Создание водохранилищ

Создание искусственных емкостей для хранения воды — пример наиболее глубокого вмешательства человека в природные процессы на большой территории.

Мало того — это пример «быстрого вмешательства» и, соответственно, — «скоростной отдачи». До этого результативность воздействия на природу можно было заметить, разве что прожив десяток, а то и больше жизней. Охота на мамонтов, например, длилась пятьдесят тысяч лет, прежде чем настало время удивляться —; куда делось крупнотоннажное зверье? Леса в Европе уничтожали тоже несколько тысяч лет подряд, а обнаружили это всего лишь в прошлом столетии. Суммарная результативность охоты и лесоуничтожения проявлялась не сразу: это было похоже на то, как будто ты ударил вчера топором по колоде, а отдачу от удара почувствовал лишь сегодня. С каналами же, плотинами да водохранилищами дело обстояло совсем иначе: эффект от них (в том числе и отрицательный) чуть ли не мгновенен.

Сейчас на Земле функционирует около тысячи четырехсот искусственных водоемов вместимостью более ста миллионов кубометров каждое (меньшие могут быть приравнены к разряду прудов).

Их суммарный объем составляет более пяти тысяч кубических километров, они позволяют запасти что-то около тысячи трехсот кубометров воды на каждого живущего на планете. Цифра, согласитесь, внушительная.

Общий объем водохранилищ Советского Союза — 1137 кубических километров. Это означает, что по созданному запасу воды мы более чем в три раза обеспеченнее среднего жителя планеты. Достижение серьезное, но, к сожалению, недостаточное, так как по естественным устойчивым запасам мы серьезно проигрываем по сравнению с тем же общемировым уровнем.

Дело в том, что континентальный климат большей части территории СССР предопределил крайне неблагоприятное распределение речного стока в течение года. Наши реки несут меньше всего воды тогда, когда она нужнее всего, особенно сельскому хозяйству. Жители многих наших городов периодически ощущают на себе эту географическую несправедливость: водопроводные краны летом источают совсем слабые струйки.

Годовая неравномерность речного стока дополняется межгодовой. Здесь, что называется, год густо, год пусто. К примеру, в многоводные годы Днестр., Южный Буг, Днепр и Дон несут в два раза больше воды, чем в средние по водности, а в маловодные — в три раза меньше. Амплитуды колебания огромные: шесть раз между «густо» и «пусто»!

Учет неравномерности речного стока приводит к весьма неутешительным цифрам. По среднему речному стоку мы вытягиваем по крайней мере до среднеевропейского уровня. А вот по устойчивому, на который мы можем рассчитывать в любой год, очень серьезно не достаем до него. Из 4360 кубических километров среднегодового стока на устойчивый приходится только 1200. Получается, таким образом, что по реальным ресурсам речной воды наша страна значительно беднее многих хозяйственно развитых государств. Так что без регулирования речного стока (прежде всего водохранилищами) мы прожить не сможем.

Чем больше емкость — тем больше и запас. Крупные водохранилища могут собрать не только весеннюю воду этого года, но и воды прошлогодние («прошлогодний снег»). Этим достигается глубокое многолетнее перераспределение стока. К сожалению, создание подобных больших емкостей на наших равнинных реках потребовало бы залить водой слишком большие пространства. Из числа созданных на юге европейской части СССР водохранилищ только Цимлянское в какой-то степени отвечает требованиям многолетнего регулирования; все остальные являются сезонными.

Впрочем, и Цимла тоже далеко не всегда и с успехом выполняет свои функции. Подводит все тот же климат. В маловодном 1972 году приток в Цимлянское водохранилище составил всего 28 процентов среднегодового. Запасов же предыдущего, 1971 года оказалось не так уж много. В результате пришлось жертвовать одними водопотребителями, чтобы удовлетворить других (прежде всего, конечно, сельское хозяйство). В убытке оказались речники. Им пришлось почти полностью прекратить судоходство по Дону: ведь для прохода большегрузных судов из Цимлянского моря в Дон и обратно нужны значительные сбросы воды через плотину. Они обескровили бы ирригационные системы... В 1973 году история повторилась. Пришлось весной сделать быстрый сброс, чтобы безработные донские суда «на волне» прошли в водохранилище для последующей эксплуатации на Волге.

Ну не парадокс ли: построить Волго-Донский канал специально для улучшения условий судоходства и прекратить его из-за нехватки воды?!

С появлением водохранилищ появились у нас и новые суда класса река — море. Они способны плавать и по рекам, и по морям, в том числе искусственным. Во- обще-то говоря, искусственные моря внешне ничем не отличаются от озер, однако только внешне.

Построив водохранилища, человек создал совершенно новую часть ландшафта. Водохранилище — это еще не озеро, но уже и не река. И вот почему.

Главное его назначение — регулировать расход воды и уровень реки выше и ниже плотины. Требование самое общее: регулирование стока воды нужно для всех — энергетиков, ирригаторов, транспортников.

Итак, первое, что отличает водохранилище от озера, это его проточность. Проточных озер не так уж много. Большинство из них только принимает в себя реки. Водохранилища же — искусственные моря — и принимают и питают их. Реки впадают в моря и вытекают из них. В результате образуется речной ток, водообмен. По сравнению с озером он достаточно скор, по сравнению с рекой — медлителен. Водохранилища очень существенно замедляют речной сток: реки становятся тихими, а тихими легче управлять. Так, в результате сооружения москворецких водохранилищ скорость водообмена в Москве-реке уменьшилась в 16 раз, строительство Волжско-Камского каскада снизило ее в 12 раз. В целом во всем мире скорость течения рек уменьшилась из-за водохранилищ в 3—4 раза.

Подобная результативность — причина и для гордости, и для озабоченности. Она показывает, что появление водохранилищ в геологическом смысле можно уподобить катастрофе или, как говорят геологи, внезапной трансгрессии. В самом деле: на глазах одного поколения и даже в более короткие сроки здесь можно наблюдать развитие таких новых форм рельефа и географических образований, которые в естественных условиях протекают за сотни и тысячи лет.

Мало ведь того, что за несколько лет на месте полей образуется искусственное море, оно, это море, в соответствии с законами природы принимается устраивать по собственному вкусу и дно, и берега, и окружающий его пейзаж. Более того, продавливая своей массой земную кору, оно даже вызывает землетрясения, причем там, где раньше о них знали только понаслышке. Для них придумали даже специальные термины — «возбужденные», «антропогенные» и чуть ли не «человекотрясения».

Впервые такое землетрясение было зарегистрировало в 1966 году в США при заполнении водохранилища Мид. Когда его уровень достиг 100 метров, земная кора не выдержала нагрузки и задрожала. Подземные удары (всего их было около 60 тысяч), хотя и слабые, доносились с глубины 6 километров. Они дали понять, что земная кора, давшая пристанище всему живущему, не столь уж прочна, как нам кажется, что это просто тонкая пленка на жидком ядре. Таким образом, человек имеет все шансы в недалеком будущем прорвать ее и соорудить нечто вроде хорошенького вулкана, брызгающего лавой и пеплом.

Всего до настоящего времени известно около 40 случаев техногенных землетрясений. Одни из них были вызваны рухнувшими плотинами (Койна в Индии, Кре- маста, в Греции), другие — слишком поспешным наполнением водохранилищ. К числу последних относится землетрясение при заполнении водохранилища на реке Вахш в Таджикистане и ряд других, зарегистрированных в Африке, Японии, Франции и других странах.

Существенной особенностью водохранилищ, отличающей их от озер, являются также резкие и большие по амплитуде колебания уровня воды.

Например, разница между максимально высоким и минимальным уровнями Куйбышевского моря составляет 7 метров. Это приводит к тому, что в период полного «срабатывания» его площадь уменьшается в два раза. В связи с этим у водохранилища нет четких границ, они окаймлены более или менее широкой полосой переменного затопления или периодической осушки, проще говоря — полуболотом.

Медленный водообмен и резкое колебание уровня водохранилища приводят к очень существенным изменениям его чаши.

Прежде всего чаша эта наполняется не только водой, но и илом.

До сооружения водохранилищ реки уносили ил на большие расстояния. Он более или менее равномерно оседал вдоль всего течения, но наибольшая масса выпадала в осадок у впадения рек в моря. Дельты Нила, Волги, Дона и многих тысяч других рек целиком сложены из речных наносов. Плотины преграждают путь и воде, и всему тому, что несет вода. В результате водохранилище начинает играть роль дельты. Оно и по формё-то обычно напоминает дельту, огромный весенний разлив.

Если река перегорожена несколькими плотинами, то на пути от истоков к морю она успевает несколько раз разлиться половодьем, влиться в водохранилище и получить новый исток. В результате почти весь ил достается искусственным морям.

Иногда это не столь уж плохо. Слишком сильное заиливание дельты мешает судоходству, которое особенно активно в устье. Аргентина, к примеру, должна ежегодно тратить 10 миллионов долларов на дноуглубительные работы в устье Ла-Платы. 80 миллионов тонй ежегодно выносимых этой рекой отложений постоянно ставят порт Буэнос-Айреса перед угрозой блокады. Наличие водохранилищ на Ла-Плате улучшило бы жизнь столицы, но не сняло с повестки дня проблему заиливания.

Каждый год заиливание водохранилищ Индии приносит стране от 140 до 750 миллионов долларов убытка. Оно снизило емкость водохранилища Низамсагар с 900 до 340 миллионов кубометров, из-за чего более тысячи квадратных километров прилегающих к нему плантаций недополучают необходимого количества воды.

Аналогичные ситуации возникают и в других странах. Так, искусственное озеро Амбуклао на острове Лусон (Филиппины), по расчетам, будет полностью занесено илом всего через 32 года после своего рождения. В водохранилищах США ежегодно оседает 1 миллиард кубометров ила. Затраты на его удаление колоссальны...

К содержанию книги: Значение воды для Жизни и человека