Kui uurite hoolikalt Venemaa kaarti, näete erinevates piirkondades üsna suuri ebakorrapärase kujuga siniseid laike - veehoidlaid. Nende suuruse järgi otsustades on need tõelised mered, mis asuvad mandri sügavuses. Statistika kohaselt on Venemaa veehoidlates umbes 800 kuupkilomeetrit magedat vett. Muljetavaldav number.

Mida nimetatakse reservuaariks? Kuidas see moodustub? Milliseid funktsioone see rahvamajanduses täidab? Vastused kõigile neile küsimustele leiate meie artiklist. Lisaks saate teada, milline veehoidla on Venemaal suurim. Niisiis, alustame oma virtuaalset jalutuskäiku läbi riigi tehismere.

Veehoidla - mis see on?

Hüdroloogias nimetatakse reservuaariks tavaliselt küllalt suurt tehispäritolu veehoidlat, mis on moodustatud hoidestruktuurist (tamm või hüdroelektripais) akumuleerimiseks ja. edasine kasutamine vesi majanduse ja elanikkonna vajadusteks. Suhteliselt väikseid tehisreservuaare nimetatakse sageli ka tiikideks või vaiadeks.

Tugevus voolav vesi meie esivanemad on seda iidsetest aegadest kasutanud. Nii leidub esimesi mainimisi vesiveskitest aastal Vana-Vene kroonikad. Selliste veskitega on ütlematagi selge, et tekkisid väikesed tiigid. Neid võib pidada tänapäevaste "tehismerede" prototüüpideks.

Esimesed veehoidlad Venemaal hakati tekkima 18. sajandi alguses, Volga kanalisüsteemi ühendamisel Läänemerega. 19. sajandil kasutati kunstlikke veehoidlaid aktiivselt navigeerimiseks, samuti varustati sadu tööstusettevõtteid vee ja elektriga.

IN kaasaegne Venemaa Veehoidlad teenivad ka inimesi hästi. Eelkõige:

• Nad varustavad veega põldudele ja põllumaadele riigi kuivadel aladel (niisutussüsteemide kaudu).
• Reguleerida suurte jõgede voolu ja seeläbi vältida üleujutusi ja üleujutusi asulad.
• Luua tingimused suurte laevade vabaks liikumiseks.
• Need soodustavad paljude väärtuslike ihtüofaunaliikide paljunemist.
• Looge tingimused aktiivne puhkus ja kohalike elanike puhkamine (nii suvel kui talvel).

Veehoidlate klassifikatsioon

Veehoidlate klassifikatsioone on suur hulk. Need on jagatud kasutuse laadi, pindala, veekoguse, sügavuse, asukoha jne järgi. Seega on veehoidlad põhja struktuuri põhjal järgmised:

• Orud (need, mis tekkisid jõeorgudes).
• Nõgi (tekib järve, merelahe või jõesuudme tammimisel).

Sõltuvalt veekogu asukohast võib kõik veehoidlad jagada järgmisteks osadeks:

• Tasandikud.
• Jalammäestikud.
• Mägi.

Lõpuks jagatakse veehoidlad veepinna pindala alusel järgmisteks osadeks:

• Väike (kuni 2 km 2).
• Väike (2-20 km 2).
• Keskmine (20-100 km 2).
• Suur (100-500 km 2).
• Väga suur (500-5000 km 2).
• Suurim (üle 5000 km 2).

Venemaa suurimad veehoidlad: nimekiri ja nimed

Venemaa on kunstlike veehoidlate koguarvu poolest planeedi absoluutne liider. Neid on siin vähemalt 30 tuhat. Peaaegu kõik veehoidlad Venemaal loodi pärast Teist maailmasõda, peamiselt kahekümnenda sajandi 50-70ndatel. Need on üle riigi jaotunud äärmiselt ebaühtlaselt. Seega on Aasia osas neid kümmekond korda vähem kui Euroopa osas.

Niisiis, Venemaa suurimad veehoidlad (piirkonna järgi):

1. Kuibõševskoe (6500 km 2).
2. Bratskoe (5470 km 2).
3. Rybinskoe (4580 km 2).
4. Volgogradskoe (3117 km 2).
5. Tsimljanskoe (2700 km 2).
6. Zeyskoe (2420 km 2).
7. Viljuiskoe (2360 km 2).
8. Cheboksary (2190 km 2).
9. Krasnojarsk (2000 km 2).
10. Kamskoje (1910 km 2).

"Žiguli meri"

Pindala: 6500 km2. Maht: 58 km 3 .

Venemaa suurim veehoidla (ja maailmas suuruselt kolmas) on Kuibõševskoje. Seda nimetatakse sageli ka "Žiguli mereks". See tekkis 1957. aastal samanimelise hüdroelektrijaama tammi ehitamise tulemusena. Asub Volga jõe ääres, mitmes Vene Föderatsiooni piirkonnas: Samara ja Uljanovski oblastis, Tšuvašias, Tatarstanis ja Mari Eli Vabariigis.

Kuibõševi veehoidla pikkus on 500 km ja maksimaalne laius 40 km. Sügavus ei ületa neljakümmend meetrit. Suurejooneline veehoidla asub Venemaa suurima tööstuspiirkonna südames. Žigulevskaja HEJ toodab aastas umbes 10 miljardit kWh elektrit. Veehoidla ise annab mage vesi rohkem kui miljon hektarit põllumajandusmaad. Muuhulgas on Žiguli meri populaarne puhke- ja turismipiirkond oma pehme kliima ja maalilise ilu tõttu. rannajoon.

Bratski veehoidla

Pindala: 5470 km2. Maht: 169 km 3 .

Angara jõe ääres asuv Bratski veehoidla jääb oma pindalalt alla Žiguli merele, kuid ületab selle mahult paljuski. Sellest lähtuvalt on veehoidla sügavused suhteliselt suured: kohati ulatuvad need 150 meetrini.

1961. aastal ehitatud Bratski hüdroelektrijaam ujutas üle suur summa maad (sealhulgas kuulus Bratsk Ostrog) ja aitas samal ajal kaasa võimsa tööstusklastri loomisele riigi Aasia osas. Tänapäeval kasutatakse veehoidlat aktiivselt veevarustuseks, metsa parvetamiseks ja kalapüügiks. Selle kaldad on äärmiselt karmid. Seal, kus Angarasse suubuvad teised vooluveekogud, on tekkinud üsna laiad ja pikad lahed.

Rybinski veehoidla

Pindala: 4580 km2. Maht: 25 km 3 .

Volga suuruselt teine ​​veehoidla on Rybinsk. See asub kolmes piirkonnas - Jaroslavlis, Tveris ja Vologdas.

Veehoidlal on üsna ebatavaline kuju. 17 tuhat aastat tagasi oli selle asemel suur liustikujärv. Aja jooksul see kuivas, jättes maha tohutu madaliku. Selle täitmine algas 1941. aastal Rybinski hüdroelektrikompleksi ehitamise tulemusena. 130 tuhat inimest tuli ümber asustada mujale. Veelgi enam, Rybinski veehoidla loomine neelas 250 tuhat hektarit metsa, umbes 70 tuhat hektarit põllumaad ja 30 tuhat hektarit karjamaid.

Tänapäeval on pseudomere kaldal hiiglaslik teaduslik labor, uurides kunstlike veehoidlate mõju taiga looduslikele kompleksidele.

Jõevoolu ebaühtlane jaotus territooriumil, selle aastasisene ja pikaajaline varieeruvus raskendab elanikkonna vajaduste rahuldamist ja Rahvamajandus vajalikus koguses vett. See on eriti terav madala veetasemega aastatel ja aastaaegadel. Probleemi lahendab jõevoolu reguleerimine veehoidlate ja tiikidega.

Veehoidla on tehisveehoidla, mis on mõeldud jõevoolu reguleerimiseks, s.o. ajaline ümberjagamine, eesmärgiga seda tõhusamalt kasutada rahvamajanduse vajadusteks.

Suurtel veehoidlatel on reeglina keeruline (mitmeotstarbeline) otstarve: hüdroenergia, veevarustus, veetransport, vaba aeg, üleujutuskaitse. Enamik tõhus kasutamine veevarud pakub ühes süsteemis toimivate reservuaaride kaskaadi.

Väikesi veehoidlaid ja tiike kasutatakse elanikkonna ja teatud tööstusharude või põllumajanduse varustamiseks veega.

Peal maakera Loodud on üle 2500 suure veehoidla mahuga üle 100 miljoni km 3. Enamik neist asub linnas Põhja-Ameerika(36% ehk umbes 900). Venemaal on umbes 100 sellist veehoidlat, millest suurimad on Bratskoje, Krasnojarski ja Zejaskoe.

Jõel asuvat veehoidlate süsteemi nimetatakse kaskaad.

Sängi iseloomu, veega täitmisviisi, geograafilise asukoha, asukoha vesikonnas ja vooluhulga reguleerimise iseloomu järgi võib veehoidlaid jagada tüüpideks.

Kõrval basseini struktuur reservuaarid jagunevad:

· jõe tüüp või org, säng on osa jõeorust. Neid eristab piklik kuju ja suurenev sügavus tipust tammini.

· järve või basseini tüüp, need on vedruga, st. reguleeritud järved ja veehoidlad, mis asuvad üksikutel madalikel ja nõgudel, lahtedes, merest tarastatud suudmealadel, samuti tehiskaevetel.

Vastavalt veega täitmise meetodile reservuaarid jagunevad:

· Zaprudnye, kui need on täidetud veega ojast, millel need asuvad

· vedelikud, kui neile tarnitakse vett lähedalasuvast vooluveekogust või veehoidlast.

Geograafilise asukoha järgi:

· mägi, mägijõgedele ehitatud, on need tavaliselt kitsad ja sügavad ning rõhuga, s.t. veetaseme tõusu suurus jões paisu ehitamise tagajärjel 300 m või rohkem

· jalamid, pea kõrgus on 50-100 m

· Tasandikud tavaliselt lai ja madal, pea kõrgus mitte üle 30 m.

Voolu reguleerimise olemuse järgi:

· Mitmeaastane määrus (äravoolu ümberjaotumine madala ja kõrge veetasemega aastate vahel)

· Hooajaline (äravoolu ümberjaotumine aasta jooksul madal- ja kõrgveeperioodide vahel)

· Iganädalane (voolu ümberjaotumine nädala jooksul)

· Igapäevane regulatsioon (voolu ümberjaotumine päeva jooksul)

Voolu reguleerimise olemuse määrab veehoidla otstarve ning veehoidla kasuliku mahu ja jõevee vooluhulga suhe.

Veehoidlate kuju ja suurust iseloomustavad samad morfomeetrilised omadused nagu järvedel. Need sõltuvad ka veehoidla täituvuse astmest ja on "seotud" teatud veetaseme väärtusega, kuid erinevalt järvedest on veehoidlas veetase reguleeritud ja taseme kulgemise määrab veetaseme iseloom. määrus.

Veehoidlate projekteerimisel kehtestatakse (määratakse) igale neist tasemed, mis vastavad hüdroloogilise režiimi teatud faasidele, nn. disainitasemed.

· Tavaline säilitustase NPU, tase, mis saavutatakse veesisalduse poolest täitmisperioodi lõpus keskmisel aastal ja mida tamm suudab hoida kaua aega

· sunnitud toe tase FPU, mis esineb harvadel juhtudel, näiteks suurvee või üleujutuse ajal, hoitakse lühikest aega, ületab FSL-i 0,5-1 m

· Päästiku tase. Käivitustasemete hulka kuuluvad: igapäevane (dispetšeri) käivitustase, mis saavutatakse reservuaari normaalse töö käigus; maksimaalse toodangu tase, mis saavutatakse ainult kuivadel aastatel

· ULV surnud helitugevuse tase, veehoidla veetaseme maksimaalne võimalik langus, millest allapoole on vabastamine võimatu. ULV-st allpool asuva reservuaari mahtu nimetatakse surnud maht.

Helitugevust, mis asub ULV ja NPU vahel, nimetatakse PO reservuaari kasulik maht.

Kasulike ja surnud mahtude summa annab reservuaari kogumaht või mahutavus.

NPU ja FPU vahele jäävat helitugevust nimetatakse reservmaht .

Vastavalt basseini morfomeetrilistele tunnustele Iseloomulikud piirkonnad määratakse kindlaks:

ü Madalam – tammi lähedal (alati süvaveeline);

ü Keskmine – keskmine (süvaveeline ainult siis, kui kõrgel tasemel);

ü Ülemine – madal (asub üleujutatud kanali ja lammi piires);

ü Toetusala väljakiilumine.

Piirid on suvalised ja sõltuvad tasemekõikumiste amplituudist

- tehisreservuaarid, mis on reeglina loodud jõeorgudesse rahvamajanduses kasutatava vee kogumiseks ja säilitamiseks.

Veehoidlatel on sarnasusi ja: esimesega - välimus ja aeglane veevahetus, teisega - vee liikumise progresseeruv olemus. Samal ajal on neil ka oma eripärad:

• Veehoidlates esineb aastaringselt oluliselt suuremaid veetaseme kõikumisi kui jõgedes ja järvedes, mis on seotud voolu kunstliku reguleerimisega – vee kogunemine ja väljavool;
• veevooluga kaasneb väiksem vee soojendamine kui järvedes;
• väikesed veehoidlad külmuvad varem ja suured - hiljem kui jõed, kuid mõlemad avanevad hiljem kui jõed;
• reservuaarivete mineraliseerumine on suurem kui jõgedel jne.

Niiluse, Tigrise ja Eufrati, Induse, Jangtse jne orgudesse hakati ehitama esimesi veehoidlaid, mis olid mõeldud põldude niisutamiseks juba enne meie ajastut. Keskajal ei olnud veehoidlad enam ainult Aasias ja Aafrikas, vaid ka Aafrikas. Euroopas ja Ameerikas. Tänapäeval hakati veehoidlaid kasutama mitte ainult niisutamiseks, vaid ka tööstuslikuks veevarustuseks ja jõetranspordi arendamiseks. IN moodsad ajad Veehoidlate teine ​​ülesanne oli elektrienergia tootmine.

Pärast seda ehitati tohutul hulgal veehoidlaid. Sellest ajast kuni täna nende arv maailmas on viiekordistunud. Just sel perioodil loodi maailma suurimad veehoidlad. Veehoidlate loomine saavutas haripunkti enamikus maailma piirkondades 1960. aastatel, millele järgnes järkjärguline langus.

Praegu töötab üle 60 tuhande veehoidla üle maailma.

Veehoidlate peamised parameetrid on pindala, vee maht, sügavus ja veetaseme kõikumiste amplituud töötingimustes.

Kõigi maailma veehoidlate veepinna pindala on 400 tuhat km 2. Victoria veehoidla (Owen-Fole) sisse Ida-Aafrika(Uganda). Sinna kuulub ka Victoria järv (68 000 km 2), mille tase tõusis 1954. aastal Victoria Niiluse jõele Owen-Fole tammi ehitamise tulemusena 3 m võrra. Teise koha hõivab Ghana Vabariigis asuv Volta veehoidla ( Lääne-Aafrika). Selle peegli pindala on 8482 km2.

Mõnede suurimate veehoidlate pikkus ulatub 500 km-ni, laius - 60 km, maksimaalne sügavus - 300 m. Maailma sügavaim veehoidla on jõel asuv Boulder Dam. Colorado (keskmine sügavus 61 m).

Maailma veehoidlate kogumaht on 6600 km 3 ja kasulik ehk kasutuskõlblik maht on 3000 km 95% veehoidlates olevast veest pärineb reservuaaridest, mille maht on üle 0,1 km 3 . Veemahu poolest suurim veehoidla on ka Victoria veehoidla (204,8 km 3). Sellele järgneb Angara jõel asuv Bratski veehoidla (169,3 km 3).

Vee mahu ja veepinna pindala alusel jaotatakse reservuaarid suurteks, väga suurteks, suurteks, keskmisteks, väikesteks ja väikesteks.

Suurima reservuaaride vee kogumaht on üle 500 km 3 . Kokku on neid 15. Neid leidub kõigis maailma piirkondades peale Austraalia.

Nende tekke järgi jagunevad veehoidlad org-jõgideks, järvedeks, mis asuvad põhjavee väljalaskekohtades, jõgede suudmealadel.

Veehoidlate jaoks järve tüüpi(näiteks Rybinsk) iseloomustab veemasside moodustumine, mis on oma olemuselt oluliselt erinevad füüsikalised omadused lisajõgede vete omaduste kohta. Nende veehoidlate hoovused on kõige enam seotud tuultega. Org-jõgi reservuaarid (näiteks Dubossary) on pikliku kujuga, hoovused neis on reeglina äravoolud; Veemass on oma omadustelt lähedane jõevetele.

Veehoidlate otstarve

Konkreetsel eesmärgil saab reservuaarivett kasutada niisutamiseks, veevarustuseks, hüdroenergia tootmiseks, navigeerimiseks, puhkuseks jne. Lisaks saab neid luua ühe otstarbe või eesmärkide kogumi jaoks.

Üle 40% reservuaaridest on koondunud parasvöötmesse Põhjapoolkera, kus asub enamik majanduslikult arenenud riike. Märkimisväärne hulk veehoidlaid asub ka subtroopilises vööndis, kus nende tekkimist seostatakse eelkõige maa niisutamise vajadusega. Troopilises, subekvatoriaal- ja ekvatoriaalvööndis on veehoidlaid suhteliselt vähe, kuid kuna nende hulgas on ülekaalus suured ja suurimad, on nende osakaal kõigi veehoidlate kogumahus üle 1/3.

Veehoidlate majanduslik tähtsus on suur. Need reguleerivad vooluhulka, vähendades üleujutusi ja säilitades jõgede õige taseme kogu ülejäänud aasta jooksul. Tänu jõgede veehoidlate kaskaadile luuakse ühtsed süvaveetransporditeed. Veehoidlad on vaba aja veetmise, kalapüügi, kalakasvatuse ja veelindude kasvatamise alad.

Kuid koos veehoidla positiivse tähtsusega põhjustavad need soovimatud, kuid vältimatud tagajärjed: tammi kohal asuvate maade, eriti rikkalike lamminiitude üleujutamine; reservuaaride mõjuvööndis paisu kohal asuvate maade üleujutus ja isegi vettistumine põhjavee taseme tõusust tulenevalt; tammi all olevate maade kuivendamine; vee kvaliteedi halvenemine reservuaarides isepuhastusvõime vähenemise ja sinivetikate liigse arengu tõttu; Veehoidla tammid takistavad kalade kudemist, põhjustades kahju kalapüügile jne.

Samal ajal põhjustab veehoidlate rajamine korvamatut kahju loodusele: viljakate maade üleujutused ja alavesi, külgnevate territooriumide soostumine, kallaste töötlemine, lammimaade dehüdratsioon, mikrokliima muutused, kalade geneetilised rändeteed jõgedes katkevad, jne. Lisaks on nende ehitamine tasastel aladel seotud metsade raadamise ja paljude tuhandete inimeste ümberasustamise vajadusega. Loomulikult räägime siin rohkem suurtest veehoidlatest.

RESERVOIR, veekogu, mis on loodud selleks, et koguda maale veevarusid majanduslik kasutamine ja üleujutuspiirangud. Enamik veehoidlaid tekib vooluveekogude orgudesse tammidest ja truupidest koosnevate hüdroehitiste ehitamise käigus mitmesugused kujundused(veetorud, ülevoolud, lüüsid) väravatega, mille abil reguleeritakse hüdrosüsteemi kaudu välja juhitava vee voolu.

Vanimad joogi- ja niisutusreservuaarid, mis avastati tammide jäänustest, eksisteerisid Egiptuses umbes 3000 eKr. Olemasolevatest veevärgist on Homs maailma vanim, ehitatud aastal 1304 eKr, mis asub tänapäeva Süüria territooriumil El Asi (Orontese) jõe ääres, Homsi linna lähedal ja mille joogireservuaar mahuga 0,2 km 3. Venemaal on vanim veehoidla Alapaevskoje, mis loodi Uuralites Neiva jõe ääres (Alapaikha jõe ühinemiskohas) 1704. aastal metallurgiatehase ehitamise käigus.

Veehoidlad luuakse jõevoolu aja jooksul ümber jaotamiseks ning koos kanalite ja muude vett juhtivate seadmetega kogu territooriumil. Eristatakse igapäevase, iganädalase, hooajalise (või aasta) ja pikaajalise regulatsiooni reservuaarid. Vastavalt majanduslikule otstarbele jagunevad reservuaarid veevarustuseks (munitsipaal-, tööstuslikud, nende hulka kuuluvad suurte soojus- ja tuumaelektrijaamade jahutusreservuaarid), hüdroenergiaks, niisutamiseks, transpordiks (koos kanalitega laevateede osana), üleujutusteks. kontroll, meelelahutus, kalandus. Enamik veehoidlaid on mitme veetööstuse sektori jaoks keerukaks kasutamiseks mõeldud reservuaarideks. Kõige rohkem luuakse veehoidlaid erinevad suurused, nii veepinna kui ka mahu poolest.

Hüdroenergia arendamine, niisutus ja veetransport 20. sajandil viis selleni kiire kasv suurte reservuaaride arv (tabel). Maailmas on üle 60 tuhande veehoidla, Venemaal üle 2250.

Looduslikku anumat, kuhu vesi koguneb, nimetatakse reservuaarikausiks ja selle põhja nimetatakse voodiks. Mageveereservuaarid jagunevad sängi tekkekoha järgi 3 klassi: org ehk jõgi, mille veed ujutavad üle jõeoru lõigu; jõgikond ehk järvebasseinid, mis asuvad vesikonnas, mille veetaset tõstab hüdroelektrijaama tamm (nende hulka kuuluvad ka madalikul asuvad puistereservuaarid, mille vesi antakse naaberveekogust kanali või toru kaudu); nõgu-org, mis koosneb sulgjärvest ja veega üle ujutatud oru osast. Paljudes riikides on lahtedesse ja suudmealadesse loodud mõned merereservuaarid, mis on meredest ja ookeanidest eraldatud loodete hüdroelektrijaamade tammidega.

Iga veehoidla projekteerimisel arvutatakse veehoidla ja hüdrosüsteemi konstruktsioonielementide parameetrid, lähtudes veemajanduse ülesannetest vooluhulga reguleerimise ja looduslikud tingimused(maastik, selle geoloogiline struktuur, maakate, kliima, veevoolu pikaajaline kõikumine, sete ja lahustunud ained). Samas arvestatakse territooriumi rahvaarvu ja majanduslikku arengut, kultuurimälestiste ja kaitsealuste loodusobjektide olemasolu selle piires. Võttes arvesse loetletud tegurid on kindlaks määratud kõrgusmärgid normaalne säiliv veetase (NLU), mille juures veeressursse kasutatakse kõige tõhusamalt; sunnitud hoidmistase (FRL), milleni lubatakse veehoidla veepinnal tõusta ettearvamatult kõrge üleujutuse või üleujutuse korral; projekteeritud veetase (DSL), milleni on lubatud veehoidla veevarusid kasutades alandada veepinda. FPU all asuvat veevarustust nimetatakse reservuaari kogumahuks, FPU ja UPSi vahel on kasulik maht, mille all on nn surnud ruumala, mis ei ole mõeldud kasutamiseks (joonis 1). Veehoidla surnud mahuga osa iseloomustab mitmekesisem elustik kui ülejäänud veesammas, seda tänu rohkele põhjaelustikule ja põhjatoidulistele kaladele, keda veehoidlas on eriti palju. Et tagada veetaseme kõikumine kindlaksmääratud piirides, arvutatakse hüdrosüsteemi läbiva veevoolu äärmuslikud väärtused. Hüdroelektrikompleksi allavoolu jõe ökosüsteemi heaolu tagamiseks on vajalik minimaalne sanitaarvooluhulk ning maksimaalne peaks olema selline, et oleks võimalik vältida vee ülevoolu üle tammi ja selle hävimist igasuguse üleujutuse ajal. Veehoidla ehitusprojekt viiakse läbi alles pärast selle keskkonna-, hüdraulilise ja majandusliku hindamise läbimist.

Suurima kogumahuga (2760 km 3) ja kasuliku (204,8 km 3) mahuga on 1954. aastal Valge Niiluse allikale ehitatud Victoria vesikonna klassi veehoidla, mille moodustas Owen Fallsi hüdroelektrikompleks, mis tõstis järve veetaset. Victoria. Oru veehoidlatest on veepinnalt suurim (8480 km 2) Volta koos Akosombo hüdroelektrikompleksiga Volta jõel Ghanas ja kogumahu poolest Bratskoje (169,3 km 3) Angara jõel. Suured projektid on teostatavad hajaasustusega piirkondades. Tiheasustusalade vooluhulka reguleerimise vajadust rahuldavad mitmest veehoidlast koosnevad keerukad veemajandussüsteemid (joonis 2). Sel juhul kõige olulisemad tegurid veehoidlate ökoloogiline seisund on muutumas ebarahuldavaks looduslikud omadused geograafiline asukoht, ja loodud veehoidla koht rekonstrueeritavas hüdrograafilises võrgus. Sellistes süsteemides on ülemiste või suurimate veehoidlate roll jõevoolu hooajaliste ja pikaajaliste kõikumiste reguleerijatena eriti oluline, tagades teiste stabiilsuse. Sellised reguleerivad veehoidlad Volga-Kama kaskaadis on Rybinski, Kama ja Kuibõševi veehoidlad.

Kõigi veehoidlate hüdroloogiline eripära võrreldes looduslike veehoidlatega on oluliselt suurem veetaseme kõikumiste vahemik. See tõuseb kõrgeveelistes äravoolufaasides, kui veevarud akumuleeruvad, ja vähenevad madala veetasemega faasides, kui ressursside tarbimine majandusvajaduste ja sanitaarheitmete jaoks ületab nende täitumist madala veevooluga. Madalmaade veehoidlates on sellised kõikumised tavaliselt 7-10 m, jalamil - 15-30 m, mägedes on loodud veehoidlad, mille taseme kõikumine on 50-100 m või rohkem. Kasuliku veekoguse ärakasutamisel kuivavad ära sängi kõige madalamad alad ning külmumisreservuaarides kattub külmumisperioodil madala vee põhi settiva jääkattega. Madalmaade veehoidlates võib selliste alade (akvaterritooriumide) suurus madalveeaastatel ulatuda 30–50% reservuaari sängi pindalast FSL-is.

Veehoidlatel kui reguleeritud veevarude allikatel maailma majanduslikult arenenud piirkondades on keskkonna seisukohalt oluline veekaitseline tähtsus. Veehoidlad vähendavad üleujutuste sagedust, hüdroelektrijaamade all olevate lammiüleujutuste pindala, kestust ja sügavust isegi kõige katastroofilisemate üleujutuste või üleujutuste ajal ning neil on ka võime taastada ökosüsteeme looduslikud omadused saastunud veevarud. Veevahetuse aeglustumine ja veepinna laienemine hüdrograafilise võrgu reservuaarideks muudetud aladel aitavad kaasa selle mitmekordsele suurenemisele. bioloogilisi ressursse. Veehoidlate elustiku elulised protsessid viivad orgaaniliste saasteainete oksüdeerumiseni, kiirendavad lahustunud mineraalide ja alaoksüdeerunud orgaaniliste ainete sorptsiooni suspensioonides, nende settimist ja mattumist põhjasetetesse. Kõrgem veetaimestik (makrofüüdid), mis aitab vett puhastada, on substraadiks paljude kalaliikide kudemisel ja parim elupaik maimudele. Veehoidlate ökosüsteemi tõhusaks isepuhastumiseks ja selle suurimaks kalade produktiivsuseks peaks makrofüütide tihniku ​​pindala moodustama 15–20% veehoidla veepinnast. Madalate vete kuivatamine ja külmumine põhjustab makrofüütide tihniku ​​lagunemist. Nende nähtuste vastu võitlemiseks on vaja reservuaarid rekonstrueerida mitmeosalisteks. Madalate veekaitselõikudes (mis on eraldatud tammidega peamisest) tuleks FPU hooldada ja enne külmumist juhtida vesi põhiosasse osaliselt kuivendatud kasuliku mahuga. Selline lahendus veehoidla töötamise peamisele keskkonnaprobleemile ei riku optimaalset veetarbimise režiimi ja selle veehoidlast väljajuhtimist, vaid suurendab selle isepuhastumist ja kalade produktiivsust, samuti veehoidla ülemise veehoidla tööaega. hüdroelektrikompleks.

Veehoidla sängi koostamisel teisaldatakse üleujutusvööndist asustatud alad, samuti inimeste matmispaigad ja veiste matmispaigad ning rakendatakse sanitaar- ja hügieenimeetmeid. prügi ja jäätmed ettevõtetest ära viia või kohapeal ära viia; teostada metsaraiet.

Veehoidlate käitamise ajal kontrollitakse linnade ja tööstusrajatiste paigutamist nende rannikule ning veehoidlatesse heitmise reguleerimist. Reovesi. Veehoidlate piirkonnas tegelevad sanitaarasutused malaaria, tulareemia ja muude haiguste ennetamisega.

Lit.: Avakyan A. B., Saltankin V. P., Šarapov V. A. Veehoidlad. M., 1987; Edelshtein K.K. Venemaa veehoidlad: ökoloogilised probleemid, kuidas neid lahendada. M., 1998; Venemaa vesi. Jekaterinburg, 2001. [T. 6]: reservuaarid.

Veehoidlad, nende klassifikatsioon ja omadused

Üldine teave äravoolu reguleerimise kohta. Liigid ja tüübid

määrused

Looduslikus olekus jõgede veevool on äärmiselt muutlik, olenevalt paljudest teguritest, eelkõige toitumise iseloomust. Mõnel valdavalt lumetoitelise veega jõgedel on maksimaalne veevool kümneid ja sadu kordi suurem minimaalsest vooluhulgast. Üleujutuse ajal suureneb oluliselt veevool, tõuseb tase ja suureneb oluliselt sügavus, mis on navigeerimiseks täiesti kasutuskõlbmatud. Madala vooluhulga ja madala veeseisuga perioodidel vähenevad sügavused järsult, eriti lokkide juures, mis piirab jõgede kandevõimet kauba- ja reisijateveoks.

Voolu reguleerimine jõed on kavandatud muutma aja jooksul jõgede voolu loomulikku režiimi, vähendama veevoolu kõikumisi, muutma veeteid sügavamaks kogu navigatsiooniperioodi jooksul ja parandama oluliselt veeressursside kasutamist erinevates majandusharudes: energeetika, laevandus, puidu rafting, veevarustus ja põllumajandus. Lisaks lahendatakse vooluhulga reguleerimisel üleujutuste vältimise ning põllumajandusmaa ja hoonete kaitsmise probleem.

Jõe vooluhulga reguleerimiseks ehitatakse hüdroehitiste sõlm (hüdrosõlme), mis sisaldab (muu hulgas) üht või mitut tammi. Hüdroelektrikompleksi kohal veetase tõuseb, moodustub veehoidla, mis võimaldab suurte vooluhulkade ajal (lume- ja vihmavee üleujutuste ajal) akumuleerida “liigset” vett. Madalveeperioodil varustatakse veevärgi alune jõelõik lisakulu vesi võrreldes selle looduslike väärtustega (vesi eraldub veehoidlast), veetase ja sügavus suureneb. Seega tekib veevoolu ebaühtlane jaotus ajas.

Iga veehoidla jaoks määratakse veemajanduse arvutustega järgmised iseloomulikud veetasemed, millel on konstantsed tõusud:

FPU – sunnitud säilitamise tase;

NPU – normaalne säilitustase;

UNS – navigatsiooni vastuse tase;

LLV – surnud helitugevuse tase.

Forsseeritud hoidmistase (FRL) on tavapärasest kõrgem veetase, mis on ajutiselt lubatud veehoidlasse hüdrauliliste ehitiste hädaolukorras (näiteks eriti suure üleujutuse ajal).

Normaalne säilitustase (NRL) on kõrgeim kavandatud veetase, mida reservuaaris hoitakse normaalsetes tingimustes hüdroehitiste töö (tavalise üleujutuse ajal saab reservuaari selle tasemeni täita).

Navigatsiooni vastuse tase (NAL) on madalaim tase navigatsiooniperioodil veehoidlasse lubatud vesi, arvestades vajadust säilitada laevatatav sügavus.

Surnud mahutase (LDL) on madalaim veetase, milleni reservuaari saab tühjendada (alla tõmmata).

NPU ja UNS reservuaari mahtude erinevust nimetatakse kasulik maht.

Veehoidla mahtu ULV juures nimetatakse surnud maht. Mahuti surnud maht valitakse nii, et oleks minimaalne veesurve, mis tagab tavaline töö hüdroelektriturbiinid. Suurt settekogust kandvatel jõgedel võetakse surnud ruumala väärtuse valimisel arvesse aega, mis kulub selle täitumiseks töö käigus settega. Lisaks arvestatakse veepuhastussõlme valikul vajadust tagada ettevõtete, asulate ja põllumaad veega varustavate veevõtukohtade töökindel töö.

Tarbijate poolt äravoolu reguleerimise nõuded on erinevad ja mõnikord ka vastuolulised. Näiteks veetranspordi eesmärgil on suurim veetarbimine vajalik suvel, mil jõgedes on minimaalne loomulik veevool, et oluliselt suurendada sügavusi, et tagada raskeveelaevade ohutu liikumine. Energia jaoks on kõige suurem veetarbimine vajalik sügis-talvisel perioodil, mil tööstusobjektide elektrienergia tootmise vajadus suureneb oluliselt. Lisaks nõuavad energiahuvid ebaühtlase energiatarbimise tõttu ebaühtlast veetarbimist ööpäevaringselt ja nädalapäevadel ning veetranspordil on soovitav pidev veekulu ja sügavus, et ei tekiks raskusi laevade liikumisel. .

Põllumajandus vajab veetarbimise järsku suurendamist, peamiselt põldude ja taimede kastmiseks lühikesel kasvuperioodil.

Seetõttu on jõgede vooluhulga reguleerimise meetmete kavandamisel vaja arvestada kõigi majandusharude huve, et saada veevarude kasutamisest suurim majanduslik efekt.

Sõltuvalt voolu ümberjaotamise perioodi kestusest ja reservuaari töörežiimist on olemas järgmised tüübid jõevoolu reguleerimine: mitmeaastane, iga-aastane (hooajaline), iganädalane ja igapäevane.

Mitmeaastane määrus näeb ette voolu ühtlustamise mitme aasta jooksul. Seejuures suurveeaastatel täituvad veehoidlad ja madalveeaastatel tarbitakse peamiselt tekkinud veevarusid. Seega võrdsustab pikaajaline regulatsioon mitte ainult aastasisest, vaid ka pikaajalist äravoolu kõikumist. Seda tüüpi voolu reguleerimine aitab kaasa veetee stabiilsusele ja suuruse suurenemisele suure käideldusega.

Pikaajaliseks vooluhulga reguleerimiseks luuakse suured reservuaarid suurte veekoguste kogumiseks. Selliste veehoidlate hulka kuuluvad: Verkhne-Svirskoe jõel. Svir, Rybinskoe jõe ääres. Volga, Tsimljanskoje jõel. Don, Bratskoe jõe ääres. Angara, Krasnojarsk jõe ääres. Jenissei ja teised.

Lihtsaim on iga-aastane regulatsioon, mis tagab vooluhulga ühtlustamise ainult aasta jooksul. Sel juhul täidetakse reservuaar üleujutusperioodil ja ülejäänud ajal pikk periood Kui looduslik veevool järsult väheneb, tarbitakse reservuaari vett. Veehoidlas olev kasulik veekogus tühjeneb järgmise üleujutuse alguseks täielikult. Sellise vooluhulga reguleerimise tagamiseks on vaja luua väiksemad reservuaarid kui pikaajalise reguleerimisega. Iga-aastane voolu reguleerimine parandab ka navigeerimistingimusi, kuid vähem turvaliselt veetee mõõtmete suhtes. Iga-aastase regulatsiooni tüüp on hooajaline vooluhulga reguleerimine, mille puhul veehoidla vabastamine veetaseme tõstmiseks ja hüdroelektrikompleksi alla jäävate sügavuste suurendamiseks toimub ainult navigeerimiseks kõige raskemal madalveeperioodil.

Vajadus iga päev ja iga nädal vooluhulga reguleerimine on seletatav tööstusettevõtete ja asustatud piirkondade ebaühtlase elektrienergia tarbimisega. Päevase reguleerimise määrab energiatarbimise ebaühtlus kogu päeva jooksul. Tavaliselt tarbitakse hüdroelektrijaamades kõige rohkem energiat nende töötamise ajal. tööstusettevõtted ja eriti õhtutundidel, mil ettevõtted tegutsevad ja asustatud alade valgustusvõrk on sisse lülitatud. Väikseim tarbimine on öösel, kuna sel ajal enamik ettevõtteid ei tööta ja valgustus on välja lülitatud. Seetõttu töötab sellise ebaühtlase elektrienergia tarbimise tagamiseks vastav arv hüdroelektrijaama turbiine ja sellest tulenevalt tekib veehoidlast ebaühtlane veekulu.

Iganädalase voolu reguleerimise määrab elektrienergia tarbimise ebaühtlus nädala jooksul. Laupäeval ja pühapäeval, kui paljud ettevõtted on suletud, on energiatarbimine oluliselt väiksem kui argipäeviti.

Päevase ja iganädalase vooluhulga reguleerimise korral tekivad vooluhulkade sagedase muutumise tagajärjel veehoidla all asuval jõelõigul veetaseme kõikumised, mis on jälgitavad mitmekümne kilomeetri ulatuses. Seega on igapäevane ja iganädalane vooluhulga reguleerimine iseloomulik tunnus reovee energiakasutus ja erineb muudest reguleerimisliikidest. Sel juhul ei toimu voolu ühtlustumist, vaid vastupidi, selle jaotumise ebaühtlus suureneb aja jooksul.

Selline vooluhulga reguleerimine tekitab raskusi navigeerimisel, kuna tasemete langedes vähenevad sügavused, keerulisemaks muutub kaide projekteerimine ja varustus ning kohati on häiritud laevaliikluse graafik.

Igapäevase ja iganädalase vooluhulga reguleerimise tagamiseks ei ole vaja pika- ega aastareguleerimise reservuaari mahutavust suurendada.

Veehoidlast vee tarbimise (tagastamise) meetodi järgi eristatakse kahte tüüpi reguleerimist: pideva ja muutuva veeeraldusega. Joonisel fig. Joonisel 9.1 on kujutatud aastase regulatsiooni kavandatud tagastusgraafiku mitmeid juhtumeid: ühtlane aastaringselt (joon. 9.1, a); kaheastmeline vorm navigatsiooni- ja talveperioodil (joon. 9.1, b); astmeliselt maksimaalse väljundvooluhulgaga suvisel (madala veetaseme) perioodil (joonis 9.1, c).

Viimane astmelise tagasisaatmisgraafiku juhtum on tüüpiline transpordi- ja energiaregulatsiooni kompenseerimiseks. Veelgi enam, madalveeperioodidel, mil tarbevee tarbimine on minimaalne, on veehoidlast tagasivool suurim. Talvel toidetakse reservuaarist ainult hüdroelektriturbiini turbiini garanteeritud vooluhulka, mis toodab elektrienergia. Üleujutusperioodil suureneb reguleeritud toodang ainult selleks, et katta aurumisest tingitud veekadusid.

Kõikidel juhtudel leibkonna hüdrograafi pindala w 1, mis asub vabanemisgraafiku kohal, tähistab reservuaari mahtu V B, ja piirkond w 2, mis asub tagastusgraafikust allpool, kuid majapidamise hüdrograafi kohal - tagasivoolu maht reguleeritud veevoolude tagamiseks Q Z. Et selline tagasitulek oleks võimalik, tuleb ebavõrdsus rahuldada w 1 ³ w 2, st. nii, et äravooludefitsiit suve-talvisel perioodil ei ületaks kevadise üleujutuse perioodi liigset äravoolu.

Veehoidlad, nende klassifikatsioon ja omadused

Hüdrograafiliste omaduste põhjal eristatakse kolme tüüpi reservuaare: kanal, järv ja segatud.

Veehoidlat, mis tekib jõe voolu tammiga tõkestamise ja jõeoru üleujutamise tulemusena, nimetatakse jõesäng(joonis 9.2, a). Sellistel reservuaaridel on tavaliselt suur pikkus ja veepind. Nendes suurte veevarude loomiseks on vajalik veetaseme oluline tõus.

Ozernoje veehoidla on tekkinud järvest välja voolava jõe allikat ummistava tammi tulemusena (joon. 9.2, b). Samal ajal täidab vesi järvekausi. Sellistes suure veepinnaga reservuaarides saab suhteliselt suuri veevarusid luua väikesed tõstmised järve tase.

Kui järvest välja voolava jõe allikast veidi allapoole rajada tamm, siis a segatud veehoidla, mis hõlmab järvekausi ja külgneva jõeoru veehoidlaid (joon. 9.2, c).

Iga reservuaari peamised omadused on selle mahutavus V ja veepinna pindala F. Sel juhul määratakse reservuaari veepinna pindala planimeetriliste kontuurjoontega piki topograafilised kaardid ranniku nõlva vastaval kõrgusel. Veehoidla maht arvutatakse veepinna keskmiste pindalade korrutiste järjestikuse liitmise teel F i veetaseme kõrguse tõusu kohta DZ

Veehoidla omadused on toodud kas tabelivorm neljal iseloomulikul veetasemel (FPU – sunnitud säilitustase, NPU – normaalne säilitustase, UNS – navigatsioonitase ja ULV – surnud mahutase) või võimsuse sõltuvuskõverate kujul V ja veepinna pindala F veetaseme muutustest reservuaaris (joon. 9.3). Kurvides V Ja F=¦(Z) rakendatakse FPU, NPU, UNS ja UMO arvutatud hindu.

Veehoidla alamjooksu puhul on peamiseks tunnuseks veetaseme ja vooluhulkade vaheline seos. See on ehitatud hüdromeetriliste mõõtmiste andmete põhjal, mis on tehtud paisu ehitamisele eelnenud pikaajalise perioodi jooksul, ja seejärel korrigeeritakse, kuna paisukoha all olevas piirkonnas jõepõhi erodeerub.

Veehoidla töötamise ajal tekivad lisaks rahvamajanduse otstarbel kasutatavale kasulikule mahule ka asjatuid veekadusid veehoidla veepinnalt aurustumisel ning põhja ja kallaste pinnasesse filtreerimisel.

Aurumiskaod tulenevad suure jõeoru ala üleujutamisest. Nende kaotuste suurus P n määratakse reservuaari veepinnalt atmosfääri siseneva vee hulga vahega Z sisse ja veekogus, mis varem (enne üleujutust) reservuaari hõivatud maa-alalt atmosfääri sisenes Z s

Kus: X – veehoidla poolt hõivatud alale langenud sademete hulk;

Y– veevool määratud piirkonnast.

Määramiseks Z sisse kasutada veepinnast lähtuva keskmise pikaajalise aurumiskihi isoliinide kaarti, mis on koostatud veehoidla asukohapiirkonna pikaajaliste vaatluste põhjal.

Väärtuse otsene arvutamine Z s raske loodusliku keskkonna mitmekesisuse tõttu (ala, kus veehoidla rajati, maastik, taimestik jne). Seetõttu määratakse see väärtus kaudselt sademete ja vee äravoolu vahena.

Loodevööndis on aurumisest tingitud veekaod tavaliselt 1-2 mm aastas. Kuiva kliimaga lõunapoolsetes piirkondades on need oluliselt suuremad, kuni 0,5-1,0 m või rohkem aastas, mida võetakse arvesse veehoidla kasuliku mahu määramisel.

Veekadu veehoidlast filtreerimise tõttu toimub reservuaari kaussi moodustava kivimi pooride kaudu naaberbasseinidesse, aga ka tammi enda kere ja erinevate seadmete kaudu jõe alamjooksule. Veelgi enam, viimast tüüpi filtreerimiskaod on suhteliselt väikese väärtusega ja tavaliselt ei võeta seda veemajanduse arvutustes arvesse.

Veekaod läbi veehoidla põhja ja kallaste filtreerimisest sõltuvad paisu poolt tekitatavast veesurvest ja hüdrogeoloogilistest tingimustest (jõeorgu moodustavad kivimid, nende läbilaskvus, esinemise iseloom, põhjavee taseme asend ja režiim).

Filtratsioonikaod on minimaalsed juhul, kui veehoidla põhi koosneb praktiliselt veekindlatest kivimitest (savi, tihedad setted või massiivsed pragudeta kristalsed kivimid) ja põhjavee tase reservuaariga külgnevatel nõlvadel asub normaalsest säilitusvee tasemest kõrgemal. .
tase (joonis 9.4, a).

Suured filtratsioonikadud on märgatavad veehoidlates, mille põhi ja kaldad koosnevad purunenud liivakividest, lubjakividest, põlevkivist või muust läbilaskvast pinnasest ning põhjavee tase nõlvadel asub allpool FSL taset (joon. 9.4, b).

Kõige olulisemat filtreerimist reservuaaridest täheldatakse nende töö esimestel aastatel. See on seletatav asjaoluga, et reservuaari täitmise perioodil küllastub sängi moodustav pinnas veega ja põhjaveevarud täienevad. Aja jooksul filtreerimine väheneb ja stabiliseerub 4-5 aasta pärast. Vee filtreerimist reservuaarist läbi kivimipooride on määravate tegurite suure hulga ja hüdrogeoloogiliste uuringute keerukuse tõttu vähe uuritud. Seetõttu tuginevad nad selliste kadude hindamisel sageli olemasolevate veehoidlate käitamise kogemusele.

Ligikaudsete standardite kohaselt võib keskmistes hüdrogeoloogilistes tingimustes veekao kiht reservuaarist filtreerimise tõttu ulatuda 0,5 m kuni 1,0 m aastas.