82

11. Вопросы управления и охраны природы малых водохранилищ

11.1. Экологические аспекты проектирования и реконструкции малых водохранилищ

Как показала практика использования существующих водохранилищ Беларуси, наряду с традиционными показателями при проектировании и строительстве малых водохранилищ необходимо учитывать весь комплекс природных процессов, возникающих при последующей эксплуатации. Приобретенные внутриводоемные особенности связаны с характером водосборов, генезисом, морфологией и геолого-геоморфологическими условиями берегов и ложа, гидрологическим режимом водохранилищ. В совокупности все они в значительной степени зависят от расположения створов гидротехнических сооружений, определяют степень выраженности, количественные и качественные показатели внутриводоемных процессов и процессов в прибрежной зоне.

К основным экологическим факторам, отрицательно влияющим на эффективность малых водохранилищ, относятся:

- неустойчивый уровенный режим в период нереста;

- наличие в ложе высокоорганических первичных грунтов, преимущественно торфяников и торфяно-болотных почв;

- активный процесс зарастания ложа и в связи с этим ухудшение газового режима в период активного разложения остатков макрофитов;

- слабая проточность мелководных участков и обра­зование застойных зон в верхней части водохранилищ;

- «цветение» воды.

На стадии проектирования и строительства малых водохранилищ в первую очередь должны учитываться положения, отражающие их специфику и влияние на эксплуатационные качества. Природные особенности затапливаемой территории, которые выражаются в характере образующейся котловины и могут ускорять или замедлять внутриводоемные процессы, определяют провинциальные различия и гидроморфологические их типы. В связи с этим важным являются определение гидроморфологического типа будущего водоема и его особенностей, прогноз гидрологического режима. Как показали исследования, с гидроморфологическим типом малого водохранилища и его провинциальными особенностями тесно связаны морфометрические и режимные показатели: средняя глубина; площади мелководий и их распределение по ложу; показатель удельных затоплений; вытянутость ложа; соотношение площади акватории; наличие и распределение по ложу торфяников и торфяноболотных типов почв; амплитуда колебания уровня; проточность и ее связь с рельефом дна; гидродинамическая активность в различных гидрографических районах.

Исследования подтверждают положительный эффект обвалования водохранилищ и отчуждения мелководий от зоны затопления. В настоящее время накопился достаточный опыт проектирования и строительства малых водохранилищ в Полесье и центральной части Беларуси со значительной протяженностью укрепленных и обвалованных берегов. Этим достигается повышение средней глубины и гидродинамической активности водоемов, уменьшение площади мелководий по всему ложу. В результате снижается площадь ложа, предрасположенная к зарастанию и интенсивному заилению уже на первых стадиях развития, затопленных торфяников, уменьшаются потери земельных ресурсов.

Определение морфометрических показателей вероятных гидрографических районов в будущих водохранилищах на стадии их проектирования позволит наметить основные мероприятия по снижению удельного веса верхнего речного и среднего мелководных районов в общем объеме водохранилищ. Снижение объемов речного и среднего районов и увеличение озеровидного может быть достигнуто путем подбора наиболее выгодного местоположения створа головной плотины пли дополнительных обвалований в верховьях, что было сделано в Любанском и Солигорском водохранилищах. Это позволило значительно уменьшить площади и объем верхних районов и тем самым снизить площади, подверженные зарастанию. Оптимальным следует считать такой проект малого водохранилища, в котором озеровидиый район в объемных единицах по отношению к суммам остальных районов относится как 1:2,5 – 1:3,0, а в отдельности к среднему и верхнему как 1:4,0 – 1:5,0. Наилучший показатель достигается при строительстве озерных и озеровидных водохранилищ. В этих условиях показатель удельных затоплений имеет оптимальное значение (< 0,35).

Анализ гидроморфологических показателей по речным водохранилищам позволил разделить их по соотношению мелководной и глубоководной частей ложа, величинам удельных затоплений и водообменности на две группы. В первой группе водохранилищ средняя глубина более 2 м, отношение глубоководной части ложа к мелководной более 1. Во второй группе водохранилищ, где средняя глубина менее 2 м, сочетание морфологических факторов способствует созданию благоприятных экологических условий для развития водной раститель­ности и последующего заиления. Дифференцированный учет основных гидроморфологических показателей уже на стадии проектирования водохранилищ благоприятно скажется на их эксплуатационных качествах. В частности, увеличится продолжительность первых двух природных стадий эволюции.

Как показали результаты исследования гидродинамических условий, несмотря на относительно высокую проточность малых водохранилищ, в них образуются значительные по площади застойные зоны, что сказывается на заилении и зарастании этих участков ложа. С целью увеличения проточности застойных зон, уменьшения транзита поступающих речных водных масс в верхнем и среднем районах следует повысить гидродинамическую активность водных масс. Для этого целесообразно направить движение речных вод по всей ширине ложа, районов. Это может быть достигнуто за счет нивелировки ложа, т. е. ликвидации положительных форм рельефа, островов в этих районах, изменения направления речного потока, разделения русла на отдельные рукава перед заполнением водохранилища и т. п. Песчаные грунты могут быть использованы для засыпки участков ложа, представленных торфяниками и торфяными почвами. Нивелировка, или искусственное выполаживание, ложа будет способствовать активизации волнения и перемешиванию речных водных масс с озеровидными и застойными. Засыпка торфяников снизит поступление биогенных компонентов в воду и вероятность появления «цветения» воды.

Ликвидация на стадии проектирования и строительства малых водохранилищ отрицательных факторов, способствующих интенсивному заилению и зарастанию их ложа, будет способствовать увеличению сроков эффективного их использования.

В настоящее время в Беларуси имеется ряд водохранилищ, утративших свое первоначальное назначение. Ложе их сильно зарастает или заросло и заилилось настолько, что препятствует какому-либо использованию.

Для улучшения экологических условий существующих малых водохранилищ Беларуси можно использовать реконструкцию ложа с учетом индивидуальных особенностей каждого водоема. В зависимости от морфометрических показателей реконструкция должна предусматривать создание в верхней пассивной и мелководной гидродинамической зоне водохранилища системы или ряда внутренних прудов с автономным гидрологическим режимом. Это поможет выбрать оптимальный режим системы и каждого пруда в отдельности, повысить эффективность использования существующих водохранилищ.

Подобные преобразования могут быть осуществлены на таких водоемах, где уже сложились экологические системы, близкие к природным (Саковщинское, Плещеницкое, Тетеринское, Паперня и др.), что позволит управлять их гидрологическим режимом. Мелководность верхней речной зоны, хорошая прогреваемость и обилие водной растительности будут способствовать созданию в такого типа водоемах благоприятных условий для растительноядных рыб. Нижняя, или приплотинная, часть водохранилища сохраняется в неизменном состоянии и может использоваться в различных целях, а при упразднении, т. е. спуске, при необходимости восстанавливается. Таким образом достигается снижение отрицательного влияния водохранилища на природу, повышается эффективность использования затопленной территории.