Резервуар

Резервуар ( / г ɛ г ər V ш ɑːr / ; от французского Reservoir [ʁezɛʁvwaʁ] ) чаще всего представляет собой увеличенное естественное или искусственное озеро, созданное с использованием плотины для хранения воды .

Кырджалинское водохранилище в Болгарии - водохранилище в горах Родопы .

Резервуары могут быть созданы несколькими способами, включая управление водотоком, дренирующим существующий водоем, прерывание водотока для образования в нем заливов, раскопки или строительство любого количества подпорных стен или дамб .

Резервуары, определяемые как пространство для хранения жидкостей, могут содержать воду или газы, включая углеводороды . Резервуары резервуаров хранят их в наземных, приподнятых или заглубленных резервуарах . Резервуары-резервуары для воды еще называют цистернами . Большинство подземных резервуаров используются для хранения жидкостей, в основном воды или нефти , под землей.

Запруденные долины

Озеро Вырнвийское водохранилище. Плотина охватывает долину Вырнви и была первой большой каменной плотиной, построенной в Соединенном Королевстве.
Восточный филиал водохранилище , часть Нью - Йорк , система водоснабжения , образованно Наложение ареста на восточный притоке в реке Кротон .
Водохранилище Чероки в Теннесси . Он был сформирован после захвата долины реки Холстон властями долины Теннесси в 1941 году в рамках усилий Нового курса по обеспечению электричеством долины Теннесси.

Плотина, построенная в долине, опирается на естественный рельеф, чтобы обеспечить большую часть бассейна водохранилища. Плотины обычно располагаются в узкой части долины ниже естественного водоема. Боковые стороны долины действуют как естественные стены, а плотина расположена в самом узком месте, что обеспечивает прочность и минимальную стоимость строительства. Во многих проектах строительства водохранилищ необходимо перемещать и переселять людей, перемещать исторические артефакты или перемещать редкие среды обитания. Примеры включают храмы Абу-Симбела [1] (которые были перемещены до строительства Асуанской плотины для создания озера Насер из Нила в Египте ), перемещение деревни Капел Селин во время строительства Ллин Селин , [2] и переезд Borgo San Pietro в Petrella Salto во время строительства озера Salto .

Строительство водохранилища в долине обычно требует отвода реки во время части строительства, часто через временный туннель или обходной канал. [3]

В холмистых регионах водохранилища часто строят путем расширения существующих озер. Иногда в таких водохранилищах новый верхний уровень воды превышает высоту водораздела на одном или нескольких притоках, например, в Ллин-Кливедог в Среднем Уэльсе . [4] В таких случаях требуются дополнительные боковые дамбы для сдерживания водохранилища.

Там, где топография плохо подходит для одного большого водохранилища, несколько более мелких водохранилищ могут быть построены в виде цепочки, как в долине реки Тафф, где водохранилища Ллвин-он , Кантреф и Биконс образуют цепь вверх по долине. [5]

Прибрежный

Береговые резервуары пресной воды водохранилищ , расположенных на морском побережье недалеко от устья реки , чтобы сохранить паводковой воды в реке. [6] Поскольку строительство водохранилища на суше чревато значительным затоплением суши, прибрежный резервуар является предпочтительным с экономической и технической точки зрения, поскольку он не использует ограниченную площадь суши. [7] Многие прибрежные водохранилища были построены в Азии и Европе. Saemanguem в Южной Корее, Marina Barrage в Сингапуре, Qingcaosha в Китае и Plover Cove в Гонконге - это несколько существующих прибрежных водохранилищ. [8]

Вид с воздуха на прибрежное водохранилище Plover Cove.

На стороне банка

Queen Mother Reservoir в Беркшире , Англия является примером банка со стороны коллектора; его вода перекачивается из реки Темзы .

Если вода перекачивается или откачивается из реки различного качества или размера, на берегу могут быть построены резервуары для хранения воды. Такие резервуары обычно образуются частично в результате раскопок и частично путем строительства полного окружающего вала или насыпи , длина окружности которых может превышать 6 км (4 миль). [9] Как дно резервуара, так и насыпь должны иметь непроницаемую облицовку или ядро: первоначально они часто были сделаны из луженой глины , но, как правило, это было заменено современным использованием прокатанной глины. Вода, хранящаяся в таких резервуарах, может оставаться там в течение нескольких месяцев, в течение которых нормальные биологические процессы могут существенно уменьшить количество загрязняющих веществ и практически устранить любую мутность . Использование прибрежных водохранилищ также позволяет на некоторое время прекратить забор воды, когда река неприемлемо загрязнена или когда условия стока очень низкие из-за засухи . Лондонская система водоснабжения является одним из примеров использования береговых хранилищ: вода берется из Темзы и реки Ли ; Несколько больших водохранилищ на берегу Темзы, таких как водохранилище Королевы Марии, можно увидеть на подходе к лондонскому аэропорту Хитроу . [9]

Услуга

В резервуарах для обслуживания [10] хранится полностью очищенная питьевая вода вблизи точки раздачи. Многие водохранилища построены в виде водонапорных башен , часто в виде возвышенных конструкций на бетонных столбах, где ландшафт относительно плоский. Другие водохранилища могут быть почти полностью подземными, особенно в более холмистой или гористой местности. В Соединенном Королевстве у воды Темзы есть много подземных резервуаров, иногда также называемых цистернами , построенных в 1800-х годах, большинство из которых облицованы кирпичом. Хорошим примером является водохранилище Хонор-Оук в Лондоне, построенное между 1901 и 1909 годами. Когда оно было завершено, оно, как говорили, было самым большим подземным резервуаром в мире, построенным из кирпича [11], и до сих пор остается одним из крупнейших в Европе. [12] Этот резервуар теперь является частью южного продолжения Главного водного кольца Темзы . Верхняя часть водохранилища покрыта травой и теперь используется гольф-клубом Aquarius. [13]

Резервуары для обслуживания выполняют несколько функций, включая обеспечение достаточного напора воды в системе распределения воды и обеспечение емкости по воде для выравнивания пикового спроса со стороны потребителей, позволяя очистным сооружениям работать с оптимальной эффективностью. Также можно управлять большими резервуарами для обслуживания, чтобы снизить затраты на перекачивание, наполняя резервуар в то время суток, когда затраты на электроэнергию низкие.

Около 3000 г. до н.э. кратеры потухших вулканов в Аравии использовались фермерами в качестве резервуаров для поливной воды. [14]

Сухой климат и нехватка воды в Индии привели к раннему развитию ступенчатых колодцев и методов управления водными ресурсами , включая строительство водохранилища в Гирнаре в 3000 году до нашей эры. [15] Искусственные озера, датируемые V веком до нашей эры, были найдены в Древней Греции. [16] Искусственное озеро Бходжсагар в современном штате Мадхья-Прадеш в Индии, построенное в 11 веке, занимало площадь 650 квадратных километров (250 квадратных миль). [15]

Куш изобрел хафир , вид резервуара, в меройский период . В меройском городе Бутана зарегистрировано 800 древних и современных хафиров . [17] Хафиры собирают воду во время сезона дождей, чтобы обеспечить доступность воды в течение нескольких месяцев в сухой сезон для снабжения питьевой водой, орошения полей и водопоя скота. [17] Большое Водохранилище возле Храма Льва в Мусавварат эс-Суфра является известным хафиром в Куше. [18] [17]

На Шри-Ланке большие водоемы были созданы древними сингальскими королями, чтобы сберечь воду для полива. Знаменитый король Шри-Ланки Паракрамабаху I из Шри-Ланки сказал: «Не позволяйте капле воды просачиваться в океан, не принося пользу человечеству». Он создал резервуар под названием Паракрама Самудра (море царя Паракрамы). [19] Огромные искусственные водоемы также были построены различными древними королевствами в Бенгалии, Ассаме и Камбодже.

Прямая подача воды

Водохранилище Гибсон , Монтана

Многие речные водохранилища, перекрытые плотиной, и большинство прибрежных водохранилищ используются для подачи сырой воды на водоочистные сооружения, которые подают питьевую воду по водопроводу. Резервуар не просто удерживает воду до тех пор, пока она не понадобится: он также может быть первой частью процесса очистки воды . Время выдержки воды до ее выпуска известно как время удерживания . Это конструктивная особенность, позволяющая осаждаться частицам и илам , а также время для естественной биологической обработки с использованием водорослей , бактерий и зоопланктона, которые естественным образом обитают в воде. Однако естественные лимнологические процессы в озерах с умеренным климатом вызывают температурную стратификацию воды, которая в летние месяцы имеет тенденцию разделять некоторые элементы, такие как марганец и фосфор, на глубокую холодную бескислородную воду. Осенью и зимой озеро снова полностью перемешивается. В условиях засухи иногда необходимо откачивать холодную придонную воду, и, в частности, повышенный уровень марганца может вызвать проблемы на водоочистных сооружениях.

Гидроэлектроэнергия

Плотина ГЭС в разрезе.

В 2005 году около 25% из 33 105 крупных плотин в мире (более 15 метров в высоту) использовались для гидроэнергетики. [20] США производят 3% своей электроэнергии из 80 000 плотин всех размеров. Осуществляется инициатива по модернизации большего количества плотин в качестве эффективного использования существующей инфраструктуры для обеспечения многих небольших сообществ надежным источником энергии. [21] Водохранилище, генерирующее гидроэлектроэнергию, включает турбины, соединенные с удерживаемым водным объектом трубами большого диаметра. Эти генераторные установки могут быть у основания плотины или на некотором расстоянии. В равнинной речной долине водохранилище должно быть достаточно глубоким, чтобы создать напор воды на турбинах; а если бывают периоды засухи, водохранилище должно удерживать достаточно воды, чтобы в среднем за год (-ы) выдерживать речной сток. Русловая гидроэлектростанция в крутой долине с постоянным стоком не нуждается в водохранилище.

Некоторые водохранилища, вырабатывающие гидроэлектроэнергию, используют перекачиваемую подпитку: водохранилище высокого уровня заполняется водой с помощью высокопроизводительных электрических насосов в периоды, когда спрос на электроэнергию низкий, а затем использует эту накопленную воду для выработки электроэнергии, выпуская накопленную воду в нижний уровень. резервуар при высоком спросе на электроэнергию. Такие системы называются насосно-накопительными схемами. [22]

Контроль за водными ресурсами

Водохранилище Бэнкстаун в Сиднее.
Водохранилище Купфербах, предназначенное только для отдыха, недалеко от Ахена, Германия.

Резервуары можно использовать разными способами для контроля за тем, как вода течет по нижним водным путям:

Подача воды вниз по течению - вода может быть выпущена из водохранилища, расположенного на возвышенности, чтобы ее можно было забрать для питьевой воды ниже по системе, иногда на сотни миль ниже по течению.
Орошение - вода из ирригационного водохранилища может сбрасываться в сети каналов для использования на сельскохозяйственных угодьях или в системах вторичного водоснабжения. Орошение может также поддерживаться водохранилищами, которые поддерживают речной сток, позволяя забирать воду для орошения ниже по течению реки. [23]
Борьба с наводнениями - также известная как «затухание» или «уравновешивание» резервуаров, резервуары для борьбы с наводнениями собирают воду во время очень сильных дождей, а затем медленно выпускают ее в течение следующих недель или месяцев. Некоторые из этих водохранилищ построены по другую сторону реки, при этом поступающий поток регулируется с помощью диафрагмы . Когда речной поток превышает пропускную способность диафрагмы, за плотиной накапливается вода; но как только расход уменьшается, вода за плотиной медленно сбрасывается до тех пор, пока водохранилище снова не опустеет. В некоторых случаях такие водохранилища функционируют только несколько раз в десятилетие, и земля за водохранилищем может быть использована в качестве общинных или рекреационных земель. Разрабатываются балансирующие плотины нового поколения для борьбы с возможными последствиями изменения климата . Их называют «водохранилища для задержания наводнений». Поскольку эти резервуары будут оставаться сухими в течение длительного времени, может возникнуть риск высыхания глиняного керна, что снижает его структурную стабильность. Последние разработки включают использование композитного заполнителя из переработанных материалов в качестве альтернативы глине.
Каналы - там, где вода из естественного водотока не может быть отведена в канал , может быть построен резервуар, чтобы гарантировать уровень воды в канале: например, когда канал поднимается через шлюзы, чтобы пересечь ряд холмов. [24]
Отдых - вода может быть выпущена из водохранилища для создания или дополнения условий белой воды для каякинга и других видов спорта на белой воде. [25] На лососевых реках делаются специальные попуски (в Британии они называются половодьями ), чтобы стимулировать естественное миграционное поведение рыб и обеспечить разнообразные условия рыбной ловли для рыболовов.

Балансировка потока

Резервуары могут использоваться для уравновешивания потока в системах с высоким уровнем управления, забирая воду во время высокого потока и выпуская ее снова во время низкого потока. Для того, чтобы это работало без перекачки, требуется тщательный контроль уровня воды с помощью водосбросов . Когда приближается сильный шторм, операторы плотины рассчитывают объем воды, который шторм добавит в водохранилище. Если прогнозируемая ливневая вода будет переполнять резервуар, вода будет медленно спускаться из резервуара до и во время шторма. Если это будет сделано с достаточным временем заблаговременности, сильный шторм не заполнит резервуар, и области ниже по течению не испытают разрушительных потоков. Точные прогнозы погоды необходимы для того, чтобы операторы плотин могли правильно планировать просадки воды до сильного дождя. Операторы плотин обвинили в неверном прогнозе погоды наводнения в Квинсленде 2010–2011 годов . Примерами хорошо управляемых водохранилищ являются плотина Буррендонг в Австралии и озеро Бала ( Ллин Тегид ) в Северном Уэльсе . Озеро Бала - это естественное озеро, уровень которого был поднят невысокой плотиной и в которое река Ди впадает или разливается в зависимости от условий течения, как часть системы регулирования реки Ди . Этот режим работы является формой гидравлической емкости в речной системе.

Отдых

Многие водоемы часто позволяют использовать их в рекреационных целях, например, для рыбалки и катания на лодках . Могут применяться особые правила для обеспечения безопасности населения и защиты качества воды и экологии окружающей местности. Многие водохранилища теперь поддерживают и поощряют менее формальный и менее структурированный отдых, такой как естествознание , наблюдение за птицами , пейзажная живопись , прогулки и походы , и часто предоставляют информационные доски и материалы для толкования, чтобы поощрять ответственное использование.

Вода, выпадающая в виде дождя перед водохранилищем, вместе с любыми подземными водами, появляющимися в виде источников, хранится в резервуаре. Излишки воды можно вылить через специально спроектированный водослив. Накопленная вода может быть направлена самотеком для использования в качестве питьевой воды , для выработки гидроэлектроэнергии или для поддержания речного стока для поддержки использования в нижнем течении. Иногда можно управлять водохранилищами, чтобы удерживать воду во время сильных дождей, чтобы предотвратить или уменьшить затопление вниз по течению. Некоторые резервуары поддерживают несколько видов использования, и правила эксплуатации могут быть сложными.

Водосброс плотины Ллин Брианн в Уэльсе .

Большинство современных водохранилищ имеют специально спроектированную водозаборную башню, которая может сбрасывать воду из водохранилища на разных уровнях, как для доступа к воде, когда уровень воды падает, так и для того, чтобы вода определенного качества могла сливаться в реку вниз по течению в качестве "компенсации". вода »: операторы многих водохранилищ, расположенных на возвышенности или в реке, обязаны сбрасывать воду в реку, расположенную ниже по течению, для поддержания качества реки, поддержки рыболовства, поддержания промышленного и рекреационного использования в нижнем течении реки или для ряда других целей. Такие выбросы известны как компенсационная вода .

Терминология

Маркер уровня воды в резервуаре

Единицы, используемые для измерения площадей и объемов водохранилищ, варьируются от страны к стране. В большинстве стран мира площади водохранилищ выражаются в квадратных километрах; в Соединенных Штатах обычно используются акры. Для объема широко используются кубические метры или кубические километры, а в США - акро-футы.

Емкость, объем или вместимость резервуара обычно делятся на отдельные области. Мертвое или неактивным хранение относится к воде в резервуаре , который не может быть осушенным под действием силы тяжести через плотину на выход работ , водослив, или потребление электростанции и может быть накачкой только. Мертвое хранилище позволяет отложениям оседать, что улучшает качество воды, а также создает зону для рыбы при низких уровнях. Активное или живое хранилище - это часть водохранилища, которая может использоваться для борьбы с наводнениями, производства электроэнергии, навигации и попусков ниже по течению. Кроме того, «способность водохранилища контролировать наводнение» - это количество воды, которое он может регулировать во время затопления. «Дополнительная емкость» - это емкость резервуара над гребнем водосброса, которую нельзя регулировать. [26]

В Соединенных Штатах вода ниже нормального максимального уровня резервуара называется «консервационным бассейном». [27]

В Соединенном Королевстве «верхний уровень воды» описывает полное состояние резервуара, в то время как «полностью опущенный» описывает минимальный остаточный объем.

Моделирование управления резервуаром

Существует широкий спектр программного обеспечения для моделирования резервуаров, от специализированных инструментов управления программами безопасности плотин (DSPMT) до относительно простого WAFLEX , до интегрированных моделей, таких как система оценки и планирования водных ресурсов (WEAP), которые помещают операции с резервуарами в контекст системы. -широкие потребности и поставки.

"> Воспроизвести медиа
Природные ресурсы Уэльса. Цейтраферная видеосъемка укрепления набережной небольшого водохранилища в лесу Гвидир , Уэльс .

Во многих странах большие водохранилища строго регулируются, чтобы попытаться предотвратить или свести к минимуму нарушения герметичности. [28] [29]

Хотя большая часть усилий направлена ​​на плотину и связанные с ней конструкции как на самую слабую часть общей конструкции, цель такого контроля - предотвратить неконтролируемый выброс воды из водохранилища. Авария водохранилища может привести к значительному увеличению стока в речной долине, что может привести к размыванию городов и деревень и стать причиной значительных человеческих жертв, таких как разрушения после нарушения условий содержания в Ллин-Эйгиау, в результате которого погибли 17 человек. [30] (см. Также Список разрушений плотин )

Примечательным случаем использования водохранилищ в качестве орудия войны является налет Дамбастеров Королевских ВВС Великобритании на Германию во время Второй мировой войны (под кодовым названием « Операция« Возмездие » [31]» ), в ходе которого были выбраны три немецкие плотины водохранилищ, которые должны быть прорваны в порядке нанести ущерб немецкой инфраструктуре, производственным мощностям и энергетическим мощностям рек Рур и Эдер . Экономические и социальные последствия были вызваны огромными объемами ранее накопленной воды, которая стекала по долинам, вызывая разрушения. Этот рейд впоследствии стал основой для нескольких фильмов.

Водохранилище Каши Клаф, расположенное над Шоу и Кромптоном , Англия.

Воздействие на окружающую среду на всю жизнь

Для всех водохранилищ перед началом строительства будет проведена денежная оценка затрат и выгод, чтобы увидеть, стоит ли продолжать реализацию проекта. [32] Однако такой анализ часто может не учитывать воздействия плотин и водохранилищ на окружающую среду, которые они содержат. Некоторые воздействия, такие как производство парниковых газов, связанное с производством бетона, относительно легко оценить. Другое воздействие на природную среду, а также социальные и культурные эффекты может быть труднее оценить и взвесить, но идентификация и количественная оценка этих проблем в настоящее время обычно требуются в крупных строительных проектах в развитых странах [33]

Изменение климата

Выбросы парниковых газов из пласта

В естественные озера попадают органические отложения, которые разлагаются в анаэробной среде с выделением метана и углекислого газа . Выбрасываемый метан примерно в 8 раз более мощный парниковый газ, чем углекислый газ. [34]

Когда искусственный резервуар наполняется, существующие заводы погружаются в воду, и за годы, необходимые для разложения этого вещества, будет выделяться значительно больше парниковых газов, чем у озер. Водохранилище в узкой долине или каньоне может покрывать относительно немного растительности, а водохранилище, расположенное на равнине, может затоплять большое количество растительности. Участок может быть сначала очищен от растительности или просто затоплен. Тропические наводнения могут производить гораздо больше парниковых газов, чем в регионах с умеренным климатом.

В следующей таблице указаны выбросы из водохранилища в миллиграммах на квадратный метр в день для различных водоемов. [35]

Место расположения Углекислый газ Метан
Озера 700 9
Водохранилища умеренного климата 1500 20
Тропические водоемы 3000 100

Гидроэнергетика и изменение климата

В зависимости от затопляемой площади и производимой электроэнергии резервуар, построенный для выработки гидроэлектроэнергии, может либо уменьшить, либо увеличить чистое производство парниковых газов по сравнению с другими источниками энергии.

Исследование, проведенное Национальным институтом исследований в Амазонке, показало, что водохранилища гидроэлектростанций выделяют большое количество углекислого газа в результате гниения деревьев, оставшихся в резервуарах, особенно в течение первого десятилетия после наводнения. [36] Это увеличивает влияние плотин на глобальное потепление до уровней, намного более высоких, чем это могло бы произойти при выработке такой же энергии из ископаемого топлива. [36] Согласно отчету Всемирной комиссии по плотинам (Плотины и развитие), когда водохранилище относительно велико и предварительная вырубка леса в затопленной зоне не проводилась, выбросы парниковых газов из водохранилища могут быть выше, чем у обычного водохранилища. ТЭЦ, работающая на мазуте. [37] Например, в 1990 году водохранилище за плотиной Балбина в Бразилии (открытое в 1987 году) оказало более чем 20-кратное влияние на глобальное потепление, чем выработка такой же энергии из ископаемого топлива, из-за большой площади затопления на единицу вырабатываемая электроэнергия. [36]

Tucurui плотины в Бразилии (завершено в 1984 году) было только 0,4 раза воздействие на глобальное потепление , чем это порождающей ту же энергию от ископаемого топлива. [36]

Двухлетнее исследование выбросов углекислого газа и метана в Канаде пришло к выводу, что, хотя водохранилища там действительно выделяют парниковые газы, их масштабы намного меньше, чем у тепловых электростанций аналогичной мощности. [38] Гидроэнергетика обычно выбрасывает в 35-70 раз меньше парниковых газов на ТВтч электроэнергии, чем тепловые электростанции. [39]

Уменьшение загрязнения воздуха происходит, когда плотина используется вместо выработки тепловой энергии , поскольку электроэнергия, произведенная на гидроэлектростанциях, не вызывает каких-либо выбросов дымовых газов от сжигания ископаемого топлива (включая диоксид серы , оксид азота и оксид углерода из угля ) .

Биология

Большой баклан ( Phalacrocorax карбо ) сидел на буй в Farmoor водохранилище , Оксфордшир . Поскольку водоемы могут содержать запасы рыбы, многие виды водоплавающих птиц могут полагаться на водоемы и формировать среды обитания рядом с ними.

Плотины могут создавать блок для мигрирующих рыб, ловить их в одной области, производить пищу и среду обитания для различных водоплавающих птиц. Они также могут затопить различные экосистемы на суше и вызвать вымирание.

Создание водохранилищ может изменить естественный биогеохимический цикл из ртути . После первоначального формирования водохранилища происходит значительное увеличение производства токсичной метилртути (MeHg) за счет микробного метилирования в затопленных почвах и торфе. Было также обнаружено, что уровни MeHg увеличиваются в зоопланктоне и в рыбе. [40] [41]

Человеческое воздействие

Плотины могут серьезно сократить количество воды, поступающей в страны, расположенные ниже по течению, вызывая нехватку воды между странами, например, Суданом и Египтом , что наносит ущерб сельскохозяйственным предприятиям в странах нижнего течения и сокращает объем питьевой воды.

Фермы и деревни, например, Ашоптон, могут быть затоплены из-за создания водохранилищ, разрушая многие средства к существованию. Именно по этой причине 80 миллионов человек во всем мире (цифра на 2009 год из учебника географии Edexcel GCSE) были вынуждены переселить в принудительном порядке из-за строительства плотины.

Лимнология

Лимнология водоемов имеет много общего , что озер эквивалентного размера. Однако есть существенные различия. [42] Многие водохранилища испытывают значительные колебания уровня, образуя значительные площади, которые периодически находятся под водой или пересыхают. Это сильно ограничивает продуктивность или запасы воды, а также ограничивает количество видов, способных выжить в этих условиях.

Водохранилища, расположенные на возвышенности, как правило, имеют гораздо более короткое время пребывания, чем естественные озера, и это может привести к более быстрому круговороту питательных веществ через водоем, так что они быстрее теряются в системе. Это можно рассматривать как несоответствие между химическим составом воды и биологией воды с тенденцией к тому, что биологический компонент будет более олиготрофным, чем предполагает химия.

И наоборот, низинные водоемы, забирающие воду из рек, богатых питательными веществами, могут демонстрировать завышенные эвтрофические характеристики, потому что время пребывания в водохранилище намного больше, чем в реке, и биологические системы имеют гораздо больше возможностей для использования доступных питательных веществ.

Глубокие водохранилища с многоуровневыми водозаборными башнями могут сбрасывать глубокую холодную воду в нижнее течение реки, что значительно сокращает размер любого гиполимниона . Это, в свою очередь, может снизить концентрацию фосфора, выделяемого во время любого ежегодного смешивания, и, следовательно, может снизить производительность .

Плотины перед водохранилищами действуют как точки перегиба - энергия падающей из них воды снижается, и в результате происходит отложение под плотинами. [ требуется разъяснение ]

Сейсмичность

Заполнение (заполнение) резервуаров часто объясняется сейсмичностью, вызванной резервуаром (RTS), поскольку сейсмические события происходили вблизи крупных плотин или в их резервуарах в прошлом. Эти события могли быть вызваны заполнением или эксплуатацией резервуара и имеют малый масштаб по сравнению с количеством резервуаров во всем мире. Среди более чем 100 зарегистрированных событий некоторые ранние примеры включают Марафонскую плотину высотой 60 м (197 футов) в Греции (1929 г.) и плотину Гувера высотой 221 м (725 футов) в США (1935 г.). Большинство событий связано с большими плотинами и небольшой сейсмичностью. Единственными четырьмя зарегистрированными событиями с магнитудой выше 6,0 (M w ) являются плотина Койна высотой 103 м (338 футов) в Индии и плотина Кремаста 120 м (394 фута) в Греции, которые оба зарегистрировали 6,3-M w , 122- метровую плотину. (400 футов) Кариб ГЭС в Замбии 6,25-м ш и 105 м (344 футов) Xinfengjiang плотина в Китае в 6,1-м ш . Возникли споры относительно того, когда произошло RTS из-за отсутствия гидрогеологических знаний на момент события. Однако считается, что инфильтрация воды в поры и вес коллектора действительно влияют на структуру RTS. Для возникновения RTS должна быть сейсмическая структура рядом с плотиной или ее резервуаром, и сейсмическая структура должна быть близка к разрушению. Кроме того, вода должна иметь возможность проникать в глубокий пласт породы, так как вес коллектора глубиной 100 м (328 футов) будет иметь небольшое влияние по сравнению с собственным весом породы на поле напряжений земной коры , которое может быть расположено на глубине 10 метров. км (6 миль) или более. [43]

Липтовска Мара в Словакии (построена в 1975 году) - пример искусственного озера, существенно изменившего местный микроклимат.

Микроклимат

Водохранилища могут изменять местный микроклимат, повышая влажность и снижая экстремальные температуры, особенно в засушливых районах. Некоторые винодельни Южной Австралии заявляют о таком эффекте как о повышении качества производимого вина.

В 2005 году Международная комиссия по большим плотинам (ICOLD) внесла в список 33 105 крупных плотин (высота ≥15 м). [20]

Список водоемов по площади

Озеро Вольта из космоса (апрель 1993 г.).
Десять крупнейших водохранилищ мира по площади
Классифицировать Имя Страна Площадь поверхности Заметки
км 2кв миль
1 Озеро Вольта Гана 8 482 3 275 [44]
2 Смоллвудское водохранилище Канада 6 527 2,520 [45]
3 Куйбышевское водохранилище Россия 6 450 2,490 [46]
4 Озеро Кариба Зимбабве , Замбия 5 580 2150 [47]
5 Бухтарминское водохранилище Казахстан 5 490 2120
6 Братское водохранилище Россия 5 426 2,095 [48]
7 Озеро Насер Египет , Судан 5 248 2,026 [49]
8 Рыбинское водохранилище Россия 4,580 1,770
9 Водохранилище Каниапискау Канада 4 318 1,667 [50]
10 Озеро Гури Венесуэла 4250 1,640

Список резервуаров по объему

Озеро Кариба из космоса.
Десять крупнейших резервуаров мира по объему
Классифицировать Имя Страна Объем Заметки
км 3cu mi
1 Озеро Кариба Зимбабве , Замбия 180 43 год
2 Братское водохранилище Россия 169 41 год
3 Озеро Насер Египет , Судан 157 38
4 Озеро Вольта Гана 148 36
5 Маникуаганское водохранилище Канада 142 34 [51]
6 Озеро Гури Венесуэла 135 32
7 Williston Lake Канада 74 18 [52]
8 Красноярское водохранилище Россия 73 18
9 Зейское водохранилище Россия 68 16

  • Аб Анбар
  • Подача прибрежных наносов
  • Разноцветные озерки (в Польше)
  • Обрушение плотины
  • Водосборный бассейн
  • Forebay
  • Начальник водохранилища
  • Мельничный пруд
  • Карьерное озеро
  • Безопасность водохранилища
  • Шары тени

  1. ^ Центр всемирного наследия ЮНЕСКО. «Нубийские памятники от Абу-Симбела до Филе» . Проверено 20 сентября 2015 года .
  2. ^ Капель Celyn, десять лет разрушения: 1955-1965 , Томас Э., Cyhoeddiadau Barddas и Gwynedd Совета, 2007, ISBN  978-1-900437-92-9
  3. ^ Строительство плотины Гувера: исторический отчет, подготовленный в сотрудничестве с Министерством внутренних дел. KC Publications. 1976 г. ISBN  0-916122-51-4 .
  4. ^ "Llanidloes Mid Wales - Ллин Кливедог" . Проверено 20 сентября 2015 года .
  5. ^ Резервуары геопарка Fforest Fawr [ постоянная мертвая ссылка ]
  6. ^ «Международная ассоциация исследований прибрежных резервуаров» . Проверено 9 июля 2018 .
  7. ^ «Оценка социальных и экологических воздействий прибрежных водоемов (стр. 19)» . Архивировано из оригинала 26 июля 2018 года . Проверено 9 июля 2018 .
  8. ^ «Стратегия освоения прибрежных водоемов - обзор будущих тенденций» . Проверено 9 марта 2018 .
  9. ^ а б Брин Филпотт-Йинка Ойейеми-Джон Сойер (2009). «Виртуальная библиотека ICE: схемы аварийного списания средств королевы Марии и короля Георга V». Плотины и водохранилища . 19 (2): 79–84. DOI : 10.1680 / dare.2009.19.2.79 .
  10. ^ «Открытое обучение - OpenLearn - Открытый университет» . Проверено 20 сентября 2015 года .
  11. ^ "Водохранилище Дуба Чести" (PDF) . Лондонский боро Льюишам. Архивировано 18 марта 2012 года из оригинального (PDF) . Проверено 1 сентября 2011 года .
  12. ^ "Дубовое водохранилище Чести" . Мотт Макдональд. Архивировано из оригинала 9 декабря 2011 года . Проверено 1 сентября 2011 года .
  13. ^ «Гольф-клуб Водолей» . Проверено 20 сентября 2015 года .
  14. ^ Смит, С. и др. (2006) Вода: жизненно важный ресурс , 2-е издание, Милтон Кейнс, Открытый университет.
  15. ^ а б Родда, Джон; Убертини, Лучио, ред. (2004). Основа цивилизации - наука о воде? . Международная ассоциация гидрологических наук. п. 161. ISBN. 978-1-901502-57-2. OCLC  224463869 .
  16. Перейти ↑ Wilson & Wilson (2005). Энциклопедия Древней Греции . Рутледж. ISBN  0-415-97334-1 . стр.8
  17. ^ a b c Фриц Хинтце, Куш XI; С. 222-224.
  18. ^ Клаудия Насер; Великий хафир в Мусавварат ас-Суфра. Полевые исследования археологической миссии Берлинского университета Гумбольдта в 2005 и 2006 годах. На: Между порогами. Материалы 11-й конференции нубийских исследований. Варшавский университет, 27 августа - 2 сентября 2006 г .; В: Польский центр средиземноморской аэрохеологии Варшавского университета. Серия дополнений к PAM 2.2./1-2.
  19. ^ - Международный комитет по охране окружающей среды озер - Паракрама Самудра. Архивировано 5 июня 2011 г. в Wayback Machine.
  20. ^ а б Сумис, Николас; Люкотт, Марк; Кануэль, Рене; Вайссенбергер, Себастьян; Уэль, Стефан; Ларос, Екатерина; Дюшемен, Эрик (2005). Гидроэлектростанции как антропогенные источники парниковых газов . Водная энциклопедия . DOI : 10.1002 / 047147844X.sw791 . ISBN 978-0471478447.
  21. ^ "Малая гидроэлектростанция: сила плотины: как малая гидроэлектростанция может спасти тупые плотины Америки" . Проверено 20 сентября 2015 года .
  22. ^ "Первая гидроаккумулирующая компания" . Архивировано из оригинального 29 июля 2010 года.
  23. ^ «Ирригация Великобритании» (PDF) . Проверено 20 сентября 2015 года .
  24. ^ "Водохранилища Узкого канала Хаддерсфилда" . Архивировано из оригинала 23 декабря 2001 года . Проверено 20 сентября 2015 года .
  25. ^ "Каноэ Уэльс - Национальный центр рафтинга по белой воде" . Проверено 20 сентября 2015 года .
  26. ^ Вотруба, Ладислав; Брожа, Войтех (1989). Управление водными ресурсами в водохранилищах . Развитие науки о воде. 33 . Издательская компания "Эльзевир". п. 187. ISBN. 978-0-444-98933-8.
  27. ^ «Водный глоссарий» . Проверено 20 сентября 2015 года .
  28. ^ Закон безопасности Северной Каролины Dam Архивирована 16 апреля 2010 в Wayback Machine
  29. ^ «Закон о водохранилищах 1975 года» . www.opsi.gov.uk .
  30. ^ «Ллин Эйгиау» . Проверено 20 сентября 2015 года .
  31. ^ «Комиссия Содружества по военным захоронениям - Операция« Наказание » (PDF) .
  32. ^ CIWEM - Водоемы: Глобальные проблемы архивации 12 мая 2008 в Wayback Machine
  33. ^ Предлагаемый резервуар - Отчет об оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС). Архивировано 8 марта 2009 г. на Wayback Machine.
  34. ^ Хоутон, Джон (4 мая 2005 г.). "Глобальное потепление". Отчеты о достижениях физики . 68 (6): E2865-74. Bibcode : 2005RPPh ... 68.1343H . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 68/6 / R02 .
  35. ^ «Поверхности водохранилищ как источники парниковых газов в атмосферу: глобальная оценка» (PDF) . era.library.ualberta.ca .
  36. ^ а б в г Фирнсайд, PM (1995). «Плотины гидроэлектростанций в бразильской Амазонии как источники« парниковых »газов» . Охрана окружающей среды . 22 (1): 7–19. DOI : 10.1017 / s0376892900034020 .
  37. ^ Грэм-Роу, Дункан. «Раскрыта грязная тайна гидроэнергетики» .
  38. ^ Эрик Дюшемен (1 декабря 1995 г.). «Производство парниковых газов CH4 и CO2 гидроэлектростанциями бореального региона» . ResearchGate . Проверено 20 сентября 2015 года .
  39. ^ «Проблема парниковых газов из водохранилищ гидроэлектростанций от северных до тропических регионов» . researchgate.net .
  40. ^ Келли, Калифорния; Радд, JWM; Бодалы, РА; Рулет, НП; Сент-Луис, Вирджиния; Эй, А .; Мур, TR; Schiff, S .; Aravena, R .; Скотт, KJ; Дайк, Б. (май 1997 г.). «Увеличение потоков парниковых газов и метилртути после затопления экспериментального резервуара». Наука об окружающей среде и технологии . 31 (5): 1334–1344. DOI : 10.1021 / es9604931 . ISSN  0013-936X .
  41. ^ Сент-Луис, Винсент Л .; Радд, Джон WM; Келли, Кэрол А .; Бодали, РА (Дрю); Патерсон, Майкл Дж .; Beaty, Kenneth G .; Hesslein, Raymond H .; Привет, Эндрю; Маевский, Эндрю Р. (март 2004 г.). «Взлет и падение метилирования ртути в экспериментальном резервуаре †». Наука об окружающей среде и технологии . 38 (5): 1348–1358. Bibcode : 2004EnST ... 38.1348S . DOI : 10.1021 / es034424f . ISSN  0013-936X . PMID  15046335 .
  42. ^ «Экология водоемов и озер» . Проверено 20 сентября 2015 года .
  43. ^ «Взаимосвязь между крупными коллекторами и сейсмичностью 08 февраля 2010» . Международная гидроэнергетика и строительство плотин. 20 февраля 2010 года Архивировано из оригинала 18 июня 2012 . Проверено 12 марта 2011 года .
  44. ↑ Международный комитет по охране окружающей среды озер - Озеро Вольта. Архивировано 6 мая 2009 г. в Wayback Machine.
  45. ^ Маккаллум, Ян. "Смоллвудское водохранилище" .
  46. ^ Международный комитет по озерной окружающей среде - водохранилище Куйбышев. Архивировано 3 сентября 2009 г. на Wayback Machine.
  47. ↑ Международный комитет по охране окружающей среды озер - Озеро Кариба. Архивировано 26 апреля 2006 г. в Wayback Machine.
  48. ↑ Международный комитет по озерной окружающей среде - Братское водохранилище, Архивировано 21 сентября 2010 г. на Wayback Machine.
  49. ^ Международный комитет по окружающей среде озер - водохранилище высокой плотины Асвам. Архивировано 20 апреля 2012 г. в Wayback Machine.
  50. ↑ Международный комитет по охране окружающей среды озер - Водохранилище Каниапискау. Архивировано 19 июля 2009 г. на Wayback Machine.
  51. ^ Международный комитет по охране окружающей среды озер - Маникуаганское водохранилище, Архивировано 14 мая 2011 года на Wayback Machine
  52. ↑ Международный комитет по охране окружающей среды озер - Уиллистон-Лейк. Архивировано 21 июля 2009 г. в Wayback Machine.

  • Департамент водных ресурсов. «Информация о пласте» . Калифорнийский центр обмена данными . Штат Калифорния.
  • Global Journal of Research Engineering (США). «Оптимизация на основе долговечности железобетонных резервуаров с использованием алгоритма искусственных пчелиных семей» . Гражданское и структурное проектирование (GJRE-E).