Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

1. КОМПЛЕКСНОЕ И ОДНОЦЕЛЕВОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОХРАНИЛИЩ

Большинство крупных, средних и мно­гие небольшие водохранилища исполь­зуются одновременно в нескольких це­лях, комплексно, причем со временем ко­личество видов использования каждого водохранилища, как правило, увеличи­вается (рис. 68, 69). Создание водохра­нилищ одноцелевого назначения объяс­няется рядом причин.

1. Некоторые виды использования предъявляют жесткие требования к ка­честву воды, режимам эксплуатации во­дохранилищ, охране их прибрежной зо­ны. Это относится к водохранилищам питьевого водоснабжения и промышлен­ного рыбоводства.

2. Режим эксплуатации ряда водохра­нилищ исключает возможность их ис­пользования другими отраслями хозяй­ства. Это относится к некоторым ирри­гационным водохранилищам, почти пол­ностью опорожняемым, к небольшим во­дохранилищам гидроаккумулирующих станций, уровень которых повышается и понижается несколько раз в течение су­ток.

3. Вблизи ряда водохранилищ отсутст­вуют другие водопользователи и водо — потребители. Таковы в большинстве слу­чаев высокогорные водохранилища гид­роэлектростанций и водохранилища, со­зданные в необжитых местах (северные части Сибири, Канады, некоторые пус­тынные районы).

В процессе эксплуатации водохрани­лища одноцелевого назначения нередко превращаются в комплексные. Это обусловлено расширением ареала хозяй­ственной деятельности, возникновением или увеличением дефицита водных ре­сурсов. Даже на водохранилищах строго одноцелевого назначения (для питьево­го водоснабжения, промышленного ры­боводства и т. д.) зачастую появляются дополнительные виды использования, не наносящие вреда их главному назна­чению, например парусный спорт, рыб­ная ловля, охота на водоплавающую дичь и др. Эксплуатация их водных ре­сурсов проще по сравнению с многоце­левыми водохранилищами, поскольку на выполнение главной задачи не влияют другие отрасли хозяйства.

88/89

Мероприятия, связан­ные с созданием и использованием водохранилищ

Иное положение возникает при комп­лексном использовании водохранилищ, поскольку на их водные ресурсы и аква­торию претендует одновременно не­сколько потребителей с разнообразны­ми, а нередко и противоречивыми требо­ваниями к параметрам, подготовке ложа, режиму эксплуатации, качеству воды и т. п. Уже простое перечисление сущест­вующих функций водохранилищ (см. гл. II) говорит о сложности сочетания и увязки интересов нескольких (до 4—6) видов использования. При размещении водохранилища в каскаде сложности наиболее полного удовлетворения инте­ресов каждой отрасли хозяйства еще бо­лее увеличиваются.

Под комплексным использованием во­дохранилищ понимается такое исполь­зование их водных ресурсов и акватории, которое дает максимальный эффект в хозяйстве в целом, определяемый с уче­том положительного и отрицательного влияния выбранного режима использо­вания как на все отрасли водного хо­зяйства, так и на природу и хозяйство прилегающих территорий в верхнем и нижнем бьефах гидроузлов (Авакян, Шарапов, 1977).

Водохранилища — составная часть водохозяйственных комплексов (ВХК), под которыми следует понимать сово­купность разных отраслей народного хо­зяйства, совместно использующих вод­ные ресурсы, а также объекты и соору­жения, обеспечивающие это использо­вание (гидроузлы с водохранилищами, сопутствующие инженерные сооруже­ния — водозаборы, нерестово-выростные хозяйства, судоходные сооружения, за­щитные дамбы и т. п.).

Отрасли (и объекты) хозяйства, ин­тересы которых затрагиваются созда­нием водохранилища и регулированием стока, могут быть разделены на следую­щие группы:

Компоненты водохозяй­ ственного комплекса

1) участники Л ВХК, непосредственно | заинтересованные в создании водохранилища и финансирующие его;

2) отрасли хозяйства, использующие водо — у хранилище;

68. Г идроузе л и ловства, борьбы

водохранилище Кари — с наводнениями,

ба на р. Замбези; судоходства

используется комп­лексно — для гидро­энергетики, рыбо-

3) отрасли хозяйства, не являющие­ся компонентами водохозяйственного комплекса, но заинтересованные в строи­тельстве гидроузла;

4) отрасли и объекты, интересы кото­рых ущемляются созданием водохрани­лища и регулированием стока.

Состав и значение участников ВХК в неодинаковых природно-хозяйственных условиях различны. В районах недоста­точного увлажнения ведущее положение в использовании водных ресурсов зани­мает ирригация, в горных районах — гидроэнергетика (рис. 70), на крупных равнинных реках наряду с гидроэнерги­ей — водный транспорт, в районах с рез­кой сезонной и многолетней неравно­мерностью стока — борьба с наводне­ниями и т. п. В последние десятилетия все большее значение приобретают про­мышленное и хозяйственно-питьевое во­доснабжение. На первых этапах созда­ния водохранилищ главным их назначе­нием было удовлетворение потребностей ирригации, водоснабжения, водного транспорта. С конца же прошлого века к ним прибавился такой мощный водо­пользователь, как гидроэлектростанции, затем гидроаккумулирующие электро­станции со специфическим режимом ра­боты, крупные тепловые и атомные электростанции, создавшие проблему «теплового загрязнения» водохранилищ. Одновременно расширялось и интенси­фицировалось использование водохрани­лищ для получения рыбы (особенно в последние десятилетия в связи с сокра­щением рыбных ресурсов океанов и мо­рей и введением нового морского права) и для целей отдыха и спорта. Рост сель­скохозяйственной освоенности и за­стройки речных долин усиливает необхо­димость борьбы с наводнениями.

Естественно, что, чем больше исполь­зуется водохранилище различными от­раслями хозяйства, тем труднее согла­сование их многообразных интересов. Сложность использования комплексных водохранилищ обусловливается в первую очередь межотраслевыми противоречия­ми или несовпадением в требованиях к режиму их эксплуатации.

Гидроэнергетика заинтересована в поддержании возможно более высоких уровней воды в целях получения макси­мальных напоров на гидроэлектростан-

циях и в использовании значительной части водных ресурсов в основном в осенне-зимний период; для нее нежела­тельны холостые сбросы воды через во­досливные сооружения помимо турбин, поскольку это вызывает потери в выра­ботке электроэнергии.

Требования ирригации заключаются в поддержании уровней, которые обеспе­чивают в нужные периоды бесперебой­ный забор воды из водохранилищ в под — командные оросительные системы. В тех случаях, когда орошаемые земли нахо­дятся ниже по течению, необходимые уровни воды в реке должны обеспечи­ваться сбросом из водохранилища со­ответствующих объемов воды в нижний бьеф. Аналогичные требования к уро- венному режиму водохранилищ и рек в нижних бьефах предъявляет водоснаб­жение.

Основные требования речного транс­порта и лесосплава к уровенному режиму водохранилищ: поддержание гарантиро­ванных глубин на судоходных трассах и подходах к портам, убежищам, а также и на порогах судоходных шлюзов. Для водного транспорта неблагоприятны зна­чительные и резкие колебания уровней воды, нарушающие устойчивость судо­вых прорезей и ухудшающие условия зимнего отстоя судов и работу лесо­сплавных сооружений. В нижнем бьефе в интересах водного транспорта требует­ся поддержание нормируемых судоход­ных глубин.

69. Комплексный гид­роузел Липно-1 на р. Влтава — главный регулятор ее стока в верхнем течении (Чехословакия)

Проблемы рациональ­ного использования и эксплуатации водохранилищ

70. Водохранилище Бенмор на р. Уаитаки (о. Южный в Новой Зеландии), обеспечи­вающее работу мощной ГЭС и орошение земель

Рыбное хозяйство заинтересовано в

макси? сально возможном уменьшении величины зимней сработки водохрани­лищ для предотвращения зимних замо­ров и гибели рыбы. Наполнение водо­хранилища после зимней сработки до отметки НПУ желательно к началу ве­сеннего нереста рыб (в средней полосе СССР — в конце мая — середине июня) с сохранением этой отметки до конца нереста. В это время особенно недопу­стимы резкие (более чем 5—10 см) ко­лебания уровня (иначе обсыхает и гиб­нет икра рыб). В течение лета для возоб­новления луговой растительности в це­лях создания нерестового субстрата (для нереста будущего года) желательна еже­годная летняя сработка уровня на 1 — 2 м. На отдельных водохранилищах рекомендуется небольшое понижение уровня воды осенью для привлечения рыбы из заморных зон в более глубокие акватории водохранилища.

Для рекреации оптимальным считает­ся стабильный уровень режима (с от­клонениями в пределах 0,5—1 м) в се­зоны массового отдыха и спорта.

Для борьбы с наводнениями необхо­димо, чтобы в периоды вероятного по­ступления больших расходов воды водо­хранилище было опорожнено, с тем что­бы оно могло задержать как можно боль­ше воды и тем самым уменьшить навод­нения в нижнем бьефе.

Для сельского хозяйства, использую­щего пойменные заливные луга, благо­приятны весенние наводнения, имити­рующие естественное весеннее затопле­

ние поймы, хотя и в ограниченных по сравнению с периодом до создания водо­хранилища масштабах. Такие весенние сельскохозяйственные попуски осуще­ствляются из ряда водохранилищ. В ре­гионах с летне-осенними половодьями требования сельского хозяйства совпа­дают с общими противопаводковыми за-

дачами. При сельскохозяйственном ис­пользовании пойм нежелательны зимние наводнения, вызываемые пропуском че­рез турбины ГЭС больших расходов во­ды, при пониженной из-за ледового по­крова пропускной способности русла реки.

Рыбное хозяйство низовий рек требует весеннего затопления нерестилищ полу­проходных и проходных рыб в поймах и дельтах рек. Рыбохозяйственные по­пуски должны обеспечивать плавный подъем и спад уровней и продолжаться максимально до 1,5—2 месяцев. Кроме того, рыбное хозяйство заинтересовано в уменьшении зимних колебаний уровня ниже плотин для обеспечения нормаль­ных условий зимовки ценных видов рыб, как, например, осетровые, ниже Волго­градского гидроузла.

Требования отраслей хозяйства к уро — венному режиму водохранилищ и ниж­них бьефов гидроузлов зависят от кон­кретных природно-хозяйственных усло­вий, в том числе от географического расположения водохранилища, от нали­чия или отсутствия выше и ниже его других водохранилищ, от степени хозяй­ственной освоенности побережий водо-

храиилтца и реки в нижнем бьефе.

Существует также необходимость спе­циальных санитарных и природоохран­ных попусков из водохранилищ (для разбавления и уноса вниз загрязнений и выравнивания качества воды в реке); они различны по величине, длительности и повторяемости. Требования к уровен — ному режиму водохранилищ и нижних бьефов гидроузлов предъявляют и объек­ты промышленности, транспорта, жи­лищно-коммунального хозяйства, распо­ложенные в береговой зоне.

Помимо межотраслевых имеются и внутриотраслевые противоречия в тре­бованиях к режиму эксплуатации водо­хранилищ.

Осуществление из водохранилищ ры­бохозяйственных попусков в низовья и дельты рек приводит к понижению уровней воды в водохранилищах, что наносит ущерб рыбному хозяйству, так как обсыхает и погибает отложенная рыбой икра, на мелководьях гибнет мо­лодь и т. д. Использование водных запа­сов водохранилищ для улучшения судо­ходных условий в реке ниже гидроузла нередко приводит к уменьшению судо­ходных глубин на водохранилище и к увеличению объема дорогостоящих зем­лечерпательных работ и т. д. Если же отдавать предпочтение интересам судо­ходства на водохранилище, то соответ­ственно ухудшатся условия судоходства на реке ниже гидроузла. При каскадном расположении водохранилищ такие про­тиворечия возникают только на участках рек, оставшихся вне подпора.

Можно указать также на противоре­чия в интересах сельского хозяйства в верхних и нижних бьефах гидроузлов. Усиленный водозабор для ирригации из водохранилища сокращает водные ресурсы реки в нижнем бьефе. Иногда возникает другая дилемма: что лучше предпринять при прохождении очень высоких паводков — заполнить водохра­нилище до предельно высоких отметок (форсировка), вызвав затопление при­брежных земель, но уменьшив за счет этого затопление земель в нижнем бьефе, или же пропустить паводок без форси­ровки уровня водохранилищ, вызвав большие затопления в нижнем бьефе. Та­кие же противоречия возникают в про­мышленном и коммунальном хозяйстве прибрежных городов и поселков. Попыт­ка обобщения взаимоотношений между компонентами ВХК и возникающих при этом противоречий приведена в табл. V-1 и V-2.

Из сказанного следует, что при много­целевом использовании водохранилищ удовлетворение в полном объеме требо­ваний всех компонентов водохозяйствен­ных комплексов практически невозмож­но. Поэтому режимы использования та­ких водохранилищ представляют собой, как правило, компромиссные решения, при которых неизбежны ущемления в тех или иных размерах интересов всех или большинства компонентов ВХК во имя достижения максимального эффекта в целом. Несмотря на указанные выше сложности, в большинстве случаев комп­лексное использование водохранилищ экономически выгоднее, чем создание ряда меньших водохранилищ одноцеле­вого назначения.

Наиболее сложно согласовать инте­ресы участников водохозяйственных комплексов при эксплуатации каскадов, особенно при различии структуры уча-

92/93

Проблемы рациональ­ного использования и эксплуатации водохранилищ

Таблица V-1

Отношение компонентов водохозяйственного комплекса гидроузлов к уровенному режиму водохранилищ (по Авакяну, Шарапову, 1977)

Компоненты водохозяйственного комплекса	Расположение объек­тов компонента ВХК	Элементы уровенного режима водохраншища
дости­ жение отметки НПУ каждый год	умень­ шение глубины сработки зимой	сработка уровня после весенне­ летнего нереста рыбы	форсирование уровня	над НПУ
межна- вигаци- онный период	в период поло­водья	в осталь­ные перио­ды при прохожд. паводков
Энергетика	_ [1]	+	_ *	_ *	+	+	+
Водный транспорт	Водохранилище	+	+	—	—	+	0
	Нижний бьеф	+	+	+	—	+	+
Лесосплав	Водохранилище	+	+	—	—	О	о
	Нижний бьеф	+	+	+	—	+	+
Ирригация	Водохранилище	+	+	—	0	+	+
	Нижний бьеф	+	+	О[2]	0	+	+
Водоснабжение	Водохранилище	+	+	—	—	О	+
	Нижний бьеф	+	—	О**	+	+	+
Рыбное хозяйство	Водохранилище	+	+	+	—	+	—
	Нижний бьеф	О**	+	о	—	—	о
Территории, используемые	Водохранилище	О**	О	о	о	—	—
сельским хозяйством	Нижний бьеф	о**	+	—	о	—	+
Рекреация	Водохранилище	+	+	—	—	о	о

Условные обозначения:

+ компонент заинтересован в указанном режиме;

— компонент не заинтересован в указанном режиме; о указанный режим не имеет существенного значения для компонента.

Таблица V-2

Отношение компонентов водохозяйственного комплекса гидроузлов к режиму расходов и уровней в нижнем бьефе (по Авакяну, Шарапову, 1977)

		Элементы режимов расходов	и уровней воды
Компоненты водохозяй­ственного комплекса	Расположение объек-	изменение и уровней	расходов	значитель­ное повы­шение рас­ходов и уровней зимой (по	рыбохозяй­ ственные попуски весной	равномерные попуски в летне­осенний период
то в компонента ВХК	за сутки	за неделю	с бытовыми)
Энергетика	—	+	+	+	—	—
Водный транспорт	Нижний бьеф	—	—	—	—	+
и лесосплав	Водохранилище	О	О	—	—	—
Ирригация	Нижний бьеф	О	—	о	—	0
	В одохранилище	0	О	О	—	О
Сельскохозяйствен­	Нижний бьеф	—	о	—	+	+
ное использование пойменных лугов	Водохранилище	О	0	О	О	О
Водоснабжение	Нижний бьеф	—	0	—	—	+
	Водохранилище	О	0	о	О	О
Рыбное хозяйство	Нижний бьеф	—	—	—	+	+
	Водохранилище	о	0	—	—	+
Рекреация	Нижний бьеф	—	—	—	О	+
	Водохранилище	—	—	—-	о	+

Примечание. Условные обозначения те же, что и в табл. V-1.

стников ВХК на разных участках реки. Это обусловлено тем, что каждое ниже­расположенное водохранилище находит­ся в тесной зависимости от режима экс­плуатации вышележащего регулирующе­го водохранилища, а самые нижние зве­нья каскада зависят, таким образом, от режима эксплуатации вышележащих во­дохранилищ. Число многоступенных кас­кадов водохранилищ на земном шаре непрерывно увеличивается.

Комментарии запрещены.