З розвитком народного господарства істотно змінилися функції малих річок й антропогенне навантаження на них. Значно зменшилося їхнє енергетичне використання. Приблизно століття назад на території України налічувалася велика кількість водяних млинів, які створювали сприятливий режим річки (збільшення глибини, аерацію потоку). З ліквідацією їх погіршився стан малих річок, тому що для нормальної експлуатації млинів доводилося стежити за станом водозбору щоб уникнути замулення підпертої ділянки ріки.
У цей час найважливішими факторами, що негативно впливають на малі річки, є скорочення меженного стоку (головним чином за рахунок меліорації земель, лісозводки, сільськогосподарських робіт) і забруднення їх промисловими й господарсько-побутовими стоками. Власне кажучи, багато малих рік у промислово освоєних районах перетворюються в стічні колектори.
У зв'язку із цим зменшилося рибогосподарське значення малих річок, на багатьох з них у минулому перебували нерестовища не тільки туводних, але й прохідних риб.
Зберігається рекреаційне значення малих річок, що є місцем відпочинку. Однак багато малих річок використовуються як вододжерела для розвитку місцевого зрошення й колектори для скидання вод з осушуваних ділянок.
На заплавних землях малих рік розташовані кращі сільськогосподарські угіддя (луги, пасовища, рілля). Інтенсивна сільськогосподарська діяльність привела до того, що деякі малі ріки практично зневоднились, пересихали або замулювались.
Всі ці обставини необхідно брати до уваги при створенні водоймищ малих ГЕС. На жаль, на багатьох малих річках не ведуться гідрометричні спостереження за стоком, мінералізацією, забрудненням води, немає обліку господарського використання річкового стоку й скидань стічних вод, що ускладнює розробку багатьох інженерних рішень по малих водоймищах. При проектуванні малих водоймищ варто враховувати все різноманіття факторів, що впливають на умови їхнього формування й експлуатації. Цей вплив позначається на формуванні ложа й берегів водоймищ, на природні умови прилягаючої території, екологію низ лежачої ділянки ріки.
Як же впливають різні фактори на природу утворення водоймищ малих рік?
Геологоморфологічні умови району розміщення водоймища визначають геологію річкової долини, умови утворення твердого стоку, склад донних відкладень, біогенних елементів, процеси берегової абразії й інше. По цих умовах виділяють водоймища тундри й лісотундри, рівнинні водоймища лісової, лісостепової й степової зон, пустель і напівпустель, а також гірські водоймища. Важливим фактором, що впливає на формування водоймищ малих ГЕС, є морфологія річкової долини, що визначає його глибоководність, співвідношення мілководної й глибоководної зон. Досвід експлуатації малих водоймищ показує, що відносні розміри мілководної зони є часом одним з вирішальних елементів при виборі параметрів водоймища, тому що негативний вплив цієї зони на гідробіологічний режим водоймищ загальновідомий.
На формування природи малих водоймищ істотно позначаються гідрологічні умови, що визначають гідродинамічні умови, що визначають гідродинамічний розвиток внутрішньоводоймових процесів: водообмін водоймища, режим плинів, водний і тепловий баланс, термічний режим у нижньому б'єфі, вирівняний і хвильовий режими. Із цих факторів варто особливо виділити водообмін, значення якого в умовах сильного забруднення малих рік велике. На умови водообміну впливають і морфометричні особливості водоймища. Природно, що чим нижче ступінь зарегульованості стоку водоймищем, тим вище водообмін. Однак умови підвищення водообміну у водоймищі суперечать прагненню збільшити гарантовану енерговіддачу ГЕС, тому їхньому вв'язуванню також варто приділяти увагу. На якість води у водоймище впливають водообмін і процеси природного біологічного самоочищення. Для неблагополучних по якості води водотоків, особливо розташованих у зонах з низькими температурами, що знижують активність процесу самоочищення, вирішаючим для якості води водоймищ малих ГЕС є водообмін.
Важливим при утворенні водоймищ малих ГЕС є берегова абразія. Найбільш активно процеси обвалення й переформування берегів ідуть у приплотинній частини. Спостереженнями встановлені три стадії розвитку берегової абразії: становлення, стабілізація й відмирання. На першій стадії інтенсивно йде процес обвалення берегів, формування прибережних обмілин, вирівнювання берегової лінії (зрізка мисів і заповнення продуктами абразії й наносами заток). Дані експлуатації [5] показують, що становлення берегів малих водоймищ в основному завершується до 15-20 років, у цілому ж цей процес може тривати 100 і більше років.
Активність берегової абразії малих водоймищ може істотно впливати на інтенсивність їхнього замулення, а окремі ділянки берегової смуги, перспективні на утворення великих зсувів, можуть вимагати проведення спеціальних заходів щодо їхньої стабілізації й закріплення. Виявленню таких ділянок необхідно приділяти увагу на стадії проектування малих ГЕС.
При утворенні водоймищ малих ГЕС відбувається процес акумуляції наносів. Недоліки прогнозування цього процесу привели до замулення багатьох раніше побудованих водоймищ малих ГЕС, особливо в гірських і передгірних районах, на річках з високим змістом наносів. Такі ГЕС мають відносну ємність менш 0,01%.
Замулення малих водоймищ походить від зони виклинцьовування підпору до греблі. У верхів'ї водоймища замулення починається не в русловій, а в заплавній частині; руслова частина заливається від греблі. На інтенсивності замулення позначається так само берегова абразія, хвильова активність, вітрова ерозія, водна рослинність. Остання особливо впливає на формування ложа водоймищ у мілководній зоні, часом поступово перетворюючи їх у болото. Для водоймищ малих ГЕС, де відсоток мілководь (глибини до 2 м) вище, ніж у великих водоймищ, і вони займають 25-90% обсягу, небезпека заростання велика, і тому є безліч прикладів [5].
При проектуванні водоймищ малих ГЕС їхньому замуленню варто приділяти особливу увагу. Очевидно, не завжди економічно виправдане буде створення необхідного мертвого обсягу у водоймищі малої ГЕС із тривалим періодом його заповнення. У деяких випадках можна періодично в процесі експлуатації робити очищення від наносів, передбачаючи для цього в проекті площадку розміщення відвалів, а також і господарське використання наносів. Донні відкладення водоймищ можуть бути різними. Залежно від їхнього хімічного складу й фізико-механічних властивостей вони використовуються на добрива, будматеріали [5].
Різноманітний вплив водоймищ малих ГЕС на екологію.
2.1 Вплив на гідрологічний режим
Створення водоймищ малих ГЕС веде до трансформації річкового стоку залежно від характеру регулювання - добового, тижневого, сезонного, багаторічного. Для таких водоймищ характерні перші два види регулювання. У більшості випадків ці водоймища змінюють на незначну величину внутрішньорічний розподіл річкового стоку, хоча є приклади водоймищ досить глибокого регулювання [5].
У районах нестійкого зволоження вплив регулювання річкового стоку водоймищами малих ГЕС більше відчутно. Виконуючи добове регулювання, малі ГЕС збільшують добову амплітуду коливання рівнів на низлежачій ділянці річки в межень. У цілому на межені середньодобові рівні низлежачої ділянки річки малі ГЕС значного впливу не роблять. Позитивна ж роль створення підпірних рівнів на малих річках певних розмірів доведена всім минулим досвідом спорудження мірошницьких гребель.
Втрати на випарювання з водоймищ змінюють природний водний баланс водотоку.
2.2 Зміна рівня ґрунтових вод
На відміну від питань природного утворення штучні водоймища в короткий термін порушують хід природного розвитку природних комплексів. У зоні водоймища в результаті підтоплення відбувається підвищення рівня ґрунтових вод, зміна їхнього режиму, хімічного складу, характеру живлення й состава ґрунтів, мікроорганізмів, рослинності. Розвиток підпору ґрунтових вод відбувається у дві стадії: інтенсивного (5-10 років) і вповільненого (15-20 років) підйому. Розміри підтоплення залежать від морфометрії річкової долини й висоти підпору. Для господарського освоєння підтоплює території, що, особливо для рівнинних рік, необхідно в проекті ГЕС передбачати спеціальні меліоративні заходи - дренаж, підсипання території, підбор состава сівозмін й інше.
2.3 Зміна мікроклімату прибережної зони
Зі створенням водоймищ у прибережній зоні відбувається й зміна радіаційного балансу, температури й вологості повітря, вітрового режиму й опадів. Ці зміни залежать від розмірів (площі, протяжності, обсягу) водоймища, особливостей навколишньої природи. Водоймище впливає як охолоджуюче (більш довгостроково), так і отепляючи. Результати досліджень на водоймищах Рачунської, Саковщинської й інших малих ГЕС показали, що зона їхнього прямого впливу на мікроклімат їхньої прибережної території в холодний період займає всього 250-300 м, у період потепління 25-50 м. При площі водойми до 60-70 км2 й обсязі до 250 млн. м3 зона прямого впливу зростає до 100-250 м у період потепління. На відкритих, не зайнятих лісом ділянках ця зона може збільшитися.
Зі створенням водоймищ можуть відбутися деякі зміни у вітровій діяльності. У районі акваторії можуть змінитися напрямок вітру і його швидкість, що варто враховувати при розрахунках хвильового режиму.
Регулювання стоку водоймищами малих ГЕС змінює режим річки в нижньому б'єфі, що має деякі наслідки. При добовому й тижневому регулюванні стоку постійні коливання рівнів води в нижньому б'єфі підсилюють деформацію берегів на ділянках річки, особливо в перші роки. Надалі ці процеси загасають.
Сезонне регулювання стоку приводить до скорочення розмірів заплави й тривалості її затоплення, що поряд з позитивним ефектом у боротьбі з паводками ускладнює сільськогосподарське використання заплави - скорочуються площі заливних лугів.
У нижньому б'єфі малих ГЕС відбувається також активізація руслових процесів - безпосередньо за греблею розмиви русла і його поглиблення, на низлежачій ділянці русла утворення зони акумуляції наносів.
Змінюється й температура води в ріці нижче греблі - узимку вона підвищується, улітку знижується. Зміни термічного режиму в нижньому б'єфі залежать від глибини й обсягу водоймища, району його розміщення. Однак для малих водоймищ зміни термічного режиму в нижньому б'єфі несуттєві.
Дослідженнями [5] на Осиновичській малій ГЕС встановлено, що малі водоймища виконують роль біологічного очисного спорудження й сприяють збільшенню змісту у воді нижнього б'єфа кисню, азоту, зменшенню змісту вуглекислоти. Поліпшенню кисневого режиму сприяє й аерація води при проходженні через гідротурбіну. Підвищення змісту кисню у воді нижче малих ГЕС поліпшує умови перебування риб, зменшуючи шкідливий вплив на них, знижуючи зимові й літні замори.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
