Состояние водохранилищ
На Волге и Каме построен каскад ГЭС (11 ГЭС) водохранилищ и плотин с целью улучшения судоходства, водоснабжения, энергетики (общая мощность ГЭС - 13,5 млн кВт). Общая площадь водохранилищ – 25,4 тыс. км 2 (площадь волжских водохранилищ – 19,8 тыс. км 2), общий объем накопленных в них вод -184,8 км 3 (объем волжских водохранилищ - 150 км 3). Самыми крупными водохранилищами Волжской системы являются Куйбышевское (Самарское), Волгоградское и Рыбинское.
Популяции облигатных реофильных рыб, таких как стерлядь, даце, голавль, подмышка и пескарь, приспособленные к воспроизведению в каналах с интенсивным течением, быстро уменьшались после строительства пласта, полностью исчезали или сохранялись в небольших резервах в притоках или в задворках плотин, Типичные виды лимнофилов, которые ранее жили в водоемах Волжской поймы, также потеряли место обитания, поскольку они не смогли приспособиться к большим изменениям уровня воды. И наоборот, образование новых биотопов улучшало условия жизни рео-лимфофильных и лимно-реофильных рыб, приспособленных для воспроизводства в медленных течениях или стоячих водах с использованием растительных и древесных остатков в качестве нерестового субстрата.
Куйбышевское водохранилище образовано плотиной Волжской ГЭС им. В.И. Ленина на р. Волге на территории Куйбышевской, Ульяновской областей, Татарской АССР, Марийской АССР и Чувашской АССР. Заполнение происходило в течение 1955-1957 гг. Характеристика водохранилища: площадь - 6450 км 2 , объём - 58 км 3 , длина по руслу Волги - 580 км, наибольшая ширина - 30 км; средняя глубина - 9 м, наибольшая - 39 м, размах колебаний уровня - 6 м. По природным условиям и режиму делится на участки: Приплотинный, Центральный, Волжский, Камский и Черемшанский. Куйбышевское водохранилище осуществляет сезонное регулирование стока. Питание преимущественно снеговое. Замерзает в ноябре - начале декабря, вскрывается в апреле - реже в начале мая. Создано в интересах энергетики, водного транспорта, ирригации и водоснабжения. Гарантированные глубины на Волге и Каме в пределах подпора увеличились на 0,9 м. Водами Куйбышевского водохранилища орошается около 1 млн га сельскохозяйственных земель. На берегах Куйбышевского водохранилища расположены промышленные города (Казань, Ульяновск, Чебоксары, Тольятти, Сенгилей, Димитровград, Чистополь, Зеленодольск, Волжск), много домов отдыха, санаториев, баз туризма, охоты, рыбной ловли и водного спорта.
С построением водохранилищ возникла новая пелагиофильная гильдия. До этого пелагические рыбы были слабо представлены в ихтиофауне Волги. Циклы миграции этих видов не зависят от литоральной зоны, происходящей главным образом в водном столбе над сублиторальными и профундальными зонами. Эти виды включают сублиторальных псаммофильных производителей с донными яйцами и пелагофильных производителей, чьи яйца развиваются при дрейфе в структурах циркуляции водного столба. Таким образом, произошли изменения в численности и распространении почти всех видов Волги.
Это водохранилище-аккумулятор. До 97% всех взвешенных веществ, ежегодно поступающих в водохранилище, осаждаются на дно, формируя донные грунты. Скорость осадконакопления в среднем по водохранилищу составляет 4 мм/год. Мощность илистых отложений, накопившихся за годы существования водоема, зависит от геоморфологии дна и местных гидродинамических условий, она меняется от нескольких миллиметров до 97 см.
Например, произошло явное сокращение распределения около 25 видов в бассейне Волги с увеличением площади менее 10 видов. Субэкорегион Урала и Эмбы довольно похож на Волгу, принципиально отличающийся по значительно меньшему числу видов из-за отсутствия большинства южных форм и отсутствия первоначально морских эврибионтов-гобидов из-за значительно менее развитых дельтовых водных объектов. Самой отличительной чертой реки Урал был тот факт, что она служила главной нерестовой рекой для бахромы, или шипа, осетровых.
Урал не был сильно запружен, и это единственная крупная река, которая все еще используется для нерестовых миграций осетровых. В эндореальных дренажах района Урал-Эба такие виды, как линь, северная щука, плотва и яд обитают в глубоководных водоемах сухих рек и их наводнениях, которые нестабильны как во времени, так и в пространстве.
Поступающие сточные воды (промышленные и коммунальные) способствуют эвтрофикации водохранилища.
Взвешенное вещество в Куйбышевском водохранилище образуется от разрушения почв и берегов, разложения древесины затопленных растений и атмосферных взвесей, выпадающих на водную поверхность.
Через три десятка лет после заполнения Куйбышевское водохранилище превратилось в застойный бассейн, заселенный густой массой сине-зеленых водорослей. Отмирая и разлагаясь на дне водоема, они поглощают растворенный кислород, насыщают воду углекислым газом и в небольших количествах сероводородом, делают ее мертвой, непригодной для существования организмов. Эти отравленные воды сбрасываются вниз по Волге.
Волжский белохвостый песчин - типичный бентосный песчин, населяющий умеренно течет низинные реки, которые предпочитают песчаный субстрат и прозрачную, хорошо окисленную воду. Это происходит в реках Волги и Урала и, вероятно, также в реке Эмба. Белозерский киско - местный эндемичный уроженец озер Белозер, Вселуг и Селигер в дренаже Верхней Волги. Крупная ряпушка из озера Плещеево в той же группе озер может также представлять собой отдельный вид.
Это происходит в пелагических зонах крупных пресноводных озер и водохранилищ, которые были распространены вверх по течению после затопления рек Волги и Камы. Это большая перелетная рыба. Исторически миграция с моря на эстуарии началась осенью и закончилась почти год спустя. Зрелые взрослые вошли в Волгу, но лишь несколько человек вошли в реки Терек и Урал. Хотя взрослые мигрируют обратно в море вскоре после нереста, многие умирают. Из-за потери нерестилищ, местные запасы, как сообщается, вымерли, а выживание зависит исключительно от чулок.
Характерными загрязняющими веществами Куйбышевского водохранилища в 2005 г. остались соединения меди и цинка.
По данным ГУ «УГМС Республики Татарстан», наблюдения на Куйбышевском водохранилище в пункте контроля г. Зеленодольск показали, что в 2005 г. качество поверхностных вод в этом районе соответствовало 4-му классу разряда «а» («грязные»), удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ) по пункту в целом составил 4,35 (в 2004 г. УКИЗВ – 4,54). Превышение ПДК наблюдалось по 11 ингредиентам химического состава воды. Загрязненность воды определялась как «характерная» по биохимическому и химическому потреблению кислорода, соединениям меди и азоту нитритному, как «устойчивая» – по летучим фенолам и нефтепродуктам, как «неустойчивая» – по соединениям железа общего, цинка и марганца. Наибольший вклад в общую оценку степени загрязненности воды, как и в 2004 г., вносили соединения меди. Общий оценочный балл этого ингредиента составил 9,64, что относит его к критическим показателям загрязненности воды, т. е. КПЗ = 1. По сравнению с 2004 г. содержание меди увеличилось в районе Зеленодольска до 5,1 ПДК (2004 г. – 3,9 ПДК). Среднегодовая концентрация соединений меди составила 5,1 ПДК, максимальная 12,2 ПДК, азота нитритного 1,6 и 6,9 ПДК соответственно, летучих фенолов 1,2 и 4,0 ПДК /10/.
В Волге все нерестилища были выше Волгоградской плотины. До советских времен было складировано до 33 миллионов несовершеннолетних. Чернокожие кормовые шапки в Каспийском море, откуда взрослые поднимаются на волгу до нереста. Он исторически путешествовал вверх по реке к системам Кама и Ока. Он попадает в реки с незрелыми гонадами. Некоторые шашки появляются в течение 2-4 сезонов, но большинство самок умирают после нереста. Наводнение на Волге значительно сократило имеющиеся нерестилища и маршруты миграции.
Все население сократилось в первые десятилетия 20-го века; снижение, похоже, продолжалось из-за интенсивного перелова. Большинство нерестилищ были верховьями Волвограда и больше не доступны. Существует мнение, что этот вид уже искоренен. Волжский шад, похожий на чернокожий шад, поднимается на волгу икру. Но, в отличие от чернокожих шад, он не проникает далеко вверх по течению и входит в реки со спелыми гонадами. Самки появляются в 2-3 раза в жизни. Его нерестовый прогон длится 3-8 дней.
В 2005 г. в воде Куйбышевского водохранилища возросла частота случаев превышения ПДК фенолами практически до уровня 2002 г. (П 1 =55 %). Среднегодовые концентрации фенолов находились, как правило, в пределах 1-2 ПДК, у г. Ульяновск до 3 ПДК, г. Набережные Челны и Нижнекамск 4 ПДК при максимальной концентрации 9 ПДК. Среднегодовые концентрации соединений меди в воде водохранилища не превышали 3-7 ПДК, максимальные достигали 20-31 ПДК (с. Красное Таушево, выше г. Чистополь). Уменьшилась повторяемость числа случаев превышения ПДК соединениями цинка от 67 до 37 %. Качество воды притоков Куйбышевского водохранилища оценивалось интервалом от «загрязненной» до «грязной» /15/.
В Каспийском бассейне обитает шесть видов осетровых. Наиболее распространенным является российский осетр. Гораздо меньше в избытке звездный, или звездчатый, осетровый и белуга осетр, и очень низкие запасы звездочки, осетровых рубец и персидского осетра.
Огромные нерестилища в реках, впадающих в Каспийское море, а также большой запас продовольствия в самом водоеме, способствовали формированию крупнейшего в мире запаса осетровых. Каждый вид осетровых имеет сложную структуру популяции, а популяции связаны с отдельными нерестилищами. В настоящее время в бассейне имеется как минимум 20 репродуктивно изолированных популяций осетровых. Однако только популяции волжских осетров, русских осетровых и белуги сохраняют свое коммерческое значение, а также популяции уральских популяций белуги и звездного осетра, что придает особое значение этому экорегиону.
Рыбинское водохранилище образовано плотинами Рыбинского гидроузла, построенными на рр. Волге и Шексне, на территории Ярославской, Вологодской и Калининской областей. Заполнялось в течение 1941-1947 гг. Характеристика водохранилища: площадь - 4580 км 2 , объём -25,4 км 3 , длина по руслу Волги - 110 км, по Мологе - 226 км и Шексне - 328 км, наибольшая ширина - 60 км, средняя глубина - 5,6 м. Водохранилище состоит из широкого центрального плёса и трёх суживающихся вверх по течению плёсов - Волжского, Моложского и Шекснинского. Уровень водохранилища колеблется в пределах 4-5 м, оно осуществляет сезонное регулирование стока. Водохранилище создано в интересах энергетики, водного транспорта (часть Волго-Балтийского водного пути), рыболовства, водообеспечения. На берегах водохранилища расположены промышленные города Череповец, Весьегонск, Углич, Пошехонье-Володарск и Рыбинск.
Рыболовство фактически основано на двух видах, звездном осетре и российском осетре, составляющем не менее 85% от общей урожайности каспийских осетровых. Звездный или звёздный осетр представлен тремя популяциями из рек Волги, Урала и Куры. В Каспийском море преобладают рыбы волжского происхождения. Запасы уральского звездного осетра в изобилии занимают второе место. Река Волги наиболее важна для воспроизводства звездного осетра. В результате регулирования течения реки Волга осталось только 372 га из предыдущего нерестилища.
Звездный осетр использует 248 га нерестилищ устья. В реке Урал звездный осетр использует 845 га общей оставшейся естественной нерестовой площади. В настоящее время российский осетр представлен двумя популяциями: один из Волги и один - с Урала, и два сезона - весной и зимой. Уральское население российского осетра до недавнего времени уменьшалось из-за чрезмерного рыболовства. В результате экологическая ниша, которая стала вакантной, заняла население Волги. Этого, однако, было недостаточно для увеличения количества русского осетра на реке Урал.
Рыбинское водохранилище оказывает влияние на климат окружающей территории, оно минимум на неделю затягивает приход лета, вероятность заморозков сохраняется до 15 июня, в обширной прибрежной полосе период активного роста трав и деревьев сократился на 4-5 дней.
Мелководные участки с глубинами менее 2 м занимают пятую часть площади Рыбинского водохранилища (около 900 км 2). С точки зрения природопользования строительство Рыбинской ГЭС и создание Рыбинского водохранилища было нерациональным. Рыбинское водохранилище затопило богатейшее в сельскохозяйственном отношении междуречье Шексны и Мологи (4550 км 2 плодородной земли), где получали высокие урожаи ржи, в поймах этих рек располагались богатейшие разнотравные луга и пастбища. Рыбинская ГЭС, по современным меркам, маломощна, за год вырабатывается энергии немногим более 1 млрд кВт-ч. От этой электростанции в СССР получали меньше 1% электроэнергии.
Сегодня в Волге насчитывается 22 действующих нерестилища, общая площадь которых составляет 372 га; в реках Урал на нерестилище осетровых составляет 226 га. В пределах других рек дренажей практически нет естественного воспроизводства осетровых. Эффективное нерестование осетровых зависит от сложных факторов: определяющими факторами являются уровень воды в реке во время наводнения и количество нерестующих, которые достигают нерестилищ. В последние годы наблюдается резкое снижение уровня воспроизводства осетровых в реке Волге из-за чрезвычайно низкого числа нерестующих, которые достигают нерестилищ, а также ухудшения их физиологического состояния.
Режим подтопления, созданный водохранилищем, сказывается на окрестных лесах. В Дарвинском заповеднике, выходящем на берега Рыбинского водохранилища, 80% лесов - сосновые боры. На борах, занимающих возвышенные места, подъем уровня сказался положительно. Корни сосен получают больше влаги, ежегодный прирост древесины увеличивается. В нижнем ярусе растительного покрова лишайники уступили место влаголюбивым мхам. Режим подтопления приводит к подъему уровня грунтовых вод, 4/5 всей площади лесов в заповеднике заболочены или заболачиваются. Замедленно идут процессы фотосинтеза /8/.
Каспийское море является обширным и высокопродуктивным солоноватым водным бассейном. Его северные реки образуют уникальную систему для жизненного цикла анадромных рыб. Из-за своей огромной площади в речных сетях Волги и Урала было много районов, пригодных для нереста, что обеспечило возможность разгона среди разных популяций рыб, а также возможность для репродуктивного успеха. Почти у всех анадромных видов были зимние и весенние расы, которые позволяли популяциям мигрировать в реки в разное время и оставаться в разные периоды в зависимости от продолжительности их миграционных маршрутов.
Волны из года в год подмывают высокие песчаные берега. На низменном побережье волны ежегодно отвоевывают у суши до 5 м береговой полосы, это соответствует 1 км 2 потерянной земли.
Опыт сухого лета 1998 г. показал, что на участках, где вода отступила, начала быстро расти трава. Таким образом, на этой территории частичное восстановление загубленных сельскохозяйственных угодий вполне возможно.
К сожалению, эта система теперь полностью разрушена. Наиболее интересным явлением является создание внутривидовых групп у анадромных и полуанадромных рыб за счет микроэволюционных процессов, связанных с разделением популяций на кормление и, в частности, на нереста.
Экорегион включает речные дренажные зоны и озера Волги, Уральского и Эмбского дренажей, а также некоторые бассейны, которые ранее принадлежали к одной и той же дренажной системе. Этот экорегион, будучи очень большим, естественно, обозначается дренажами, характеризующимися общностью их палеоистории и прежними взаимосвязями между ними. На севере и северо-востоке он граничит с главным восточно-европейским разрывом, который отделяет дренажи Арктики и Средней Азии от рек, которые сливаются в Древний Каспийский бассейн.
Иваньковское водохранилище (Волжское водохранилище или «Московское море») расположено в юго-восточной части Калининской области. Создано в 1937г. в результате строительства Иваньковского гидроузла на р. Волге. Имеет площадь 327 км 2 , объём 1,12 км 3 , среднюю глубину 3,4 м, наибольшую - 19 м. По природным условиям и режиму делится на 3 части, называемые Иваньковским, Волжским и Шошинским плёсами. Уровень воды колеблется в пределах 4,5 м. Служит для водоснабжения г. Москвы, обеспечения водой судоходного канала им. Москвы и обводнения р. Москвы. На водохранилище ведётся промысловый лов рыбы (лещ, щука, судак), охота на водоплавающих птиц, используется в рекреационных целях. На водохранилище расположены города Конаково, Калинин.
Однако этот экорегион весьма своеобразен с экологической точки зрения. Перед пломбированием он поддерживал уникальную, очень разнообразную систему популяций и так называемые экологические формы мигрирующих - анадромных и полуанадромных видов. Рыбинское водохранилище, расположенное в Западной Европе, столь же велико и впечатляет, как и сама Россия. Рыбинское водохранилище расположено на Волге как часть обширной системы каналов и водохранилищ, соединяющих Москву через Санкт-Петербург, вплоть до Балтийского моря.
Уже в девятом веке части этих водных путей сформировали исторический торговый путь Балтика-Волга. Сегодня Рыбинское море и водные пути служат крупными торгово-промышленными центрами Российской Федерации и рекреационными центрами для северных и центральных регионов страны.
В последние десятилетия экологическое состояние Иваньковского водохранилища ухудшилось по причине интенсивной эксплуатации и некоторых природных особенностей (значительная площадь водного зеркала при небольшой глубине). В результате сильного зарастания и постоянно возрастающего антропогенного загрязнения в воде увеличивается содержание взвешенных и растворенных органических веществ, соединений азота, фосфора, железа, тяжелых металлов, ухудшаются бактериологические показатели.
Строительство Рыбинского водохранилища знаменует собой темный момент в истории России: Рыбинская ГЭС была построена для обеспечения этой энергии. Спрос на водную энергию был настолько велик, что Рыбинское водохранилище не достигло своей последней емкости в 20 миллиардов акров до сегодняшнего дня, со средней глубиной 39 футов, затопляемые деревни, монастыри и леса все еще можно увидеть под поверхностью Рыбинского водохранилища.
Озеро, известное также как Рыбинское море, считается одним из крупнейших в мире водохранилищ, которое занимает одно из крупнейших искусственных водных путей с площадью более миллиона акров. Сформированная Рыбинской плотиной, Рыбинское водохранилище является частью Волжско-Камский каскад плотин. Расположен между плотинами Углич и Шексна, этот массивный водохранилище получает воду из 64 различных рек и сидит на территории Ярославской, Вологодской и Тверской областей. Основные притоки - Волга, Молога и Шексна - разделяют Рыбинское водохранилище на четыре части: Волжский рич, Шексна-Рич, Молога-Рич и Главный район.
На качество воды водохранилища влияют заболоченность бассейна, обширные мелководья, летний прогрев и цветение водоема.
В водохранилище поступают сточные воды промышленности и населенных пунктов, у которых очистные сооружения не везде работают удовлетворительно, особенно у объектов, расположенных на притоках водохранилища (р.Таратынка, р. Сучок, р. Созь и др.). Именно в притоках обнаружено высокое содержание нитратов, сульфатов, хлоридов, нефтепродуктов. Там же отмечено повышенное, по сравнению с самим водохранилищем, зацветание воды.
Состояние экосистемы водохранилища напрямую связано с загрязненностью атмосферы. Например, в 1997 г. Конаковская ГРЭС и г. Конако-во выбросили в атмосферу 31,8 тыс. т загрязняющих веществ, с каждым годом количество выбросов возрастает.
Во все гидрологические сезоны в водохранилище отмечается значительное превышение ПДК по нефтепродуктам (в районе г. Конаково - 5-12 ПДК). В зимнее время здесь же отмечается повышенное содержание аммонийного азота - до 0,6 мгл/л.
В засушливые годы гидрологический режим водохранилища отличается рядом особенностей. Малое количество осадков и высокие температуры воздуха вызывают быстрый прогрев воды на мелководьях, вода «зацветает», во многих местах у берегов из водорослей образуются сплошные круги синего цвета (1997 г.). При этом поверхностные слои воды перенасыщаются кислородом из-за интенсивного развития процесса фотосинтеза. Содержание БПК 5 в таких районах превышает норму в 4-5 раз /8/.
В Иваньковском водохранилище уменьшилась популяция ценных хищных рыб (судак, щука). Возросло значение карповых, главным образом леща и плотвы.
Чебоксарское водохранилище - самое молодое водохранилище на Волге, создано в 1980-1982 гг. Характеристики водохранилища: площадь - 2190 км 2 , объем - 13,85 км 3 , длина - 341 км, максимальная ширина - 16 км. Проектная мощность Новочебоксарской ГЭС - 1400 МВт, среднегодовая выработка электроэнергии составляет 3,31 млрд кВт-ч. Создано в интересах получения энергии, улучшения условий судоходства и водоснабжения расположенных на его берегах промышленных городов.
Сегодня происходит усиленное органическое загрязнение водохранилища: по показателю БПК 5 водоем относится к грязным, по окисляемости - к очень грязным, по содержанию растворенного кислорода - к загрязненным.
Ухудшение качества вод Чебоксарского водохранилища связано с несколькими причинами. Во-первых, Волга выше водохранилища испытывает высокую антропологическую нагрузку. Во-вторых, отрицательное воздействие оказывает ухудшение гидрологического режима, вызванное образованием обширных мелководий, осаждением органических и вредных веществ, более интенсивным накоплением донных отложений и др. Ухудшение режима способствует развитию таких негативных процессов, как цветение воды, уменьшение содержания растворенного кислорода и пр.
Чебоксарское водохранилище еще не заполнено до проектной отметки. Выход на нее (подъем воды на 2 м) вызовет увеличение площади затопления, в том числе пахотных массивов, уже исчезли пойменные леса и луга. Новое затопление может привести к развитию процессов гниения воды и массового размножения некоторых видов насекомых - переносчиков инфекций. Подъем уровня грунтовых вод вдоль берегов вызовет смену на больших площадях растительных сообществ, в том числе лесных. Уже при современном уровне отмечено заболачивание лесных территорий в Заволжье как вблизи берега (на удалении до 500 м), так и на значительном расстоянии - до 12 км. Изменяется водный режим почвы, усыхают деревья. В первую очередь пострадают березы и сосны /8/.
Причиной гибели еловых насаждений по левому берегу водохранилища связывают с тяжелыми металлами, выпадающими с атмосферными осадками, они накапливаются в воде, почвах, хвое. В водах рек Волжского бассейна содержание тяжелых металлов, нефтепродуктов, фенола нередко превышает ПДК в 5-7 раз. Чебоксарское водохранилище негативно влияет на береговую растительность.
Наиболее характерные изменения в экосистеме водохранилища за годы его существования: ухудшение газового режима, увеличение содержания в воде аммиака и минерального фосфора, цветение воды, изменения в составе ихтиофауны, появление новых водных организмов - питающихся органическими загрязнениями, увеличение числа детритофагов.
В водохранилище сокращается численность ценных промысловых рыб. Ряд видов (севрюга, шип, волжская сельдь, белорыбица, каспийский лосось и др.) полностью исчезли из Чебоксарского и Куйбышевского водохранилищ. Уменьшение скорости течения привело к сильному сокращению численности стерляди.
Промышленные предприятия Нижнего Новгорода (судостроительный, нефтеперерабатывающий заводы и др.), сбрасывают в Волгу огромное количество сточных вод. Особенно большой вред наносит экосистеме водохранилища сброс аммонийного и нитритного азота.
Серьезное ртутное загрязнение воды выявлено в придонных горизонтах водохранилища (10 ПДК).
В придонных слоях в районе Новочебоксарского порта обнаружены концентрации цинка и ртути, в десятки раз превышающие ПДК, концентрации меди, превышающие ПДК более чем в сто раз. Илы загрязнены солями мышьяка (5-10 ПДК).
В водохранилище обнаружены участки с радиоактивным загрязнением, с повышенными концентрациями цезия-134 и цезия-137, установлено присутствие искусственных радионуклидов (рутений-106, барий-104, кобальт-60). Исследование воды на бета-активность выявило радиоактивное пятно в устье р. Цивиль, вблизи Новочебоксарского ПО «Химпром», где излучение превышает фоновое в 20 раз /8/. Гидрохимики считают, что это связано либо с разовым выбросом бета-излучающих радионуклидов (например, стронция-90), либо с наличием радоновых источников.
На качество водной среды влияет относительная мелкость водохранилища. Общепризнано, что для равнинных водохранилищ участки с глубинами до 2 м не должны превышать 15-20% от общей площади зеркала водохранилища. При заполнении Чебоксарского водохранилища этот принцип был нарушен, мелководья составляют 35-40% всей площади акватории. Это приводит к установлению застойного режима, при котором процессы самоочищения резко замедляются, а на некоторых мелководных участках затухают вовсе. Чебоксарское водохранилище служит гигантским отстойником для всего Окского бассейна. Оно задерживает большую часть поступающих из крупного волжского притока токсикантов. Однако может произойти залповый выброс всевозможных загрязнителей и переход их из законсервированного в илах состояния в растворимое. Именно так случилось в мае - июне 1996 г., когда в водохранилище отмечались массовые заморы рыбы /8/.
В Чебоксарском водохранилище происходит разрушение берегов. Вследствие нерешенности вопроса об уровне водохранилища берегоукрепительные сооружения не были построены. Подмывы и обрушения берегов регулярно происходят в Республике Марий Эл (в районе г. Васильсурска), в Кстовском, Лысковском, Борском и Воротынском районах Нижегородской области.
Для Чебоксарского водохранилища в 2005г. характерна достаточно устойчивая загрязненность воды соединениями меди до 3-8 ПДК, железа до 1-6 ПДК, цинка до 1-2 ПДК. В створах водохранилища у г. Нижний Новгород и г. Кстово наблюдались высокие концентрации аммонийного азота, марганца, железа - до 7 ПДК. В целом вода водохранилища характеризуется как «загрязненная». Наиболее загрязнена в бассейне Чебоксарского водохранилища р. Инсар (оценивается как «грязная»), особенно у г. Саранска /10, 15/.
Водохранилищами Волги и Камы затоплено более 3,5 млн га земель. Более 50-70 тыс. га потеряно за последние 30 лет от разрушения берегов на водохранилищах Волги. Потери воды на дополнительное испарение с поверхности водохранилищ Волжско-Камского каскада составили 3,61 км 3 . Около 22,9 км 3 воды было сработано из водохранилищ этого каскада в течение года.
Волга превратилась в цепь слабопроточных водоемов-водохранилищ. До строительства плотин вода от Рыбинска до Волгограда добегала за 50 суток, сегодня - за полтора года. По всей гидрографической системе Волги водообмен уменьшился в 12 раз. Из 151 тысячи притоков реки исчезло более 30%. Все естественные химические, физические и биологические свойства Волги изменились коренным образом. Река стала иным природным телом, чем была до возведения каскада ГЭС. Верховья тысяч ее речек и ручьев отступили от их естественных истоков на десятки километров. Из-за климатических причин и безвозвратного водопотребления сток Волги, которая несет в Каспий в среднем 240 км 3 воды в год, с 1946г. по 1986 г. уменьшился на 35 км/год /9/.
До 1950-х гг. Волга была питьевой рекой. Но ее естественная очищаемость снизилась в десятки раз, на большом протяжении река стала антисанитарным водоёмом. Естественным образом в волжскую воду ежегодно обрушивается 350 млн тонн земли. Из-за этого мутность в прибрежной зоне в непогоду составляет 100 тыс. мг/л. Это превышает в 1,5 раза мутность воды в самой мутной реке мира Хуанхэ. Зарегулирование стока реки плотинами снизило скорость течения, замедлило водообмен, в результате чего из-за различных загрязнителей, поступающих в слабопроточные водоемы, начало бурно развиваться «цветение» воды с появлением сине-зеленых водорослей.
В Волгу поступает 20 км 3 сточных вод в год. Воду в реке сильно загрязняют прибрежные города. Бассейн Волги перенасыщен предприятиями энергетики, химической, нефтегазохимической и нефтегазодобывающей промышленности, машиностроительными, металлургическими и др. В регионе очень высока плотность магистральных трубопроводов, транспортирующих нефть, нефтепродукты, газ. В 1980-е гг. в Волгу сливалось 40% всех неочищенных стоков России, ежегодно поступало около 370 тыс. т органики, 13 тыс. т нефтепродуктов, 45 тыс. т азота, 20 тыс. т фосфора. Загрязняющие вещества, поступающие от предприятий в атмосферу, оседают на водосборном бассейне.
Из-за сильного загрязнения воды происходит массовая гибель ценнейших видов рыб, в первую очередь осетровых. В рыбе высокое содержание хлорорганических пестицидов, нефтепродуктов, тяжелых металлов.
Водохранилища изменили температурный режим Волги. Лед стал таять весной гораздо позже. Зимой подо льдом присутствует недостаточное количество кислорода.
В докладе МПР «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году» и в обзоре Росгидромета «Обзор загрязнения природной среды в Российской Федерации за 2005 г.» приводятся сведения об экологическом состоянии волжских водохранилищ /10, 15/.
Общая схема спасения волжских водохранилищ связана с наведением чистоты в водосборном бассейне, внедрением оборотной системы водопользования в промышленности, уменьшением токсичности промышленных стоков при изменении технологии и усовершенствовании системы доочистки сбрасываемых в водоем промышленных стоков. Опыт восстановления экосистем сильно загрязненных рек (Темза и Рейн) показывает реальность такого подхода.
Основными характеристиками водохранилища являются объём, площадь зеркала и изменение уровней воды в условиях его эксплуатации. При создании водохранилищ существенно изменяется и речных долин, а также гидрологический режим реки в пределах подпора. Изменения гидрологического режима, вызываемые созданием водохранилищ, происходят и в нижнем бьефе (части реки примыкающей к платине, шлюзу) гидроузлов. Иногда такие изменения заметны на протяжении десятков и даже сотен километров. Одним из последствий создания водохранилищ является уменьшение половодий. В результате этого ухудшаются условия нереста рыб и роста трав на пойменных . При создании водохранилищ также уменьшается скорость течения реки, что является причиной заиливания водохранилищ.
Красноярское водохранилище (фото Максима Герасименко)
Водохранилища размещаются на территории России неравномерно: в европейской части их более тысячи, а в азиатской – около ста. Общий объём российских водохранилищ составляет около одного миллиона м2. Искусственные водоёмы сильно изменили главную реку — и некоторые её притоки. На них создано 13 водохранилищ. Строительство их началось ещё в середине XIX века, когда в верховьях реки соорудили водоподпорную плотину. Спустя без малого сто лет было залито Иваньковское водохранилище , которое часто называют Московским морем. От него начинается канал, соединяющий реку со столицей.
Рыбинское водохранилище (фото Евгения Гусева)
Рыбинское водохранилище по площади сравнимо с крупнейшими озёрами . В результате затопления широких долин левых притоков Волги (Шексны и Мологи) образовался водоём шириной до 60 км и длиной 140 км, изобилующий множеством заливов, и .
Плотина Куйбышевского водохранилища подняла уровень воды в Волге на 26 м и затопило пойму реки на площади почти 6,5 тысяч км2. При создании водохранилища пришлось перенести около 300 населённых пунктов на новое место, а город Свияжск и вовсе оказался островным. На этом водохранилище даже возможны довольно крупные штормы (высота волн иногда превышает 3 м).
Пятнадцать крупнейших водохранилищ мира находятся в и на Дальнем Востоке. Их строительство велось в второй половине прошлого века. Плотины возводились главным образом на многоводных реках: , Вилюе, Зее. При этом из-за было затоплено относительно небольшие территории. Длина большинства водохранилищ этого района значительна: от 150 км (Колымское) до 565 км (Братское) . А вот ширина относительно невелика, за исключением некоторых участков, где вода разливается до 15-33 км. После устройства Байкальского водохранилища 60-километровый участок Ангары стал практически единым целым с , а уровень озера поднялся на метр.
Саяно-Шушенское водохранилище (фото Павла Иванова)
Самое большое водохранилище — Братское имеет довольно своеобразную форму: широкие плёсы здесь сочетаются с длинными извилистыми заливами. Амплитуда колебания уровня доходит до 10 м. Водохранилище имеет большое значение для судоходства и лесосплава, а также для водоснабжения.
Саяно-Шушенское водохранилище затопило долину Енисея на протяжении более 300 км, но по ширине небольшое — до 9 км. Колебание уровней — до 40 м. Плотина Красноярского водохранилища находится на узком (шириной до 800 м) участке в долине Енисея. Она примечательна своим уникальным подъемником. Суда, подходя к плотине, заходят в наполненную водой камеру, которая переносит их через плотину вниз по течению. Суда, идущие вверх по течению, для этого приходится поднимать на стометровую высоту.
Созданные водохранилища позволили повысить качество коммунального и промышленного водоснабжения больших городов, крупных . Параметры водохранилищ страны колеблются в широких пределах: полный объем от 1 до 169 миллионов м2. Площадь водного зеркала от 0,2 — 0,5 до 5900 км2. Существенным образом различаются длина, ширина, наибольшая и средняя глубины. Максимальная длина крупных равнинных и плоскогорных водохранилищ достигает 400 — 565 км, горных 100 — 110 км, а ширина — до нескольких десятков километров. Самые глубокие водохранилища от 200 — 300 м находятся в долинах крупных горных рек (Ингурское, Чиркейское,) до 70 — 105 м — в плоскогорных и предгорных районах (Братское, Красноярское, Богучанское, Бухтарминское). В больших равнинных водохранилищах глубины не превышают 20 — 30 м.
Водохранилища России
| Регионы | Количество водохранилищ | Объем водохранилищ, км 3 | Площадь зеркала водохранилищ, тыс.км 2 |
|---|---|---|---|
| Северный и Северо-Западный | 91 | 106,6 | 25,8 |
| Центральный и Центрально-Черноземный | 266 | 35,1 | 6,8 |
| Волго-Вятский | 46 | 23,0 | 3,9 |
| Поволжский | 381 | 124,0 | 14,6 |
| Северо-Кавказский | 105 | 36,6 | 5,3 |
| Уральский | 201 | 30,7 | 4,5 |
| Западно-Сибирский | 32 | 26,1 | 2,2 |
| Восточно-Сибирский | 22 | 398,1 | 46,3 |
| Дальневосточный | 18 | 142,5 | 6,0 |
| Всего | 1162 | 924,5 | 115,4 |
Крупнейшие водохранилища России
|
Водохранилище |
|---|
