8.3. Комплексное районирование водохранилищ

Необходимость районирования акватории и побережий малых водо­хранилищ обусловлена потребностями интенсивного хозяйственного использования водных ресурсов, разнообразием природных условий различных районов одного и того же водохранилища.

Районирование акваторий. Внутренняя неоднородность, совокупность горизонтальных и вертикальных связей между природными компонентами определяют комплекс ведущих признаков различных районов и участков акватории. Поэтому районирование акватории малых водохранилищ, основанное на учете морфолого-морфометрических, гидрологических, гидрохимических, геоботанических, гидробиологических данных, а также условий седиментации следует рассматривать как наиболее полное.

В основу районирования акватории положены морфолого-морфо-метрические различия ее частей и характер затопления элементов речной долины. Малые размеры и мелководность акваторий в сочетании с ха­рактером ветрового волнения и режимом уровней предопределяют гидрологические различия, наличие динамически активных и пассивных зон. Наличие гидродинамической оси, формирование озерной водной массы, а также проявление стоковых и циркуляционных течений обусловливают гидрохимические различия акватории малых водохранилищ. Комплекс формирующихся природных условий различных районов проявляется в характере их зарастания и гидробиологическом режиме. Дифференциация грунтов и водной растительности по длине водохранилищ обусловливают расселение и продуктивность гидробионтов.

Поэтому определенный участок ложа с характерным типом и мощностью донных отложений, водной растительностью можно принимать за элементарную единицу биотопа. Водная масса рассматривается в качестве «гидроклимата», определяющего интенсивность круговорота вещества и энергии.

Предложение А. Б. Авакяна в 1972 г. об экваториальном районировании и планировке водохранилищ послужило перспективным направлением хозяйственного использования акваторий и природных ресурсов внутренних водоемов [2]. Однако научно-методические принципы районирования были реализованы лишь для крупных водохранилищ или отличались односторонностью, отсутствием комплексного подхода [4, 36, 37, 43, 46а, 58а]. Нами разработано природное районирование, учитывающее по возможности весь комплекс природных различий акватории. До этого в литературе, за исключением гидрографического районирования, не было универсальной терминологии для обозначения элементарных природных комплексов в пределах акваторий озер и водохранилищ.

Малое водохранилище ГЭС представляет собой сложную систему вновь сформировавшихся природных комплексов, тесно взаимосвязанных друг с другом и находящихся в непрерывном развитии. Для природноакваториального районирования малых водохранилищ нами предложена следующая схема таксономических единиц: акватория водо­хранилища (АВ) - природно-акваториальный район (ПАР) и подрайон (ПАпР) - природно-акваториальная зона (ПАЗ) - сложный акваном (СА) - простой акваном (ПА).

ПАР составляет комплекс взаимосвязанных экваториальных ком­понентов (рельеф ложа, грунты, водная растительность, планктонные и бентальные организмы, нектон и др.), гидрологические и гидродина­мические условия которых определяют плановую (горизонтальную) общность и вертикальную структуру природных различий таксономических единиц низшего ранга, а также общую направленность и интенсивность протекающих внутриводоемных процессов (табл. 8.2).

На примере рассмотренных малых водохранилищ нами выделены три природно-акваториальных района: озерно-речной, переходный и озерный (рис.8.2).

Озерный природно-акваториальный район занимает приплотинную часть акватории водохранилища. Ветровое волнение и циркуляционные течения способствуют накоплению здесь тонко дисперсных илистых от­ложений. Большие глубины позволяют закрепиться надводной раститель­ности только вдоль линии уреза, на мелководьях и у островов преоб­ладают погруженные и, реже, нимфейные виды.

Активное переформирование берегов, вдольбереговое перемещение взвешенных наносов препятствуют закреплению растительности на стадии становления берегов. Формирующаяся литоральная мелководная полоса и склоны берегов закрепляются растительностью в среднем к концу второго десятилетия эксплуатации малых водохранилищ.

Для переходного района характерно дальнейшее уменьшение глубин и ширины водохранилища, понижение волновой активности. Эти изменяющиеся условия и определяют мозаику грунтов и фрагментарный характер зарастания ложа в переходном районе от озерного в озерно- речной. Четкая поясность и выраженность всех растительных поясов, характерные для озерно-речного района, нарушаются. Полоса

Таблица 8.2.

Принципы выделения основных таксономических единиц природно-акваториального районирования малых водохранилищ

прибрёжных надводных растений нередко прерывается в связи с переформированием берега и увеличением глубины ложа.

Наличие в водохранилищах заливов, где происходит накопление ве­щества и энергии в гидродинамически пассивных условиях, дает ocнование выделить их в отдельный природно-акваториальный подрайой (ПАпр). Преобладающая мелководность и укрытость приводят к более интенсивному накоплению донных отложений в заливах и последующему их зарастанию. Растительность отличается отчетливо выраженной поясностью и разнообразием видового состава. Большие заливы с достаточно хорошей проточностью следует рассматривать в качестве самостоятельных единиц.

Рис. 8.2. Основные таксономические единицы природно-акваториального районирования малых водохранилищ: CAI - лишенные водной растительности; САН, СА V - с преобладанием подвод­ных растений; САШ, СА VI - с преобладанием растений с плавающими вегетатив­ными органами; CAIV, СА VII - с преобладанием погруженных растений; СА VIII-с преобладанием глубоководных биотопов; 1 - на песчаных грунтах; 2 - на гли­нистых грунтах; 3 - на каменистых грунтах; 4 - аир на песках; 6 - тростник на песках; 7 - манники на песках; 8 - рогозы на торфянистых грунтах; 9 - ежеголовник на илистых грунтах; 10 - рдест плавающий на заиленных грунтах; 11 -горец земноводный на слабозаиленных грунтах; 12 - кувшинка белая на илах; 13 - кубышка желтая на илах; 14 - лютик жестколистный на илах и заиленных грунтах; 15 - уруть колосистая на илах и заиленных грунтах; 16 - роголистник на илах; 17-21 - рдест пронзеннолистный, блестящий, курчавый, нитевидный и волосовидный на илах; 22 - телорез алоэвидный на илах и торфянистых грунтах; 23 - тростник на песках; 24 - камыш на песках; 25 - ежеголовник на песках и слабоаиленных грунтах; 26 - рдест плавающий; 27 - горец земноводный на слабозаиленных грунтах; 28 - уруть колосистая на слабозаиленных грунтах; 29 -роголистник на илах; 30, 31 - рдест блестящий и пронзеннолистный на слабозаиленных грунтах; 32 - харовые водоросли на илах; 33 - то же на илистых грунтах русловой ложбины; 34 - то же старичных озер; 35 - то же затопленных карье­ров; 36 - то же каналов; 37 - то же пойменной части; 38 - то же западин ложа

ПАЗ — морфологически выраженная часть (полоса или зона)' акватории водохранилища с характерными внутригодоемными процессами, ход которых определяется глубиной и гидродинамической активностью. В котловинах водохранилищ ПАЗ приурочены к прибрежной литоральной зоне, мелководной открытой и глубоководной части ложа. Каждая зона характеризуется определенными типами грунтов, их мощностью, свойственным только им химическим составом, а также характерным типом растительности или ее отсутствием.

В пределах каждого природно-акваториального района выделяются три зоны акваномов: прибрежная мелководная, открытая мелководная и глубоководная. Зону прибрежных мелководных акваномов образуют мелководья до глубины 2 м. Они состоят из заросших и свободных от растительности участков мелководий с отложениями песков, реже --завалуненных пород. Размеры зоны и наличие растительных поясов из­меняются по районам. В целом эта зона характеризуется вдольберего-вым перемещением наносов и сносом образующихся органических веществ в зону глубоководных акваномов. В связи с гидродинамически пассивным характером озерно-речного района преобладающим процес­сом в зоне прибрежных акваномов является аккумуляция автохтонно­го материала.

Зона открытых мелководных акваномов обусловлена наличием мел­ководных участков ложа в гидродинамически активных и полупассивных районах. Большая часть открытых мелководий приходится на переходный и озерно-речной ПА районы. В отличие от озерно-речного и переходного в озерном ПА районе преобладают мелководные открытые акваномы с погруженной растительностью.

Большую часть ложа водохранилищ озерного и переходного ПА райо­нов занимает зона глубоководных акваномов с глубинами более 2 м. В этой зоне аккумулируется основная часть остатков планктонных орга­низмов, нектона, аллахтонного материала. Акваномы здесь отличаются различной площадью контуров. Приуроченность их к основным элементам рельефа ложа, четкая выраженность форм мезорельефа (русловой ложбины, старичных озер, карьеров, каналов, основных элементов речной долины и др.) определяют размеры и природные различия акваномов. Зона отличается отсутствием высшей водной растительности, разнообразием мощностей вторичных тонко дисперсных илов. Высокая гидродинамическая активность обусловливает постоянное перемещение в этой зоне водных масс и их общую генетическую однородность. Сезонные изменения солнечной радиации, температурного и газового режимов, химического состава воды способствуют циклическому развитию в пределах акваномов своеобразного «гидроклимата». В соответствии с этим циклически развивается и органическая жизнь. Интенсивность развития жизни, качественный и видовой состав биотопов в глубоководных акваномах уменьшаются с изменением их глубины. Возможное накопление сероводорода и частые дефициты кислорода в зимний период хорошо объясняют произрастание здесь только некоторых видов мхов. Болыним разнообразием отличаются бентальные организмы.

Сложные акваномы выделяются в пределах зоны ПА по группе расти­тельных ассоциаций (надводной, погруженной' и с плавающими листьями) и групповому составу бентальных растений и организмов. Сложные акваномы наиболее широко представлены в прибрежной ПА зоне, активных районах зарастания и определяются наличием и выраженностью характерных типов поясности высшей водной растительности. От верховьев к плотине, от зоны прибрежных мелководных открытых и глубоководных акваномов возрастает единообразие донных грунтов. Здесь формируется обедненный видовой состав растительности. Гидроклимат, его сезонная ритмика и гидродинамические условия определяют особенности накопления вещества и энергии в пределах выделенных акваномов. Подобно элементарным геохимическим ландшафтам суши акваномы в плане имеют разнообразную форму контуров (округлую, эллипсовидную, дугообразную, полосчатую и др.). Зона глубоководных акваномов в отличие от прибрежной мелководной изучена пока еще недостаточно.

Простой акваном (ПА) — это выраженный в рельефе ложа участок акватории водохранилища, отличающийся характерным типом грунтов, высшей водной растительностью с определенной вертикальной структурой биотопов, интенсивность накопления вещества и энергии в пределах которого определяется сезонной и суточной ритмикой органической жизни.

В вертикальном разрезе акваномы состоят из характерных слоев (горизонтов) — водного, вторичных отложений, трансформированных первичных грунтов, живого органического вещества. Горизонт живого орга­нического вещества занимает промежуточное положение и может сме­щаться на верхней границе акванома выше водного горизонта (в атмосферу) в зоне прибрежных акваномов, а на начальных фазах эксплуатации водохранилища в горизонт первичных (трансформированных) грунтов. Донные отложения появились в результате действия протекающих в пределах акванома процессов и отражают их специфику. В свою очередь грунты определяют биопродуктивность акванома и в конечном счете входят составной частью в элементарную единицу акваториального районирования.

Границы между двумя соседними акваномами определяются по комплексу природных показателей: выраженности их в рельефе, мощности и типу грунтов, характеру водной растительности и живых организмов .

Районирование побережий. Водохранилища как воднохозяйственные ландшафты и прилегающая к ним территория в современных условиях представляют собой единый природный комплекс и развиваются в тесном взаимовлиянии, но и водохранилища, и прилегающая к ним территория — это типы антропогенных ландшафтов. Поэтому районирование побережий водохранилищ может существенно ускорить пути повышения эффективности использования их ресурсов. В прилегающей к водохранилищам территории целесообразно выделить следующие типы ландшафтов: сельскохозяйственный, лесохозяйственный, горнопромышленный, селитебный и рекреационный.

Научно-исследовательские работы белорусских и болгарских географов в настоящее время позволяют выделить среди этих типов ряд подтипов [5]. Удельный вес и структура каждого из них существенным образом в зависимости от природных ландшафтов. Исследования влияния осущительных мелиорации и малых водохранилищ неэнергетического назначения на природные ландшафты Полесья свидетельствуют, что процесс антропогенизации идет от мелких ПТК к более крупным и протекает с различной скоростью в зависимости от степени влияния хозяйственной деятельности на малом водосборе. Поэтому среди природных ландшафтов следует выделить сильноизмененные, среднецзмененные, слабоизмененные.

Водохранилища ГЭС, пруды, каналы — типичные примеры интенсификации антропогенных преобразований природных ландшафтов.

Горнопромышленные ландшафты включают три основных подтипа: горнопромышленные рудничные, карьерно-отвальные и 'торфяно-промышленные. Они образуют сеть точечных ПТК с ярко выраженными чертами антропогенизации. Развитие ландшафтов взаимообусловлено изменением природной среды в связи с горными выработками рудников и подпором грунтовых вод водохранилищем (рис. 8.3).

Сельскохозяйственный тип ландшафта — наиболее распространенный из антропогенизированных ландшафтов (в Беларуси, 47,4 %). В его составе выделяется три подтипа: пахотный, пахотный мелиорированный и лугово-пастбищный. Наиболее высокая распаханность приурочена к ландшафтам лёссовых и моренных равнин. Отчуждение мелководной части акватории водохранилищ, а также мелиорация зон подтопления ведут к увеличению на прилегающей к водохранилищам территории пахотных мелиорированных ландшафтов (польдеров).

Лесохозяйственный тип ландшафтов наиболее характерен для побе­режий водохранилищ лесной и лесостепной зон и представлен тремя подтипами: лесохозяйственный нарушенный, лесокультурный и лес­ные заповедники. Коренные лесные насаждения, как правило, сильно изменяются в результате их подтопления. Так, снижается продуктив­ность технически ценных пород (сосна, ель, дуб), а в приурезовой зоне на отдельных участках леса они совсем погибают.

Наибольшая степень антропогенизации свойственна ландшафтам поселений (селитебным). Среди них выделяются четыре подтипа: промышленно-городские, городские, сельские поселения и археологические руины (памятники). В прибрежной зоне водохранилищ оказываются как ранее существовавшие населенные пункты, так и новые, возникшие в результате сселения из зоны затопления, а также вследствие рекреационного освоения побережий.

Планомерное освоение рекреационных ресурсов водохранилищ приводит к формированию рекреационных ландшафтов. Так, в связи с рекреационным освоением территории Беларуси практически все водохранилища включаются в рекреационные зоны. Примером интенсивного рекреационного освоения может служить водохранилище Заславское, находящееся в зеленой зоне Минска. Вокруг водохранилищ в зеленой зоне искусственно создается новый ландшафт, обладающий более высокими эстетическими достоинствами и удовлетворяющий потребностям в разных видах отдыха.

Ландшафтное, в том числе акваториальное районирование водохрани­лищ и их побережий должно способствовать повышению рационального использования природных ресурсов малых водохранилищ и более интенсивному планомерному хозяйственному освоению побережий. Это также создает предпосылки для более обоснованного выделения водоохранных полос и водоохранных районов.

Рис. 8.3. Изменение природных ландшафтов в промышленном районе в зоне Солигорского водохранилища [26]:

1 - промплощадки калийных рудников; 2 - солеотвалы и шламохранилища; 3 - площади затопления (подтопления) и заболачивания сельхозугодий; 4 -границы шахтных полей; 5 - границы калийных горизонтов; 6 - мульды сдвижения горных пород; 7 — отдельные тектонические нарушения; 8 - прогноз контура засоления подземных вод; 9 - зона тектонических нарушений