Пруды и водохранилища Мордовии. Проблемы и перспективы

Значение водохранилищ для энергетики.

Развитие современной энергетики немыслимо без создания водохранилищ. В них нуждаются как гидравлические (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС), так и тепловые (ТЭС) и атомные (АЭС) электростанции. Наличие в энергосистеме гидростанций с водохранилищами создает условия для работы тепловых электростанций в оптимальных для них режимах, что дает большой хозяйственный эффект. Многолетнее регулирование стока водохранилищами энергетического назначения имеет особенно большое значение для технических энергосистем, в которых преобладают гидроэлектростанции. Такие водохранилища регулирую работу не только своей гидроэлектростанции, Но другие ГЭС, входящих в энергосистему. Поскольку на реках создаются не изолированные гидроэлектростанции, а каскады ГЭС и водохранилищ, между и ГЭС, построенными в бассейне одной реки, возникают не только электрические, но и водохозяйственные взаимосвязи. Создание регулирующих водохранилищ повышает гарантированную мощность и выработку не только собственной станции, но и ниже расположенных ГЭС.

Наличие в энергосистемах гидроэлектростанций с регулирующими водохранилищами повышает надежность этих энергосистем в эксплуатации и делает их менее подверженными авариям. Чем выше регулирующая способность водохранилищ ГЭС, тем больше их значение в энергосистемах.

Воздействие тепловых и атомных электростанций на гидрологический и биологический режимы водохранилищ многообразно и обусловлено:

1. Травмированием организмов при прохождении ими агрегатов станции вместе с охлажденной водой;

2. Поступление со сбрасываемой водой добавочного тепла, повышающего температуру воды водохранилищ;

3. Внесением загрязнений со сбросными водами.

Это свидетельствует об необходимости рационального размещения ГЭС и АЭС. ГАЭС также предъявляют особые требования к водным ресурсам водохранилищ.

1.4 Воздействие водохранилищ на природную среду прилегающих ландшафтов

ИВО оказывают влияние практически на все компоненты литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы, образующие природную среду прилегающих территорий, т.е. на геодинамические условия и рельеф, режим подземных вод, климат, почвы, растительность, животный мир и ландшафт в целом. Влияние водохранилищ, даже самых крупных, на климат распространяется на сравнительно небольшую территорию и влияние это в различных природных поясах и зонах не одинаково. В зоне недостаточного увлажнения это влияние менее значительно, чем в зоне избыточного увлажнения, где оно ощущается сильнее и распространяется на большие территории с менее резкими переходами. Масштабы изменений климата зависят также от рельефа, от параметров водохранилища, особенно объема водной массы.

Весной ИВО оказывают охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплого периода – отепляющее. Под воздействие водохранилищ, как правило, уменьшается континентальность климата. Создание обширных водных поверхностей приводит к значительному увеличению скорости и повторяемости ветра. В районах всех крупных водохранилищ отмечаются ветры типа бризов.

В теплый период в акватории водохранилищ осадков выпадает меньше, чем на суше, несколько увеличивается осадков в береговой зоне. Сильнее влияние на микроклимат оказывают водохранилища, используемые для охлаждения производственных вод, однако ввиду их малых размеров, влияние это ограниченное по территории и высоте слоя. Значительно и многообразно влияние ИВО на уровень и режим подземных вод. Река для создания водохранилищ – это как бы водоприемник грунтовых потоков. С заполнением водохранилища грунтовые, трещинно-грунтовые, частично трещинно-грунтовые трещинно-карстовые воды подпираются, и уровень их поднимается до таких отметок, при которых они вновь стекают в водохранилище. До этого момента они непрерывно накапливаются и пополняются за счет просачивания из водохранилища.

Создание крупных водохранилищ в определенной степени повлияло на современные тектонические процессы, в частности на возникновение небольших землетрясений, что в отдельных случаях может приводить к деформации ложа водохранилищ, усилению переформированию берегов и их подтопления.

Создание водохранилищ нередко ведет к существенному изменению почвенного и растительного покрова прилегающей береговой зоны. Размеры территории, на которой происходят изменения почвенного и растительного покрова, могут быть, особенно у равнинных водохранилищ. В зоне периодического затопления формируются болотные и торфяно-иловые почвы с высокой степенью заторфованности и большим содержанием закисных форм железа. В зоне подтопления грунтовые воды подходят близко к поверхности, здесь степень увлажнения почв определяется не только глубиной залегания грунтовых вод, но и величиной их капиллярного подъема. В зоне умеренного подтопления доминирует процесс так называемого олуговения подзолистых почв, когда в них повышается содержание гумуса, азота, фосфора, кальция и соединений железа, в верхнем горизонте почв появляются охристые пятна и прожилки и под действием грунтовых вод, имеющих нейтральную реакцию, уменьшается кислотность в нижнем слое. В зоне слабого подтопления увеличивается подвижность гумусовых веществ и железа, происходит оглиение почвы, на ее поверхности появляются разрозненные пятна и прослойки зеленого цвета. Постоянное затопление территории приводит к полной гибели существовавшей ранее наземной растительности, за исключением отдельных видов в зонах мелководного затопления. В зоне постоянного мелководного затопления, и на части территории зоны временного затопления формируется полоса гидрофильных и гигрофильных ассоциаций. В зонах умеренного и слабого подтопления водное и минеральное питание, как правило, улучшается, и прирост древесины увеличивается иногда на 50-70%. Создание водохранилищ служит причиной существенных изменений не только флоры, но и фауны прилегающих территорий: затопляются территории с разными условиями существования и обеспеченностью кормом. Эти изменения неодинаковы в разных географических зонах.

Создание водохранилищ особо ощутимо для животного мира потому, что приводит к затоплению территории с особенно разнообразными условиями и богатыми кормовыми ресурсами.Во время первоначального затопления водохранилищ снижается численность многих животных из-за массовой гибели молодняка, а зачастую и взрослых особей. Вместе с тем, создания водохранилищ оказывает и благоприятное влияние на животный мир. Многие водохранилища стали местами отдыха перелетных птиц, другие – еще и местами постоянного обитания ценных птиц и водных животных. Появление водной поверхности на месте лугов и лесов, пашен и болот, песчаных и каменистых пустошей кардинальным способом изменяет ландшафт речных долин. Особенно велики изменения ландшафта при создании каскадов или систем водохранилищ на главной реке и ее притоках.

II. Характеристики прудов и водохранилищ Мордовии

2.1 Общее количество и динамика прудов и водохранилищ

К категории ИВО в Мордовии относятся водохранилища, пруды и копани. Водохранилища отличаются от прудов объемом заполненной воды. К водохранилищам относятся ИВО, объем заполнения которых превышает 1 млн.. Таких объемов в Мордовии на так много. Наиболее крупные из них представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Крупнейшие водохранилища Республики Мордовия (по данным Министерства природных ресурсов по РМ, 2007г.)

№	Водохранилище	Объем, млн.
1	Карнайское на р. Карнай	7,57
2	Пензятское на р. Пенятка	7,50
3	Тарасовское на р. Большая Сарка	7,18
4	Ефаевское на руч. Лапьевский	5,0
5	Апраксинское на р. Нуя	4,86
6	Ачадовское на р. Чиуш	4,36
7	Кашкаровское на р. Б-Атьмя	3,47
8	Мелыданское на р. Ирсеть	3,24
9	Ивановское на р. Б-Аксел	3,09
10	Медаевское на овраге	3,09
11	Михайловское на р. Урлей	2,87
12	Ст. Авгуровское на р. Авгура	2,70
13	Стрелецкослободское на р. Шишкеевка	2,64
14	Ковылкинское на р. Шадымка	2,54
15	Атемарское на р. Атемарка	2,50
16	Аненковское на р. Ришлейка	2,17
17	Большеберезняковское на р. Пичелейка	2,04
18	Курнинское на руч. Грачевник	1,87
19	Верхнелухменское на р. Китриклейка	1,76
20	Кемлянское на руч. Ачим	1,47
21	Кабаевское на р. Явлейка и р. Козловка	1,25
22	Казеевское на р. Вязера	1,16

Искусственные пруды и водохранилища на территории республики строились в основном в 1970 - 1980 гг. в связи с развитием оросительных мелиораций, т.к. засухи в регионе достаточно часты (таблица 5).

Таблица 5 - ИВО, введенные в для использования в 1970 – 1980 гг. (по данным Министерства природных ресурсов по РМ, 2007г.)

Административный район	Кол-во шт.	S, га	Объем, тыс.
Ардатовский	6	180,0	5625
Атюрьевский	4	67,4	2941
Атяшевский	5	247,0	10724
Б-Березняковский	5	140,01	5372
Б-Игнатовский	1	19,0	584
Дубенский	5	124,9	5471
Зубово-Полянский	4	163,2	5929
Инсарский	3	76,2	3698
Ичалковский	5	101,0	3938
Кадошкинский	1	25,9	780
Ковылкинский	5	267,7	6541
Кочкуровский	4	292,5	10378
Краснослободский	7	413,1	10903
Лямбирский	16	604,6	18826
Ромодановский	6	184,9	6185
Рузаевский	4	199,6	6650
Старошайговский	2	193,7	4800
Темниковский	2	195,9	4198
Теньгушевский	1	19,0	810
Торбеевский	1	73,5	2030
Чамзинский	7	328,0	11221
Октябрьский	4	68,1	3220
Итого	98	3985,2	129924

Все водоемы сооружены по проектам и обеспечивают сезонное регулирование стока.

Количество прудов и водохранилищ в республике не постоянно. По данным В.М. Сундукова [9] в 1937 г. В Мордовии их было 131, а в 1955 г. Уже 411, в 1977 г. По данным В.П Нарежного [7] их насчитывалось 252. В 1985 г. по данным «Мордоварговодхоз» - 332. В 2003 г. на учете в Министерстве природных ресурсов по Республике Мордовия состояло 159 единиц прудов и водохранилищ общей площадью зеркала воды 4300 га, в том числе объемом свыше 1 млн. – 44 водоема. Общая емкость водоемов составляла 145 млн. . В 2007 г. по данным Министерства природных ресурсов на территории Мордовии расположена 221 единица прудов и водохранилищ, общей емкостью 193 млн. , из которых 109 водоемов предназначались для мелиорации земель, 30 – для борьбы с эрозионными процессами, 9 – в целях рыборазведения и одно водохранилище (Саранское море) – в противопожарных целях и 56 – придорожных прудов.

Срок эксплуатации водоемов составляет 15 -25 лет. Такое непостоянство связанно с двумя причинами:

1) С потребностями хозяйств и их финансовыми возможностями;

2) Ежегодно значительная часть водохранилищ и прудов перестает существовать в связи с их разрушениями.

Главной причиной такой недолговечности искусственных водных объектов является то, что почти все плотины задерживающие воду земляные, без сливных устройств или с небольшой водопропускной способностью. В результате весеннего половодья масса таких земляных плотин разрушается, и водный объект перестает существовать. Кроме того, прорыв и снос земляных плотин ведет к заилению естественных водотоков, к их обмелению и ухудшению их экологического состояния. Всякая плотина, как бы правильно она не была запроектирована и выстроена, требует постоянного надзора, особенно во время прохода весенних паводков и летних ливневых вод. В этот период даже небольшие повреждения, вовремя не замеченные и не исправленные, влекут частичное или полное разрушение плотины и находящихся при ней водопропускных сооружений.Чаще всего повреждение и прорыв плотин вызывается переполнением пруда, образованием в плотине трещин, сползанием и разрушением низового откоса, чрезмерной фильтрацией воды через тело плотины, через стенки и пол водопропускных сооружений и разрушающим действием на верховой откос волны.При переполнении пруда, вода начинает переливаться через гребень, что в большинстве случаев влечет полный смыв плотин. Причинами переполнения пруда является: недостаточная величина отверстий водопропускных сооружений для сброса из пруда излишних вод, заполнение отверстий водопропускных сооружений льдом, снегом, песком, землей и, наконец, значительная просадка плотины в самой высокой ее части, вследствие недостаточной трамбовки и уплотнения грунта во время постройки. Наибольшее число аварий в наших условиях, происходит по причинам неподготовленности водоотводной сбросной канавы для пропуска весенних вод.

Образование трещин в теле плотины влечет очень часто разрушение плотины, т.к. вода, устремляясь в трещины, быстро размывает и расширяет их, и, наконец, вызывает прорыв плотины. Образование трещин объясняется тем, что смоченный осенними дождями верхний слой насыпи зимой замерзает на определенную толщину. Лежащая под этим промерзшим слоем не промерзшая земля свеженасыпанной плотины продолжает осадку, и в результате между замерзшим слоем и осевшим образуются трещины и пустоты. При наполнении водохранилища, в эти трещины и пустоты устремляется вода, заполняет их, разжижает грунт насыпи, и в результате в таких местах часто образуются прорывы плотины. Трещины в плотине могут появляться также вследствие неравномерной осадки отдельных частей насыпи, неравномерно утрамбованных или укатанных во время постройки плотины. Часто причиной разрушения плотин может быть усиленная фильтрация через тело плотины, когда вместе с водой выносятся частицы грунта у подошвы низового откоса, к прорывам плотины ведет усиленное просачивание воды через стенки и пол водопропускных сооружений. В таких случаях под полом и стенами часто образуются пустоты, в которые устремляется вода и разжижает вокруг грунт; от этого образуется прорыв плотины у стенок и под полом.

Очень часто прорыв плотины является результатом разрушения верхового откоса набегающей волной (при сильном ветре), особенно в том случае, если откос укреплен слишком слабо. Насыпь, поврежденная волной, начинает обваливаться; обвалы насыпи постепенно расширяются и влекут ослабление и даже размыв плотины. При обнаружении признаков разрушения плотин необходимо срочно ставить в известность об этом местного гидротехника. В подавляющем числе случаев разрушения плотин происходят по причине пуска в эксплуатацию недостроенных сооружений, отсутствие надзора за ними и недостаточной подготовки пропуска весеннего паводка. Обычно перед паводком, гидротехнической службы республики в районы даются подробные инструктивные указания о порядке пропуска паводковых вод, которые должны быть точно соблюдены персоналом, ответственными за эксплуатацию гидротехнических сооружений. Таким образом, количество ИВО непостоянно, в настоящее время в Мордовии насчитывается 221 пруд и водохранилище. Их динамика определяется двумя основными факторами:

1) Потребностью хозяйств и их финансовыми возможностями;

2) Недолговечностью земляных плотин и их разрушения во время весеннего паводка.

Наиболее крупные водохранилища созданы на реках: Мокше-Токмовское, Алатыре – у р. п. Тургенево, Б. Сарке - - Тарасовское, Чиуше – СХПК «Ачадовский», Сеитьме – рыбхоз «Шадымка», Пырме – СХПК «Нива» и др.Из-за ухудшения экономической ситуации в стране и республике многие пруды и водохранилища утратили свое первоначальное назначение, насосные станции и водопроводные сети прудов мелиоративного назначения в большинстве своем пришли в негодность или разобраны. Из-за частых преобразований сельскохозяйственных предприятий в различные формы собственности многие пруды и водохранилища оказались в бесхозном состоянии, что еще больше усугубляет обстановку по их техническому состоянию. Практически во всех сельскохозяйственных предприятиях отсутствует техническая документация по прудам и водохранилищам, утрачена бухгалтерская отчетность о балансовой принадлежности гидротехнических сооружений. До настоящего времени не решен вопрос о принадлежности водохранилища «Саранское море». В настоящее время централизованной службы по ремонту гидротехнических сооружений в республике не имеется, в результате чего многие из них находятся в аварийном и предаварийном состоянии (около 61%) и требую капитального ремонта или реконструкции. Кроме того, 46 единиц являются потенциально опасными, разрушение их платин грозит затоплению 39 единиц населенных пунктов, 19 дорог федерального и республиканского значения. Все плотины прудов и водохранилищ в республике являются грунтовыми, срок их эксплуатации, как правило, не должен превышать 30 лет. По результатам инвентаризации, проведенной в ООО институт «Мордоварговодпроект» за период 2000 – 2005 гг., срок службы гидротехнических сооружений составляет: от 10 до 20 лет – 36 единиц (износ 70 %); от 20 до 25 лет – 63 единицы (износ 80%); от 25 до 30 лет – 73 единицы (износ 90%); свыше 30 лет – 49 единиц (износ 100 %). Из приведенного следует, что большинство гидротехнических сооружений в республике изношены на 90 – 100 %, а с учетом того, что за последние 10 – 15 лет не подвергались текущему и капитальному ремонту, они практически исчерпали срок эксплуатации.

2.2 Размещение прудов и водохранилищ Мордовии

Отбор объектов к строительству производится специалистами на основе предварительных инженерно-геологических изысканий в масштабе 1:1000 – 1:500. Требование к чаше водохранилища определяются условиями заполнения пруда емкость, не менее 100 тыс. , наличием водонепроницаемых грунтов, слагающих дно берега водоема, лучшим использованием топографии местности в хозяйственных целях.

К строительству прудов порядка 25 – 50 тыс. прибегать следует лишь в исключительных случаях, т.к. по причине малой емкости, вода в них бывает очень низкого качества, они быстро заливаются и выходят из строя. При выборе места для строительства прудов предпочтение дается глубоким балкам, имеющим круглогодичный живой ток воды и удовлетворительные санитарные показания качества воды. В целях уменьшения капиталовложений на строительство гидротехнических сооружений, относимых на 1 полезной емкости водохранилища, в последнее время предприняты шаги к зарегулированию стока воды балок десяти процентной обеспеченности, что достигается строительством высоких плотин и выбором места строительства с емкой чашей водохранилища, позволяющими аккумулировать такой паводковый расход, который повторяется в 10 лет один раз.

Вторым средством достижения наиболее полного регулирования стока является строительство каскада плотин на всей длине балки. Водоемы на максимальное зарегулирование стока в настоящее время выстроены в Ичалковском, Лямбирском, Кадошкинском и Ардатовских районах. В состав гидротехнических сооружений на водоемах входит: плотина (земляная, редко смешанной конструкции, водопропускное сооружение, земляная водоотводная канава, деревянный консольный и бетонный перепады). Чаша водохранилища с берегов чаще всего бывает ограничена полевыми участками и выходами с заросшей поверхностью травяным покровом; длина водохранилища простирается от 0,40 км до 2 км на сухих балках и до 15 км на реках.Пруды и водохранилища имеются во всех районах Мордовии. Однако размешены они по территории не равномерно (рисунок 2). Особенно неравномерно размещены крупные водохранилища с объемом воды 1 – 1,5 млн. . Что же касается малых, небольших и средних по объему ИВО, то их размещение более равномерно, так как небольшие реки имеются практически везде. Распределение прудов и водохранилищ по районам приводится в таблице 6. Таблица показывает, что больше всего ИВО находится в Лямбирском районе, чуть меньше в Краснослободском, Дубенском и Рузаевском. Меньше всего водохранилищ в Теньгушевском районе.

Таблица 6 - Распределение ИВО по административным районам Мордовии на 2005 г. (по данным Министерства природных ресурсов по РМ, 2007г.)

Большинство ИВО расположено в районах с высокой сельскохозяйственной освоенностью. В лесных районах пруды и водохранилища и их очень мало. В ландшафтном отношении больше всего прудов и водохранилищ в ландшафтах водохранилищ широколиственных лесов и лесостепей, эрозионно-денудационных равнин и долинных ландшафтах. Чуть меньше в ландшафтах широколиственных лесов и лесов вторичных мореных равнин и очень мало ИВО в ландшафтах смешанных лесов вводно-ледниковых равнин. Размещаются пруды и водохранилища


29-04-2015, 00:43