Дніпровський каскад: позитиви та негативи

Днепровский каскад: позитиви і негативы

Дніпровський каскад: позитиви та негативи

Вступ.

1. Зміна характеристик абіотичного середовища при зарегулюванні стоку.

2. Перебудова біоти ріки после її трансформації у водосховище.

3. Негативний вплив водосховищ на оточуюче середовище.

4. Техногенне навантаження на водосховища.

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

Але через значну нерівномірність розподілу річкового стоку у часі й просторі стає неможливим розвиток ані водопостачання, ані гідроенергетики, ані 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 б створено штучні водойми, серед які основним є каскад із 6 великих водосховищ сумарною площею водного дзеркала близько 7,0 тис. км кв, з загальним об'ємомо 44 км кв, корисним — 18 км кв. У дніпровських водосховищах акумульовано майже 70% водних ресурсів країни. Завдяки водосховищам поліпшено водозабазпечення промислових й аграрних центрів України.

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 їхні водними ресурсами, що потребує врегулювання стоку річок. Тоді збільшення площини зрошуємих земель стає можливим за рахунок раціонального використання поверхневого стоку, подачі води на поля була в потрібній кількості та у відповідності до оптимальних строків поливу.

Крім цого без зарегулювання річок неможливо уявити розвиток енергетики, але й 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, котрі теж відіграють важливу роль: за їхні відсутності ГЕС виробляли б енергію в залежності від водності річки у тому чи інший період, а це призвело б до нерівномірної роботи ГЕС та постійної зміни їхні потужності.

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

Однак слід зауважити, що не усі наслідки створення водосховищ є позитивними.

Зміна характеристик абіотичного середовища Гідрологічний режим Динаміка водних мас. Основний компонент внутриводоймищної динаміки — переніс водних мас — формує такі важливі процеси як водообмін між окремими ділянками чи зонами водоймища, розведення стічних вод, заїлення чаші водосховища, переформування берегів, перерозподіл тепла, розчинених та взвішених речовин, живих організмів.

У русі вод водосховищ поєднуються елементи річкового (стокові течії) та озерного (згони і нажени, хвилі) режиму. Режим течій та хвиль ускладнюється будовою улоговин (пересічний рельєф дна, різні зміни глибин, великі мілководдя), значними коливаннями рівнів води, попусками води крізь плотини.

Стокові течії спостерігаються у всіх водосховищах, але й швидкості їхнього значно менші ніж у річках. Інтенсивність, а досить часто і напрямок стокових течій майже повністю визначається режимом роботи ГЕС, що часто зумовлює дуже нерівномірний режим течій у верхніх та особливо нижніх б'єфах гребель. При цьому в нижніх б'єфах швидкості течій можуть вар’ювати від нуля до 1,5−2,5 м/с. У верхніх б'єфах амплітуда добових змін швидкостей може сягати 1,0 м/с.

Течії прибрежної зони відіграють важливу роль у формуванні багатьох показників гідрохімічного та гідробіологічного режимів водоймища. Завдяки ним відбувається основний (до 93%) водообмін між акваторією водосховища та його мілководдям, який забезпечує надходження мікроелементів, біогенів та інших речовин до масивів заростей ї таким чином сприяє реалізації очисних можливостей останніх.

Щодо вітрових хвиль на водосховищах то смердоті являють собою складний процес, який визначається великим числом факторів. Розміри хвиль та інші параметри хвилювання залежать від швидкості та тривалості дії вітру, довжини розгону хвилі, глибини водосховища. Відносно невеликі розміри акваторії і об'ємів сприяють активній реакції хвильового режиму на вітрові умови: хвилювання шводко виникає, розвивається і так саме швидко затухає.

Рівневий режим. Регулювання стоку в корені змінює режим рівня води. Якщо за природніх умів на річці відмічався яскраво виражений весняний підйом, то после створення водосховищ на більшості ділянок річки він понизився, й елементи рівневого режиму водосховищ — річний хід та амплітуда коливання — тепер практично можуть регулюватися.

Рівневий режим у верхніх зонах є дуже нестабільним, оскільки зумовлюється режимом роботи ГЕС. Зміна навантаження носити скачкоподібний характер, й це зумовлює дуже різкі коливання рівня води у верхніх б'єфах. Ці коливання поширюються по водосховищу у вигляді довгих хвиль. Створюючи підвищений фон швидкості течії у певні проміжки години, попуски забезпечують підсилення самоочисних потоків, промивання зон, де за умів стабільного стоку можливе формування застійних явищ.

Слід зазначити, що у багатьох випадках, коли мілководдя захищені від динамічного впливу течії та хвиль, зміну рівня води є єдиним чинником, що зумовлює надходження води в ці зони та відхід її тому в водосховище.

Прозорість води. Зменшення швидкості течії та інтенсифікація процесів седиментацію сприяють значному збільшенню прозорості води, що на свій чергу збільшує глибини проникання променистої енергії сонця. Прозорість води у водосховищах в середньому збільшується у два рази порівняно з річкою, а глибина проникання сонячної енергії збільшується із 1−1,5 м (у річці) до 2,5−6,0 м (у водосховищі). Це спричиняє істотне збільшення потужності кулі утворення первинної біологічної продукції (фотичного кулі) в середньому у 2,2 рази. У результаті зростає біологічно продуктивність, що на свій чергу призводить до інтенсифікації процесів деструкції та накопичення їлів органічного походження.

Гідрохімічний режим.

Мінералізація. Створення водосховищ Веде до перерозподілу водного стоку річки за сезонами року, й, як наслідок, до змін у динаміці мінералізації та концентрації головних іонів.

В результаті акумуляції у водосховищах паводкових вод та змішування їхнього із более мінералізованою водою, що потрапляє сюди у наступні сезони, відбувається зменшення (особливо у приплотинних ділянках водосховища) річної амплітуди коливань мінералізації та концентрації головних іонів. Якщо до зарегулювання стоку мінералізація вод протягом року могла змінюватись майже на чотири рази, то после зарегулювання вон змінюється лише в 1,4−1,5 разу. Розчинені гази. Формування газового режиму водосховищ відбувається под впливом багатьох факторів, основними із які є періодична дія вітрового перемішування й циркуляції водних мас, фізико-хімічні й біологічні процеси, що відбуваються у водосховищах, взаємодія води з затопленими грунтами, життєдіяльність водних організмів.

Найбільш важливими є розчинений кисень та діоксид вуглецю.

Кисень потрапляє у води із атмосфери та при продукуванні його фітопланктонними організмами та вищою водною рослинністю. О2 витрачається на процеси дихання, окислення органічної речовини при розкладі організмів, а також шляхом евазії тому в атмосферу.

В теплий період (особливо у першій половині літа) основним чинником є фотосинтетична діяльність рослинних організмів. У другій половині літа починають переважати окисно-відновні процеси, котрі зменшують вміст кисню у воді. Розчинений О2 може витрачатись й на окислення амонійного азоту до NO2 та NO3, солей закислого заліза, процеси окислення метану та сірководню (за участю відповідних бактерій).

Взимку основну роль відіграє температурний режим та наявність ледоставу.

Поверхневий кулю води постійно збагачується киснем, як від у придонних кулях спостерігається його дефіцит за рахунок постійних витрат його на окисні процеси, і у донних кулях приплотинних ділянок вміст О2 падає до 30−40, а іноді і до 1−3%.

У місцях великого скупчення фітопланктону (утворення на поверхні води блакитної плівки) максимальна концентрація кисню зсунута на глибину 1−3 метри зі зменшенням до придонного шару.

Значна вертикальна стратифікація вмісту О2 таСО2 спостерігається у Перші рокта існування водосховища. По-перше, з затопленням земель починаються бурхливі процеси розкладу рослинного й грунтового покриву, що призводить до великих витрат кисню у придонних кулях й, відповідно, до зменшення його вмісту. По-друге, у воду потрапляє досить велика кількість органічної речовини, що Веде до інтенсивного розвитку фітопланктону й посилення процесів фотосинтезу у поверхневих кулях води. Відмираючи, фітопланктон осідає на дно і розкладається. Таким чином у поверхневих кулях кількість розчиненого кисню може сягати приблизно 25 мг/л (290% насичення), у тому годину як у придонних кулях його конйентрація падає майже нанівець, й весь придонний кулю стає заморним.

З віком водосховищ стратифікація теж стає помітною, оскільки з’являється чинник поглинання кисню донними ілами, об'єми які з року в рік збільшуються і котрі потребують все понад і понад кисню на хімічне і біохімічне окиснення утворених відновлених продуктів розкладу.

У верхніх ділянках водосховищ, що знаходяться в зоні змінного підпору гідрологічний режим найбільш подібний до річкового й швидкість течії не падає нижче 0,2−0,1 м/с. Тому тут у літній період спостерігається найбільш благоприємний кисневий режим. Стратифікація не відмічається, дефіциту кисню немає, оскільки фітопланктон розвивається слабко, і середня його біомаса приблизно 0,05−15 г/м куб.

В середніх та приплотинних ділянках водосховища швидкості течії незначні (0,01−0,1 м/с) чи ж течії відсутні зовсім. Тому біомаса фітопланктону в періоди інтенсивного зацвітання сягає тут 40−60 г/м куб. та вище, між тім як при кількості біомаси більше, ніж 15 г/м куб. уже виникає загроза біологічного забруднення й появи токсикантів. Внаслідок такого скупчення водоростей тут спостерігається особливо яскраво виражена киснева стратифікація.

Ранньою весною й восени через вітрове перемішування та невелику роль процесів фотосинтезу стратифікація О2 та СО2 спостерігається рідко, а пізно восени вон відсутня повністю, й перед льодоставом усі шари приблизно однаково насичені киснем, кількість якого за годину може сягати 9−12,5 мг/л.

Джерелом СО2 у водосховищах є процеси окислення органічних речовин, різні види розкладу та дихання. Зменшення двуокису вуглецю відбувається при фотосинтезі та виділенні СО2 у повітря.

Концентрація двуокису вуглецю залежить від сезону, біологічних та біохімічних процесів. Максимальна концентрація спостерігається у період ледоставу (50−70 мг/л). Влітку у придонних кулях води за рахунок процесів розкладу відбувається накопичення СО2 до 5−10, а іноді і до 20−45 мг/л.

Органічні речовини. До органічних речовин, що найчастіше зустрічаються у водосховищах, належасть органічний вуглець, органічні азот та фосфор, білки, пептиди та амінокислоти.

Вміст органічного вуглецю (через ті, що у водосховищі одночасно йдуть два протилежно направлені процеси — синтез органічних речовин та їхні деструкція) на різних ділянках помітно відрізняється. Підвищена концентрація органічного вуглецю може бути пов’язана як з надходженням гуміфіційованих вод із річок, що впадають у водосховище, то й із великою біопродуктивнітю.

Максимум вмісту органічного вуглецю спостерігається у весняно-літній період, при максимальній фотосинтетичній активності фітопланктону. Колі ж процеси деструкції починають переважати над процесами фотосинтезу, кількість Сорг зменшується.

У каскаді в нижніх водосховищах може спостерігатися аномальна динаміка концентрації вуглецю: максимум його вмісту припадає на зимовищ період з подальшим зменшенням із весни до осені. Це пояснюється, вочевидь, накопиченням протягом вегетаційного періоду органічних речовин та їхні надходженням з водосховищ, розташованих вище по каскаду.

Вертикальна стратифікація вмісту органічного вуглецю спостерігається, зазвичай, у глибоководних та застійних зонах. У весняно-літній період збільшується відносна концентрація летких органічних сполук, що пов’язано з фотосинтетичними та деструктивними процесами. У період масового розвитку фітопланктону частка летких органічних сполук може сягати 50% й понад загального вмісту органічних речовин.

Загальний та неорганічний азот є основним джерелом біогенного азоту у водних екосистемах. Це — амонійний азот та інші відновлені мінеральні його форми, органічні азотвмісні сполуки різних класів. Більшість органічних азотвмісних сполук легко піддаються деструкції та мінералізації, утворюючи основний фонд азоту, який витрачається под годину фотосинтезу.

Істнує певна закономірність у сезонній динаміці вмісту азоту: влітку його концентрація зростає, восени зменшується. Високі концентрації органічного азоту спостерігаються у багатоводні рокта, коли затоплення частини берегової зони водосховищ супроводжується надходженням вони великої кількості біоелементів.

Різниця між вмістом мінеральних та органічних форм азоту досягає свого максимуму взимку, коли більша частина утворених азотвмісних речовин уже мінералізувалася.

Щодо органічного фосфору, то його концентрація найменша взимку, весною збільшується і до літа знову падає. Для співвідношення між мінеральними та органічними формами фосфору не відмічається такої закономірності, як для азотвмісних сполук, оскільки концентрація мінерального та органічного фосфору у воді залежить не лише від продукційно-деструкційних процесів, а і від фізико-хімічних умів на межі донні відклади-вода, котрі визначають напрямок та інтенсивність сорбційно-десорбційних процесів.

Мінімальний вміст розчинних білків спостерігається навесні, максимальний — у осінньозимовищ період. Сезонна динаміка визначається протіканням двох протилежно направлених процесів: надходження білків при лізісі клітин гідробіонтів, кількість які пропорційна біопродуктивності водосховища, та деструкції білків, котра відбувається завдяки мікроорганізмам. І тієї й інший процес залежить від гідрохімічного режиму, пори року, трофності водоймища.

При масовому «цвітінні» водоростей та їхні відмиранні концентрація білків може підвищуватись до 2 мг/л й вище; рано навесні, коли фотосинтіз ще не дуже інтенсивний концентрація не первищує 0,2−0,1 мг/л. Максимальна концентрація амінокислот спостерігається у вегетаційний період.

Сумарний вміст білків, амінокислот пептидів у донних відкладах зазвичай у два рази перевищує їхні вміст у воді.

Ще однією органічною компонентою у водосховищах є феноли, основним природнім джерелом які є продукти розкладу фітопланктону, вищої водної та наземної рослинності. Особливо велика кількість фенолів утворюється при біохімічному розкладі лігнінів, котрі входять у склад вищих водних та наземних рослин. Максимальний вміст фенолів спостерігається у місцях скупчення водоростей в період їхнього вегетації, особливо у плямах «цвітіння». Влітку порівняно із весною вміст фенолів у воді може збільшуватись у 8,5 рази.

Вплив затоплених грунтів.

При зарегулюванні стоку і створенні водосховищ частина берегової зони колишньої річки затоплюється, що призводить до змін у гідрохімічному режимі водосховища. У Перші 2−3 рокта после зарегулювання стоку за рахунок контакту із грунтами й розкладу затопленої рослинності у воді накопичуються органічні речовини з високим вмістом амінного і амідного азоту, вуглеводнів, амінокислот. Розвиток у затоплених грунтах біопроцесів при обмеженому доступі кисню Веде до утворення різко відновлювальних умів, котрі сприяють переходу в розчинний стан значної кількості матганцю, азоту, заліза і фосфору. До погіршення якості води призводить і вимивання із грунтів біологічно стійких гумусових речовин.

Пребудова біоти Фітопланктон Зарегулювання стоку, створення водосховищ та їхнього каскадів призводить до суттєвих змін біології річки і змінює якісний склад фітопланктона. У першу чергу це проявляється у істотному збільшенні кількості зелених та синьозелених водоростей.

На формування видового складу фітопланктону впливає положення водосховища у каскаді. У середніх та нижніх водосховищах каскаду видовий склад істотно бідніє, й, навіть якщо водообмін значний, виникає «цвітіння» води.

Видовий склад водоростей суттєво відрізняється і по ділянкам водосховищ. Найбагатшим на види є фітопланктон верхніх й річкових плесів, у нижній та середній частинах, зазвичай, видів менше (хоча біомаси більше).

Створення водосховищ, використання їхні водних та біологічних ресурсів зумовлюють інтенсифікацію «цвітіння» води. Найбільш поширеним й відомим є «цвітіння» синьозелених водоростей (хоча, звісно, «цвітуть» й діатомові і зелені).

Завдяки наявності газових вакуолей, при штильовій погоді синьозелені водорості вспливають на поверхню води, утворюючи плями «цвітіння» специфічного синювато-зеленого забарвлення.

В плямах «цвітіння» розвиваються явища біологічного забруднення й самозабруднення. У цьому випадку виділяюьтся продукти розпаду водоростей — аміак, феноли, цианіди; вміст розчинених органічних речовин перевищує норму за вуглецем у 20−40 разів, за азотом — у 30−150, за фосфором — у 20−25 разів. Загальна кількість бактерій збільшується у 25−100 разів, а гетеротрофних — до 400 разів.

Домінуванню синьозелених водоростей та інтенсифікації їхнього розмноження сприяють багато факторів. Зменшення протоковості і водообміну, уповільнення швидкості течії (синьозелені - стагнофіли), збільшення прозорості води при відстоюванні, накопичення біогенних елементів та органічних сполук при створенні водосховища та подальшому природньому та антропогенному його евтрофуванні; пониження рівня кисневого насичення води та нарастання відновленості середовища у придонних кулях через заїлення, а також високий коефіцієнт розмноження водоростей (потомство однієї клітини за вегетаційний період складає 10 особин); стійкість їхні до відсутності світла, коливань температури; висока рістінгібуюча активність метаболітів синьозелених водоростей по відношенню до йнших представників альгофлори; токсичність і низький коефіцієнт використання їхнього у харчових ланцюгах; відсутність серед гідробіонтів водосховищ активних споживачів цого виду, що регулювали б його чисельність.

Іхтіофауна.

Після зарегулювання стоку у видовому та кількісному складі іхтіофауни відбуваються помітні зміни. У зв’язку з різким зменшенням водообміну та швидкостей течії, збільшенням глибини та ширини акваторій кількість реофільних видів риб скорочується, у тому годину як кількість лімнофільних видів, навпаки, зростає.

Плотини водосховищ створюють перешкоду для прохідних риб; окрім цого тих риби, що проникають крізь рибопропускні споруди, зазвичай в водосховщах сприятливих умів для розмноження через слабку проточність та заїлення нерестовищ. Тому якщо деякі види прохідних риб й продовжуються існувати, їхні чисельність швидко зменшується, й смердоті концентруються в основному у верхів'ях, де зустрічаються піщано-галечні грунти і спостерігається підвищена проточність.

Процес формування іхтіофауни у водосховищах супроводжується випадінням окремих її видів й значною внутрішньопопуляційною диференціацією. Після створення водосховищ, особливо у Перші рокта їхні існування, видовий склад фауни збіднюється. З віком водосховища кількість видів риб вони може збільшуватись як за рахунок спрямованого то й стихійного вселення.

Популяції риб у водосховищах формуються в основному за рахунок розмноження місцевих (туводних) видів, що жили у річці чи розташованих поблизу водоймах та водотоках.

Найбільше чисельність спостерігається у поколінь риб, що народилися у Перші рокта заповнення водосховища, коли створюються найбільш сприятливі умови для їхні нересту, розвитку, виживання ікри та молоді. Це — поступове підвищення рівня води, затоплення великих ділянок зрозумій, вкритих луговою рослинністю, що є найкращим субстратом для відкладання та розвитку ікри. На свжозалитих ділянках зберігається проточність й розвивається зоопланктон й зообентос, що також сприяє розвитку риб; а й у водосховище ще небагати поїдаючих ікру й молодь хижаків.

В подальшому умови розмноження риб, особливо фітофільних видів, погіршуються через скорочення нерестової площі та місць нагулу для молоді. На нерестовищах зникає лугова рослинність, й на захищених починають обільно розвиватись повітряно-водні рослини.

Як правило, кількість молоді риб у багатоводні та середні за водністю рокта вищий ніж у моловодні, як від темпи зростанню і плодючість — вище у маловодні.

У Перші рокта формування іхтіофауни водосховищ у популяціях переважає кількість молодих особин, але й згодом співвідношення вікових груп вирівнюється.

З віком водосховищ спостерігається тенденція до збільшення чисельності невеликої групи видів при сталому видовому складі. Особливо інтенсивно розмножується окунь, оскільки умови для нього досить сприятливі. Однак збільшення чисельності окуня призводить до скорочення чисельності цінних промислових риб, оскільки окунь виїдає їхні ікру, а прородній регулятор чисельності цого виду — щука — у водосховищі не має нормальних умів для існування.

Вплив водосховищ на оточуюче середовище.

Виникнення мілководдь.

Із побудуванням водосховищ значно збільшуються зона мілководдя, котрі можуть займати від 5 до 39% площі водосховищ. Від 5 до 32% мілководдя займають зарості вищої водної й наземної рослинності. Ці зони характеризуються уповільненими течіями, зниженням турбулентного перемішування, більшим прогріваням. Усі це інтенсифікує гідробіологічні процеси і біологічна продуктивність на мілководді значно вищий ніж у пелагіалі, й це спричиняє інтенсивне відкладення на дно органічної маси відмерлих рослин, заїлення, зменшення глибини і 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 із які це — абразійно-ерозійні бережи, що потребують закріплення. Внаслідок руйнування берегів уже втрачено 6176 га землі. За останні 35 років у водосховища надійшло более 337 м кб продуктів руйнування берегів.

При створенні водосховищ порушується динамічна рівновага і починається переформування берегів — розмив, оповзання чи акумуляція відкладів.

Основний гідродинамічний чинник — вітрове хвилювання. Висота і морфологія берегів також впливають на інтенсивність їхнього переформування: випуклі схили розмиваються швидше, і швидкість розмиву збільшується зі збільшенням крутизни. Пологі бережи із ухилами не понад 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 й розміри переробки берегів різко зростають на тихий ділянках, де продукти розмиву уносяться вздовжбереговою течією. Хвилювання і течії при поступовому зниженні рівня води, почергово розмивають низькі ділянки берега, котрі за умів более високого рівня були береговими мілин; через це формування мілин затримується. Таким чином, чим більша амплітуда коливань рівня в період інтенсивної хвильової діяльності, тім сильніше йде розмив берегів.

В цілому в міру збільшення віку водосховищ переформування берегів зменшується, утворюється стійкий профіль берега. Однак зміну водогосподарських функцій й режиму водосховища може знову викликати переформування берегів.

Підтоплення земель При створенні водосховищ змінюється режим, а іноді і загальний напрямок руху підземних вод, виникають нові водоносні горизонти, котрі 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, але в незахищеному мілководді - близько 133 тис. га. З цими процесами пов’язані такі явища як трансформація земель, деградація рослинного й тваринного світу, замулення та заболочення, ефтрофікація водойм.

Річка до створення водосховища являє собою своєрідний водоприймач грунтових потоків. З заповненням водосховища грунтові, тріщінно-карстові, тріщінно-грунтові води подпираються, їхнього рівень піднімається до таких відміток при які смердоті знов стікають у водосховище. До цого моменту смердоті безперервно накопичуються і поповнюються за рахунок фільтрації з водосховища. При цьому ухил потоку грунтових вод та швидкість їхнього руху, як правило, зменшуються, що також сприяє підвищенню їхні рівня.

При наповненні водосховища вода просочується у ґрунт березі і ложа, якщо цьому не заважає характер підстилаючих порід. Виникаючі втрати води можуть бути тимчасовими (до повного насичення порід) чи ж постійними.

У Перші рокта после заповнення водосховища фільтрація води із нього може відбуватися безперервно протягом досить довгого години, 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 і набуває сезонного характеру. Після становлення рівня підземних вод фільтрація може зовсім припинитися чи проявлятися досить обмежено, бо внаслідок зменшення уклонів уповільнюється швидкість руху води. У результаті дренуюча роль водотоку в цілому зменшується. У деяких випадках напрямок грунтового потоку змінюється в бік іншого водотоку, рівень води якого нижче ніж у водосховищі.

Щодо різних ділянок водосховища, те в 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 їхні заболочування, а іноді і засолення.

Підтоплення починається з моменту заповнення водосховища при підйомі грунтових вод до 1−1,5 м і вище від поверхні. Колі грунтові води досягають кулі, в якому знаходяться корені рослин, у ньому створюється додаткове зволоження, що погіршує аерацію. У результаті часто територія заболочується.

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

У зоні періодичного затоплення формуються болотні і торф’яно-глеєві грунти з високим ступенем заторфованості і 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 і величиною їхнього капілярного підйому, котра 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. із. олуговіння підзолистих грунтів, коли вони підвищується вміст гумусу, азоту, кальцію та сполук заліза, у верхньому горизонті грунтів появляються охристі плями і прожилки, й под дією грунтових вод, котрі 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 і 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 і на частині територї зони тимчасового затоплення формується смуга гідрофільних та гігрофільних асоціацій.

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

Окрім цого в басейні річки уже підтоплено понад 100 міст і селищ міського типу.

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

Найбільше забруднені водосховища Дніпровського каскаду біогенними, органічними й 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 які 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 які майже у всіх водосховищах більша за ГДК для водойм питного значення.

Одним з основних забруднювачів водних об'єктів є нафтопродукти. З тієї кількості їхні, що потрапляє у воду близько 40% залишається у воді у вигляді емульсії й скільки ж осідає на дно, а 20% утворюють на поверхні води плівку, Яка погіршує аерацію води. Крім цого адсорбовані донними відкладами нафтопродукти відокремлюють фауну й флору дна від іншої частини водосховищ й стають причиною вторинного забруднення води. У Каховському водосховищі вміст нафтопродуктів іноді перевищує ГДК для питної води у 3−4 рази, а найбільша їхнього 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 й нервову системи.

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

Важкі метали (Fe, Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Mn, Cr та ін.) — одна із основних груп хімічного забруднення водосховищ. На відміну від органічних речовин, котрі 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 їхні у воді як по сезонах, то й по акваторії не перевищує ГДК. Вочевидь, це пояснюється здатністю важких металів сполучатися із розчиненими органічними сполуками.

Дніпровські водосховища є потужним геохімічним бар'єром для важких металів. Процеси сорбції їхні на завислих речовинах, гідроліз, осадження та співосадження в умовах уповільненого стоку сприяють вилученню їхні із води й накопиченню у донних відкладах. Одночасно при зміні фізико-хімічних умів у придонних кулях води, донні відклади можуть статі джерелом вторинного забруднення. Така вірогідність існує і при зміні гідродинамічних умів водного середовища (збільшення швидкості течії, вітрохвильове перемішування водних мас).

Важливу роль у відтворенні водних ресурсів та забезпеченню ними потреб користувачів відіграє й відіграватимє регулювання річковаго стоку та його територіального розподілу. Зі створенням водосховищ Дніпровського каскаду було б розв’язано проблеми забезпечення водою населення, промисловості і сільського господарства, збільшення обсягу водоспоживання та более рівномірного його розподілу протягом року, оскільки 70% об'єму стоку на Дніпрі припадає одну годину весняної повені, забезпечено роботу гідроелектричних, теплових та атомних станцій, водного транспорту, захист долини річки від катастрофічних повеней тощо.

Але водночас створення великих водосховищ було б пов’язане з затопленням значних площ земель, зміною гідрологічного, гідрохімічного та гідробіологічного режимів річки, перетворенням річкової екосистеми на озерно-річкову із відповідним уповільненням водообміну та самоочищення вод, значними витратами на інфільтрацію та випаровування.

За розрахунками Укрводпроекту, 45% водоспоживачів после спуску водосховищ залишаться без води протягом усього року, окрім періоду весняної повені. Залишиться без води місто Київ, оскільки Деснянська та Дніпровська водопровідні станції можуть працювати лише при рівні води у Київському водосховищі не нижче 89,3 м; а загалом припинять свою роботу близько 40 водозаборів потужністю 150 м кб/с, а також 35 сільськогосподарських водозаборів потужністю 32 м кб/с, котрі беруть воду із Дніпровського водосховища.

На думку експертів, енергетична система України не зможе повноцінно функціонувати без ГЕС, Незважаючи тих, що ворибіток ними електроенергії становить лише 5−7% від загального її виробітку, оскільки смердоті виконують роль аварійного резерву потужності енергосистеми країни, а також є основним регулятором частоти та потужності енергосистеми України, тобто знімають пікове навантаження на неї. Інакше двічі на добу (вранці та ввечері) доведеться вимикати із енергосистеми третину споживачів.

Окрім цого значно погіршиться санітарно-епідемологічний стан Дніпра внаслідок радіоактивного забруднення донних відкладів водосховищ (їхні накопичення на гідродинамічно нестійкій масі мулу створює пердумови для перерозподілу радіонуклідів вниз за течією, який може бути значно прискорений спуском водосховищ). Звільнені при цьому значні площі мілководдя із недезактивованим та неутілізованим радіоактивним мулом стануть причиною вторинного радіоактивного забруднення довкілля.

Великої шкоди завдає гідробіологічне забруднення водойм, яку є наслідком надходження у водне середовище разом зі змитими мінеральними добривами різних біогенних елементів (азот, фосфор). Вони зумовлюють розвиток водної рослинності, мікроорганізмів і так зване «цвітіння» води.

За даними науково-дослідних установ УААН, від ерозії грунти щороку втрачають скільки поживних елементів, стільки їхнього міститься у 1,5 млн т мінеральних добрив (у перерахунку на 100% поживних речовин). Це означає, що разом з продуктами ерозії щороку вимивається із грунту 1 млн т азоту, 350 тис. т фосфору й 150 тис. т калію, 10−30% які потрапляє у водойми.

Сільськогосподарське виробництво, отже, є одним із головних джерел забруднення водойм біогенними хімічними елементами, не властивими природним водам штучними неорганічними та органічними речовинами токсичної групи (пестициди, гербіциди, бензапірен тощо). Останні негативно впливають насамперед на якість водних ресурсів й життєдіяльність гідробіонтів. Доти ж смердоті практично не знешкоджуються наявними водоочисними спорудами.

Висновки Зарегулювання річкового стоку та створення водосховищ призводить до ряду змін над екосистемі самої річки, а екосистемах прилеглих територій. На шкода не усі ці зміни є позитивними.

В посушливих та сухих регіонах водосховища створюють позитивний екологічний вплив на оточуюче середовище, оскільки поява прісних водойм робить придатними для опанування рослинністю і тваринами досить великі прилеглі території.

Однак самих водосховищах лише у Перші рокта спостерігаються сприятливі умови. Зменшення течії, збільшення прозорості, вмісту органічних речовин — все це створює умови для розвитку планктонові, бентосу іхтіофауни. За рахунок посилення седиментацію, відстою, деструкції збільшуються самоочисні властивості водосховищ, покращується якість води.

Але із іншого боці уповільнення водообміну, інтенсивний розвиток органічного життя призводять до зацвітання води, її евтрофування, заїлення дна водосховищ. Це на свій чергу спричиняє збільшення вмісту органічних речовин у водах, розклад які Веде до кисневого дефіциту, агресивності середовища, виділення у воду метану та інших токсикантів.

Мілководні зони, де існують умови для розвитку вищої водної та наземної рослинності, заростають і перетворюються на болота.

Береги колишніх річок руйнуються внаслідок вітро-хвильової абразії, затоплюються, підтоплюються і заболочуються. Усі це призводить до руйнування існувавших тут раніше біоценозів, до заміни їхні ценозами боліт. Дерева і чагарники в зонах затоплення і підтоплення майже зникають, починають домінувати гігрофільні трав’янисті рослини.

Таким чином створення водосховищ спричиняє рід сукцесіних змін, більшість які є негативними. Тому доцільними є заходь щодо їхні мінімізації. Сюди належати кам’яні відсипки, обвалування берегів для захисту їхнього від абразіі; створення дренажних систем для зменшення підтоплення земель; очищення дна водосховищ та їхнього додаткова аерація.

Список литературы

1) Л. Н. Зимбаленская, П. Г. Сухойван, М. И. Черногоренко та інших. «Безхребетні й Дніпра й його водоймищ» Київ, Наукова Думка 1989.

2) А.І. Денисова «Формування гідрохімічного режиму водоймищ Дніпра і його прогнозування» Київ, Наукова Думка 1989.

3) В. М. Тимченко, Є.І. Нахшина та інших. «Гідрологія і гідрохімія Дніпра й його водоймищ» Київ, Наукова Думка 1989.

4) Г. Б. Авакян «Водосховища та його вплив на довкілля» Москва, «Наука» 1986.

5) В. Я. Шевчук, М. В. Гусєв та ін. «Економіка й екологія водних ресурсів Днпра» Київ «Вища школа"1996.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.