13.5. ЗАРЕГУЛЮВАННЯ СТОКУ
Одним з основних способів подолання локального дефіциту прісної води є регулювання поверхневого стоку. Зарегулювання стоку проводять шляхом будівництва гребель, які штучно регулюють кількість води, яка пропускається нижче. В результаті утворюються штучні водойми – ставки та водосховища. Найдавніші греблі відомі у Єгипті за 3 тис. років до н.е. Як результат, більшість річок у світі має зарегульований стік: Дніпро – 6, Волга – 11, у басейні р. Колумбія (США) – 160 гребель.
Штучні водойми, що виникли внаслідок зарегулювання стоку: велетенське водосховище та ставок
Поширення українського етносу у 15 ст. в степових районах України було пов’язано саме з застосуванням технології зарегулювання стоку степових річок та струмків. Як результат, в кожному степовому селі обов’язково в центрі розташовано став, який слугував основним джерелом водопостачання. Всього в Україні існує 1087 великих водосховищ та близько 50 000 ставів.
Поширення ставів на території України
Екологічні наслідки зарегулювання річкового стоку:
1. Затримка завішених мінеральних речовин – замулення водосховищ.
Перехоплення річкового стоку призводить до осадження завішених частинок з товщі води (так званий «твердий стік»). Як результат, водосховища не вічні. Час існування водосховища обмежений процесами заповнення ложа річковими наносами. Водосховища на рівнинних річках мають проектний час експлуатації від 100-120 до 500 років.
2. Зміна стоку біогенних речовин. Крім завішених твердих частинок у водосховищах затримуються біогенні речовини (сполуки азоту, фосфору, калію), які сприяють бурхливому розростанню фітопланктону та вищої водної рослинності. Площа водного дзеркала водосховища зменшується, прогресує замулення, виникають заморні явища внаслідок дефіциту розчиненого у воді кисню.
Заростання евтрофної водойми та літній замор риби на Кременчуцькому водосховищі внаслідок забруднення біогенними речовинами
3. Перешкоджання проходу мігруючих видів гідробіонтів та знищення нерестовищ. Греблі, що перехоплюють річковий стік, є механічною перешкодою на шляху прохідних видів риб (катадромні та анадромні). Підйом рівня води та відсутність сезонних повеней руйнує мілководдя, які є нерестовищем для риб. Зменшення швидкості течії призводить до неможливості нормального розвитку риб з пелагічною ікрою (чехонь, товстолобик).
Хід лосося через бар’єри та пелагічна ікра чехоні
4. Затоплення земель. Берегова ерозія. Підвищення рівня води у водосховищі призводить до затоплення долини річки та виходу за межі її історичних берегів. Як наслідок берегова лінія проходить по території, яка не зазнавала впливу водних потоків і зазвичай є складеною рихлими осадовими породами. Формування нової берегової ліній супроводжується розмивом новоутворених берегів та надходженням до водойми твердих зависів та біогенних речовин з грунту. Це прискорює замулювання водосховища та його заростання.
Водна абразія узбережжя Канівського та Кременчуцького водосховищ, р.Дніпро
5. Зміна гідрохімічних характеристик води. Збільшення площі водної поверхні за незначних глибин рівнинних водосховищ викликає швидке прогрівання водної товщі та сприяє інтенсивному випаровуванню води. Втрати на випаровування можуть сягати 15-20% загальних водних витрат річкової системи. Зокрема, середньобагаторічні втрати на випаровування з поверхні дніпровського каскаду водосховищ складають понад 5 км3, що складає майже 10% загального річкового стоку (53 км3) та 18-30% щорічного обсягу господарського водозабору (15-27 км3).
Внаслідок сповільненого водообміну у водосховищі та інтенсивного випаровування відбувається збільшення мінералізації води. Особливо відчутним підвищення мінералізації води є у каскадах водосховищ, коли повільне перетікання води з водосховища до водосховища призводить до погіршення гідрохімічних умов у нижній течії річки.
Зміна загальної мінералізації та концентрації хлорид-іону у воді Дніпровського каскаду водосховищ
Крім макрокомпонентів гідрохімічного складу, відбувається концентрування й мікроелементів та біогенних речовин. Зокрема відбувається зростання концентрації фосфатів та нітратів.
6. Вселення нових видів гідробіонтів – зміна структури гідробіоценозів. Зміни абіогенного середовища та зникнення прохідних видів гідробіонтів призводять до порушення біотичної структури екосистеми. Перетворення лотичної гіроекосистеми (проточної) на лентичну (непроточну) створює сприятливі умови для існування озерних видів гідробіонтів. Зокрема, у водосховищах збільшується площа водної рослинності – розпочинається заростання водного дзеркала. Підвищення мінералізації води створює умови для розселення типових морських солонуватоводних видів. Наприклад, типові морські та лиманні види тварин за останні 50 років опанували екосистеми середньої та нижньої течії Дніпра.
Морські вселенці у дніпровських водосховищах: рак-бокоплав Pontogammarus robustoides; прикріплений молюск Dreissena sp.; риба-голка Syngnathus typhle; літоральний двостулковий молюск Hypanis colorata.