8.8. Зарстанне вадасховішчаў
Галоўнымі фактарамі, якия садзейничаюць зарастанню акваторыи вадасховишчаў з'яўляюцца мелкаводдзі (глыбіні пераважна да 2 м), характар грунтоў (глей, пясок, торф, затопленыя глебы), гідрадынамічныя фактары (ветравое хваляванне, ваганні узроўня вады, сцекавыя і цыркуляцыйныя цячэнні), якія адрозніваюцца па акваторыі (рыс. 8.9.).
Па характару і ступені зарастання воднымі раслінамі вадасховішчы умоўна можна падзялісць на слабазаросшыя (праектыўнае пакрыцце раслінамі да 25 % плошчы), зарастаючыя (25-50 %), добра заросшыя (50-75 %), поўнасцю заросшыя (звыш 75 %).
Ступень зарастання штучных вадаемаў залежыць ад іх марфаметрычных, гідралагічных і гідрадынмічных характарыстык, а таксама ад характару размеркавання і уласцівасцей грунтоў дна.
Рыс. 8.9.Абагульнёная схема зарастання ложа рачнога вадасховішча
Меншым зарастаннем адрозніваюцца вадасховішчы, якія былі пабудаваны на базе азер. Сяр.эдняя глыбіня іх вагаецца ад 3 да 7 м. Пры іх запаўненні падвяргаюцца адносна вузкія азерныя поймы і першая надпойменная тэрасы, якія і утвараюць мелкаводны район новага вадасховішча азернага тыпу. Слаба зарастаюць і сярэднія па велічыні вадас ховішчы рачнога тыпу (рыс. 8.10).
Актыўныя берагавыя працэсы не спрыяюць развіццю водных раслін у прібярэжнай зоне. Пагэтаму у вадасховішчах такога тыпу перыяд станаўлення раслінных асацыяцый больш працяглы, чым у рачных вадасховішчах, і дасягае 20-25 гадоў. Вадасховішчы адрозніваюцца разрэжаным, плямавым, аднатыпным зарастаннем пры агульнай плошчы зарастання 10-20 % ад акваторыі.
Заросшая частка акваторыі значна павялічваецца у вадасховішчах азерна-рачнога тыпу. У іх найбольш зарастае верхняя і рачная часткі і мелкаводныя залівы.
У вадасховішчах рачнога тыпу устойлівыя біяцэнозы устаноўліваюцца прыблізна у сярэдзіне другога дзесяцігоддзя іх эксплуатацыі. Марфалагічныя асаблівасці дна і берагавой лініі паступовае павялічэнне сярэдніх глыбіняў ад вярхоўеў вадасссховішчаў да плаціны вызначаюць разнастайныя экалагічныя умовы у верхняй, сярэдняй і ніжняй (прыплаціннай) частках абумоўліваюць размеркаванне (прасторавую дыференцыяцыю) водных раслін.
У зарастаніі вадасховішчаў удзельнічае 80-90 кветкавых раслін, 4 віды харавых водарасцей і два віды імхоў. У фарміраванні водных асацыяцый удзельнічае 45 відаў вышэйшых водных раслін, з іх 15 з'яўляюцца тыпічнымі гідрафітамі (воднымі раслінамі).
У фарміраванні водных асацыяцый выдзяляеца тры стадыі: разсялення (першапачатковага фарміравання), стабілізацыі водных асацыяцый, устойлівага стану, стадыя поўнага зарастання дна і паступовай замены воднай расліннасці на балотную.
Рыс. 8.10.Схема зарастання Заслаўскага вадасховішча
На стадыі стабілізацыі водных асацыяцый па эколоана-фларысіычным асаблівасцям, відавому саставу і тыпам паясоў раслін у вадасховішчах рачнога тыпу выдзяляюцца тры участкі зарастання : фрагментарнага, змешанага (пераходны) і аоўнага зарастання.
Участак фрагментарнага зарастання (глядзі рыс. 8.9.) займае прыплацінную возерападобную частку вадасховішча, дзе назіраюцца найбольшыя глыбіні і ветравое хваляванне перашкаджаюць замацаванню водных раслін на мелкаводдзях. Тут фарміруецца аерава-рдэставы пояс раслін. Вузкую паласу (1 – 3 м) утвараюць паветрана-водныя расліны, пераважна аер звычайны. Ен прыносіцца з старога рэчышча ракі (рэчышчавай лагчыны) ці са старычных азер і легка замацоўваецца на урэзе.У палогіх пераувільгатненных берагоў да яго дабаўляецца плюшчай, радзей трыснег, асобнымі плямамі на пясчаных мелкаводдзях расце камыш. У высокіх абразіенных береагоў на глыбіні да 1 м фарміруецца паласа пагружаных у ваду водных раслін (уасноўным віды рдзестаў і люцік жосткалістны на пясчаных водмелях). У невялікіх залівах растуць маннік водны, рагозы, рдзесты. Невялікія плямы рдзестаў сустракаюцца на водмелях адкрытай часткі участка і вакол астравоў.
Участак поўнага зарастання уключае вярхоўя вадасховішчаў і зону выклінівання падпора ( рачны гідралагічны раен). На яго долю прыходзіцца ад 10 да 60 % агульнай плошчы вадасховішчаў. Заросшая часка акваторыі складае не меньў ¾ ад агульнай плошчы раена. У сваю чаргу участак падзяляецца на дзе часткі з характэрнымі тыпамі паясоў водных раслін: маннікава-рдзестава-німфейным і камышова-рдзестава- рагалістнікавым.
Першы раслінны пояс адрозніваецца ярка выражанай паласой надводных раслін (маннік, рагоз, аер, камыш). Паласу пагружаных у ваду раслін утвараюць рдзесты, рагаліснік і эладэя (вадзяная чума). Характэрнай рысай гэтай часткі участка з'яўляецца наяўнасць плаваючых раслін, сярод якіх дамінантамі з'яўляюцца німфейныя: жоўтыя і белыя гарлачыкі, раскі). У кожным поясе шырока распаўсюджаны целарэз, які ў час цвіцення усплывае з дна і свабодна перамяшчаецца па акваторыі дрэйфавымі цячэннямі, ветравым хваляваннем.
Ніжэй па вадасховішчу, дзе павышаецца праточносць і вадаабмен, змяняюцца і раслінныя асацыяцыі. У гэтых умовах растуць боль тыпічныя водныя расліны з пагружанымі у ваду вегетатыўнымі органамі і плаваючым на паверхні вады лісцем. У прыбярэжнай паласе, дзе перавагаюць тарфяністыя грунты, утвараюцца рараслі целарэза з плямамі рагозаў. Сярож пагружаных у ваду раслін дамініруюць рдзесты і рагаліснік.
Пераходны участак зарастання, яго наяўнасці і характар распаўсюджпння раслін, залежаць ад марфалогіі чашы, гідраграфічных і марфаметрычных паказчыкаў рачных вадасховішчаў. Участак адрозіваецца змешанным зарастаннем. Макрафіты (мяккая водная расліннасць) характэрызуецца неаднароднымі плямамі монадамінантных зарасляў камыша і рдзестаў. І толькі у залівах, утвораных невялікімі рэчкамі і ручаямі, фларыстычны састаў становіцца больш складаным. На стадыі устойлівага стану расліннага покрыва плошча гэтага участка дасягае 30-35 %.
8.9 Узаемадзеянне вадасховішчаў з навакольным асяроддзем
У выніку будаўніцтва плацін на рэках і ўзнікнення падпора рачных і азёрных вод на прылягаючай да вадасховішчах землях адбываюцца змяненні у навакольным асяроддзі. Акрамя прамога затаплення часткі рачной даліны ці азёрнай катлавіны вакол вадасховішчаў узнікае зона уплыву вадасховішча на навакольнае асяроддзе. Характар такога ўплыву мае свае асаблівасці у верхнім б’ефу (вадасховішчы), у ніжнім б’ефу (ніжэй плаціны) і на прылягаючай тэрыторыі.
Верхні б’еф. Найбольш значныя змяненні адбываюцца у самім вадасховішчы, вызваныя прамым затапленнем рачной даліны і азёрнай катлавіны. У створаным вадаёме ўзнікаюць новыя гідралагічныя ўмовы з павялічэннем воднай акваторыі і акумуляцыяй значных аб’ёмаў воднай масы, іх гідралагічнымі асаблівасцямі у іх розных частках. У залежнасці ад віда рэгуліровання сцёку ўзнікаюць гідралагічныя раёны, у якіх адбываецца акумуляцыя матэрыялаў аўтахтоннага і алахтоннага матэрыялу з рознай інтенсіўнасцю (занясенне і заіленне), зарастанне мелкаводнай зоны.
Ніжні б’еф. Ніжэй вадасховішча змяненні у навакольным асяроддзі выражаюцца ў:
рэгуляванні паверхневага сцёку;
змяненнях хімічнага сцёку;
змяненнях тэрмічнага рэжыму;
рэжыме наносаў, абразіонных і акумулятыўных працэсаў;
трансфармацыі прыродных ландшафтаў.
Рэгуляванне сцёку вадасховішчамі заключаецца у яго пераразмеркаванні на працягу года. Пры гэтым адбываюцца зваротныя і незваротныя страты вады. Да зваротных страт адносяцца страты вады на запаўненне вадасховішча і папаўненне запасаў падземных вод шляхам фільтрацыі ў берагі і дно. Да незваротных страт адносяцца страты на выпарэнне з дадатковай воднай паверхні і на выкарыстанне вады для гаспадарчых патрэб (вадазабеспячэнне, арашэнне і г.д.).
У выніку рэгулявання сцёку адбываецца яго пераразмеркаванне па порам года. Гэта выражаецца у зніжэнні сцёку веснавога паўнаводдзя (сакавік – красавік) і павялічэнне сцёку у астатнюю частку года на працягу 5 –6, а часам і болей месяцаў. Такім чынам адбваецца “згладжванне” гідрографа сцёку. Найбольш значныя змяненні адбваюцца на рэках пры гадавым і мнагалетнім рэгуляванні сцёку.
З будаўніцтвам плаціны непасрэдна каля гідравузла карэнным чынам змяняецца прыродны ландшафт. Частка рэчышча як правіла канлізуецца, узнікае старычнае возера з рэзка запаволеным вадаабменам. Яно хутка заглейваецца і зарастае. Непасрэдна каля плаціны узнікае паглыбленне (варонка размыву) са складаным гідралагічным рэжымам, абумоўленым работай гідравузла. Ніжэй варонкі размыву фарміруюцца шырокія і рухомыя скапленні наносаў.
У выніку ваганняў узроўня вады і хуткасці цячэння ракі ніжэй плаціны парушаецца ўстойлівасць берагоў, развіваюцца абразіённыя і акумулятыўныя працэсы, карэнным чынам змяняецца характар берагавых працэсаў. Так пры пад’ёмах узроўня вады да дзвюх метраў хуткасць ракі павялічваецца амаль у 2 – 2,5 разы. У сувязі з гэтым ідзе перабудова паўздоўжнага профіля ракі, стабілізацыя якога на 5 – 10 кіламетровым адрэзку доўга не заціхае.
Змяненні у тэрмічным рэжыму рэк звяаны з па мерамі вадасховішчаў, месцазнахолджаннем у гідраграфічнай сетцы, відам рэгулявання і праточнасцю. Да характэрных змяненяў належыць здвіг у сярэднім на 8 – 10 дзён найбольшага награвання вады і у ацяпляльныі і ахаладжальным уплыве на тэмпертурны рэжым ракі. Ацяпляльны уплыў назіраецца у летне-асенні перыяд, а тэмпература вады павялічваецца на 1 – 2 оС і назіраецца да 25 – 30 км ніжэй плаціны. Вясной з вадасховішча скідваецца халодная яшчэ непрагрэтая вада з тэмпературамі на 0,3 – 0,8 оС ніжэй рачной. З павялічэннем аб’ёма вадасховішча ахаладжальны перыяд павялічваецца і можа захопліваць частку летняга.
Штучныя вадаёмы практычна выконваюць ролю ачысных збудаванняў і акумулюць частку забруджаных рэчываў алахтоннага паходжання. Інтенсіўны працэс самаачышчэння вады садзейнічае паляпшэнню яе якасці ў ніжнім б’ефу, павялічэнню колькасці растворанага кіслароду, азоту, памяншэнню вуглекіслаты. Адзначаецца паніжэнне сцёку азоту на 6 – 12 %, фосфару на 30 – 35 %. Гадавая акумуляцыя у вадасховішчах складае да 14 – 27 % агульнага азоту , 20 – 60 % агульнага фосфару і 58 – 70 % жалеза.
Прылягаючая тэрыторыя знаходзіцца пад пастаянным уплывам напора вадасховішча. Узнікаюць новыя мікракліматычныя ўмовы, якія выражаюцца у змяненнях радыяцыённага баланса, тэмпературы і вільготнасці паветра, ветравога рэжыма і атмасферных ападкаў. Характар мікракліматычных змяненяў залежыць ад памераў вадасховішча, рэльефа тэрыторыі, асаблівасцей прыроды. Ступень уплыву вадасховішча на навакольнае асяроддзе памянашецца з зніжэннем плошчы вадасховішчаў. Часта сумарны уплыў некалькіх малых вадасховішчаў на прылягаючую сушу настолькі значны, што ён раўназначны уплыву аднаго буйнога вадасховішча.
Мікракліматычныя змяненні падзяляюцца на два перыяды: с перавагай ахалоджаючага і перавагай ацяпляльнага уплыву на сушу. Ахалоджваючы перыяд больш працяглы, чым ацяпляльны. Ацяпляльны перыяд карацей і менш выражаны. Ахаладжальны працягваецца да 2 месяцаў. Мікракліматычныя змяненні характарызуюцца зонай уплыву, шырыня якой залежыць ад рэльефу узбярэжжа, яго аблесенасці, арыентацыі чашы вадасховішча адносна перавагаючых вятроў. Зона уплыву вадасховішча у ахалоджваючы іперыяд дасягае 250 – 300 м, у ацяпляльны – 25 – 50. З павялічэннем плошчы вадаёма да 60 – 70 км2 зоны яго уплыву павялічваецца адпаведна да 600 – 1500 і 100 – 250 м.
Падтапленне, змяненне прыродных умоў пад уплывам пад’ёму узроўня грунтовых вод у прыбярэжнай зоне, садзейнічае змяненню воднага рэжыму глебы і грунтоў, глебаўтваральнага працэсу, уласцівасцей глебы, расліннасці, жывёльнага свету, мікраклімата і часта і рэльефу. Гэта складаны фізіка-геаграфічны працэс, інтегральная функцыя ўзаемадзеяння падпору грунтовых вод, марфалогіі ўзбярэжжа, механічнага складу глебы і грунтоў, узроўневага рэжыму вадасховішча, клімата. Індыкатарам змянення прыродных кампанентаў з’яўляюцца: прцэс аглеення, атарфавання, змяненне расліннасці і г.д.
Фарміраване зоны падтаплення адбываецца паэтапна, у тры стадыі: напаўнення вадасховішча, накіраванага змянення прыроды узбярэжжа і і стабілізацыі працэса падтаплення. Вынікам з’яўляецца устанаўленне зон моцнага, сярэдняга і слабага уплыву. Найбольш выразна у прыродзе праяўляюцца зоны падтаплення у буйных вадасховішчах (рыс. 8.11).
Па характару сфарміраваных зон падтаплення і ступені змянення прыбярэжнай падтопленай зоны выдзяляецца тры групы вадасховішчаў.
Да першай групы адносяцца вадасховішчы малых ГЭС рачнога (нізкапойменныя і пойменныя), азёрнага і азёрна-рачнога тыпу, у якіх пры падпружванні затапляецца першая азёрная тэраса і утвараюцца слаба падтопленыя берагі з вузкай паласой падтаплення. Плошча падтаплення не перавышае 5 – 10 % ад плошчы вадасховішча (рыс. 8.12). Некалькі лепш выражана зона падтаплення у рачных вадасховішчах гэтага тыпу Цяцерынскае, Янаўскае і інш.).
Рыс.. 8.11. Зоны падтаплення вакол Вілейскага вадасховішча: 1 – моцнага, 2 –сярэдняга, 3 – слабага (умеранага), 4 - тэрыторыя зямель, абароненая дамбамі ад затаплення
У другой группе, якая адрозніваецца болшымі аб’ёмамі і плошчай, зона падтаплення добра выражана у невялікіх і малых залівах. Яны нагдваюць участкі выкліньвання падпора. На долю падтопленных берагоў прыходзіццада да 20 % агульнай даўжыні берагавой лініі. Каля 75 % з іх прыходзіцца на залівы (Чыгірынскае вадасховішча).
Берагі сярэдніх па велічыні вадасховішчаў адрозніваюцца добра выражанымі зонамі падтаплення, на долю якіх прыходзіцца 30 - 50 % агульнай даўжыні берагоў. У гэтай групе вадаёмаў добра выражаны палосы моцнай, слабай і сярэдняй ступенямі падтаплення.
Рыс. 8.12. Схемы фарміравання зон уплыву азёрных вадасховішчаў на прілягаючыя землі (тонкая лінія – зона уплыву азёрных вадасхвішчаў, тоўстая – берагавая лінія вадаёма)
Фарміраванне берагоў. Узнікненне падпору і новых гідрадынамічных умоў у вадасховішчах вызывае актыўны працэс фарміравання берагоў у новых умовах. Сярод найбольш актыўных выдзяляюцца абразіённыя (асыпныя, абвальныя, апаўзнявыя), акумулятыўныя і эразіённыя. Ва умовах Беларусі абразія берагоў назіраецца у прыплаціннай азёрнай частцы вадасховішчаў. У выніку абразіённых працэсаў у вадасховішчах закладаюцца прібярэжная водмелі (літаралі) с глібінямі да 2 м і мелкаводныя зоны у адкрытай частцы. Ідзе актыўны працэс фармірвання раўнаважнай берагавой лініі з адпаведенай яе зрэзаннасцю.
Перапрацоўка берагавой лініі саправаджаецца актыўным размывам берагоў на асобных участках і паступленнем матэрыялаў абразіі у вадаём, што абумоўлівае працэсс занясення дна. Абвальныя працэсы і адступанне берага не мае катастрафічных вынікаў. Аднак на асобных лакальных адрэзках берагавой лініі узнікае неабходнасць іх замацавання спецыяльнымі інжынернымі збудаваннямі.
Працэсы фарміравання берагоў адбваецца па затухаючай схеме. Найбольш інтенсіўныя працэсы абразіі назіраюцца у першыя 3 – 5 гадоў (стадыя актыўнай перапрацоўкі, станаўлення берагоў). Затым у наступныя 5 – 15 гадоў працэс абразіі паступова затухае (стадыя стабілізацыі) і берагі пераходзяць у раўнаважны стан. Актыўныя працэсы абразіі могуць назірацца на лакальных адрэзках берагоў пры змяненнях у гідралагічным рэжыме вадасховішчаў, што вызывае неабходнасць іх умацавання.
На некаторых вадасховішчах рознага тыпу (азёрных, рачных, наліўных) пры падпорах вышэй навакольнай мясцовасці узнікае неабходнасць стварэння штучных берагой рознай працягласці. Пры гэтым іх даўжыня часам дасягае 100 %, а с ам вадаем прыймае правільную геаметрычную фігуру, як напрыклад гэта назіраецца на вадасховішчы Пагосцкае (рыс. 8.13), Велута і інш.
У размеркаванні берагавых працэсаў па тэрыторыі Беларусі назіраюцца адпаведныя заканамернсці. Прыродныя ўмовы тэрыторыі і тыпы штучных водных аб’ектаў абумоўліваюць правінцыяльныя асаблівасці берагавых прцэсаў. Тольк на поўначы Беларусі назіраюцца апаўзнявыя працэсы. На Палессі галоўную ролю у фарміраванні берагоў іграюць акумулятыўныя працэсы і забалочванне нізкіх адмелых берагоў. На вадападзельных узвышшах і прлягаючых да іх раўнін сутракаюца усе тыпы берагавой абразіі.
Рыс. 8.13.Схема фарміравання берагоў і дна Пагостцкага азёрнага
вадасховішча на Палессі
З мэтай прагназавання аб’ёмаў перапрацоўкі берагоў карыстаюцца шэрагам разліковых і графічных метадаў. Адрозніваюць кароткачасовыя прагнозы ( да 5 –10 гадоў) і прагноз на канчатковую стадыю фарміравання берага, якая у малых вадасховішчаў Беларусі дасягаецца у азёрную стадыю эвалюцыі вадасховішчаў (15 гадоў).