3.Каскад Дніпровських водосховищ та його значення ву народному господарстві.

Дніпро забезпечує водою 2/3 території України, зокрема, 30 млн чол., 50 великих міст і промислових центрів, до 10 тис. підприємств, 2,2 тис. сільських і понад 1 тис. комунальних господарств, 50 великих зрошувальних систем і 4 атомні електростанції.

Але через значну нерівномірність розподілу річкового стоку у часі і просторі стає неможливим розвиток ні водопостачання, ні гідроенергетики, ні водного транспорту. Забезпечувати потреби у воді за рахунок незарегульованих поверхневих водотоків та підземних вод стає все важче. Тому для регулювання стоку в басейні Дніпра було створено штучні водойми, серед яких основним є каскад з 6 великих водосховищ сумарною площею водного дзеркала близько 7,0 тис. км кв, із загальним об’ємомо 44 км кв, корисним - 18 км кв. У дніпровських водосховищах акумульовано майже 70% водних ресурсів країни. Завдяки водосховищам поліпшено водозабазпечення промислових і аграрних центрів України.

Зарегулювання стоку та створення водосховищ впливає на розвиток річкового транспорту. Будівництво гідровузлів дозволяє збільшувати судоходні глибини на найбільш мілководних ділянках річок.

Зарегулювання стоку та створення водосховищ впливає на розвиток річкового транспорту. Будівництво гідровузлів дозволяє збільшувати судоходні глибини на найбільш мілководних ділянках річок.

Водосховища також покращують умови розвитку сільського господарства. Збільшення площин зрошуємих земель неможливе без забезпечення їх водними ресурсами, що потребує врегулювання стоку річок. Тоді збільшення площини зрошуємих земель стає можливим за рахунок раціонального використання поверхневого стоку, подачі води на поля в потрібній кількості та у відповідності до оптимальних строків поливу.

Крім цього без зарегулювання річок неможливо уявити розвиток енергетики, але для використання річкових енергетичних ресурсів потрібно створювати перепади рівнів води, оскільки природніх перепадів дуже мало. Будівництво більшості ГЕС пов’язано зі створенням гідровузлів, що призводить до утворення водосховищ, які теж відіграють важливу роль: за їх відсутності ГЕС виробляли б енергію в залежності від водності річки в той чи інший період, а це призвело б до нерівномірної роботи ГЕС та постійної зміни їх потужності.

Зміна режиму річок також зумовлена й потребами рибного господарства. При збільшенні поверхні водного дзеркала створюються умови для збільшення ресурсів місцевих риб, а їх улови зростають в декілька разів.

однак слід зауважити, що не всі наслідки створення водосховищ є позитивними.

Виникнення мілководдь.

Із побудуванням водосховищ значно збільшуються зона мілководдя, які можуть займати від 5 до 39% площі водосховищ. Від 5 до 32% мілководдя займають зарості вищої водної і наземної рослинності. Ці зони характеризуються уповільненими течіями, зниженням турбулентного перемішування, більшим прогріваням. Все це інтенсифікує гідробіологічні процеси й біологічна продуктивність на мілководді значно вища ніж у пелагіалі, і це спричиняє інтенсивне відкладення на дно органічної маси відмерлих рослин, заїлення, зменшення глибини й перехід цих ділянок у болото; а розклад органічних речовин призводить до “заморності” цих ділянок.

Руйнування берегів

Протяжність берегової лінії Дніпровських водосховищ становить 3079 км, 1110,9 км з яких це - абразійно-ерозійні береги, що потребують закріплення. Внаслідок руйнування берегів вже втрачено 6176 га землі. За останні 35 років у водосховища надійшло більш 337 м кб продуктів руйнування берегів.

При створенні водосховищ порушується динамічна рівновага й починається переформування берегів - розмив, оповзання або акумуляція відкладів.

Основний гідродинамічний фактор - вітрове хвилювання. Висота й морфологія берегів також впливають на інтенсивність їх переформування: випуклі схили розмиваються швидше, й швидкість розмиву збільшується зі збільшенням крутизни. Пологі береги з уклонами не більше 2-4 градусів зазвичай не розмиваються. Зі збільшенням висоти берега швидкість розмиву також зменшується через швидке утворення мілин.

Важливий факор - переміщення наносів вздовж берега. Швидкість і розміри переработки берегів різко зростають на тих ділянках, де продукти розмиву уносяться вздовжбереговою течією. Хвилювання й течії при поступовому зниженні рівня води, почергово розмивають низькі ділянки берега, які за умов більш високого рівня були береговими мілин; через це формування мілин затримується. Таким чином, чим більша амплітуда коливань рівня в період інтенсивної хвильової діяльності, тим сильніше йде розмив берегів.

В цілому по мірі збільшення віку водосховищ переформування берегів зменшується, утворюється стійкий профіль берега. Однак зміна водогосподарських функцій і режиму водосховища може знову викликати переформування берегів.

Підтоплення земель

При створенні водосховищ змінюється режим, а іноді й загальний напрямок руху підземних вод, виникають нові водоносні горизонти, які до підпору були сухими. У зонах водосховищ відбуваються процеси підтоплення та затоплення земель. На незахищених масивах у зонах впливу водосховищ Дніпра площі підтоплених земель становлять 90 тис. га, а на незахищеному мілководді - близько 133 тис. га. З цими процесами пов’язані такі явища як трансформація земель, деградація рослинного і тваринного світу, замулення та заболочення, ефтрофікація водойм.

Річка до створення водосховища являє собою своєрідний водоприймач грунтових потоків. Із заповненням водосховища грунтові, тріщінно-карстові, тріщінно-грунтові води подпираються, їх рівень піднімається до таких відміток при яких вони знов стікають у водосховище. До цього моменту вони безперервно накопичуються й поповнюються за рахунок фільтрації із водосховища. При цьому уклон потоку грунтових вод та швидкість їх руху, як правило, зменшуються, що також сприяє підвищенню їх рівня.

При наповненні водосховища вода просочується в грунт берегу й ложа, якщо цьому не заважає характер підстилаючих порід. Виникаючі втрати води можуть бути тимчасовими (до повного насичення порід) або ж постійними.

У перші роки після заповнення водосховища фільтрація води з нього може відбуватися безперервно протягом досить довгого часу, що призводить до значного підйому рівней у прилягаючих водоносних пластах, а також до зводнення раніше сухих пухких відкладів. По мірі підйому рівнів водоносних горизонтів фільтрація зменшується й набуває сезонного характеру. Після становлення рівня підземних вод фільтрація може зовсім припинитися або проявлятися досить обмежено, бо внаслідок зменшення уклонів уповільнюється швидкість руху води. В результаті дренуюча роль водотоку в цілому зменшується. В деяких випадках напрямок грунтового потоку змінюється в бік іншого водотоку, рівень води якого нижче ніж у водосховищі.

Щодо різних ділянок водосховища, то у приплотинних спостерігається найбільша величина підпору підземних вод. До верхів’я підйом рівня зменшується, відповідно звужується зона поширення підпору.

Підйом грунтових вод до поверхні землі викликає підтоплення грунтів, а при виході на поверхню їх заболочування, а іноді й засолення.

Підтоплення починається із моменту заповнення водосховища при підйомі грунтових вод до 1-1,5 м й вище від поверхні. Коли грунтові води досягають шару, в якому знаходяться корені рослин, у ньому створюється додаткове зволоження, що погіршує аерацію. В результаті часто територія заболочується.

Можна виділити декілька зон впливу водосховища: зона постійного, періодичного (тимчасового) й епізодичного затоплення; зона заболочування; сильного, помірного й слабкого підтоплення. Розміри окремих зон впливу коливаються від кількох метрів до декількох кілометрів.

У зоні періодичного затоплення формуються болотні й торф’яно-глеєві грунти із високим ступенем заторфованості й великим вмістом закисних форм заліза.

У зоні підтоплення грунтові води підходять близько до поверхні, тут ступінь зволожування грунтів визначається не лише глибиною залягання грунтових вод, але й величиною їх капілярного підйому, яка в залежності від механічного складу грунтів може коливатись від 0,5-1,0 до 6,0 м.

У зоні помірного підтоплення (рівень грунтових вод на глибині від 1 до 2 м) домінує процес т. з. олуговіння підзолистих грунтів, коли у них підвищується вміст гумусу, азоту, кальцію та сполук заліза, у верхньому горизонті грунтів появляються охристі плями й прожилки, і під дією грунтових вод, які мають нейтральну реакцію, зменшується кислотність у нижньому шарі

В зоні слабкого підтоплення (рівень грунтових вод на глибині 2-4 м) збільшується рухливість гумусових речовин, відбувається оглеювання грунту (утворюються фосфати закисного заліза), на її поверхні з’являються плями й прошарки зеленуватого кольору.

Постійне затоплення призводить до повної загибелі існувавшої раніше наземної рослинності, за вийнятком окремих видів у зонах мілководного затоплення.

В зоні мілководного постійного затоплення й на частині території зони тимчасового затоплення формується полоса гідрофільних та гігрофільних асоціацій.

В зонах підтоплення дерево-чагарникова рослинніть й трав’яниста по-різному реагують на зміну зволоженості. Дерева й чагарники, як правило, більш чутливі до підйому грунтових вод й при сильному підтопленні у більшості гинуть. З травостою випадають певні види, й починають домінувати гігрофіти.

Водосховища Дніпра зазнають значного техногенного навантаження. Вони акумулюють не лише запаси води, але й усі забруднення, які надходять із площі водозабору. При їх каскадному розташуванні чинники, які раніше визначали природний режим, тепер впливають лише на верхнє - Київське водосховище.

Найбільше забруднені водосховища Дніпровського каскаду біогенними, органічними і поверхнево-активними речовинами, нафтопродуктами, фенолами, пестицидами, важкими металами та ін. Концентрації нітритів, амонійного азоту, фенолів, нафтопродуктів, пестицидів (ГХЦГ) здебільшого перевищує ГДК для водойм господорсько-питного водокористування. Особливо високий вміст NO2~ у воді всіх водосховищ Дніпровського каскаду. Його концентрації перевищують ГДК у 5-25 разів. Не менш небезпечними є забруднення води фенолами та органічними речовинами, вміст яких вищий за ГДК відповідно у 2-25 та 2-6 разів. За одночасного вмісту у воді великої кількості органічних речовин та амонійного азоту утворюються сильнодіючі токсичні речовини, концентрація яких майже у всіх водосховищах більша за ГДК для водойм питного значення.

Одним із основних забруднювачів водних об’єктів є нафтопродукти. З тієї кількості їх , що потрапляє у воду близько 40% залишається у воді у вигляді емульсії і стільки ж осідає на дно, а 20% утворюють на поверхні води плівку, яка погіршує аерацію води. Крім цього адсорбовані донними відкладами нафтопродукти відокремлюють фауну і флору дна від іншої частини водосховищ і стають причиною вторинного забруднення води. В Каховському водосховищі вміст нафтопродуктів іноді перевищує ГДК для питної води у 3-4 рази, а найбільша їх кількість - у нижньому б’єфі Київського, середній та нижній частині Дніпродзержинського водосховищ (4-6 ГДК). Нафтопродукти, особливо ароматичні вуглеводні, є токсичними для організму людини, негативно впливають на серцево-судинну і нервову системи.

Велику непезпеку становлять й пестициди. Найнебезпечнішими є хлорорганічні пестициди (ХОП), особливо ДДТ й ГХЦГ, та їх метаболіти. Незважаючи на те, що у більшості країн світу, у тому числі і в Україні, ДДТ не використовується, внаслідок високої персистентності їх вміст подекуди досить високий. Найбільше їх міститься у донних відкладах Дніпровського та Каховського водосховищ.

Важкі метали (Fe, Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Mn, Cr та ін.) - одна з основних груп хімічного забруднення водосховищ. На відміну від органічних речовин, які певною мірою піддаються деструкції, важкі метали лише перерозполіляються між окремими ланками водних екосистем (вода, донні відклади, біота). Однак незважаючи на значне надходження в дніпровські водосховища важких металів, концентрація їх у воді як по сезонах, так і по акваторії в середньому не перевищує ГДК. Вочевидь, це пояснюється здатністю важких металів сполучатися з розчиненими органічними сполуками.