6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ
Особливості гідрохімічного і гідробіологічного режимів водосховищ визначаються переважно такими обставинами: інтенсивністю водообміну, характером ґрунтів і рослинності зон затоплення, підтоплення та режимом накопичення й спрацювання вод, величиною та інтенсивністю коливання рівнів води. Контроль за режимом гідрохімічних і гідробіологічних характеристик водосховищ дуже актуальний, оскільки багато із них використовують для водопостачання, у тому числі і для пиття.
Істотно впливає на гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ у перші декілька років і рослинно–ґрунтовий покрив, який залишився під водою після утворення водосховища. Розклад рослин у зоні затоплення може привести до зменшення вмісту кисню у водній товщі, що приведе до загибелі риб.
У зоні надмірного зволоження, де поверхневі води не дуже мінералізовані, а об’єм підземного притоку незначний, зміни в хімічному складі води будуть незначними. В районах недостатнього зволоження, а також у посушливих районах мінералізація води значно змінюється.
6.6. Замулення водосховищ і переформування їх берегів
Водосховища, як і озера, є акумуляторами наносів. Відкладення у чаші водосховищ дрібних (завислих) наносів називають замуленням, великих (тягнених) –занесенням. Завдяки замуленню формується товща донних відкладів водосховища.
Інтенсивність відкладення наносів і період замулення водосховища залежить від стоку наносів річки й об’єму водосховища. У рівнинних водосховищах на річках із невеликим стоком наносів щорічне наростання дна незначне. Інтенсивність замулення невеликих водосховищ на річках з великим стоком наносів, особливо в посушливих районах, дуже велика. Наприклад, в США деякі водосховища у пустельний зоні заповнювалися наносами за 10–15 років.
Береги водосховищ за своєю еволюцією поділяють на три групи:абразивні,які зазнають постійного руйнування;стабільні, які не руйнуються; таакумулятивні, які нарощуються за рахунок перевідкладення наносів. На рівнинних річках (Волга, Дніпро) абразивними є 40–50 % берегів, стабільними – 40–50 % і акумулятивними – 5–15 %. Такий розподіл можна пояснити тим, що більшість водосховищ на цих річках достатньо «молоді», а їхня берегова зона активно формується.
6.7. Водні маси водосховищ
У водосховищах, як і в озерах, зустрічаються дві водні маси – первинна (річкова)йосновна (водна маса самого водосховища), але їх співвідношення різне. Так, в озерах на долю річкової водної маси приходиться лише 10–15 % (наприклад, на Онезькому озері), а у водосховищах збільшується до 30–35 % у повінь і до 10–25 % у межень (наприклад, у Рибінському водосховищі). Водні маси водосховищ більш рухомі, ніж в озерах. У водосховищах у призагатній зоні формуєтьсяспецифічна придонна воднамаса як модифікація основної водної маси.
6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище
В Україні водосховища та ставки створювалися в давні часи, але особливо інтенсивне зростання їх кількості спостерігається у другій половині ХХ століття.
Використовують водосховища залежно від водності, природних особливостей та господарської спрямованості регіону. У північній частині України (на Поліссі) вони є водоприймачами осушувальних систем, джерелом водопостачання, використовуються для рибного господарства, у Степу та центральних маловодних районах Лісостепу – переважно для водопостачання, зрошування та риборозведення, у Прикарпатті їх головне призначення –водопостачання, гідроенергетика та риборозведення. Значну кількість водосховищ використовують комплексно, багато з них є об’єктами рекреації.
Спорудження водосховищ призвело до збільшення об’єму зарегульованих вод суші майже на 6 000 км3й уповільнення водообміну приблизно у 5 разів, а водообмін Дніпра уповільнився в 7–11 разів.
Спорудження гребель водосховищ веде до зменшення стоку води в річках. Штучні водойми також змінюють внутрішньорічний розподіл стоку, збільшуючи при цьому меженну його складову. Так, за даними М. І. Львовича, водосховища обумовлюють збільшення меженного річкового стоку на землі на
27 %.
Суттєво зменшився і стік наносів річок у результаті спорудження гребель водосховищ та акумуляції у них наносів. Так, каскад водосховищ на р. Міссісіпі зменшив стік завислих наносів із 450 до 295 млн т.
Водосховища змінюють і термічний режим річок, спричиняють затоплення і підтоплення земель, «цвітіння» води, погіршують умови проходу риби на нерест тощо.
Контрольні питання
Яке призначення мають водосховища?
Морфометрія й морфологія водосховищ.
Типи водосховищ.
Водний режим водосховищ.
Водообмін і течії, хвилювання у водосховищах.
Термічні та льодові явища.
Гідрологічний, гідрохімічний та гідробіологічний режим водосховищ
Замулення водосховищ та переформування берегів.
9. Водні маси водосховищ.
10. Вплив водосховищ на річковий стік і природне середовище
Список рекомендованої літератури:
1. Авакян А. Б., Водохранилища /А. Б. Авакян, В. П. Салтанкин, В. А. Шарапов. – М., 1987. – 325 с.
2. Богословский Б. Б., Общая гидрология / Б. Б. Богословский, В. А. Самохин, Д. П. Соколов. – Л. : Гидрометеоиздат, 1984. – 356 с.
3. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду. – М., 1986. – 367 с.
4. Гидрология : Учебник для вузов / В. Н. Михайлов, А. Д. Добровольский, С. А.Добролюбов.– М. : Высш. школа,2005. –463 с.: ил.
5. Загальна гідрологія: Підручник / С. С. Левківський, В. К. Хільчевський, О. Г. Ободовський та ін. – К. : Фітосоціоцентр, 2000. – 264 с.
6. Кононенко Г. Д. Гідрологія ставків і малих водоймищ України / Г. Д. Кононенко. – К. : Наукова думка, 1991. – 350 с.
6. Малі річки України. – К. : Урожай, 1991. – 294 с.
Блок 7. ГІДРОЛОГІЯ БОЛІТ
Болото– надмірно зволожена земельна ділянка земної поверхні із застояним водним режимом, яка має шар торфу не менше 30 см і вкрита специфічною рослинністю.
Загальна площа боліт на земній кулі становить 2.7 млн км2(2 % площі суходолу). Сумарний об’єм болотних вод світу становить близько 11тис. км3, що у п’ять разів перевищує разовий об’єм води в руслах річок. Найбільш заболочені материки – Південна Америка (70 % території) і Євразія (18 %).
Загальна площа боліт в Україні становить 1–1.2 млн га. Найбільше боліт на західному Поліссі, де пересічна заболоченість сягає 11% території. До цієї категорії природних утворень відносяться також і заболочені землі.
Утворення боліт пов’язане із заростанням водойм(озер, водосховищ, ставків) та іззаболочуванням водойм і суші(рис. 23). Внаслідок відкладення мулу на дні озера, так званого сапропелю, та виносу в озеро мінеральних і органічних речовин, змитих з площі водозбору, відбувається поступове обміління озера. Воно починає від берегів заростати водяною рослинністю, яка відмирає з часом і падає на дно. Це сприяє подальшому обмілінню озера. З бігом часу водяна рослинність вкриває все озеро й утворюється болото з характерною водолюбною рослинністю. Відмираючи, рослинність, яка насичена водою, внаслідок нестачі у воді кисню повністю не розкладається та перетворюється на торф.
Рис. 23 .Схема заростання озера (за В. Р. Вільямсом): а- мінеральне дно озера, б–в – вапняковистий сапропелевий мул, г –землистий торф, д –осоковий торф, е –очеретяний торф; 1 – вільно плаваючі водяні рослини, 2 – рдести й латаття, 3 – лепеха болотяна, 4 – рогіз, 5 – очерет, 6 – великі осоки, 7 – дрібні осоки, 8 – кореневі злаки, 9 – злаки.
Заболочування суші– внаслідок певного поєднання фізико-географічних умов, які сприяють сповільненому стоку вод і акумуляції їх на поверхні і в ґрунтах, завдяки чому в їх верхніх шарах утворюється надмірність вологи. Надмірна вологість призводить до погіршення кисневого і мінерального живлення рослин, порушує процеси розкладу відмерлих частин рослин. Напіврозкладені рештки рослин консервуються гуміновими кислотами, які утворюються в процесі розпаду рослин. Подрібнені частки органічного матеріалу спочатку заповнюють пори мінерального ґрунту, різко погіршуючи його водопроникність, а потім вкривають і поверхню ґрунту. Поступово ущільнюючись, маса рослинного матеріалу перетворюється на специфічну органічну породу – торф. Торф має високу вологопроникність і малу водопровідність. Поява торфу перетворює поверхню суші на заболочену територію, а при подальшому збільшенні потужності торфового шару – на болото.
Процеси заболочування суші залежать від співвідношення елементів водного балансу, рельєфу місцевості, складу ґрунту і гідрогеологічної будови місцевості.
У зоні надмірного зволоженняопади перевищують випаровування, частина вологи залишається в ґрунті і призводить до перезволоження верхніх шарів ґрунту. При рівному рельєфі з малими похилами зайва волога з поверхневих шарів ґрунту виводиться дуже повільно, і тому утворюються значні площі, що перезволожені застійними водами. Саме тому в районах із рівнинним рельєфом і відносно рідкою річковою мережею болота й заболочені землі займають більшу частину території (Полісся, Західний Сибір та ін.).
У зоні нестійкого зволоження(лісостеп) боліт значно менше. Вони приурочені до від’ємних форм рельєфу – ярів, балок, подів, блюдець тощо. Надлишки вологи тут створюються лише за рахунок припливу поверхневих вод, виходу на поверхню підземних вод.
У зоні недостатнього зволоження(степ) болота зустрічаються як виняток і розташовані вони в основному в заплавах річок та там, де виходять на поверхню підземні води.
Виділяють два основних види заболочування суші: затоплення і підтоплення території (рис. 24).
Рис. 24. Заболочування суші
Затоплення – це переважання атмосферних опадів над випаровуванням за відсутності дренажу, або з незначним поверхневим стоком в умовах зниженого рельєфу.
Підтоплення – це підвищення рівня ґрунтових вод після спорудження гребель на річках, унаслідок надмірного зрошення значних територій та ін.
Болото може з’явитися в найрізноманітніших умовах. Часто воно утворюється в ялиновому лісі, де внаслідок вилуговування ґрунтів з’являється мохова рослинність, яка призводить до відмирання лісу і народження типової болотної рослинності. Утворення болота може початися на лісових вирубках і на лісових згарищах, де рослинний покрив утворює щільну дернину, яка погіршує умови інфільтрації. Болото може утворитися також на місці луків. Лучна рослинність, внаслідок збільшення вологості, замінюється осоками і мохом; починається процес торфоутворення і виникає трав’яне болото.