Гидравлический режим зарегулированных судоходных рек должен обеспечивать:
· соблюдение минимальных судоходных попусков, обеспечивающих гарантированные (нормированные) глубины; особенно это важно в меженный период в нижних бьефах гидроэлектростанций, осуществляющих суточное регулирование мощности;
· соблюдение требований скоростного и уровенного режима при интенсивном суточном регулировании: скорости перемещения волн попуска и их крутизна не должны создавать аварийных ситуаций, особенно для маломерных судов.
Вследствие русловых переформирований в бьефах гидроузлов возможны изменения условий судоходства на трассе судового хода. В верхних бьефах это особенно ощутимо в зоне выклинивания подпора водохранилища, где в результате регрессивной аккумуляции наносов может происходить образование переката или дельты с глубинами недостаточными для прохождения судов. Обеспечение судоходства здесь возможно путем проведения дноуглубительных работ:
В нижних бьефах прохождение волн отложения наносов на перекатах в процессе переформирования русла при прохождении высоких паводков также приводит к необходимости проведения дноуглубительных работ для поддержания необходимых по условиям судоходства габаритов судового хода. Как показывает опыт, наибольшие объемы дноуглубительных работ в нижних бьефах оказываются необходимыми в первые годы эксплуатации гидроузла. По мере эксплуатации и трансформации русла зона интенсивной заносимости перекатов постепенно смещается вниз по течению, оставляя на участке, примыкающем к гидроузлу, русловые формы, характеризуемые значительной устойчивостью по сравнению с бытовым состоянием реки. При изучении проблем заносимости перекатов в нижнем бьефе гидроузлов особое внимание следует обращать на участок сопряжения низового подходного канала шлюза с руслом реки, где, как показывает опыт, в первые годы эксплуатации гидроузла (до 10-15 лет на равнинных реках, дно которых сложено мелким песком) требуется выполнение больших объемов дноуглубительных работ для поддержания гарантированных габаритов судового хода в период навигации.
Понижение уровней воды в нижнем бьефе гидроузла, происходящее вследствие преобладания общего размыва в ходе трансформации русла, следует учитывать при назначении отметки порога (короля) нижней головы шлюза. Отсутствие научно обоснованного прогноза понижения уровня может явиться причиной того, что со временем глубина воды на пороге окажется недостаточной для прохождения судов и для поддержания судоходства потребуется увеличение расхода минимального попуска, обеспечивающего условия судоходства. В итоге это ведет к необходимости пересмотра правил использования водных ресурсов и значительным потерям в выработке электроэнергии, особенно в периоды пиковой нагрузки.
Эксплуатация речного флота в бьефах гидроузлов требует постоянного мониторинга состояния трассы судового хода, корректирования ее по мере 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 работу сооружений промышленного и коммунального водоснабжения, расположенных в бьефах гидроузлов, сводятся, главным образом, к изменениям руслового, ледового и гидравлического режимов. Для водозаборных сооружений, кроме того, существенное влияние может оказывать гидрохимический режим водотока в тех случаях, когда минерализация и химический состав вод претерпевают изменения, которые приводят к необходимости дополнительной очистки воды с целью снижения концентрации содержащихся в ней компонент до уровня, не превышающего ПДК.
В верхних бьефах гидроузлов может оказаться необходимым перенос водозаборных сооружений, расположенных в зоне затопления. Конструктивное оформление водозаборов, размещенных в зоне колебания уровня водохранилища, должно обеспечивать бесперебойность их работы во всем диапазоне изменения уровней воды.
На водозаборных и водовыпускных сооружениях, расположенных в ухвостье водохранилища, где вследствие регрессивной аккумуляции наносов возможно повышение дна водотоков, может возникнуть необходимость реконструкции или проведения мероприятий, защищающих эти сооружения от заносимости.
Следует особое внимание обращать на сооружения систем водоснабжения на водохранилищах, являющихся нижними бьефами выше расположенных гидроузлов. При определенных сочетаниях работы водопропускных сооружений гидроузла, образующего водохранилище, и суточном регулировании мощности ГЭС выше расположенной ступени каскада в некоторых местах водной акватории могут возникать обратные течения, при которых возникает опасность поступления в водозабор вредных (неочищенных) сбросов водовыпусков промышленных предприятий. В таких случаях необходимо вводить ограничения на режимы регулирования мощности верхней ступени каскада.
В нижних бьефах гидроузлов негативное влияние на работу водозаборных сооружений могут оказывать следующие явления:
· падение уровней воды вследствие трансформации русла нижнего бьефа;
· повышенная заносимость русла вследствие переотложений наносов в процессе трансформации русла;
· шуголедовые явления в начальный период зимнего сезона и в местах расположения полыней.
Эти же явления могут оказывать неблагоприятное воздействие и на водовыпускные сооружения.
В нижних бьефах ГЭС, осуществляющих суточное и недельное регулирование мощности, необходимо соблюдение базового попуска, обеспечивающего командные уровни на водозаборных сооружениях.
Изменения гидрогеологической ситуации в зоне влияния водохранилищ могут повлиять на условия забора подземных вод как в сторону их улучшения, так и в сторону ухудшения. Анализ этого влияния необходим для решения вопроса дальнейшего функционирования водозаборов из подземных источников.
1.4.6 Воздействие ГТС на рекреацию
Зарегулирование стока и создание водохранилищ оказывают существенное влияние на условия использования водотока для целей рекреации - организованного или самостоятельного ("дикого") отдыха людей в местах, характеризуемых наиболее благоприятными природными условиями. Появление водохранилищ приводит, с одной стороны, к затоплению привычных мест отдыха людей, с другой стороны, создает условия, способствующие развитию водных видов спорта, строительству и эксплуатации лечебно-оздоровительных предприятий — турбаз, санаториев, пансионатов, домов отдыха, спортивных лагерей.
Функционирование этих предприятий и условия отдыха в них в значительной мере зависят от колебания уровней воды и течений в водохранилище, обусловленных особенностями эксплуатации гидроузла, гидротермического режима и микроклимата региона, формирующегося в зоне влияния водохранилища, заболоченности прибрежных территорий, абразии береговых склонов, зарастания мелководий и "цветения" воды. Особую опасность для отдыхающих, занимающихся водными видами спорта, представляют периоды сильного волнения, а также периоды работы водосбросных сооружений гидроузла, когда на акватории, примыкающей к водосбросам, возникают сильные течения.
В нижних бьефах гидроузлов изменение условий использования водотока для рекреационных целей происходит под преобладающим влиянием следующих факторов:
· прохождения волн попусков при регулировании мощности гидроэлектростанции или в процессе опорожнения камер шлюзов;
· понижения температуры воды в летний период и наличие полыньи в зимний период на участке, примыкающем к гидроузлу.
Эти факторы могут оказывать неблагоприятное воздействие на условия использования водотока при отдыхе на пляжах, купании, рыболовстве, занятиях водными видами спорта и охотой.
Положительное влияние на условия отдыха в нижнем бьефе оказывает увеличение меженных уровней воды в реке и снижение уровней и частоты затоплений территорий в паводки.
Использование водохранилищ и нижних бьефов для целей рекреации сопровождается возрастанием степени непосредственного влияния на природные комплексы отдыхающих людей, их транспортных средств, строительства лечебно-оздоровительных предприятий, объектов инфраструктуры и других сооружений.
Как вид интенсивного природопользования рекреация требует контролируемого и регулируемого развития. Даже в пределах одного достаточно крупного водохранилища на различных участках его акватории и береговой зоны необходим дифференцированный подход к организации рекреационной деятельности с прогнозом ее возможных негативных последствий. Другим направлением рационализации использования зарегулированных рек в целях рекреации может стать комплексный учет противоречий между отдельными видами отдыха и поиск путей согласования их интересов [27].
1.4.7 Воздействие ГТС на социально – демографическую сферу
Строительство подпорных гидротехнических сооружений, приводящее к затоплению и подтоплению значительных территорий, изменению гидрологического, руслового и термического режимов водотока, а также климатических условий региона приводит к образованию в зоне влияния гидроузла нового природно-технического комплекса, что оказывает существенное влияние на социальную сферу [6, 28]. Население территорий, попавших в зону затопления, вынуждено покидать привычные места проживания. Жители прилегающих территорий должны приспосабливаться к изменяющимся условиям, что иногда приводит к необходимости изменения профессиональной ориентации (например, охотников, рыболовов).
Социальный аспект влияния гидротехнического строительства затрагивает различные социально-демографические процессы. Среди них выделяются следующие положительные последствия, которые имеют как непосредственное, так и косвенное отношение к строительству и эксплуатации гидротехнических объектов: