В первые годы происходит быстрое разложение и минерализация органических остатков травянистой растительности.
Выносливость различных древесных и кустарниковых пород к затоплению и подтоплению неодинакова. Большую жизнестойкость в условиях затопления показывают ивы, обладающие способностью образовывать придаточные корни, и некоторые другие виды деревьев и кустарников, в частности вяз мелколистный, скумпия и др.
"На развитие водной и земноводной растительности в прибрежной зоне оказывает влияние уровенный режим, защищенность участка от волнения, глубина, форма и грунты дна, химический состав воды, характер и состав прежней растительности"[1]. На тех водохранилищах, на которых волны достигают большой высоты, заросли водной растительности на открытых участках побережья почти не развиваются. Мешают развитию такой растительности также крутые берега, глубокая ежегодная сработка и бедные грунты.
В первый год на мелководных участках водохранилищ преобладают разреженные заросли растений, перенесших затопление, или растительность совсем отсутствует. На второй и отчасти третий годы массовое распространение получают рогоз, сусан, тростник и др. В дальнейшем широко развивается лиственное разнотравье при одновременном отмирании рогоза, а на последнем этапе характерно преобладание узколиственного воздушно-водного разнотравья (тростник, манник, камыш озерный) и крупной осоки, а в глубоководной зоне – урути.
При повышении уровня грунтовых вод ближе к поверхности травостой становится беднее, многие ценные травы исчезают, в первую очередь бобовые и многолетние злаки, и в таких условиях произрастают хорошо, например, полевица белая, мятлик, тимофеевка.
Но не всегда заболачивание отрицательно влияет на рост леса. Бывает, что в почве присутствуют все признаки заболачивания и, тем не менее, лес растет здесь лучше, чем до создания водохранилища. Значит, в пояс заболачивания попал лес, ранее страдавший от недостатка влаги.
Влияние водохранилищ на климат распространяется на сравнительно небольшую территорию прилегающих районов и еще менее заметно в нижних бьефах гидроузлов. Изменения микроклимата при создании водохранилищ определяется увеличением суммарной радиации и радиационного баланса, большей теплоемкостью водохранилищ по сравнению с сушей, уменьшением шероховатости поверхности и другими факторами.
Интенсивность изменений климата под влиянием водохранилищ зависит также от рельефа (чем выше берег, тем быстрее затухают эти изменения), от параметров водохранилища, особенно объема водной массы, и других факторов. Основные изменения метеорологических условий под влиянием водохранилищ состоит в следующем: увеличивается радиационный баланс, испарение, ослабляется континентальность климата, возрастают скорости ветра, появляются ветры типа бризов.
Изменения затрагивают практически все элементы микроклимата акватории и прибрежных территорий. Известно, также что причина специфичности климата прибрежной зоны водоемов кроется в различии физических свойств воды и суши. Альбедо водной поверхности при большой высоте Солнца колеблется всего от 7 до 11% и всегда меньше альбедо поверхности суши.
Интенсивность потери тепла деятельной поверхностью в основном зависит от ее температуры, а, следовательно, различия в суммах эффективного излучения водой и сушей тем больше, чем больше термические контрасты между ними, которые тесно связаны с географической зональностью.
Для глубоких водохранилищ характерны большие сезонные колебания радиационного баланса воды к радиационному балансу суши.
Весной водохранилища оказывают охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплового периода отдавая накопленное тепло, оказывают отепляющее воздействие. Под воздействием водохранилищ в прибрежной полосе, как правило, уменьшается континентальность климата: ход температур становится плавным, суточная амплитуда температур воздуха уменьшается, влажность воздуха увеличивается, весенние заморозки прекращаются в более ранние сроки, осенние заморозки наступают позже и т. д.
В районе крупных водохранилищ несколько увеличивается количество осадков. За счет испарения с увеличившейся водной поверхности возрастает относительная и абсолютная влажность воздуха, что особенно заметно сказывается в аридных и семиаридных зонах.
В нижних бьефах гидроэлектростанций внутригодовое перераспределение стока приводит, к увеличению расходов воды в зимнее время и к усилению влияния их на температуру и влажность воздуха. Значительнее изменяется термический режим ниже глубоководных водохранилищ, в районах с холодным климатом.
В таких бьефах наблюдается повышение влажности воздуха и образование туманов. Также несколько в нижних бьефах изменяется микроклимат речных долин.
Таким образом, влияние водохранилищ на микроклимат в различных зонах неодинаково. В зоне недостаточного увлажнения это влияние затухает быстрее и резче, чем в зоне избыточного увлажнения. И распространяется дальше, но с менее резкими переходами. В тоже время абсолютные и относительные показатели изменения микроклимата возрастают при движении с севера на юг.
Глава 3. Значение водохранилищ в хозяйственной деятельности человека
"На характер регулирования, режим эксплуатации и на все технико-экономические показатели водохранилищ очень большое влияние оказывает географическое положение"[10].
На протяжении многих веков население, проживающие на берегах рек во всех районах земного шара, непрерывно ведет борьбу с наводнениями, причиняющими колоссальный ущерб прибрежным районам. Частые наводнения – серьезное бедствие для народного хозяйства. И поэтому, важная, а иногда и решающая роль в борьбе с наводнениями принадлежит водохранилищам.
Создание регулирующих водохранилищ дает возможность на участках рек, расположенных ниже плотин, ликвидировать полностью или частично условия, способствующие наводнениям. Также создать условия для хозяйственного освоения долины, снизить затраты на строительство в различных отраслях хозяйства в связи с резким уменьшением паводковых расходов и уровней.
Рекреационное значение водохранилищ. Плавание, гребля, катание на лыжах, катерах, рыбная ловля, охота на водоплавающую дичь – далеко не полный перечень возможностей для отдыха и спорта, представляемых водоемами.
Оздоровительное значение отдыха на берегах водохранилищ не исключает необходимости экономической оценки их рекреационного использования. Эффективность рекреационного, а вместе с тем и комплексного использования водохранилищ существенно повышается. При проектировании водохранилищ заблаговременно развиваются необходимые мероприятия, осуществляется четкое районирование акваторий по видам отдыха с учетом интересов других отраслей хозяйства.
Ирригационное значение водохранилищ. Во многих странах мира сельское хозяйство испытывает значительные затруднения из-за недостатка воды, особенно в засушливые годы. Значительное увеличение площади орошаемых земель не могло быть обеспечено водными ресурсами рек в их естественном состоянии.
"Создание водохранилищ позволяет значительно увеличить размеры орошаемой площади за счет более полного использования стока, подавать воду на поля в нужном количестве в соответствии с оптимальными сроками полива, увеличить площади самотечного орошения, снизить затраты на подкачку воды при машинном орошении"[1]. Регулирование стока водохранилищами необходимо и потому, что потребности орошаемых земель в воде существенно изменяется по сезонам и в годы различной водности.
Требования, предъявляемые к зарегулированию стока, по мере роста орошаемых площадей непрерывно растут.
Водохранилища и рыбное хозяйство. Создание водохранилищ дает возможности для развития рыбного хозяйства. Прежде всего, увеличивается площадь водного зеркала, что создает условия для организации новых прогрессивных форм ведения рыбного хозяйства на внутренних водоемах. В водохранилищах искусственно выращивают промысловые стада молоди осетровых рыб, сиговых, леща, судака и др., а также проводиться акклиматизация ценных видов рыб (радужная форель, толстолобик, белый амур и др.).
Большинство водохранилищ имеет большое значение для увеличения местных рыбных ресурсов, давая возможность снабжать население крупных городов живой и охлажденной рыбой.
"Благоприятные условия для развития рыбного хозяйства в водохранилищах, где по сравнению с условиями в естественных пресных водоемах создает уровенный режим, влияния которого сказываются на нересте, зимовке и кормовой базе рыб"[1].
Следует отметить, что рыбопродуктивность водохранилищ используется еще далеко недостаточно.
Значение водохранилищ для энергетики. Развитие современной энергетики немыслимо без создания водохранилищ. В них нуждается как гидравлические и гидроаккумулирующие, так и в тепловые и атомные электорстанции.
Строительство гидроэлектростанций послужило предпосылкой и основой для решения во многих странах мира проблем, связанных с комплексным использованием водных ресурсов.
Необходимость комплексного использования водных ресурсов также служит предпосылкой дальнейшего развития гидроэнергостроительства и создания водохранилищ. Как известно, электроэнергия потребляется неравномерно как в течение суток и недели, так и в течение года. Несовпадение во времени бытовых расходов воды в реке с графиком выдачи электроэнергии в энергосистемы, может быть устранено или ослаблено только в результате перераспределения речного стока меду отдельными годами, сезонами, днями и часами суток.