Что такое водохранилища, их размещение, строительство и назначение

Использование человеком

Вода используется человеком в промышленности, энергетике, быту и рекреационной сфере. Ресурсы могут применяться как напрямую (путём извлечения воды), так и косвенно, например, для работы речного транспорта. Самыми крупными потребителями являются:

• коммунальная сфера;
• энергетические и промышленные предприятия;
• сельское хозяйство.

С ростом численности населения планеты Земля объемы потребления воды на коммунально-бытовые нужды неизменно увеличиваются. В среднем один человек в мегаполисах, расположенных в экономически развитых странах, потребляет ежедневно около 300 литров жидкости. Если такой уровень сохранится и не будут решены вопросы повторного использования и очистки ресурсов, то в ближайшее время даже в умеренном поясе появится недостаток питьевой воды.

Сегодня очень остро стоит проблема загрязнения пресной и морской воды. Ежегодно в Мировой океан сбрасываются миллионы тонн нефти, нефтепродуктов, химикатов, твёрдых бытовых отходов. Это приводит к образованию огромных мусорных плавучих островов. По подсчетам специалистов, около 3% поверхности океана загрязнено и покрыто нефтяными плёнками. Лидером по количеству выбросов стоков являются страны Азии.

Загрязнителями выступают любые вещества, которые в результате человеческой деятельности попадают в гидрологические объекты. В последующем химикаты существенно ухудшают начальные природные характеристики озер и рек. Считается, что самыми опасными загрязнителями являются нефть и продукты нефтепереработки. Опасность также представляют сточные отходы, которые сбрасываются коммунальщиками и промпредприятиями.

Ухудшение качества пресных ресурсов неизменно приводит к дефициту питьевой воды и отрицательно сказывается на состоянии сельского хозяйства. В итоге показатели урожайности овощей, фруктов и злаков уменьшаются, плодородные земли превращаются в степь, что приводит к невозможности проживать в таких регионах и вызывает массовую миграцию населения.

Характеристика

Река с научной точки зрения – большой объем постоянной текущей по единому руслу пресной воды. Рекой регулирует водный баланс на поверхности планеты Земля: испаряющаяся океаническая влага имеет свойство выпадать на сушу в виде осадков (дождя или снега), а после — она речным течением возвращается снова в океан. Вода в реке движется с помощью силы тяжести. Этот факт объясняется высоким расположением суши над океаном, вследствие чего речные истоки, использующие естественный рельеф, стекают вниз, к тому же морю либо океану.Все реки расположены на суше неравномерно:

• Самые густые сети пресных рек и озер находятся в экваториальном полушарии, которому присущи частые и обильные дожди.
• Тропический и умеренный части планеты на порядок меньше обеспечены влагой, так как внушительный участок занят пустынями, для которых характерно сезонное появление рек или же полное их отсутствие.

Рис. 1. Строение реки

Как поставить диагноз своему водоему

Здесь речь пойдет об индикаторах, распознавание которых не нуждается в привлечении специалистов и проведении специальных лабораторных исследований. Чаще всего поводом для очищения являются вполне видимые и даже обоняемые изменения. Среди них:

1. Смена цвета и прозрачности воды. Чаще всего это начало процесса эвтрофикации. Однако сделать воду мутной может и попадание воды с большим количеством неорганических взвесей. Чаще всего это глина, почва или мелкий песок. Кроме того, изменение цвета может быть связано с деятельностью микроорганизмов, которые начали размножаться из-за скопления органики на дне.
2. Зарастание водоема растениями. Это может происходить не только по причине химического загрязнения, но также из-за скопившихся на дне отложений, что делает водоем мелким и хорошо прогреваемым.
3. Появление нового, чаще всего неприятного запаха. Обычно это связано с деятельностью бактерий или грибов, которые начинают активно размножаться.

Как правило, этих трех признаков вполне достаточно для того, чтобы понять — пришла пора очистить пруд от всего, что делает его не любимым маленьким озером, а просто ямой с водой, которая в лучшем случае напоминает болото.

Помутнение воды, излишняя растительность, неприятный запах — значит пора очищать водоем

Примеры

Чесапикский залив и залив Сан-Франциско в США, и залив Святого Лаврентия в Канаде — это очень большие, и важные примеры эстуариев. Вдоль их берегов располагаются крупные города с хорошо развитой экономикой. Они также чрезвычайно важны для окружающей среды.

Чесапикский залив

Чесапикский залив — прибрежный равнинный эстуарий, и он является самым крупным в США. Эстуарий имеет водосборную площадью 165 759 км², а крупные города, включая Балтимор, штат Мэриленд, находятся на его побережье.

Залив Сан-Франциско

Залив Сан-Франциско является тектоническим эстуарием, и это самый большой эстуарий в западной части Северной Америки. Площадь водосбора охватывает  155 399 км². Он окружен такими городами, как Сан-Франциско, Сан-Хосе и Окленд, и в нем обитают многие виды растений, и животных, включая тихоокеанскую сельдь, и большое количество исчезающих водоплавающих птиц. Эстуарий является важным экономическим ресурсом, где сосредоточена промышленность и за счет пресной воды которого, орошаются сельскохозяйственные угодья.

Залив Святого Лаврентия

Залив Святого Лаврентия — также невероятно важный эстуарий, поскольку он обеспечивает выход с Великих озер через реку Святого Лаврентия в Атлантический океан.

Этот эстуарий имеет площадь 226 000 км². Залив Святого Лаврентия — это клиновидный эстуарий, который очень важен для рыбной промышленности Канады, обеспечивающей жителей Квебека большим количеством рабочих мест.

Данные примеры не являются единственными в мире, эстуарии можно обнаружить и на других континентах, включая Южную Америку (эстуарий в реке Амазонка, Ла-Плата и др.), Европу (эстуарий реки Днестр, Обь и др.) и Азию (Онемен, Амур и т.п.).

Подземные и поверхностные воды

Поверхностные воды – это просачивающиеся в землю осадки в виде снега и дождя.

Подземные воды формируются из проникающих в грунт на определённую глубину поверхностных вод, а также из вод рек, озёр, болот и искусственных водохранилищ.

Все воды, находящиеся ниже уровня земли в горных породах в газообразным, жидком и твердом состоянии называются подземными водами. Для их образования необходимо два условия: атмосферные осадки — снег дождь, выпадающие на поверхность суши в достаточном количестве и способность горных пород, слагающих этот участок суши, пропускать воду.

Атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя, просачиваются сразу. Атмосферные осадки, выпадающие в виде снега, просачиваются после его таяния.

Способность породы пропускать воду объясняется тем, что во всех горных породах есть поры, пустоты и трещины. Поры – это расстояние между частицами горной породы. Чем крупнее частицы, тем крупнее поры, и тем легче вода проходит сквозь горную породу.

Породы, пропускающую воду, называют водопроницаемыми, а не пропускающие воду называют водонепроницаемыми или водоупорными.

По водопроницаемости, то есть, способности любого грунта пропускать воду через свои структуры, грунты делятся на три группы:

•  водонепроницаемые — мрамор, гранит (еcли в нем нет трещин), а также глина; 
• полупроницаемые — суглинки, супеси, рыхлые песчаники, лёсс;           
• водопроницаемые — крупнообломочные породы, гравий, галечник, пески.  

На поверхности суши преобладают осадочные породы разной водопроницаемости. Иногда эти породы располагаются горизонтально, иногда чередуются: водопроницаемые и водонепроницаемые слои.

Возьмем, например, участок суши, который сверху не прикрыт водонепроницаемыми породами и представлен крупнозернистым песчаником на водоупорной глине. Осадки, выпавшие на этот участок суши, очень быстро просочатся сквозь песок, но не пройдут сквозь водонепроницаемую глину.  Постепенно осадки заполнят все поры в песке и образуется водоносный слой.

То есть, водоносный слой (водоносный пласт) — это горизонтально расположенный в толще земли участок грунта, состоящий из водопроницаемых горных пород, в полостях и трещинах которого движется подземная вода. Из одного или нескольких водоносных пластов образуется водоносный горизонт.

Строение

Все реки состоят из следующих частей:

• Исток – месторасположение начала пресного водоема (ручья, ледника, озера);
• Устье – помогает выходить реке в другую реку, море или же озеро;
• Долина реки – линейный, слегка вытянутый рельеф, с расположенным на нем руслом реки;
• Пойма – является частью водной долины, затопленной во время поводка или же половодья;
• Плес – самое глубокое место русла;
• Перекат – самая мелководная область речного канала;
• Стержень – имеет линейное строение и выполняет вспомогательную функцию для передвижения скоростных вод;
• Терраса реки – определенная территория в речном течении без уклона или же с минимальным уклоном по рельефу русла;
• Притоки реки – небольшие реки с ручьями, которым свойственно впадать в реку и питать ее водой;
• Берега – определенные полосы на суше, ограждающие реку и имеющие название правый и левый берега по отношению к направлению течения;
• Уклон реки – разница между истоком и устьем водоема по высоте.

Какие методы очистки существуют

Для очистки водоемов обычно используют 4 метода: химический, механический, биологический и ультрафиолетовый (облучение ультрафиолетовыми лучами).

Химический метод направлен непосредственно на изменение состава воды в пруду. Он позволяет устранить химические загрязнения в очень короткие сроки. Такая очистка производится с помощью добавления в воду специальных реагентов. Их предназначение состоит не только в изменении состава воды, но и в насыщении ее кислородом. Этот способ очищения водоема нуждается в точности действий, поэтому лучше привлечь к работам профессионалов.

Очищающими веществами являются и так называемые сорбенты. Обычно используют минералы цеолиты. Они помещаются в камеры специальных фильтров, а потом погружаются прямо в воду. Если сложить их в специальные сетки, то со сменой фильтров проблем не будет — достаточно вытащить емкость и заменить в ней цеолиты.

Очищающие минералы имеют структурную пористость, что позволяет адсорбировать из воды азотистые и фосфорные соединения. Именно они стимулируют разрастание водорослей и цветение воды.

Очистка пруда — легкий способ (видео)

Как правило, на дачном или приусадебном участке водоемы от маленького прудика до рядом протекающих рек окружены землями, находящимися в сельскохозяйственном использовании. Это означает, что всегда будут попадать в воду стоки с полей и грядок. По этой причине цеолиты нужно раз в год применять в качестве профилактического средства. Для этих целей на 1000 л воды берут 0,5-1 кг цеолита. Если водоем находится в зоне риска и в него постоянно стекает вода, то фильтры лучше всего там держать постоянно.

Очищение пруда вручную

Очищение механическое представляет собой просто сбор мусора, который плавает на поверхности или лежит на дне. Как очистить водоем от мусора, если нет возможности или желания удалять все вручную? Решение проблемы простое — с поверхности можно собрать посторонние предметы сачком, а на дно рекомендуется запустить невод из сети с мелкими ячейками.

Очищение водоема можно производить со спуском воды или без него. В первом случае жидкость удаляют через дренажную канаву в дополнительный резервуар.

После спуска воды со дна собирают все, что можно считать лишним для данного водоема. Как правило, если пруд небольшой, убирают не только собственно посторонние предметы, но и органические отложения естественного происхождения. Механическая чистка пруда от ила своими руками часто позволяет открыть родники, устранить слои органики, убрать слишком разросшиеся растения.

Если вы взялись за очистку своего пруда, то нужно чистить и берега. Обычно устраняются лишние растения, убирается скопившийся мусор. Часто удаляется и лишняя трава. Все это делается для того, чтобы берега водоема приобрели четкие контуры, которые потом можно обозначить декоративными растениями, камнями и грунтами.

Система очистки воды с помощью ультрафиолета

Как почистить водоем с помощью источников ультрафиолетового излучения? Как правило, для этого применяют специальный ультрафиолетовый фильтр. Выглядит он как сосуд, внутри которого размещена лампа. Его можно дополнить и обычным фильтром, сделанным своими руками.

Чтобы сосуд с лампой не зарос полностью, его снабжают механизмом, счищающим водоросли. Обычно он представляет собой пластиковый обод, который приводится в движение специальной ручкой. Перемещение обода убирает водоросли, не позволяя им накапливаться.

Все перечисленные методы применяются по ситуации — одновременно или отдельно друг от друга. Как бы то ни было, но уборка механических загрязнителей обязательно должна сопровождаться ультрафиолетовой и химической очистками.

Животные, обитающие в водоемах

Животный мир водоёмов, как и растительный, разнообразен. Среда морей, океанов, озёр и рек является важнейшим условием существования множества живых организмов, так как именно в воде содержится все необходимое для их жизнедеятельности:

Минеральные вещества (например, фосфор и азот стимулирует рост водорослей, которыми питаются некоторые виды рыб);

Питательные элементы (планктон дафнии, фитопланктон и другие мельчайшие растительные и животные организмы);

Комфортная температура (киты, тюлени, морские львы и дельфины, в отличие от рыб, земноводных и пресмыкающихся, являются теплокровными. Однако температура воды в среде, в которой они обитают, имеет комфортные для них показатели. Так, например, дельфины обитают умеренном, тропическом и субтропическом поясе, в котором температура воды летом составляет 20-30 градусов.)

Именно поэтому в водоемах содержится множество видов живых существ, которые обитают как в воде, так и на берегах. Среди них:

• Рыбы;
• Пресмыкающиеся;
• Земноводные;
• Млекопитающие.

Рыбы, обитающие в водоемах

Рыбы – постоянные жители пресных и солёных водоемов, большая часть из которых обитает в Байкале. Самыми распространёнными видами являются:

Окунь (обитает исключительно в чистой пресной воде и представляет интерес для рыболовов, так как не боится удочки и шума);

Судак (обитает в пресных водоёмах с высоким содержанием кислорода. Взрослые особи могут достигать веса до пятнадцати килограммов);

Ёрш (отличается от других рыб наличием колючих плавников, защищающих его от хищников. Также окрас ерша зависит от условий обитания: температуры, света);

Щука (обитает в пресных водоемах, насыщенных кислородом, а при снижении его концентрации – умирает. Весит около 30-40 килограммов и достигает до двух метров в длину);

Рыба фугу (обитает в Тихом и Индийском океанах. Отличительной чертой является защитная реакция рыбы на опасность: в случае нападения врага она «раздувается» и обнажает «иглы»);

Акула (один из самых опасных видов рыб. Самой крупной особью является китовая акула, взрослая особь которой весит около двадцати тонн);

● Камбала (рыба, отличающаяся «сплющенным» телом);

Пресмыкающиеся, частично обитающие в водоёмах:

• Змеи;
• Крокодилы;
• Черепахи;
• Ящерицы.

Земноводные водоемов:

• Лягушки;
• Тритоны.

Млекопитающие водоёмов

• Тюлени;
• Кашалоты;
• Киты;
• Дельфины;
• Касатки;
• Белухи.

Цепь питания животных водоёмов

Цепь питания – это связи живых организмов по питанию. Они встречаются во всех природных зонах и сообществах, в том числе и в водоемах.

Цепь питания состоит из нескольких звеньев, которые связаны между собой. Примером, иллюстрирующим этот процесс, может послужить пресный водоём:

• 1-е звено: водорослями и червями питаются мелкие рыбы (например, Окунь или Карась);
• 2-е звено: мелкими рыбами питаются более крупные особи (например, Щука);
• 3-е звено: крупные особи рыбы вылавливаются человеком или животными и используются ими в качестве пищи. Одними из них являются пеликаны – птицы, добывающие рыбу сообща. Они находят наиболее мелководный залив, окружают добычу и хлопают крыльями, чтобы сгонять её в центр круга.

Определение понятия

Водный объект это территория, на которой наблюдается постоянное или периодическое скопление вод. Она обладает следующими характеристиками:

• Имеет определенные формы (водотока, водоема, бассейна подземных вод и др.) и границы, которые называются береговой линией. Эти данные документально зафиксированы в водном реестре в виде координат и карты объекта. При их определении руководствуются нормативными документами. В юриспруденции возникают сложности в определении береговой линии болот и подземных вод, а такие водные объекты, как заливы, проливы, лиманы, бухты, фьорды, рассматриваются частью моря, следовательно, ограничены только с одной стороны.
• Обладает чертами водного режима – гидрологическими характеристиками, которые сезонно обусловлены и зависят от таяния снежного покрова, выпадающих осадков, иссушающей деятельности солнца и ветров, а также от других источников питания ВО и расхода воды в нем. Например, циклически изменяющийся уровень жидкости, скорость течения, уровень водной поверхности, объем – эти показатели можно измерить и зафиксировать.

С юридической точки зрения к водным объектам не относят осадки, лужи, айсберги, сезонный снежный и ледовый покров, подземные ледовые поля. В законодательстве сами воды и земли, сопряженные с ними (дно, берега) рассматриваются как единое недвижимое имущество.

Возможные способы обновления

Одной из особенностей таких ресурсов является их способность к обновлению и самоочищению. Природные процессы позволяют несколько упростить использование ресурсов. Возобновляемость и самоочищение воды будет зависеть от различных факторов, типа и особенностей гидрологического объекта.

Проведенные исследования показали, что вода в реках обновляется за две недели, в озёрах — за 15 лет, а в болоте — за 5 лет. Дольше всего эти процессы проходят в ледниках, на что уходит около 10 тыс. лет. В биосфере очистка воды может занять даже сотни и миллионы лет. Установлено, что в живых организмах ее обновление происходит за несколько часов.

Как используются водные богатства?

В первую очередь вода необходима нам для утоления жажды. Однако используются водные ресурсы и в хозяйстве. Пресной водой поливают сельскохозяйственные посевы. Именно поэтому все древнейшие цивилизации возникали именно на берегах рек – так легче было заниматься земледелием. Также в водоемах можно ловить рыбу и другие морепродукты (осьминоги, мидии и т. п.).

Корабли на реке Нева, Санкт-Петербург

Реки используются как транспортные пути, по ним удобно перевозить грузы (особенно тяжелые) вглубь России. Моря используются для морского судоходства, оно в основном связывает нашу страну с другими государствами.

Необходима вода и для промышленности, например, для производства бумаги. Поэтому многие фабрики и заводы располагаются вблизи рек.

Плотина

Отдельно стоит отметить то, что река может использоваться для выработки электричества. Для этого на ней строят плотину, перегораживающую ее течение. При этом вода всё же может течь вниз, но она будет крутить особые устройства – турбины. Вращение турбин в свою очередь приводит к выработке электричества.

Дизайн

Дизайн искусственного водоема напрямую будет зависеть от его вида и типа. Исходя из этого, он либо будет иметь строгие простые формы (водохранилища), либо более свободные очертания (пруды). Помимо основных групп искусственных водных объектов, существуют и другие, где творческой мысли оформителя поистине нет ограничения.

Водопад – вода, падающая с высоты, является одним из оригинальных элементов ландшафтного дизайна. Такой водоем является отличным решением для размещения на участке с неровным рельефом.

Фонтан – это простая или сложная конструкция, где вода взметается вверх или вбок из установленного источника.

Каскад – группа небольших водоемов, размещенных на разных уровнях. Особенность их устройства в том, что по замкнутой системе вода из водоема верхнего уровня течет вниз.

Мини-водоем – вода в небольшой емкости, оформленной живыми растениями, речными камешками и прочими элементами декора.

Ручей – водоем, декорируемый под природный элемент. Он локальный и свободно вписывается на всяком участке территории.

Болотце – водоем, который хорошо и естественно будет смотреться в любой части сада и парка по соседству с рокарием или альпийской горкой.

Что такое пруд и чем пруд отличается от озера

Многие часто задаются вопросом: чем пруд отличается от озера? Попробуем детально разобрать этот вопрос и развеять сомнения в том, какой тип водоема считать прудом, а какой озером. Ведь по своей природе они отличаются своим назначением, но и пруд и озеро время от времени нуждаются во вмешательстве человека, а именно в такой услуге как очистка водоемов, прудов, рек, озер от мусора, камыша, ила, водорослей, лишней разрастающейся поросли кустарника по берегам водоемов.

 Назначение и происхождение водоемов

Пруд

 Пруд – это искусственно образованный человеком водоем,
представляющий собой природный объект для использования и сохранения водных ресурсов
в месте нахождения, а также для орошения территории. Ко всему прочему пруд
является отличным местом для разведения рыбы различных пород, выращивания
водоплавающих птиц и для водопоя крупного и мелкого домашнего скота. Чаще всего
размеры пруда не превышают площадь один квадратный километр и глубину три –
шесть метров. Пруд наполняется пресной водой, которая при снижении температуры
ниже 2 – 3 градусов С может замерзать, образовав на поверхности корку льда и
тем самым перекрыть доступ кислорода, необходимого для поддержания жизни
деятельности рыбы в пруду. Не редко в зимний период можно наблюдать замор рыбы
от недостатка кислорода. Чтобы узнать, как решить проблему замора рыбы в пруду
– нажмите здесь

Озеро

 Озеро – это естественный водоем,
созданный природой. Озера не имеют прямых выходов к морям. Рельефообразующие
природные процессы образовывались углубления в почве, которые в последствии
заполнялись пресной водой. Озера никак не связаны с морями и океанами. Площадь
озера может быть не большой, а в некоторых случаях может достигать нескольких
тысяч квадратных километров и иметь глубины от нескольких метров, до нескольких
километров!

  Вода в озере может-быть как пресной,
так и соленой, все зависит от природных факторов. В некоторых ситуациях озера
бывают уникальными по составу воды, глубины, количеству живых организмов и
рыбы, например, всем известное озеро Байкал. Глубокие озера практически никогда
не замерзают.

Водоснабжение прудов и озер:

 Одним из основных источников
наполнения водоемов водой являются дожди, но в период засухи, без
дополнительного водоснабжения, уровень воды в водоемах может существенно
понизиться, а в дождливую погоду можно наблюдать абсолютно иную ситуацию: вода
может выйти из берегов. Для предотвращения разлива водоемов люди используют
перепускные переливы, позволяющие отводить излишек воды в безопасное место для
предотвращения затопления полезных площадей.

 Речные, грунтовые и талые воды так
же являются источником наполнения водоемов. Но нужно понимать, что в отличии от
прудов, озера имеют природные приточные воды и природный отток, а значит не
являются водоемами со стоячей водой и имеют течение даже при кажущейся замкнутой
территории.

 Подземные, подводные ключи пополняют
водные ресурсы на постоянной основе и наполняют водоемы кислородом, необходимым
для жизни водной растительности и рыбы.

                     Подведем итог: