Оценка экологических и экономических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшегопрофессионального образованияУФИМСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Оценка экологических и экономических последствийстроительства и эксплуатации водохранилищПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к выпускной квалификационной работе
Уфа 2008
Содержание
Реферат
Введение
1. Экологические и экономическиепоследствия строительства водохранилищ
1.1 Физико-географические условия формированиястока рек Республики Башкортостан
1.1.1 Гидрография речных систем. РекиБашкортостана
1.1.2 Речной сток
1.2 Анализ проведенияводохозяйственных мероприятий в бассейнах рек Республики Башкортостан
1.2.1 Водохранилища: общие положения,типы и параметры
1.2.2 Влияние гидротехническихсооружений на режимы водотока
1.2.3 Зарегулированность стока рек РБпрудами и водохранилищами
1.2.4 Использование водных ресурсоврек в других хозяйственных целях
1.3 Экологические последствиястроительства и эксплуатации водохранилищ
1.3.1 Местные климатические изменения
1.3.2.Изменение состава атмосферноговоздуха
1.3.3 Геологические условия,гидрогеологический и гидрогеохимический режимы прилегающих территорий
1.3.4 Изменения гидробиологическогорежима
1.3.5 Изменения животного мира
1.3.6 Изменения растительного мира
1.4 Экономические последствиястроительства и эксплуатации водохранилищ
1.4.1 Воздействие ГТС на земельныересурсы
1.4.2 Воздействие ГТС на сельскоехозяйство
1.4.3 Воздействие ГТС на рыбныересурсы и рыбное хозяйство
1.4.4 Воздействие ГТС на судоходство
1.4.5 Воздействие ГТС наводоснабжение
1.4.6 Воздействие ГТС на рекреацию
1.4.7 Воздействие ГТС на социально –демографическую сферу
1.5 Разработка экологическихкритериев для проведения водохозяйственных работ
1.5.1 Экологический сток
2. Правовые основы и методыобеспечения природоохранного законодательства в области водных ресурсов
3. Оценка гидроэкологическихизменений в результате строительства Павловского гидроузла на реке Уфа
3.1 Алгоритм расчета экологическогостока
3.2 Проверка на однородность
3.3 Расчет экологического стока длярек Республики Башкортостан
Заключение
Библиографический список
Приложения

РЕФЕРАТ
Гидротехническиесооружения, водохранилище, водные ресурсы, водоток, речной сток, экологическийсток, природопользование, рациональное использование водных ресурсов.
Цельюдипломной работы является анализ экономических и экологических последствийстроительства и эксплуатации водохранилищ на примере Республики Башкортостан.
Длядостижения поставленной цели решались следующие задачи:
· изучениегидрографии речных систем РБ;
· анализ проведенияводохозяйственных мероприятий в бассейнах рек Республики Башкортостан;
· анализэкологических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ;
· анализэкономических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ;
· разработкаэкологических критериев для проведения водохозяйственных работ;
· обзор нормативно– правовой базы РФ в области охраны и рационального использования водныхресурсов;
· оценкагидроэкологических изменений в результате строительства Павловского гидроузлана реке Уфа.
В дипломнойработе представлен анализ воздействия на водные ресурсы зарегулирования речногостока водохранилищами: экономические и экологические аспекты. Выполнен обзорнормативно – правовой базы РФ в области охраны и рационального использованияводных ресурсов, а также проведена оценка гидроэкологических изменений врезультате строительства Павловского гидроузла на реке Уфа. Пояснительнаязаписка 97 стр., рисунков 7, таблиц 9, библиографический список 33 источника
ВВЕДЕНИЕ
Водазанимает особое положение среди природных богатств Земли. Известный русский исоветский геолог академик А. П. Карпинский говорил, что нет более драгоценногоископаемого, чем вода, без которой жизнь невозможна.
Основойводных ресурсов России является речной сток, составляющий в среднем по водностигода 4262 км3, из которых около 90% приходится на бассейны СеверногоЛедовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, гдепроживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный исельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего объема речногостока.
КонецXX – начало XXI вв. характеризуется значительными темпами освоениягидроэнергоресурсов и переходом от строительства преимущественно крупныхводохранилищ энергетического назначения к средним и даже малым. Сегодня не такуж много рек, на которых не было бы хоть одного водохранилища. На сегодняшнийдень в России построено и находится в эксплуатации свыше 3 тыс. водохранилищ.
Социально-экономический аспект:интенсивное гидростроительство объясняется тем, что водохранилищаобъективно нужны для развития общества, для удовлетворения его потребностей вводе, в продовольствии, энергии, отдыхе, в борьбе с наводнениями и т.д., тоесть для повышения качества жизни и создания материальных благ. В то же времясоздание водохранилищ и регулирование ими стока значительно преобразуетестественный гидрологический режим реки, что влечет за собой изменения и многихдругих природных процессов и условий.
Влияние водохранилища наокружающую среду может проявляться чрезвычайно разнообразно: прямо иликосвенно, может быть положительным или отрицательным, постоянным и временным,нарастающим, одинаковым по годам и затухающим.
Экономические и экологические аспекты: строительствоводохранилищ имеет позитивные и негативные последствия, однако следуетотметить, что значительные или заметные изменения в окружающей среде вызываютпреимущественно крупные и некоторые средние водохранилища. Влияние небольших ималых водохранилищ на природу и хозяйство территории обычно невелико, а нередкои положительно.
Позитивная сторонадовольно ясна: производство энергии, водоснабжение промышленных центров,ирригация и улучшение условий для водного транспорта, рекреация и др.
Негативная сторонадовольно многообразна: развитие ветровой абразии, переработка берегов водохранилищи их трансформация, заболачивание новых территорий в результате подтопления ихводохранилищем, изменение термического и ледового режимов, изменение уровневого и скоростного режимов, отчленение плотинойнерестилищ проходных и полупроходных рыб и др.
Созданиегидроузлов с водохранилищами большого объема приводит к различным изменениямокружающей среды. К ним относятся местные климатические изменения, изменениясостава атмосферного воздуха. Зарегулирование стока и создание водохранилищоказывают существенное влияние на формирование и режим водотока, что ведет засобой изменения жизни населения в области строительства водохранилища. Такпоявление водохранилищ приводит, с одной стороны к затоплению привычных местотдыха людей, с другой стороны, создает условия, способствующие строительству иэксплуатации лечебно – оздоровительных предприятий – турбаз, санаториев,пансионатов, спортивных лагерей. Также строительство гидротехническихсооружений оказывает существенное влияние на социальную сферу. Населениетерриторий, попавших в зону затопления, вынуждено покидать привычные местапроживания, с другой стороны строительство гидроузлов ведет за собой созданиеновых рабочих мест, развитие социальной инфраструктуры.
Такимобразом, строительство гидротехнических сооружений оказывает влияние наокружающую природную среду и значительно сказывается на жизни населенияприлегающих территорий. Поэтому проблема строительства и эксплуатацииводохранилищ на сегодняшний день является весьма актуальной.
Всвязи с этим целью дипломной работы является анализ экономических иэкологических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ на примереРеспублики Башкортостан.
Длядостижения поставленной цели решались следующие задачи:
· изучениегидрографии речных систем РБ;
· анализ проведенияводохозяйственных мероприятий в бассейнах рек Республики Башкортостан;
· анализэкологических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ;
· анализэкономических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ;
· разработкаэкологических критериев для проведения водохозяйственных работ;
· обзор нормативно– правовой базы РФ в области охраны и рационального использования водныхресурсов;
· оценкагидроэкологических изменений в результате строительства Павловского гидроузла нареке Уфа.

1. Экологическиеи экономические последствия строительства и эксплуатации водохранилищ
 
КонецXX – начало XXI вв. характеризуется значительными темпами освоениягидроэнергоресурсов и переходом от строительства преимущественно крупныхводохранилищ энергетического назначения к средним и даже малым. Сегодня не такуж много рек, на которых не было бы хоть одного водохранилища. На сегодняшнийдень в России построено и находится в эксплуатации свыше 3 тыс. водохранилищ.
Влияние водохранилища наокружающую среду может проявляться чрезвычайно разнообразно: прямо иликосвенно, может быть положительным или отрицательным, постоянным и временным,нарастающим, одинаковым по годам и затухающим.
 
1.1Физико – географические условия формирования стока рек Республики Башкортостан
 
1.1.1 Гидрографияречных систем. Реки Башкортостана
Речная сеть любойтерритории так же, как и артерии живого организма, выполняют исключительноважную функцию, заключающуюся не только в формировании водно-солевого балансаводных объектов, но и транспортировке самой живительной воды, питательныхвеществ в пространстве, расположенном на стыке различных сфер географическойоболочки. Таким образом, она представляет часть гидрографической сети,образованной совокупностью рек различной категории, расположенных в пределахконкретной территории. Структура гидрографической сети и характер ее проявленияформируются в условиях сложного взаимодействия физико-географических факторов.Последние определяют величину и интенсивность поступления воды на поверхностьсуши, условия ее просачивания в подземные горизонты, показатели самого речногостока, сопротивляемость поверхности суши размыву и др. Степень развитостиречной сети определяется коэффициентом густоты речной сети (ГРС),представляющим собой отношение длин всех рек к площади ее бассейна.
В свою очередь,наложение различных физико-географических факторов зонального и азональногохарактера (атмосферных осадков, испаряемости, распространения карстовыхобразований и др.) способствует формированию довольно сложной картины ГРС потерритории республики. Наиболее благоприятные условия для ее развития имеются впределах западного склона Южного Урала, части бассейна реки Белой и Зилаирскогоплато. Здесь она составляет 0,6 – 0,7 км / кв. км, чему способствуют высокиепоказатели атмосферных осадков, слабая водопроницаемость горных образований,сложенных, в основном, плотными кристаллическими и метаморфическими породами [1].
Защищенность межгорныхкотловин в верховьях рек Белой, Инзера и Сима, а также более низкие абсолютныеотметки вдоль восточной и западной периферии указанного района способствуютформированию несколько меньших показателей ГРС (в пределах 0,4 – 0,6 км / кв.км).
Минимальные значенияобнаруживаются в Зауралье в нижней части бассейнов рек Янгелька, Большой Кизил,Худолаз, Таналык (менее 0,3 км / кв. км), а также в пределах Уфимского плато иКамско-Бельского понижения. Если в первом случае это происходит в условияхограниченности атмосферных осадков и большой испаряемости, то во втором — вследствиевлияния карста. Это наиболее характерно для Уфимского плато, сложенного хорошорастворимыми сульфатными породами (гипсы, ангидриты) Кунгурского яруса икарбонатными породами Артинского яруса. Здесь, несмотря на повышенноеколичество атмосферных осадков (600-800 мм и более), густота речной сети низкая(0,20-0,25 км / кв. км и менее). Вдоль нижнего Прибелья и бассейнов рекАшкадар, Уршак, Дема (нижнее течение), Кармасан, Чермасан, Сюнь (в низовьях)снижению показателей ГРС способствует также меньшее количество атмосферныхосадков вследствие барьерно-теневого эффекта Бугульминско-Белебеевскойвозвышенности. Довольно высокие значения характерны для верхней части бассейноврек Быстрый Тынып и Буй (0,4-0,6 км / км2), что обусловленонеразвитостью карста, большими значениями атмосферных осадков и речного стока.
В свою очередь,совокупность рек, сливающихся вместе и выносящих воды с той или иной территориив виде общего потока, называется речной системой, включающей притоки 1-го, 2-гои n-го порядков, а также саму главную реку.
В практикегидрологических расчетов наиболее часто применяется классификация рек по такназываемому «нисходящему» порядку, т.е. реки 1-го порядка это теводотоки, которые образуются в определенных физико-географических условиях наводосборе. Они представляют собой устойчивый элемент речной сети.
По монотомической(наиболее простой) схеме порядок реки увеличивается на единицу в результатевпадения каждого нового притока. Однако она для выполнения гидрологическихрасчетов неудобна, так как номера классов (порядков) рек может несогласовываться с реальными величинами расходов воды в них. В соответствии снарастанием порядков в целях максимальной адаптации приемов анализа кгидрологическим расчетам и оценкам применяются и другие модификации.
На основании анализаметодических положений предшествующих работ Т. В Воронина (1996) сформированаконцепция, отражающая структурно-гидрологические особенности речной сети,образующейся в разных физико-географических условиях [1].
В то же времясущественным недостатком указанных классификаций является то, что реки одногопорядка (от начала до конца) будут иметь неизменную величину расходов воды. Этов принципе не соответствует действительности. В соответствии с этим А. М.Гареевым рекомендуется использование показателей линейного приращения расходовводы, формирующихся в условиях совокупного влияния физико-географическихфакторов в пределах того участка, где располагается оцениваемый порядок реки.
Следует отметить, что вводохозяйственных исследованиях в ряде случаев применяется противоположная («восходящая»)классификация порядков рек. При этом все реки, впадающие в главную реку,называются притоками 1-го порядка. Притоки, впадающие в водотоки 1-го порядка,относятся ко 2-му порядку; реки, впадающие в них, соответственно, — к 3-мупорядку и т.д. Однако эта классификация для выполнения гидрологических расчетовнеприменима, так как в данном случае к рекам одного и того же порядка относятсяразные по водности водотоки. Например, относительно реки Белой (главная река)при таком подходе и река Сутолока и река Уфа являются реками 1-го порядка.Однако их сток отличается не только большой разницей по величине, но иформированием совершенно в разных физико-географических условиях иантропогенной нагрузке.
Удобство применениятакого порядка обосновано, например, при проведении дноуглубительных работ поруслам рек, в речном транспорте, оценки влияния притоков на качество речных води др.
Речная сеть РеспубликиБашкортостан относится к трем наиболее крупным бассейнам: Волги, Урала и Оби.
К бассейну реки Волгиотносятся левые притоки реки Камы (реки Белая, Буй, Западный Ик). Общая площадьих водосборов занимает 79% территории республики, в то время как к бассейнуреки Урал относится около 20% и реки Оби – менее 1% территории. Бассейнпоследней реки представлен лишь небольшими отрезками рек Уй и Миасс в верховьях.
Общий рисунок речнойсети в пределах республики отличается сложностью. Это связано с разнообразиемформ рельефа, спецификой расположения водоразделов, особенностями геологическойистории и литологического строения водосборов. Указанные основные реки всоответствии с этим текут в разных направлениях, иногда меняя свою ориентацию впротивоположном направлении.
Реки, принадлежащиебассейну реки Волги (Камы), водосборы которых расположены в пределахПредуралья, имеют типичный облик равнинных рек. Долины хорошо разработаны,имеют широкие поймы и террасированные склоны. Уклоны русел рек и скороститечения небольшие. В соответствии с этим сами русла характеризуютсянеустойчивостью и разветвленностью. Имеются мели и острова [1].
Долины рек западногосклона Урала характеризуется, в основном, двухъярусным строением. Более молодыеглубокие и узкие долины врезаются в днище древних широких и плоских долин,сформировавшихся в неогене. Транзитные участки рек Уфимского плато имеютканьонообразные долины, врезанные в него на 150 – 200 м. В низовьях реки Белойв результате чередования нескольких циклов глубоких врезов нижние террасыперекрыты мощной толщей аллювиальных отложений, которые отличаются большойводоносностью.
Многие реки Урала вверховьях в настоящее время меандриурют по дну древних долин, приуроченных кднищам межгорных депрессий. Одной из характерных особенностей является наличиепродольных участков долин в сочетании с поперечными, где реки прорезают хребты,в основном, в широтном направлении. В соответствии с этим речная сетьприобретает коленчатый и зигзагообразный характер. В то же время, реки, текущиев часто заболоченных долинах шириной до 5-12 км, в межгорных котловинах имеютвид равнинных рек (например, река Белая выше г. Белорецка).
Широтные отрезки речныхдолин сформировались в результате позднейшего поднятия Урала, местами имеют видущелий с отвесными скалами. Течение рек здесь стремительное, русла порожистые.Долины некоторых рек совпадают с ложем древних водотоков. В соответствии с этимони отличаются наличием значительных толщ аллювиальных отложений.
Бассейны рек,расположенные на восточном склоне Урала, в пределах республики характеризуютсяобщим простиранием в восточном, южном и юго-восточном направлениях (реки Уй,Миасс, Малый и Большой Кизил, Уртазымка, Таналык, Сакмара). Гидрографическаясеть наиболее развита в пределах восточных склонов Южного Урала, в то время какк востоку и юго-востоку, в связи с нарастанием засушливости климата, онаразрежена.
Долина реки Уралотличается наличием нескольких террас. Первая терраса имеет высоту около 3 м,местами достигает 5 км ширины, изобилует озерами и старицами. Вторая и третьятеррасы обнаруживаются лишь на отдельных участках. При выходе их гор в районахс грядово-мелкосопочным рельефом долины рек отличаются более сложным строением.Обнаруживается отсутствие эрозионных террас при наличии аккумулятивных.
Реки, формирующиеся впределах Зилаирского плато, более водообильны. Главным водотоком здесь являетсярека Сакмара (с притоками Крепостной Зилаир и Урман-Зилаир). Имея чертыдостаточно четко выраженной горной реки в верховьях, в низовьях река Сакмарахарактеризуется равнинным течением, долина слабо выражена, течение медленное, руслов меженные периоды неглубокое. Это характерно также для рек Касмарка, БольшойИк, стекающих также с Зилаирского плато, а также реке Салмыш, берущей начало впределах Общего Сырта [1].
Останавливаясь нагидрографии отдельных речных бассейнов, отметим, что основной водной артериейБашкортостана является река Белая (Агидель). Такое название она,по-видимому, получила за светлый, беловато-серебристый цвет воды. Река Белаяберёт начало в пределах восточного подножья хр. Аваляк, в 4 км от деревниНово-Хусаиново Учалинского района с координатами 54° 33' СШ и 59° 01' ВД. Онавпадает в р. Каму на 177 км выше её устья, является одной из крупных еёпритоков, как по длине, так и по водности.
Длина реки 1430 км,площадь водосбора 142 тыс. км2, средний уклон 0,00039. В пределахвсего бассейна реки насчитывается 12725 притоков общей длиной 57366 км, из них11731 длиной менее10 км, 11 рек имеют длину более 200 км.
В бассейне реки Белойнасчитывается около 2720 озёр общей площадью зеркала приблизительно 428 кв. км.
Следует заметить, чточасть бассейнов рек Уфа и Дёма (основных притоков реки Белой) находится запределами Башкортостана. В соответствии с этим как количество рек, озёр, так иих общие площади по территории республики несколько меньше. Так, по оценкам,осуществлённым с использованием справочного издания «Ресурсы…»(1966), в пределах Башкортостана к бассейну указанной реки относятся 724притока длиной более 10 км и 243 озера площадью более 0,1 км2,суммарная площадь зеркала которых составляет около 100 км2.
Бассейн отличаетсярезкой асимметричностью, правобережная часть почти вдвое больше левобережной.Густота речной сети в пределах бассейна р. Белой в зависимости от особенностейфизико-географических условий изменяется в значительных соотношениях. Как былопоказано ранее, наибольшие значения этого показателя, достигающие до 0,6 – 0,7км2, приходятся на увлажнённые поверхности западных хребтов ЮжногоУрала (верховья рек Большой и Малый Инзео, Зилим, Нугуш, восточная частьширотного колена реки Белой). Достаточно высокие значения (0,4-0,5 км / км2)характерны также для верховьев рек Ай, Юрюзань, а также участков,соответствующих перечисленным ранее рекам, непосредственно примыкающим квыделенному региону. По мере передвижения в северном и западном направленияхобнаруживается последовательное снижение значений. В соответствии с этим как впределах Уфимского плато, так и обширного пространства Камско-Бельскогопонижения наблюдаются наименьшие величины (0,2-0,3 км / км2). В тоже время на первом участке этому способствует повсеместное распространениекарстовых образований, на втором – защищенность территории от западныхвоздушных масс в свзяи с наличием Бугульминско-Белебеевской возвышенности, атакже неизменный характер местности. Небольшое увеличение значений густоты речнойсети (до 0,4 км / км2) происходит на западе в пределах участков,примыкающих к вышеуказанной возвышенности. Это характерно также для бассейнареки Быстрый Танып (правого притока реки Белой в низовьях), что преимущественносвязано с большей увлажненностью территории и отсутствием карстовых образований(0,4-0,5 км / км2).
По общему характерутечения река Белая может быть разделена на 3 характерных участка: 1) от истокадо поселка Ира; 2) от поселка Ира до устья реки Уфа; 3) от устья реки Уфы доустья самой реки Белой [1].
На первом участке рекаимеет явно выраженные черты горного водотока, протекающего на юг по межгорнойдолине. В последующем она прорывает цепь горных образований, образуя широтноеколено (от села Старосубхангулово до поселка Ира). Долина реки в верховьяхтрапецеидальная, местами V-образная и ящикообразная. В пределах г. Белорецка(1320 км от устья) русло реки перегорожено земляной плотиной. Строительствоэтого пруда относится к периоду горнозаводского освоения Урала (1752 г.).Поэтому он является одним из старинных искусственных водных объектовреспублики.
На этом участке рекаБелая принимает многочисленные притоки: Авняр, Нура, Северный Узян, Кухтур,Кага, Авзян, Иргизла и другие. Высокая лесистость водосборов в условиях хорошейувлажненности местности способствует развитию довольно густой сети рек,характеризующихся высокой водностью в меженные периоды.
К концу участка средняяширина меженного русла достигает до 100 м, глубина на плесах – от 1 до 2,5 м ина перекатах уменьшается до 0,2 м. Скорость течения воды в русле во времявесеннего половодья превышает 2,5 м/сек, а в межень на плесах снижается до 0,5м/сек.
Второй участок имеетпротяженность около 390 км. При выходе из гор река резко меняет направление насевер. При этом существенно изменяется и ее морфометрия, гидрологический режим,характер берегов и строение русла. Здесь река Белая приобретает черты типичноравнинной реки с небольшими уклонами, сильно развитой боковой эрозией инезначительными скоростями в межень. Долина постепенно становится широкой,пойменной, с обилием озер и стариц. Ее ширина к городам Мелеуз и Стерлитамакдостигает 7-8 км.
На этом участке онапринимает притоки Мелеуз, Большой Нугуш, Ашкадар, Зиган, Зилим, Сим, Кармасан,Уршак и др.
Ширина меженного русладо впадения реки Сим колеблется в пределах от 100 до 300 м. Глубина на плесах вмежень выше устья реки Сим достигает до 2 м, на перекатах – 0,25-0,60 м. Нижепо течению эти характеристики соответственно достигают до 3-4 м и 0,5-0,6 м.Скорость течения водного потока во время весеннего половодья увеличивается до 2м/сек, в межень – 0,7 м/сек.
Третий участок имеетпротяженность около 490 км. Здесь река Белая принимает самый большой приток –реку Уфу, становится шире и многоводнее. Средняя ширина увеличивается до 400 м,в то же время имеются и характерные сужения: «Соловьиное горло» у г.Бирска и «Гусиное горло» у г. Дюртюли. На этих участках ширина рекине превышает 100 м.
Средняя глубина в меженьна плесах достигает до 5 м, на перекатах – от 0,1 до 1,5 м. Средний уклонявляется наименьшим по всей речной сети (0,00006); скорость течения во времявесеннего половодья достигает до 1,7 м/сек, а межень не превышает 0,6-0,8м/сек.
Долина реки широкая,неярко выраженная. Склоны в основном очень пологие, постепенно сливаются с окружающейместностью. На поймах имеется большое количество озерно-болотных комплексов,имеющих важное буферное и водохозяйственное значение. Наиболее крупнымипритоками, кроме реки Уфа, являются реки Дема, Кармасан, Чермасан, Бирь,Быстрый Танып, База, Сюнь и др [1].
Река Уфа (Караидель) является второй по величине рекойБашкортостана. Она впадает в реку Белую выше г. Уфы на 487 км от ее устья,огибая территорию столицы республики с восточной и юго-восточной сторон. Такимобразом, участок, расположенный между руслами рек Белой и Уфы в пределахгорода, называется «уфимским полуостровом».
Река берет начало насеверо-восточном склоне горы Юрма, вытекая из небольшого озера «Уфимское»в Челябинской области.
Длина реки 918 км,площадь водосбора – 53 100 км2. Насчитывается 285 притоков длинойменее 10 км, непосредственно впадающих в нее, общая длина которых достигает 863км.
Почти половину своегопути река Уфа проходит за пределами Башкортостана – в начале по территорииЧелябинской области, а затем – Свердловской области. На своем пути неоднократноменяет свое направление: в пределах верхнего течения имеет преимущественносеверную, северо-западную ориентацию; в Свердловской области в виде полукругаогибает ряд южных ее районов, в дальнейшем приобретая общее юго-западное июжное направление.
Долина реки в верховьях,в основном, трапецеидальная, местами V-образная, что зависит от среднегодовогорельефа местности. В пределах Уфимского плато она узкая, с крутыми и высокимисклонами. На этом участке на 170 км от устья в 1961 году построено Павловскоеводохранилище с ГЭС. Нижнее течение реки от села Красная Горка располагается в пределахПрибельского понижения. Ширина русла местами достигает до 400 м. Извилистостьреки небольшая, коэффициент извилистости в среднем составляет 1,7.
В пределах Башкортостанарека принимает притоки: Ай, Тюй, Юрюзань, Урюш, Салдыбаш, Уса, Изяк, Белекес,Таушка и др.
Река Ай является одним из крупных притоковреки Уфы. Она берет начало из болота Клюквенное, расположенного на стыкехребтов Аваляк, Уреньга, впадает в реку Уфу слева на 382-м км от устья. Длинареки 549 км. Общее падение от устья до наиболее удаленной точки речной системысоставляет 714 км, средний уклон 1,3 %, средневзвешенный уклон 0,6 %. Площадьводосбора 15 000 км2, густота речной сети 0,44 км/ км2.Средняя высота бассейна реки 415 м.
Основными притокамиявляются реки Куса, Большая Арша, Большая Сатка, Киги, Большой Ик и Ик.
По особенностям строениядолины и русла реки Ай можно выделить 4 участка: 1) исток – г. Златоуст; 2) г.Златоуст – устья реки Лаклы; 3) устье реки Лаклы – устье реки Ик; 4) устье рекиИк – устье самой реки Ай.
На первом участке долинареки хорошо выражена, шириной до 1,3 км. Склоны асимметричные. Крутизна левого,более высокого, склона в верхней части достигает до 22-25° (местами до 35°), вто время как у подножия не превышает 2-3°. Правый склон в целом более пологий –до 10-15°, рассечен глубокими долинами рек. Вершины склонов каменистые, нижераспространены хвойные леса [1].
Пойма двусторонняя. Ееширина изменяется в пределах от 40 до 200 м, имеется значительное количествостариц. Обнаруживается обильное выклинивание грунтовых вод.
Русло реки умеренноизвилистое, шириной на перекатах до 8-10 м, глубиной – 0,3-0,4 м; скоростьтечения в среднем составляет 0,4-0,6 м/сек. На плесах его ширина увеличиваетсядо 25-30 м, глубина 1-2 м, скорость течения при этом уменьшается до 0,1-0,2м/сек.
Дно песчано-гравелистое(на перекатах), илистое (на плесах), засоренное. Берега обрывистые, высотой0,6-1,5 м.
В пределах второго участкадолина в основном V-образная. Ее ширина местами достигает до 1,4 км. Высотасклонов по долине реки снижается от 120-250 м до 40-100 м. На этом участке рекапринимает притоки, долины которых также V-образные. У подножия обнаруживаетсявыклинивание грунтовых вод. Местами имеются террасы, покрытые смешанным лесомили распаханные.
Пойма двусторонняя. Взависимости от простирания склонов она изменяется в пределах от 30 до 600 м.Встречаются старицы. В условиях активизации хозяйственной деятельности человекаи развития эрозионных процессов заметны процессы заиления отдельных участков.
Русло в основномнеразветвленное, извилистое. Ширина на перекатах 20-60 м, глубина 0,2-0,3 м,скорость течения 0,8-2 м/сек. На плесах она достигает до 50-60 м, средняяглубина – 0,5-0,9 м, скорость течения – 0,2-0,5 м/сек. Берега обрывистые,высотой до 1,5-6 м. Рельеф местности, соответственно уклоны и параметры русласпособствуют образованию ряда островов. Дно галечно-гравелистое, местамивыложено крупным обломочным материалом.
Третий участокхарактеризуется трапецеидальной, местами языкообразной формой долины. Ее ширинаколеблется в пределах от 1,8 км до 10 км. Высота склонов достигает до 450 м.Они рассечены неглубокими балками и долинами притоков.
Пойма двусторонняя,местами явно выражена. Ее ширина достигает до 1,5-2 км. Поверхность ровная,местами умеренно пересеченная. Во время высокого половодья и паводков оназатапливается на глубину до 1-2 м.
Русло неустойчивое иизвилистое, шириной до 40-70 км. Глубина на перекатах около 0,6 м, скоростьтечения 0,6-1,8 м/сек; на плесах – 1,3-2 м, скорость течения снижается до0,2-0,6 м/сек. Дно песчано-гравелистое и галечное. Берега русла впалые, до 3-4м и более, в основном оголенные. На этом участке реки также имеетсязначительное количество островов.
Четвертый участок вверхней части характеризуется ящикообразной формой долины, которая нижеприобретает V-образный вид, шириной в среднем 1-3 км. Склоны долины невысокие(до 30-40 м), крутые и слабокрутые. Они местами пересечены балками, логами идолинами притоков [1].
Пойма двухсторонняя,шириной в среднем 0,5-1,5 км. Ее поверхность слегка волнистая, пересеченастарицами. Русло шириной до 60-80 м, извилистое, местами разветвленное. Берегакрутые, высотой от 2 до 9 м. Глубины реки в основном колеблются в пределах0,8-2 м, наибольшая глубина достигает до 5-6 м. Средняя скорость течения реки0,6 м/сек. Дно песчано-галечное, местами галечно-каменистое.
Река Дема является вторым по величине притокомреки Белой. Она представляет собой типичную равнинную реку, пересекающуюстепную и лесостепную зоны. Берет начало в пределах юго-восточной периферииБелебеевско-Стерлибашевской возвышенности, где начинаются и другие водотоки:реки Салмыш, Ашкадар, Тятерь и другие. Протекая в верховьях в юго-западном направлениина небольшом участке в пределах Башкортостана, в последующем теченииоказывается в Оренбургской области. Образуя дугообразный виток, она сновапопадает на территорию республики. Преодолев большое расстояние, впадает в рекуБелую в 475 км от устья слева в районе г. Уфы.
Общая длина реки 535 км,из которых 420 км находятся в границах Башкортостана. Площадь водосбора 12 800км2. Она принимает 79 притоков длиной более 10 км, общей длиной 298км. В бассейне реки насчитывается 415 озер, общая площадь которых составляет34,7 км2. В их числе озеро Аслыкуль является самым большим озеромБашкортостана.
Основная часть бассейнареки лежит в пределах Бугульминско-Белебеевской возвышенности с отметками впределах 3600-400 м. Северо-восточная часть представляет собой низменнуюравнину. Широко распространены отложения известняков, доломитов, гипсов,ангидритов.
Долина в верховьяхV-образная, ниже – трапецеидальная и слабо выраженная. Ширина ее увеличиваетсявниз по течению реки от 0,2-0,3 км до 4-5 км и более. Крутизна склонов в этомнаправлении понижается от 20-30° до 6-8°. Они значительно расчленены долинамипритоков и овражно-балочной сетью. Склоны долины в основном распаханы. Вбассейне реки развиты карстовые образования.
Пойма двусторонняя,местами прерывистая, шириной от нескольких десятков метров (в верховьях) донескольких километров (в низовьях). Ее поверхность ровная, занята местамикустарниковой и древесной растительностью. Распространены многочисленныеозерно-болотные комплексы. Грунты поймы суглинистые, песчано-галечные, впределах нижнего участка – песчаные.
Русло умеренноизвилистое и извилистое, разветвленное. Его ширина в верховьях 5-20 м, внизовьях 40-50 м.
Наблюдается чередованиеперекатов и плесов.
Глубина изменяется от0,6 до 4 и более метров, скорость течения колеблется в пределах 0,3-1,5 м/сек.На реке имеется значительное количество островов [1].
Река Большой Нугуш берет начало на восточном склонегоры Лиственной (высотой 885 м) и в 7 км к востоку от д. Кукашки Белорецкогорайона, впадает в реку Белую на 837-м км от устья. Длина реки 235 км, общеепадение от истока до устья 540 м, средний и средневзвешенный уклонысоответственно составляют 2,3 % и 2,1 %. Площадь водосбора 3820 км2,густота речной сети 0,65 км / км2. Его средняя высота 487 м.
Основными притокамиявляются: реки Бретяк, Малый Нугуш, Кужа, Урюк, Тор.
Бассейн рекихарактеризуется горным рельефом. Грунты в горах скальные, ниже – глинистые исуглинистые. Имеются районы распространения известняков и связанное с нимираспространение карстовых явлений.
Долина V-образнаяшириной до 500-600 м. Склоны в основном крутые, достигают высоты до 300-400 м.
Пойма двусторонняя,умеренно пересеченная. По ходу движения реки она увеличивается от 80-100 м до0,9-1 км.
Русло реки извилистое,слабо разветвленное, шириной от 5-20 м в верховьях – до 60-100 в низовьях.Средняя глубина в средней части реки достигает 0,5-0,8 м, наибольшая – 3,5 м.Скорость течения на плесах небольшая (0,2-0,6 м/сек), в то время как наперекатах она достигает 1-1,5 м/сек. Дно реки каменистое и песчано-галечное.Берега крутые, высотой 7,8-9м и более. Местами встречаются обрывистые участки.
На выходе из горюго-восточнее хр. Баш-Алатау в 1966 г. построено Нугушское водохранилище,основным назначением которого является зарегулирование речного стока иулучшение условий водоснабжения промышленных предприятий городов Салавата иСтерлитамака.
Река Ашкадар беретначало примерно в 2-х км к западу от д. Ижбуляк Федоровского района, впадает вреку Белую слева на 743 –м км от устья в пределах г. Стерлитамака. Длина реки165 км. Общее падение реки составляет 271 м, средний и средневзвешенный уклонысоответственно составляют 1,6 % и 0,8 %. Площадь водосбора 3780 км2.Средняя высота бассейна реки 253 м.
Основными притокамиявляются: реки Мал. Балыклы, Кундряк, Сухайля, Стерля.
В верховьях бассейн рекирасполагается в пределах юго-восточной периферии Бугульминско-Белебеевскойвозвышенности. Здесь же берут начало левые притоки: Кундряк, Стерля. Основнаячасть бассейна располагается в пределах низменной равнины.
Долина реки в верховьяхV-образная, ниже неясно выраженная и местами трапецеидальная. Ее ширина потечению реки постепенно увеличивается от 0,2 до 4,4 км. Уклоны склонов вверховьях местами достигают до 20-30°, ниже – 6-8°. Склоны значительно расчлененыдолинами притоков и овражно-балочной сетью, сильно распаханы.
Пойма развита с обеихсторон, местами прерывистая. Ее ширина увеличивается от нескольких десятковметров в верховьях до 4,2 км к устью. Поверхность ровная, покрыта, в основном, луговойрастительностью, встречаются заболоченные участки. Грунты поймы суглинистые,песчано-галечные и песчаные [1].
Русло реки отличаетсяумеренной извилистостью, местами разветвленное, шириной 5-20 м в верховьях и25-30 м в низовьях. Глубина по перекатам и плесам изменяется в пределах 0,6-3,8м, скорость течения при этом снижается от 1,4 м/сек до 0,1 м/сек. В пределах г.Стерлитамака руслом реки Ашкадар служит старица реки Белой (Мокрая прорва).Берега реки крутые (местами обрывистые), высотой до 2-3 м. Они сложены всуглинистых и супесчаных грунтах, отличаются неустойчивостью.
Река Инзер берет начало в пределахюго-восточного подножия хр. Кумардак, с противоположной стороны которогонаходится исток реки Юрюзань. Расстояние между ними на этом участке непревышает 5 км. Имея противоположные направления течения, одна из нихустремляется на юго – юго-запад, другая — на северо – северо-восток, сохраняятакую ориентацию на значительном протяжении. Река Инзер впадает в реку Сим(слева) в 6,2 км от устья. Ее длина 307 км, общее падение от истока до устья937 м, средние и средневзвешенные уклоны составляют соответственно 3,1 % и 1,9%. Площадь водосбора 5380 км2, густота речной сети 0,59 км / км2,средняя высота водосбора 533 м.
Основными притоками этойреки являются: реки Сюрюзяк, Малый Инзер, Тюльмень, Ба-Су, Аскин.
Территорияхарактеризуется горным рельефом, чередующиеся хребты отдалены друг от другаширокими межгорными понижениями.
По особенностям строениядолины и русла выделяют три участка: 1) исток — устья реки Сюрюзяк (68 км); 2)устье реки Сюрюзяк – устье реки Малый Инзер (102 км); 3) устье реки Малый Инзер– устье самой реки Инзер (137 км).
Первый участок в верхнейчасти окаймлен высокими хребтами: с запада хр. Кумардак, Машак, Юша. Междухребтами Машак и Юша располагается гора Ямантау, самая высокая вершинаБашкортостана (1640 м). На востоке располагается цепь горных образованийвысотой в пределах 819-1161 м. Долина здесь в основном широкая (до 3-5 км).Пойма в верховьях отчетливо не прослеживается, ниже – двусторонняя,прерывистая. Русло умеренно извилистое, в верховьях шириной 1,5 м, ниже – около20 м. Берега крутые и обрывистые. Нижняя часть участка отличается болеепологими берегами, с пляжами, высотой 1-2 м. Характерно наличие значительногоколичества островов. Глубины на плесах достигают до 0,7-3,7 м, на перекатах –0,1-2,9 м. Наибольшая скорость достигает 2 м/сек. Дно в верховьях загроможденовалунами, ниже галечно-каменистое [1].
В пределах второгоучастка долина V-образная. Она глубоко врезана, узкая и извилистая. Ее ширинана участке не превышает 0,4-1,7 км. Склоны характеризуются различной крутизной,высокие. Распространены карстовые формы рельефа (пещеры, трещины, пустоты идр.). На склонах местами простираются террасы. Пойма реки двусторонняя, ширинане превышает 0,2-0,3 км. Имеются заболоченные участки и старицы. Руслоизвилистое, берега устойчивые, крутые, высотой до 1,5-2,5 м. Ширина реки доустья реки Малый Инзер не превышает 40 м. Глубины колеблются в пределах от0,5-0,6 м (на перекатах) до 2,4-2,9 м (на плесах). Скорость течения в меженныепериоды небольшая: на плесах 0,3-0,4 м/сек, на перекатах – не более 0,5 м/сек.По дну русла распространен обломочный материал.
На третьем участкедолина в начале V-образная, узкая, ниже приобретает ящикообразное очертание. Ееширина по длине участка увеличивается от 0,1 до 0,3 км. Склоны развиты наскальных породах, крутые, высокие, имеются обрывистые участки. Отдельныеучастки террасированы, обнаруживаются выходы подземных вод, в том числе у д.Ассы имеются минеральные источники. Пойма, в основном, двусторонняя,асимметричная, шириной в пределах 1-2 м. При последовательном чередованииперекатов и пляжей глубины изменяются в пределах 0,3-6,3 м, скорость течениясоответственно – 2,8-0,1 м/сек. Дно в верхней части участка галечно-каменистое,нижней – песчано-галечное и ровное. Берега крутые и обрывистые, высотой до 2-7м.
Река Уршак берет начало в Стерилбашевскомрайоне из родника к юго-западу от д. Ирекле. Она впадет в реку Белую слева на504-м км от устья. Ее длина 193 км, при этом образуется общее падение, равное295 м, средний уклон 1,5 % и средневзвешенный уклон 0,5 %. Площадь водосборадостигает 4230 км2, густота речной сети небольшая (0,24 км / км2),средняя высота 198 м.
Основными притокамиявляются: реки Мокрый Кызыл, Кызыл, Так-Елга, Аургаза, Кизяк, Узень, Штиле.
Рельеф водосборахарактеризуется слабой холмистостью, сложен местами известняками, гипсами,перекрытыми песчано-глинистыми грунтами.
По морфометрииводосбора, особенностям строения долины, поймы и русла можно выделить дваучастка: 1) исток – устье реки Аургазы; 2) устье реки Аургазы – устье самойреки Уршак.
На первом участке вверховьях долина преимущественно V-образная, ниже – трапецеидальная иящикообразная. Ее ширина не превышает 1,5 км, крутизна склонов колеблется впределах 5-20°, высота – 30-65 м. Склоны рассечены оврагами и балками.
Пойма переменная,умеренно-пересеченная. Местами встречаются заболоченные участки, ее ширинаизменяется от 0,2-0,3 км до 0,8 км. Русло реки извилистое, шириной от 2-4 м до30-40 м. Глубины по перекатам и плесам изменяются от 0,1-0,5 м до 2-3 м.Скорость течения при этом изменяется в пределах 0,3-0,7 м/сек. Берега рекивысотой 0,6-4,0 м, крутые, местами обрывистые [1].
В связи с чрезмернымвлиянием хозяйственной деятельности человека происходит постепенно снижениебазиса эрозии русла реки. При этом образуются резкие перепады высот, временныеводопады, перемещающиеся вверх по руслу реки.
На втором участке долинареки трапецеидальная, асимметричная. Склоны крутые и умеренно крутые, рассеченыоврагами и балками. Пойма двусторонняя, также асимметричная, средней ширинойоколо 1,5 км, на ней распространены старицы. Русло реки извилистое, шириной от20 до 60 м. Характерно чередование различных по ширине участков глубинами от0,4 до 5,6 м. Скорость течения при этом изменяется в пределах от 0,3 до 1,0м/сек. Берега крутые, высотой до 3 – 5м. Дно илисто-песчаное и илистое.
Река Кармасан протекает в районах,характеризующихся сильной освоенностью территории. Она начинается из родника в 3км юго-западнее с. Благовар Чишминского района, впадает в р. Белую на 387-км отустья. Длина реки 128 км, общее падение русла по водной поверхности 154м. Приэтом образуется средний уклон, равный 1,2%, средневозвышенный уклон составляет1,1%. Площадь водосбора этой реки 1780 км2, густота речной сетинебольшая (0,3 км\ км2). Средняя высота водосбора 161 м.
Основными притокамиявляются: рр. Баткак, Табульдак, Каряка, Сикиязка, Мишида. Водосборхарактеризуется волнистым рельефом. В нижней её части широко распространеныгипсы и известняки, в связи с чем развиты карстовые явления (провалы, воронки).
Долина рекипреимущественно прямая, местами трапецеидальная или неясно выражена. Склоныпологие, пересечённые.
Пойма преимущественнодвусторонняя, низкая, ровная и умеренно пересечённая, шириной от 2, 3 – 0,3 кмдо 0,8 км.
Русло извилистое, слаборазветвлённое, имеются острова. Перекаты часто чередуются плесами. Глубины приэтом изменяются в пределах от 0,2 – 0,3 м до 3,5 м, скорость течения – 0,3 – 1м/сек. Ширина реки от верховьев к низовьям изменяется в пределах 1 – 12 м наперекатах и 2 – 35 м на плесах. В течение последних десятилетий в связи сактивной хозяйственной деятельностью человека на водосборе и вырубками лесовобнаруживается снижение базиса эрозии русла реки. При этом образуютсяобрывистые берега высотой до 3 – 4 м и более, формируются временные водопады.Дно русла песчано-илистое, местами песчано-галечное.
Река Урал берёт начало на восточном склонехребта Уралтау, течёт к юго-западу, затем к юго-востоку, пересекает зону хребтаКрыктытау и попадает в мелкосопочную область, устремляясь далее к югу впонижение между системой хребтов Ирендык-Крыктытау и Тоболо-Уральскимводоразделом.
Гидрографическая сетьнаиболее развита в верхней части бассейна р. Урал. Она течёт по территорииреспублики на протяжении 130 км [1].
Правые притоки р. Урал –Бирся, Миндяк, берущие начало на восточном склоне Уралтау, текут в древнейдолине дочетвертичного возраста. Южнее р. Миндяк в той же долине текут в разныхнаправлениях (одна к северу, другая – к югу) реки Малый Кизил, которые затемповорачивают к востоку и, прорывая хребет Крыктытау, впадают в р. Урал.
Южнее р. Большой Кизилдревняя долина между хребтами Уралтау и Ирендык перехватывается рекой Сакмарой,которая берёт начало на склоне Уралтау, течёт на юг, а затем поворачивает назапад, что связано с погружением горных сооружений. Таким образом. Речная сетьв бассейне р. Урал в своих деталях обнаруживает тесную связь с геологическимстроением.
Наиболее простымстроением речные долины характеризуются в верховьях рек в пределахсредневысотных возвышенностей. Здесь они нешироки, извилисты, плоскодонны:склоны их асимметричны вследствие неодинакового размыва рекой. Почти на всёмпротяжении долина сопровождается высокими эрозионными террасами.
Значительно сложнеестроение долины при выходе их в районы с грядово-мелкосопочным рельефом. Здесьэрозионные террасы отсутствуют, но часто хорошо развиты три аккумулятивныетеррасы высотой 6 – 12, 2 – 3, 1,5 м над уровнем реки. При пересечении рекамизоны хребтов Крыктытау и Ирендык снова появляются эрозионные террасы.
Более южные правыепритоки р. Урал (Бол, Уртазымка и Таналык) текут в зоне общего погружения всейИрендыкской системы, где грядово-мелкосопочный рельеф (500 – 800 м. абс.) постепеннозаменяется к югу мелкосопочником. Долины имеют неоднородное строение,обусловленное переходом от горной складчатой области к равнине. Глубина ихвреза постепенно уменьшается, при этом эрозионные террасы рек замещаютсяаккумулятивными.
Бассейн р. Оби вРеспублике Башкортостан представлен верховьями рр. Уй, Миасс и их притоками,протекающими в Учалинском районе (приложение 4).
Река Уй берёт начало в 12 км к северо-западуот с. Азнашево, из небольшого болота на высоте 730 м. У подножия трёх гор,входящих в систему хребта Уралтау. Она течёт по территории Башкортостана напротяжении 42 км. Основными притоками в пределах республики являются рр. Юмаза,Шардатла, Кизникей, Краснохты, Асыелга, Шартымка, Агыр и Кидыш. Кромеперечисленных река принимает ряд других притоков длиной до 10 км. Мелкиепритоки являются временно действующими.
Долина горная, шириной0,5 – 2 км. Склоны её выпуклые, местами ступенчатые, высотой 20 – 180 м,преимущественно крутые. В межгорных понижениях она местами слабо выражена.
Пойма шириной 10 – 40 мпоявляется ниже с. Азнашево, на заболоченных участках (450-ый км и между 441 –438-м км от устья) прерывистая, переходящая с одного берега на другой.Повышенные прирусловые участки поймы покрыты берёзовым лесом и кустарником.
Русло реки умеренноизвилистое, шириной 1 – 30 м. Ниже впадения р. Юмазы появляютсяпесчано-гравелистые луговые острова. На участке от истока до устья р. Юмазыплесы и перекаты чередуются через 20 – 40 м, ниже 50 – 100 м. Преобладающаяглубина на перекатах около 0,1 м, на плесах – 0,6 м. Скорость течения 0,5 – 0,6м/сек., местами до 1 м/сек, на плесах 0,1 – 0,2 м/сек. Берега реки крутые,высотой 0,5 – 5м, поросшие кустарником. Дно русла каменистое илигалечно-каменистое [1].
Река Миасс берёт начало из ключа на восточном склонехр. Нурали, в 11 км к западу от с. Орловка и течёт по территории республики напротяжении 29 км.
Долина реки проходит поднищу геоморфологически выраженной Миасской депрессии и имеет чёткие очертаниятолько у с. Ильчигулово и д. Сулейманово. Склоны пологие (1 — 5°), высотой до200 м, умеренно расчленённые.
Пойма и русло реки наэтом участке почти не выражены. Русло умеренно извилистое, много порогов иводопадов (высотой падения до 1,2 м). Глубины на перекатах меняются от 0,1 до0,6 м, на плесах – до 0,1 м. Дно реки каменистое.
Левый приток р. МиассВерхний Иремель (Иремель) берёт начало в ущелье северо-западнее с.Верхне-Иремельское, течёт по границе с Челябинской областью и впадаетотдельными ручьями в Иремельское водохранилище в 619 км от устья. Общая площадьводосбора 261 км2, в том числе 207 км2 приходится натерриторию Башкортостана. Длина реки 29 км, общее падение 225 м, средний уклон7,8%, средневзвешенный уклон 6,4%, густота речной сети 0,50 км/км2.Речная сеть развита в верхней правобережной части бассейна, т. е. на территорииБашкортостана.
Водосбор реки расположенв пределах восточных склонов Южного Урала, характеризующихся наличием скалистыххребтов. Почвы серые и тёмно-серые, горно-лесные. Водосбор почти полностьюпокрыт лесной растительностью.
Долина реки хорошовыражена, асимметричная, извилистая, ширина её постепенно увеличивается от 0,2до 2 км. Склоны долины в верхней части крутые, высотой 5 –20 м. Дно имеетширину до 200 м и более, покрыто луговой растительностью. В нижнем течениисклоны долины пологие, поросшие хвойным лесом. Дно долины здесь местамизаболочено.
Пойма до 17-го км отустья отсутствует, ниже достаточно отчётливо проявляется, поверхность (ширинойдо 30 м) ровная, открытая, местами заболоченная.
Русло извилистое,шириной 1 – 6 м, с каменистым, местами заиленным или песчано-галечным дном,засорённое. Глубины реки колеблются от нескольких сантиметров до 2 – 3 м,скорость течения изменяется в пределах 0,2 – 0,9 м/сек. Берега русла крутые,высотой до 3 м [1].
1.1.2 Речной сток
Речной сток любойтерритории представляют собой расходную часть водного баланса, характеризуетсяперемещением воды в процессе Мирового влагооборота в виде стекания по речномуруслу. На водосборе, кроме речного стока, наблюдаются также склоновый иподземный стоки. В свою очередь, склоновый и русловый стоки называютсяповерхностным стоком .
Анализ пространственнойи временной изменчивости руслового (речного) стока, отражает присутствиеважного гидролого-географического показателя, определяющего количество водныхресурсов в водных объектах, а также их экологическое и водохозяйственноезначение. Таким образом, он представляет собой количество воды, протекающее врусле за какой-либо промежуток времени [1].
В практикегидрологических и водохозяйственных расчётов выделяются: слой, модуль, объёмстока, а также расходы (срочные, среднесуточные, среднемесячные, среднегодовые,максимальные, минимальные и др.) воды.
Слой стока – это количество воды, равномернораспределённой по площади (в мм) водосбора за определённый промежуток времени.
Модуль стока отражает количество воды, стекающейс единицы площади водосбора за единицу времени, выражается в л /сек км2.Показатели слоя и модуля стока независимы от площади водосбора, потому ихудобно отражать на картах в виде изолиний.
Расход воды представляет собой количество воды,протекающей через живое сечение русла (потока) за единицу времени, выражается вл /сек. (или куб. м/ сек.).
Объём стока — это количество воды, протекающейчерез расчётный створ за определённый промежуток времени. Между расходом (Q) и объёмом (W) воды, протекающей за какой-либо период времени (t), существует связь, котораявыражается в виде:
W = Q · t.
Следует отметить, чтопоказатели расходов и объёмов воды по любому расчётному створу (или территории)отражают величины водных ресурсов, потенциально возможных для использования вхозяйственных целях. В ряде случаев в практике водохозяйственных расчётов кводным ресурсам территории относят запасы поверхностных и подземных вод,понимая при этом величину годового стока. Однако любой водный объект в природе,в том числе и реки, представляют собой не только то или иное количествоимеющейся воды. Они образуют неотъемлемую часть ландшафта, а количественные икачественные характеристики природных вод жизненно необходимы живым организмам,в том числе гидробионтам, представленным различными видами, группами иклассами, обитающими в водных объектах. Таким образом, при таком подходе подприродными водными объектами следует понимать аквальные комплексы,сформировавшиеся на суше в определённых физико-географических условиях врезультате аккумуляции воды и характеризующиеся специфическими особенностями.Они представляют собой открытую систему, состоящую из абиотических компонентови биоты. Абиотические факторы (солёность, прозрачность, температура, количествоводы, наличие растворённого кислорода газов и др.), а также их изменчивость вовремени являются предпосылкой для развития в них соответствующих экосистем,состоящих в целом из сообщества живых организмов и среды их обитания,объединённых в единое функциональное целое. Целостность в них формируется наоснове взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих междуотдельными экологическими компонентами.
Исходя из этих точекзрения, в реках следует выделять (в составе речного стока) экологические(максимальные и минимальные) расходы воды, а также естественныеэксплуатационные ресурсы. При этом следует понимать, если экологические расходынеобходимы для сохранения экосистем, то естественные эксплуатационные расходы воды,как разница между общими показателями стока и экологическими расходами воды,могут быть использованы в хозяйственных целях без существенного ущерба воднымэкосистемам.
Наблюдения по рекам РБзаметно дифференцируются. Так, если большие и средние реки обеспечены надежнойгидрометрической сетью и продолжительностью наблюдений, то на малых рекахфункционируют лишь единичные посты.
В пределах Башкортостанапервые гидрометрические наблюдения организованы на реке Белой: у г. Уфы в 1877г., у г. Бирска и с. Андреевки – 1880 г. На реках Ашкадар (г. Стерлитамак), Уфа(с. Караидель, пгт. Красный Ключ) и Сим (г. Аша) водомерные посты действуютсоответственно с 1911, 1912, 1914 гг. Из значительного количества станций ипостов, действовавших в различное время, наиболее продолжительные рядынаблюдений имеются по рекам Урал, Сакмара, Бол. Ик, которые в совокупности ссетью наблюдений и на остальных притоках позволяют раскрыть особенностигидрологического режима рек с достаточной надежностью [1].
1.2 Анализ проведения водохозяйственных мероприятий вбассейнах рек Республики Башкортостан
 
1.2.1Водохранилища: общие положения, типы и параметры
Водохранилищемназывается искусственный водоем, образованный водонапорным сооружением в целяххранения воды и регулирования стока специальными сооружениями. Общий объемводохранилищ мира составляет примерно 6000 км3. Общее их числодостигает 30 тыс. Ежегодно появляется до 500 новых водохранилищ.
Наиболееважные особенности водохранилищ: их следует рассматривать как сложныеприродно-технические комплексы; они воздействуют на окружающую среду свозможными как благоприятными, так и неблагоприятными последствиями; им присущивсе наблюдаемые внутриводоемные процессы – гидрологические,гидрофизико-химические и гидробиологические; при них формируютсяводохозяйственные комплексы (ВХК) – отрасли народного хозяйства, предъявляющиеразличные, часто противоречивые требования к использованию водохранилищ [3].
Более30 тыс. водохранилищ земного шара, эксплуатируемых в настоящее время,существенно различаются между собой по параметрам, режимным характеристикам,направлению хозяйственного использования и воздействию на окружающую среду. Воснову типизации водохранилищ может быть положен, прежде всего, признакгенезиса, указывающий на способ их образования:
· водохранилища вдолинах рек, перегороженных плотинами;
· наливныеводохранилища;
· зарегулированныеозера;
· водохранилища вместах выхода грунтовых вод и в карстовых районах;
· водохранилищаприбрежных участков моря и эстуариев [3, 4].
Взависимости от рельефа местности различают водохранилища равнинных, предгорных,плоскогорных и горных областей. В зависимости от геометрических параметровводохранилища подразделяются по объему и площади зеркала (табл. 6) и поглубине: исключительно глубокие (более 200 м); очень глубокие (100-200 м);глубокие (50-99 м); средней глубины (20-49 м); неглубокие (10-19 м);мелководные (менее 10 м). Наиболее глубокие: Нурекское (глубиной около 300 м) иРогунское ( глубиной более 300 м) [3].
Таблица 1 — Классификация водохранилищ по размерамТип водохранилища
Объем, км3
Площадь зеркала, км2 Отношение к общему числу водохранилищ, % Крупнейшее Более 50 Более 5000 Менее 0,1 Очень крупное 50-10 5000-500 1 Крупное 10-1 500-100 5 Среднее 1-0,1 100-20 15 Небольшое 0,1-0,01 20-2 25 Малое Менее 0,01 Менее 2 44
Водохранилищамогут быть в виде крытых резервуаров, открытых бассейнов типа прудов-копаней,лиманов, и водоемов, образованных плотинами. Крытые резервуары, открытыебассейны и лиманы обычно отличаются незначительным объемом. Плотинныеводохранилища отличаются значительным объемом и возможностью сезонного имноголетнего регулирования стоков.
Водохранилищеплотинного типа имеет следующие элементы: плотина, водозаборные сооружения дляизъятия необходимого количества воды, водосбросные устройства для сбросовизлишков воды, устройства для промыва насосов при значительном количествепоследних [5]. Периодаккумуляции стока называется наполнениемводохранилища, а процесс отдачинакопленной воды – сработкой водохранилища. Высший проектный уровеньводохранилища (верхнего бьефа плотины), который подпорные сооружения могутподдерживать в нормальных эксплуатационных условиях в течение длительноговремени, называется нормальным подпорным уровнем (НПУ).На нормальныйподпорный уровень рассчитываются как сооружения инженерной защиты, так и всепромышленные, транспортные и другие сооружения, располагающиеся на берегахводохранилища. Минимальный уровень водохранилища, до которого возможна егосработка, называется уровнем мертвого объема (УМО). Объем воды, заключенныймежду НПУ и УМО, называется полезным, а находящийся ниже УМО, называетсямертвым. При паводке редкой повторяемости (раз в сто, тысячу или десять тысячлет), уровни воды на всем водохранилище и у плотины повышаются, увеличивая егообъем иногда на значительную величину. Одновременно увеличивается пропускнаяспособность гидроузла. Подъем уровня выше НПУ в период прохождения высокихполоводий редкой повторяемости называется форсированием уровня водохранилища,а сам уровень – форсированным подпорным (ФПУ), или катастрофического паводка [4].
Длявыполнения водохозяйственных расчетов требуется наличие топографической (криваязависимости площадей зеркала водохранилища от его наполнения), объемной иэкономической (изменение стоимости водохранилища с изменением глубины)характеристик водохранилища, составляемых после окончательного определенияместоположения плотины [6].
ВодохранилищаРеспублики Башкортостан
Внастоящее время реки республики характеризуются достаточнойзарегулированностью. Преимущественным назначением существующих водохранилищ ипрудов является обеспечение потребностей водоснабжения, а также орошаемогоземледелия, гидроэнергетики и рыбного хозяйства.
Самымикрупными в республике являются Павловское (объем 1,41 км3) иНугушское (объем 0,4 км3) водохранилища комплексного назначения,построенные соответственно на реках Уфа и Нугуш в 1961 г., 1966 г. Существеннаязарегулированность стока р. Белой в нижней части обусловлена влиянием Бельскогоотрога Нижнекамского водохранилища. Водохранилища в основном сезонногорегулирования. Степень зарегулированности стока существенно дифференцируется побассейнам рек, что зависит как от потребностей хозяйственных объектов, так иудобства территорий.
Посостоянию на 1 января 2004 г. На территории Республики Башкортостан построены иэксплуатируются гидротехнические сооружения 436 водохранилищ прудов, из них 119водохранилищ имеют объем более 1,0млн. м3 (таблица 2).
Таблица2- Перечень водохранилищ и прудов по состоянию на 01.01.2004 г.Наименование района Всего, шт.
Общий объем, тыс. м3. Общая площадь, га
Аккум. Емк. Прудов, тыс. м3 Кол –во н.п., попад. под затоп., шт 100-500 500-1000 >1000 1 2 3 4 5 6 7 8 Абзелиловский 4 - 1 3 1770,1 38911 3 Альшевский 10 5 4 1 327,7 17015 7 Архангельский 4 1 1 2 467,7 7518 2 Аскинский - - - - - - - Аургазинский 21 9 9 3 265,7 11992 14 Баймакский 11 2 3 6 782 8431 4 Бакалинский 18 9 2 7 540 16979 7 Балтачевский 2 2 - - 15 260 - Белебеевский 7 5 1 1 127 4060 4 Белокатайский 1 - - 1 50 1800 1 Белорецкий 6 2 2 2 386,1 14000 4 Бижбулякский 6 5 - 1 78,6 2854 5 Бирский 6 5 1 - 106 2180 - Благоварский 9 4 3 2 182,5 6064 6 Благовещенский 5 2 1 2 257 4292 2 Буздякский 24 8 10 6 1011,6 22099 13 Бураевский 9 6 3 - 132,4 3162 6 Бурзянский - - - - - - - Гафурийский 1 - - 1 383 34500 1 Давлекановский 14 3 7 4 332,7 10367 6 Дуванский 1 1 - - 6 100 - Дюртюлинский 39 29 5 5 516,6 19152 14 Ермекеевский 5 4 1 - 28,5 1300 2 Зианчуринский 2 - 2 - 29,6 1805 3 Зилаирский 5 2 1 2 140,9 4561 3 Иглинский 8 6 2 - 110 2730 8 Илишевский 17 7 7 3 369,3 11284 12 Ишимбайский 17 11 3 3 314,5 8636 1 Калтасинский 1 - 1 - 17 536 - Караидельский - - - - - - 3 Кармаскалинский 14 9 5 - 163,3 5222 1 Кигинский 2 2 - - 21,3 500 2 Краснокамский 2 1 1 - 36,6 975 6 Кугарчинский 8 5 3 - 101 3340 7 Кушнаренковский 7 1 2 4 200,7 6960 7 Куюргазинский 13 9 2 2 264,2 7680 7 Мелеузовский 7 - 1 6 2845,3 409794 1 Мечетлинский 1 - - 1 129,3 1950 1 Мишкинский 1 - 1 - 24,8 640 2 Миякинский 13 6 5 2 204,6 79809 6 Нуримановский 1 - - 1 11700 1410000 Кат.пос. Салаватский - - - - - - - Стерлибашевский 12 5 5 2 253,4 9190 6 Стерлитамакский 8 4 1 3 189,3 5868 5 Татышлинский 3 - - 3 204,7 3320 - Туймазинский 13 8 3 2 282,7 7752 8 Уфимский 11 5 - 6 866,1 21710 8 Учалинский 6 - 3 3 597,9 12578 2 Федоровский 14 4 6 4 376,1 12497 12 Хайбуллинский 11 - 1 10 982,3 92650 8 Чекмагушевкий 11 1 4 6 380,8 13541 8 Чишминский 15 4 5 6 363,5 12671 9 Шаранский 7 4 1 2 121,6 4529 3 Янаульский 3 2 - 1 3687 135346 2 Итого по РБ 436 198 119 119 32744,0 2525110 240
Крометого, существует значительное количество мелких прудов, построенныххозяйственным способом, но в связи с отсутствием проектов на них, а также почтиежегодным размывом и неравномерным восстановлением их плотин, такие сооруженияне регистрируются.
Суммарныйобъем водохранилищ и прудов достигает 2,43 км3, общая площадь ихводного зеркала – 312,6 км2. Из числа средних по размерам гидроузловследует привести Буйский (134 млн. м3), Слакский (135 млн. м3),Хворостянский на р. Таналык (14,2 млн. м3), Маканский на р. Макан(9,3 млн. м3) и др. Назначение ГТС, в основном, комплексное, вотдельных районах противоэрозионное [1].
1.2.2Влияние гидротехнических сооружений на режим водотока
Влияние на гидравлический режим водотока
Создание крупных гидроузлов на реках вносит большие измененияв их естественный гидрологический режим. В результате регулирующего действияводохранили
ща сток реки в нижнем бьефе становится более равномерным втечение года. Регулирующее влияние водохранилищ сказывается на значительных попротяжению участках реки ниже плотин и распространяется до ее устья. Условноможно считать, что протяженность нижних бьефов определяется по границевосстановления естественного гидрологического режима (главным образом, подвлиянием крупных притоков).
Регулирующее влияние водохранилища приводит к существенномуперераспределению стока по сравнению с бытовым состоянием: уменьшаются расходыпаводка и увеличиваются расходы межени. Это перераспределение тем существенней,чем больше регулирующая (полезная) емкость водохранилища. Суточное и недельноерегулирование мощности ГЭС вносит в гидравлический режим рек своеобразие,характерное только для нижних бьефов, — прохождение волн попусков, влияниекоторых может охватывать участки значительной протяженности. Неустановившийсярежим течения, возникающий при прохождении волн попусков, сказывается как нагидравлических условиях, так и на русловых переформированиях в нижних бьефах.
Естественный водный режим реки в нижнем бьефе может бытьнарушен также при комплексном использовании водохранилища и отъеме из негоболее или менее значительных объемов воды для целей ирригации или переброскистока в бассейны других рек. В случае переброски стока из бассейнов других рекв рассматриваемой реке происходит общее увеличение жидкого стока.
Влияние неустановившегося движения, возникающего в нижнихбьефах энергетических гидроузлов в результате суточного и недельногорегулирования стока, распространяется на равнинных реках на расстояние донескольких сотен километров от плотины. Причем длина, на которуюраспространяется влияние режима работы ГЭС, зависит от «полноты»осуществляемого ею регулирования мощности.
Под полным недельным регулированием понимается режим, прикотором ГЭС может полностью останавливаться в нерабочие дни; под полнымсуточным регулированием понимается режим, при котором в течение суток в часыночного и дневного провалов графика потребительской нагрузки ГЭС можетполностью останавливаться, а в часы утреннего и вечернего максимума работать сполной располагаемой мощностью.
Протяженность зоны влияния недельного регулирования может в3-5 раз превосходить длину зоны влияния суточного регулирования. Колебанияуровней и распространение волн суточного регулирования прослеживается нарасстоянии нескольких десятков километров. Скорость распространения волнпопуска суточного регулирования в нижнем бьефе может достигать 3-4 м/с,скорость перемещения гребня волны в 2 — 4 раза превышать скорость течения.Амплитуды колебания уровней могут достигать нескольких метров, однако обычноони регламентируются с учетом требований водного транспорта и другихводопользователей.
Прогнозирование параметров неустановившегося режима в нижнембьефе (диапазона колебания уровней, скорости течения, протяженности зонывлияния и т.п.) должно выполняться методами матемагического моделирования наоснове численного интегрирования одномерных или двумерных уравнений Сен-Венана[7] с учетом морфологических особенностей русла, наличия притоков и ихводности, подпора со стороны водохранилища нижерасположенного гидроузла иливодоема.
Степень недельного и суточного регулирования мощности ГЭСопределяется их местом в энергосистеме и в каскаде, а также требованияминеэнергетических водопользователей к уровням воды в нижних бьефах гидроузлов.На ГЭС, нижние бьефы которых находятся в неподпертом состоянии, в маловодныхусловиях возможно полное прекращение суточного и недельного регулированиямощности, т.е. переход ГЭС из пиковой зоны графика нагрузки в базовую. Приналичии подпора в нижнем бьефе, существенно снижающего размах колебаний уровняводы, ГЭС могут осуществлять более глубокое недельное и суточное регулированиемощности. Оно либо не ограничивается совсем, либо ограничивается незначительнотребованиями обеспечения обязательного базового попуска. Во многих случаях приосуществлении суточного регулирования необходимо учитывать, что резкие подъемыуровня нижнего бьефа при одновременном включении нескольких агрегатов ГЭС изначительный размах суточных колебаний неблагоприятны и опасны не только дляинфраструктуры нижнего бьефа, но и для населения (в частности, в рекреационныйпериод).
Зимой при осуществлении суточного и недельного регулированиямощности снимается ограничение по обеспечению нормируемой глубины по условиямсудоходства, благоприятных условий для рыбного хозяйства и т.п., но во многихслучаях должны учитываться условия неподтопляемости территорий, находящихся внижних бьефах гидроузлов, а также санитарно-гигиенические условия водопользованияпри наличии в нижнем бьефе сбросов сточных вод.
Существенное значение при оценке приемлемости гидравлическогорежима, обусловленного суточным регулированием мощности ГЭС, имеет направлениеи скорость течения воды в местах выпусков сточных вод. При этом абсолютнонедопустимы ситуации, когда сточные воды, перемещаясь вверх по течению, могутпопадать в водозаборы питьевой воды.
Влияние на русловой режим водотока
Задержка водохранилищем твердого стока и перераспределение вовремени стока воды приводит к изменению руслового процесса в верхнем и нижнембьефах гидроузла. Преобладающие в естественных условиях обратимые деформациирусла, обусловленные транзитным транспортом наносов, поступающих с площадиводосбора, после возведения гидроузла сменяются необратимыми деформациями.Создание водохранилища приводит к тому, что большая часть наносов (а в крупныхводохранилищах на равнинных реках практически все наносы) осаждается в нем, и внижний бьеф вода поступает осветленной. В результате происходит постепенноезанесение чаши водохранилища донными наносами и его заиление взвешенныминаносами. В этих условиях в нижнем бьефе поток, транспортирующая способностькоторого оказывается недостаточной, начинает насыщаться за счет размывапримыкающего к гидроузлу участка нижнего бьефа. Этот участок превращается взону питания наносами расположенной ниже части реки. В русле начинаютразвиваться необратимые деформации, в которых преобладает общий размыв.
Как правило, это происходит уже в строительный период пристеснении русла перемычками. В дальнейшем, при временной, а затем и припостоянной эксплуатации гидроузла, зона переформирования русла распространяетсявниз по течению. На этот процесс накладывается влияние изменения водногорежима. Происходит трансформация русла нижнего бьефа — изменение геометрическихи гидравлических характеристик русла реки, проходящее на значительном еепротяжении и обусловленное нарушением ранее существовавших режимов твердого ижидкого стока [8]. Трансформация русла влечет за собой изменение связейрасходов и уровней воды, характеризовавших отдельные сечения водотока.
Преобладание общего размыва в процессе трансформации руселнижних бьефов является определяющим для равнинных рек, несущих сравнительнонебольшое количество наносов. В условиях гидротехнического строительства вгорных районах на реках с большим объемом твердого стока при малых объемахводохранилища происходит сравнительно быстрое его заиление и наносы вновьначинают поступать в нижний бьеф. Процесс общего размыва в этом случае прекращается,в ранее размытом русле начинают откладываться сбрасываемые через гидроузелнаносы и происходит так называемый завал нижнего бьефа. Срок заиления равнинныхводохранилищ, преобладающих на территории России, исчисляется сотнями лет, чтои определяет основную роль общего размыва в процессе трансформации русел нижнихбьефов гидроузлов, возведенных на равнинных реках.
Наряду с трансформацией русла нижнего бьефа, строительствогидроузлов вызывает его местные деформации, обусловленные повышенной турбулизацией,местным сосредоточением и изменением направления потока под воздействиемгидротехнических сооружений и регуляционных работ.
В строительный и пуско-наладочный периоды работы гидроузла врусле реки, стесненном перемычками, а затем сооружениями, происходятинтенсивные местные деформации, причиной которых являются чаще всегонеблагоприятные гидравлические условия пропуска строительных расходов через неполностью построенные водопропускные сооружения, а также незавершенность работпо креплению нижнего бьефа. Объем размыва в русле реки (включая размывперемычек) может значительно превосходить объем твердого стока, соответствующийтранспортирующим возможностям потока в естественном русле. Ниже сооруженийпоток откладывает большую часть наносов в виде переката, отметки гребнякоторого постепенно нарастают. По мере затухания процесса местного размыва засооружениями рост переката замедляется, а его гребень смещается вниз потечению. В ряде случаев этот перекат создает временный подпор на сооружениягидроузла со стороны нижнего бьефа. Со временем подпор уменьшается, что обычносвязано с постепенным смывом переката, передвижением вниз по течению зоныотложений и с общим понижением уровней нижнего бьефа.
После завершения или временной стабилизации процесса местногоразмыва за водопропускными сооружениями начинается постепенный размыв русланижнего бьефа и перемещение зоны наибольших отложений наносов вниз по течению.На ближайшем к сооружениям участке нижнего бьефа преобладающим видом деформациирусла становится размыв. Зона размыва, продвигаясь вслед за зоной отложений,постепенно охватывает все большую длину бьефа, оставляя выше по течению участокболее устойчивого, стабилизировавшегося русла, при взаимодействии которого спотоком уже не происходит значительных деформаций дна реки и существенногонасыщения потока наносами. Повышение устойчивости русла в этой зоне обусловленоувеличением глубин за счет размыва, снижением скоростей потока и, какследствие, уменьшением подвижности донного материала по сравнению с бытовымиусловиями в неразмытом русле.
Характер распространения зоны размыва зависит от уклона реки,геологического строения ее ложа и т. д. [9]. При малых уклонах реки, не оченьбольших скоростях течения, больших скоплениях аллювия (в том числе в видеостровов, побочней и тому подобных русловых образований) общий размыв в длинуразвивается сравнительно медленно. Поэтому даже при больших глубинах размыварусла понижение уровней воды из-за малой протяженности зоны размывов и малогоуклона реки получается очень небольшим.
При ограничении размывов выходами коренных пород илиобразованием естественной отмостки, чему особенно благоприятствует сложноегеологическое строение русла, размыв может быстро развиваться в длину, особеннопри больших уклонах водотока. Снижение уровней воды в этих случаях может бытьвесьма значительным при сравнительно быстрой стабилизации процесса [9, 10].
При возведении гидроузлов на участках рек, где в бытовыхусловиях происходило постепенное повышение русла за счет осаждения большогоколичества транспортируемых наносов при выходе реки с горного или предгорногоучастка на равнину, при зарегулировании реки происходит изменение общейнаправленности руслового процесса и начинается «врезка» русла за счетразмыва его осветленным потоком.
Вследствие того, что в пределах зоны общего размыва нижнегобьефа расход наносов остается меньше транспортирующей способности потока,происходит размыв зоны отложений. В результате этого поток оказываетсяполностью насыщен наносами и вновь откладывает их ниже по течению. Такимобразом, происходит перемещение вниз по течению зоны отложений.
Это общее для абсолютного большинства исследованныхгидроузлов явление наиболее отчетливо проявляется в смещении лимитирующихсудоходство перекатов.
В верхнем бьефе, в зоне выклинивания подпора происходитотложение наносов, постепенно смещающееся вверх по течению (регрессивнаяаккумуляция наносов), иногда с образованием дельты. При этом может происходитьповышение уровней воды и распространение подпора вверх.
При резком колебании уровней нижнего бьефа, обусловленномсуточным регулированием мощности ГЭС, процесс продвижения вниз по течению зоныинтенсивного переформирования и зоны стабилизации русла может несколькозамедляться за счет увеличения притока наносов в русло при обрушении иоползании берегов (боковая эрозия) после прохождения попусковых волн. Притокнаносов в русло, происходящий за счет боковой эрозии, увеличивает заносимостьперекатов и уменьшает их устойчивость. Однако, поскольку зона интенсивнойбоковой эрозии русла, как и весь процесс его переформирования, смещается внизпо течению, общая направленность этого процесса, выражающаяся в постепеннойстабилизации примыкающего к гидроузлу участка нижнего бьефа, сохраняется.
Причиной обрушения берегов в нижнем бьефе является, какправило, интенсивная суффозия грунта береговых откосов фильтрационным потоком,направленным в русло в периоды резкого спада уровней воды в реке припрактически мгновенном отключении агрегатов ГЭС.
Увеличение боковой эрозии непосредственно ниже сооруженийможет происходить в результате изменения направления потока и перераспределениярасходов воды на отдельных участках русла реки в нижнем бьефе.
Эрозия берегов бывает также связана с волнами от проходящихсудов или другого происхождения, например с волнами, обусловленными работойводосливов.
В процессе переформирования русла нижнего бьефа,перестраивающегося в соответствии с новым гидрологическим режимом потока, вомногих случаях отмечается уменьшение извилистости русла и выравнивание разницымежду объемами русла на плесовых и перекатных участках. Наряду с размывомперекатов и занесением плесовых участков при взаимодействии зарегулированногопотока и русла, этому выравниванию способствуют землечерпательные работы наперекатах, при проведении которых плесовые участки используются для отваловгрунта. В результате речное русло приобретает форму, приближающуюся к формеканала.
В реках с побочневым типом руслового процесса зарегулированиестока может привести, наоборот, к увеличению извилистости русла в связи с тем,что срезка паводков и уменьшение затопления отмелей обусловливает закрепление изарастание песков и, как следствие, преобразование побочней в пойму.
Процесс трансформации русла нижнего бьефа, имеющий общуютенденцию к затуханию русловых переформирований и к стабилизации русла научастке большой протяженности, заметно интенсифицируется при прохождениивысоких паводков. При этом в руслах со сравнительно однородным по крупностигрунтом происходят дополнительные размывы и увеличение транспорта наносов, а в руслах,сложенных разнозернистыми грунтами, нарушается слой естественной отмостки, иони становятся не защищенным от размыва меньшими расходами.
Пропуск паводков редкой повторяемости через сооружениягидроузла в период завершения его строительства или в начальный периодэксплуатации может вызвать очень быстрое продвижение зоны интенсивнойтрансформации русла вниз по течению. В этом случае подпор, создаваемыйперекатом, образованным в результате отложения продуктов размыва, нераспространяется до створа гидроузла.
В зимний период эксплуатации гидроузлов волны суточногорегулирования могут явиться причиной подвижек льда и заторных явлений, когдаледяные поля, приведенные в движение волнами попусков, нагромождаясь друг надруга, могут перекрыть отдельные рукава многорукавных русел. Последующие заэтим прорывы потока в другие протоки могут привести к существенному их размывуи, как следствие, к увеличению живого сечения и пропускной способности посравнению с бытовым состоянием. При этом возможно перераспределение потокамежду рукавами и уход основной части расхода реки во второстепенные рукава.Такие явления особенно важно учитывать в тех случаях, когда они могут нарушитьработу водозаборных сооружений и судоходство.
При возведении гидроузлов в створах, характеризующихсяналичием проток или рукавов, в период производства работ по возведению бетонныхсооружений одна из проток часто бывает перекрыта и весь сток сосредотачиваетсяво второй протоке. Такое перераспределение стока в течение периода,длительность которого может исчисляться несколькими годами, приводит к размывуотложений в работающей протоке с выносом их в основное русло; в перекрытойпротоке за это время может произойти интенсивное развитие подводнойрастительности и кустарника, обусловливающее увеличение шероховатости русла.
Задержка водохранилищем пика паводка и его снижение могутприводить к увеличению отложений на перекатах зарегулированных рек в местахслияния их с незарегулированными притоками. Происходящее при этом увеличениеуклонов свободной поверхности в устьевой части притока приводит к увеличениюскоростей притока, размыву его русла и выносу большого количества наносов,которые, осаждаясь в русле основной реки, способствуют росту отметок перекатов,расположенных в месте слияния.
Следствием трансформации русла ниже гидроузла являетсяизменение уровенного режима реки в его нижнем бьефе. Это изменение в створегидроузла и других створах нижнего бьефа характеризуется смещением кривых связирасходов и уровней относительно положения этой кривой к моменту пускагидроузла. При этом в ряде случаев, переформирования русла нижнего бьефа встроительный период могут вызвать уже к моменту пуска гидроузла смещение кривойрасходов по отношению к ее среднемноголетнему (как правило, устойчивому)положению в бытовых условиях.
Прогноз трансформации русла в нижнем бьефе производится всоответствии с Рекомендациями П 95-81/ВНИИГ и методом, изложенным в работе [11],прогноз переработки берегов водохранилищ — в соответствии с Рекомендациями П30-75/ВНИИГ, а прогноз заиления — по Указаниям [12].
Влияние на ледотермический режим водотока
Эксплуатация гидроузла оказывает существенное влияние напреобразование ледотермического режима водотока как в верхнем, так и в нижнембьефах [26].
В верхнем бьефе гидроузла, как правило, происходит увеличениеглубины и ширины потока, что ведет к снижению скоростей течения и интенсивноститурбулентного перемешивания на этом участке реки.
Температурный режим верхнего бьефа зависит от времени полноговодообмена, объема и глубины в его приплотинной части, морфометрическихпараметров рельефа, температуры и расхода воды и льда, поступающих в верхнюючасть водохранилища. Существенное влияние на температурный режим верхнего бьефаоказывает компоновка гидроузла, конструкция водозаборных и водосбросных сооружений.Работа гидроузла изолированно или в каскаде также влияет на температуру воды иледотермический режим водотока.
К числу факторов, под воздействием которых формируетсяледотермический режим нижних бьефов ГЭС, относятся:
·  температура воды, поступающей изверхнего бьефа в нижний;
·  режим расходов, проходящих через ГЭС;
·  скорости течения и уровни воды внижнем бьефе;
·  морфометрические характеристики руслав нижнем бьефе;
·  работа гидроузла изолированно или вкаскаде;
·  климат региона: температура ивлажность воздуха, облачность, скорость и направление ветра, количествовыпавших осадков;
·  химический состав воды в потоке(минерализация);
·  температурные и криогенныехарактеристики грунтов ложа;
·  наличие притоков и сбросовкоммунальных и промышленных предприятий.
Степень влияния каждого из факторов на ледотермический режимнижнего бьефа различна, некоторые из них взаимосвязаны между собой. Например,режим скоростей и уровней связан с режимом расходов и морфометрическимипараметрами русла; климат региона зависит от температурного режима какверхнего, так и нижнего бьефов, возможно даже изменение климата вследствиесоздания гидроузла.
Грунты ложа определяют не только шероховатость русла (иследовательно, гидравлический режим потока), но и оказывают влияние натеплоприток от дна и температуру воды, а также на процесс образования донногольда.
Существенное влияние на процессы льдообразования в нижнембьефе оказывает химический состав воды. Так в нижних бьефах гидроузлов,расположенных на устьевых участках рек, впадающих в море, вследствие смешенияпресных речных и соленых морских вод часто наблюдается интенсивноешугообразование, вызывающее формирование зажоров, подъем уровней и подтоплениепримыкающих территорий.
На температуру воды в нижних бьефах ГЭС большое влияниеоказывает проточность водохранилища. Чем больше проточность, тем интенсивнеетурбулентный теплообмен в водохранилище, тем, при прочих равных условиях,теплее вода, сбрасываемая в летний период, и холоднее в зимний.
Влияние на гидрохимический режим водотока
Создание водохранилищ приводит к значительным изменениямусловий формирования качества воды. Гидрохимический режим бьефов ГЭС являетсяследствием естественных процессов образования и таяния льда, испарения ивыпадения осадков, антропогенной нагрузки на водоем, а также следствиемпроцессов самоочищения, складывающихся под влиянием притока в водохранилище,боковой приточности, режимов сброса расходов воды через ГЭС. При этомсущественными факторами, под воздействием которых происходит формированиегидрохимического режима, являются:
·  природные фоновые характеристикикачества воды;
·  морфометрические характеристикиводохранилища, в том числе глубина сработки уровня воды и мертвый объем;
·  водообмен, степень проточности;
·  сброс хозяйственно-бытовых ипроизводственных сточных вод в водные объекты и на рельеф местности;
·  процессы образования и таяния льда;
·  процессы биологического самоочищенияводоема;
·  температура воды;
·  смещение фаз гидрохимического режимаи амплитуды максимумов концентрации примесей;
·  режим поступления загрязняющихвеществ, в том числе химических веществ, с высокой сорбционной способностью,аккумулированных в ледяном покрове, включая нефтепродукты (особенно при ихаварийном поступлении на ледяной покров);
·  химический состав пород и подземныхвод ложа и бортов водохранилища.
Водообмен или степень проточности сказывается на временизапаздывания прохождения менее минерализованной паводочной воды по отношению ковремени наступления фаз гидрохимического и термического режимов. Под действиемэтого фактора движение с малыми скоростями в пределах водохранилищ ведет кнакоплению излишних примесей в единице объема. Чем больше время водообмена вводохранилище, тем больше примесей оно накапливает, тем больше загрязненийсбрасывается с водой в нижний бьеф. Процессы образования и таяния льда являютсятем механизмом, который разбавляет воду в период половодья за счет таяния льдадо минимальных концентраций в конце паводка и увеличивает ее концентрацию впериод ледостава за счет вытеснения примесей в подледный поток в процессе ростальда. Лед является одним из источников поступления чистой воды в водоемы иводотоки, причем объем весеннего снего- и льдотаяния определяет уровеньминерализации водоема к весне будущего года. Чем больше сбрасывается в водоемталой воды, тем более глубокая очистка водоема производится [33].

1.2.3 Зарегулированность водного стока рек РБ прудами иводохранилищами
Сток рек Башкортостана характеризуется значительнойизменчивостью внутри города. В соответствии с этим предъявляются требования кулучшению условий водопользования, что обуславливает необходимостьзарегулирования речного стока. Строительство прудов и водохранилищ на Ураленачалось в XVIII – XIX вв., что было связанно с развитпем горнозаводскогопроизводства и необходимостью водоснабжения многочисленных металлургическихзаводов. Это в последующем сопровождалось строительством значительногоколичества прудов, а после 1917 г. – гидроэлектростанций на малых и среднихреках.
В настоящее время реки республики характеризуются достаточнойзарегулированностью. Преимущественным назначением существующих водохранилищ ипрудов в Предуралье и Зауралье является обеспечение потребностей водоснабжения,а также орошаемого земледелия, гидроэнергетки и рыбного хозяйства.
В целях более подробного изучения особенностейзарегулирования речного стока и их эксплуатации водных объектов в хозяйственныхцелях в 1976 – 1982 гг. под руководством А.М. Гареева было выявлено, чтоплотины до 30 % от общего количества прудов во время весеннего половодьяежегодно размываются, а последующее их восстановление производится в меженныйпериод. Резкое сокращение и во многих случаях прекращение стока нижевосстановленных плотин наносит фауне водных объектов непоправимый ущерб. Этообуславливает необходимость усовершенствования водосливных сооружений широкогоприменения гибких плотин, отличающихся от построенных хозяйственным способомвысокой экономической и экологической эффективностью, а также проведениеводоохранных мероприятий на водосборе.
Реки Белая, Буй, Ик и их притоки, а также р. Урал в верховьяхзарегулированы, в основном, в целях улучшения условий водоснабженияпромышленных предприятий и узлов (города Белорецк, Учалы, Сибай п. Карманово).Самыми крупными в республике являются Павловское и Нугушское водохранилищакомплексного назначения, построенные соответственно в 1961, 1966. Существеннаязарегулированность стока р. Белой в нижней части обусловлена влиянием Бельскогоотрога Нижнекамского водохранилища [1].
Водохранилища в основном сезонного регулирования. Степеньзарегулированности стока существенно дифференцируется по бассейнам рек, чтозависит как от потребностей хозяйственных объектов, так и удобства территорий.Если в бассейне р. Белой наиболее крупные водохранилища размещены на притоках(Павловское – на р. Уфа, объем 1,41 км3; Нугушское на р. Нугуш,объем 0,4 км3), то на р. Урал – главным образом на самой реке.
По состоянию на 1 января 1999 г. По данным Бельского БВУ впределах республики насчитывается около 450 водохранилищ и прудов. Кроме указанныхводоемов эксплуатируется значительное количество мелких прудов, построенныххозяйственным способом. В соответствии с отсутствием проектов на них, а такжепочти ежегодным размывом и неравномерным восстановлением их плотин представлятьподробные сведения о них затруднительно.
Суммарный объем водохранилищ и прудов достигает 2,43 км3,общая площадь их водного зеркала – 312,6 км2. Общие потери речногостока за счет дополнительных потерь на испарение с поверхности их акваторийпревышают 0,20 км3/год.
Как по территориям административных районов, так и бассейнамрек искусственные водоемы распределены весьма неравномерно. Это в основномзависит от общих потребностей в водопользовании и удобства их возведения сучетом рельефа местности. В то же время, наибольшее количество водоемовнасчитывается в тех районах, территории которых отличаются высокойосвоенностью, в т. ч. Развитием оросительной мелиорации и др.: в Аургазинском(21), Бакалинском (18), Буздякском (26), Дюртюлинском (40), Илишевском (17),Ишимбайском (17), Миякинском (14), Туймазинском (14), Федоровском (14),Чишминском (16) районах. В отдельных районах имеется небольшое количествоводоемов. Так, в Абзелиловском и Архангельском районах насчитывается по 4объекта, Балтачевском – 2, Белокатайском – 4, Белорецком – 5, Гафурийском – 2,Дуванском – 2, Зианчуринском – 1, Зилаирском – 5, Калтасинском – 1, Кигинском иКраснокамском – по 2, Мечетлинском, Мишкинском и Нуримкновском – по 1,Татышлинском – 3, Янаульском – 4.Это, в одних случаях можно объяснить относительноблагоприятными условиями увлажнения территорий, в других – небольшимизначениями густоты речной сети в условиях засушливости климата или развитиякарста.
Наибольшей степенью искусственной зарегулированностихарактеризуются реки, бассейны которых расположены в пределах Предуралья (рр.Ашкадар, Уршак, Дема, Чермасан, База, Сюнь, Усень), где удельная площадь прудовпревышает 0,02 га/км2. Реки Быстрый Танып, Буй в Предуралье; Ай,Юрюзань Северо-Восточной лесостепи; Урал (в верховьях), а также её притоки Янгелька,Большой Кизил, Худолаз, Таналык, Сакмара характеризуются несколько меньшейзарегулированностью.
В пределах Уфимского плато и горного Башкортостана количествопрудов незначительно. В то же время здесь находятся наиболее крупные гидроузлы– Павловское и Нугушское водохранилища [1].
Из числа средних по размерам гидроузлов следует привестиБуйский (134 млн. м3), Слакский (135 млн. м3),Хворостянский (14,2 млн. м3), Маканский (9,3 млн. м3) идр., последние два из которых построены соответственно на рр. Таналык и Макан в1996г. И 1998 г.
Назначение гидротехнических сооружений, в основном,комплексное. В то же время в районах, отличающихся интенсивным проявлениемэрозионных процессов, имеются и пруды с преимущественно противоэрозионнымназначением.
Оценивая влияние прудов на сток малых и средних рек, следуетзаметить, что оно зависит как от географической зональности, так и защищенностиводоемов хребтами, горными образованиями, древесной растительностью и др. Этоподтверждается расчетами по различным регионам страны. Так, в работе И.М.Кургановой (1972) показано, что в Белоруссии, основная часть территории которойнаходится в условиях достаточного увлажнения, уменьшение речного стока подвлиянием прудов происходит несущественно. В то же время в регионах расположенныхюжнее Белоруссии (Украина, Центрально-Черноземный район РФ и др.) в средние поводности годы в результате потерь на испарение происходит снижение стока рек на3-8%, возрастая в отдельных бассейнах до 15-23%, в маловодные годы – до 16-32%.Наибольшим испарением, соответственно снижением стока, характеризуютсятерритории южных районов.
Изучение влияния водохранилищ на сток крупных рек проводилосьв течение продолжительного времени, на основании которого можно установитьснижение стока в различных бассейнах рек. Так, например, расчеты, проведенныеИ.А. Шикломановым (1979), показывают, что в результате этого среднегодовой стокр. Волги снизился на 15%, Урала – на 2,5%, Дона – на 7%.
Анализ снижения годового стока рек Башкортостана под влияниемпрудов и водохранилищ, осуществленный А.М. Гареевым (1995) с учетом площадейводосборов относительно замыкающих створов показал, что оно за счетдополнительных потерь на испарение с их поверхности на больших, средних и малыхреках происходит дифференцированно. Большие реки, включая р. Белую и её притоки– реки Уфа и Дема, характеризуются ограниченным количеством существующихкрупных водохранилищ. К тому же они расположены главным образом в горной ирасчлененной пригорной частях, что обусловливает большие показатели среднихглубин и защищенность акватории. Это снижает дополнительные потери наиспарение. Таким образом, снижение стока этих рек происходит незначительно(1-3%), что находится в пределах погрешности самих гидрологических расчетов.Как было показано выше, несущественно снижение годового стока под влияниемводохранилищ в пределах Башкортостана и на р. Урал (2,5%), что следует принятьв качестве характерного значения изменения стока для рек лесостепной зоны вцелом.
Влияние на сток рек прудов и водохранилищ, расположенных насредних и малых водотоках, в зависимости от их количества, суммарной площади иморфометрических характеристик заметно дифференцируется по площадям водосборов.Об этом свидетельствуют материалы расчетов, выполненных А.М. Гареевым по 39 бассейнамрек, выбранных в пределах изучаемого региона (1989,1995).
Площади их водосборов (F) изменяются от 68,0 км2 (р. Карамалы – устье) до3570 км2 (р. Чермасан – д. Новоюрманово). Они характеризуются весьмаразличной зарегулированностью. Наибольшее количество прудов относительнорасчетных створов насчитывалось на реках Ашкадар (16), Уршак (17), Чермасан(42), Сюнь (11), Усеннь (31) с площадями водосборов более 2000 км2.На реках меньшего порядка (F
Виды и масштабы хозяйственной деятельности в бассейнах рекразличной категории должны согласовываться с оптимальными требованиямиприродопользования и природоохранных мероприятий, с включая факторы, связанныес хозяйственной деятельностью человека как на водосборе, так и на самом водномобъекте.
 
1.2.4 Использованиеводных ресурсов рек в других хозяйственных целях
Известно, что природнаявода используется людьми для удовлетворения их всевозможных потребностей. В тоже время, в зависимости от специфики водопользования и оказания влияния наприродные водные объекты выделяются промышленное, коммунально-бытовое,хозяйственно-питьевое, сельскохозяйственное водоснабжение, использование водныхресурсов в целях орошения, гидроэнергетики, речного транспорта, рыбного илесного хозяйства, рекреации, здравоохранения и др.
/>
Рисунок 1- Потенциальныйзапас водных ресурсов (баллы).
Использование водныхобъектов осуществляется с изъятием (забором воды) или без изъятия (например, вречном транспорте, рыбном хозяйстве) водных ресурсов. Сложная и многоуровневаясистема водоснабжения различных водопользователей образуют водохозяйственныйкомплекс, управляемый и контролируемый в целом отраслью экономики «водноехозяйство» [2].
/>
Рисунок 2- Интенсивностьиспользования водных ресурсов (баллы).
Таким образом, функцииводного хозяйства реализуются с помощью различных водохозяйственных игидротехнических объектов межотраслевого и отраслевого назначения,водохозяйственных комплексов, систем, агротехнических и лесотехническихмероприятий.
Государственноеуправление водным хозяйством в Республике Башкортостан осуществляется КабинетомМинистров РБ, исполнительными органами на местах, Госкомэкологией РБ, а такжеспециальным уполномоченным органом – Бельским бассейновым водным управлением.
Количество учтенныхводопользователей в 2005 г. по Республике Башкортостан в целом составило 1587предприятия (табл. 2). Забор воды из природных водных объектов имиосуществляется в количестве 837,85 млн. куб. м, в том числе из поверхностныхисточников было забрано 438,74 млн. куб. м, из подземных – 399,1 млн. куб. м.
Таким образом, из общегообъема свежей воды, забранной из природных водных объектов, доля поверхностныхвод составила 53,0 %, подземных – 47,0 %.
В целях удовлетворенияразличных хозяйственных потребностей было использовано всего 777,71 млн. куб.м, в том числе на производственные нужды 419,24 млн. куб. м,хозяйственно-питьевое водоснабжение – 286,66 млн. куб. м, сельскохозяйственноеводоснабжение 20,67 млн. куб. м, орошение – 11,41 млн. куб. м и прочие нужды – 16,77млн. куб. м.
Анализируя динамикузабора и использования водных ресурсов по видам водопользования за 1999 — 2005гг. следует отметить, что в целом наблюдается тенденция его сокращения (см.табл. 3). Использование водных ресурсов на хозяйственно-питьевые нуждыувеличилось в среднем на 4 %, что связано с увеличением потребления водыгородским населением. Однако следует отметить то, что при этом велики потериводы в сетях водоснабжения (до 20 % и более).

Таблица 3- Динамикаиспользования природных ресурсов Республики Башкортостан за 1999 – 2005 годы,млн. м3.Наименование показателей Годы 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Забрано пресной воды, всего 964,0 947,0 927,16 898,3 876,6 858,66 837,9 Использовано, в т.ч. 904,0 880,0 863,45 841,5 822,8 805,42 777,7 На промнужды 449,0 447,0 444,75 438,4 420,6 423,64 419,2 На хозпитьевые нужды 318,0 343,0 327,37 318,8 307,6 298,29 286,7 На орошение 18,0 10,0 11,1 12,7 12,8 10,96 11,4 На с/х водоснабжение 89,0 48,0 40,5 33,3 29,4 23,59 20,7 Объем оборотного водоснабжениея 5424,0 5611,0 5442,2 4940,9 4896,1 4831,9 5191,2 Экономия свежей воды за счет оборотного и повторного водоснабжения в % 92,3 93,0 92,0 92,0 92,0 92,0 93,0
Снижение использованияводы промышленностью большей частью произошло за счет уменьшения объемовпроизводства и в меньшей степени за счет внедрения водосберегающих технологий.Наиболее водоемкими отраслями народного хозяйства являются: электроэнергетика(37,7 % объема воды, используемой в промышленности), химическая инефтехимическая (17,5 %), нефтедобывающая (10,0 %) промышленность, чернаяметаллургия 5,3 %.
В промышленности более85 % технологического расхода воды приходилось на долю оборотного и поворотноговодоснабжения. Безвозвратное потребление относительно природных водных объектовсоставило 365,92 млн. куб. м. Снижение этого показателя во времени объясняютсясокращением объёмов воды, используемой в системах оборотного водоснабжения.
Наблюдается тенденциясокращения использования воды и в сельском хозяйстве, что связано, с однойстороны, с реорганизацией системы Минсельхозпрода Республики Башкортостан, сдругой, организацией учёта используемой воды в соответствии с действующейсистемой платного водопользования.
Снижение объемовводопотребления на орошение связано с сокращением орошаемых площадей и высокимуровнем износа установок для орошения [2].
Таблица 4- Использованиеводных ресурсов по городам Республики Башкортостан в 2005 году, млн. м3.№ п-п. Города Забрано воды из природных водных объектов Использовано пресной воды всего из поверхностных из подземных всего на хозпитьевые нужды на производственные нужды 1. Агидель 0,09 0,09 0,00 1,05 0,92 0,10 2. Баймак 1,17 0,03 1,15 0,61 0,53 0,06 3. Белебей 11,93 3,71 8,22 10,70 6,51 4,11 4. Белорецк 23,81 17,82 6,00 22,39 6,56 11,20 5. Бирск 2,75 0,00 2,75 1,97 0,01 0,20 6. Благовещенск 9,56 5,90 3,66 8,97 2,75 6,01 7. Давлеканово 1,07 0,00 1,07 0,99 0,61 0,26 8. Дюртюли 2,82 0,02 2,80 2,53 2,32 0,19 9. Ишимбай 15,43 9,49 5,94 15,15 5,37 9,61 10. Кумертау 13,51 5,87 7,64 12,83 6,20 6,29 11. Межгорье 2,4 - 2,4 2,23 0,6 1,63 12. Мелеуз 8,68 0,02 8,66 7,95 4,75 3,00 13. Нефтекамск 17,25 2,21 15,04 12,60 8,86 1,89 14. Октябрьский 3,10 3,01 0,09 8,42 3,21 2,47 15. Салават 66,36 32,84 33,52 50,68 16,60 33,33 16. Сибай 8,45 2,95 5,50 9,91 4,26 4,65 17. Стерлитамак 124,01 61,39 62,62 120,72 31,84 88,69 18. Туймазы 6,69 0,20 6,49 5,91 4,61 1,24 19. Уфа 342,12 223,10 119,03 312,85 135,00 176,60 20. Учалы 9,19 2,44 6,75 7,21 3,82 2,88  21. Янаул 1,71 0,08 1,63 1,61 1,17 0,20
Подразделяя показателизабора воды по бассейнам рек, следует показать, что основное количествопотребляемой воды приходилось на бассейн реки Белой (805,14 млн. куб. м).
На основании краткогоанализа показателей водопользования можно выявить, что основная нагрузка как поколичеству, так и по качеству приходится на долю рек и озер республики. Так,объем общего сброса сточных вод в эти объекты по сравнению с суммарнымиспользованием водных ресурсов, равным 922,4 млн. куб. м (из поверхностных иподземных источников) составила 67 %.
Следует подчеркнуть то,что, несмотря на проведение ряда мероприятий по оздоровлению и улучшениюсанитарного состояния рек, положение по основным речным бассейнам остаетсянапряженным. Это обуславливает необходимость широкомасштабного проведенияводоохранных мероприятий как в самих водных объектах, так и на их водосборах[2].
Необходимые параметрыводоохранных мероприятий в пространственном и временном аспектах могут бытьопределены на основании проведения расчетов по оптимизации водопользования иводоохранных мероприятий в разрезе промышленных узлов, бассейнов рек и ихучастков. При этом эколого-экономические критерии должны учитывать такие важныепризнаки, как изменчивость рек во внутригодовом и многолетнем разрезах,показатели загрязненности природных вод и их изменчивости в пространстве,необходимые для популяций гидробионтов экологические расходы воды и объемы,приведенные затраты и экологическую эффективность природоохранных мероприятий.
Одним из важныхпринципов экономического регулирования использования, восстановления и охраныводных объектов является платность водопользования. В целях рациональногоиспользования водных ресурсов, повышения экономической ответственностиводопользователей, а также образования средств финансирования охраны ивоспроизводства водных ресурсов указом Президиума Верховного Совета республикиБашкортостан в 1995 г. изменена система платного водопользования на территорииреспублики.
Плательщиками запользование поверхностными и подземными водными объектами являются предприятия,организации, учреждения, а также иностранные юридические лица и их филиалынезависимо от форм собственности и организационно-правовых отношений:физические лица, занимающиеся предпринимательской деятельностью без образованияюридического лица.
Кроме того, установленаплата за пользование водными объектами без изъятия воды в гидроэнергетике,добыче полезных ископаемых, производстве работ на водных объектах и др.
От платы заводопользование освобождены: население, колхозы, совхозы и ассоциациифермерских и крестьянских хозяйств, рыбоводческие хозяйства, садоводческиетоварищества, а также организации и учреждения, полностью содержащиеся за счётгосударственного бюджета (школы, больницы, поликлиники и др.)
Утверждены базовыенормативы платы за водопользование, которые ежеквартально индексируются сучётом коэффициента инфляции.
Установленысоответствующие повышающие коэффициенты за сверхлимитное водопотребление ибезлицензионное водопользование.
Средства, поступающие заводопользование в местный бюджет, рекомендовано направлять на обустройствоводоохранных зон, родников, очистку малых рек, выполнение других видов работ,связанных с охраной водных объектов и обеспечением населения качественнойводой.
Таким образом, внесениеизменений в систему платы за пользование водными ресурсами коренным образомизменило возможности отрасли водного хозяйства в реализации водосберегающих иводоохранных мероприятий, позволило минимизировать влияние антропогенныхнагрузок на водные объекты [2].
В составе первоочередныхмероприятий по организации водоохранных мероприятий в этой системе следуетуказать на необходимость создания новых природных парков, восстановительныхзон, заказников и памятников природы. Как было показано ранее, заслуживаетбольшого внимания обоснование и создание ряда природных (озерных) парков вБашкирском Зауралье, включив в самостоятельные блоки группы северных и южныхозер этого региона, их водосборные площади, а также речные бассейны и водопады.Необходимо также проведение системы природоохранных мероприятий в пределах «гидрологическихцентров», расположенных в горном Башкортостане иБелебеевско-Стерлибашевской возвышенности. Первая территория охватываетверховья бассейнов рек Белая, Инзер, Юрюзань, Ай, Урал, Уй, Миасс с уникальнымландшафтным разнообразием. Второй центр является «очагом»формирования водных потоков рек Дема, Ашкадар, Стерля, Уршак и др.
Расположение наиболеевысоких возвышенностей южнее озера Аслыкуль и их участие в формировании водныхресурсов системы рек Усень, Чермасан и ряд левых притоков реки Демы, близостьозера Кандрыкуль обусловливает целесообразность создания обширной зоныэкологической стабилизации Башкирского Предуралья, включающей уже существующие,а также новые охраняемые территории и объекты. Уникальность, своеобразиеприродных комплексов, присутствие речных систем и озер различной категории внизовья бассейна реки Белой, в пределах Уфимского плато, Северо-восточнойлесостепи, Зауральской степи, Зилаирского плато и др., также способствуетнаучному географо-экологическому обоснованию и созданию значительногоколичества охраняемых объектов. Они нашли отражение в составе кадастра сетиохраняемых территорий РБ, разработанного по заданию Госстроя РБ.
1.3 Экологическиепоследствия строительства и эксплуатации водохранилищ
 
1.3.1 Местные климатические изменения
Создание гидроузлов с водохранилищами большого объемаприводит к изменению термического режима воды по сравнению с естественнымиусловиями как в верхних, так и в нижних бьефах ГЭС, что влечет за собойизменение теплового стока реки и составляющих теплового баланса воды с сушей, аследовательно, и значений метеорологических параметров и условийтуманообразования. Изменение местного климата над акваторией водохранилища иприлегающих территорий суши происходит в связи с увеличением суммарной радиациии изменением радиационного баланса водоема, а также с большей теплоемкостьюводной массы по сравнению с сушей. За основной фактор, определяющийинтенсивность и зону влияния, принимается теплофизический контраст вода — суша.
Изменение местного климата под влиянием водохранилищанаиболее заметно проявляется в колебаниях температуры и влажности воздуха,направления и скорости ветра, условий туманообразования.
В регионах расположения гидроузлов, как правило, происходитуменьшение континентальности климата, ход температуры воздуха становится болееплавным.
Так, например, в осенне-зимний период в районе г. Красноярскатемпература воздуха повысилась на 1 — 2 °С; средняя температура воздуха декабря- января в прибрежной зоне р. Енисея составила минус 14,3 °С, а на удалении отберегов — минус 19,0 °С. Амплитуда суточного хода температур вприбрежных районах была на 3 — 4 °С меньше, чем в удаленных частях г.Красноярска.
Температура воздуха под влиянием водохранилища ГЭС, какправило, понижается весной и в первую половину лета (охлаждающее влияние),повышается во вторую половину лета и осенью (отепляющее влияние). Времянаступления, продолжительность, интенсивность охлаждающего и отепляющегопериодов зависят от географического положения, размеров и глубины водохранилища.Так, на севере период охлаждающего влияния водохранилища длится с начала июнядо начала августа, а на водохранилищах, расположенных в лесостепной и степнойзонах, продолжается до пяти месяцев (апрель — август). На южных водохранилищах,где ледостава обычно не бывает, период охлаждающего влияния уменьшается до 3-хмесяцев (апрель — июнь), в остальное время года они интенсивно нагреваютвоздушные массы, оказывая отепляющее влияние на прилегающие территории.Изменение суточной (внутри суток) температуры воздуха в зоне побережья ширинойдо одного километра от уреза воды может достигать 5-8°, средней месячной — 0,3- 3,0 °С.
Сдвиг дат перехода средней суточной температуры воздуха через0, 5, 10°С составляет 3-7 дней. Продолжительность безморозного периода за счетотепляющего влияния увеличивается до 10 дней.
Изменение абсолютной влажности воздуха, как и температурывоздуха, в значительной мере зависит от географического положенияводохранилища. Значения абсолютной влажности на наветренном берегу могут бытьна 1,4 — 5,0 мб больше, чем вне зоны влияния.
На севере, в зоне избыточного увлажнения, где из-за сильнойзаболоченности различия между сушей и водной поверхностью невелики, абсолютнаявлажность меняется меньше, чем на юге, в зоне недостаточного естественногоувлажнения.
Максимальные изменения относительной влажности воздухаприходятся на весенне-летний период:
·  в зоне избыточного естественногоувлажнения, в районе северных водохранилищ, влажность повышается на 4 — 6%;
·  в зоне недостаточного естественного увлажнениявлажность увеличивается в среднем на 6 — 12%, хотя ее изменения в течение сутокимеют сложный характер: ночью происходит уменьшение влажности, днем, наоборот,влажность повышается.
Количественным показателем потенциального влиянияводохранилища на температуру воздуха служит разность между температуройповерхности воды и температурой воздуха на побережье, а на абсолютную влажность- разность между насыщающей влажностью при температуре поверхности воды ивлажностью на побережье.
Направление ветра изменяется в зависимости от ориентацииводохранилища, извилистости береговой линии, характера ландшафта, шероховатостиподстилающей поверхности суши и особенностей местной циркуляции воздуха.
Скорость ветра над акваторией водохранилища почти не меняется(15 — 20%) в охлаждающий период, в отепляющий — возрастает на 50-100%.
Осенью на наветренном берегу водохранилища наблюдаетсяувеличение в 2-3 раза повторяемости сильных ветров (более 15 м/сек) посравнению с исходными ветровыми условиями.
Термические контрасты между сушей и водой на крупныхводохранилищах приводят к возникновению местной циркуляции — бризов, онидополняют схему воздействия водохранилища на метеорологический режим. В сторонусуши бризы могут проникать на расстояние 3 км и более, захватывая по высотезону в 100 — 300 м.
Коэффициент усиления ветра по наблюденным данным метеостанцииБереговая, расположенной на расстояние 400 м от уреза воды наиболеерасширенного озеровидного участка Зейского водохранилища, составил 1,5 — 2,0 восенне-зимний период; 1,4 — 1,6 весной и 1,5 — 1,9 летом. Усиление ветра веснойи летом произошли из-за развития местной бризовой циркуляции, захватывающейдовольно большие участки суши и водоема.
В холодное время года (главным образом, в конце осени изимой) над полыньями нижнего бьефа и их наветренными берегами создаются условиядля образования туманов испарения, а на побережье увеличивается вероятностьобразования гололеда и изморози. К таким условиям относятся:
·  типичное для антициклональнойсиноптической ситуации сильное выхолаживание воздуха над сушей или льдом, азатем — перемещение этого воздуха на открытую водную поверхность;
·  слабые ветры (менее 5-7 м/сек);
·  наличие приземной (на высоте не более100 — 200 м) инверсии, т.е. повышение температуры воздуха по мере увеличениявысоты;
·  достаточное начальное увлажнениевоздуха (более 75%).
Влияние ГЭС на метеоэлементы в нижнем бьефе можетраспространяться в зависимости от рельефа местности и ветрового режима нанесколько километров вглубь побережья.
Так, влияние Саяно-Шушенской ГЭС в нижнем бьефе угасает нарасстоянии 700 — 800 м, Вилюйской ГЭС — на расстоянии 2 км от уреза воды.
По длине нижнего бьефа изменение климатических параметров посравнению с естественными условиями уменьшается по мере удаления от ГЭС.
Характер береговых склонов и их крутизна определяют размерызоны климатического влияния. Залесенные побережья водохранилища ограничиваютего влияние на местный климат вследствие активной ретрансформации поступающих сводной поверхности масс воздуха.
В зоне горных водоемов изменение местного климата будетпроисходить как под влиянием изменения высоты местности, так и за счеттрансформации воздуха при движении его над водохранилищем.
На участках, где горные хребты подходят непосредственно курезу воды, влияние водохранилища на местный климат практически непрослеживается.
С созданием водохранилища происходят дополнительные затратыводных ресурсов на испарение, что приводит к некоторой интенсификациивлагооборота. Диапазон значений слоя испарения с водной поверхности водохранилищна территории России достигает 1400 мм (от 300 мм в зоне избыточногоестественного увлажнения до 1700 мм в зоне недостаточного естественногоувлажнения).
Прогнозная оценка изменений местного климата под влияниемгидротехнических сооружений может даваться на основе расчетов и по наблюдениямна объекте-аналоге (см. Рекомендации П 850-87/ Гидропроект).
Расчетный метод ГГО предназначается для определения среднихза расчетный период и в отдельные сроки изменений температуры и абсолютнойвлажности воздуха над прилегающей к водоему территории и акваториейводохранилища, с учетом различной шероховатости подстилающих поверхностей [14].
Факторами, необходимыми для определения влияния водохранилищна количественные характеристики метеоэлементов, являются: температураповерхности воды, площадь водного зеркала, глубина, объем, ширинаводохранилища; физико-географические условия расположения; условия атмосфернойциркуляции и связанные с ней погодные условия (пасмурная погода в значительнойстепени нивелирует контраст вода — суша), шероховатость подстилающейповерхности, режим эксплуатации водохранилища, а также степень освоенияприлегающих территорий (наличие жилых массивов, промышленных объектов,сельскохозяйственных угодий).
Количественная оценка тумано- и гололедообразования в районепроектируемого гидроузла выполняется с использованием двумернойгидростатической модели пограничного слоя атмосферы, формирующегося вквазистационарных условиях над неоднородной поверхностью. Модель построена сучетом фазовых переходов влаги и влияния сглаженного рельефа на структурупограничного слоя. Расчеты проводятся на основе численного решения системыуравнений пограничного слоя атмосферы.
Метод географических аналогий представляет собойэкстраполяцию результатов анализа изменения местного климата, полученных надействующих водохранилищах-аналогах, на зону возможного влияния проектируемоговодохранилища.
Выбор и обоснование водохранилища-аналога производится последующим основным критериям: небольшое взаимное удаление; общность климатическойзоны, конфигурации, растительного покрова, морфометрии, площади мелководий иподтопленных земель; однородность ландшафта водосбора.
Трудность выбора водохранилища-аналога по всем критериямподобия, отсутствие количественных оценок туманно — и гололедообразования(высота, водность и граница распространения тумана), интенсивность гололеда исоответствующая ей высота, низкая оправдываемость прогноза изменения климата вусловиях сложного пересеченного рельефа и вечной мерзлоты требуют новых методическихподходов с применением математического аппарата (моделирования) и современнойэлектронно-вычислительной техники, позволяющей использовать накопленный банкданных метеорологических наблюдений.
Организация наблюдений за изменением местного климата в районерасположения гидротехнических объектов необходима как для создания банка данныхпо водохранилищам-аналогам, так и с целью анализа гидрометеорологическихпроцессов, обусловленных возведением и эксплуатацией гидросооружений, а такжевсего водохозяйственного комплекса. Такие наблюдения должны осуществляться врамках системы мониторинга (наблюдения, сбор, анализ результатов наблюдений,создание автоматизированного банка данных), расположенных в различныхфизико-географических условиях страны.
Ведение мониторинга позволит повысить качество прогнозовизменения местного климата с последующей оценкой их оправданности.
Гидрометеорологические наблюдения производятся в течениевсего периода изыскательских работ, проектирования и строительстваводохранилища, а также в первые годы его эксплуатации.
Наблюдения должны охватывать будущую береговую полосуводохранилища и нижнего бьефа предполагаемой зоны влияния. Наиболеепоказательными для анализа и прогноза изменений метеоэлементов являютсянаблюдения у плотины, в средней и хвостовой частях водохранилища, а также врайоне нижнего бьефа ГЭС (на удалении 1 км от плотины и в конце полыньи).
Для производства гидрометеорологических наблюденийорганизуются временные метеопосты. Один раз в месяц выполняются наблюдения нафиксированных микроклиматических разрезах с точками наблюдений на расстоянии50, 100, 1000, 5000 и 10000 м от уреза воды в глубь суши.
Инструментальные наблюдения проводятся за температурой,влажностью воздуха, направлением и скоростью ветра, температурой поверхностиводы; визуальные — за облачностью, осадками, туманами, гололедом [15].
Гидрометеорологические наблюдения используются длясоставления, корректировки и оценки оправдываемости прогноза изменения местногоклимата, совершенствования методики прогнозирования.
Изменения местного климата происходят на фоне глобальныхизменений климата, которые могут усиливать или ослаблять, а возможно, иперекрывать влияние непосредственно водохранилища в зависимости от того,складываются или взаимно гасятся антропогенные и естественные воздействия.
Климатические изменения влекут за собой по принципу обратнойсвязи изменения в значениях составляющих теплового баланса воды с воздухом, аследовательно, должны учитываться при составлении прогноза формированиятемпературного и ледового режимов бьефов ГЭС, а также длины зоны еетермического влияния.
1.3.2 Изменения состава атмосферного воздуха
Изменение качественного состояния атмосферного воздуха обычносвязано с дополнительным загрязнением выбросами в период строительства и эксплуатацииобъекта либо с изменением условий распространения примесей, возникающим под еговоздействием.
Непосредственное влияние создаваемого гидроузла на степеньзагрязнения атмосферного воздуха может проявляться только в измененияхметеорологических условий рассеивания примесей в районе расположения верхнего инижнего бьефов.
Климатические изменения, связанные с созданием гидроузлов,имеющих водохранилища большого объема, могут способствовать как рассеиваниюпримесей (усиление скорости ветра и турбулентного обмена над воднойповерхностью, усиление восходящих движений в прибрежных районах в летнийпериод), так и существенному их накоплению (увеличение повторяемости туманов внижних бьефах гидроузлов).
Основное влияние на атмосферный воздух в период строительствагидроузлов оказывают технологические процессы, связанные с функционированиемвременных или вспомогательных производственных предприятий, проведениемземляных, в том числе взрывных работ.
Обеспечивающие строительство гидроузлов производственные базывключают в себя комплекс предприятий различного профиля с полнымтехнологическим циклом работы: бетонные и обогатительные хозяйства,асфальтобетонные заводы, автохозяйства, временные и стационарные котельные нажидком и твердом топливе, склады горюче-смазочных материалов, монтажные базы иучастковые хозяйства.
В результате производственной деятельности указанныхпредприятий и используемых технологических процессов в атмосферу можетпоступать до 30 наименований загрязняющих веществ различного класса опасности.Выбрасываемые в атмосферу вещества могут образовывать до 5 групп суммирующеговоздействия.
Размеры зоны влияния источников загрязнения атмосферы (ИЗА)производственных баз существенно зависят от высоты источников, мощностивыброса, температуры и скорости выбрасываемых газов, метеорологических условийрайона. Основное влияние на формирование уровней загрязнения прилегающей кпроизводственной базе территории оказывают низкие неорганизованные выбросы.
Зоны влияния ИЗА производственных баз по различным выбрасываемымингредиентам могут составлять от десятков метров до 2 км.
В зоне влияния ИЗА производственных баз часто находятсянаселенные пункты и поселки гидростроителей.
Поскольку строительство гидроузлов продолжается в течениезначительного периода времени (от 2-3 до 10-15 лет) в проектах необходимоучитывать негативное воздействие указанных предприятий на атмосферный воздухприлегающей территории, разрабатывать нормативы предельно допустимых выбросов ватмосферу для создаваемых производственных баз, мероприятия по снижениювыбросов загрязняющих веществ в атмосферу, организовывать санитарно-защитныезоны.
В период строительства гидроузлов выполняется большой объемземляных работ, при этом для выемки скальных грунтов используются взрывныеработы. Зона распространения высоких концентраций примесей можетраспространяться от точки проведения взрыва на расстояние до 1000 м.
При воздействии земляных и взрывных работ на атмосферныйвоздух в проектах должна определяться зона возможного влияния и максимальныеконцентрации загрязняющих веществ.
Для обеспечения нормальной эксплуатации гидроузловорганизовываются постоянные производственные участки, имеющие ИЗА.
Интенсивность выбросов и их воздействие на атмосферный воздухв течение года обычно неравномерны в связи с небольшим числом часов работыоборудования. Однако для указанных участков также необходимо разрабатыватьнормативы предельно допустимых выбросов в атмосферу (ПДВ), мероприятия поснижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, организовыватьсанитарно-защитные зоны.
Мероприятиям по охране атмосферного воздуха следует уделятьособое внимание при размещении вспомогательных производственных площадок напобережьях нижних бьефов гидроузлов, где в условиях повышенной вероятностивозникновения неблагоприятных метеорологических условий (туманов) возможнообразование зон повышенных концентраций примесей в атмосфере жилых зон.
Вопросы охраны атмосферного воздуха в составе проектовстроительства и эксплуатации гидроузлов должны рассматриваться с учетомсуществующей техногенной нагрузки. При этом необходимо использовать руководящиеи нормативно-методические документы, утвержденные уполномоченными органамиРоссии в области охраны атмосферного воздуха, ГОСТ, стандарты.
Во время строительства и эксплуатации гидроузла должен осуществлятьсямониторинг изменения метеорологических параметров в районе влияниягидросооружений.
Система контроля (локальный мониторинг) за соблюдениемустановленных нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферупроизводственных объектов в период строительства и при эксплуатации гидроузладолжна разрабатываться в составе раздела проекта.
1.3.3 Геологические условия, гидрогеологический игидрогеохимический режимы прилегающих территорий
Создание водохранилища приводит к повышению уровня подземныхвод на прилегающих территориях, а также к волновому и тепловому воздействию наберега и ложе водохранилища.
Следствием этого могут явиться:
·  подтопление и заболачивание береговойзоны;
·  протаивание многолетнемерзлых грунтовложа и береговой зоны;
·  возникновение и активизациягеодинамических процессов;
·  изменение режима и химическогосостава подземных вод;
·  вскрытие и растворение торфяников.
Подтопление и заболачивание береговой зоны может иметьследующие последствия:
·  ухудшение свойств грунтов прилегающейтерритории с развитием склоновых процессов (оползни, обвалы, осыпи, сплывы идр.), карста, растворения и выщелачивания карбонатных и галогенных пород;
·  формирование просадок в лессах;
·  изменение режима и химическогосостава подземных вод;
·  изменение термовлажностного режимагрунтов на обширных территориях, что особенно важно в области распространениямноголетнемерзлых пород, где возможна активизация склоновых процессов,термокарста и криогенного пучения;
·  улучшение условий эксплуатациисуществующих в береговой зоне сооружений.
Прогнозирование процессов подтопления и оценка возможностейиспользования подтопляемых территорий должны производиться в соответствии соСНиП 2.06.15-85 и на основе Рекомендаций П 71-78/ВНИИГ и Справочного пособия [16].
Геодинамические процессы в зоне водохранилищ возникаютвследствие механического (статического и динамического) и тепловоговоздействий, которые создаются массой воды, а также изменения состава и свойствпород прибрежной зоны.
Активизация обвально-оползневых явлений может происходить врезультате следующих процессов:
·  подмыв берегов, развитие суффозионныхпроцессов в основаниях склонов;
·  снижение прочности пород при ихувлажнении или растворении цементирующих веществ;
·  развитие взвешивающего давления внижней части оползнеопасного склона или стабилизировавшегося до заполненияводохранилища оползня;
·  рост порового давления в массивепород при их обводнении в результате подъема уровня подземных вод;
·  фильтрационно-суффозионные процессы вбереговых массивах;
·  размыв нижней прибереговой частисклона или оползневого тела с уменьшением их устойчивости.
Толчком для формирования обвально-оползневых явлений можетпослужить увлажнение пород в результате повышения влажности воздуха в береговойзоне водохранилища при выпадении атмосферных осадков, а также при осажденииводяной пыли, образующейся при работе водосливов.
При сработках водохранилищ (особенно быстрых) вкрупнообломочных породах может возникать суффозия, что ведет к уменьшениюустойчивости склонов и откосов, интенсификации фильтрационных процессов.
Склоновые и другие геодинамические процессы могутактивизироваться или возникать в процессе строительства, первого наполнения,последующих сработок и наполнений.
Изменение влажностного режима в зоне водохранилища может вызватьдополнительные осадки построенных ранее сооружений, а в лессовых породах — формирование просадочных явлений.
В области распространения многолетнемерзлых пород поуказанным выше причинам активизируются или возникают обвально-оползневыеявления, смещения курумов, солифлюкция, термокарст, криогенное пучение,наледеобразование, морозобойное растрескивание, термоэрозия. В связи сизменением термовлажностного режима территории развиваются тепловые осадки какпостроенных сооружений, так и незастроенных участков местности.
Эксплуатация водохранилищ неизбежно ведет к переформированиюберегов. Степень и масштабы такой переработки зависят от интенсивностиволнового воздействия, морфологии берегового склона и свойств слагающих егопород. Зона переформирования возрастает по мере увеличения крутизны склона иперехода от скальных к нескальным и неустойчивым к воздействию воды итемпературы породам. Прогнозирование переформирования может выполняться всоответствии с Методическими рекомендациями П 30-75/ВНИИГ.
Создание водохранилищ приводит к изменению режима и изменениюхимического состава подземных вод, а также к формированию новых водоносныхгоризонтов.
Под влиянием водохранилища меняются уровни подземных вод,напоры водоносных горизонтов, гидравлические уклоны и дебиты, местоположение идебиты источников. Причинами изменения химического состава подземных вод могутявиться:
·  растворение и выщелачиваниекарбонатных, сульфатных и галогенных пород;
·  растворение и выщелачиваниехимических веществ, в том числе вредных, в частности радиоактивных;
·  отжатие из глубинных подземных водсильноминерализованных, радиоактивных и термических вод;
·  растворение торфяников.
В нижнем бьефе гидроузлов подтопление территорий иберегообрушение могут происходить вследствие прохождения волн попусков приосуществлении регулирования мощности ГЭС, а также вследствие зажорно-заторныхподъемов уровней воды.
Существует мнение, что при высоте плотин более 100 м, объемахводохранилища свыше 100 млн. м3 и при концентрации значительноймассы воды в узких речных долинах может происходить перераспределениенапряжений в земной коре, вызывающее «наведенные» землетрясения, поинтенсивности не превышающее расчетные, но характеризующиеся большейповторяемостью. Эта проблема не может считаться выясненной и для ееокончательного решения требует специальных наблюдений и исследований.
Процессы, которые могут возникнуть или возникают в зоне,прилегающей к водохранилищу, подлежат обязательному мониторингу. Особоевнимание должно уделяться участкам, где такие процессы могут оказатьотрицательное воздействие на экологическую обстановку территории.
Положение указанных участков выбирается после окончательногоустановления контура водохранилища, исходя из геолого-геоморфологическихусловий береговой зоны.
Наблюдения ведутся за потенциально неустойчивыми склонами,территориями проявления геодинамических, в том числе криогеодинамических,процессов, за режимом и химическим составом подземных вод.
Система мониторинга включает визуальные обследования,периодические, в том числе стационарные, наблюдения за водопроявлениями,смещениями, деформациями и другими явлениями, отбор и анализ проб пород и воды.В области распространения многолетнемерзлых пород обязательна постановкарежимных наблюдений за изменением температурного и криогенного состояниябереговых массивов.
Частота и объем наблюдений определяются конкретнымиинженерно-геологическими условиями участка, ответственностью и ценностьюрасположенных или располагаемых на нем объектов (промышленные, гражданскиесооружения, дороги, пастбища, лесные угодья, заповедники, историческиепамятники и др.).
Мониторинг, особенно на потенциально опасных участках, долженначинаться на стадии обоснования проекта и продолжаться в период заполнения иэксплуатации водохранилища. Он может быть приостановлен, если полученынеоспоримые доказательства затухания наблюдаемого процесса.
Основой мониторинга является прогнозная оценка преобразованиягеологической среды при взаимодействии с гидротехническими сооружениями,которая ведется на основании многофакторного анализа процессов взаимодействиягеологической среды и гидрокомплекса.
При прогнозировании используются качественные иколичественные (в том числе расчетные) методы [17]. Большую помощь можетоказать применение метода натурных аналогий [18].
Прогнозирование многолетнего протаивания грунтов в ложе ибортах водохранилищ в криолитозоне выполняется на основе моделирования ирешения задач тепломассопереноса в системе водохранилище — грунтовый массив, вкоторой грунтовый массив представлен частью или полностью многолетнемерзлымигрунтами с различной льдистостью и водопроницаемостью при оттаивании [19].
По результатам решения тепловых задач или совместно с этимирешениями выполняются расчеты фильтрационных потерь, гидрохимическогопреобразования природных вод, термокарстовых осадок ложа, термоабразионногопереформирования берегов водохранилищ и т.п.
Все прогнозы подлежат обязательной проверке по результатамнаблюдений, а методы, использовавшиеся при составлении прогнозов, — уточнению икорректировке.
Система мониторинга направлена на минимизацию негативныхпоследствий ГТС и геологической среды. Это достигается путем регулирования спомощью комплекса мероприятий и специальных конструкций (дренажных,противофильтрационных, теплоизоляционных, охлаждающих, укрепляющих и т.д.),разработанных на основе прогнозирования развития неблагоприятныхгеодинамических процессов в зоне влияния гидротехнических сооружений.
 
1.3.4 Изменения гидробиологического режима
Гидробиологический режим водохранилищ, нижних бьефов и связанныхс ними водоемов формируется следуя изменениям качественного состава воднойсреды, обусловленным зарегулированием стока.
Под влиянием загрязняющих веществ происходят изменения вкачественном и количественном составе биоценозов: одни виды исчезают, другиеразвиваются с высокой степенью их продуцирования. Изменения видового составапроисходят уже при столь слабом загрязнении воды, которое может быть необнаружено с помощью химических методов.
Биоту зарегулированных рек следует рассматривать в трехосновных аспектах: как непосредственно эксплуатируемый природный ресурс, какиндикатор экологического состояния и как фактор формирования качества воды [13].Концентрация органического вещества в воде зарегулированных водных потоковимеет прямую зависимость от интенсивности биотического круговорота в объемеводы в единицу времени.
Содержание фитопланктона, нитчатых водорослей, микробнойсоставляющей характеризует качество поверхностных вод. На этой основеразработана [20, 24] система комплексной экологической оценки качестваповерхностных пресных вод. Эта система, являющаяся одной из наиболее полных изныне существующих для получения характеристики состояния водных экосистем,составлена на основе анализа качественного и количественного составагидробиоценозов и учитывает гидрофизические и гидрохимические показатели,которыми необходимо руководствоваться при оценке влияния хозяйственнойдеятельности на водный объект в соответствии с нормативными документами,утвержденными уполномоченными органами РФ в области охраны окружающей среды.
При оценке влияния гидротехнических сооружений нагидробиологический режим водотока следует иметь в виду, что водотоки являютсясложной самовоспроизводящейся экосистемой, обладающей гомеостазом, т.е.способностью сопротивляться возмущающему воздействию внешних абиотическихфакторов. Это свойство водных экосистем обеспечивается прямыми и обратнымисвязями (энергетическими и информационными) неорганических и биотическихкомпонентов. Сохранение гомеостаза возможно лишь в определенных пределах изменениявнешних абиотических факторов — пределах сопротивляемости системы(резистальности). Выход фактора за эти пределы приводит к гибели экосистемы.Длительное существование экосистемы возле верхней или нижней границысопротивляемости ведет к постепенной ее деградации и, в конечном итоге, кгибели [21, 22].
Сооружение гидроузлов приводит к нарушению гомеостазаэкосистемы. В верхнем бьефе река, как экосистема, уничтожается полностью, а наее месте образуется водохранилище — новая природно-техническая система, еще неставшая экосистемой и, соответственно, не имеющая свойств самовоспроизводства игомеостаза. В нижнем бьефе номинально сохранившаяся речная экосистемапретерпевает изменения, вызванные зарегулированием стока, в результате чегонарушается гомеостаз системы, что может привести к ее деградации.
Основой речной экосистемы является собственно река спридаточными водоемами (заливы, ерики и т.п.), пойма, включающая пойменныеозера, луга с древесно-кустарниковой растительностью, прилегающая к пойме склоноваятерраса с ее флорой и фауной.
Биологическая продуктивность русла реки зависит от скоростипотока. В реках со значительными скоростями течения (более 1 м/с) преобладаютприкрепленные формы водной растительности, а толщу потока населяют, способныепротивостоять течению рыбы, крупные беспозвоночные. Наличие растительного иживотного планктона характерно для рек со скоростями течения менее 1 м/с.
Зарегулирование стока оказывает наиболее ощутимое воздействиена гидробиологический режим руслового и пойменных потоков. При оценке влиянияизменений, вызванных гидросооружениями, необходимо учитывать, что русло реки ив зарегулированных условиях остается местом сохранения речной биоты во времянеблагоприятного зимнего периода, а также местом нереста и инкубации икрынаиболее ценных в промысловом отношении рыб (сиговые, лососевые, осетровые,налим).
Наиболее продуктивной частью речной экосистемы является поймакак с точки зрения образования «первопищи» для водных, околоводных иназемных сообществ, так и с позиций получения хозяйственно ценной продукции(рыб, пушной и пернатой дичи, сена). Пойма имеет важное значение, особенновозле крупных городов, при рекреационном использовании экосистемы реки в целом.Затопление поймы во время весенне-летне-осенних половодий и паводков являетсяосновой биотического круговорота экосистемы реки в естественных условиях. Приэтом происходит удобрение поймы — обогащение ее основными биогенными элементами(Р, Na, К), микроэлементами, взвешенныморганическим веществом. Малая толщина водного слоя обеспечивает быструюпрогреваемость воды и способствует интенсификации процесса обмена веществ всехорганизмов, поскольку интенсивность этого процесса связана с температурой.Пойменные озера и временные водоемы являются местом нереста и поднаращиванияличинок весенненерестующих рыб. В заливаемой пойме урожай трав на порядок иболее выше, чем в соседних зонах. То же самое относится к образованию кормовдля животных разных биологических видов от простейших до млекопитающих, в томчисле и промысловых.
При зарегулировании рек на пойму нижнего бьефа поступаетосветленная вода, обедненная илистыми частицами и микроорганизмами, которыечастично задерживаются в водохранилище. Результатом этого может явитьсяснижение биологической продуктивности поймы.
Придаточные водоемы реки (заливы, затоны и т.п.) испытываютменьшее влияние зарегулирования стока и сохраняют в основном благоприятныеусловия образования «первопищи» для всей трофической сети экосистемы:первичной продукции фитопланктона некоторых прикрепленных форм растений,приносимых извне готовых органических веществ.
При оценке влияния зарегулирования стока на экосистемунижнего бьефа важно иметь в виду следующие факторы:
1. Изменение количества поступающего с водой тепла. Последствияэтого фактора наиболее заметны в зимний период, когда происходит изменениедлины полыньи в зависимости от температуры поступающей в нижний бьеф воды(глубинный, поверхностный водозабор), ее расхода и температуры воздуха.
2. Поступление дополнительного количества биогенных элементовв минеральной форме. Это явление имеет место при глубинных водозаборах,когда вода забирается из гиполимниона стратифицированного водохранилища, гдеконцентрация биогенов на порядок выше, чем у поверхности (в эпилимнионе) [23].При наличии в русле твердых грунтов (скала, камень, крупная галька) нижеводопропускных сооружений образуются водорослевые маты из нитчатых водорослей,которые, отрастая, обрываются, загрязняя нижележащие участки реки.
3. Снижение годового стока и его перераспределение. Снижениестока происходит на любом гидроузле, главным образом, за счет испарения ифильтрации, особенно значительных в регионах с поливным земледелием.Межсезонное перераспределение стока приводит к противоречию требованиймаксимальной выработки энергии и сезонной ритмики биотических процессов вэкосистеме.
В результате речные экосистемы нижних бьефов гидроузловноминально продолжают существовать (гомеостаз, в принципе, еще сохранен), но вомногих случаях может происходить их деградация вследствие функционирования унижних пределов сопротивляемости системы.
 
1.3.5 Изменения животного мира
Особенностью влияния гидростроительства на природныекомплексы и их компоненты является создание в пределах территории влияния новыхэкосистем, которые имеют иной качественный и количественный уровни круговоротавеществ в природе.
Создание водохранилищ, каналов и т.п. коренным образомизменяет местный ландшафт. Это может отрицательно повлиять на привычный образжизни и рефлексы животных: сезонные пути их миграции, изменение мест водопоя,условия их зимования, поисков пищи и т.п. В совокупности с изменениями климатаизменения ландшафта могут привести к ухудшению условий гнездования птиц,повлиять на пути перелетных птиц. Зимние затопления пониженных территорий(обычно в дельтах зарегулированных рек) неблагоприятно сказываются на местахобитания мелких животных.
Интенсивность влияния факторов гидростроительства наприродные комплексы и их компоненты на разных этапах строительства иэксплуатации неодинакова. Выделяется четыре основных периода (или стадии)влияния гидроузлов на окружающую среду:
·  период строительства — от началастройки до наполнения водохранилища до НПУ;
·  заселение природных комплексов впервые десять лет существования водохранилища;
·  созревание фаунистических и флористическихкомпонентов природных комплексов во второе десятилетие существованияводохранилища;
·  стабилизация природных комплексов натерритории влияния, наступающая обычно спустя 20 лет после наполненияводохранилища.
Следует учитывать также необходимость зонирования всейтерритории, на которую распространяется влияние гидроузла, на три основныхучастка, имеющих свою специфику:
·  район расположения основныхсооружений и окружающей хозяйственной инфраструктуры;
·  водохранилище (верхний бьеф);
·  нижний бьеф.
Многообразие видов животных определяет разную их реакцию нате или иные проявления влияния гидросооружений на окружающую среду.
При оценке воздействия гидротехнического строительства наживотный мир должны учитываться следующие основные тенденции:
1. Снижение биологического разнообразия. Речные долины(пойма) являются зоной повышенного биотопического и видового разнообразия.Создание водохранилища может вызвать исчезновение уникальных экосистем иотдельных видов в зоне влияния водохранилища.
Высока вероятность деградации и потери целого ряда популяцийживотных, находящихся на пределе распространения. Снижение биоразнообразияможет происходить не только за счет исчезновения редких видов, но и за счетисчезновения некоторых фоновых видов.
2. Снижение биологической продуктивности на склонахпобережий водохранилища. Появление водохранилища во многих случаях приводит кразобщению кормовых и защитных станций. Этот фактор, наряду с затоплениемдолинных мест обитаний, усилением браконьерства и охоты на хищников, а такжеувеличением частоты гибели животных от травм, может явиться одной из основныхпричин снижения численности животных на склонах побережий водохранилища.
Частичное восстановление биопродуктивности возможно толькопри условии проведения определенного комплекса природоохранных мероприятий.
3. Вынужденные концентрации млекопитающих в районахвыклинивания подпора водохранилища на реке и ее притоках. Потребность ввосполнении утраченных и нарушенных природных комплексов, имевших в своемсоставе долину относительно крупной реки, животные будут пытаться восполнить засчет сохранившихся долин и каньонов. На притоках будет отмечаться тенденция кформированию зон повышенной численности и миграционной активности большинствавидов млекопитающих.
Сохранившиеся после заполнения водохранилища долины могутспособствовать стабилизации и частичному восстановлению нарушенных экосистем, втом числе сохранению биологической продуктивности. Для объективной оценкисостояния экосистем необходимо проведение экологического мониторинга, которыйпозволит получить ряд многолетних наблюдений, характеризующих длительный циклвоздействия гидростроительства на фауну рассматриваемой территории.
Для каждого типа мест обитаний животных в пределах территориивлияния гидростроительства составляются списки видов, определяется ихчисленность. Биомасса животных разных видов до гидростроительства являетсябазовой и для прогнозирования изменений в сообществах в разные периодыфункционирования гидросооружений.
Выявление разницы в биомассе животных в условиях изменившейсяэкосистемы в сравнении с предшествующими первичными экосистемами до созданиягидроузла является основным принципом расчета ущербов.
Различают качественный и количественный ущерб животному мирув пределах территории влияния гидроузла.
Количественный ущерб — влияние гидростроительства накруговорот вещества в экосистемах за счет изъятия определенной биомассыживотных как компонента природных комплексов. Показателями ущерба являются:
·  полное изъятие части популяции видов,населявших зоны затопления, переработки берегов и сильного подтопленияводохранилища;
·  недополучение вторичной продукции ввиде молодых особей.
Количественная сторона ущерба может быть представлена встоимостном выражении. В основном, расчет ущерба, наносимого в результате гидростроительства,относится к наземным позвоночным животным. Стоимостная оценка биомассы даетсядля различных групп животных и отражает их потребительскую стоимость взависимости от хозяйственного использования и значения для экономики. Выделяюттри основных группы видов:
·  охотничье-промысловые;
·  редкие и исчезающие виды, занесенныев Красную Книгу;
·  хозяйственно неиспользуемые.
Качественная сторона ущерба животному миру пригидростроительстве заключается в нарушении биоразнообразия сообществ:
·  в снижении видового разнообразия;
·  в изменении структуры сообществ;
·  в переходе массовых и обычных видов вкатегорию редких и исчезающих.
Качественный ущерб может быть выражен только в экологическихпонятиях.
Эколого-экономический ущерб животному миру на территориивлияния гидроузла определяется как сумма ущербов в различных зонах влияния.Если ущерб обусловлен деятельностью, изменяющей среду обитания животных иприводящей к нарушению воспроизводства популяции, то размер компенсационныхвыплат устанавливается с учетом всей территории, испытывающей негативноевлияние на все время этого влияния.
Порядок оценки эколого-экономического ущерба, нанесенногоживотному миру в результате гидростроительства, определяется с использованиемМетодики [29].
 
1.3.6 Изменения растительности
Использование земли для строительства гидротехническихсооружений и создания водохранилищ приводит к отчуждению и сокращению площадей,занятых растительностью (луговой, кустарниковой, лесной и т.д.), а также кизменению условий произрастания растительности на территории, подверженнойвлиянию гидроузла. Изменение влажности и гидрохимического состава почв,изменение климатических условий вблизи водохранилищ и их нижних бьефов можетоказать заметное влияние на интенсивность развития растений, создатьблагоприятные условия для одних видов и неблагоприятные для других. Эти вопросыдолжны найти отражение при анализе воздействия ГТС на окружающую среду.
Процессы, происходящие на прибрежной зоне водохранилища(подтопление, переработка берегов, изменение микроклимата), их масштабность иразнонаправленность будут влиять на изменение характеристики биологическогоразнообразия — численность и качество экологически консервативныхпредставителей биоты, особенно на популяции редких и исчезающих видов растений,которые острее других компонентов биоты реагируют на природные и антропогенныевоздействия. Так в результате подтопления и изменения микроклимата растительныйпокров меняется в сторону мезофитизации и гигрофитизации. В целом созданиеводохранилищ может оказать впоследствии негативное влияние на генофонд,особенно редких видов растений, которые окажутся в зоне его воздействия. Однакоимеются примеры и положительного влияния изменения климата на прирост лесов вразличных природных зонах.
В нижнем бьефе в результате зарегулирования стока изменяютсяусловия, формирующие почвенный покров и пойменную растительность. Формированиеестественных лугов и их качество (краткопоемные, среднепоемные, долгопоемные)обусловлено частотой и продолжительностью затопления весной, степеньювыраженности аллювиального процесса, что тесно связано с рельефом местности,высотным расположением лугов в долине реки, климатическими условиями района.Одним из характерных примеров изменения условий служит рассмотренный в процесспреобразования русловых побочней в пойму, обусловленный регулированием стока итрансформацией русла.
Вследствие снижения паводковых расходов происходитосуходоливание (обезвоживание) пойменных земель. Одновременно с этим за счетснижения продолжительности затопления улучшается режим увлажнения земель,расположенных ниже зоны осуходоливания, происходит снижение частоты ипродолжительности затопления поймы, что приводит к трансформации поемностилугов (в сторону увеличения суходольных и краткопоемных) более низкого кормовогокачества.
Обезвоживание отрицательно влияет на пойменные заливные луга(сенокосы и пастбища), расположенные в пределах горизонта паводка 25%обеспеченности. Однако для некоторых природных зон этот фактор может носить иположительный характер, например, снижение пойменной заболоченности прирегулировании стока на участках нижнего бьефа Колымской и Усть-СреднеканскойГЭС.
Изменение водного режима реки в результате зарегулированиястока может привести к сокращению площади поймы, инициировать изменение сложившегосяв предшествующий период динамического равновесия в направлении формированиянового равновесного состояния пойменных ландшафтов (во многих случаях спреобладанием процессов облесения) в соответствии с изменившимся комплексомфакторов поймообразования.
Изменения первичных экологических режимов пойменногокомплекса затрагивают все его составляющие: луга, болота,древесно-кустарниковые сообщества, прибрежно-водные сообщества.
Изменение в растительном покрове поймы нижнего бьефапроисходит и в результате срезки уровней в период летне-осенних наводнений (восновном это положительное влияние), что должно также учитываться припрогнозировании водного режима зарегулированных водотоков.
Зимние затопления поймы и образование на ней наледей свероятностью повторения более 25% ведут к деградации растительного покрова вболотный (гигрофиты) тип с низкой хозяйственной и биологической ценностью.
Образование в нижнем бьефе в зимний период полыньи иизменение микроклимата в прибрежной полосе (повышение влажности и температуры,появление туманов) также может оказывать угнетающее влияние на растительныйпокров прибрежных территорий.
При определении влияния гидротехнического строительства нарастительность следует прогнозировать возможные изменения, которые касаются:
·  флористического разнообразиярастительности;
·  количества основных (преобладающих),а также редких и исчезающих видов растительности;
·  ареалов распространения различныхвидов растительности;
·  структуры растительного и почвенногопокрова на различных участках местности в зоне воздействия объекта;
·  соотношения площадей, занятыхразличными видами растительности;
·  границ растительных сообществ иразмеров участков, подвергающихся подтоплению, заболачиванию, иссушению.
Для снижения неблагоприятного воздействия на растительность впроекте строительства гидроузла должны намечаться мероприятия по сохранениюредких и исчезающих видов растительности (перенос на другие участки, сбор семяни др.).
В существующей практике прогноза преобразования пойменногокомплекса в нижнем бьефе в результате строительства гидроузлов приудовлетворительной прогнозируемости долгосрочных изменений имеются затрудненияв предсказании краткосрочных процессов (на 10-15 лет), что связано сотсутствием необходимых материалов о состоянии компонентов экосистем ипроцессах их эволюционных и циклических изменений.
 
1.4 Экономические последствия строительства и эксплуатацииводохранилищ
 
1.4.1Воздействие ГТС на земельные ресурсы
Изменения, вносимые созданием и эксплуатацией ГТС в режимводотока, как и изменения, происходящие в атмосфере, литосфере и биосфере впределах зоны влияния гидроузла, приводят к изменениям в природных ресурсах ибазирующихся на них отраслях хозяйства. Согласно Земельному кодексу,«регулирование отношений по использованию и охране земли осуществляетсяисходя из представлений о земле как о природном объекте, охраняемом в качествеважнейшей составной части природы, природном ресурсе, используемом в качествесредства производства в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве и основы осуществленияхозяйственной и иной деятельности на территории Российской Федерации».
При проектировании ГТС и разработке решений, обеспечивающихоптимальный водный режим, необходимо всесторонне изучить природные ихозяйственные условия региона, что позволит установить целесообразноесоотношение земельного фонда как элемента природной среды и земельного фондакак природного ресурса.
Использование земли для строительства ГТС приводит котчуждению и сокращению площадей этого невозобновимого природного ресурса, атакже к нарушению или загрязнению поверхности отводимых и прилегающих земель впроцессе строительства ГТС.
Для охраны природных ресурсов при строительстве проектныерешения должны обеспечивать:
·  сохранность особо охраняемыхтерриторий и ценных объектов окружающей среды при выборе створа гидроузла;
·  снижение землеемкости проектируемыхсооружений, включая водохранилище;
·  рациональное использование земель прискладировании строительных отходов, образовании свалок;
·  своевременную рекультивацию земель,нарушенных при строительстве;
·  снятие и использование почвенногослоя для рекультивации нарушенных земель или улучшение качества непродуктивныхи малопродуктивных сельхозземель.
К территориям природоохранного назначения относятся заказникии нерестоохранные зоны, территории лесов, выполняющих защитные функции,памятники природы и др.
При проектировании ГТС должно рассматриваться постоянное ивременное изъятие земель. В проекте строительства ГТС дается характеристикаизымаемых земель, их кадастровая оценка, выявляется стоимость ущерба от изъятияземель в сельском и других отраслях хозяйства, намечаются компенсационныемероприятия по освоению новых территорий.
При временном изъятии земель в проекте должна бытьпредусмотрена их рекультивация после использования в строительстве.
 
1.4.2Воздействие ГТС на сельское хозяйство
Строительство гидроузлов, создание водохранилищ и изменениеводного режима в нижнем бьефе оказывают большое влияние на сельское хозяйстворегиона. Направленность этого влияния во многом зависит от того, к какимпоследствиям на той или иной территории привело изменение водного и русловогорежима водотока.
На территории, предназначенной для создания водохранилища взоне постоянного затопления безвозвратно изымаются земли природоохранногоназначения и сельскохозяйственные земли: пашня, сенокосные и пастбищные угодья,многолетние насаждения, приусадебные земли. Поэтому при выборе параметровгидроузла (створа, отметки НПУ и т.д.) определяющее значение должно иметьнаименьшее изъятие ценных земель.
К зоне временного затопления относятся земельные площади,которые подвергаются паводковому воздействию после создания подпора, когдауровни паводков вероятностью превышения 5% для сельскохозяйственных земельпревышают бытовые более, чем на 0,5 м. Обычно это имеет место в хвостовой частиводохранилища. Временно затапливаемые сельскохозяйственные земли не изымаются,но, в случае снижения их качества (вследствие увеличения длительности половодьяи паводковых затоплений) по сравнению с бытовыми, они могут быть трансформированыв другие виды сельскохозяйственных угодий.
На подтопленных территориях повышение уровня грунтовых водсоздает угнетающее влияние на произрастание естественных и сельскохозяйственныхкультур и ведет к снижению продуктивности и их кормовой ценности. Изсельскохозяйственного пользования такие земли, в основном, не изымаются, атрансформируются в другие угодья с культурами менее требовательными к высокомууровню грунтовой воды (гигрофиты). Изъятие земель из сельскохозяйственногоиспользования происходит при подтоплении земель выше критических показателей.
В результате растворения подпорными водами солевых отложенийили подпором минерализованных грунтовых вод возможно засоление земель.Травостой на таких землях деградирует, развиваются галофиты (солянка,солеросы), не имеющие хозяйственной ценности.
В зоне переформирования берегов водохранилища в зависимостиот местных условий происходит аккумуляция, размыв или образование относительноустойчивых форм берега. При проектировании водохранилища определяется зонаформирования берега за десятилетний период после его наполнения. В пределахпрогнозируемого переформирования берегов земли изымаются и теряютсябезвозвратно.
При определении влияния гидроузлов на продуктивность исельскохозяйственное использование пойменных земель (в основном пойменнуюрастительность — луга) в нижнем бьефе гидроузла необходимо учитывать, чтоусловия паводкового затопления земель в долинах рек определяют степень ихсельскохозяйственной продуктивности, состав и качество сельскохозяйственныхугодий.
Водный режим рек в нижнем бьефе рассматривается как в целомза вегетационный период, так и по отдельным его составляющим — весенний, летнийи осенний периоды, в каждом из которых те или иные факторы водного режима могутбыть положительными и отрицательными. Причем действие этих факторов различно взависимости от строения (рельефа) поймы, гидрологических, агроклиматических идругих местных условий.
Положительным, как правило, является затопление земель впериод весеннего половодья, отрицательным — в летне-осенний период (периодсозревания и уборки урожая).
Влияние весеннего паводкового затопления происходит как черезсобственно обводнение земель, так и через обогащение почвы наилком. Поступлениев нижний бьеф гидроузла осветленной (без плодородного наилка) воды снижает всреднем на 15% продуктивность лугов, расположенных в пределах уровней паводкаповторяемостью 25%.
Сдвижка сроков затопления земель на летний период в условияхрегулирования стока может привести к гибели посевов сельскохозяйственныхкультур и сформировавшегося естественного травостоя.
Временные затопления могут создаваться в нижнем бьефегидроузла в результате повышения уровней возросших меженных расходов за счетсуточного или недельного регулирования стока. При частом повторении такихзатоплений происходит заболачивание земель, снижение кормовой ценности лугов иих продуктивности.
При оценке влияния строительства гидроузла на сельскоехозяйство следует учитывать снижение вероятности и продолжительности наводненийза счет аккумуляции воды в водохранилище и уменьшения паводковых расходов водыв нижнем бьефе.
Отрицательное влияние мощных наводнений на сельское хозяйствопроявляется в потере плодородного почвенного слоя (смыв), загрязнении изахламлении земельных угодий, гибели урожая различных культур, снижениипродуктивности и возможностей использования естественных лугов (сенокосов ипастбищ).
Регулирование стока рек является мощным оружием в борьбе снаводнениями и может обеспечить снижение частоты, продолжительности и мощностинаводнений. Проектируемый водный режим должен включать оптимальные варианты какпо созданию регулирующей противопаводковой емкости, так и по максимальнойсрезке уровней в периоды наводнений.
При определении влияния наводнений на сельскохозяйственноепроизводство должна устанавливаться взаимосвязь водного режима рек ииспользования земель, после чего через систему агроэкономических показателейоцениваться влияние регулирования стока на природную и экономическую ценностьземель в нижнем бьефе.
Отмеченные факторы показывают насколько необходима оценкауровенного режима реки на участке, где в наибольшей мере ощутимо влияниесуточного регулирования стока. Большое значение также имеют процессытрансформации русла в нижнем бьефе и регрессивной аккумуляции наносов в зоневыклинивания подпора водохранилищ. Прогноз этих явлений может внести коррективыв схему регулирования стока, направленные на снижение негативного влияния этихпроцессов.
1.4.3 Воздействие ГТС на рыбные ресурсы и рыбное хозяйство
Строительство гидроузлов обусловливает, как правило,негативное воздействие на природные биологические ресурсы водных объектов, втом числе на состояние рыбных запасов. В связи с этим при проектированиигидроузлов необходимо выполнение работ по следующим направлениям:
·  изучение биологических ресурсовводных объектов, подверженных влиянию гидротехнических сооружений, в бытовыхусловиях;
·  прогнозирование влияния строительстваи эксплуатации ГТС на биологические ресурсы;
·  оценка этого влияния в натуральных истоимостных показателях;
·  разработка мероприятий по снижениюнегативных последствий строительства и эксплуатации ГТС на биологическиересурсы и по компенсации ущербов.
В результате изучения биоресурсов водных объектов,подверженных влиянию проектируемого ГТС, должна быть разработанарыбохозяйственная характеристика, включающая сведения о рыбохозяйственнойкатегории водного объекта, о видовом составе рыб, в том числе основныхпромысловых и проходных видах, о полной и рыбохозяйственной продуктивности, осуществующем рыбохозяйственном использовании водного объекта (по данным улововза последние пять лет), о перспективах рыбохозяйственного использования водногообъекта.
Прогнозирование влияния ГТС позволяет определить границыводных объектов, в акватории которых можно ожидать проявлений негативноговоздействия на биоресурсы. В пределах этих акваторий должны быть определены:
·  расположение, границы, площади ипродуктивность нерестилищ с указанием видового состава нерестующихсяпромысловых рыб и сроках нереста;
·  места сосредоточения молоди суказанием их границ, площади, а также видового состава, периодов выклева молодии ее концентрации на единицу объема воды;
·  пути миграции нерестовых и проходныхрыб с указанием сроков миграции и видового состава мигрантов;
·  зимовальные ямы, их площади, границы,видовой состав рыб, зимующих в них, плотности зимних скоплений рыб.
Эти сведения составляют рыбохозяйственную характеристикуводного объекта и (или) его участка, они разрабатываются организациямиГлаврыбвода РФ на основании материалов государственного учета илирыбохозяйственного кадастра водного объекта; при их отсутствии проводятсяспециальные исследования.
Для снижения негативного воздействия проектируемого объектаопределяется характер и степень влияния каждого фактора (из числа рассмотренныхв предыдущих главах) на условия формирования рыбных запасов водного объекта сучетом их состояния на момент проектирования.
На основе этого назначается состав и объем необходимыхрыбоохранных или восстановительных мероприятий.
В случае невозможности предотвращения негативного воздействияна рыбные запасы разрабатывается рыбоводно-биологическое обоснование поопределению размера ущерба и направлению компенсационных мероприятий.
При проектировании и строительстве гидротехническихсооружений одновременно проектируют мероприятия по рыбохозяйственному освоениюбудущего водохранилища.
Научные и проектные работы по рыбохозяйственным мероприятиямвыполняют специализированные проектные организации.
Представляемая на рассмотрение и согласование органамГлаврыбвода РФ проектная документация на строительство гидротехническихсооружений должна содержать:
·  предложения по организации и срокамработ в акватории рыбохозяйственных водоемов, исходя из необходимостисоблюдения условий для сохранения и воспроизводства рыбных запасов;
·  расчеты возможного ущерба рыбнымзапасам при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений;
·  перечень и состав компенсационныхмероприятий, направленных на восстановление наносимого ущерба рыбномухозяйству.
 
1.4.4 Воздействие ГТС на судоходство
Зарегулирование стока и создание водохранилищ позволяютобеспечивать повышенные по сравнению с бытовым состоянием нормированныесудоходные глубины. Тем самым достигается увеличение допустимой осадки судов,их грузоподъемности и грузооборота водотока как судоходного пути. Влияниегидроузла на ледотермический режим позволяет значительно удлинить навигационныйпериод на замерзающих реках.
В период строительства гидроузла при сужении руслаперемычками, при перекрытии русла нарушение гидравлического режима реки можетотрицательно сказаться на условиях навигации. При проектировании условийпропуска строительных расходов через створ гидроузла необходимо учитыватьтребования, обеспечивающие безаварийность судовождения в районе строящихсясооружений: скорости потока и искривление течения по оси судового хода недолжны превышать допустимых значений. Необходимо также учитывать переотложениенаносов, вымываемых водным потоком из суженного перемычками русла иосаждающихся ниже створа строящихся сооружений нередко с образованием мели илибара (переката), которые затрудняют судоходство вследствие уменьшения глубин.
Гидравлический режим зарегулированных судоходных рек долженобеспечивать:
·  соблюдение минимальных судоходныхпопусков, обеспечивающих гарантированные (нормированные) глубины; особенно этоважно в меженный период в нижних бьефах гидроэлектростанций, осуществляющихсуточное регулирование мощности;
·  соблюдение требований скоростного иуровенного режима при интенсивном суточном регулировании: скорости перемещенияволн попуска и их крутизна не должны создавать аварийных ситуаций, особенно длямаломерных судов.
Вследствие русловых переформирований в бьефах гидроузловвозможны изменения условий судоходства на трассе судового хода. В верхнихбьефах это особенно ощутимо в зоне выклинивания подпора водохранилища, где врезультате регрессивной аккумуляции наносов может происходить образованиепереката или дельты с глубинами недостаточными для прохождения судов.Обеспечение судоходства здесь возможно путем проведения дноуглубительных работ:
В нижних бьефах прохождение волн отложения наносов наперекатах в процессе переформирования русла при прохождении высоких паводковтакже приводит к необходимости проведения дноуглубительных работ дляподдержания необходимых по условиям судоходства габаритов судового хода. Какпоказывает опыт, наибольшие объемы дноуглубительных работ в нижних бьефахоказываются необходимыми в первые годы эксплуатации гидроузла. По мереэксплуатации и трансформации русла зона интенсивной заносимости перекатовпостепенно смещается вниз по течению, оставляя на участке, примыкающем кгидроузлу, русловые формы, характеризуемые значительной устойчивостью посравнению с бытовым состоянием реки. При изучении проблем заносимости перекатовв нижнем бьефе гидроузлов особое внимание следует обращать на участоксопряжения низового подходного канала шлюза с руслом реки, где, как показываетопыт, в первые годы эксплуатации гидроузла (до 10-15 лет на равнинных реках,дно которых сложено мелким песком) требуется выполнение больших объемовдноуглубительных работ для поддержания гарантированных габаритов судового ходав период навигации.
Понижение уровней воды в нижнем бьефе гидроузла, происходящеевследствие преобладания общего размыва в ходе трансформации русла, следуетучитывать при назначении отметки порога (короля) нижней головы шлюза.Отсутствие научно обоснованного прогноза понижения уровня может явитьсяпричиной того, что со временем глубина воды на пороге окажется недостаточнойдля прохождения судов и для поддержания судоходства потребуется увеличениерасхода минимального попуска, обеспечивающего условия судоходства. В итоге этоведет к необходимости пересмотра правил использования водных ресурсов изначительным потерям в выработке электроэнергии, особенно в периоды пиковойнагрузки.
Эксплуатация речного флота в бьефах гидроузлов требуетпостоянного мониторинга состояния трассы судового хода, корректирования ее помере необходимости, организации судоходных прорезей на лимитирующих перекатах,особенно в первые годы эксплуатации гидроузлов.
1.4.5 Воздействие ГТС на водоснабжение
Основные факторы, которые могут оказывать влияние на работусооружений промышленного и коммунального водоснабжения, расположенных в бьефахгидроузлов, сводятся, главным образом, к изменениям руслового, ледового игидравлического режимов. Для водозаборных сооружений, кроме того, существенноевлияние может оказывать гидрохимический режим водотока в тех случаях, когдаминерализация и химический состав вод претерпевают изменения, которые приводятк необходимости дополнительной очистки воды с целью снижения концентрациисодержащихся в ней компонент до уровня, не превышающего ПДК.
В верхних бьефах гидроузлов может оказаться необходимымперенос водозаборных сооружений, расположенных в зоне затопления.Конструктивное оформление водозаборов, размещенных в зоне колебания уровняводохранилища, должно обеспечивать бесперебойность их работы во всем диапазонеизменения уровней воды.
На водозаборных и водовыпускных сооружениях, расположенных вухвостье водохранилища, где вследствие регрессивной аккумуляции наносоввозможно повышение дна водотоков, может возникнуть необходимость реконструкцииили проведения мероприятий, защищающих эти сооружения от заносимости.
Следует особое внимание обращать на сооружения системводоснабжения на водохранилищах, являющихся нижними бьефами выше расположенныхгидроузлов. При определенных сочетаниях работы водопропускных сооруженийгидроузла, образующего водохранилище, и суточном регулировании мощности ГЭСвыше расположенной ступени каскада в некоторых местах водной акватории могутвозникать обратные течения, при которых возникает опасность поступления вводозабор вредных (неочищенных) сбросов водовыпусков промышленных предприятий.В таких случаях необходимо вводить ограничения на режимы регулирования мощностиверхней ступени каскада.
В нижних бьефах гидроузлов негативное влияние на работуводозаборных сооружений могут оказывать следующие явления:
·  падение уровней воды вследствиетрансформации русла нижнего бьефа;
·  повышенная заносимость руславследствие переотложений наносов в процессе трансформации русла;
·  шуголедовые явления в начальныйпериод зимнего сезона и в местах расположения полыней.
Эти же явления могут оказывать неблагоприятное воздействие ина водовыпускные сооружения.
В нижних бьефах ГЭС, осуществляющих суточное и недельноерегулирование мощности, необходимо соблюдение базового попуска, обеспечивающегокомандные уровни на водозаборных сооружениях.
Изменения гидрогеологической ситуации в зоне влиянияводохранилищ могут повлиять на условия забора подземных вод как в сторону ихулучшения, так и в сторону ухудшения. Анализ этого влияния необходим длярешения вопроса дальнейшего функционирования водозаборов из подземныхисточников.
 
1.4.6 Воздействие ГТС на рекреацию
Зарегулирование стока и создание водохранилищ оказываютсущественное влияние на условия использования водотока для целей рекреации — организованного или самостоятельного («дикого») отдыха людей вместах, характеризуемых наиболее благоприятными природными условиями. Появлениеводохранилищ приводит, с одной стороны, к затоплению привычных мест отдыхалюдей, с другой стороны, создает условия, способствующие развитию водных видовспорта, строительству и эксплуатации лечебно-оздоровительных предприятий —турбаз, санаториев, пансионатов, домов отдыха, спортивных лагерей.
Функционирование этих предприятий и условия отдыха в них взначительной мере зависят от колебания уровней воды и течений в водохранилище,обусловленных особенностями эксплуатации гидроузла, гидротермического режима имикроклимата региона, формирующегося в зоне влияния водохранилища,заболоченности прибрежных территорий, абразии береговых склонов, зарастаниямелководий и «цветения» воды. Особую опасность для отдыхающих,занимающихся водными видами спорта, представляют периоды сильного волнения, атакже периоды работы водосбросных сооружений гидроузла, когда на акватории,примыкающей к водосбросам, возникают сильные течения.
В нижних бьефах гидроузлов изменение условий использованияводотока для рекреационных целей происходит под преобладающим влияниемследующих факторов:
·  прохождения волн попусков прирегулировании мощности гидроэлектростанции или в процессе опорожнения камершлюзов;
·  понижения температуры воды в летнийпериод и наличие полыньи в зимний период на участке, примыкающем к гидроузлу.
Эти факторы могут оказывать неблагоприятное воздействие наусловия использования водотока при отдыхе на пляжах, купании, рыболовстве,занятиях водными видами спорта и охотой.
Положительное влияние на условия отдыха в нижнем бьефеоказывает увеличение меженных уровней воды в реке и снижение уровней и частотызатоплений территорий в паводки.
Использование водохранилищ и нижних бьефов для целейрекреации сопровождается возрастанием степени непосредственного влияния наприродные комплексы отдыхающих людей, их транспортных средств, строительствалечебно-оздоровительных предприятий, объектов инфраструктуры и другихсооружений.
Как вид интенсивного природопользования рекреация требуетконтролируемого и регулируемого развития. Даже в пределах одного достаточнокрупного водохранилища на различных участках его акватории и береговой зонынеобходим дифференцированный подход к организации рекреационной деятельности спрогнозом ее возможных негативных последствий. Другим направлениемрационализации использования зарегулированных рек в целях рекреации может статькомплексный учет противоречий между отдельными видами отдыха и поиск путейсогласования их интересов [27].
 
1.4.7 Воздействие ГТС на социально – демографическую сферу
Строительство подпорных гидротехнических сооружений,приводящее к затоплению и подтоплению значительных территорий, изменениюгидрологического, руслового и термического режимов водотока, а такжеклиматических условий региона приводит к образованию в зоне влияния гидроузланового природно-технического комплекса, что оказывает существенное влияние насоциальную сферу [6, 28]. Население территорий, попавших в зону затопления,вынуждено покидать привычные места проживания. Жители прилегающих территорийдолжны приспосабливаться к изменяющимся условиям, что иногда приводит кнеобходимости изменения профессиональной ориентации (например, охотников,рыболовов).
Социальный аспект влияния гидротехнического строительствазатрагивает различные социально-демографические процессы. Среди них выделяютсяследующие положительные последствия, которые имеют как непосредственное, так икосвенное отношение к строительству и эксплуатации гидротехнических объектов:
·  создание высокооплачиваемых рабочихмест и повышение квалификации занятых в общественном производстве работников;
·  развитие социальной инфраструктуры,строительство современного благоустроенного жилья в районе создаваемогогидроузла, улучшение условий энергоснабжения включаемых в энергосистемунаселенных пунктов (появление возможности стабильного круглогодичногообеспечения горячей водой и перевода на электроснабжение в условиях дефицитаорганического топлива в зимний период, предоставление льгот на оплатуэлектроэнергии);
·  развитие строительной индустриирегиона;
·  увеличение притока денежных средств всубъект РФ, на территории которого создается гидроузел, в виде инвестиций встроительство, а в последствии — налоговых отчислений;
·  развитие в связи со строительствомгидроузла сухопутных транспортных связей с соседними регионами, что, наряду сулучшением условий судоходства, создает более благоприятные условия для добычии транспортировки полезных ископаемых и других ресурсов региона;
·  повышение надежности энергоснабжения,появление современных средств связи и телекоммуникаций, способствующихповышению уровня образования населения с минимальным отрывом от родной среды;
·  снижение себестоимости электроэнергиив системе, в которую включается ГЭС (при условии замещения выработки тепловыхи/или дизельных электростанций);
·  увеличение доли водных ресурсов,доступных к хозяйственному освоению и рекреационному использованию;
·  экономия органического топлива,ведущая к снижению выбросов в атмосферу загрязняющих веществ и, соответственно,вероятности выпадения кислотных дождей и загрязнения почв тяжелыми металлами иопасными соединениями.
Помимо положительных социальных эффектов при созданиигидротехнических сооружений, строительство и эксплуатация крупных гидроузловявляется причиной отрицательно воспринимаемых населением возможных последствий,к числу которых относятся:
·  переселение людей из зон отчуждения,затопления, подтопления, переформирования берегов и т.д., порождаемоегидротехническим строительством и развитием хозяйственной инфраструктуры набазе гидротехнических объектов, которое приводит к разрушению существующих, какправило, устойчивых до вмешательства социумов;
·  изменения в традиционном укладе жизнии вынужденная миграция коренного населения из зоны влияния гидроузлов из-занеобратимого изменения природных, социально-экономических, культурных,санитарно-биологических и других условий жизни, что может привести кдестабилизации естественных социумов и этнографических образований в регионе;
·  переселение в зону влияния ГТСжителей из других районов, социально-экономическому развитию которых неуделяется должное внимание; нарушение устойчивого развития новых социумоввследствие затягивания сроков строительства ГТС по различным экономическим(нехватка финансов и материальных средств) и социальным (недостаток трудовыхресурсов) причинам; в этом случае социальный фактор может существенноухудшаться и в связи с недостаточностью или отсутствием средств, необходимыхдля удовлетворения природоохранных и социальных нужд;
·  деградация социально-демографическихструктур, развитых на базе приезжего населения и коренного населения,вырванного из традиционного уклада жизни, по причине увеличения безработицы идругим причинам по мере завершения строительных работ на гидроузле;
·  эвакуация людей на случай аварий ичрезвычайных ситуаций на гидроузле;
·  нарушение социальной стабильностивследствие необъективной, неполной или необоснованной информации о степенинадежности и безопасности проектируемых, строящихся или эксплуатируемых ГТС.
Существенное влияние на социально-демографическую ситуацию можетоказать приезд на место строительства гидроузлов большого количества некоренного населения с отличными от местных жителей образом жизни ипотребностями.
В период эксплуатации построенных сооружений возникшая завремя строительства инфраструктура (наличие эксплуатационного персонала,набранного, как правило, из числа не коренного населения и отличающегося отнего более высоким уровнем профессиональной подготовки) может явиться причинойсоциальных конфликтов.
Особенно тяжелые социальные последствия несет нарушениестабильности специфических этнических образований и среды обитания малыхнародов. Кроме проблемы занятости, характерными проблемами являются такжеухудшение здоровья представителей малых народов и, как следствие, увеличениесмертности и снижение рождаемости, рост иждивенческих настроений.
Изменения климатических условий в районе расположениягидроузла, состава атмосферного воздуха и качества воды в верхнем и нижнембьефах могут отразиться на состоянии здоровья населения. При прогнозированиивозможных медико-биологических последствий этих изменений следуетруководствоваться рекомендациями [25].
При разработке проекта переселения населения производятся:
·  обследование населенных пунктов иотдельно расположенных сооружений в зоне влияния гидроузла;
·  определение степени воздействия ГТСна населенные пункты и отдельно расположенные сооружения;
·  разработка проектных решений поразмещению и хозяйственному устройству переселяемого населения;
·  определение объемов работ и затрат,связанных с восстановлением населенных пунктов, промышленных предприятий ипрочих хозяйственных объектов;
·  определение площади земель,необходимых для размещения переносимых населенных пунктов и других объектов, атакже приусадебных участков;
·  установление состава и размеров убытков,связанных с выносом строений и сооружений, подлежащих возмещениюземлепользователям и водопользователям.
При оценке воздействия строительства насоциально-демографическую среду стоимость переселения и возмещения убытковземлепользователей определяется Генеральным проектировщиком с привлечениемспециализированных организаций.
Прогнозирование социально-демографических процессов припроектировании ГТС может существенно повлиять на выбор створа сооружений, еготипа, темпов строительства как самого гидротехнического объекта, так и объектовинфраструктуры. Большое внимание при этом должно уделяться мерам по снижениювероятности возможных конфликтных ситуаций [28].

1.5 Разработка экологическихкритериев для проведения водохозяйственных работ
 
1.5.1 Экологический сток
Приустановлении нормативов предельно допустимого изъятия речного стока нет единогоподхода, и ключевой является задача определения величины«критического» стока воды, не обеспечение которого негативносказывается на речной экосистеме, т.е. вызывает ее деградацию. На данный моментстепень предельно допустимого истощения водных ресурсов (ПДИ) экологически необоснована и не имеет официальных нормативов.
Вкачестве экологического критерия, регламентирующего безвозвратное изъятиеводных ресурсов из водотоков, целесообразно использовать значениеэкологического стока. Под экологическим стоком понимается режим речного стока,необходимый для поддержания экологической целостности речных экосистем(Фащевский Б.В., 1993; Дубинина В.Г., 2002; Маркин В.Н., 2003; Dyson etal., 2003; Владимиров А.М., Орлов В.Г., 2005;Данилов-Данильян В.И., 2006; и др.).
Для сохранения водных экосистемнеобходимо ограничить допустимую степень регулирования определенными рамками ввиде соответствующей величины стока, названного экологическим. При этомколичественная оценка экологического стока, базируется на оценке взаимосвязиэлементов гидрологического режима и биоценозов поймы русла.
Термин «экологический сток»подразумевает внеэкономический подход. Экологический сток учитывает фазыразвития водного режима и включает и весеннее половодье, и дождевые паводки, илетнюю и зимнюю межени. При этом использовать термин «минимальный»(необходимый, допустимый и т.п.) представляется недопустимым, т.к. остаточныйэкологический сток весеннего половодья и дождевых паводков в год 25%-нойобеспеченности принимается равным естественному стоку 50%-ной обеспеченности.Поэтому о минимуме говорить не корректно.
Экологический сток учитывает весьприродный комплекс речных систем – рыбу, луга, леса, птиц, млекопитающих,поэтому отпадает необходимость говорить о сельскохозяйственных,рыбохозяйственных и т.п. расходах (попусках), обеспечивающих необходимыеглубины, скорости, затопление поймы и т.п [30].
Анализ кривых связи урожайностипойменных лугов, воспроизводства фито- и зоопланктона, донных беспозвоночных иуловов рыбы со сдвигом на срок достижения промыслового возраста,воспроизводства околоводных млекопитающих и птиц с гидрологическимихарактеристиками показывает, что для средних и крупных рек минимумпродуктивности приходится на очень маловодные и очень многоводные годы, а помере приближения к среднему по водности году воспроизводство всех видоворганизмов нарастает и достигает максимума. Следует при этом помнить, что этотвывод относится к средним многолетним кривым, а в отдельные годы могутнаблюдаться отклонения в ту или иную сторону от средней.
Слабое затопление или незатоплениепоймы в весенне-летний период приводит к снижению площади кормовых угодий икормовой базы всех видов рыб (т.к. пойма является основной фабрикой кормов всехгидробионтов), что ведет к резкому снижению их воспроизводства. Маловодьеосенне-зимнего периода нарушает условия нереста литофильных рыб, особенно впериод ледостава отмечается заморы и перемерзание нерестовых бугровосенне-нерестующих видов. Отсутствие затопления поймы снижает урожайностьлуговой растительности и ухудшает условия воспроизводства водоплавающих птиц имлекопитающих (снижение кормовой базы, ухудшение условий гнездования и т.п.).
Таким образом, на кривойобеспеченности гидрологических характеристик (объемов половодья, сроковзатопления, среднего уровня за половодье, глубины межени и др.) выделяютсяпредельные значения величин соответствующей частоты повторения, которые могутбыть обозначены как красные линии – 0,1 и 99,9 %. Действительно, хорошоизвестно, что в течение ближайших 1000 лет необратимых изменений в большейчасти речных и озерных экосистем в естественных условиях развития природы (безвоздействия человека) не произошло, т.е. имели место катастрофическимноговодные и катастрофически маловодные годы, очень многоводные и оченьмаловодные (5-10 % и 90-95 % обеспеченности, повторяющиеся иногда 2 годаподряд). Однако по мере дальнейшего повторения лет, близких по водности ксреднему (40-60 % обеспеченности) с учетом внутригодового режима, экосистемавосстанавливалась в исходное состояние. В этом случае устойчивость экосистемы,ее гомеостаз обеспечиваются ритмическими колебаниями гидрологическиххарактеристик по вертикали (по величине), по горизонтали (по времени внутригода) и по частоте (по времени от года к году).
Устойчивость или надежностьгеосистемы оценивается вероятностью его безотказного функционирования в течениедлительного периода времени в определенных граничных условиях. Устойчивостьречных геосистем (экосистем) зависит от устойчивости ее отдельных компонентов.В естественной природе надежность функционирования геосистем (экосистем)приближается к 100%, однако никогда не достигает этой величины вследствие того,что и в естественной обстановке существуют природные катаклизмы (катастрофы) –землетрясения, селевые паводки, вулканическая деятельность, подвижки ледников,катастрофические засухи и др.
Учитывая, что надежность иустойчивость эко- и геосистем базируется на вероятностных процессах, описываемыхкривыми распределения, кривая распределения в этом случае описывает некуюсистему, способную сохранять устойчивость в пределах колебаний от 0,1 до99,9%-ной обеспеченности. Подтверждением этому служат сравнительные данныепараметров кривых распределения (обеспеченности), характеризующих речной сток(половодья, паводков, межени), кислородный режим, урожайность лугов, уловырыбы, урожайность сеголеток рыбы, биомассу и численность зоопланктона, добычушкурок и др.
Нижний предел допустимых изменений можетрасцениваться по степени равноущербности компонентам живой природы в расчетныепо водности годы. Известно, что для большинства рек в период весеннегополоводья в годы 95%-ной обеспеченности поймы их не затапливаются. Аналогичнаякартина наблюдается в половодье и в годы 99%-ной обеспеченности [30].
В целом годовой сток 99%-нойобеспеченности соответствует вековым запасам водных ресурсов в речной системе.Аналогично в озерах уровень 99%-ной обеспеченности соответствует вековымзапасам воды в озере.
Верхним пределом, соответствующимнаиболее благоприятным экологическим уровням жизни реки является год 95%-нойобеспеченности по водности. Таким образом, относя 50%-ный естественный сток к25% обеспеченности экологического стока и 99%-ный естественный сток к 95%экологического и соединив их логнормальной кривой на клетчатке вероятностей, мыполучаем кривую обеспеченности экологического стока [30].
Следует отметить, что речной сток,выражаемый расходами воды в оставляемых ниже створах регулирования и изъятияводных ресурсов для охраны природы несет в себе большую смысловую нагрузку, чемтолько количество воды. Поэтому экологический сток служит комплекснымпоказателем, учитывающим все перечисленные выше гидрологические характеристики.
 

2Правовые основы и методы обеспечения природоохранного законодательства вобласти защиты и охраны водных ресурсов
 
Основнымзаконом Российской Федерации является Конституция РФ, которая гласит то, что "Человек,его права и свободы являются высшей ценностью. Признание, соблюдение и защитаправ и свобод человека и гражданина — обязанность государства".
В соответствии сКонституцией Российской Федерации каждый имеет право на благоприятнуюокружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережноотноситься к природным богатствам, которые являются основой устойчивогоразвития, жизни и деятельности народов, проживающих на территории РоссийскойФедерации.
В соответствии с этимпринят ряд законов и правовых нормативных актов регламентирующих положениеданной статьи, которые представлены в таблице 5.
Таблица5 – Основные нормативно – правовые акты в области защиты и охраны водныхресурсов.№ Название Дата Номер Федеральные законы РФ 1 ФЗ «Водный кодекс РФ»
16.11.1995
(с изменениями от 30.12.2001) № 167-ФЗ 2 ФЗ «Об охране окружающей среды» 10.01.2002 № 7-ФЗ 3 ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях» 14.03.1995 № 33-ФЗ 4 ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений»
21.07.1997
(с изменениями от 27.12.2000) № 117-ФЗ 5 ФЗ «Об экологической экспертизе» 22.11.1995 № 173-ФЗ Постановления правительства РФ 6 ППРФ «Об утверждении Положения о декларировании безопасности гидротехнических сооружений» 06.11.1998 № 1303 7 ППРФ «О приемке в эксплуатацию законченных строительством объектов» 23.01.1981 № 105 8 ППРФ «О возложении функций государственного надзора за безопасностью судоходных гидротехнических сооружений на министерство транспорта РФ» 20.05.1998 № 466 9 ППРФ «О порядке формирования и ведения российского регистра гидротехнических сооружений» 23.05.1998 № 490 10 ППРФ «Об организации государственного надзора за безопасностью гидротехнических сооружений» 16.10.1997 № 1320 Положения правительства РФ 11 «Положение о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения» № 2640-82 12 «Положение об оценке воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в РФ» 16.05.2000 № 372
Законы Республики Башкортостан 13 «О государственном комитете Республики Башкортостан по экологии и природопользованию» 29.02. 1992 14 «Экологический кодекс Республики Башкортостан» 28.10.1992 15 «Водный кодекс Республики Башкортостан» 13.07.1993 16 «Об особо охраняемых природных территориях в Республике Башкортостан» 31.07.1995 № 5-З Госты
  «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» ГОСТ 2761-84
  «Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов» ГОСТ 17.1.5.02.80
  «Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения». ГОСТ 19185-73
  СНиПы
  «Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов» СНиП П-60-75**
  «Инженерная защита территории от затопления и подтопления» СНиП 2.06.15-85
  " Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования" СНиП 2.06.01-86
  «Строительные нормы и правила водоснабжение наружные сети и сооружения» СНиП 2.04.02-84*
 
«Строительные нормы и правила нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)» СНиП 2.06.04-82* (1989, с изм. 2 1995)
  «Строительные нормы и правила гидротехнические сооружения речные» СНиП 3.07.01-85
  " Строительные нормы и правила гидротехнические морские и речные транспортные сооружения" СНиП 3.07.02-87
  Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. СНиП 11-01-95
  Методические рекомендации
  Методические рекомендации по прогнозированию переформирований берегов водохранилищ П 30-75/ВНИИГ. Л. 1975.
  Рекомендации по прогнозированию подтопления берегов водохранилищ и использованию подтопленных земель П 71-78/ВНИИГ. Л. 1978
  Рекомендации по термическому расчету водохранилищ П 78-79/ ВНИИГ. Л. 1979
  Рекомендации по расчету трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов П 95-81/ВНИИГ. Л. 1981
  Рекомендации по расчету длины полыньи в нижних бьефах ГЭС П 28-86/ВНИИГ Л. 1986
  Рекомендации по прогнозированию изменений местного климата и его влияния на отрасли народного хозяйства в прибрежной зоне водохранилищ П 850-87/ Гидропроект. М. 1987
 
Федеральный закон об охране окружающей среды
Федеральный законопределяет правовые основы государственной политики в области охраны окружающейсреды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач,сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия иприродных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущихпоколений, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды иобеспечения экологической безопасности.
Федеральный законрегулирует отношения в сфере взаимодействия общества и природы, возникающие приосуществлении хозяйственной и иной деятельности, связанной с воздействием наприродную среду как важнейшую составляющую окружающей среды, являющуюся основойжизни на Земле, в пределах территории Российской Федерации, а также наконтинентальном шельфе и в исключительной экономической зоне РоссийскойФедерации.
Основные принципыохраны окружающей среды
Хозяйственная и инаядеятельность органов государственной власти Российской Федерации, органовгосударственной власти субъектов Российской Федерации, органов местногосамоуправления, юридических и физических лиц, оказывающая воздействие наокружающую среду, должна осуществляться на основе следующих принципов:
· соблюдениеправа человека на благоприятную окружающую среду;
· обеспечениеблагоприятных условий жизнедеятельности человека;
· научнообоснованное сочетание экологических, экономических и социальных интересовчеловека, общества и государства в целях обеспечения устойчивого развития иблагоприятной окружающей среды;
· охрана,воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов как необходимыеусловия обеспечения благоприятной окружающей среды и экологическойбезопасности;
· ответственностьорганов государственной власти Российской Федерации, органов государственнойвласти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления заобеспечение благоприятной окружающей среды и экологической безопасности насоответствующих территориях;
· платностьприродопользования и возмещение вреда окружающей среде;
· независимостьконтроля в области охраны окружающей среды;
· презумпцияэкологической опасности планируемой хозяйственной и иной деятельности;
· обязательностьоценки воздействия на окружающую среду при принятии решений об осуществлениихозяйственной и иной деятельности;
· обязательностьпроведения в соответствии с законодательством Российской Федерации проверкипроектов и иной документации, обосновывающих хозяйственную и иную деятельность,которая может оказать негативное воздействие на окружающую среду, создатьугрозу жизни, здоровью и имуществу граждан, на соответствие требованиямтехнических регламентов в области охраны окружающей среды; (в ред. Федеральногозакона от 18.12.2006 N 232-ФЗ)
· учетприродных и социально-экономических особенностей территорий при планировании иосуществлении хозяйственной и иной деятельности;
· приоритетсохранения естественных экологических систем, природных ландшафтов и природныхкомплексов;
· допустимостьвоздействия хозяйственной и иной деятельности на природную среду исходя изтребований в области охраны окружающей среды;
· обеспечениеснижения негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности наокружающую среду в соответствии с нормативами в области охраны окружающейсреды, которого можно достигнуть на основе использования наилучших существующихтехнологий с учетом экономических и социальных факторов;
· обязательностьучастия в деятельности по охране окружающей среды органов государственнойвласти Российской Федерации, органов государственной власти субъектовРоссийской Федерации, органов местного самоуправления, общественных и иныхнекоммерческих объединений, юридических и физических лиц;
· сохранениебиологического разнообразия;
· обеспечениеинтегрированного и индивидуального подходов к установлению требований в областиохраны окружающей среды к субъектам хозяйственной и иной деятельности,осуществляющим такую деятельность или планирующим осуществление такойдеятельности;
· запрещениехозяйственной и иной деятельности, последствия воздействия которой непредсказуемыдля окружающей среды, а также реализации проектов, которые могут привести кдеградации естественных экологических систем, изменению и (или) уничтожениюгенетического фонда растений, животных и других организмов, истощению природныхресурсов и иным негативным изменениям окружающей среды;
· соблюдениеправа каждого на получение достоверной информации о состоянии окружающей среды,а также участие граждан в принятии решений, касающихся их прав на благоприятнуюокружающую среду, в соответствии с законодательством;
· ответственностьза нарушение законодательства в области охраны окружающей среды;
· организацияи развитие системы экологического образования, воспитание и формированиеэкологической культуры;
· участиеграждан, общественных и иных некоммерческих объединений в решении задач охраныокружающей среды;
· международноесотрудничество Российской Федерации в области охраны окружающей среды.
Федеральныйзакон об особо охраняемых природных территориях
Особоохраняемые природные территории – участки земли, водной поверхности ивоздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы иобъекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное,эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъятырешениями органов государственной власти полностью или частично изхозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны.
Особоохраняемые природные территории относятся к объектам общенациональногодостояния.
НастоящийФедеральный закон регулирует отношения в области организации, охраны ииспользования особо охраняемых природных территорий в целях сохраненияуникальных и типичных природных комплексов и объектов, достопримечательныхприродных образований, объектов растительного и животного мира, их генетическогофонда, изучения естественных процессов в биосфере и контроля за изменением еёсостояния, экологического воспитания населения.
Федеральныйзакон о безопасности гидротехнических сооружений
Федеральный закон регулирует отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, эксплуатации, реконструкции, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений, устанавливает обязанности органов государственной власти, собственников гидротехнических сооружений и эксплуатирующих организаций по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений.
Закон распространяется на следующие гидротехнические сооружения: плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов.
Правительство Российской Федерации:
·  обеспечивает безопасность гидротехнических сооружений, находящихся в федеральной собственности, а также безопасность гидротехнических сооружений в составе предприятий, входящих в федеральную энергетическую систему;
·  разрабатывает и реализует государственную политику в области безопасности гидротехнических сооружений;
·  разрабатывает и реализует федеральные программы обеспечения безопасности гидротехнических сооружений;
·  организует государственный надзор за безопасностью гидротехнических сооружений.
Федеральный закон об экологической экспертизе
Экологическая экспертиза — установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы.
Федеральный закон регулирует отношения в области экологической экспертизы, направлен на реализацию конституционного права граждан Российской Федерации на благоприятную окружающую среду посредством предупреждения негативных воздействий хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду и предусматривает в этой части реализацию конституционного права субъектов Российской Федерации на совместное с Российской Федерацией ведение вопросов охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.
 

3.Оценка гидроэкологических изменений в результате строительства Павловскогогидроузла на реке Уфа
 
3.1 Алгоритм расчета экологического стока
 
Алгоритм расчета экологического стокапри наличии длительных рядов наблюдений сводится к следующей последовательностиопераций:
ü  формируются матрицы среднемесячныхрасходов воды и рассчитываются среднегодовые расходы воды;
ü  определяются расчетные значенияестественного годового стока различной обеспеченности;
ü  по установленным на основе массовогомашинного эксперимента соотношения обеспеченности естественного иэкологического стока принимаются следующие значения годового стока 99%естественного как 95% экологического, 75% естественного как 50% экологического,50% естественного как 25% экологического и т.д. [30];
ü  относительное (в долях от единицы)расчетное внутригодовое распределение экологического стока принимается равнымраспределению естественного стока той же смежной обеспеченности (99%-95%,95%-85% и т.д.);
3.2 Проверка на однородность
Для расчета экологического стока используются рядыгидрологических наблюдений за расходами воды (Q) за многолетний период (Т),которые подвергаются статистической обработке. Ее проведение предполагаетоднородность исходных величин и их случайный характер. Если степень случайностиопределяется естественными причинами, то нарушение однородности значенийвременных рядов зависит в основном от искусственных факторов. Поэтому вусловиях активного антропогенного воздействия на водный режим, необходим анализоднородности исходной гидрологической информации. Анализ однородности временныхрядов может проводиться графически и заключается в построении суммарных кривыхсвязей вида ΣQ=f(T). Основное их свойство заключается в том, что принеизменном режиме колебаний гидрологических характеристик суммарная кривая являетсяосредненной прямой линией, при нарушении режима она отклоняется от прямой подуглом [31].
При проведении графического анализа по 4 постам рекБашкортостана, на которых расположены крупнейшие в республике водохранилища(рис. 3),
ü  р. Уфа –с. Верхний Суян.
ü  р. Уфа –створ Павловской ГЭС,
ü  р. Белая– г. Уфа,
ü  р. Белая– г. Бирск,
/>
Рисунок 3 – Схемараспределения исследуемых постов.
После анализа однородности строятся кривыеобеспеченности среднегодовых расходов воды (м3/с) по исследуемымпостам, значения обеспеченности для которых рассчитывается по формуле:

/>,
где p – вероятность превышения величины стока впроцентах;
m – порядковый номер величины среднегодовогорасхода воды в ранжированном по убыванию ряду;
n – общееколичество членов убывающего ряда расхода воды.
Таким образом, строятся три кривые внутригодовогораспределения стока:
· естественный (до строительства гидроузлов);
· экологический (согласно вышеприведенному методу отестественного);
· измененный (после строительства водохранилища).
3.3 Расчет экологического стока длярек Республики Башкортостан
Висследуемом периоде (1878-1998гг.) выделены два этапа антропогенноговоздействия на рр. Белую и Уфу, отличающиеся различной интенсивностью ихарактеризующие изменение режима речного стока в результате гидротехническогостроительства:
· 1878-1960гг. — период от начала гидрометрических наблюдений до ввода в эксплуатациюПавловского водохранилища назван условно-естественным периодом;
· 1961-1998гг. –период функционирования гидроузла назван периодом измененного речного стока.
Дляоценки произошедших количественных изменений речного стока и их влияния наустойчивость речной экосистемы в качестве экологического критерия, учитывающеговзаимосвязь элементов гидрологического режима и биоценозов поймы русла,использован экологический сток.
Длярасчета среднемесячных значенийэкологического стока рр. Белой и Уфы (пометодике Фащевского Б.В.) в исследуемых створах построены эмпирические кривыеобеспеченности ежемесячных значений расходов воды за условно-естественныйпериод (1878-1960гг.), на основании которых построены кривые обеспеченностиэкологического стока. Также построены кривые обеспеченности ежемесячныхзначений расходов воды в створах для измененного периода (1961-1998гг.).
Пополученным кривым определены среднемесячные значения естественного,экологического и измененного стока рр. Белой и Уфы в диапазоне варьирования25-95 % обеспеченности (многоводный — очень маловодный год), которые приведеныв таблицах: