Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

1. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ, ГИДРО­ХИМИЧЕСКИХ И ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВОДОХРАНИЛИЩАХ

Создание водохранилищ и регулирова­ние ими стока значительно преобразуют естественный гидрологический режим реки, что влечет за собой изменения и многих других природных процессов и условий. Эти изменения проявляются по — разному в верхних и нижних бьефах гидроузлов и совсем иначе — в районах их водохозяйственного влияния, т. е. в зонах потребления стока. Можно выде­лить следующие районы воздействия во­дохранилищ на окружающую среду:

I — само водохранилище и прилегаю­щие территории;

II — район, в пределах которого ска­зываются последствия регулирования водохранилищем жидкого, твердого, хи­мического и биологического стока реки для природы и хозяйства в нижнем бьефе гидроузла, включая дельту реки и взморье;

III — район изъятия стока из реки с подразделением на: а) подрайон изъя­тия стока на ограниченном участке реки (вследствие отвода воды в деривацион­ные каналы или туннели ГЭС); при этом использованная вода на некотором рас­стоянии ниже плотины возвращается в ту же реку; б) подрайон уменьшения сто­ка в результате безвозвратной переброс­ки воды из водохранилища по дерива­ционным, ирригационным, водоснабжен­ческим и другим водным трактам в дру­гой речной бассейн;

IV — район дополнительного стока (орошаемые массивы, обводняемые ре­ки и т. п.).

На степень и направленность измене­ний окружающей среды в верхних бьефах гидроузлов, т. е. в пределах водо­хранилища, оказывают влияние в первую очередь его размеры, конфигурация, мор­фология чаши, состав слагающих дно и берега пород, режим эксплуатации, кли­матические условия района. На измене­ния в нижнем бьефе гидроузла в основ­ном влияют степень преобразования сто­ка в многолетнем, сезонном,. недельном и суточном режимах, а затем и другие указанные выше факторы, а в зонах со­кращения стока — степень его изъятия в целом и по сезонам года, величина бо-

26. Величественное ущелье р. Замбези до создания на ней крупнейшего водо­хранилища Кабора — Басса (Мозамбик)

27. Широкий припло — тинный плес Пля — виньского водохра­нилища на р. Запад­ная Двина (Дауга­ва); водохранилище

затопило порожистый участок долины реки

Водохранилища — природно-хозяйствен­ный компонент географической среды

28. Затопление тер­ритории с пальмовы­ми рощами при наполнении водо­хранилища Насер на р. Нил (АРЕ); общий подъем уровня у плотины составил около 80 м

ковой приточности и физико-географи­ческие условия долины.

Влияние водохранилищ на окружаю­щую среду, как отмечают многие иссле­дователи (Авакян, Шарапов, 1968 и 1977; Вендров, 1979; Вендров, Дьяконов, 1976; Bader, 1978; Link, 1970; Tondury, 1969; Fels, 1965, и др.), чрезвычайно раз­нообразно, может проявляться прямо и косвенно, может быть положительным и отрицательным, постоянным и времен­ным, нарастающим, одинаковым по го­дам или затухающим.

В результате затопления территорий происходит изменение гидрографии ре­гионов, иногда весьма существенное, и увеличивается их озерность. Существен­но возрос (не считая таких крупнейших озер, как Великие американские, Вели­кие африканские озера, а также Ладож­ское, Онежское и другие крупные озера СССР) фонд и удельный вес площади пресноводных водоемов на территории Бразилии, Мексики, США, СССР, Индии, Ганы, Ирака, Ирана и многих меньших по площади государств. Значительно воз­росла озерность некоторых горных райо­нов в Альпах, Средней Азии, Японии, Австралии (Снежные горы).

Сооружение перегораживающего реку гидроузла приводит к подъему уровня во­ды на высоту от нескольких до 250— 300 м (рис. 26, 27, 28). Низконапорные плотины характерны для нижних тече­ний равнинных рек, а самые высокие —

для каньонообразных долин горных рек.

Установленный для СССР коэффи­циент регулирования, т. е. средние со­отношения полезного объема водохра­нилищ разного вида регулирования к объему годового стока рек (для много­летнего регулирования — 20—50% и для сезонного регулирования — 8—
20%), в целом характерен для рек мно­гих районов земного шара с близкими климатическими условиями. В районах с большей внутригодовой и многолетней неравномерностью стока, например в об­ластях с муссонным климатом или в за­сушливых областях с редкими, но интен­сивными ливнями, требуются, как пра­вило, более емкие водохранилища, а в районах экваториального климата с бо­лее равномерным выпадением осадков — наоборот, меньшие емкости.

Многолетнее и глубокое сезонное регулирование речного стока осуществ­ляют многие равнинные долинные водо­хранилища, большинство озер-водохра­нилищ, многие энергетические водохра­нилища горных и предгорных районов и водохранилища, предназначенные для борьбы с наводнениями и для ирригации в равнинных и предгорных районах.

Так, более 70% водохранилищ США объемом свыше 1 куб. км имеют коэффи­циент регулирования (т. е. отношение полезного объема к среднемноголетнему стоку) 0,5 и более, позволяющий вести многолетнее регулирование. В СССР 36% водохранилищ объемом более 1 куб. км осуществляют многолетнее ре­гулирование стока. Уровни воды в тече­ние года на разных водохранилищах из­меняются в пределах от нескольких де­сятков сантиметров до 100—200 м и бо­лее.

Многие водохранилища, особенно крупные, имеют объем, превышающий годовой сток реки, поэтому их первона­чальное заполнение до отметки НПУ производится, как правило, в течение нескольких лет (Братское, Даниел — Джонсон, Бухтарминское, Кебан, Гор­дон М. Шрам, Вольта — 6—8 лет, Ир­кутское и Насер — 4 года и т. д.). Такое длительное заполнение приводит к за­труднениям при подготовке и начальной эксплуатации водохранилищ.

При многолетнем регулировании сто­ка уровни воды в водохранилищах в раз-

Водохранилища — природно-хозяйствен­ный компонент географической среды

29. Верховая часть Куйбышевского водо­хранилища на Волге с многочисленными островами и заливами

30. Каховское водохранилище на Днепре. Даже в тихую погоду здесь наблюдается небольшое волнение

31. Схема занесения и заиления водохранилища

1 — гравий; 2 — су­песь; 3 — глинисто­илистые частицы;

4 — мельчайшие частицы

ные годы находятся на неодинаковых максимальных отметках. Это приводит к своеобразному нестабильному ходу процессов в береговой зоне, осложняет судоходство и эксплуатацию водозабо­ров, причалов и т. п. (Авакян, Шарапов, 1968, 1977).

Изменения уровня воды по сравнению с естественными условиями неодинако­вы на разных участках водохранилища (рис. 29). Наибольшие изменения про­исходят в нижней зоне, а в зоне выкли­нивания подпора ход уровней и в поло­водье и в межень близок к ходу уровней на реке (Вендров, 1959).

При длительных ветрах одного направ­ления наблюдаются сгонно-нагонные из­менения уровней воды, которые резче проявляются на мелководных водохра­нилищах. Их продолжительность бывает от нескольких часов до нескольких суток, а общий перекос водной поверхности может превышать 1 м. Амплитуда сейше — вых колебаний уровня, вызываемых обычно резкими перепадами атмосфер­ного давления над разными районами крупных водохранилищ, достигает не­скольких десятков сантиметров.

Структура течений в водохранилищах отличается большей сложностью по сравнению с озерами. В результате взаи­модействия стоковых, дрейфовых, ком­пенсационных течений в водохранили­щах формируется нестационарная сис­тема транзитно-циркуляционных тече­ний, к тому же разная на различных участках водохранилищ. Наиболее гид­родинамически активные зоны приуро­чены к бывшим речным руслам, зоны с водоворотной циркуляцией — к затоп­ленным поймам и первым террасам реч­ных долин, застойные зоны — к обшир­ным, не имеющим притоков мелковод­ным заливам, водообмен в которых про­исходит только при глубокой сработке и наполнении водохранилищ.

Проточность водохранилищ, обуслов­ленная в основном постоянными стоко­выми течениями, влияет на интенсив­ность турбулентного перемешивания во­ды, ее температурную стратификацию (расслоение), минерализацию и аэра­цию, гидрохимические и гидробиологи­ческие процессы. Проточность водохра­нилищ изменяется по годам и сезонам в зависимости от их водности и от ис­пользования водных ресурсов (Матарзин и др., 1977).

Объем и динамика водной массы оп­ределяют влияние водохранилища на температурный режим атмосферы над акваторией и прибрежной территорией. От морфолого-морфометрических осо­бенностей водохранилища (длины, ши­рины, глубины и конфигурации) во мно­гом зависят величина и направление вет­рового волнения, которые в свою оче­редь влияют на переформирование дна и берегов, кислородный режим, возмож­ность существования прибрежной вод­ной растительности и др.

На реках высота волн обычно не пре­вышает 0,5—0,8 м, а на крупных водо­хранилищах она достигает 2—3 м и бо­лее, причем на разных их участках из­меняется очень значительно (рис. 30), что зависит от длины разгона ветровых волн и глубины. Значительно изменяет­ся режим волнения по сезонам года; он зависит от метеорологических усло­вий и изменений морфологических пара­метров водохранилищ (в связи с пони­жением их уровня при сработке). На крупных водохранилищах СССР повто­ряемость волн высотой более 1,2 м со­ставляет около 5% навигационного пе­риода, более 1,5 м — 2% и свыше 2м- 0,5%.

Характерная особенность водохрани­лищ — формирование в них различных по своим физическим, химическим и био­логическим характеристикам водных масс, структура и конфигурация которых подвержена сезонным изменениям. Важ­ная роль структуры и динамики водных масс в системе внутриводоемных про­цессов выявлена на основании многолет­них комплексных исследований некото­рых волжских водохранилищ (Буторин, 1969).

Вследствие уменьшения скорости те­чения в водохранилищах по сравнению с рекой происходит отложение почти всех влекомых по дну реки наносов и значительной доли взвешенных твердых частиц; на верхнем участке водоема от­лагаются крупные частицы (галька, гра­вий), на среднем — песок и еще ниже по течению — илистые частицы (рис. 31). В среднем в водохранилищах задер­живается около 90—95% донных и взве­шенных наносов, этот процесс называет­ся занесением или заилением; чем мень­ше скорость течения в водохранилище, тем больше твердого стока отлагается в его чаше. Источниками поступления взвесей служат также продукты размы­ва берегов и дна, фитопланктон и высшая водная растительность, физико-химичес­кие и эоловые процессы (Буторин и др., 1975). На большинстве равнинных водо­хранилищ донные отложения сначала формируются преимущественно за счет продуктов разрушения берегов и дна; с течением времени их количество убы­вает, и начинают преобладать наносы, поступающие с поверхностным стоком. У горных водохранилищ главный источ­ник занесения и заиления — поверх­ностный сток. В песчаных пустынях важ­ным источником заиления водохрани­лищ служат переносимые ветром песок и пыль, в районах интенсивного разви­тия высшей водной растительности (эк­ваториальный и тропические поясы) — продукты ее разложения, в умеренной

32. Схема перефор­мирования бухт а — при прямом под­ходе волны; бив — при косом подходе волны; 1 — зона аб­разии и эрозии;

2 — зона аккумуляции; 3 — направление луча волны; 4 — циркуляционные и вдольбереговые течения

зоне — всплывающие и размываемые торфяники.

В результате отложения наносов и раз­мыва выступающих участков дна и бере­говой линии происходят нивелирование рельефа дна (рис. 32) и уменьшение из­вилистости береговой линии за счет раз­рушения мысов и занесения заливов и бухт.

По термическому режиму водохранилища отличаются от рек неод­нородностью температуры воды (по длине, ширине и глубине), достигающей в отдельные периоды 10°, а от озер — нестабильным характером изменения температур с глубиной и довольно высо­кой температурой придонных слоев воды вследствие более интенсивного ее пере­мешивания под действием ветровых и стоковых течений и нередко сброса воды в нижний бьеф из средних и даже ниж­них слоев.

Ледовый режим водохранилищ зависит в основном от климатических факторов, но на него влияют также ско­рость течения и волнение. Специфичес­кая черта ледового режима водохрани­лищ — оседание льда на дно по мере сработки водохранилища и смерзание его с грунтом. В районах с сильными морозами (Сибирь и Дальний Восток, Канадский Север, высокогорные рай­оны) в верховых частях водохранилищ часто возникают зажоры и заторы из-за образования шуги, в результате чего иногда происходят затопления приле­гающих земель (рис. 33).

По гидрохимическим и гидробиологи­ческим особенностям водохранилища ближе к озерам, чем к рекам, причем совершенно особые условия создаются в первые 5—7 лет. Затопленные почвы, торфяники, растительность, продукты размыва берегов пополняют воду водо­хранилищ азотом, фосфором, железом, органическими веществами — сверх то­го, что поступает в водохранилище вме­сте с речным и подземным стоком с во­досборной площади и с осадками. Малые скорости течения воды приводят к осаж­дению в них больших количеств биоген­ных веществ (азота, фосфора и т. п.).

Гидрохимический режим водохранилищ формируется под влия­нием процессов, происходящих на во­досборе, в береговой зоне и в самом
водоеме. Причем необходимо со всей определенностью подчеркнуть, что влия­ние водохранилищ на качество воды не­однозначно и не может квалифициро­ваться только как положительное или только как негативное.

33. Зажор в районе выклинивания подпора от Иркутской ГЭС в январе 1957 г. (уел. обозн. см. рис. 56).

Из всего многообразия физико-хими­ческих показателей состава воды в во­дохранилищах наиболее изучены такие имеющие первостепенное значение, как минерализация и ионный состав, газовый режим, прозрачность и цветность воды, биогенные соединения, органические ве­щества, микроэлементы и некоторые ви­ды наиболее распространенных загряз­няющих веществ (нефтепродукты, ток­сические соединения тяжелых металлов, хлор — и фосфорорганические соедине­ния).

Создание водохранилищ и их каскадов в умеренных широтах приводит к ниве­лированию сезонных различий в величи­нах общей минерализации и концент­раций главных ионов (Денисова, 1979). В водохранилищах, расположенных в аридных районах, общая минерализация несколько выше, чем в реках, и изме­няется соотношение между главными ионами — натрием, калием, хлором и сульфатом. В устьевых областях заре­гулированных рек минерализация, по имеющимся данным, увеличивается, иногда существенно: для Волги — на 16%, для Днепра — на 10, для Дона — на 49, для Кубани — на 31, для Куры — на 47%.

Кислородный режим как один из глав­ных показателей «благополучия водое­ма» зависит от очень многих процессов, происходящих не только в самом водо­хранилище, но и на водосборе. Содер­жание кислорода колеблется в широких пределах от долей до двух и более де­сятков миллиграммов на литр (от 2 до 250% насыщения) и изменяется по се­зонам, годам, акватории и глубине водо­хранилищ.

В малопроточных и глубоких водохра­нилищах обычно развита температурная и кислородная стратификация, в резуль­тате которой содержание растворенного

Водохранилища — природ но-хозяйствен­ный компонент географической среды

кислорода снижается до долей мг/л (3—5% насыщения). Развитие анаэроб­ных процессов в гиполимнионе* сопро­вождается выделением больших коли­честв сероводорода и метана. Это не­благоприятное явление особенно выра­жено на многих крупных тропических водохранилищах, при создании которых не были проведены в должном объеме лесосводка и лесоочистка ложа.

На кислородный режим водохрани­лищ, расположенных в умеренной и суб­арктической зонах, существенное воз­действие от 2 до 8 месяцев в году оказы­вает ледовый покров, с которым связаны дефициты кислорода во всей водной мас­се.

Вследствие обогащения воды органи­ческими веществами увеличивается со­держание углекислоты и уменьшается количество растворенного кислорода, особенно при зимней сработке. Содер­жание кислорода уменьшается также в ночное время летом в периоды бурного развития микроскопических водорос­лей — так называемого цветения воды. Волнение, течения и конвекционные то­ки, наоборот, обогащают воду водохра­нилищ кислородом.

Существенно ухудшается кислород­ный режим в районах скопления отмер­ших масс синезеленых водорослей, сво­бодно плавающих растений (телореза, сальвинии в тропиках), высшей водной растительности.

Необходимо подчеркнуть, что кисло­родный режим не только отдельного во­дохранилища, но и его участков инди­видуален. Наиболее благополучен режим кислорода в горных водохранилищах, где его содержание не падает ниже 70% растворимости, что связано со сравни­тельно слабым развитием фитопланкто­на, водной растительности и небольшой мощностью и объемом иловых отло­жений.

Уменьшение содержания взвесей и цветности воды приводит к увеличению

* Эпилимнион — верхний (несколько метров) хо­рошо аэрируемый слой воды с благоприятным кис­лородным режимом. Гиполимнион — нижележа­щий слой воды с пониженным (менее 4 мг/л) со­держанием кислорода.

Граница между эпилимнионом и гиполимнионом устанавливается по слою так называемого темпера­турного скачка, в пределах которого температура воды изменяется по глубине на 3—5°.

34. Горное глубоко­водное водохрани­лище Эукумбене, отличающееся боль­шой прозрачностью воды (Австралия)

ее прозрачности в водохранилищах (осо­бенно в их приплотинных участках) в 5—10 раз по сравнению с речными вода­ми (рис. 34, 35). Отстой воды в водо­хранилищах даже в течение 2—3 недель вызывает резкое уменьшение содержа­ния сапрофитных бактерий и кишечной палочки, что тоже может рассматри­ваться как весьма положительное явле­ние.

Содержание минеральных и органи­ческих форм азота, фосфора, кремния и железа (которые составляют группу так называемых биогенных элементов или веществ) изменяется в очень широ­ких пределах по сезонам, годам, аква­тории и глубине. В целом количество био­генных веществ и скорость их круго­оборота (за исключением железа и крем­ния) в водохранилищах увеличиваются по сравнению с речными условиями; осо­бенно возрастает (на 1—2 порядка) амп­литуда колебаний содержания биоген­ных веществ.

Для биогенного режима водохрани­лищ имеют большое значение наличие и стабильность или отсутствие стратифи­цированное™ водной массы, так как при разных соотношениях эпилимниона и гиполимниона имеют место разные по сложности и длительности схемы круго­ворота веществ.

Раньше считалось, что водохранилища уменьшают биогенный сток рек, однако в действительности оказалось, что он увеличивается (кроме соединений желе­за); на это указывают исследования по­следних 10 лет, проведенные в СССР на водохранилищах Волги и Днепра.

Наиболее исследованы в водохрани­лищах такие микроэлементы и тяжелые металлы, как марганец, цинк, медь, ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, хром, никель; содержание их нормируется для питье­вого водоснабжения.

И в данном случае особенно важно подчеркнуть, что особенности гидроло­гических и гидрохимических режимов определяют общую тенденцию к умень­шению содержания соединений тяжелых металлов в пелагиали водохранилищ, их трансформации и аккумуляции в донных отложениях. То же можно сказать и о ряде других загрязняющих веществ, та­ких, как нефтепродукты.

Изложенное выше показывает, что

роль водохранилищ в формировании ка­чества воды двояка. С одной стороны, очень велика роль процессов самоочи­щения, усиливающихся в водохранилище за счет процессов седиментации, отстоя, разбавления, деструкции (разрушения) органических веществ. С другой стороны, особенности водохранилищ, такие, как замедление водообмена и явление тер­мической и кислородной стратифика­ции, развитие органической жизни, спо­собствуют усилению евтрофирования и ухудшению качества воды в том случае, когда существенно усиливается интен­сивность антропогенных воздействий, особенно в отношении поступления сточ­ных вод. Иными словами говоря, водо­хранилища более уязвимы для загряз­нения, чем реки.

Для водохранилищ в низовьях рек из-за уменьшения объема стока (в ре­зультате его хозяйственного использо­вания и дополнительных потерь на испа­рение) характерно увеличение солено­сти вод, что существенно отражается на функционировании своеобразных эко­систем устьевых областей.

Водохранилища оказывают огромное воздействие на биологические процессы и компоненты водных экосистем. По сво­им структурно-функциональным харак­теристикам экосистемы водохранилищ неодинаковы не только в разных при­родных поясах и зонах, но даже и в той зоне, по которой протекает река. Для всех экосистем характерно довольно бур­ное развитие биологических процессов в первые 4—7 лет существования водо­хранилищ, когда в водную среду посту­пает большое количество биогенов, ор­ганики, микроэлементов, наблюдаются вспышки численности популяций раз­личных видов гидробионтов.

Однако эта в общем кратковременная стадия «молодости» водохранилищ сме­няется стадией стабилизации, когда био­логическая продуктивность, в том числе и хозяйственно полезная, снижается.

35. Живописное водохранилище в горной лесистой местности (США)

Водохранилища — природно-хозяйствен­ный компонент географической среды

Если в первые годы жизни водохра­нилищ резко возрастают число и объем биомассы бактерий, то в дальнейшем эти показатели снижаются до исходных значений. Они становятся ниже тех, ко­торые наблюдались в реке до зарегули­рования. Значения численности и био­массы бактерий в крупных водохрани­лищах разных типов (олиготрофных, мезотрофных и евтрофных) различают­ся примерно на порядок; численность бактерий — в диапазоне от 0,4 до 6 млн. клеток на миллилитр, а биомасса — в диапазоне от 0,5 до 4,5 г/м3 (Водохра­нилища мира, 1979). Также на порядок различаются значения численности и биомассы бактерий в пределах одного водохранилища, но разных его биотопов. Различия в показателях бактериаль­ного населения в средних и небольших водохранилищах составляют уже два порядка и определяются главным об­разом факторами антропогенных воз­действий.

В последние годы советскими учеными получены новые данные, свидетельствую­щие о гораздо более важной роли бакте­рий, чем считалось ранее, в общей системе продукционно-деструкционных процессов в водохранилищах разного трофического типа (Водохранилища мира, 1979). Общие микробиологические исследования субтропических, тропи­ческих и субэкваториальных водохрани­лищ пока не получили должного разви­тия. До сих пор они носили не экосис — темный, а прикладной характер и прово­дились главным образом в целях оцен­ки санитарно-эпидемиологической ситу­ации в зонах водозаборов.

При создании водохранилищ, в про­цессе ряда сукцессионных фаз, форми­руется комплекс доминирующих видов и, как правило, свой для каждого водохра­нилища. Достаточно общая тенденция: видовое разнообразие фитопланктона в водохранилищах по сравнению с рекой уменьшается, а его биомасса увеличи­вается. Это обусловлено замедлением скоростей течения, лучшей прогревае­мостью воды, увеличением прозрачности воды и достаточным количеством био­генных веществ. В водохранилищах ре­гистрируют много десятков и сотен видов фитопланктона, но лишь несколько про­центов от их числа создают основную биомассу. Характерная особенность водохранилищ: два сезонных максимума развития — весенний и позднелетний: первый обусловлен диатомовыми водо­рослями, а второй — синезелеными. В связи с развитием комплекса лимни- ческих биогеохимических процессов увеличивается и средняя биомасса фито­планктона в водохранилищах. Избыточ­ное развитие фитопланктона с биомас­сами, превышающими 5—6 г/м3 (Сирен — ко, Гавриленко, 1978), рассматривает­ся как одно из проявлений евтрофирова — ния водоемов.

Из-за существенного уменьшения скорости течений, поступления большого количества биогенов в результате антро­погенных воздействий на ряде водохра­нилищ и их отдельных участках создают­ся условия для избыточного развития синезеленых водорослей, происходит так называемое цветение воды. Биомасса водорослей в пятнах цветения и в скоп­лениях, обусловленных течениями, мо­жет достигать сотен граммов и даже десятков килограммов на кубометр воды. «Цветение» воды в первые годы суще­ствования водохранилищ наблюдается практически повсеместно, но в последую­щие годы его интенсивность и повто­ряемость существенно уменьшается. «Цветение» часто именуют раковой опу­холью водоемов планеты, при этом ино­гда полагают, что виной ему — именно создание водохранилищ. Однако заме­тим, что «цветут» сейчас и многие реки, и такие некогда чистые олиготрофные горные озера, как Женевское и Боден­ское. Причина этому — избыточное по­ступление в водоемы питательных био­генных веществ (в основном соединений азота и фосфора) с очищенными и не­очищенными сточными водами, а также изменение термического режима многих озер и водохранилищ из-за тепловых сбросов (подогретые воды) тепловых и атомных станций (Сиренко, Гаврилен­ко, 1978; Денисова, 1979).

В пределах любого водохранилища формируется не менее трех-четырех ти­пов биотопов, где существенно различа­ются комплекс доминирующих видов фитопланктона и его биомасса (на 1—2 порядка), а также распределение его по глубине. Большинство исследователей объясняют это явление неоднородности пространственного (по акватории) рас­пределения фитопланктона морфометри — ей и гидродинамическими характеристи­ками.

Флора водохранилищ более разнооб­разна по сравнению с озерами и реками, что объясняется экологическим разнооб­разием биотопов в водохранилищах, особенно на мелководьях (рис. 36). Именно специфический уровенный ре­жим обусловливает преобладание в водо­хранилищах воздушно-водной расти­тельности до глубины 1,5—2 м. Площадь ее в разных водохранилищах занимает до 20—30% акватории. В тропических водохранилищах развивается свободно­плавающая растительность — гиацинты и сальвинии, они могут образовывать огромные скопления в виде плавучих островов. Растительный покров на мел­ководьях продолжает формироваться даже при стабильном режиме эксплуата­ции не менее 10—15 лет, при этом сук­цессии различных видов высшей водной растительности — водных мхов, папо­ротников, хвощей, цветковых растений (осоковых, злаковых, рогозовых, трост­никовых, рдестовых, кувшинковых, лото­совых) — разнообразны по направлен­ности и продолжительности.

В умеренных широтах средняя фито­масса в расчете на единицу площади зарослей изменяется в пределах 0,5—

11,5 т/га в воздушно-сухом весе, а про­дукция по углероду (волжские и дне­провские водохранилища) изменяется в диапазоне 1—30 г/м2 в год (Кореля — кова, 1977). В тропических водохрани­лищах фитомасса гиацинта в сыром весе может достигать 60 т/га.

Создание водохранилищ привело к из­менению видового состава зоопланктона и соотношения его отдельных групп (коловратки, ветвистоусые и веслоно­гие). По мере уменьшения водообмена значение ракообразных и соответственно их доля в общей биомассе зоопланктона возрастают до 70—95%. Средняя сезон­ная биомасса зоопланктона в водохра­нилищах Днепра, Средней Волги, Анга­ры, Верхнего Енисея возросла почти в 10 раз за счет создания благоприятных условий для развития ракообразных, летняя же биомасса зоопланктона, т. е. в период наиболее интенсивного питания рыб, возросла в пелагиали в 50—100 раз, а в прибрежных зонах — в 300—350 раз, что можно считать положительным фак­тором, тем более если учесть, как велико кормовое значение планктона для раз­вития рыб планктофагов (Водохранили­ща мира, 1979).

Для тропических водохранилищ ха­рактерны относительно невысокие абсо­лютные биомассы фито — и зоопланктона, но при постоянных высоких температу­рах воды интенсивность биологических процессов очень высока. В то же время качественные и количественные показа­тели зоопланктона тропических водо­хранилищ, расположенных в саваннах, заболоченных тропических лесах, пусты­нях и полупустынях и особенно в горных районах, различаются между собой более значительно, чем те же показатели в во­дохранилищах умеренного пояса.

Угнетающее воздействие на зоопланк­тон оказывают «цветение» синезеленых водорослей и загрязнение водной среды. Зоопланктон распределяется по аквато­рии водохранилищ неоднородно. Коли­чество его может различаться на порядок по длине водохранилища и на два поряд­ка по его ширине (особенно в умеренно заросших участках литорали и на откры­той акватории).

Основу зообентоса, т. е. донной фауны, составляют олигохеты, хирономиды и моллюски. Количество их в водохранили­щах по сравнению с рекой в целом воз­растает, поскольку увеличиваются пло­щадь биотопов и плотность донного на­селения. Однако уровень развития зоо­бентоса в водохранилищах зависит не только от этих факторов, поэтому удель­ные биомассы бентоса для тех или дру­гих участков одного и того же водохра­нилища могут различаться в десятки раз. Зимняя сработка уровня водохранилищ умеренной зоны и промерзание грун­тов — причина невысокого развития бен­тоса в осушной зоне.

36. Зарастающий залив Иваньковского водохранилища на Волге

Водохранилища — природно-хозяйствен­ный компонент географической среды

Гидрологическая структура водных масс и их режим влияют на развитие
бентоса. В крупнейших водохранилищах Африки и Южной Америки с обширной анаэробной зоной бентос распространен лишь на глубину эпилимниона, т. е. на 3—5 м. Отдельные виды зообентоса — важнейший корм для рыб-бентофагов (большинство пресноводных видов). Биомасса кормового бентоса (без мол­люсков) колеблется от 2 г/м2 для волж­ских водохранилищ (Рыбинское) до 50 г/м2 для днепровских (Кременчугское).

При создании водохранилищ проис­ходит существенная перестройка речных ихтиоценозов, изменяются их структура, количество доминирующих форм, мор­фологические признаки, условия размно­жения и нагула особей.

Анализ гидрологических, гидрохими­ческих и гидробиологических особен­ностей искусственных водоемов пока­зывает, что водохранилища — принци­пиально иной, чем озера и реки, тип водного объекта, с существенно про­странственно неоднородной (по длине, ширине и глубине) структурой абиоти­ческих условий, численностью биомассы и продуктивностью основных экологи­ческих компонентов.

Другая принципиальная особенность в том, что направленность и интенсив­ность внутриводоемных процессов неод­нозначны, т. е. не могут квалифициро­ваться только как положительные или только как отрицательные.

И наконец, важно подчеркнуть, что большая часть негативных процессов и явлений, связанных с созданием водо­хранилищ, может успешно регулировать­ся и существенно снижаться, соответ­ственно могут многократно усиливаться и положительные эффекты, если пра­вильно проводить комплексные меро­приятия.

Комментарии запрещены.