триває декілька років. Залита наземна рослинність гине і розкладається, а водна – розвивається. В цей період значно погіршуються умови нересту риби.
3. Стадія підвищення біологічної продуктивності – наступає в міру розвитку водної рослинності.
Отже, створення водосховищ з однієї сторони порушує умови репродуктивності і життя риби, а з іншої, створює благополучні можливості для суттєвого збільшення рибних ресурсів.
Великі водосховища залежно від їх впливу на рибне господарство поділяються на три групи.
1. Водосховища, які не мають суттєвого значення для збільшення ресурсів риби.
2. Водосховища, які суттєво збільшують ресурси (в 2...10 разів).
3. Водосховища великого рибогосподарського значення (збільшують ресурси рибного господарства більше ніж в 10 разів).
З точки зору впливу на умови репродуктивності і життя риби водосховища бувають такі:
1. Комплексні і галузеві водосховища, які не порушують або несуттєво впливають на умови репродуктивності і життя риби (створені на річках, які не мають рибогосподарського значення, або водосховища, які створені у верхів’ях рибогосподарських річок).
2. Комплексні і галузеві, які значно впливають на скорочення рибних ресурсів (на середніх і нижніх ділянках річок, які мають велике рибогосподарське значення).
3. Комплексні і галузеві, які підривають подальші можливості рибного господарства (на нижніх ділянках річок, греблі яких відрізають практично всі нерестилища, а регулювання стоку порушує репродуктивність і життя риби).
6 ЗНАЧЕННЯ ВОДОСХОВИЩ ДЛЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТУ
Відносно невелика доля річкового транспорту в загальному вантажоперевезенні країни пояснюється сезонністю його роботи, неузгодженням в деяких районах мережі внутрішніх водних шляхів з основним напрямком вантажопотоків, ізольованістю річкових басейнів, несталістю судноплавних фарватерів, малими глибинами на не зарегульованих ділянках річок і т.п.
Усунути перераховані недоліки внутрішніх водних шляхів можна лише шляхом будівництва гідровузлів і каналів і створенням водосховищ. Для річкового транспорту будівництво гідровузлів бажано розпочинати з верхніх ділянок річок, оскільки в цих випадках водосховища збільшують судноплавні глибини найбільш мілководних ділянок річок за рахунок підпору рівня води і спеціального навігаційного попуску води в нижній б’єф.
Іноді в інтересах річкового транспорту будівництво гідровузлів розпочинають на тій ділянці річки, де є пороги, які не дають можливості судноплавству.
Водосховища є ефективним, а іноді, єдиним засобом покращання водних шляхів.
Створення водосховищ і регулювання ними стоку має також і негативні наслідки для водного транспорту. Частина цих наслідків носить тимчасовий характер і зникає в міру створення наступних гідровузлів, а інші наслідки постійні. Це: підсилення вітрової хвилі, втрата часу на шлюзування. На більшості водосховищ су доходні інспекції допускають до плавання лише судна, які відносяться до розряду О – озерні і М – морські.
Тривалість льодового періоду дещо більша, ніж на не зарегульованих ділянках річок, але на тривалість навігації це практично не впливає. Навпаки, зі створенням водосховищ, в деяких районах появилась реальна можливість цілорічної навігації.
Серйозні ускладнення в роботу річкового флоту вносять різкі і значні добові і тижневі коливання витрати і рівня води в нижньому б’єфі ГЕС, що приводить або до недовантаження суден, або до порушення графіку руху. Іноді різкі зміни глибин приводять до аварій.
Негативний вплив добових і тижневих коливань витрати проявляється також в різкому переформуванні перекатів і швидкому замуленні суднових прорізів і шляхів.
Робота водного транспорту ускладнюється також в періоди перекриття русла і першочергового заповнення водосховища.
Не дивлячись на вказані недоліки гідробудівництва, з точки зору їх впливу на водний транспорт, перетворення режиму річок водосховищами ГЕС в цілому відіграло вирішальну роль в розвитку річкового транспорту.
Позитивні фактори створення водосховищ для річкового транспорту значно перебільшують негативні. Собівартість перевезення вантажів водосховищами в залежності від збільшення гарантованих глибин порівняно з собівартістю перевезень річкою в природному стані зменшується в 1,5...5 разів, а капіталовкладення в річковий транспорт – в 1,5...3 рази.
7 ЗНАЧЕННЯ ВОДОСХОВИЩ ДЛЯ ЛІСОСПЛАВУ
Перевезення лісу річками має велике значення для господарства країни.
Основні позитивні наслідки зарегулювання стоку для лісосплаву полягають: в збільшенні глибини і ширини суднового ходу і радіусу заокруглення, отже, і сплавної здатності річки; в забезпеченні більш постійного рівня води в період навігації; в можливості укрупнення плотоформуючих рейдів, що дозволить підвищити механізацію і автоматизацію рейдових робіт. Великого позитивного значення має зниження швидкостей руху води на притоках в місцях вклинювання підпору. Зарегулювання стоку приводить до ліквідації мольового сплаву, при якому спостерігаються великі втрати деревини і створюється можливість для переходу транспортування лісу кошелями, плотами і вантажними суднами.
Негативні наслідки зарегулювання стоку для лісосплаву полягають в більш важких вітрохвильових умовах і різкому зниженні швидкостей течії, в різких і добових коливаннях рівня води у нижньому б’єфі.
Зарегулювання стоку річок водосховищами створює суттєво нові умови для лісосплаву, врахування яких при проектуванні організації лісосплаву водосховищами і в практичній діяльності робітників лісосплаву дозволяє звести до мінімуму негативні наслідки зарегулювання річок і максимально підвищити позитивні наслідки.
В міру збільшення кількості щаблів каскаду водосховищ, зростає в цілому значення позитивних наслідків зарегулювання стоку, а негативні слабшають, оскільки збільшується довжина ділянок з однаковими глибинами і більшою шириною суднового ходу і з більш постійними рівнями води протягом сплаву.
Переформування річок водосховищами ГЕС збільшує пропускну здатність і створює можливість вивозу лісу на суднах озерного і змішаного типів.
ЛІТЕРАТУРА
1. Комплексное использование и охрана водных ресурсов / Под.ред.
О.Л.Юшманова/ -М.: Агропромиздат, 1985.
2.Зарубаев Н.В. Комплексное использование водных ресурсов. – Л.Стройиздат, 1976.
3.Грищенко Ю.М. Комплексне використання та охорона водних ресурсів. Рівне, 1997.
4.Гидроэнергетика и комплексное использование водных ресурсов/ Под. ред. Непорожнего П.С./ -М.: Энергоиздат, 1982.