Міністерство освіти і науки України. Національний педагогічнийуніверситет імені М.П.Драгоманова. Кафедра екологiї
Курсова робота
Тема «Водосховища Днiпра»
Студента інституту природничо-
географічної освіти та екології
Гордiйчука Юрiя
Науковий керівник
Ющик Валерiй Володимирович
Київ 2010
Зміст
Вступ
Розділ 1. Загальна характеристика водосховищ. Водосховища іїх відмінності від інших типів водойм
Розділ 2.Загальна характеристика водосховищ Дніпра
2.1 Дніпро і його водосховища
2.2 Дніпро (до зарегулювання його стоку)
2.3 Гідрологічний режим водосховищ
2.4 Загальна гідрохімічна характеристикаводосховищ
Розділ 3. Характеристика окремих водосховищДніпра
3.1 Київське водосховище
3.2 Канівське водосховище
3.3 Кременчуцьке водосховище
3.4 Дніпродзержинське водосховище
3.5 Запорізьке водосховище
3.6 Каховське водосховище
Висновки
Література
Вступ
Водні об'єкти суші створюють унікальні за своєю красою і цілющимивластивостями природні ландшафти і в той же час є багатющою коморою продуктівхарчування, джерелом отримання електроенергії, прісної води як найважливішогоприродного ресурсу. Таке багатопрофільне призначення водоймищ суші обумовлюєпостійну дію на них господарської діяльності людини. Прогресуючий розвиток промисловостіі сільського господарства, що супроводжується зростанням водоспоживання у всіхгалузях народного господарства, неминуче приводить до вичерпання ресурсівпрісних вод. Особливо гостро стоїть ця проблема в місцях з невисоким природнимводозабезпеченням.
Вода – найважливіший елемент усього живого, незамінний у технологічнихпроцесах компонент практично для всіх галузей народного господарства, продукт,що не має ціни за його важливістю і значущістю в біосфері і житті суспільства.Можна пригадати відомі слова Антуана де Сент-Екзюпері: «Вода! У тебе немаєні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе не опишеш, тобою насолоджуєшся, нерозуміючи, що ти таке. Ти не просто необхідна для життя, ти і є життя… Ти –найбільше в світі багатство...».
У зв'язку зі зростаючими потребами у воді всіх галузей народногогосподарства і нерівномірним розподілом па території України джерел отриманняпрісних вод здійснюється великомасштабне гідротехнічне будівництво. Так, урезультаті зарегулювання стоку Дніпра побудований каскад водосховищ, створеніводосховища і на інших річках країни. У південних регіонах споруджений рядмагістральних і розподільних каналів. У перспективі можливе створення системтериторіального перекидання частини стоку інших річок, опріснення солоних лиманіві створення на їх основі прісноводих водосховищ.
Все це висуває як одне з найважливіших завдань здійснення ефективнихприродо- і водозахисних заходів па всієї території України.
Проте з кожним роком це робити все більш складно, оскільки потреба у водізростає, а антропогенне навантаження на водоймища збільшується. Рішенняпроблеми водозабезпечення повинне розв'язуватися, в першу чергу, за рахунокпереведення багатьох виробництв на досконаліші і менш водоємні технології.Режим економії води в промисловості, сільському і комунальному господарстві,перегляд норм її витрачання в іригаційних системах, ширше впровадженняоборотних і замкнутих систем водопостачання – ось ті резерви прісних вод,використання яких може зменшити напруження водного балансу і поліпшитиекологічну ситуацію у внутрішніх водоймищах.
Таким чином, сказане вище зумовлює актуальність дослідження курсовоїроботи.
Об’єктом дослідження курсової роботи є природа України.
Предметом дослідження курсової роботи є водосховища Дніпра.
Метою курсової роботи є дослідження водосховищ Дніпра.
Метою роботи зумовлено виконання таких завдань:
– охарактеризуватиособливості таких типів водоймищ як водосховища;
– навести загальну характеристику водосховищ Дніпра;
– дослідити конкретні водосховища Дніпра.
Розділ 1. Загальнахарактеристика водосховищ. Водосховища і їх відмінності від інших типів водойм
Зі всього різноманіття перетворюючої діяльності людини як за своїмимасштабами, так і за значенням у глобальних екологічних системах планетиособливо виділяються два процеси: освоєння нових територій длясільськогосподарського виробництва, промислового і громадського будівництва йперетворення річкової ланки гідросфери на величезних просторах суші шляхомгідротехнічного будівництва.
Гідротехнічне будівництво здійснюється на всіх континентах планети.Найбільш важливе значення мають різного роду меліорації (осушення і зрошування)і створення нових водних об'єктів – водосховищ і каналів. Водосховища –ключові, базові елементи гідротехнічних і водогосподарських систем будь-якогорангу, оскільки саме вони дозволяють здійснити регулювання водних ресурсів,перетворення гідросфери в бажаному для суспільства напрямку.
До внутрішніх водоймищ відносять озера, лимани, водосховища, ставки.Водосховища і ставки – дуже схожі об'єкти. Різниця між ними в розмірах, алемають значення і менш очевидні ознаки.
У різних країнах прийняті різні кількісні критерії, що відрізняютьводосховища від ставків. У США водосховищем називається водоймище, корисна(регульована) місткість якого перевищує 5 тис. акрофутів, тобто 6,17 млн. куб.м. Водоймища, що мають менший корисний об'єм, називаються ставками. В Україні ібільшості країн Західної Європи до водосховищ відносять водоймища місткістюбільше 1 млн. куб. м.
Водосховищами, таким чином, слід вважати штучно створені долинні,улоговинні і природні озерні водоймища зі сповільненим водообміном, повнимоб'ємом більше 1 млн. куб. м, рівневий режим яких постійно регулюється(контролюється) гідротехнічними спорудами в цілях накопичення і подальшоговикористання запасів вод для задоволення господарських і соціальних потреб.Відзначимо, що використання водосховищ пов'язане не тільки з безповоротнимвилученням води. Для рибного господарства, рекреації, охолоджування агрегатівелектростанцій, підтримки гарантованих судноплавних глибин у межах водосховищаі т.п. потрібні акваторія і водна маса в цілому, а не тільки корисний об'єм,тобто запас води, що щорічно витрачається.
У водосховищ немає природних аналогів. Лише за формою чаші з ними схожізавально-запрудні озера. Відзначимо найбільш важливі особливості водосховищ.
1. Водосховища –антропогенні, керовані людиною об'єкти, але вони відчувають також і сильну діюприродних (перш за все гідрометеорологічних) чинників, тому як об'єкти вивчення,використання і управління займають проміжне положення між «чистоприродними» і «чисто технічними» утвореннями. Це дає правоіменувати їх природно-технічними системами.
2. Водосховищапомітно, а нерідко і значно впливають на навколишнє середовище, викликаючизміни природних і господарських умов на прилеглих територіях. Природно, щоразом з наперед запланованими сприятливими наслідками виникають також інаслідки негативного, несприятливого характеру.
3. Водосховищамвластива особлива система так званих внутрішньо-водоймових процесів –гідрологічних, гідрофізико-хімічних і гідробіологічних.
4. Водосховища –водоймища, найбільш інтенсивно використовувані різними галузями господарства.На кожному значному водосховищі формується водогосподарський комплекс (ВГК).Серед компонентів ВГК, тобто всіх галузей господарства, що використовуютьводосховище і річку в нижньому б'єфі, виділяють учасників ВГК – галузі, щозацікавлені в створенні водосховища і фінансують його. Решта галузейвикористовує водосховище, оскільки воно існує. Учасники ВГК пред'являють різні,а часом і суперечливі вимоги до режиму використання водосховищ.
5. Для водосховищ якприродно-господарських об'єктів характерна надзвичайно висока динамічністьрозвитку (еволюції) [1, 9-14].
Розглянемо стисло ці принципові особливості.
Водосховища – керовані об'єкти. Це означає, що основні параметриводосховища (об'єм, площа, місце розташування і режим регулювання), а разом зними і багато інших характеристик визначаються людиною на стадії проекту; ускладі гідровузлів є спеціальні технічні системи, споруди і пристрої(гідротурбіни, водоскидні отвори із затворами), що дозволяють змінювати об'єм ірівень води у водосховищі. Головна особливість рішень, пов'язаних зексплуатацією водосховищ, – деяка невизначеність, що зумовлюється стохастичним(імовірнісним) характером спрямованості й інтенсивності гідрометеорологічнихпроцесів у водозбірному басейні.
Водосховища слід розглядати як природно-технічні системи, комплекси, якіскладаються з природної і технічної підсистем, що діалектично взаємодіють міжсобою. Урахування цієї взаємодії може суттєво збільшити можливостіраціонального і комплексного використання водосховищ, а ігнорування – привестидо значних втрат. Управляючи технічною підсистемою водосховищ, людина можевикликати розвиток таких процесів, явищ і ефектів в природній підсистемі, яківона поки не в змозі запобігти або їх подолання вимагає значних витрат трудовихі матеріальних ресурсів. Тому керованими об'єктами водосховища можна вважатилише частково. Безпосередньо і повністю людина управляє тільки запасами води, аекосистемою і геосистемою водосховища – частково і побічно.
При створенні водосховищ відбуваються різноманітні зміни природних ігосподарських умов на територіях, як безпосередньо прилеглих до новоговодоймища, так і на віддалених від нього вниз за течією річки. Масштаби,глибина і спрямованість цих змін визначаються розмірами нового водоймища(площа, об'єм водної маси, довжина, ширина) і своєрідністю природних умоврайону, які можуть послаблювати або, навпаки, посилювати вплив водосховища.
Коли говорять, що водосховищам властива особлива системавнутрішньо-водоймових процесів, мають на увазі, що властиві їм гідрологічні,гідрофізико-хімічні і гідробіологічні процеси не ідентичні тим, які спостерігаютьсяв інших водних об'єктах – озерах, річках і каналах. Провідними чинниками, щовизначають специфіку взаємозв'язаних і взаємообумовлених внутрішньо-водоймовихпроцесів у водосховищах, служать водообмін і рівневий режим водоймища. Один ізпоказників водообміну – період, протягом якого відбувається повна зміна водноїмаси: для водосховищ різного типа він може складати від декількох діб додекількох років [1, 9-14].
Амплітуда коливань рівня води в різних водосховищах змінюється також вшироких межах – від декількох десятків сантиметрів для рівнинних водосховищ добагатьох десятків і навіть більше 100 м для гірських водосховищ.
Саме ці чинники і відрізняють умови розвитку внутрішньо-водоймовихпроцесів у водосховищах від тих, які характерні для озер і річок. Виявляєтьсяце в тому, що у водосховищах створюються активні гідродинамічні зонитранзитного стоку, тобто направленого руху води до дамби, і утворюються зониколоворотних циркуляцій, коли частинки води переміщаються по дуже складнихзамкнутих траєкторіях. Наявність такої складної гідродинамічної структуривизначає багато важливих для водоймищ особливостей: формування і рух воднихмас; термічний, газовий і біогенний режими; переміщення і осадження мінеральнихі органічних суспензій; процеси самоочищення води і, нарешті, життєво важливіумови існування бактерій, організмів, що живуть в товщі води (планктон), доннихорганізмів (бентос), водної рослинності, риб.
Процеси трансформації речовини і енергії у водосховищах мають інші, ніж возерах і річках, масштаби, спрямованість, інтенсивність і тривалість. Цевиражається в показниках якості води, в структурі і продуктивності воднихекосистем. В цілому водосховища можна розглядати як своєрідні величезніперетворювачі і акумулятори речовини і енергії, але тільки не автономні, як,наприклад, озера. Річкам же на відміну від водоймищ зі сповільненимводообміном, навпаки, властивий потоковий механізм перетворення речовини іенергії.
Цей накопичувальний ефект водосховищ має як позитивне (освітлення води,зниження її кольоровості, зменшення вмісту шкідливих бактерій), так і негативнезначення (зменшення самоочисної здатності води, утворення застійних зон,більше, ніж у річках, прогрівання води, особливо на мілководдях, і як наслідок– євтрофування нових водоймищ). Характерні приклади євтрофування водосховищ:надмірний розвиток синьо-зелених водоростей (цвітіння води), надмірнепродукування біомаси водної рослинності (заболочування акваторії). Інакшекажучи, для багатьох гідробіонтів у водосховищах створюються не найкращі умови;вони до того ж посилюються недостатньо сприятливим рівневим режимом. Це врезультаті суттєво відображається на кількості і якості з господарської точкизору найбільш цінної для людини рибної продукції [1, 9-14].
Зростаюче економічне значення водосховищ, особливо великих, виражається уформуванні водогосподарських комплексів. Водосховища виявляються залученими всистему зв'язків і відносин не тільки власне водогосподарських, але йсоціально-економічних. Навіть коли водосховище створюється на користь тількиоднієї галузі, з часом і інші галузі господарства виявляються зацікавленими вйого використанні.
Водосховища за допомогою гідравлічних і водогосподарських зв'язківнеминуче виявляються також включеними в складну розгалужену системуприродно-господарських відносин спочатку в межах ділянки річки, потім в межахрічкового басейну; надалі з розвитком міжбасейнових перекидань поверхневогостоку ключова роль водосховищ поширюється на ще більші регіони.
Вплив сучасних водогосподарських суперсистем і систем простежується вбагатьох соціально-економічних сферах держави і тягнеться далеко за межірайонів самих водосховищ як базових елементів цих систем.
Один з яскравих прикладів – водогосподарська суперсистема басейну Волги,що налічує 14 великих і сотні невеликих водосховищ, режим використання якихвідчувається на всьому протязі великої російської річки. Великої також і тому,що на території волзького басейну проживає майже кожен четвертий житель Росії івиробляється чверть всієї промислової і сільськогосподарської продукції.Аналогічні водогосподарські суперсистеми на базі водосховищ сформувалися наДніпрі, Ангарі, Колумбії, Теннессі, Парані і багатьох інших великих річокпланети.
На сучасному етапі відбуваються помітні зміни структури водогосподарськихкомплексів. Вони виражаються в збільшенні числа компонентів і учасників ВГК, уформуванні водогосподарських систем з декількох ВГК, в зміні традиційних вимоггалузей господарства до використання водосховищ.
І нарешті, декілька слів ще про одну принципову особливість водосховищ –високу їх динамічність як природно-господарських об'єктів. Ця динамічністьобумовлена трьома чинниками:
1) мінливістю гідрометеорологічних процесів, що визначають гідрологічнийрежим водоймища;
2) стрімкою зміною дії господарства наприродне середовище, у тому числі і на водоймища;
3) змінами з різних причин режиму експлуатації водосховищ [1, 9-14].
Сукупна дія вказаних чинників призводить до того, що водосховища надторідко можна вважати стаціонарними об'єктами, еволюцію яких легко і однозначно визначитина основі минулої передісторії. Тому якщо й мовиться про який-небудьрівноважний стан водосховищ, то завжди мається на увазі динамічна рівновага їхяк природно-господарських об'єктів, яка може різко порушитися при змінібудь-якого з вказаних вище чинників. Динамічність водосховищ виявляється у всіхїх характеристиках, але, мабуть, найяскравіше – в процесах формування берегів,зміні якості води, структури і продуктивності водних і наземних (у береговійзоні) екосистем. У спеціальній літературі іноді навіть уживається термін«еволюція водосховищ», проте якщо еволюція озер продовжуєтьсяпротягом багатьох сотень і тисяч років, то у водосховищах істотні зміниосновних процесів і явищ відбуваються принаймні на порядок швидше. Якщо возерах зміни носять поступовий і направлений («правильний») характер,то водосховища розвиваються циклічно і стрибкоподібно відповідно доспіввідношення змін провідних чинників.
Головна мета створення водосховищ – регулювання стоку. Воно робиться восновному на користь енергетики, іригації, водного транспорту, водопостачання ів цілях боротьби з повенями.
Для цього у водосховищах акумулюється стік в одні періоди року івіддається накопичена вода в інші періоди.
Період акумуляції стоку називається наповненням водосховища, а процесвіддачі накопиченої води – виробітком водосховища. Як наповнення водосховища,так і його виробіток проводяться завжди до більш-менш певних рівнів. Вищийпроектний рівень водосховища (верхнього б'єфу дамби), який підпірні спорудиможуть підтримувати в нормальних експлуатаційних умовах протягом тривалогочасу, називається нормальним підпірним рівнем (НПР).
На нормальний підпірний рівень розраховуються як споруди інженерногозахисту, так і всі промислові, транспортні, комунальні та інші споруди,розташовані на берегах водосховища. Мінімальний рівень водосховища, до якогоможливе його виробіток в умовах нормальної експлуатації, називається рівнеммертвого об'єму (РМО). Об'єм води, що знаходиться між НПР і РМО, називаєтьсякорисним, оскільки саме цим об'ємом води і можна розпоряджатися в різнихгосподарських і інших цілях. Об'єм же води, що знаходиться нижче за РМО,називається мертвим, оскільки використання його в нормальних умовахексплуатації не передбачається.
Пропускна спроможність гідровузла (його турбін, водозливних прольотів,донних отворів, шлюзів) з економічних і рідше технічних міркувань обмежена.Тому коли по водосховищу йде витрата дуже рідкісної повторюваності (раз у сто,тисячу, а то й десять тисяч років), гідровузол не в змозі пропустити всю масуводи, що йде по річці. У цих випадках рівні води на всьому водосховищі і білядамби підвищуються, збільшуючи його об'єм іноді на значну величину; одночаснозбільшується пропускна спроможність гідровузла. Такий підйом рівня вище за НПРв період проходження високих повеней рідкісної повторюваності називаєтьсяфорсуванням рівня водосховища, а сам рівень – форсованим підпірним (ФПР). Наводосховищах, використовуваних для водного транспорту або лісосплаву, виробітокрівня в період навігації обмежується рівнем, при якому річковий флот за станомглибин може продовжувати нормальну роботу. Цей рівень, що знаходиться між НПР іРМО, називається рівнем навігаційного виробітку (РНВ). Рівні води, особливо приНПР і ФПР, біля дамби, в середній і верхній зонах водосховища не однакові. Якщобіля дамби рівень відповідає відмітці НПР, то по мірі віддалення від неї вінпідвищується спочатку на сантиметри, а потім і на десятки сантиметрів, а вокремих випадках і на один-два метра. Це явище носить назву кривої підпору.
Розділ 2. Загальна характеристика водосховищ Дніпра 2.1 Дніпро ійого водосховища
Дніпро – найбільша річка України і третя за величиною (після Волги іДунаю) річка Європи – забезпечує до 75 % (з урахуванням створених водосховищ)потреби держави в прісній воді.
Свій початок Дніпро бере у с. Кльовцево Смоленської області (Росія), наВалдайській височині, і впадає в північно-західну частину Чорного моря,утворюючи при цьому, спільно з П. Бугом обширний Дніпровсько-Бузький лиман.Довжина річки 2200 км (до спорудження водосховищ 2285 км), із них 485 км Дніпротече по території Росії, 595 км – в Білорусії, 115 км є кордоном між Білорусієюі Україною, і потім 1005 км – по території України. Площа водозбору річки504000 км2 (з них 286000 км2 в Україні). Загальне падіннярічки 220 м, середній ухил водної поверхні 0,10 ‰ [20, 81].
Дніпро прийнято розділяти на три частини: верхнє Дніпро – від витоків доКиєва, середнє Дніпро – від Києва до Запоріжжя і нижнє Дніпро – від Запоріжжядо гирла. В даний час Дніпро в межах України майже повністю зарегульованегреблями електростанцій і лише невелика його ділянка (завдовжки близько 100км), що граничить з Білорусією, залишилася незарегульованою (рис. 1).
Середній багаторічний стік Дніпра складає 53 млрд. м3.Формується стік в основному у верхній частині Дніпра (до Києва). Нижче КиїваДніпро має незначну приточність, що становить 19 % стоку всієї річки. СтікДніпра відрізняється великою нерівномірністю як за роками (зміна об'єму річногостоку від 24 до 73 млрд. м3), так і протягом року.
Дніпро – рівнинна річка з сніговим живленням, з рясною весняною повінню,під час якої проходить 60-70, а в окремі роки до 80 % загального річного стокурічки. Витрати води річки в районі Києва коливаються від 200 до 25000 м3/с.
Від м. Лоєв до Київського водосховища Дніпро тече в дуже широкій долинізі схилами, що непомітно зливаються з прилеглою місцевістю. У північній частиніКиївського водосховища ширина долини досягає декількох десятків кілометрів,зливаючись з навколишніми болотами і долиною Прип'яті. Далі долина Дніпразвужується, проте схили неясно виражені. Біля с. Лютеж і нижче правий схилдосягає висоти 30-50 м і долина річки значно звужується: у м. Вишгород і с.Межигір'я правий схил упритул підходить до водосховища. Нижче гирла Деснидолина Дніпра дуже широка.
/>
Рис. 1. Схема басейну Дніпра [20,82]
Між Кременчуком і Дніпропетровськом, де розташовано Дніпродзержинськеводосховище, долина Дніпра місцями звужується до 2 км або розширюється до 13км. Від Дніпропетровська до Запоріжжя долина річки вузька, з високими коріннимиберегами, зайнята штучно створеним озером (Запорізьке водосховище). НижчеЗапоріжжя долина річки знову розширюється, досягаючи 10 км в пригирловійчастині.
На незарегульованих ділянках Дніпра є заплава змінної ширини. Нижче НовоїКаховки ширина заплави до 4-6 км. Біля Херсона річка вступає в низьку піщанудолину, на заплаві якої розташовуються Херсонські плавні шириною до 10 км.
На більшому своєму протязі русло Дніпра звивисте, його переважаюча ширинаколивається від 200-300 м на півночі України до 500-600 м на півдні держави;переважаючі глибини від 4-5 до 4-7 м. Швидкість течії коливається від 0,3 до1,2 м/с на ділянці до гирла Десни; переважаюча швидкість течії на розміщенихнижче ділянках близько 0,6-0,7 м/с.
В межах України на Дніпрі створено шість великих водосховищ (табл. 1) ізплощами водної поверхні від 410 до 2250 км2.
Таблиця 1. Основні водосховищаУкраїни [20, 83]Водосховище На річці
Площа дзеркала, км2
Повний об'єм км3 Київське Дніпро 922 3,73 Канівське " 675 2,62 Кременчуцьке " 2250 13,5 Дніпродзержинське " 567 2,45 Запорізьке " 110 3,30 Каховське " 2155 18,2 Дністровське Дністер 142 3,00 Печенізьке Північний Донець 86,2 0,38 Краснооскольське Оскол 122 0,48 Ладижинське Південний Буг 20,8 0,15 Старобешівське Кальміус 8,5 0,04 Карачуновське Інгулець 4,4 0,31 Сімферопольське Салгір 3,2 0,04 Партизанське Альма 2,2 0,03
До створення каскаду водосховищ рівневий режим Дніпра характеризувавсяяскраво вираженою високою весняною повінню, низьким стоянням рівня в літню ізимову межені і невисокими осінніми паводками. Річна амплітуда коливань рівняна середньому і нижньому Дніпрі досягала 6-10 м (у багатоводному 1931 р.).
Каскад водосховищ корінним чином змінив рівневий режим річки. Водосховищазнижують пік весняної повені, а в решту частини року в нижніх б'єфах гребельсередні рівні змінюються незначно. Велику частину року гідроелектростанціїпрацюють на покриття піків навантаження енергосистеми, здійснюючи добове ітижневе регулювання стоку. Рівневий режим Дніпра придбав озерні риси.
Введення в лад Дніпрогесу поклало початок здійсненню системи комплексноговикористання водних ресурсів Дніпра: як джерело електроенергії для об'єднаноїпівденної енергосистеми, створення глибоководного шляху від гирла Прип'яті доЧорного моря, інтенсивного розвитку зрошуваного землеробства, особливо напівдні України, водопостачання, розвитку рибного господарства і боротьби зповенями. 2.2 Дніпро(до зарегулювання його стоку)
В історичному аспекті формування гідрологічного, гідрохімічного ігідробіологічного режимів Дніпра умовно можна розділити на два періоди:
1) Дніпро до створення на ньому водосховищ;
2) будівництво каскаду водосховищ як специфічних водних об'єктів, щовідрізняються по комплексу гідрологічних, гідрохімічних і гідробіологічниххарактеристик від річок, на базі яких вони виникають, і озер, до якихнаближаються за сукупністю своїх особливостей [20, 84].
Умовність цього поділу, в першу чергу, визначається тим, що водосховищана Дніпрі створювалися в період, що охоплює більше 40 років, починаючи з 1931р. (спорудження греблі Дніпрогесу), і завершуючи 1976 р. (заповненняКанівського водосховища). Будівництво кожного з дніпровських водосховищ, щовідносяться за прийнятою класифікацією М.А. Фортунатова до гігантських інадгігантських, робило суттєвий вплив на формування гідрологічного,гідрохімічного і гідробіологічного режимів не тільки на ділянці його створення,але й на функціонування розташованих нижче відрізків річки і створених ранішеводосховищ.
Таблиця 2 Граничні значення хімічних інгредієнтів у водіДніпра до його зарегулювання [9]Інгредієнт Верхнє Дніпро 1962-1964 рр. Середнє Дніпро 1951-1959 рр. Нижнє Дніпро 1951-1954 рр.
О2, мг/л 0,5-13,0 1,4-14,9 4,4-14,2
О2 % насичення 3-115 2-120 48-102
СО2 мг/л 0-40 0-30 0-19 РН 7,0-8,4 7,0-8,5 7,5-8,4
NH4+, міліграм N/л 0,10-1,30 0,0-0,80 0,0-0,69
NO2–, мг N/л 0,0-0,05 0,0-0,04 0,0-0.10
NO3–, міліграм N/л 0,0-0,70 0,0-0,90 0,0-1,50
PO43– розч., міліграм Р/л 0,01-0,06 0,02-0,12 0,0-0,15
PO34– заг., міліграм Р/л 0,01-0,18 - 0,0-0,24 Fe розч., мг/л 0,0-2,00 0,0-1,90 0,0-0,30 Fe заг., мг/л 0,1,1-2,40 0,0-2,85 0,0-0,40 Si, мг/л 2,5-10,5 1,0-12,0 1,0-10,0 Мінералізація, мг/л 100-400 112-450 148-473 Загальна жорсткість, мг-екв/л 0,9-4,8 1,2-5,0 1,2-5,6
Сорг, мг/л 4,2-14,4 6,9-8,0 7,4-10,5
Nорг, мг/л 0,3-0,9 0,6-0,9 0,7-1,4
Рорг, мг/л 0,02-0,07 0,03-0,05 0,03-0,08 БО*, мгО/л 14,0-41,2 21,0-25,5 19,0-27,2 ПО**, мгО/л 4,4-17,3 6,0-14,0 6,0-8,0 C: N 8-19 9-14 7,4-14,0 С: Р 200-310 176-304 112-275 Кольоровість, град 15-90 60-80 60-80
* БО – біхроматна окислюваність.
** ПО — перманганатна окислюваність.
Як видно з даних табл. 2, на всьому протязі річки вода Дніпра значнорозрізнялася за граничними величинами хімічних інгредієнтів, що визначалосярідом чинників. Важливу роль грали відмінності складу вод основних джерелживлення річки – талих вод у період весняної повені, в меншій мірі літніх іосінніх дощів, ґрунтових вод. Не менше значення мала велика протяжність річки,що протікає по різних фізико-географічних зонах. Відмінності в складі вод нарізних ділянках річки зумовлювалися також сезоном року, хімічним складом підстилаючихдно ґрунтів (по довжині річки підзолисті ґрунти змінялися чорноземами, а потімкаштановими ґрунтами; зустрічаються солончаки, крейдяні утворення та ін.),різною якістю водних мас впадаючих приток, впливом території водозбору ірозташованих на ній ландшафтів, міст і населених пунктів.
Хімічний склад води Дніпра формується в основному на верхній ділянцірічки (до Києва) під впливом природних умов цього регіону і впадаючих тутприток, в основному Прип'яті й Десни, в меншій мірі річок Березина і Сож. Часткавпливу кожної з приток значно коливається за роками і залежить від водностіроку.
Водні маси Прип'яті й Десни грали важливу роль у визначенні концентраціїу воді Дніпра азоту, фосфору, заліза та інших елементів. Наприклад, стікрозчиненого заліза річки на 1/3 формувався за рахунок вод Прип'яті,мінерального азоту – за рахунок верхньої ділянки Дніпра і Прип'яті. Значноменший вплив у зв'язку з невеликими об'ємами води робили на Дніпро інші йогопритоки, що впадають у річку в її середній і нижній течії [2]. В ціломунадходження біогенних і органічних речовин з площі водозбору верхнього Дніпра,де формується 87 % всього водного стоку річки, характеризується [9] достатньовеликими величинами, зокрема: 26-51 тис. т мінерального і 26-34 тис. торганічного азоту; 1,8-2,4 тис. т мінерального і 1,6-3,4 тис. т органічногофосфору; 16-20 тис. т заліза; 87-202 тис. т кремнію; 360-430 тис. т органічноговуглецю; 2-4 тис. т важких металів. Стік цих речовин з площі водозбору зростаєв багатоводні і знижується в маловодні роки.
Величина мінералізації дніпровської води (табл. 2) коливалася в значнихмежах і залежала від ділянки річки, об'єму стоку, водності і сезону року.Мінімальними величинами мінералізації, жорсткості води і вмісту різних іонівхарактеризувалися води Дніпра в період весняної повені за рахунок розбавленняталими водами.
Домінуючими іонами сольового складу води Дніпра на всьому його протязі іу всі сезони року були гідрокарбонат НСО3– (42- 45 %екв.) і Са2+ (30-35 % екв.). За величиною мінералізації і іоннимскладом дніпровська вода, згідно класифікації поверхневих вод О.А. Альокіна,відноситься до гідрокарбонатного класу групи кальцію (гідрокарбонатно-кальцієвадругого типу).
Вміст розчиненого кисню і ступінь насичення ним води в річці значноколивалися. Мінімальний вміст розчиненого кисню і високий зміст СО2по всій течії річки, крім її нижньої ділянки, спостерігалися в зимовий періодпід льодом. Це пояснюється припиненням доступу атмосферного кисню і значнимпониженням утворення його в процесі фотосинтезу, який взимку здійснюєтьсятільки в поверхневому шарі на межі розділу лід/вода.
Крім того, в зимовий період у живленні річки значно збільшуваласявідносна частка ґрунтових вод, як правило, збіднених киснем. Найбільш істотнийдефіцит кисню у воді Дніпра спостерігався в суворі зими на верхніх ділянкахрічки за рахунок надходження вод Прип'яті і Десни, що стікає з поліських боліт,а також на середньому Дніпрі під впливом надходження знекиснених вод верхніхділянок. Дефіцит кисню під льодом був основною причиною зимових заморів риби.
Оптимальними показниками газового режиму і відсутністю зимових заморівхарактеризувалися води нижнього Дніпра, що пояснюється наявністю великоїкількості відлиги, що руйнує льодовий покрив.
У безльодовий період вміст кисню у воді Дніпра був достатньо високим.Падіння концентрації його спостерігалося лише нижче міст і населених пунктів узв'язку зі скиданням стічних вод. Це зниження носило локальний характер і неробило суттєвого впливу на формування якості води в річці [20, 85].
В цілому до зарегулювання стоку Дніпра і створення каскаду водосховищ,тобто до початку 60-х років, у зв'язку зі значно меншими масштабамиводокористування і скидів, вода в річці характеризувалася високою якістю івикористовувалася для всіх потреб водоспоживання і яких-небудь серйознихперешкод у господарському і рекреаційному використанні її ресурсів не виникало.запас вода гідрохімічний дніпровськийбасейн2.3Гідрологічний режим водосховищ
Будівництво в басейні Дніпра каскаду водосховищ із загальною площеюдзеркала 6974 км2 (рис. 2, табл. 3) виявилось причиною значної змінигідрологічного режиму річки.
/>
Рис. 2. Схематична карта каскадудніпровських водосховищ [20, 86]
У водосховищах різко знизилася швидкість течії води – від переважаючих уДніпрі швидкостей течії 0,6-0,8 м/с до 0,3-0,02 м/с у водосховище, а такожінтенсивність турбулентного перемішування води. Залежно від морфометрії іположення в каскаді водосховища, а також сезону року в 5-24 рази зменшилисяводообмін і проточність, що зумовило створення застійних зон.
Не дивлячись на значне зростання глибин у водосховищах у порівнянні зрічкою, в результаті відстоювання води посилилось осадження зважених частинок.Це поліпшило освітленість глибших шарів водної товщі, оптимізувало умовисвітлового режиму для розвитку фотосинтезуючих організмів і протіканняфотохімічних процесів [21].
Таблиці 3 Деякі параметри водосховищ Дніпра [20, 86]Показник Київське Канівське Кременчуцьке Дніпродзержинське Запорізьке Каховське Сума Роки заповнення 1965-1966 1973-1976 1960-1961 1963-1964 1931-1934 1955-1956 - 1947-1948
Середня багаторічна витрата, м3/с 1050 1390 1510 1640 1650 1656 -
Середня річна притока, км3 33,1 43,9 48,4 52,2 53,2 53,2 Річний водообмін, раз 8-15 17-18 2,5-4 18-20 12-14 2-3 -
Площа дзеркала, км2 922 675 2250 567 410 2150 1974 Виробіток рівня, м 0,5-1,0 0,5 3-5 0,5 0,5-1,0 3-4 -
Повний об'єм, км3 3,73 2,62 13,5 2,45 3,30 18,2 43,8
Робочий об'єм, км3 1,17 0,33 9,00 0,52 0,72 6,80 18,5 Довжина по осі, км 110 123 149 114 129 230 - Максимальна ширина, км 12 8,0 28 8 7 25 Середня ширина, км 8,4 5,5 15,1 5,1 3,2 9,3 - Максимальна глибина, м 14,5 21,0 20,0 16,0 53,0 24,0 - Середня глибина, м 4,0 3,9 6,0 4,3 8,0 8,5 - Площа мілководь % 40 24 18 31 34 5 - Відстань від греблі до гирла Дніпра, км 836 713 564 450 321 91 Повний натиск, км 11,5 10,5 17,0 12,6 35,4 16,0 103
Уповільнення течії й утворення малопроточних ділянок сприяли також змінітемпературного режиму водних мас за рахунок їх прогрівання в літній період намілководих ділянках, що займають до 40 % площі водосховищ. Річний хідтемператури води у водосховищах відбиває зміни температури повітря, алевідбувається плавніше. Звичайно в березні середньомісячна температура води уводосховищах складає 0,1-1,7°С, у квітні 4,5-8,3°, в травні 13,5-16,5°, вчервні 19,1-20,9°, в липні 20,3-23,3°С. Найбільших добових значень(26,2-31,8°С) температура води звичайно досягає в липні – першій половині серпня.Середні місячні її значення в серпні 19,3-23,1°, вересні – 14,9-19,8°, жовтні7,4-14,8°, листопаді 2,5-9,2° і грудні 0,0-4,4°С [21].
Меридіональне розташування водосховищ зумовило збільшення температуриводи від верхнього Київського водосховища до пригребельної частини нижньогоКаховського. Це збільшення в різні місяці коливається від 0,2 до 7,4°С. Умовитурбулентного перемішування води сприяють вирівнюванню температури по довжині іширині водоймища, особливо у верхніх ділянках водосховищ.
При швидкостях течії менше 0,3-0,2 м/с і хвилюванні до 2-3 балів, щотипово для дніпровських водосховищ, спостерігається зміна температури води поглибині. Влітку в тиху сонячну погоду температура води на поверхні на 2-4 °Свище, ніж на дні, взимку – навпаки. Штормові збурення водних мас сприяютьрівномірному розподілу температури по глибині водоймища. 2.4 Загальнагідрохімічна характеристика водосховищ
В результаті будівництва водосховищ змінився і хімічний склад води. Цьомуразом зі зміною гідрологічних характеристик річки сприяли й інші чинники,зокрема затоплення великих територій ландшафту, зокрема ділянок, зайнятихраніше населеними пунктами, високопродуктивними чорноземами, заплавнимисінокісними лугами, пасовищами, біогенні й органічні речовини яких інтенсивнопоступали у воду. Так, при будівництві водосховищ на Дніпрі затоплено лугівблизько 150 тис. га, пасовищ близько 76 тис. га. У зв'язку з цим у каскаддніпровських водосховищ в перші роки їх становлення, за даними А.І. Денисової[9], за рахунок розкладання рослинності, що потрапила в зону затоплення, іконтакту з ґрунтом поступили 134 тис. т органічного вуглецю, 42 тис. т азоту,2,0 тис. т фосфору, що по азоту і фосфору відповідає приблизно їх річномунадходженню з водою Дніпра. Це так званий чинник затоплення, вплив якогонайістотніше позначився на формуванні гідрохімічного режиму кожного зводосховищ в перші 5-7 років їх існування.
Важливу роль у формуванні сучасного гідрохімічного режиму водосховищзіграла значна інтенсифікація використання їх водних і біологічних ресурсів узв'язку з розвитком промисловості і сільського господарства країни, оскількибасейн Дніпра охоплює територію з населенням понад 50 млн. чоловік і з високоюйого щільністю, високорозвиненою багатогалузевою промисловістю, інтенсивнимрівнем сільськогосподарського виробництва і урбанізації території.
Для ілюстрації впливу інтенсифікації господарської діяльності людини вбасейні Дніпра на формування гідрохімічного складу його вод можна навести деякіцифри. Так, якщо в 1962 р. в каскад дніпровських водосховищ з водозбірної площіпотрапило 21,7 тис. т азоту, то в 1972 р. ця цифра вже склала 201,8 тис. т [9,67] і має тенденцію до подальшого збільшення у зв'язку з хімізацією сільськогогосподарства, зростанням зрошуваного землеробства (з 1 га зрошуваних земельщорічно виноситься до 1,5 кг азоту і до 0,5 кг фосфору) [20, 87].
У формуванні гідрохімічного режиму водосховищ важливе значення малоруйнування природного біоконтуру заплави річки, що склався протягомбагатовікового періоду її існування. Йдеться про прибережні чагарникидеревно-чагарникової і трав'янистої лугової рослинності заплави, що грають рольбіофільтра.
Певну роль у формуванні гідрохімічного режиму на перших етапахстановлення водосховищ зіграло й переформовування берегової лінії в результатіобвалення берегів (абразія берегів). Так, на порівняно невеликому для каскадуЗапорізькому водосховищі середній змив ґрунту в перші роки існування складавприблизно 200 м3 на 1 пог. м берега, а швидкість розмиву всередньому 7,5 м/рік.
Аналогічні явища мали місце й на інших водосховищах [7].
На формування хімічних показників води водосховищ значний вплив роблять інадходження у водоймище з еродованих земель: приблизно з 1 млн. га еродованихземель водозбірного басейну Кременчуцького водосховища залежно від водностіроку у водоймище виноситься від 55 до 100 тис. т ґрунтового дрібнозему, щомістить значні об'єми азоту, фосфору, органічного вуглецю та інших речовин [9].Загальна величина змиву верхнього ґрунтового шару складає за весняний період вумовах Лісостепу до 10 т із 1 га. По мірі становлення режиму водосховищ істотнуроль у формуванні хімічного складу води починають грати внутрішньо-водоймовіпроцеси, пов'язані з гідродинамікою і турбулентною дифузією водних мас,стічними і вітровими переміщеннями води, із замулюванням дна і рухливістюдонних відкладень, що акумулюють великі запаси біогенних і органічних сполук, змілководістю водосховищ і коливаннями рівня води в них в результатівикористання її запасів.
В цілому формування гідрохімічного режиму незарегульованих ділянок Дніпраі його водосховищ, що залишилися, як найважливішої передумови якості води йбіопродуктивності, – процес складний, багатофакторний, залежний від комплексуприродних, біологічних і антропогенних чинників. Проте основним моментом є таобставина, що у водосховищі, в порівнянні з річкою, змінений тип кругообігуречовин: у річці – транзитний стік, у водосховищі – майже замкнутий кругообіг.
Наслідком цих перебудов з'явилися суттєві зміни гідрологічних і хімічнихпоказників водних мас, а також гідробіологічного режиму, глибокі порушенняфункціонування водних екосистем, які склалися в річці в ході еволюції біосфериекологічної рівноваги. Це, в свою чергу, стало причиною виникнення рядунегативних наслідків, що особливо загострилися у зв'язку з посиленням масштабіввикористання природних ресурсів і впливу антропогенного чинника на формуванняякості води і біологічної продуктивності водосховищ [9, 67].
Основні інгредієнти хімічного складу і якості води окремих водосховищ.Формування хімічного складу природних вод і їх якості у водосховищах — процесскладний, багатогранний, такий, що змінюється як у часі (в багаторічному ісезонному аспектах), так і в просторі, тобто по-різному в окремих водосховищахі на їх різних ділянках.
Таблиця 3 Середньорічніконцентрації різних форм мінерального азоту, фосфору і заліза у водідніпровських водосховищ [9]Водосховище
NH4+, мгN/л
NО2–, мгМ/л
NО3–, мгМ/л Сума, мгN/л Фосфор, мг/л Залізо, мг/л загальний розчинений загальне розчинене Київське 0,78-1,1 0,026-0,068 0,20-1,40 1,01-2,2 0,05-0,1 0,012-0,027 0,42 0,19 Канівське 0,70-1,3 0,017-0,070 0,19-1,60 0,91-2,6 0,08-0,15 0,041-0,059 0,19 0,10 Кременчуцьке 0,41-1,10 0,005-0,027 0,58-1,35 0,76-1,91 0,078-0,13 0,032-0,059 0,19 0,07 Дніпродзержинське 0,61-0,82 0,01-0,066 0,14-0,48 0,8-1,81 0,11-0,13 0,03-0,08 0,19 0,10 Запорізьке 0,66-0,82 0,014-0,44 0,17-0,25 11,87-1,09 0,074-0,11 0,03-0,08 0,18 0,09 Каховське 0,45-0,87 0,011-0,109 0,16-0.52 0,7-1,16 0,071-0,121 0,031-0,073 0,18 0,09
Це зумовлено географічним положенням водосховищ, їх віддаленістю один відодного, кліматичними особливостями місцевості, метеорологічними умовами року(водність, температура повітря і води, кількість опадів, сонячних днів і ін.),особливостями гідрологічного режиму (табл. 2), положенням водосховища в каскаді,його віком, типом навколишнього ландшафту, інтенсивністю і характеромгосподарського використання водних і біологічних ресурсів водосховища, ступенемйого забруднення і євтрофування. У зв'язку з цим кожне з дніпровськихводосховищ відрізняється певною специфічністю гідрохімічного режиму, що значноюмірою зумовлює його гідробіологічні характеристики і рибопродуктивність (табл.3).
Розділ 3. Характеристика окремихводосховищ Дніпра 3.1 Київськеводосховище
Головним в каскаді і найбільш північним є Київське водосховище.Перекриття Дніпра при його створенні здійснене греблею Київської ГЕС улистопаді 1964 р. Розташоване воно в лісовій зоні країни і приймає водуверхнього Дніпра (до 60 % стоку) і Прип'яті (близько 40% стоку). Малі притоки(Уж, Тетерів, Ірпінь та ін.) формують 5-6 % його загальної приточності. Запоказниками водообміну (10-15 разів на рік) у багатоводні роки водосховищевідноситься до озерно-річкових водоймищ, в маловодні – до озерних (8-9 разів нарік) [16].
Мілководість (ділянки з глибинами до 2,5-3,0 м займають 33-48 % площі),достатньо великі величини сонячної енергії і вмісту біогенних елементів у водісприяють заростанню водосховища вищими водними рослинами, особливо інтенсивномув північній мілководій частині, гирлах впадаючих річок (Тетерів та ін.), дечагарники з очерету і осоки місцями утворюють смуги шириною 150-200 м.
Мінімальна каламутність води спостерігається в листопаді-березні, весноюкаламутність води значно підвищується за рахунок повеневих вод, особливо уверхній частині водосховища і дещо знижується до пригребельної. Прозорість водивлітку в місцях скупчень синьо-зелених водоростей не перевищує 0,3-0,5 м.
Важливою особливістю водних мас водосховища є їх висока кольоровість, щодосягає 70-100 град за хромо-кобальтовою шкалою. Це визначається надходженнямвод Прип'яті, які значно багатше гуміновими речовинами, ніж води Дніпра. Самеприп'ятські води додають воді червонувато-бурий відтінок на відміну відсвітліших зеленуватих вод Дніпра [20, 89].
Мінералізація води в період весняної повені (квітень-травень) складає120-150 мг/л; влітку підвищується до 250-300 мг/л і максимальних значень(350-380 мг/л) досягає взимку і ранньою весною перед повінню. Особливопідвищується мінералізація в маловодні роки. У верхній частині водосховища воназвичайно дещо вища, ніж у пригребельній.
Середньорічні величини вмісту у воді сполук азоту і заліза наведені втабл. 3. Особливо збагачується вода амонійним азотом у період літнього«цвітіння» і розкладання водоростей (до 2-3 мг/л і вище). Київськеводосховище бідне фосфором (табл. 3). Його вода більш насичена залізом, хочазагальний вміст останнього у водосховищах нижчий, ніж у річці до їх створення.Це пояснюється впливом багатих залізом вод Прип'яті, що стікають з боліт іхарактеризуються слабокислою реакцією, що сприяє розчиненню заліза і переходуйого в колоїдний стан.
У порівнянні з іншими водосховищами Київське характеризується мінімальнимипоказниками вмісту кисню й порівняно невисокими межами його максимальногонасичення. У зимовий період під льодом реєструється дефіцит кисню, що зв'язаноіз виробітком водосховища і надходженням болотяних вод із низьким вмістомкисню. Це приводить до сильних заморів риби, які поширюються від верхніх допригребельних ділянок водосховища.
В якості головного Київське водосховище акумулює щорічно до 2 тис. тмарганцю, принесеного річками. Максимальною концентрацією зваженого марганцю(12,5-80,0 мкг/л) характеризуються верхні ділянки водосховища в порівнянні зпригребельними (5,0- 16,5 мкг/л) [45]. Концентрація марганцю у воді значнозмінюється за сезонами, роками, горизонтами і залежно від донних відкладень. Вперіод падіння вмісту кисню концентрація у воді марганцю (над муловимивідкладеннями) може підвищуватися до 1000 мкг/л, що служить перешкодою припідготовці питної води.
Якість води в Київському водосховищі в цілому задовільне. Проте в нижніййого частині, особливо взимку, можуть спостерігатися перевищення нормативнихпоказників кольоровості, вміст гумусу та інших органічних речовин, погіршеннягазового режиму та ін. Влітку погіршення якості води відбувається при«цвітінні» і відмиранні синьо-зелених водоростей. Це свідчить пронеобхідність найуважнішого відношення до питань охорони водосховища відзабруднення, євтрофування та інших несприятливих наслідків господарськоїдіяльності людини у водоймищі й на площі водозбору.3.2 Канівське водосховище
Нижче греблі Київської ГЕС розташовується Канівське водосховище, утворенеперекриттям русла Дніпра в 1972 р. греблею ГЕС біля Канева. До району акваторіїКанівського водосховища увійшли ділянки Дніпра, зверху обмежені Київським ізнизу Кременчуцьким водосховищами.
Прозорість основних водних мас водосховища в період вегетації змінюєтьсяв межах 0,5-1,8 м, зменшуючись на верхніх ділянках водосховища (нижче Києва) ів період «цвітіння» води. Суттєвий вплив на формування гідрохімічногорежиму водосховища роблять стічні води Києва, що вказує на необхідність їхвисокого очищення [20, 91].
Мінералізація води в Канівському водосховищі за сезонами року коливаєтьсяв межах 240-360 мг/л, що за верхніми межами знаходиться в рамках коливань дляінших водосховищ каскаду. Переважаючими іонами у воді є кальцій і гідрокарбонат(НСОз–) концентрація їх коливається протягом року і нарізних ділянках: для кальцію – 45-56 мг/л, для НСОз–152-244 мг/л. Вміст сульфатів і хлоридів у воді невисока (15-56 і 12-20 мг/лвідповідно), підвищуючись у районах, прилеглих до ділянок скидання стічних вод.В цілому граничні концентрації головних іонів знаходяться або в інтервалахколивань, характерних для Київського водосховища (гідрокарбонат, кальцій, хлор,сульфати, сума іонів), або дещо перевищують їх за нижніми межами (магній,натрій і калій).
Вміст кисню у воді коливається в межах 5,6-14,6 мг/л (40-145 %насичення). Зниження кисню спостерігається в придонних шарах води і назабруднених ділянках. 3.3Кременчуцьке водосховище
За Канівським водосховищем нижче за течією річки розташовано Кременчуцьке– одне з найбільш великих водосховищ каскаду. Знаходиться воно влісочагарниковій зоні на ділянці Дніпра між Кременчуком і Каневом. Поповнюєтьсяв основному водами Канівського водосховища. Роль приток – Супой, Золотоноша,Ірклей, Сула (з лівого берега), Рось, Олипанка, Тясмін, Цибульник (з правого) –в його водному балансі порівняно невелика.
Прозорість води змінюється в основному в межах 0,6-1,6 м, але в зимовийперіод, особливо в пригребельних ділянках, підвищується до 5 м і більше, авлітку в період «цвітіння» води синьо-зеленими водоростямизменшується до 0,2-0,3 м. Кольоровість води водосховища коливається в межах20-40 град, тобто значно нижче, ніж у вищерозміщених водосховищах, щопояснюється переважанням менш гуміфікованих дніпровських вод.
Мінералізація води невисока (225-298 мг/л); найбільш низки межі вмісту уводі гідрокарбонату кальцію, магнію, хлору, сульфатів [9].
Вміст розчиненого кисню у воді змінюється від 4,5 до 15 мг/л (42-174 %насичення). Максимальний вміст кисню характерний для поверхневих горизонтівводи в літній період при інтенсивному фотосинтезі, значно менше – в придоннихшарах.
У ряді місць водосховища в донних відкладеннях відмічено накопиченнямарганцю: за останні 10 років його концентрація збільшилася приблизно в 1,2-1,4рази [19]. Вміст цинку у воді коливається в межах 2-18 мкг/л, що нижче, ніж урешті водосховищ. Вміст міді складає 2-9 мкг/л.
Санітарно-біологічна ситуація на Кременчуцькому водосховищі дає підставудля висновку, що якість води на сучасному етапі в ньому задовільна, хочаспостерігаються окремі ділянки локальних забруднень.
3.4 Дніпродзержинське водосховище
Нижче греблі Кременчуцької ГЕС розташоване порівняно невеликевнутрішньо-каскадне водосховище Дніпра – Дніпродзержинське. Знаходиться воно впівнічній частині степової зони України, обмежено знизу греблеюДніпродзержинської ГЕС і Запорізьким водосховищем, зверху – Кременчуцької ГЕС.Завершене будівництво Дніпродзержинської ГЕС в 1964 р. Водосховище відноситьсядо типу річкових водоймищ з дуже порізаною береговою лінією, наявністю рядузаток, що утворилися на місці гирлових ділянок приток (найбільша з них –Ворсклінська, р. Ворскла). Характеризується максимальним водообміном середдніпровських водосховищ і відносно постійним гідрологічним режимом (максимальнавиробіток рівня складає всього 0,5 м) [7].
Прозорість води коливається в межах 0,6-1,7 м, істотно знижуючись вперіод літнього «цвітіння» води синьо-зеленими водоростями.Мінералізація води знаходиться в межах 187-425 мг/л. Підвищеною мінералізацієювідрізняються райони впадання у водосховище Ворскли.
За показниками вмісту біогенних елементів водосховище може бути віднесенедо євтрофних водоймищ. За кількістю у воді заліза воно знаходиться на рівніінших внутрішньо-каскадних водосховищ, але нижче, ніж у Київському [9].
Вміст кисню коливається в межах 6,3-12,9 мг/л, ступінь насичення 54‑106%. Гострий дефіцит кисню спостерігається локально в місцях викиду стічних вод,у придонних шарах замулених заток. В цілому по водосховищу кількість кисню впридонних шарах не нижче 54 % [9].
Вміст мікроелементів (марганцю, цинку, міді) не перевищує граничнодопустимих концентрацій для поверхневих вод.
Якість води Дніпродзержинського водосховища в цілому задовільна. Протезареєстровані локальні ділянки з перевищенням ГДК за вмістом фенолів,нафтопродуктів, органічних речовин, поверхнево-активних з'єднань. Звичайно вониприурочені до місць скидання стічних вод, але завдяки здатності водоймища досамоочищення якість води на відстані 20-30 км нижче джерела забрудненняполіпшується. 3.5Запорізьке водосховище
Нижче греблі Дніпродзержинської ГЕС розташоване саме невелике за площею,але найбільш глибоководне руслове внутрішньо-каскадне водосховище Дніпра –Запорізьке (Дніпровське). Знаходиться воно в степовій зоні країни.Заповнювалося водосховище двічі: перший раз при спорудженні греблі Дніпрогесу в1931 р., другий раз – у 1947 р. після відновлення греблі гідроелектростанції,зруйнованої в роки війни.
Граничні величини мінералізації протягом року і на різних ділянкахводосховища змінюються дуже суттєво – від 191 до 387 мг/л. Особливо високоюмінералізацією води характеризується затока Самари (до 2000 мг/л), щопояснюється скиданням в нього високомінералізованих вод. За граничнимиконцентраціями головних іонів і мінералізацією води (НСО3–,кальцій, магній, хлор) Запорізьке водосховище суттєво не відрізняється відінших водосховищ у каскаді. Дещо підвищена в ньому в порівнянні звищерозміщеним водосховищем кількість сульфатів, натрію і калію. За рівнямивмісту основних біогенних елементів водосховище в достатньо високому ступенієвтрофоване. За вмістом заліза у воді воно суттєво не відрізняється від іншихвнутрішньо-каскадних водосховищ (табл. 3).
Вміст розчиненого кисню у воді коливається в межах 6,2-14,5 мг/л (68‑131%насичення). Через малу прозорість води фотосинтетичне виділення його перевищуєспоживання на деструкцію органічної речовини тільки в поверхневому2-3-метровому шарі. У глибших шарах води споживання кисню перевищує йогонадходження в результаті атмосферної і фотосинтетичної аерації. У зв'язку з цимна глибині більше 3-5 м, особливо при значній товщині донних муловихвідкладень, у придонних шарах води ступінь кисневого насичення падає до 60‑80%,а на великих глибинах (до 20 м і більше) – до 3-5%.
Зниження ступеня кисневого насичення води зменшує інтенсивність процесівсамоочищення у водосховищі і погіршує якість води [9].
Концентрація марганцю в цілому по водосховищу коливається в межах 9-71мкг /л, у придонних шарах при дефіциті кисню може досягати 40-125 мкг /л. Вмістцинку у воді складає 12- 35 мкг/л, що знаходиться або на рівні інших водосховищ(Дніпродзержинське, Каховське), або перевищує його (Кременчуцьке). Вміст мідіколивається в межах 0-7,7 мкг/л [19].
В цілому на відміну від інших водосховищ дніпровського каскаду Запорізькевідрізняється менш задовільними показниками якості води.3.6 Каховське водосховище
Нижче найбільшої на Дніпрі греблю Дніпрогесу (перепад води більше 45 м)плескаються хвилі Каховського водосховища. Це одне з найбільш великих наДніпрі, що замикає каскад і поки найбільш південне водосховище. Розташованевоно в степовій зоні країни на ділянці Дніпра від Запоріжжя до Нової Каховки.
Водосховище достатньо глибоководне (мілководдя займають близько 5 %площі) і малопроточне (водообмін 1,5-3,0 рази на рік), має поки найнижчупроточність у каскаді (в середньому 1,6 см/с). У зв'язку з цим і в результатідосить складної морфометрії його чаші водосховище в достатньо сильному ступенізамулене: загальна площа замулювання рівна 79,8 %, а середня потужність шарумулу досягає 17,6 см, максимальна до 1 м.
Як найбільш південне Каховське водосховище характеризується достатньовисокими показниками сумарної сонячної радіації, що сприяє його заростанню,особливо в мілководій верхній частині і «цвітінню» води синійзеленими водоростями на значній частині акваторії [15].
Прозорість води в Каховському водосховищі вище, ніж у вище розташованому,що пояснюється хорошим відстоєм води. Кольоровість води мінімальна і складає восновному 15-30 град.
Мінералізація води змінюється за роками, сезонами і ділянками водосховищаі коливається в межах 253-433 мг/л [9]. Переважаючим катіоном у воді є кальцій,аніоном – НСО3–. Рівні коливання у воді вмісту біогенних елементівсвідчать про значне євтрофування водосховища. Концентрація заліза у водімінімальна в порівнянні з іншими водосховищами каскаду.
Вміст кисню у воді коливається в межах 6-12,5 мг/л (61-142 % насичення).На основній частині акваторії водосховища вміст кисню в придонному шарі водинижче 40 % насичення не падає. Зниження концентрації розчиненого киснюспостерігається в місцях викиду стічних вод, по затоках, в плямах«цвітіння» водоростей.
Концентрація марганцю у воді дуже стабільна, за винятком верхньої частиниводосховища (де спостерігається його підвищення до 200 мкг/л), а також районівскидання стічних вод окремих міст [19]. Вміст зваженого цинку у водіводосховища в середньому складає 16-30 мкг/л, міді – в межах 2,1-3,9 мкг/л, щов цілому знаходиться в межах ПДК для поверхневих вод України.
Якість води в Каховському водосховищі в цілому може бути оцінена якзадовільна. Проте реєструються локальні ділянки із забрудненням води фенолами,нафтопродуктами, важкими металами та іншими хімічними речовинами, особливо уверхніх ділянках водосховища.
Висновки
Отже, в різних країнах прийняті різні кількіснікритерії, що відрізняють водосховища від ставків. У США водосховищемназивається водоймище, корисна (регульована) місткість якого перевищує 5 тис.акрофутів, тобто 6,17 млн. куб. м. Водоймища, що мають менший корисний об'єм,називаються ставками. В Україні і більшості країн Західної Європи до водосховищвідносять водоймища місткістю більше 1 млн. куб. м.
У водосховищ немає природних аналогів. Лише за формою чаші з ними схожізавально-запрудні озера.
Дніпро – найбільша річка України і третя за величиною (після Волги іДунаю) річка Європи – забезпечує до 75 % (з урахуванням створених водосховищ)потреби держави в прісній воді.
До створення каскаду водосховищ рівневий режим Дніпра характеризувавсяяскраво вираженою високою весняною повінню, низьким стоянням рівня в літню ізимову межені та невисокими осінніми паводками. Річна амплітуда коливань рівняна середньому і нижньому Дніпрі досягала 6-10 м (у багатоводному 1931 р.).
Каскад водосховищ корінним чином змінив рівневий режим річки. Водосховищазнижують пік весняної повені, а в решту частини року в нижніх б'єфах гребельсередні рівні змінюються незначним чином. Більшу частину рокугідроелектростанції працюють на покриття піків навантаження енергосистеми,здійснюючи добове і тижневе регулювання стоку. Рівневий режим Дніпра набувозерних рис.
Будівництво в басейні Дніпра каскаду водосховищ із загальною площеюдзеркала 6974 км2 виявилося причиною значної зміни гідрологічногорежиму річки. У водосховищах різко знизилася швидкість течії води – відпереважаючих у Дніпрі швидкостей течії 0,6-0,8 м/с до 0,3-0,02 м/с уводосховищі, а також інтенсивність турбулентного перемішування води. Залежновід морфометрії і положення в каскаді водосховища, а також сезону року в 5-24рази зменшилися водообмін і проточність, що зумовило створення застійних зон.
Уповільнення течії й утворення малопроточних ділянок сприяли також змінітемпературного режиму водних мас за рахунок їх прогрівання в літній період намілководих ділянках, що займають до 40 % площі водосховищ. Річний хідтемператури води у водосховищах відбиває зміни температури повітря, алевідбувається плавніше. Звичайно в березні середньомісячна температура води уводосховищах складає 0,1-1,7°С, у квітні 4,5-8,3°, в травні 13,5-16,5°, вчервні 19,1-20,9°, в липні 20,3-23,3°С. Найбільших добових значень(26,2-31,8°С) температура води звичайно досягає в липні – першій половинісерпня. Середні місячні її значення в серпні 19,3-23,1°, вересні – 14,9-19,8°,жовтні 7,4-14,8°, листопаді 2,5-9,2° і грудні 0,0-4,4°С.
В результаті будівництва водосховищ змінився і хімічний склад води. Цьомуразом зі зміною гідрологічних характеристик річки сприяли й інші чинники,зокрема затоплення великих територій ландшафту, зокрема ділянок, зайнятихраніше населеними пунктами, високопродуктивними чорноземами, заплавнимисінокісними лугами, пасовищами, біогенні й органічні речовини яких інтенсивнонадходили у воду. Так, при будівництві водосховищ на Дніпрі затоплено лугівблизько 150 тис. га, пасовищ близько 76 тис. га. У зв'язку з цим у каскаддніпровських водосховищ в перші роки їх становлення за рахунок розкладаннярослинності, що потрапила в зону затоплення, і контакту з ґрунтом поступили 134тис. т органічного вуглецю, 42 тис. т азоту, 2,0 тис. т фосфору, що по азоту іфосфору відповідає приблизно їх річному надходженню з водою Дніпра. Це такзваний чинник затоплення, вплив якого найістотніше позначився на формуваннігідрохімічного режиму кожного з водосховищ в перші 5-7 років їх існування.Надалі роль чинника затоплення у формуванні гідрохімічних показників водосховищпонизилася і першочергового значення набули внутрішньо-водоймові процеси ігосподарська діяльність людини на площі водозбору та біля водоймища.
Головним у каскаді і найбільш північним є Київське водосховище.Перекриття Дніпра при його створенні здійснене греблею Київської ГЕС улистопаді 1964 р. Розташоване воно в лісовій зоні країни і приймає водуверхнього Дніпра (до 60 % стоку) і Прип'яті (близько 40% стоку). Малі притоки(Уж, Тетерів, Ірпінь та ін.) формують 5-6 % його загальної приточності. Запоказниками водообміну (10-15 разів на рік) у багатоводні роки водосховище відноситьсядо озерно-річкових водоймищ, у маловодні – до озерних (8-9 разів на рік).
Нижче греблі Київської ГЕС розташовується Канівське водосховище, утворенеперекриттям русла Дніпра в 1972 р. греблею ГЕС біля Канева. До району акваторіїКанівського водосховища увійшли ділянки Дніпра, зверху обмежені Київським ізнизу Кременчуцьким водосховищами.
За Канівським водосховищем нижче за течією річки розташовано Кременчуцьке– одне з найбільш великих водосховищ каскаду. Знаходиться воно влісочагарниковій зоні на ділянці Дніпра між Кременчуком і Каневом. Поповнюєтьсяв основному водами Канівського водосховища. Роль приток – Супой, Золотоноша,Ірклей, Сула (з лівого берега), Рось, Олипанка, Тясмін, Цибульник (з правого) –в його водному балансі порівняно невелика.
Нижче греблі Кременчуцької ГЕС розташовано порівняно невеликевнутрішньо-каскадне водосховище Дніпра – Дніпродзержинське. Знаходиться воно впівнічній частині степової зони, обмежене знизу греблею Дніпродзержинської ГЕСі Запорізьким водосховищем, зверху – Кременчуцької ГЕС. Завершено будівництвоДніпродзержинської ГЕС в 1964 р. Водосховище відноситься до типу річковихводоймищ з дуже порізаною береговою лінією, наявністю ряду заток, що утворилисяна місці гирлових ділянок приток (найбільша з них – Ворсклінська, р. Ворскла).Характеризується максимальним водообміном серед дніпровських водосховищ івідносно постійним гідрологічним режимом (максимальна виробіток рівня складаєвсього 0,5 м).
Нижче греблі Дніпродзержинської ГЕС розташоване саме невелике за площею,але найбільш глибоководне руслове внутрішньо-каскадне водосховище Дніпра –Запорізьке (Дніпровське). Знаходиться воно в степовій зоні. Заповнювалосяводосховище двічі: перший раз при спорудженні греблі Дніпрогесу в 1931 р.,другий раз – в 1947 р. після відновлення греблі гідроелектростанції,зруйнованої в роки війни.
Нижче найвеличнішої на Дніпрі греблі Дніпрогесу (перепад води більше 45 м)плескаються хвилі Каховського водосховища. Це одне з найбільш великих наДніпрі, замикає каскад і поки саме південне водосховище. Розташоване воно встеповій зоні країни на ділянці Дніпра від Запоріжжя до Нової Каховки.
Література
1. Авакян В.Б и др. Водохранилища / А.Б. Авакян, В.П.Салтанкин, В.А. Шарапов. – М.: Мысль, 1987. – 325 с.
2. Алмазов А.М.,Денисова А.И., Майстренко Ю. Г. и др. Гидрохимия Днепра, его водохранилищ ипритоков. – Киев: Наук. думка, 1967. – 210 с.
3. Владимиров В.И.,Сухойван П. Г., Бугай К. С. Размножение рыб в условиях Зарегулированного стокареки (на примере Днепра). – Киев: Изд-во АН УССР, 1963. – 396 с.
4. Владимирова К.С.Фитомикробентос Днепра, его водохранилищ и Днепровско-Бугского лимана. – Киев:Наук. думка, 1978. – 229 с.
5. Гак Д.З.Бактериопланктон и его роль в биологической продуктивности водохранилищ. – М.:Наука, 1975. – 254 с.
6. Гидробиологическийрежим Днепра в условиях зарегулированного стока. – Киев: Наук. думка, 1967. –387 с.
7. Гидрометеорологическийрежим озер и водохранилищ СССР. Каскад днепровских водохранилищ. – Л.:Гидрометеоиздат, 1967. – 348 с.
8. Гидроэнергетика икомплексное использование водных ресурсов СССР. – М.: Энергия, 1970. – 318 с.;2-е изд. – М., 1982. – 560 с.
9. Денисова А.И.Формирование гидрохимического режима водохранилищ Днепра и методы егопрогнозирования. – Киев: Наук. думка. 1979. – 289 с.
10. Жадин В.И., Герд С.В. Реки, озера иводохранилища СССР, их флора и фауна. – М.: Учпедгиз, 1961. – 597 с.
11. Железняк И.А., Левковский С.С. Водныересурсы и водный баланс // Украина и Молдавия. – М.: Наука, 1972. – С. 147-152.
12. Загальна гідрологія: Підр. / Левківський С.С.,Хільчевський В.К., Оболоцький О.Т. та ін.; За ред. С.М. Лисогора. – К.:Фітосоціоцентр, 2000. – 264 с.
13. Зеров К.К. Формирование растительности изарастание водохранилищ днепровского каскада. – Киев: Наук. думка, 1976. – 140с.
14. Использование и охрана водных ресурсов. –Киев: Наук. думка, 1979. – 161 с.
15. Каховське водоймище // Під ред. Я.Я.Цееба. – К.: Наук. думка, 1967. – 304 с.
16. Киевское водохранилище / Под ред. Я.Я.Цееба. – Киев: Наук. думка, 1972. – 456 с.
17. Левковский С.С.Водные ресурсы Украины. – Киев: Вища шк., 1979. – 200 с.
18. Маринич О.М., Шищенко П.Б. Фізична географіяУкраїни: Підручник. – К.: Знання, 2003. – 479 с.
19. Нахшина Е.П. Микроэлементы в водохранилищахДнепра. – Киев: Наук. думка, 1983. – 158 с.
20. Природа Украинской ССР. Моря и внутренниеводы / Грезе В.Н., Поликарпов Г.Г., Романенко В.Д. и др. – Киев: Наук. думка,1987. – 224 с.
21. Шмаков В.М. Обеспеченность солнечнойэнергией водной толщи днепровских водохранилищ // Гидробиол. журн. – 1982. –18, № 4. – С. 79-85.