Водохрани́лище — искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.

Водохранилища делятся на 2 типа: озёрные и речные. Для водохранилищ озёрного типа (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Водохранилища речного (руслового) типа (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, обычно, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам.

Основными параметрами водохранилища являются объём, площадь зеркала и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.

Создание водохранилищ существенно изменяет ландшафт речных долин, а регулирование ими стока преобразует естественный гидрологический режим реки в пределах подпора. Изменения гидрологического режима, вызываемые созданием водохранилищ, происходят также и в нижнем бьефе гидроузлов, иногда на протяжении десятков и даже сотен километров. Особое значение имеет уменьшение половодий, в результате чего ухудшаются условия нереста рыб и произрастания трав на пойменных лугах. Уменьшение скорости течения вызывает выпадение наносов и заиление водохранилищ; изменяется температурный и ледовый режим, в нижнем бьефе образуется не замерзающая всю зиму полынья.

На водохранилищах высота ветровых волн больше, чем на реках (до 3 м и более).

Гидробиологический режим водохранилищ существенно отличается от режима рек: биомасса в водохранилище образуется интенсивнее, меняется видовой состав флоры и фауны.

Терминология

В отличие от естественных замкнутых водоемов, которые не используются в качестве водохранилищ, в данном случае существует набор специальных терминов, характеризирующих их допустимые водные запасы и уровни уреза воды:

• Нормальный подпорный уровень (НПУ) — оптимальная наивысшая отметка водной поверхности водохранилища, которая может длительно поддерживаться подпорным сооружением;
• Форсированный подпорный уровень (ФПУ) или горизонт форсировки — отметка водной поверхности водохранилища, превышающая НПУ, который, при проектировании гидроузла с известной пропускной способностью, определяется, исходя из площади водохранилища и максимально возможного притока воды. Превышение этого уровня может привести к переливу через гребень плотины и к другим аварийным ситуациям;
• Уровень мёртвого объёма (УМО) или горизонт сработки водохранилища — отметка водной поверхности, соответствующая наибольшему опорожнению водохранилища. Рассчитывается в соответствии с условиями заиления, необходимым уровнем воды для зимовки рыб, обеспечению экологических условий, технологическими особенностями подпорных сооружений и характеристиками притока в водоем;
• Мёртвый объём водохранилища — объем водоёма ниже отметки горизонта сработки водохранилища (УМО);
• Полезный объём водохранилища — часть объема водоема между отметками оптимального наивысшего уровня горизонта (НПУ) и уровнем максимальной сработки водоёма (УМО);^[1]
• Емкость форсировки или Регулирующая емкость водохранилища — часть объема водоема между отметками ФПУ и НПУ, предназначенная для уменьшения максимального расхода через гидроузел во время весеннего половодья или дождевых паводков;^[1]
• Объём или полный объём водохранилища — данная величина равна сумме мёртвого и полезного объёмов.^[1][2]

Крупнейшие водохранилища

Крупнейшими по площади зеркала водохранилищами мира являются:

1. Озеро Вольта (8482 км²; Гана)
2. Смоллвуд (6527 км²; Канада)
3. Куйбышевское водохранилище (6450 км²; Россия)
4. Озеро Кариба (5580 км²; Зимбабве, Замбия)
5. Бухтарминское водохранилище (5490 км²; Казахстан)
6. Братское водохранилище (5426 км²; Россия)
7. Озеро Насер (5248 км²; Египет, Судан)
8. Рыбинское водохранилище (4580 км²; Россия)

Крупнейшими водохранилищами по полному объёму накапливаемой воды являются:

1. Озеро Кариба (180 км³; Зимбабве, Замбия)
2. Братское водохранилище (169.3 км³; Россия)
3. Озеро Насер (160.0 км³; Египет)
4. Озеро Вольта (148.0 км³; Гана)
5. Маникуаган (141.2 км³; Канада)
6. Гури (138.0 км³; Венесуэла)
7. Тартар (85.0 км³; Ирак)
8. Красноярское водохранилище (73.3 км³; Россия)
9. Гордон Хрум (70.1 км³; Канада)

Старейшие водохранилища

Первые водохранилища были созданы в Древнем Египте с целю освоения земель в долине реки Нил (более 3000 лет до н. э.).

В России первые водохранилища были созданы в 1701—1709 гг. при строительстве Вышневолоцкой водной системы, соединившей Волгу с Балтийским морем^[3]. В 1704 году было построено Алапаевское водохранилище (на среднем Урале) для обеспечения водой и механической энергией завода. Водохранилище Сестрорецкий Разлив было образовано в 1721 году.

Заиление водохранилищ

Заиление водохранилища — это потеря объёма воды за счёт роста абсолютных отметок дна. Причины: поступление с водосбора взвешенных наносов, ветровой перенос летучих песков с суши, выпадение в осадок химических соединений, биомасса водной растительности, размыв берегов волновыми процессами, вымывание торфа из-под плавающих болот, которые условно находятся за границей водохранилища.

Процесс заиления водохранилищ сложный. Детально изучен в работе 1938 года. ^[4]

Мероприятия по борьбе с заилением рекомендуются следующие:

• строительство водохранилищ не в основном русле, а в боковых балках;
• отвод паводка через боковой канал;
• устройство в начале водохранилища поперечных донных галерей;
• устройство в плотине донных водоспусков;
• устройство прудов в реках выше по течению;
• создание объёмов для сбора наносов;
• рациональный водный режим;
• агротехника водосбора.

Основным способом рекомендуемым «Руководством»^[5] в борьбе с заилением является промывка наносов расходом воды, сбрасываемым из водохранилища. Практикуется оставлять водохранилище на зимний период без воды, если в ней нет потребности. Этого не делают в вегетационный период высшей водной растительности (камыш,тростник и др.), разрастающейся по площади акватории при глубине воды менее 1,5 м.

В монографии^[4] сделан анализ около 100 водохранилищ мира. Самый ранний год создания этих объектов был 1814.

Примечания

Литература

• Авакян А. Б., Шарапов В. А. Водохранилища гидроэлектростанций СССР, М.-Л., 1968.
• Авакян А. Б., Шарапов В. А. Роль водохранилищ в изменении природных условий, М., 1968.
• Чеботарёв А.И., Гидрологический словарь. — Л.: Гидрометеоиздат, 1964. — 224 с.
• Субботин А.С., Основы гидротехники. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 320 с.

Ссылки

• Водохранилища и пруды.

См. также

• Водоем.
• Пруд.