Мал. 28. Схема техногенної перебудови геохімічних ландшафтів

Інший аспект функціонування ГТС, пов'язаний з інтенсифікацією біка, - зміна складу вод супераквальных ландшафтів в порівнянні з початковим. Спостерігається збільшення мінералізації грунтових вод лугово-болотяних агролаидшафтов, інтенсивності водної міграції Са, Сl, зниження змісту Сорг і загального азоту. Багато біогенних елементів мігрують у складі органічних сполук. Підвищення мінералізації грунтових вод встановлене для меліоративних систем Полісся, Нечорноземного Уралу, Мещерської низовини і інших районів. Проте після помітного збільшення мінералізації грунтових вод в перші роки експлуатації меліоративних систем далі досягається рівновага і деяке зниження мінералізації у зв'язку з винесенням химичесиих елементів за межі дренажної мережі.

До сильних періодично діючих джерел належить внесення добрив. Вивчення цього чинника в продуктивності агроценозов показує, що на створення біомаси витрачається менше половини поживних речовин, зокрема за рахунок втрат елементів живлення з потоками грунтових вод (Чазов, Дроздів, 1974; Авессаломова, 1990). Це дозволяє рекомендувати замість одноразового передпосівного внесення добрив багаторазове, коли регулювання їх вступу дає ефективніший результат.

Дані про зміну лужно-кислотних показників супераквальных ландшафтів суперечливі. Одні автори відмічають підвищення рН меліорованих грунтів у зв'язку з винесенням основ в грунтові води, відчуженням хімічних елементів з урожаєм, дією фізіологічно кислих фосфорних і калійних добрив. Інші дослідники (Шаманаев) вказують на зниження рН. Мабуть, багато що залежить від характеру оброблюваних культур. Слід також мати на увазі кислу реакцію атмосферних опадів, що раніше не враховувалося при поясненні кислої реакції дерново-підзолистих грунтів.

Новою ознакою осушених грунтів і грунтів прилеглої території є їх окислювально-відновна вертикальна зональність. У верхній частині профілю до 20-35 см формуються окислювальні умови; Еh зростає до 360- 430 мВ. Далі переважають відновні умови. На контакті обстановок виникає площадковий кисневий геохімічний бар'єр. У зоні закритого дренажу при виході глеевых вод з труб виникають локальні кисневі бар'єри. Із-за осадження Fe і органічної речовина вода в дренах прозора.

У зонах кисневого бар'єру накопичується широкий круг елементів, хоча причини концентрації різні; при підйомі грунтових вод по капілярах до поверхні у зв'язку із заміною -відновного середовища на окислювальне відбувається накопичення Fe,Co, Мn (Fe і Мn –хороші сорбенти).

Зіставлення складу новоутворень на латеральному "кільцеподібному" бар'єрі в природних геохімічних спряженнях і на "площадковому" - кисневому бар'єрі в зоні осушення показує, що вони розрізняються по комплексу мікроелементів (мал. 28), що накопичуються.

Інтегральним показником наслідків геохімічної перебудови ландшафтів виступає стік дренажних канав. Води дренажних канав в лісовій зоні найчастіше відносяться до гідрокарбонатно-кальцієвих. Більшість дослідників відмічають зростання мінералізації і винесення кальцію, хлору, сульфат- іона і з'єднань азоту, що свідчить про посилення їх міграції під впливом осушення. Зміни носять сезонний характер і навесні знижують розбавляючий ефект талих снігових вод. Втрата речовини з дренажним стоком відноситься до негативних наслідків функціонування ГТС. У районах з великою кількістю озер, які приймають дренажний стік, знижується рибопродуктивність і виникають сприятливі умови для евтрофікації. Так, у внутрішніх водоймищах Білоруського Полісся з 1971 по 1980 р. середній улов риби знизився з 36 до 17 кг/га, а валовий улов зменшився в 2,5 разу (Ме- шечко, 1982).

Структура зони впливу осушувальних систем. У зоні гидрогеологического впливу осушувальних систем через 10- 15 років після їх створення чітко позначаються дві підзони: структурної перебудови компонентів природних комплексів і кількісних змін; друга підзона іноді дрібноконтурна і фрагментарна. В межах підзон впливу простежуються пояси збільшення і зниження біологічної продукції ландшафту. Диференціація знаку впливу осушення на ландшафти прилеглої території - одна і з основних рис зони впливу.

Можна виділити дві групи ПТК в зонах впливу : лісові і лугові. Межі зон, підзон і поясів впливу на деревний ярус виявляють в процесу польових досліджень і обробки дендрохронологічної інформації шляхом угрупування точок відбору спилов і кернів дерев. Угрупування виробляється по мірі зміни приросту за порівнювані періоди до і після утворення дренажу для кожного типу лісу. Одночасно за той же період встановлюється тенденція зміни приросту в типах лісу - аналогах поза зоною впливу. Це метод просторових співвідношень приростів. Потім на великомасштабній ландшафтній карті наноситься ареал зон, підзон і поясів впливу. Практично первинне значення мають дві межі: зовнішня, або верхня, за межами якої из-менений в продуктивності лісових співтовариств не спостерігається, і межа зміни знаку впливу (позитивного на негативне або навпаки).

Вплив осушення на лугові комплекси вимагає тривалих стаціонарних спостережень за їх видовим складом і продукцією фітомаси. Такі дослідження здійснені в Білоруському Поліссі і Мещерській низовині (Парфенов і Ким, 1976; Дияконів та ін., 1984; Сперанская, 1990 і т. д.). Вплив осушення на луги диференційований залежно від гіпсометричного рівня. Обробка багаторічних описів лугів за методикою Л. Г. Раменского - коли по великій кількості конкретних видів кожне угрупування отримує свій індекс по мірі зволоження конкретного року - дозволила в районі стаціонару МГУ (Вожской меліоративної системи) виділити чотири гипи

Таблиця 39

Вплив осушувальної системи на продуктивність лугів на прилеглій території

((Мещерська низовина)

Група фітоценозів	Характер рослинності і грунтів	Екологічна характе-ристика по зволоженню	Зміна продуктивності лугів в зоні впливу порівняно з аналогами поза зоною впливу
Заболочені луги	крупноосоковые гидрофильнозлаковые співтовариства на перегнойно- глеевых і торфянисто- глеевых грунтах	болотяно-лугові і болотяні	зростання врожайності до 30% в надмірно вологі го-ды; зниження урожайнос-ти до 35-40% в роки з недоліком атмосферних опадів
Луги низького рівня	щучники з великою участю гідрофільних видів на торфянисто- подзолисто-глееватых і дерново-глеєвих грунтах	сиро-лугові	зниження врожайності до- 30 % в роки нормальні по зволоженню; сниже-ние врожайності в ано-мально сухі роки і по-вышение у вологості
Луги сред-него рівня	щучники за участю ме- зофильных видів на дер- ново-подзолисто-глеева- тых грунтах	влажно-лу говые	загальне зниження на 15- 20% з разнонаправленны-ми коливаннями по роках
Луги высо-кого рівня	тонкополевичники і белоусники на дерново- підзолистих грунтах	влажно-сухолуговые	вплив дуже незначи-тельное; міжрічні раз-личия врожайності невеликі I

Порівняльний аналіз видового складу і продукції лугів різних рівнів попарно, коли одна з груп розташована в передбачуваній зоні впливу, а інша поза нею, дозволяє зробити деякі висновки.

1. Розмір зони впливу носить пульсуючий характер. Вона більше в сухі роки і зменшується у вологі.

2. Знак впливу на продуктивність диференційований по висотних рівнях. В цілому зниження продуктивності лугів за 10 років існування системи склало 20%. Найбільшою мірою зниження проявилося на лугах низького і середнього рівнів вирівняних поверхонь і схилів (глибина вод до осушення - від 0,3 до 1,2 м). Це найбільш чутливі угрупування Причина - відрив капілярної облямівки від корнеобитаемого шару.

3. Виявлена також диференціація знаку впливу по роках в межах одного гіпсометричного рівня.

Питання про взаємовідношення птахів і осушувальну меліорацію має важливе практичне значення. У світі відомі понад 5 тис. видів комах, що шкодять сільському господарству. Загальні втрати урожаю від шкідників досягають 20%, а в окремі роки загибель урожаю може досягати 50 відсотків і більше. Використання птахів як біологічного, экол-гически чистого засобу боротьби з шкідниками сільського господарства має велику перевагу передусім із-за дешевизни і відносно високої ефективності.

По Д. М. Очагову (1990), в результаті меліорації птахи випробовують на собі вплив (в цілому негативне) наступних чинників : пониження рівня грунтових вод; зміна рельєфу земної поверхні і рослинного покриву; посилення чинника занепокоєння в репродуктивний період; проведення механізованих сільськогосподарських робіт і випасу худоби; застосування мінеральних добрив, використання пестицидів. Видову різноманітність птахів, що гніздяться, можна розглядати як чуйний індикатор стійкості ландшафтів. Це можливо при збереженні в межах масивів осушення невеликих по площі (0,3-0,5 га) озер, заболочених територій, лісів і створенні лісових смуг і чагарникових насаджень. Збереження різноманітності біотопів дозволяє істотним чином запобігти негативним наслідкам осушення. У тому разі знижується чисельність окремих видів, а число видів, як правило, залишається тим самим. Перехід від відкритої осушувальної мережі до закритого дренажу супроводжується істотним умень-шением кількості видів (на 48-65%), що гніздяться, і чисельності птахів (на 9-48%). Водоплавні зникають практично повністю.

Для багатьох районів земної кулі осушувальна меліорація поставила проблему збереження генофонду. Так, в Німеччині в результаті осушення в 70-і роки з авіафауни було викреслено 14 видів, 88% видів птахів, що знаходяться на межі зникнення, - представники важливих біотопів. Для Мещерської низовини ця цифра складає 86%.

Розміри поясів і підзон впливу визначаються сукупністю фізико-географічних умов, найважливішими з яких виступають три : 1) глибина дренажу, захисних (ловецьких) каналів; 2) кут нахилу рельєфу місцевості і 3) механічний склад материнських грунтоутворюючих порід. Але поєднанню вказаних вище властивостей виділяються чотири види зон впливу з підвидами (таблиця. 40).

Таблиця 40 . Видів і підвиди зон впливу осушувальних систем

Назва, розмір	Лимитирующи е чинники впливу	Склад підзон і поясів	Швидкість процесу	Відношення площі впливу до площі осушення
I. Дуже вузька, до 50 м	ухили >0,01; глибина дренажу <1,2 м; механічний склад порід	слабка диференціація на пояси, основний пояс-положительного впливи	мала	0,00,03-0,10
II. Вузька середня, до 300 м	На. ухил >0,01	чітка диференціація на укорочені підзони і пояси	велика	0,00,05-0,20
	Пб. механичес-кий состав - су-глинки	чітка диференціація на підзони і пояси	мала і середня	0,0,20-0,80
	Пв. глибина дренажу <1,2	те ж з невеликим поясом негативного впливу	середня і велика	0,0,30-0,50
III. Широка 0,5-1,2 км	умовно немає	повний набір підзон і поясів впливу	велика	0,50-1,00
IV. Велика до 3-6 км і більше	умовно немає	зімкнуті і разор-ванные ареали под-зон і поясів, взаи-модействие смеж-ных систем	велика і середня	0,0,90-3,00

I вид формується у тому випадку, коли поширення" впливу лімітоване двома або трьома чинниками, найчастіше важким механічним складом грунтоутворюючих і підстилаючих порід. Зона впливу дуже вузька, зазвичай 30-50 м Характерна для вододільних осушувальних систем середньою і південною підзон тайги; для увалистых суглинних морених рівнин; водно-льодовикових рівнин, перекритих чохлом покривних суглинків; горбисто-морених рівнин з камами і озами.

Формування зони II виду характерно для ландшафтів морених водно-льодовикових піщаних і супіщаних рівнин, долинно-зондровых рівнин, ландшафтів заплав великих і середніх річок і древнеаллювиальных рівнин. Поширення впливу лімітоване одним з чинників. Залежно від лімітуючого чинника виділені наступні підвиди зон влия-ния : На - при ухилах більше 0,01 утворюється укорочена зона, шириною 50-100 м, з чіткою диференціацією на підзони і пояси. По - лімітуючий чинник впливу - механічний склад порід. Формування нової структури зони йде повільніше, ніж в підвиді На. При неглибокому дренажі (>1,2 м) утворюється порівняно неширока (100-200 м) зона з пре-обладанием поясу позитивного впливу, особливо в підзонах середньої і південної тайги (Карелія, Вологодська обл.).

Для ландшафтів плоских зандровых водно-льодовикових рівнин, зандровых древнеаллювиальных рівнин, плоских вторинних супіщаних морених рівнин характерний III вид зони впливу. У разі, коли прилегла територія складена пісками або супісками, схили пологі (1-2°) і глибина дренажу - 1,5-2,5 м, ширина зони впливу може через 5- 10 років після створення осушувальної системи досягати 1- 1,2 км.

Якщо в одному річковому басейні споруджено декілька осушувальних систем або спостерігається взаємодія двох або декількох систем в суміжних басейнах, як це має місце в басейні р. Прип'ять, формується велика (до 3-6 км) зона впливу, а зміни торкаються ПТК рангу ландшафту і навіть провінції. Це IV вид зони впливу. .

.

ВОДОСХОВИЩА ЯК ЗАСІБ ВОДНИХ МЕЛІОРАЦІЇ

Із створенням водосховищ пов'язані як навмисні, так і ненавмисні глибокі зміни в природних і господарських умовах долин річок і на прилеглих до водосховищ територіях. У зв'язку з цим проблема взаємодії водосховищ з ландшафтами навколишньої території завжди актуальна. Водосховищами називають штучні водойми або природні озера з гідрологічним режимом, зміненим людиною. Їх зазвичай створюють в долинах річок, струмків або в хащах природних озер шляхом зведення підпірного споруди - греблі. В окремих випадках водосховища утворюють шляхом спорудження виїмки (наливні водосховища). Створення на одній річці (потоці) кількох водосховищ призводить до формування каскаду водосховищ, що дозволяє управляти водними ресурсами в межах всього басейну.

Основною ознакою водосховища, що відрізняє його від природної водойми, є можливість регулювання витрати води, а отже і режиму його рівня. Водосховище представляє собою штучно створений природний об'єкт, що входить до складу геотехнічної системи, що складається зі штучно створеної або природної водойми о (саме водосховище), природних водозбору та технічних підсистем, тісно взаємопов'язаних між собою речовинно-енергетичними та інформаційними потоками. До технічних елементів відносять греблю, шлюзи, рибопідіймачі, турбіни, лінії електропередач, що відходять від станції, і т. д.

Водосховищам властиві специфічні внутрішньоводоймені процеси: гідрологічні, гідрофізико-хімічні та гідробіологічні. Водосховища через рухливі компоненти ландшафту - поверхневі і підземні води, повітряні маси і тварине населення - взаємодіють з ландшафтами прилеглої території, утворюючи в верхньому і нижньому б'єфах зони, підзони і пояси впливу. Управління водосховищем як геотехнічної системою передбачає облік стану всіх підсистем, у тому числі самого водосховища та ландшафтів, що знаходяться у сфері його впливу.

Водосховища - багатоознакові об'єкти, у зв'язку з чим існують різні їх класифікації (М. А. Фортунатова, О. Б. Авакяна, С. Л. Вендрова, К. М. Дьяконова, В. А. Шарапова, К. К-Едельштейна та ін). Найбільш відомі і корисні класифікації водосховищ за призначенням, генезису чаші, приналежності до природній зоні (підзоні), морфології чаші, якості води, режиму рівня і розмірами (площею дзеркала, глибини).

За призначенням водосховища підрозділяються на багатоцільові та спеціального призначення. Серед багатоцільових вирізняються водосховища пріоритетно-комплексного призначення, коли пріоритет віддається якій-небудь галузі народного господарства (найчастіше енергетиці чи іригації) і комплексного призначення (без яскраво вираженого лідера напрямки в його використанні). Серед водойм спеціального призначення виділяють водосховища: воднотранспортної, рибогосподарські, сільськогосподарські, енергетичні, лісогосподарські, каналізаційні, протиерозійні, рекреаційні та питні. Звичайно, спеціальне призначення водосховища не означає, що інша його використання виключена. Головне, що режим функціонування водосховища цілком підпорядкований тій чи іншій галузі.

За приуроченостю до макрорельефу виділяються рівнинні, передгірні (низькогірні), гірські і високогірні водосховища. По положенню в географічній зоні - тундрові, лісові, лісостепові, степові, напівпустельні й пустельні. Класифікація водосховищ за вказаними двома фізико-географічним ознаками важлива для типології зон їх впливу.

Інтенсивність впливу водосховищ на ландшафти залежить багато в чому від розміру водойми.

Класифікація водосховищ за розмірами (за А. Б. Авакяну та ін, 1987) Категорія водосховищ Повний обсяг, Площа водного дзеркала, км2 Найбільші Дуже великі Великі Середні Невеликі Малі більше 50 10-50 10-1 1-0,1 0,1-0,01 менше 0,01 понад 5000 5000-500 500-100 100-20 20-2 менше 2

За характером регулювання стоку, а отже і коливань рівневого режиму, розрізняють водосховища багаторічного, сезонного, місячного, тижневого і добового регулювання. Багаторічне регулювання стоку має на меті акумулювати надлишок води в багатоводні роки для використання її у маловодні, а в межах каскаду - і для спеціального мiстi вiддiлу державної води в нижележащих водосховища у разі маловоддя.. Сезонне регулювання стоку здійснюється на багатьох великих і середніх водосховищах, де відмітка нормального підпірного рівня (НПР) досягається щорічно, а потім йде зниження рівня.

З позицій впливу водосховищ на прилеглі ландшафти величезний інтерес представляє типологія режиму рівня водосховища за теплий період року: 1) протягом всього теплого періоду рівень води у водосховищі приблизно дорівнює НПР; 2) НПР встановлюється на нетривалий час на початку вегетаційного періоду, а з середини червня відбувається зниження рівня; 3) протягом всього теплого періоду рівень нижче НПР на 1-3 м. Незважаючи на величезні відмінності у властивостях водосховищ, всі вони характеризуються деякими спільними елементами і зонами

Ще на стадії проектування кожному водосховищу визначається свій нормальний підпірний рівень. Це вищий проектний рівень верхнього б'єфу греблі, який підпірні споруди можуть підтримувати в нормальних експлуатаційних умовах протягом тривалого часу. Мінімальний рівень водосховища, до якого можлива його спрацювання в умовах нормальної експлуатації, називається рівнем мірного об’єму (УМО). Об'єм води, укладений між НПР і УМО, називається корисним (це зливна призма водосховища). Саме цей обсяг води являє собою ресурс, активно використовуваний різними галузями народного господарства. Обсяг води, що знаходиться нижче РМО, називається мертвим, так як його використання в нормальних умовах експлуатації не передбачається.

Період акумуляції стоку називається наповненням водосховища, а процес віддачі накопиченої води - його спрацюванням.

На водосховищах, які використовуються для водного транспорту або лісосплаву, спацювання рівня в період навігації обмежується рівнем, при якому річковий флот за станом глибин може продовжувати нормальну роботу. Цей рівень називається рівнем навігаційної спрацювання (УНС). Для ряду водосховищ встановлено мінімальний санітарний рівень (МСР).

Кардинальна відмінність водосховища від озера полягає в тому, що від греблі вгору по колишній річці нова підперта водойма має кілька природних гідрологічних зон, кожна з яких характеризується специфічними гідро-і морфодінамічнимиі особливостями та взаємодією з ландшафтами прилеглої території.

Глибоководна нижня зона , де при всіх рівнях хвилювання розвивається вільно, не взаємодіючи, за винятком прибережної смуги, з дном. Динамічні умови близькі до морських або глубоководноозерним. Вплив на клімат максимальний.

Проміжна зона середніх глибин в залежності від положення рівня води в різні сезони року може бути або глибоководною (при рівнях близьких до НПР), або мілководною (при низьких відмітках рівня).

Мілководна зона, де за будь-яких положеннях рівня зберігаються умови дрібного озера. Розвиток хвилювання обмежується впливом дна. Хвилі тут круті. Кліматичне вплив послаблений (спостерігаються зміни в мікрокліматі).

Зона виклинювання підпору, в якій навіть при найвищому горизонті води зберігаються умови мілководного затоки; в міру зниження рівня вона повністю обсихає і стає «заплавою» водосховища. Зазначена зона існує у всіх окремо розташованих водосховищах, а в каскаді буває лише у верхніх водосховищах.

Інше важлива відміна між водосховищами і озерами, що випливає з основної ознаки, особливо характерна для дуже великих і великих водосховищ. Вона полягає в амплітудах коливань рівня води в озерах і водосховищах. На великих озерах (Іссик-Куль, Ханка, Балхаш та ін) річна амплітуда коливань не перевищує 0,2-1,5 м. Виняток становить оз. Ільмень з річною амплітудою коливання рівня 6-8 м. Коливання рівня води на рівнинних водосховищах (Рибінському, Камський і т. д.) складають 5-8 м, на передгірних і низькогірні (Братському, Красноярському і т. д.) - так 20 м; на гірських водосховищах (Токтогульском, Іігурском і т . д.) - 50-80 м.

Водосховища сповільнюють водообмін в річкових системах. За оцінкою Г. П. Калініна, на початок 70-х років тривалість водообміну в річках світу, у зв'язку з створенням водосховищ, зросла з 20 до 60 діб.

Два важливі процеси притаманні водосховищам, особливо в умовах інтенсивної господарської діяльності на водозборі: евтрофікація і замулення. Евтрофікація - це різке збільшення біологічної продуктивності водойми в результаті підвищеного надходження сполук фосфору і азоту. Інтенснівное застосування мінеральних добрив, гербіцидів, дефоліантів створює критичну гідрохімічну обстановку на багатьох водосховищах. Водосховища - потужні акумулятори речовини, що обумовлено як надходженням матеріалу від абразії берегів, так і приходом наносів з основної річки та приток. Особливе становище в цьому відношенні займає зона виклинювання підпору водосховищ, що не відносяться до каскаду. Тут утворюється спочатку бар, а потім дельта, поступово наступає на водосховищі через різке зниження швидкості потоку. Вище дельти по річці спостерігається регресивна акумуляція, що викликає поступовий підйом рівня в річці, а потім підйом рівня грунтових вод.

У цілому в нижній б'єф через греблю скидається не більше 5-10% наносів, що надходять у водосховище. Замулення гірських водосховищ йде набагато інтенсивніше, ніж рівнинних. Зменшення обсягу гірських водосховищ на 40-50% може відбутися вже в перші роки існування. На рівнинних скорочення їх обсягу на 10-15% відбувається за 20 - 30 років після їх утворення (Вендров, 1970).

Комплексне призначення водосховищ.

А. Б. Авакян та В. А. Шарапов виділяють вісім напрямів їх використання.

1. Значення водосховищ для водопостачання. За допомогою водосховищ здійснюється гарантоване водопостачання промислових підприємств, міст та інших населених пунктів. За якістю води і охоронному режиму водосховища, з точки зору можливості використання їх для водопостачання, підрозділяються на чотири групи: питного призначення; створені в основному для водопостачання, але використовуються одночасно і іншими галузями господарства; комплексні та одноцелеві, використання яких для водопостачання неможливе .

2. Значення водосховищ в боротьбі з повенями. Особливо ефективна їхня роль в областях мусонного клімату. Створення регулюючих водосховищ відкриває можливість в нижніх б'єфах гідровузлів ліквідувати паводки і катастрофічні повені, проте зрізка піку весняної повені має і негативні наслідки для сільського господарства - не забезпечується оптимальна весняна вологонаповнення грунту, що веде до остепініння заплав.

3. Водосховища і енергетика. Сучасна енергетика немислима без водосховищ. У них потребують як гідравлічні (ГЕС) та гідроакумулюючі (ГАЕС) станції, так і теплові та атомні. Встановлена потужність гідроелектростанцій СРСР на початок 1987 складала 62,1 млн кВт (20,4% встановленої потужності всіх електростанцій). Гідроелектростанції - обов'язкове ланка в єдиної регіональної енергетичної системи, так як вони здатні покривати пікові навантаження, Без водосховищ неможливо добове, тижневе і сезонне регулювання стоку в інтересах енергетики. Відношення собівартості вироблення електроенергії на ГЕС і теплових станціях становить 5-7.

У той же час не можна не сказати про те, що площа затоплених водосховищами земель на середину 80-х років склала 7,5 млн га, у тому числі 2,7 млн га сільськогосподарських угідь. Площа підтоплених водосховищами ГЕС земель перевищила 1 млн га. Водосховища вносять нові, нерідко негативні наслідки у природні процеси на прилеглій території.

Вплив на водосховища теплових і атомних електростанцій пов'язано з надходженням з водою додаткового тепла, що підвищує їх температуру.

4. Значення водосховищ для зрошення. Передумовою розвитку зрошуваного землеробства виступає наявність гарантованого запасу води.

5. Значення водосховищ для рекреації. За даними А. Б. Авакяна і В. Б. Яковлєвої, на берегах водоймищ у нашій країні проживає більше 27 млн осіб міського населення і більше 50 млн чоловік - в межах двогодинної їзди до водосховищ, які використовуються як для короткочасного, так і для тривалого відпочинку. Водосховища підвищують рекреаційну ємність ландшафтів, іноді стаючи ядром, що формує такі ландшафти. Рекреаційний потенціал наших водосховищ використовується недостатньо. Основні причини такого становища: незадовільна очистка чаші водойми перед затопленням, цвітіння води та інтенсивна переробка берегів, що утрудняє розміщення в прибережній смузі закладів відпочинку та. підступи до води.

6. Значення водосховищ для рибного господарства. Створення підпірних споруд на великих рівнинних річках принесло непоправної шкоди прохідним і напівпрохідні рибам, чому сприяло також збільшення скидання неочищених або недостатньо очищених стічних вод, розвиток водного транспорту (як фактор неспокою і забруднення), лісосплав і т. д. Негативні наслідки зарегулювання стоку водосховищами особливо помітні в маловодні роки. Створення спеціальних рибоходов і рибопідіймальників дозволяє частково використовувати нерестилища, розташовані вище дамб. Створення водосховищ відкриває можливості, розвитку туводних риб, але рибопродуктивність наших штучних морів, за винятком Цимлянського, нижче проектованих значень.

7. Велике значення водосховищ для водного транспорту. Із створенням водосховищ в декілька разів збільшується ширина суднового ходу та радіуси закруглення, що дає можливість підвищити на 10-15% швидкість руху суден (Авакян, Салтанкін, Шарапов, 1987). Серед недоліків, властивих водного транспорту на водосховищах, в порівнянні з річковим, відзначимо витрати часу на шлюзування і тривалість льодоставу у весняний період (до двох тижнів більше пізніше розтин в порівнянні з річками, сток яких не зарегульований). Правда, криголамний флот на водосховищах здатний продовжувати навігацію на 15 діб. Недоліком створення низки великих водоймищ в Сибіру (наприклад, Братського,. Усть-Ілімського та ін) є відсутність шлюзів, що знизило вартість будівництва, але не народногосподарську ефективність Ангарського каскаду.

8. Позитивний ефект від створення водосховищ для. лісосплаву полягає у збільшенні протяжності трас, ширини суднового ходу та ліквідації молевого сплаву. Завдяки утворенню водних шляхів по річках, колишнім раніше не придатними для лісосплаву, відкрилися потенційні можливості освоєння нових лісових районів.

Негативні наслідки зарегулювання стоку на лісосплаву полягають у більш складних умовах ветроволіових, скорочення періоду навігації, зниження швидкостей течій (для річок, за якими ліс сплавлявся вниз за течією). Вельми перспективною є перевезення лісу в судах у порівнянні з плотами. Але для цього необхідно вирішити проблему їх зворотних порожніх рейсів, з-за чого поки що зростає загальна вартість транспортування.

Таким чином, водосховища вносять значний перетворюючий (меліоративний і «антімеліоратівний») ефект в природні умови долин річок і роблять вплив на ландшафти прилеглої території, без урахування якого неможлива їх інтегральна оцінка.

. ВПЛИВ ВОДОСХОВИЩ НА ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ

Водосховища, особливо великі, чинять істотну і різнопланову дію на природне довкілля. Великий вклад у вивчення процесів взаємодії водохра-нилищ з ландшафтами навколишньої території і їх компо-нентами внесли А. б. Авакян, С. Л. Вендров, Г. В. Добровольский, С. А. Владыченский, А. Г. Емельянов, Ю. М. Матарзин, Г. С. Золотарев, Л. До. Малик, А. Ю. Ретеюм, В. М. Широков, В. М. Стародубцев, К- Н. Дияконів та ін. Схема впливу водосховища на ландшафти навколишньої території представлена на мал. 29.

Район верхнього б'єфу. Взаємодія водосховища з ландшафтами здійснюється через поверхневі і грунтові води, повітряні маси і тваринне населення. Переробка берегів водосховищ (поняття дане академіком Ф. П. Саваренским на початку 30-х років при проектуванні водосховищ Волзького каскаду) визначається локальними і фоновими фізико-географічними чинниками.

1. Первинний, до моменту затоплення, рельєф чаші водоймища.

2. Міра выветрелости порід, їх опірність розмиву під динамічною дією хвиль, опірність "розчиненню" при змочуванні.

3. Комплекс гідрометеорологічних умов, серед яких, : визначальне значення мають вітровий режим і тривалість безморозного періоду.

4. Комплекс хімічних і біохімічних чинників, що визначають в конкретних умовах інтенсивність "хімічної абразії" і карстові провали. Характерний для узбереж Камского, Усть-Илимского на Ангарі і деяких гірських водосховищ Середньої Азії і Закавказзі.

Нижній б'єф

I

Канали впливу

Повітряні маси

Поверхневі води

Грунтові води

Поверх-остные води

Грунтові води

Мал. 29. Схема впливу водосховища на геокомплексы прилеглої території

ВОДОСХОВИЩЕ

5. I

   Ряд біологічних властивостей водоймища, зокрема інтенсивність розвитку планктону, особливо розвиток гидро- макрофітів. У певних скупченнях вони здатні нейтралізувати вітрове хвилювання і тим самим запобігти берегову абразію і розмив дна.

6. Кількість наносів, що поступають у водосховище, і джерела їх вступу. На великих рівнинних водосховищах зазвичай 70% зважених наносів місцевого походження,, за рахунок розмиву дна на мілководдях і берегів. Решта кількості поступає з водозбору через припливи. У аридных районах зростає роль атмосферного перенесення пилу.

7. Амплітуда коливань рівня грунтових вод, смачивание- бровки і схилів берегових масивів атмосферними осіданнями, об'єм і режим талих вод.

8. Терміни замерзання і розкриття водосховищ, або тривалість періоду без льодоставу. Рибінське водосховище в середньому вільно від льоду 210, Мингечаурское - 360 сут.

И. А. Печеркиным, С. Л. Вендровым і В. М. Широковым була розроблена класифікація берегів водосховищ за різним генезисом. Виділяють береги абразійні (обвально- осыпные, зсувні, закарстованные), акумулятивні і стійкі. Найбільший науковий інтерес і практичну значущість представляють абразійні береги. Це пов'язано з великою інтенсивністю розмиву берегів, особливо в перші 5 років. Класичним прикладом є берег Братського водосховища в районі пос. Артумей, де бровка берега з серпня 1962 по березень 1967 р. відступила на 759 м (Авакян, 1977). Ширина зони переробки берегів в кінцеву стадію на багатьох водосховищах складає 200-300 м і більше. Найінтенсивніше цей процес розвивається на берегах, складених пісками і лесовидними суглинками, і на берегах, що мають крутизну більше 5-7°. На Каховському водосховищі, там, де береги складені лесовими породами, ширина їх зони переробки за перші 2 року існування водосховища склала 50- 65 м, а за 4 року зросла до 100 м

И. А. Печеркин і Ю. М. Матарзин відмітили, що на багатьох створених водосховищах неправильно прогнозувався процес яружної ерозія. Багато дослідників вважали, що у зв'язку з підняттям базису ерозії зростання ярів сповільниться. Насправді вийшло навпаки: швидкість росту ярів, особливо в перші роки, зросла в 3-4 рази. У смузі узбережжя Камского водосховища шириною 1-1,5 км повністю змінилася не лише інженерно-геологічна, але і: ландшафтна обстановка.

Уявлення про розвиток абразійних берегів великих водосховищ дає таблицю. 41, узята з роботи А. б. Авакяна і В. А. Шарапова (1977), з коригуванням по роботах В. М. Широкова (1985 та ін.).

За даними В. М. Широкова, розміри абразії берегів водосховищ Сибіру і швидкість відступання бровки схилів в період їх тривалого наповнення перевищують усі відомі

Таблиця 41

ление берегів і укосів існуючих земляних споруд; пристрій споруд хвилеломів і волноотбойных; підсипає берегів (зазвичай із зміцненням укосів і дренажем); дренаж територій, на яких за прогнозом може проявитися сильне підтоплення; гідроізоляційні роботи по локальному захисту і намивання штучного пляжу із створенням профілю рівноваги в пляжній зоні (район академмістечка на Новосибірському водосховищі). Залесение берегів водосховищ також сприяє стійкості берегів.

У прибережній зоні водосховищ відбуваються спрямовані зміни в положенні дзеркала грунтових і грунтових вод. Спостерігаються два процеси: фільтрація води в берег і підпір грунтових вод в прибережній зоні з боку вод водосховища. Окрім спрямованих змін (підвищення рівня грунтових вод) відзначаються ритмічні коливання, обумовлені в підзоні прямого впливу коливаннями рівня водосховища. Ширина цієї підзони - 200-300 м Далі слідує підзона непрямого впливу на режим грунтових вод. Коливання дзеркала грунтових і грунтових вод відповідають коливанням рівня водосховища, але з деяким запізненням; з видаленням від берега поступово зростає роль метеорологічних чинників : на юге-температуры повітря, в лісовій зоні - атмосферних опадів. Ширина зони гидрогеологического впливу залежить від геолого-геоморфологических умов узбережжя і може досягати 5-6 км, але зазвичай дорівнює 1-3 км.

Вплив великих водосховищ, особливо таких, як Братське, Рибінське, Бухтармииское і інші, на місцевий клімат виражено досить чітко.

Альбедо водної поверхні при висоті Сонця більше 20 коливається від 6 до 12% і завжди менше альбедо поверхні суші. Тому радіаційний баланс водосховищ зазвичай на 15-20% більше радіаційного балансу суші. Восени за рахунок зростання ефективного випромінювання радіаційний баланс водної поверхні на 15-30% менший, ніж суші, але абсолютні значення радіаційного тепла у цю пору року малі (наприклад, в лісовій зоні - 0,5-0,3 кка, л/см2-мес).

Індикатором на інтенсивність впливу водосховищ виступає різниця температур поверхні води і повітря (ДГ), на навколишній території (поза зоною впливу). Вона залежить від глибини водосховища і його географічного положення. Впливу водосховища на місцевий клімат властиві два періоди: що охолоджує і отепяющего дій. Зниження середньої місячної температури повітря в першому кілометрі від урізання в квітні, в травні і червні рівне 0,5-2,5°; на сибірських водосховищах - на 1,0-3,5°, головним чином за рахунок більшого промерзання водоймищ (товщина льоду на водосховищах Сибіру досягає 1-1,2 м, на рівнинних водосховищах ЕТС - не більше 60-80 см).

Тривалість періоду охолодження на мілководих водосховищах - 2-2,5, на глибоководних - 3-3,5 міс. Утеплюючий вплив виражений в серпні - жовтні і рівне 0,6- 1,5° на рівні середньодобових температур. Навесні перехід температури повітря через 5 і 10° запізнюється на берегах на 3- 7 сут, що позначається на проходженні рослинами фенологічних фаз; восени спостерігається зрушення дат переходу температури повітря через 10, 5 і 0° на пізніші терміни, на дрібних водосховищах на 3-5 днів, на глибоководних - на 5-10 днів. Тривалість безморозного періоду на узбережжі зростає навесні на 1-4, восени - на 9-14 (на глибоководних до 20) днів.

Співвідношення періодів впливу водосховищ, що охолоджує і утеплюючого, на рівні денних і нічних температур повітря по-різному. Вночі утеплюючий вплив проявляється з середини травня на ЕТС, з початку червня на Новосибірському, а з кінця червня на Зейском водосховищах. Ефект утеплюючого впливу зростає з кінця травня (0,3-0,9°) до серпня - октяб-рю (1,6-3,9°). Вдень в квітні і травні в прибережній зоні холодніше на 0,8-2,4°, на сибірських водосховищах - до 4,5°. В літні місяці відмінності не перевищують 1,5-2,0°.

Відносна вологість повітря в денні години завжди -выше на березі (на 4-16%) в порівнянні з територією, на яку вплив водосховища не поширюється, а но-чью- нижче на декілька відсотків. Абсолютна вологість повітря в прибережній зоні вище на 0,5-2,0 мБ.

Водосховище знижує число похмурих днів по нижній хмарності навесні і літом на 10-20% і збільшує число ясних днів до 30%. Над акваторією і плоскими берегами вы-падает в середньому за теплий період на 10-20% вологу менше, ніж поза зоною впливу. Зниження опадів відбувається головним чином в період впливу водосховища, що охолоджує, за рахунок слабкішого розвитку конвективної хмарності.

Протягом усього теплого періоду, за винятком квітня на рівнинних водосховищах ЕТС і першої половини травня на водосховищах Сибіру, швидкість вітру в прибережній зоні вища, причому відмінності в серпні - жовтні досягають 1,0- 2,2 м/с. На берегах усіх водосховищ розвинена бризовая циркуляція, що впливає на погоду і формує нові риси місцевого клімату на відстані до 5-8 км. Бризовая цирку-ляция і визначає розміри ареалу впливу водосховища на місцевий клімат. Активний стійкий вплив простежується до 3-5 .км від берега, епізодичне - до 10-15 км.

У районі верхнього б'єфу водосховища формуються зони, підзони і пояси впливу. Зона впливу - ареал, що виділяється по зміні як окремих компонентів ландшафту (зона кліматичного або гидрогеологического впливу), так і ПТК в цілому. Підзона впливу - територія, де або спостерігається структурна перебудова ПТК (їх вертикальної або горизонтальної структури), у такому разі це підзона прямого впливу, або фіксуються окремі кількості змін у властивостях ПТК із збереженням колишнього інваріанту (підзона непрямого впливу).

Пояс впливу - територія в межах однієї зони, що відрізняється від сусідньої знаком (спрямованістю) дії. Зазвичай виділяють пояси сильного, помірного і слабкого підтоплення або засолення, а також пояси зниження або збільшення біологічної продуктивності.

Глибока диференціація знаку, інтенсивності дії в різних ПТК, неоднозначна планова проекція ареалів залежно від вибраного індикатора впливу - один з найважливіших виводів аналізу сфери дії искусствен-ных водоймищ.

У підзоні прямого впливу рівнинних водосховищ лісової і лісостепової зон простежуються наступні пояси:

1. Періодичного затоплення; він розташовується між рівнем мінімальної сработки і рівнем максимальною форсований, який зазвичай на 0,2-0,3 м вище НПУ.

2. Сильного підтоплення, негативного впливу; його вер-няя межа на різних водосховищах коливається від 0,45 до 1,2 м над НПУ. Ширина поясу - від 150 до 200 м, а по затоках - до декількох .кілометрів. На берегах, складених лесовидними суглинками, за рахунок капілярного підняття вологи, висотна межа поясу .може перевершувати 2 м над НПУ.

3. Перехідний, наростаючого підтоплення, що зменшується. Займає територію в межах 0,5-1,1 м В цьому поясі в роки з високим стоянням рівня водосховища і почвен но-грунтовых вод спостерігається активізація процесів заболочування, а в роки з низьким рівнем - поліпшення аерації і в цілому збільшення біологічної продукції ландшафту.

4. Умеренного и слабого подтопления, положительного воз-действия. Верхняя граница - до 3-3,5 м над НПУ, ширина до 300-400 м.

У підзоні непрямого впливу простежуються пояси уве-личения і зниження біологічної продукції. Його ширина може перевершувати 1-2 км.

Важливо підкреслити, що сезонна і річна хроноорганизации процесів в підзоні прямого впливу виявляють зв'язок з режимом рівня водосховища. Це проявляється в зв'язку щорічного приросту деревостою і рівня водосховища за теплий період (мал. 30), чисельності і видової різноманітності ссавців, продукції фітомаси лугів, зміст 02 в грунтових водах і мірі обглеювання грунтів.

У нижньому б'єфі (нижче за греблю) виразно простежуються зони гідрологічного, гидрогеологического і кліматичного впливів. Регулювання стоку водосховищами дозволяє значною мірою управляти паводками, що має величезне значення для районів мусонного клімату і плоских рівнин (поліські ландшафти).