Особенности развития озерно-речных систем в планировании их гидроэнергетики и мелиоративной освоенности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Могилевский  государственный университет им.А.А.Кулешова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Особенности развития озерно-речных систем  в планировании  их гидроэнергетики и мелиоративной освоенности

 

 

 

 

 

 

 

                  

 

 

 

 

Выполнила

Храмкова Ольга Владимировна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    

МОГИЛЕВ 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ. УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ. ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ОРС В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

1.1.          История развития лимнологии в Республике Беларусь

1.2.          Научные школы и направления

1.3.          Основные достижения и задачи в 21в.

1.4.          Типология ОРС

1.4.1.   Типология ОРС Белорусского Поозерья

1.4.2.   Типология ОРС Белорусского Полесья

1.4.3.   Иные классификации

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ОРС

2.1.   Влияние тектоники на формирование и развитие ОРС

2.2.  Четвертичные оледенения на Белоруссии

2.3.  Современные русловые процессы и их влияние на формирование

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И МЕЛИОРАТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРС

3.1.    Гидроэнергетическое использование ОРС

3.2.    Мелиоративное использование  ОРС

3.2.1. Оросительная мелиорация

3.2.2. Осушительная мелиорация

3.2.3. Противопаводковая мелиорация

3.2.4. Противоэрозионная мелиорация

Выводы по третьей главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

ГЛАВА 1. СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ОРС В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

1.1.История развития лимнологии в Республике Беларусь

Создателями озероведения в России заслуженно считаются Д. Н. Анучин, Л.С. Берг, А.И. Воейков. Большую роль в организации исследований озер сыграло Русское географическое общество, а первые водомерные посты на крупных озерах появились еще в 1724 г на Ладожском озере, 1830 г. на Каспии, на Селигере в 1847 г. В начале 20 в. изучение озер в Советском Союзе продолжал Государственный Гидрологический Институт (ГГИ), гидрометслужба, был создан Водный кадастр СССР, Институт озероведения АН СССР в Ленинграде, Лимнологический институт в Лиственничное-на - Байкале, Институт внутренних вод в Борке на Рыбинском водохранилище.

Беларусь богата озерами, поэтому многие исследования на территории Восточно-Европейской равнины касались ее рек и озер.

Значительный вклад внесла экспедиция 1894 - 1900 гг. под руководством Д.Н.Анучина, посвященная изучению главных рек Европейской части России. Изучена гидрография ряда озер Витебской и Могилевской губернии. В книге “Живописная Россия” под редакцией П.П. Семенова приводится описание крупных озер: Нарочь, Мядель, Дривяты, а также в Полесье: Выгонощанское, Червоное, Луковское (1882г.). Интересные материалы по озерам Беларуси приводятся в работе: “Материалы для географии и статистики России, собранные офицерами Генерального штаба Минской губернии”. Данные по 350 озерам, их значение для рыбного промысла, для сооружения Огинского и Березинского каналов (1864 г.).

Описания озер Витебской и Могилевской областей приводятся в работах А.С. Дембовецкого (1882) и в очерках В. Зарецкого, В. А. Лесневского, М. Тишкова (1903-1905), опубликованных в «Землеведении».

Последние годы своей жизни посвятил изучению гидрологического и гидробиологического режимов озер Беларуси (двух Свитязей, Загоранского)

Черного, Любани и др.) известный исследователь Байкала, выходец из Беларуси и западных районов Украины Б.И. Дыбовский.

Незадолго до Октябрьской революции в 1914-1916 годах изучение озер в практических целях выполняла Витебская рыбохозяйственная экспедиция, а в 1928 году при Наркомземе БССР эту работу продолжала Научно-исследовательская станция рыбного хозяйства (с 1957 г. - Белорусский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства - БелНИИОРХ). В этот же период крупные исследования озер западных областей Беларуси выполнили Польские лимнологи Е. Кондрацкий на озерах западной Браславщины (1938г.) и С. Ленцевич в Полесье (1938 г.). Так, С. Ленцевич и другие авторы описывают геоморфологические особенности котловин озер, координаты и положение их над уровнем моря.

Первые наблюдения за гидрологическим режимом озер были начаты в 1926 году. Изучение озер Беларуси вновь было продолжено после второй мировой войны. Уже в 1949 г. вышел краткий справочник рек и водоемов БССР под редакцией А.И. Тюльпанова, собранный главным образом по картографическим материалам. В справочнике - озера Белорусской ССР, 1964 г. под редакцией Е.А. Боровик освещены главным образом биологические характеристики наиболее исследованных озер для того времени. В сводном томе “Ресурсы поверхностных вод. Белоруссия и верхнее Поднепровье”, изданном гидрометслужбой БССР в 1966 г. приводится цифра общего количества озер (10780), включающая крупные старицы и водоемы площадью менее 0,1 км». В таблице приводится размещение озер по бассейнам рек, батиметрические схемы 192 озер, содержатся данные гидрологических наблюдений по 24 озерным станциям и постам.

Многолетний мониторинг Нарочанских озер с 1948 г. выполняет лаборатория гидробиологии БГУ: Здесь выросли крупные ученые - гидробиологи. На ее материалах издана монография “Экологическая система Нарочанских озер”, издается ежегодный «Бюллетень экологического состояния озер Нарочь, Мястро, Баторин».

Детальное изучение и оценка ресурсов озерных сапропелей ведется с 1975 г. в Институте проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси. Здесь составлен кадастр сапропелевых отложений наших озер, разработаны проекты добычи 70-ти месторождений сапропелей.

Институт геохимии и геофизики НАБ совместно с географическим факультетом много лет занимается проблемами палеогеографии, эволюции озер в плейстоцене и голоцене. Основой этих исследований служит материал буровых скважин донных отложений, изученных геохимическим, спорово-пыльцевым, диатомовым методами и определением абсолютного возраста. Интересные и современные исследования выполняются в Институте зоологии НАН Беларуси. Они направлены на изучение видового состава, развития и функционирования гидробионтов, в частности, реликтовых ракообразных в глубоких озерах. Краткие сведения об озерах содержаться в Белорусской энциклопедии и “Голубой книге”.

В конце 50-х годов начали разворачиваться лимнологические исследования на географическом факультете БГУ. В начале это выражалось в ежегодных дипломных работах. В 60-х годах исследования уже носили комплексный характер и объединяли большую группу студентов и преподавателей.

Лимнологическая школа и лимнологические исследования географического факультета получили широкую известность и в 1973 г. одновременно с образованием кафедры общего землеведения основана отраслевая научно-исследовательская лаборатория озероведения (ОНИЛОЗ), преобразованная в 1992 году в НИЛ озероведения. Сотрудниками лаборатории и кафедры опубликован ряд крупных научных монографий, и учебников, изданы справочники в 1983 и 2004 г. Последний содержит систематизированные сведения по 826 озерам республики: данные по гидрологии, морфометрии, гидрохимии, гидробиологии, составу и мощности донных отложений, характеру водосборов, их хозяйственному использованию.

 

1.2. Научные школы и направления

 

Развитие отечественной лимнологии тесно связано с историей ее формирования в России. Истоки развития лимнологии на Беларуси идут в глубину XIX столетия, когда сосланный в Сибирь выходец из Лиды Б.И.

Дыбовский впервые в России провел комплексные исследования озера Байкал. Это был первый опыт подобного полевого исследования озера, за который в 1871 году Б.И. Дыбовский и его соавтор В.И. Годлевский были удостоены золотой медали Русского географического общества. Этот этап развития лимнологии отличался разрозненными исследованиями.

Послевоенный этап в развитии исследований озёр на Беларуси можно разделить на два периода: 1950 — 1970-е годы — период становления национальной белорусской лимнологии как самостоятельной науки, а с 1970 года и по настоящее время — современный период.

Становление лимнологии как самостоятельной науки в Беларуси отличалось постепенным переходом от чисто гидробиологических исследований к комплексному лимнологическому направлению, основателем и организатором которого стала одна из первых женщин — докторов наук на Беларуси профессор О.Ф. Якушко. Традиции гидробиологических исследований (Е.А Боровик, М.Е Макушок, А.А. Зенкевич, Г.Г. Винберг) продолжают в настоящее время ученые биологического факультета Белгосуниверситета.

Исследования озер в 70-е годы способствовали созданию первоначально учебной лаборатории озероведения, а затем отраслевой НИЛ озероведения Белорусского университета и формированию белорусской лимнологической школы. Новым импульсом к энтузиазму первых озероведов, к подготовке специалистов по изучению водоемов Беларуси послужил выход в свет первого учебного пособия и монографии по озерам О.Ф. Якушко

Период становления лимнологии на Беларуси отличался накоплением фактических натурных материалов по озёрам Беларуси, изучением региональных природных особенностей различных озёрных групп, разнотипных озёр, отработкой методики натурных исследований и завершился формированием белорусской лимнологической школы. Это дало возможность провести паспортизацию наиболее крупных озёр Беларуси и перейти к комплексному изучению искусственных водоемов. Водохранилища и пруды, находящиеся на территории нашей республики, географами до этого времени практически не изучались.

Значительную роль в активизации исследований водохранилищ и прудов сыграло создание отдела водохранилищ Центральном НИИ комплексного использования водных ресурсов, научное руководство которым осуществлялось профессором В.М. Широковым. Это позволило перенести акцент исследований с узких отраслевых водных проблем на комплексное исследование природы искусственных водоемов: формирования ложа, грунтовых комплексов, заиления и зарастания, биологического режима, эволюции природы в целом, природно-акваториального районирования, проблем взаимодействия с окружающей средой и др.

Закономерным следствием второго этапа в этих исследованиях в республике явилось издание ряда монографий по природным и искусственным водоемам и второго издания учебного пособия по озероведению. Фактически к концу 80-х годов сформировались самостоятельные направления в изучении водоемов замедленного водообмена: гидрология озёр (лимнология), гидрология водохранилищ и прудов, гидрология карьерных водоемов.

На мой взгляд, такое разделение способствовало более глубокому изучению природы и гидрологического режима различных типов водных объектов и накоплению обширного объема фондовых материалов по их гидрологии и гидробиологии, рациональному использованию и охране, рекультивации и восстановлению и т.д. Сформировалась школа палеогеографов Беларуси, которая вооружена серией палеогеографических методов реконструкции озёрных ландшафтов. Возникла необходимость комплексной географической оценки и обобщения накопленного материала и создания теории эволюции озёр и озёрно-речных систем.

Искусственные водоемы являются новыми водными объектами, развитие которых происходит на наших глазах. Теоретические разработки в области эволюции озёр до настоящего времени схематичны, без прочной научной основы. Современные представления о формировании природы водохранилищ восполняют недостающие звенья о первых этапах развития природных водных объектов. В то же время восстановление и реконструкция условий эволюции озёр дает основу для прогноза эволюции водохранилищ и других искусственных объектов. Такое взаимодополнение материалов по озёрам и водохранилищам будет способствовать созданию единой теории эволюции водоемов замедленного водообмена.

Решение проблемы теоретического обоснования путей развития природы водоемов замедленного водообмена (озёр, водохранилищ, прудов, карьерных водоемов), создание единой теории их эволюции дают фундаментальную основу для решения ряда теоретических и практических задач.

 

1.3.Основные достижения и задачи в 21в.

 

Современная белорусская лимнологическая школа, сформировавшаяся

за последние 30-40 лет, вошла в XXI в. с определенными теоретическими и

практическими достижениями. На начальном этапе, на рубеже 1950-1960-х гг.

она развивалась как чисто географическая наука - озероведение. Инициатором комплексного исследования в Беларуси и основоположником научного направления была профессор О.Ф. Якушко. Общие географические подходы и методы исследования озер белорусские географы и лимнологи находили втрудах Б.Б. Богословского, Г.Г. Винберга, С.В. Калесника, Н.И. Семеновичаи др. На этот период существовали только разрозненные описательные характеристики озер Беларуси, не имевшие обобщающего характера. Заслуживают внимания работы С. Ленцевича 1930-х гг. и изданный в 1949 г. «Краткий справочник рек и водоемов БССР» под редакцией А.И. Тюльпанова. Первая классификация озер Беларуси была предложена Е.А. Боровик (1964) на основании морфометрических, химических и биологических особенностей 125 наиболее крупных водоемов.

Как показывают обобщающие работы по исследованию озер и искусственных водных объектов, все малые водоемы Беларуси представляют единую генетическую цепочку гидроэкосистем с разным уровнем саморегуляции,устойчивости и спецификой лимнических процессов в условиях различнойстепени замедления стока. К концу XX в. были выделены гидроэкосистемыразличного типа (лимносистемы, металимносистемы, гиполимносистемы,миксолимносистемы и псевдолимносистемы), составляющие единый генетический ряд водоемов и отражающие эквифинальный принцип их эволюции [1, 2]. Озеро, или лимносистема, представляет собой наиболее организованную и совершенную природную водную экосистему, сформировавшуюся за длительный геологический период развития.

Комплексные лимнологические изучения озер, разработка и апробирование результатов на практике, методика полевых и специальных лимнологических исследований способствовали формированию самостоятельных научных направлений, относящихся к другим типам водоемов замедленного водообмена: гидрологии водохранилищ (Г.М.Базыленко, П.С. Лопух, В.М. Широков), прудов (И.И. Кирвель), старичных озер (Б.П. Власов, П.С. Лопух), карьерных водоемов (С.А. Хомич) [3, 4].

Развитие комплексной классификации озер, предложенной О.Ф.Якушко в 1970-е гг., нашло отражение в работах И.А. Мысливец, Б.П. Власова при реализации различных проектов прикладного характера [5, 6].

Завершающим этапом этого теоретического и практического направления

развития лимнологии стала разработанная Б.П. Власовым природно-

хозяйственная классификация озер, включающая основную часть режимных

параметров озер Беларуси (более 40 показателей) [7, 8].

На основе статистической обработки параметров исследованных озер была создана система типизации озер по морфометрическим показателям и физико-географическим условиям формирования стока [7]. Наряду с ней были предложены критерии типизации озер по видовому составу водной растительности, степени зарастания и продуктивности макрофитов, а также по величине биомассы основных групп гидробионтов. Среднестатистические показатели летнего фито-, зоопланктона и зообентоса (количество и биомасса на единицу объема или площади) вместе с перечисленными показателями могут использоваться при комплексной лимнологической характеристике и сравнительном анализе отдельных озер.

По характеру уровневого режима выделяются три группы водоемов:

устойчивые, среднеустойчивые и неустойчивые. Названные типы водоемов

имеют отличительные принципиальные черты в Поозерье, Полесье и Центральной части Беларуси [2]. На основании типологических признаков уровневого режима, анализа средних многолетних графиков хода уровней, выраженности фаз водного режима предложена оригинальная типизация озер [9].

По условиям водообмена природные и искусственные водоемы Беларуси

подразделяются на проточные, хорошо проточные и транзитные. В зависимости от характера наполнения искусственные водоемы поделены нами насточные, приточные, приточно-наливные и наливные, что в определеннойстепени отражает особенности их водного баланса. Системный анализ данных многолетних комплексных лимнологических исследований позволил впервые оценить природные ресурсы озер, характер их распределения, определить направления их использования, сформулировать закономерности развития водоемов под влиянием естественных природных условий и антропогенного воздействия, выявить этапы эволюции и изменения лимнических параметров (морфометрических параметров, гидрологического режима, состава вод, седиментации и биологических показателей). Были определены закономерности развития и разработаны основы формирования экосистем озер в условиях интенсивного антропогенного пресса. Проведенные исследования позволили спрогнозировать развитие озер и предложить схему управления их ресурсами. Впервые была предпринята попытка создать единую типологическую систему для всех малых водоемов замедленного водообмена.

Теория берегового процесса. Исследования береговых процессов на

искусственных водоемах выявили закономерности формирования озерных

котловин, что позволило обосновать гидролого-морфологическую теорию берегового процесса, сформулировать основные закономерности становления

динамически устойчивой береговой линии на озерах и водохранилищах Беларуси [10, 11]. В результате было восстановлено недостающее звено в вопросе формирования озерных котловин на начальном этапе и значительно дополнена общая теория эволюции водоемов замедленного водообмена.

Теория водохозяйственных рекультивации и создания карьерных

водоемов. Комплексные лимнологические исследования содействовали

развитию концепции и научно-теоретическому обоснованию водохозяйственной рекультивации открытых выработок при эксплуатации месторожденийнерудных полезных ископаемых [12,13]. Создание теории эволюции таких «псевдоозер» является важным вкладом в эволюционную географию в целоми лимнологию в частности. Псевдолимносистемы позволяют глубже понятьвнутриводоемные процессы, происходящие в различных условиях водообмена и при разной структуре гидроэкосистем, и содействуют теоретическому обоснованию создания искусственных водных экосистем при гидротехническом строительстве.

Выявлены общие закономерности развития озер и искусственных водоемов, этапы их эволюции, процессы, происходящие в озерах под влиянием антропогенного воздействия [2,13]. На основании многолетних наблюдений выявлены специфические черты эволюции озер, что в дальнейшем позволит правильно организовать использование их природно-ресурсного потенциала.

Изучение причинно-следственных связей внутреннего состояния лимнических систем и факторов внешнего влияния выявило, что многовековые циклы и этапы в истории развития озер отражают глобальные и локальные изменения природно-климатической обстановки и возрастающее влияние хозяйственной деятельности человека на озера, которое в последнее столетиестало ведущим фактором их эволюции [14, 15].

Развитие современных лимнических систем отражает характер связивнутреннего состояния экосистемы с внешними условиями окружающей среды.  Исследование  осадочных  толщ  озер  позволило  выделить  многовековые, вековые и внутривековые циклы и этапы в истории развития озер, связанные с изменением климата и хозяйственной деятельностью человека, которые протекают в условиях, аналогичных природно-климатической ситуации атлантического периода среднего голоцена.

Разработана целостная система представлений о естественном и антропогенном эвтрофировании озер.

Установлено, что в историческом плане использование ресурсов этих водоемов проходило в несколько этапов, различающихся характером и степенью влияния человека, и изменялось от экстенсивного потребительского до периода интенсивных преобразований и трансформаций [1, 15]. Установлено, что наиболее распространенными источниками, негативно влияющими на качество вод, являются стоки с животноводческих ферм и с территорий сельскохозяйственных угодий, мелиоративных систем, промышленных предприятий, бытовые и коммунальные стоки, пылегазовые выбросы крупных промышленно-городских агломераций. Мелиорация, промышленное водопотребление инерегламентированная или экологически необоснованная добыча ресурсов изменяют морфометрические и гидрологические характеристики, физико-химический состав вод, видовой состав и продуктивность гидробионтов.

Теоретическое обоснование создания озерных водохранилищ [2,16,17]. Исследования озер в составе гидротехнических комплексов позволили выявить общие закономерности формирования новых гидроэкосистем и

научно обосновать рекомендации по созданию водохранилищ на базе озер,

а также восстановлению (олиготрофикации) дистрофных зарастающих водоемов. Достигнутые в этих вопросах положительные результаты позволяютминимизировать негативные явления создания подпора на природных водных объектах, оптимизировать использование природных ресурсов дистрофных озер.

На основании прогнозных показателей выделены составляющие эволюции и трансформации озер - природно-климатическая (увеличение объема водной массы, подъем уровня озер, возрастание водообмена, диэвтрофирование озер) и антропогенная (эвтрофирование и загрязнение в результате роста сельскохозяйственного, промышленного производства, гидротехнического, мелиоративного и рекреационного использования) и обоснованы методы управления озерными экосистемами.

Природно-хозяйственная классификация озер  [1,  7].  Большой  объем

материала по хозяйственному использованию озер, накопленный за многолетний период, позволил разработать природно-хозяйственную типизацию озер по хозяйственно значимым группам, различающимся природно-ресурсным потенциалом и его использованием. Величина природно-ресурсного потенциала(водного, минерального, биологического, рекреационного, энергетического иинформационного), его структура, степень доступности определяют направление использования, избирательность и объем изъятия ресурсов. Ресурсы какисточник получения материальных благ в зависимости от вида и качества, с одной стороны, воздействуют на человека, а с другой - являются объектами его хозяйства. Степень использования экологических ресурсов изменялась во все

периоды развития общества и на современном этапе определяется их качеством, потребительской ценностью, уровнем развития производительных сил, урбанизированностью (освоенностью) территории. Хозяйственное использование экологических ресурсов озер приводит к уменьшению их объема и изменению качества (преобразование, улучшение, загрязнение)

Эколого-экономическая оценка характера и мероприятий природопользования опирается на три типа критериев: 1) хозяйственный; 2) антропоэкологический; 3) природозащитный. Первый определяет целесообразность и степень изъятия ресурсов, второй включает оценку ресурсов с позиций взаимодействия с человеком (рекреационный, информационный потенциал), третийбазируется на определении экологической ценности ресурсов или отдельныхего видов [1]. Оценка хозяйственного использования водоемов ведется по нескольким типологическим признакам объединения объектов и явлений на основе классификационных характеристик, среди которых тип (вид) потребляемых ресурсов, их качество, а также степень и объем потребления (частичное, полное).

В зависимости от потребляемых ресурсов озера разделены по видам их

использования: водопотребление, водопользование, рыболовство, рыбоводство, рекреация, гидротехническая мелиорация, добыча сапропелей, растений и животных, а также по степени и объемам их природного ресурсного потенциала: отсутствие использования, частичное использование, комплексное (многофункциональное). Качество потребляемых ресурсов определяется величиной и структурой природно-ресурсного потенциала и с хозяйственной точки зрения предусматривает объединение озер по величине потенциала (малый, средний, большой) и по структуре (простой, сложный). Существует несколько путей (степеней) хозяйственного использования ресурсов: полное их извлечение, экономное использование, сохранение ресурсов, воспроизводство (культивирование).

Использование многочисленных оценочных показателей позволило выделить группы озер с различной степенью антропогенного изменения: без них, с частичной, слабой, сильной, катастрофической степенью изменения.

Определение степени хозяйственного использования и изменения водоемов в целях выработки путей рационального природопользования состоит из

оценки: 1)экологического (природно-ресурсного) потенциала водоема; 2) объема изъятия или изменения качества каждого вида ресурсов.

В первом случае учитывается объем и градация (класс) качества ресурсов. Оценка имеет как количественное выражение, так и условное - в баллах.

Соотношение двух показателей можно считать индексом экологической опасности или устойчивости к антропогенному воздействию. Величина соотношения имеет несколько ступеней (градаций): экологически приемлемое, экологически конфликтное, экологически кризисное, экологически катастрофическое воздействие.

Реализация стратегической задачи поддержания биологического и ландшафтного разнообразия применительно к озерам вытекает из обязательств Республики Беларусь как участника Конвенции о водно-болотныхугодьях (Рамсарской) и Конвенции о биологическом разнообразии. Изучение озер и приозерных территорий, выделенных в качестве ключевых участков водно-болотных угодий (ВБУ) на существующих и планируемых

ООПТ республиканского статуса, позволило выполнить ранжирование ВБУ

по их значению, функциональности, уникальности или типичности. На основекомплексного географического регионально-типологического деления была разработана типизация ВБУ Беларуси и выделены зональные типы и региональные разновидности территорий со сложившимися комплексами. По результатам обследования ООПТ, в которых расположены основные ВБУ, былавыполнена оценка ландшафтного и биологического разнообразия, описанынаиболее репрезентативные водно-болотные угодья и составлены их

ландшафтные карты и базы данных (списки видов фауны и флоры, в том

числе и охраняемой) по биологическому разнообразию.

Научное обоснование особо охраняемых территорий. Теоретическое обоснование и подготовка пакетов документов на новые и существующие заказники и памятники природы республиканского и местного значения,

ядром охраны, которых являются озера и водно-болотные угодья, разработка

схем функционального зонирования, программ развития экологического туризма и хозяйственной деятельности в национальных парках позволяют научно обосновать рекомендации по учреждению особо охраняемых территорий озерного типа.

Научные основы мониторинга водоемов. Теоретические результаты

исследования озер Беларуси легли в основу проведения мониторинга, в том

числе высшей водной растительности в качестве самостоятельного подвида

в блоке «мониторинг растительности» Национальной системы мониторинга

окружающей среды в Республике Беларусь (НСМОС). Изучение водной флоры имеет большое научное и природоохранное значение, а методы исследования растительности отличаются относительно низкими трудозатратами, высокой достоверностью и хорошей сопоставимостью результатов с другимивидами мониторинга среды и многолетних наблюдений на одном объекте.

На основе широкомасштабных комплексных исследований более 600 водоемов, выполненных НИЛ озероведения, определены объекты, пункты учета, методы и наблюдаемые параметры ведения мониторинга высшей воднойрастительности. Объекты мониторинга образуют единую сеть и размещенына репрезентативных водоемах различных типов, различающихся по характеру и степени зарастания, из числа самых крупных, глубоких, имеющих большое природное и народнохозяйственное значение, а также на водоемах с уникальной флорой, охраняемых и находящихся под сильным антропогенным воздействием [1,18,19].

Сравнительный анализ многолетних наблюдений за видовым составом и

количественным развитием макрофитов озер позволяет судить о динамике

лимнических процессов и изменений озер под влиянием природных и антропогенных факторов, особенно сильно проявившихся за последние

десятилетия.

Химический  состав  макрофитов  служит  индикатором  поступления  и  накопления в водоемах загрязняющих веществ и тяжелых металлов. Для интегрированной оценки загрязнения водных растений предложено использоватьиндекс содержания тяжелых металлов в растениях, рассчитываемый как отношение величины концентрации приоритетных загрязняющих элементов врастениях и фоновой величины накопления элемента в растениях (по материалам натурных исследований разнотипных водоемов и литературным источникам). Различия в индексах содержания тяжелых металлов в водных растениях опорных озер позволили построить карту загрязнения озер Беларуси.

Перспективные научные направления исследований. Перечисленные достижения и результаты далеко не полно отражают современный уровень развития отечественной лимнологии. Приоритетными направлениями

современного озероведения являются: комплексное лимнологическое изучение озер Беларуси, вопросы возникновения озерных котловин, история развития озер на протяжении позднеледниковья и голоцена, изучение современных процессов в экосистемах (гидрологических, гидрохимических), условий образования и накопления донных отложений, видового состава и количественного развития гидробионтов - высшей водной растительности, альгофлоры, зоопланктона и бентоса, а также проблем антропогенного воздействия на озера (их загрязнение и искусственное эвтрофирование), дальнейшего развития теории эволюции водоемов. Развивается направление их кадастровой оценки. В дальнейшем планируется изучение вопросов оценки и использования природных ресурсов озёр - водных, растительных, рыбных, сапропелевых. На основании экспертизы ресурсов (по материалам лаборатории) выдаются лицензии на добычу сапропелей из озер, заготовку растительного сырья, на рекреационную деятельность, рыболовство и рыборазведение. Особое место занимает разработка предложений по использованию и охране ресурсов от загрязнения и истощения, создание проектов водоохранных зон и прибрежных полос озер, а также по охране уникальных водоемов и особо охраняемых природных озерных территорий.

 

1.4.Типология ОРС

 

1.4.1.Типология ОРС  Белорусского Поозерья

 

В Белорусском Поозерье, каждый тип ледниковых котловин приурочен к определенной части ледникового геоморфологического комплекса и сформировался при участии ледника, его талых вод и термокарстовых процессов. В соответствии с этим, выделяются следующие типы ледниковых ванн: подпрудные, ложбинные, эворзионные, термокарстовые, сложные, остаточные. Б.Б. Богословский разделил котловины ледникового происхождения на эрозионные и аккумулятивные.

Подпрудные озерные котловины Белорусского Поозерья связаны со скоплением ледниковых вод в понижениях между мореными грядами и в гляциодепрессиях. Наиболее значительные из них располагаются в краевой зоне ледникового комплекса, небольшие котловины образуется на участках неравномерной аккумуляции мореного материала. При общих небольших и малых глубинах ложе таких озер представляет сочетание поднятий и впадин, в наиболее глубокой части нередко хорошо выражена древняя ложбина стока. Подпрудные котловины обычно асимметричны, а склоны их осложнены террасами. К котловинам такого типа относятся котловины озер Нарочь, Дривяты, Освея, Лукомльское (рис. 2.8.).

Ложбинные котловины (гляциогенные рытвины, ринны) размещаются в зоне ледниковых языков на границе с дистальным склоном краевых образований. Расположение и строение рытвин свидетельствует об участии в их возникновении эрозионных процессов. К этому типу относятся наиболее глубокие озера Беларуси. Однако, существуют различия в определении основного фактора эрозии. Многие ученые считают их водно-эрозионными, другие доказывают возможность проявление этом случае ледниковой экзарации. Водоемы этого типа следует отнести к котловинам полигенетического типа (Долгое, Гиньково, Сарро, Болдук, Лесковское; А.Новик, 2004) , (рис. 2.9). Один из ярких внешних признаков ложбинных котловин — вытянутость в направлении движения ледника.

Показательным признаком ринновых котловин может служить их выровненность в плане и сужение к югу, что не свойственно речным долинам. Следует отметить также размещение максимальных глубин в частях ложбин, что типично для депрессий ледникового выпахивания. Многие котловины ложбинного типа имеют характер глубоких врезов в толщину тяжелых водонепроницаемых суглинков (оз. Долгое, Сарро, Гиньково). В других случаях (Свирская ложбина) они окружены песчаными отложениями типа водно-ледниковых.

Ложбинные озера в гляциогенных рытвинах имеют важное значение в палеогеографии и геоморфологии Поозерий Европы и Северной Америки, что о них следует сказать более подробно. Эти озера и их котловины на плоско-волнистой поверхности мореных равнин создают необыкновенное сочетание молодых форм рельефа, созданных деятельностью последнего оледенения. Вытянутые в субмеридиональном направлении, узкие, как правило, глубокие водоемы занимают понижения (ринны) и объединяются гляциогенной рытвиной. В пределах Белорусского Поозерья таких рытвин насчитывается 60, а число озер, заключенных в них, насчитывается около 330. Наиболее значительные рытвенные системы: Долгинская (оз. Долгое, Гиньково, Свядово, Псуя, Ивесь, Белое, Шо), Будовичская (7 озер), Сорочанская (8 озер), Сарро (8 озер), Ушачская (6 озер), Браславская (9 озер) и др.

Гляциогенные рытвины, как правило, врезаны в тяжелые мореные суглинки. Отношение их ширины к длине составляет 20: 1. Длина самой длинной Будовичско-Лесковской рытвины достигает 40 км при средней ширине 800 м. Глубина эрозионного вреза достигает 60-80 м, а крутизна склонов около 25-3 6о. Влияние ледниковой экзарации и подледниковых потоков в создании гляциогенныхрытвин, несомненно. Об этом свидетельствуют формы продольного и поперечного профилей и их отличия от речных долин. Известно, что развитие речной долины зависит от скорости течения и положения или изменения базиса эрозии. В результате водоток стремится выработать продольный профиль параболической кривой (профиль равновесия). В медленно двигающемся ледниковом «потоке» проявление эрозии связано не со скоростью, а с массой тела ледника. Поэтому в понижениях профиля ледяные массы выпахивают глубокие впадины, разделенные поднятиями - ригелями, а рисунок продольного профиля остается сложным. Что касается поперечного профиля, то он также характерен для ледниковых долин-трогов (фиордов), широко представленных на северо-западе Европы (рис.2.11.).

Гляциогенные рытвины и включенные в них ложбинные озера оказались генетически связанными с ложбинами ледникового выпахивания и размыва, учение о которых разработано Г.И. Гарецким (1980). Расположение древних ложбин, образованных в эпохи днепровского и сожского оледенений на больших глубинах и заполненные мощными ледниковыми и озерно-ледниковыми отложениями нередко совпадают с длинными осями современных гляциогенных рытвин, что является показателем преемственности геологических и геоморфологических процессов.

Эворзионные котловины весьма многочисленны в Белорусском Поозерье. Они распространены как в полосе краевых образований, так и в языковой части ледника. При очень небольшой площади озера этого типа отличаются значительными глубинами (20—30 м) и котлообразной формой. Происхождение озер связано с падением поверхностных ледниковых вод со значительной высоты по трещинам или с уступа ледника, подобно водопадам на реках. Эворзионные котловины могли возникать при активном движении ледника, но чаще — в стадии его омертвления. К северу от свенцянских краевых образований многочисленные озера этого типа разбросаны среди 

холмисто-моренного ландшафта (Рудаково, Воронец, Веркуды, Женно, Камайское, Светлое и др.), рис. 2.13).

Термокарстовые котловины своим происхождением обязаны просадке рыхлых грунтов при оттаивании находящихся в их толще глыб погребенного льда. Озера этого типа, как правило, неглубокие, округлых очертаний. Особенности строения ложа зависят от неравномерного протаивания и оседания грунтов. Многие озера к настоящему времени спущены, однако котловины сохранили присущие им черты. Наибольшее распространение термокарстовые явления получили в эпоху дегляциации ледника. Термокарстовые котловины встречаются в разных частях ледникового комплекса, в их размещении отсутствует строгая закономерность, так как сохранение ледяных глыб и крупных ледяных линз в морене не имеет определенной закономерности.

Сложные котловины формировались при участии эворзии, термокарста, эрозии в условиях неподвижного льда и проявления инверсии ледниковой поверхности. Неровное ложе ледника способствует образованию в его теле системы трещин, которые в начальные стадии таяния заполняются песчано-глинистым слоистым материалом. При дегляциации этот материал проектируется на ложе, образуя озовые и камовые формы. На месте же бывших участков цельного льда появляются глубокие плесы сложных озерных котловин, приуроченных чаще всего к зонам краевых образований (оз. Отолово, Кривое, Неспиш, Недрово), рис. 2.14.

 

1.4.2. Типология ОРС  Белорусского Полесья

 

Котловины озер полесского типа получили распространение среди заболоченных пространств Полесской низменности. Они занимают плоские понижения рельефа и носят характер мелководных разливов, возникающих в депрессиях поверхности вследствие поднятия уровня грунтовых вод в условиях изостатического погружения или увлажнения климата. Котловины этого типа выражены в рельефе не очень четко, хотя озера в них могут достигать значительных площадей (Червоное, Выгонощанское, Ореховское, Олтушское) при максимальных глубинах около 5-6 м.

Карстовые котловины распространены главным образом в Брестском Полесье и связаны с близким залеганием меловых карстовых пород и длительным периодом изостатического погружения территории, стимулировавшего деятельность подземных вод в карстовых пустотах. Котловины этого типа заметно отличаются от озер полесского типа значительными глубинами (10—20 м), воронкообразной формой, повышенной минерализацией воды. Карстовое происхождение подтверждается их связью с линиями разломов в доантропогеновых породах (озера Сомино, Вулька, Луковское). Типичной котловиной карстового происхождения является котловина озера Свитязь (центральная часть Беларуси».

Суффозионные котловины формировались в результате просадки рыхлых пород, богатых карбонатами (лессовидные суглинки). Они характеризуются мелководностью, небольшими размерами и распространены на Городокско-Мстиславской возвышенности, в центральной части республики.

Котловины, гидрогенного типа получили широкое распространение в поймах рек Днепровской и Неманской систем. Озера этого типа возникают в результате свободного (завершенного и незавершенного) меандрирования русел. Форма гидрогенных котловин зависит от типа свободного меандрирования: при незавершенном меандрировании старичные озера имеют серповидную форму, при завершенном - полуокруглую. При отчуждении от основного русла отдельных рукавов реки в случае пойменной многорукавности формируются, как правило, длинные вытянутые озера - староречья, или «старики», «старуха», др. местного названия.

Особое место в Полесье занимают пойменные озера «вертебы», которые имеют небольшую площадь и округлую котловину, образованную в результате размыва поймы при выходе речного потока в половодье в многоводный год.

 

1.4.3. Иные классификации

 

Б.Б. Богословский [14, 15] разработал классификацию озер по водному балансу, основанную на процентном соотношении со­ставляющих баланса. Он выделил две большие группы озер: сто­ковые и испаряющие. В первой группе сток озер превышает испа­рение с водной поверхности. Во второй группе эти показатели имеют обратное соотношение. В свою очередь, внутри каждой из групп выделяются три подгруппы озер, отличающиеся по приход­

ной части баланса: приточные с преобладанием притока с водо­сбора над атмосферными осадками на зеркало озера, нейтральные21с примерным равенством этих показателей и дождевые с преобла­данием осадков над притоком.

Б.Б. Богословский также разработал фундаметнальную клас­сификацию континентальных водоемов по внешнему водообмену [17]. Создание такой классификации стало возможным, поскольку в процессе обмена вод и транспортируемых ими веществ водные объекты объединяются в общую систему. При этом каждому виду водоемов свойственен определенный характер и интенсивность водообмена. В связи с этим водообмен может быть положен в ос­нову единой классификации водных объектов. В соответствии

с этой классификацией выделено два резко отличных друг от друга класса водных объектов: транзитные (i<fB>100) и аккумулятивные (Кв < 1) (табл. 2.3). К транзитным водоемам отнесены участки рек со скоростью течения больше 1 м/с (подкласс Т|), участки рек со скоростью течения 0,3-1 м/с (подкласс Т₂), а также водохранили­ща суточного регулирования. Аккумулятивные водоемы охваты­вают озера с замедленным водообменом и водохранилища много­летнего регулирования (подкласс A_i), крупные бессточные и сточ­ные озера с малым водообменом (подкласс А_г), крупные сточные и бессточные озера с весьма малым водообменом (подкласс А_з) и

озера с исключительно малым водообменом (подкласс А₄)

 

Классификация континентальных водоемов по величине внешнего водообмена (по Б.Б. Богословскому)

Класс	Подкласс	Водообмен, Кв
Транзитные	Т1	>300
	Т2	100-300
Транзитно-аккумулятивные	Та1	30-100
	Та2	10-30
Аккумулятивно-транзитные	Ат1	3-10
	Ат2	1-3
Аккумулятивные	А1	0,3-1
	А2	0,1-0,3
	А3	0,03-0,1
	А4	< 0,03

 

Между классами транзитных и аккумулятивных водоемов расположены промежуточные классы. Класс транзитно-аккумуля- тивных водоемов включает сильно проточные озера и водохрани­22лища (подкласс TA_i), а также проточные озера и водохранилища недельного и месячного регулирования (подкласс ТА₂). Аккумуля- тивно-транзитные водоемы - это среднепроточные озера и водо­хранилища сезонного регулирования (подкласс AT_i), а также сла­бопроточные озера и водохранилища сезонного и многолетнего регулирования (подкласс АТ₂).В зависимости от нтенсивности водообмена Б.Б. Богослов­ский выделил три класса озер (табл. 2.4)

Классификация озер по величине внешнего водообмена

Класс	Водообмен, Кв
Сильно проточные (транзитные)	>100
Умеренно проточные (транзитно-аккумулятивные)	4—100
Слабо проточные (аккумулятивно-транзитные)	<4

 

С.В. Григорьев  подразделил озера на типы по проточ­ности. Под типом проточности понимается главное направление потока в проточном озере, определенное местами входа и выхода главной реки в озеро и из озера. Существует три основных типа проточности: продольный, поперечный и кольцевой. Имеют место также переходные формы от одного типа к другому.

И.В. Баранов предложил регионально-зональную классифика­цию озер, включающую 21 лимнологический тип [12]. Он исполь­зовал следующие классификационные признаки: тип ложа озера и его глубину, характер термической стратификации, тип кругово­рота биогенных веществ, физико-химические особенности вод озера, интенсивность развития водорослей, осредненные показате­ли зообентоса и виды промысловых рыб, населяющих озеро.

В 1922 г. П.Ф. Домрачев предложил морфометрическую классификацию озер с учетом дос­таточно обширного перечня показателей и признаков, включаю­

щего рельеф дна, грунты, форму и строение берегов, термический и кислородный режим, прозрачность и цветность воды, а также биологические явления [55]. В 1937 г. М.В. Первухин разработал новую генетическую классификацию в зависимости от движущей силы возникновения озерной котловины [121].

ДД. Квасов отмечал, что возникновение озерных котловин произошло в различное время, и предложил классификацию, осно­ванную на их возрасте и происхождении [69]. Всего им выделено 5 классов и 24 типа озер.

Ландшафтный подход был использован Г.Г. Муравлевым [81] при разработке классификации озер аридной зоны.

A.Г. Поползин в основу своей классификации заложил зональ­ность типов озер [98]. Он предложил характеризовать водоемы сле­дующими основными факторами: гидрологическими процессами и явлениями, сопряженными с климатом; химическим составом воды, связанным с зональным соле- и органическим накоплением.

Особенности озерного накопления, как единого типологического показателя, предлагает использовать Л.Л. Россолимо [111].

Однако из-за: слабой изученности процессов осадконакопления данная типология не нашла широкого применения.

B.В. Богданов предложил классификацию озер, базирующую­ся на анализе роли терригенных и лимнологических факторов в формировании лимногенеза [13]. Он различает пять типов озер: литоральный; литорально-профундальный; профундально-лито- ральный; профундальный; батиально-профундальный. Эти типы практически совпадают с эпи-, эпимера-, мета-, метагипо- и гипо-термическим типами озер, что сближает эту классификацию с классификацией С.П. Китаева.

 

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ОРС

 

2.1.Влияние тектоники на формирование гидрографической сети

 

Тектоническое строение территории Белоруссии, а также неотектонические процессы занимают значительное место в заложении и развитии речных и озерных систем. Тектоника территории влияет на ее рельеф и, следовательно, на развитие гидрографической сети.

Главной особенностью гидрографической сети Белоруссии является ее принадлежность к двум бассейнам: черного и балтийского морей.  К первому из них относится речная система Днепра, к другому – западная Двина, Неман, Буг, Ловать. Такое размещение крупнейших рек неслучайно и  в значительной мере определяется неотектоникой территории Белоруссии. Речные системы бассейнов Балтийского и Черного морей имеют свои особенности. Система Днепра в плане имеет древовидную форму. Центральное место в ней занимают реки Березина и  Друть. Днепр и Сож образовывают восточные ветви кроны, Припять – западные. Все ветви этого "дерева" соединяются на юго-востоке Беларуси.

Гидрографическая сеть бассейна Балтийского моря отличается более сложным строением и ориентирована преимущественно в северо-западном направлении.

Главный водораздел бассейнов Черного и Балтийского морей проходит с северо-востока на юго-запад и разделяет территорию Беларуси на две неровные части, большая с  которых относится к бассейну черного моря. При этом водораздел проходит в границах Белоруской гряды и пересекает Белорусское  Полесье на юго-западе.

Для рек бассейна Западной Двины характерно большое количество озер. В некоторых районах озёрность достигает 10 % и более. Крупные водоемы преимущественно имеют неправильные ассиметричные очертания. Но часть небольших озер сгруппирована в линейно вытянутые системы протяженностью в несколько десятков километров (например, Черствяты, Отолово, и др.)

Неотектонические процессы на территории Беларуси  охватывают последние  30 млн. лет. Этот период характеризуется исчезновением в среднем голоцене  последнего морского бассейна и окончательным установлением континентального климата. Строение и эволюция донеолигоценовой поверхности свидетельствуют о том, что территория в новейшее  время значительно деформировалась под влиянием поднятий и опусканий ее разных частей. Амплитуда неотектонических деформаций достигала 150-170 м.

На территории Беларуси выделяются две зоны поднятий. Наиболее значительный подъем пришелся на южную часть  Белорусского Полесья, которая лежит южнее от линии Кобрин - Пинск - Любань - Ельск. Она включала северные склоны Украинского щита, Микашевичско-Житковичского выступа и смежные территории  Припятского прогиба Полесской седловины, Подлясско-Брестской впадины и Лукавско-Ратновского горста. Вторая зона  интенсивного подъема приходится на северо-восток (на север  от линии Лоев - Речица - Жлобин) и приходится  на западные склоны Воронежской антиклизы. Опускание территории наблюдалось на западе и северо-западе с амплитудой 4-50 м.

В результате тектонических  деформаций произошла структурная перестройка территории, образовалась неотектоническая моноклиналь, которая направлена преимущественно с юго-запада на северо-запад, в сторону Прибалтики. В пределах моноклинали выделяются четыре области с разной амплитудой  вертикальных движений: Южная и Восточно-Белоруская зоны интенсивного поднятия (более чем 100 м), Западно-Белоруская зона опусканий (к -50 м) и Центрально Березинская переходная, более спокойная зона с интенсивностью поднятия от 0 к +100.

На общем фоне неотектонической моноклинали образовались небольшие по площади поднятия и опускания. Такие локальные структуры особенно часто встречаются в Западно-Белоруской зоне, где в настоящее время возникла цепочка  куполов и мульд в поперечном сечении 20-50 км (Ошмянский, Нарочанский, Заславский купола, Полоцкая мульда и др.), так называемый Березинский структурный разлив, ориентированный с северо-запада на юго-восток и разделяет Южно-Белорусскую и Восточно-Белорусскую зоны. Его ширина местами достигает 80-100 км. В восточной части Припятского прогиба, где его пересекает Березинский залив, часто встречаются небольшие структуры в диаметре до 12 км, которые связаны с ростом соляных куполов и более вытянутых антиклиналей (например, Красноозерский структурный нос).

Своеобразным типом структур неотектонического этапа являются гляциодислакации, которые находятся близко от поверхности платформенного чехла и проникают на глубину до 250 м. Это дугообразные, складчато-чешуйчатые образования протяженностью до нескольких километров, а также гляциокупола  до нескольких километров в поперечном сечении. Они обычно встречаются в районах неглубокого залегания кристаллического фундамента (Белорусская антеклиза, Полесская седловина и др.).

Taкой характер неотектонических движений, согласно А. К. Карабанова (1992), обозначил общий рисунок гидрографической сети и главные направления поверхностного стока.

Формирование  речных бассейнов произошло сравнительно недавно;  на границе неогена и антропогена. В миоцене и плиоцене основной  сток шел на юг и северо-запад, в сторону наиболее опущенных участков (Подлясско-Брестская впадина, Припятский  прогиб). Окончательное формирование Черноморско-Балтийского водораздела происходило вместе с образованием моноклинали и начальным формированием котловины Балтийского моря, подъемом Украинского щита, Воронежской антиклизы, Волынской моноклинали и др. Это время соответствует появлению в Скандинавии в позднем кайнозое ледников. Процесс прогиба Балтики продолжался, и водораздел сдвинулся на юго-восток.

В отличие от Балтийского бассейна, реки Черноморского бассейна образовывают единую Днепровскую систему, древовидная форма которой хорошо вписывается в общий рисунок. Интенсивное поднятие Южно-Белоруской и Восточно-Белоруской зон принудило систему рек искать  выход за границы региона. Своеобразными воротами для такого выхода стало южное окончание Березинского структурного залива. Дугообразные долины рек Беседи, Сожа, Днепра, Припяти и других можно объяснить тем, что они огибают поднятые участки локальных неотектонических структур.

Полноводность рек зависит от величины подземного питания. Приток подземных вод, в свою очередь, наблюдается в речных долинах на участках в подножия структур, которые они огибают. Такие условия складываются в Южно - и  Восточно-Белоруской зонах. Таким образом, можно объяснять высокую полноводность Днепра и Припяти, меньшую выработку долин Сожа в сравнении с долиной Днепра. В прошлом Сож находился в более благоприятных условиях.

В то же время на севере Беларуси встречаются озера, которые находятся в  отдельных структурах, например в границах Полоцкой мульды.

Возникновение  озера Полик связано с опоясыванием субширотно вытянутой седловины между Плещенитским куполом и Центральноберезинской зоной.

На Припятском Полесье находится  множество небольших округлых озер, которые помещаются над сводами опустошенных соляных куполов.

Наиболее тесная связь наблюдается между строением, размещением речных долин в плане и локальными, местными геологическими структурами. Таким образом, можно, например, объяснить возникновение излучины Днепра в Орше. Соответствующие отношения можно рассмотреть на Припяти, Березине, Западной Двине и других реках.

Прямые участки речных долин, соединение в одном месте двух различных притоков главной реки, которые размещены на одной линии, выпрямленных элементов долин разных рек свидетельствуют о влиянии неотектонических разломов на конфигурацию речных долин.

Отчетливо можно увидеть на неотектонической карте Ошмяно-Лоевскую зону сгустка линиментов северо-западного направления, который пересекает всю территорию Беларуси с юго-востока на северо-запад и отраженное в строении  долин Днепра, Припяти, Березины, Птичи, Немана, Вилии и др.

Характерная связь рек с локальными структурами наблюдается в области современного активного галокинеза Припятского прогиба.

В месте развития соляных куполов и антиклиналей находятся истоки множества небольших водотоков и речек. Почти 90 %  их в разной степени влияют на размещение рек. Часть структур совпадает с водоразделами крупных рек – Березины и Припяти (меньше между Припятью и Днепром). Однако наибольшее количество структур совпадает с водоразделами малых рек. Часть вершин таких структур огибается водотоками. И  только около    10 %  сводов соляных куполов пересекается реками. Без отклонения текут такие крупные реки, как Днепр, Березина, Припять. Средние и малые реки, как правило, вписываются в рельеф согласно с дополнительными формами неотектоники. На характер и степень такой связи с дополнительными структурами влияет мощность водных потоков, их способность быстро врезаться в современную поверхность земной коры.

Дислоцированные толщи антропогеновых и более древних отложений, которые выражаются в рельефе в виде конечных морен, непосредственно влияют на размещение водоразделов и гидрографической сети. Динамика краевой зоны ледникового покрова приводила к образованию дугообразных комплексов, которые были генетически связаны с гляциодепресиями. Реки и озера обычно унаследовали гляциодепресии и более узкие ложбины.

Конфигурация русел, географическое положение озерных водоемов свидетельствуют о связи гидрографии с неотектоническими структурами меньшего ранга. Сопоставление неотектоники с местоположением озер показывает, что наиболее крупные озера (Нарочь, Красное) размещены непосредственно над локальными неотектоническими поднятиями. Так, озеро Нарочь - непосредственно над сводом  Нарочанского купола, Красное - над Центральной и наиболее приподнятой частью Красноозерского структурного носа, который отделен от Южно-Белоруской зоны поднятий. Этим водоёмам характерны изометричные очертания и сравнительно небольшая глубина. Заложению озерных котловин способствовала повышенная трещиноватость пород, которая была связана с нарушениями на сводах  положительных локальных структур.

Как свидетельствуют исследования гидрографической сети, по аэрофотосъемкам на региональном уровне хорошо распознаются временные водотоки, которые часто приурочены к зоне сочленения тектонических  структур.

Современный рельеф также связан с особенностями глубинного строения территории Беларуси. Наиболее крупная река Полесья - Припять проходит через центральную часть Припятского прогиба. Русло меандрирует в границах поймы, над локальными положительными структурами подмывает выступы первой (д. Погост, Хвоенск и др.), а иногда и второй (д. Дорошевичи,  г. Петриков и др.)  надпойменных террас. Коэффициент извилистости русла колеблется от 0,5 над межкупольными понижениями до 0,9 над локальными положительными структурами (г. п. Тураш, д. Погост), а в районе Макаричи - Петриков (Петровичское поднятие) достигает 0,93-0,97. Характерные излучины Припяти, изменения в направлениях их стока связанны с положительными поднятиями (Петриковское, Туровское, поднятия). Ниже г. Мозыря субширотное направление изменяется на юго-восточное, что и соответствует распространению Хобнинско-Хойницкого выступа. Над поднятиями наблюдается  уменьшение ширины русла до 90 м, увеличение глубины до 8 м, резко увеличивается количество и размеры плесов и перекатов, появляются осередки и острова. Над Петровичским и Шестовичским поднятиями наблюдается деление русла на два рукава, поперечный и продольный профиль меняются, время от времени. Над межкупольными понижениями  русло извилистое, ширина достигает 160 м, а глубина становится более постоянной (2-4 м), плесы и перекаты практически отсутствуют. Средняя скорость течения Припяти складывает 0,3-0,1 м/с, над поднятиями (Туровское, Петриковское и др.) увеличивается до 0,7 м/с. Приблизительно таким же образом реагируют на изменения тектонического строения и Днепр, Березина, Сож, и более мелкие. Отмечается выпрямление и увеличение глубин Березины при прохождении Северо-Припятского краевого разлома. Таким же образом реагирует и  русло Днепра в условиях Северо-Припятского разлома, а также в районе д. Холмечи.

 

3.2. Четвертичные  оледенения на территории Белоруссии

 

История развития территории Беларуси в четвертичный период делится на три этапа: предледниковый, ледниковый и послеледниковый. Первые два соответствуют плейстоценовой эпохе, последний — голоценовой.

Предледниковый этап охватывает ранний плейстоцен и начало среднего плейстоцена. В это время в Скандинавии возникали ледниковые покровы. Они не достигали территории Беларуси, однако обусловливали чередование здесь фаз тепла и холода. На территории нашей страны были распространены хвойные и березовые леса с примесью дуба, липы, вяза, граба и ряда видов, которые сохранились с неогена. Рельеф был довольно ровным, общий уклон территории был с востока на запад. Существовали многочисленные глубокие озера. Реки текли примерно в тех же направлениях, что и современные, но глубина их вреза была меньшей. К концу предледникового этапа произошло похолодание, леса сменились открытыми пространствами.

В дальнейшем, на протяжении среднего и позднего плейстоцена, история развития территории Беларуси в самых общих чертах представляла собой чередование оледенений и межледниковий (ледниковый этап). Выделяются шесть ледниковых, и пять межледниковых периодов. Каждый из них имел свои специфические особенности, которые детально описаны в специальной литературе. Здесь же мы лишь очень кратко охарактеризуем основные седиментационные обстановки ледникового этапа.

Движение ледников сильно меняло рельеф территории. По подсчетам специалистов в результате воздействия ледников на свое ложе был снесен слой горных пород мощностью около 30 м. Возникали протяженные, в десятки километров длиной, ложбины ледникового выпахивания и размыва. С другой стороны, происходила аккумуляция морен — обломочного материала, который осаждался при таянии льда.

Четвертичная толща Беларуси примерно наполовину представлена мореными отложениями. При относительно равномерном накоплении материала из таявшего льда возникала так называемая основная морена, которой сложены равнинные или слабохолмистые территории. В краевых частях таявших ледников накапливались конечные морены, по распространению которых судят о границах древних оледенений. При образовании конечных морен массы льда нередко срывали и переносили на различные расстояния массивы коренных пород. Такие ледниковые отторженцы коренных образований имеют мощность до 100—150 м и протяженность в несколько километров. Они часто бывают, сложены мергельно-меловыми породами позднемелового возраста. В районе Гродно, Волковыска, Березы разрабатываемые месторождения этих пород приурочены именно к ледниковым отторженцам. О геологической «мощи» ледников свидетельствует также большое количество валунов кристаллических и осадочных пород, принесенных ледниками из Скандинавии и оставленных на территории Беларуси. Нередко встречаются экземпляры весом в несколько тонн.

Во время таяния ледников возникали водные потоки, несшие песок, реже гравий и гальку. Этот, флювиогляциальный, материал отлагался на поверхности ледников, в их толще или у краев. Иногда в теле таявшего ледника образовывались огромные полости, которые заполнялись материалом водных потоков. Так формировались камы (холмы с выпуклыми вершинами) и озы (удлиненные формы рельефа, напоминающие железнодорожную насыпь). Многочисленные потоки воды, стекавшие от края ледников, образовывали конусы выноса, которые распространялись далеко на юг от границ ледников. Накопившимся таким образом песчаным материалом на территории Беларуси сложены обширные зандровые равнины. Одна из них — Центрально-Березинская — протягивается в широтном направлении почти на 150 км. Водные потоки, возникавшие при таянии льда, нередко были настолько мощными, что формировали ледниковые реки.

Иногда водные потоки встречали на своем пути препятствия в виде конечных морен. В результате подпруживания возникали озера, в которых формировались лимногляциальные отложения. Одним из наиболее характерных видов лимногляциальных осадков являются ленточные глины, представляющие собой тонкое чередование песчаных и глинистых слойков. Большие приледниковые озера (Полоцкое, Суражское и др.) существовали на севере Беларуси во время последнего оледенения.

У края ледников, в перигляциальных зонах, образовывались эоловые холмы, гряды, дюны, наиболее характерные для севера и юга страны, накапливались толщи лессов.

Во время межледниковий, когда ледники оставляли территорию, осадконакопление было сосредоточено в руслах, долинах и поймах рек, многочисленных озерных котловинах, болотах. Каждое межледниковье сопровождалось тектоническим поднятием территории, что приводило к активизации речной эрозии. В эти периоды реки вновь прокладывали свои русла в моренных и флювиогляциальных толщах, оставленных предыдущими оледенениями. Наиболее сильное за всю четвертичную историю поднятие произошло в беловежское межледниковье. Самые важные для познания условий межледниковых периодов отложения накапливались в озерах, болотах, речных поймах. Это сапропели, мергели, торф, гиттии. Находки спор и пыльцы растений в этих осадках свидетельствуют о том, что климат во время межледниковий был обычно более теплым, чем современный. Интенсивно произрастали дуб, вяз, граб.

Наиболее близкое к нам оледенение — поозерское — оставило территорию Беларуси примерно 12 тыс. лет назад. Позерское время характеризовалось максимальной за весь четвертичный период волной холода. При этом воздух был очень сухим, с чем связаны минимальные размеры площади позерского оледенения. Позерский ледник несколько раз надвигался на территорию Беларуси; в результате были сформированы, конечно-моренные, гряды и другие формы рельефа Белорусского Поозерья. При таянии ледника возникали большие озера, подпруженные конечными моренами. Современные озера севера Беларуси являются реликтами этих приледниковых бассейнов. Во время позерского оледенения большая часть территории нашей страны представляла собой перигляциальную область, которая напоминала современную тундру. В конце ледникового периода талые воды прорвали конечноморенные барьеры и устремились на юг. Именно с этим процессом связано образование речных террас Днепра, Немана, Западной Двины и других белорусских рек. На территории Полесья сформировалась большая озерно-аллювиальная низменность. Конец позерского периода ознаменовался потеплением климата.

Наступил послеледниковый этап (голоцен). За время, прошедшее с его начала, накопилась толща отложений, мощность которой не превышает 20—25 м. В начале голоцена существовали специфические седиментационные обстановки, связанные с «ликвидацией» последствий ледникового этапа: таяние реликтов мерзлых пород приводило к образованию термокарстовых озер и западин. Несмотря на это и на изменения климата, происходившие на протяжении голоцена, условия осадконакопления на послеледниковом этапе были очень похожи на современные. Шла аккумуляция осадков в руслах и поймах рек, озерах, болотах; на склонах холмов и у их подножий накапливались продукты выветривания, перенесенные временными водными потоками.

Можно сказать еще об одном этапе геологической истории — современном, в существенной степени связанном с деятельностью человека. С развитием цивилизации эта деятельность становится все более и более значимым геологическим фактором. Разнообразныесовременные геологические процессы провоцируются добычей полезных ископаемых, жилищным, дорожным, мелиоративным и гидротехническим строительством, вырубкой лесов, распашкой земель, складированием и захоронением промышленных отходов, загрязнением атмосферы парниковыми газами, другими формами влияния человека на природную среду.

 

3.3. Современные русловые процессы и их влияние на формирование гидрографической сети

 

Для территории Беларуси характерно развитие практически всех  известных в гидрологии типов русловых процессов. Это связано с равнинностью территории (плоскоравнинный  или пологоволнистый рельеф), а также с геологией пород, которые складывают водосборы (флювиогляциальные пески, супеси, пески). Среди всех процессов наиболее широкое развитие получил  процесс меандрирования. 90 % рек Беларуси  имеют меандры. Этот процесс охватывает речную сеть бассейна рек Немана, Bилии, Березины, Сожа, Припяти. Только на Немане ниже д. Возни, а на Bилии ниже впадения рек Нарочь и Припять в г. Мозырь отмечаются участки, где не наблюдаются меандры.

Свободное меандрирование развивается по клиночной схеме, по соответствующим циклам плановых деформаций, которые приводят к увеличению кривизны русла. Последнее меняется от слабоизвилистых участков и формирования хорошо определенных излучин. Цикл развития меандр завершается прорывом узкого перешейка излучин в результате непосредственного сближения размываемых берегов двух соседних излучин. Скорость размыва (перемещения) бровок вогнутых берегов излучин различна: от нескольких метров до 10-18м в год на Припяти. После этого цикл формирования излучин меандр повторяется. Такие процессы наблюдаются в широких речных долинах, которые характеризуются хорошо развитой поймой со сложным волнистым рельефом и большим количеством старичных озер. Такой тип меандрирования наблюдается почти на  70 % длины  речной сети и характерны для Березины и Свислочи, Припяти, Беседи, Птичи. На этих реках свободное меандрирование наблюдается почти от их истока до устья.

На более крупных реках встречаются и другие типы русловых процессов. Но отрезки со свободным меандрированием имеют значительную протяженность (на Днепре - 300 км, Немане - 240 км, Западной Двине - около 100 км). На таких  реках, как Днепр, Ствига,  Ясельда, встречаются отрезки, где происходит расчленение главного русла на самостоятельные рукава, которые тоже самостоятельно меандрируют. Незавершенное меандрирование отличается от свободного тем, что природный цикл формирования излучин прерывается задолго до их полного завершения. Сформированные протоки имеют больший уклон, чем основное русло. Они постепенно углубляются и сами становятся самостоятельными и главными бассейнами.

 

В то же время старое русло постепенно мелеет, отделяется от нового. Процесс продолжается несколько лет, а временами и десятилетий. В результате на реке образовывается множество рукавов в виде полумесяца с большим количеством островов. Незавершенное меандрирование встречается на больших и малых реках (Днепр, Березина, Сож, Припять, Неман).

Для территории Полесья характерно пойменная многорукавность, которая ни связана, как правило, с русловыми процессами в главном русле. Дополнительные русла (рукава) образовываются путем прорыва поверхности поймы. Многорукавность возникает в широкой, хорошо развитой пойме. При этом на рукавах встречаются самые разные типы русловых процессов (свободное, незавершенное, ограниченное меандрирование, осередковый тип). Хорошо выраженная пойменная многорукавность встречается всего на 22 реках. Общая протяженность складывает всего 2 % от протяженности речной сети (235 км). Участки рек с таким типом руслового процесса распространены в основном на юге республики, на Полесье, в наиболее пониженных участках речных долин Днепра, Сожа, Беседи, Ясельды, и других рек.

Ограниченное меандрирование - это сползание слабо выраженных излучин вниз по течению без изменения их формы и размеров. Их свободному перемещению по речной долине препятствуют склоны долин. Такой тип руслового процесса характерен для районов с узкими речными долинами  слабо развитыми поймами. Ограниченное меандрирование распространено главным образом на севере Беларуси, где преобладает холмистый рельеф. Этот тип руслового процесса отмечается на Западной Двине и некоторых ее притоках (Лучеса, Усвейка, Ула), а также в верховьях Днепра  и на некоторых его притоках (Сож, Bиxpa). На малых и средних реках в отдельно пониженных и заболоченных участках Полесья встречаются реки, извилистость которых по форме напоминает схему ограниченного ме-андрирования. Однако тут сползание излучин отсутствует. Образование таких излучин не связано с узкой речной долиной или характером формирования поймы. Тут русловой процесс протекает очень вяло, что связано с низкой водностью реки, небольшим количеством наносов, низкими подтопленными берегами.

Ограниченное меандрирование встречается в верховьях многих притоков рек Припяти, Березины, Сожа. Общая протяженность таких участков складывает 580 км, или 5 % общей протяженности гидрографической сети.

Немеандрирующие однорукавные русла с побочневым типом руслового процесса характеризуются отсутствием плановых деформаций. Основные изменения русла выражаются в перестройке рельефа дна pеки. В результате такого процесса наблюдается намыв русла на одних и размыв на других участках. По дну русла сползают гряды разных размеров. В связи с этим наблюдаются периодические изменения глубины. Разновидностью такого движения является побочневый тип руслового процесса. В этом случае крупные гряды размещаются по дну реки в шахматном порядке. Береговые, наиболее возвышенные участки дна при понижении уровня воды обсыхают и образовывают побочни, которые обычно зарастают. Движение побочней наблюдается только в полноводье. Этот тип руслового процесса не получил широкого развития на реках Беларуси. Общая протяженность рек  с таким типом процесса складывает около  10 % от общей протяженности (1170 км). Он наблюдается на Западной Двине, Немане, Bилии, Днепре, на участках, где реки пересекают наиболее возвышенные холмистые районы Беларуси. На Припяти этот русловой процесс наблюдается на отрезке около  Мозырьского креста.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ

 

1.Для Белорусского Поозерья, отличающегося наиболее молодым ледниковым рельефом, свойственны закономерные связи краевых форм не только с реками, но и с озерами. Чаще всего озерные котловины здесь имеют вытянутую форму, значительные глубины и параллельны простиранию прилегающих к ним с дистальной стороны конечно-моренных гряд. Унаследованные озерами узкие ложбины образовались в результате локального изъятия (выдавливания, выпахивания и др.) обломочного материала, обусловившего формирование конечных морен. Часто подобные озера и соединяющие их протоки выстраиваются дугообразной линией, обрамленной с внешней стороны положительными формами ледникового рельефа.

2.В развитии гидрографической сети Полесья наблюдается ритмичность, которая обусловлена чередованием ледниковых и межледниковых этапов, а также изменением климатических условий.

3.Наиболее крупные речные долины, некоторые озерные котловины формируются унаследовано.

4.Положение главного водораздела между Балтийским и Черным морями практически не изменяется, однако общий рисунок гидрографической сети постепенно усложняется.

 

ГЛАВА 3. ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И МЕЛИОРАТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРС

 

3.1.          Гидроэнергетическое использование ОРС

Потенциальные гидроэнергетические ресурсы Республики Беларусь и экологически приемлемые, экономически оправданные возможности их использования обусловлены расположением в середине ее равнинной территории водораздела между бассейнами Балтийского и Черного морей, который делит страну на две почти равные части, вследствие чего вытекающие отсюда реки не могут достигнуть значительной мощности прежде, чем оставляют ее границы. Это предопределяет строительство в республике главным образом малых гидроэлектростанций.

В настоящее время нет общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции (МГЭС), однако во многих странах в качестве основной характеристики такой ГЭС принята ее установленная мощность. Наиболее часто к МГЭС относят гидроэнергетические установки, мощность которых не превышает 5МВт (в Австрии, Германии, Польше, Испании и др.). В некоторых странах, например в Латвии и Швеции, малыми называют ГЭС мощностью до 2 МВт, в иных - ГЭС мощностью до 10МВт (в Греции, Ирландии, Португалии). При этом иногда происходит изменение принятой классификации. Так, в США, где были приняты меры стимулирования развития малой гидроэнергетики, в . частности путем упрощения лицензионной процедуры оформления проектов сооружения МГЭС, первоначально к малым относили ГЭС мощностью до 5МВт, затем верхний предел был увеличен до 15МВт, а в 1980 г. их максимальная мощность была ограничена 30 МВт. В СССР согласно СНиП 2.06.01-86 к малым были отнесены ГЭС, установленная мощность которых не превышает 30МВт при диаметре рабочего колеса турбины до 3 м.

Нижним пределом мощности МГЭС принято считать 0,1 МВт: гидроэнергетические установки с меньшей мощностью относятся к категории микроГЭС.

Максимальная мощность в 2МВт, до которой ГЭС считается малой, в Латвии принята исходя из «Закона энергетики» от 03.09.98, согласно которому государство гарантирует закупку электроэнергии от малых ГЭС по двойному тарифу в течение 8 лет после ввода в эксплуатацию. В соответствии с Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 24.04.97 № 400 «О развитии малой и нетрадиционной энергетики» установлен также двойной тариф на вырабатываемую МГЭС электроэнергию, закупаемую концерном «Белэнерго».

С учетом опыта многих стран по отнесению ГЭС к малым представляется возможным рекомендовать считать их таковыми в условиях Беларуси, если установленная мощность гидроэлектростанции в пределах 0,1 - 5 МВт.

Состояние гидроэнергетики страны характеризуется соотнесением запасов ее гидроэнергетических ресурсов (гидроэнергопотенциала ее рек) и масштаба их освоения.

Запасы гидроэнергоресурсов Республики Беларусь составляет теоретический потенциал ее рек - около 7,5 млрд. кВт. часов в средний по водности год, а его часть, которая путем выработки электроэнергии на ГЭС или иными техническими средствами может быть использована (технический потенциал), - 2,5 - 3,0 млрд. кВтч/год.

Для выявления реальных возможностей освоения запасов гидроэнергоресурсов важна оценка экономического гидроэнергопотенциала, т. е. той части технического, которая может быть реализована как экономически эффективное мероприятие, но которая изменяется во времени в зависимости от энергетических и экономических (общественных) условий страны. Так, с повышением цен на топливо отмечается тенденция приближения экономического потенциала к техническому.

В настоящее время экономический гидроэнергопотенциал в Республике Беларусь составляет 1,3 млрд. кВт-ч/год, или 325 МВт общей установленной мощности возможных ГЭС в условиях Беларуси. Его оценка проведена на основе сравнения удельных (отнесенных     на     производство     1     кВт-ч     электроэнергии,     в     долл.     США/кВтч) дисконтированных затрат по ГЭС с таковыми по альтернативной тепловой (газатурбинной) электростанции.

Удельные дисконтированные затраты на 1 кВт-ч представляют собой сумму ежегодных издержек и капитальных' вложений за расчетный период (50 лет) с учетом коэффициента дисконтирования (приведения разновременных затрат): 1/(1 + Едиск)t, где Елиск- норма дисконта, выраженная в долях единицы; t - текущий год [разработанные РУП «ЦНИИКИВР» Методические указания по оценке экономического гидроэнергопотенциала рек Беларуси, согласованные Минприроды РБ и утвержденные концерном «Белэнерго» от 26.11.2002].

Энерго-экономическая и общественная эффективность освоения в условиях Беларуси располагаемых гидроэнергетических ресурсов предопределяется следующими преимуществами ГЭС по сравнению с альтернативными им тепловыми электростанциями:

•                    отсутствием выбросов вредных веществ в атмосферу при функционировании ГЭС;

•                    относительно низкой себестоимостью вырабатываемой на ГЭС электроэнергии (так,
в России в 1997 г. она составила 1,3 копейки на 1 кВт-ч, тогда как себестоимость
электроэнергии на тепловых электростанциях - 10,7 к/кВт-ч);

•                    высокой     маневренностью     ГЭС     в     процессе     обеспечения     потребителей
электроэнергией,     что     позволяет     вырабатывать     более     дорогую     пиковую
электроэнергию, тарифы на которую в несколько раз превышают тарифы на базовую
электроэнергию   (в  России  стоимость   пиковой  электроэнергии,   поставляемой   с
федерального оптового рынка в дефицитные энергосистемы в 5,5 раз выше, чем
стоимость поставки ночной электроэнергии);

•                    возобновляемостью   (неистощимостью)   энергоресурсов   рек   и   их   повсеместной
распространенностью;

•                    возможностью     улучшения     многоцелевого     (комплексного)     водопользования
вследствие создания водохранилищ ГЭС.

Вместе с тем создание ГЭС связано с большими удельными первоначальными затратами (капитальными вложениями), которые на 1 кВт мощности в два и более раза выше таковых в тепловых электростанциях. Но при этом не следует не учитывать, что половина стоимости 1кВт-ч электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС - это цена газа или мазута. В процессе проведения оценки экономического гидроэнергопотенциала рек Беларуси согласно утвержденным Методическим указаниям показана выгодность (по сравнению с альтернативной газотурбинной электростанцией) создания ГЭС при удельных капитальных вложениях до 2750 долл. США на 1кВт ее установленной мощности.

Возможно также негативное влияние водохранилищных ГЭС на окружающую природную среду и условия проживания людей в зонах влияния. Это проявляется, прежде всего, в затоплении и последствиях подтопления земель. Однако, для уменьшения (предупреждения) этого, основным положением рационального использования гидроэнергоресурсов в природных условиях Беларуси, с характерным для нее равнинным рельефом территории, является проведение технической политики в гидроэнергостроительстве, направленной - на уменьшение площадей затопления и подтопления путем соответствующего выбора створов и водоподпорных отметок гидроузлов, а также на ограничение площади образующихся мелководий и степени регулирования речного стока, чем достигается уменьшение периода водообмена и тем самым улучшение качества воды в водохранилище [разработанные в ЦНИИКИВР Рекомендации по обоснованию экологической безопасности создания ГЭС, утвержденные приказом Минприроды РБ от 17.11.2000 № 254].

Как источники энергии реки в Беларуси использовали издавна посредством сооружения многочисленных водяных мельниц и других гидросиловых установок, для которых возводились плотины простейшего типа, обеспечивавшие поддержание небольших подпоров воды - высотой до 2-х и 3-х м. К 1941 г. на территории Республики Беларусь действовало более тысячи водяных мельниц. Некоторые из них затем реконструировались в мелкие гидроэлектростанции.

В послевоенные годы средняя мощность строившихся ГЭС из года в год увеличивалась: от 30 кВт установленной на одной ГЭС мощности, вводимой в эксплуатацию в 1945-1949 гг., до 120 кВт. В 1953 г. была введена в эксплуатацию ныне действующая крупнейшая в Беларуси Осиповичская ГЭС на р. Свислочь мощностью 2175 кВт. Всего в республике в начале 1960-х годов действовало около 180 ГЭС общей мощностью 21 МВт с годовой выработкой электроэнергии в средний по водности год 88 млн. кВт-ч. Сельское хозяйство Беларуси в 1959 г. получило от ГЭС около 20% всей потребленной им электроэнергии'. Однако дальнейшее развитие малой гидроэнергетики прекратилось в конце 1950-х годов в основном из-за представившейся возможности подключения сельских потребителей электроэнергии к государственным энергосистемам, а большинство построенных малых ГЭС затем было выведено из эксплуатации или разрушено, в основном из числа мелких мощностью до 100 кВт., принадлежавших колхозам.

В настоящее время в Республике Беларусь действует два десятка малых ГЭС, большая часть из которых восстановлена, начиная с 1992 года, из числа ранее заброшенных. Их показатели приведены в таблице 1. Показатели использования экономического гидроэнергопотенциала рек Беларуси в сопоставлении с аналогичными показателями сопредельных стран представлены в таблице 2 согласно данным Мирового атласа гидроэнергетики, относящимся к 2003 г. [The 2003 World Atlas & Industry Guide. - The International Journal on Hydropower & Dams, 2003]. Как следует из этой таблицы, в республике пока освоено примерно 3% располагаемого экономического гидроэнергопотенциала, тогда как в Литве 30%, Польше 44%.

Действующие гидроэлектростанции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Область	Река	ГЭС	Установленная мощность ГЭС, кВт
1	2	3	4
Брестская	Логозва	Логозвинская	100
Витебская	Дрисвята	Богинская	630
	Нища	Клястицкая	520
	Улла	Лепельская	320
	Туровлянка	Гомельская	260
	Черница	Добромысленская	210
	Лу комка	Лукомльская	150
Гродненская	Мол чад ь	Гезгальская	620
	Россь	Волпянская	500
	Свислочь	Войтовщизна	200
	Гавья	Жемыславльская	200
	Молчадь	Новоселковская	200
	Ошмянка	Рачунская	200
	Лоша	Яновская	150
Минская	В илия	Вилейская	1630
	Свислочь	Гонолес	300
	Югна	Селявская	ПО
Могилевская	Свислочь	Осиповичская	2175
	Друть	Чигиринская	1500
	Друть	Тетеринская	370
Всего			10345

 

Освоение гидроэнергоресурсов в Республике Беларусь и сопредельных странах

 

 

 

 

 

 

Показатели	Страна
	Беларусь	Литва	Польша	Украина	Россия
Экономический гидроэнергопотенциал, млрд. кВтч/год	1.3 325	1.5 375	7 1750	16.5 4125	852 213000
МВт
Общая установленная мощность действующих ГЭС. МВт	10	113	770	4731	44700
Использование экономического гидроэнергопотенциала, %		30	44	115	21

 

В таблице 3 приведены приемлемые по эколого-экономическим показателям возможные новые ГЭС на реках Беларуси, створы и водоподпорные отметки которых определены в результате исследований, проведенных в ЦНИИКИВР по заданиям ГНТП «Природопользование и охрана окружающей среды».

Эколого-экономические показатели возможных ГЭС

Река	Расстоя­ние до устья, км			Напор, м		Мощ­ность, кВт	Площадь водохра­нилища. км2		Показатель глубоковод-ности			3/N. долл./кВт
Притоки Западной Двины
Друйка	6.4			14,5		1730	2.8		1,80		694
Вята	1,1			23,5		920	2.0		5.67		1272
Сарьянка	6.6			8,0		670	1,0		1.00		821
	17.3			14,2		1000	6,2		3,13		1000
Дрисса	53.8			7,6		3270	6,6		1,64		725
	86,5			6,6		1630	1.1		1.75		479
Свольна	49.3			7,6		900	6,2		1,30		1556
Нища	0.6			10.2		1270	3,0		1.73		850
Диена	8.5			9.7		7750	8,4		1,47		623
Мнюта	2,4			10,5		740	3,4		2,40		1649
	36,5			5,0		250	0,3		2,00		960
Березовка	1,9			10,0		550	3.0		1,00		1727
Зарежанка	28,0			10,0		290	2,0		1,26		2172
Ушача	1.0			12,1		1000	1,7		2,40		780
Оболь	12,3			12,6		2240	5,9		2,28		992
Туровлянка	2.2			5.0		430	0.2		1.00		558
Улла	9.4			9,7		2970	9.3		1.27		832
Усвейка	22,2			7,5		260	2,0		1,50		2346
	45.0			11,8		330	1,6		1.67		1848
Лукомка		13,1	9,6		630		1,4	1,33			1032
Кривинка		8.5	6,7		240		0,8	1,33			1292
Лучеса		15,8	10,6		2470		22,0	2,28			2178
Реки бассейна Немана
Неман		598,0	6.4		15180		55,3	2,82		1136
В илия		234,6	9,6		11600		9,3	1,84		501
		279,2	9,7		8890		11,0	1,93		549
		347,1	7,0		4770		18,2	2,12		900
Страна		29,8	7,0		420		0.3	4,00		833
		42.9	12.1		350		1,3	1,50		1571
Щара		57,0	6,0		2200		27,0	1.00		2518
Реки бассейна Днепра
Днепр		1310,0	7.6		24410		366,3	1,50		2712
		1410,0	5.6		9210		115,3	1,20		2742
		1671.3	4.7		5520		5,3	1,41		681
		1715.0	4,7		4920		4.1	2,42		652
Березина		227.8	6.0		5030		74,8	1.28		2512

В этой таблице приняты обозначения: 3 -суммарные капитальные затраты по водохранилищу и гидроузлу ГЭС; N - установленная мощность ГЭС. Принятый показатель глубоководности есть отношение площади глубоководной (с глубиной более 2 м) к площади мелководной части акватории водохранилища при нормальном подпорном уровне воды в нем.

Из анализа структуры капитальных затрат в ГЭС следует, что основной вклад в стоимость их строительства обычно вносят затраты на создание их водохранилищ в долинах равнинных рек - от 35 до 50 и более процентов. Поэтому за счет поиска вариантов сокращения площади затепления прилегающих к руслу реки земель возможно существенно улучшить эколого-экономические показатели гидроэнергетических объектов. В этом отношении представляется рациональным строительство многоступенчатых русловых каскадов малых ГЭС с гидравлически связанными подпорными бьефами как альтернатива созданию традиционной водохранилищной ГЭС [Патент Российской Федерации № 2039189. Способ использования энергии водотока, выдан по заявке ЦНИИКИВР.- БИ, 1995, № 19]. При этом достигается энергетическое использование реки на более протяженном ее участке преимущественно без выхода подпорных уровней воды из берегов русла. Благоприятными для реализации таких каскадов являются участки рек с достаточным возвышением берегов русла над меженным уровнем воды в реке. В таблице 4 приведены характеристики русловых каскадов ГЭС, возможных на притоках Западной Двины, в сопоставлении с водохранилищной ГЭС (при п = 1, где п - количество ступеней в каскаде) на том же притоке.

При создании каскада представляется возможность поочередного строительства его ступеней, начиная с нижележащей ГЭС на реке. Это позволяет за счет освоения мощности и выработки электроэнергии на вводимой ступени повысить экономическую эффективность каскада в сравнении с традиционной ГЭС, на которой создание напора сосредоточивается в одном створе.

Исходя из прошлого опыта строительства сельских гидроэлектростанций в Беларуси целесообразно вернуться к созданию на малых водотоках микроГЭС (мощностью менее 100 кВт) для локального электроснабжения ближайших населенных пунктов. На небольших водотоках при благоприятных топографических и гидрологических условиях возможно создание таких установок, экономическая эффективность которых может быть обеспечена на основе применения современных типов гидросилового оборудования и рациональных конструкций гидросооружений.

По утвержденной концерном «Белэнерго» от 03.05.2003 г. Программе строительства и восстановления объектов гидроэнергетики на период до 2020 г. предусмотрено строительство ГЭС на основных реках Беларуси общей установленной мощностью 200 МВт и ряд малых ГЭС на их притоках мощностью каждой не менее 100 кВт с удельными затратами не более 2000 долл./кВт. Разработаны архитектурные проекты первых двух ГЭС средней мощности на Западной Двине и Немане - Полоцкой (28 МВт) и Гродненской (17 МВт).

Согласно этой Программе распределение общей установленной мощности ГЭС по административным областям характеризуется таблицей

Мощности ГЭС по областям и годам

 

Область	Установленная мощность (МВт)
	2003 г.	2006 г.	2009 г.	2013 г.	2016 г.	2020 г.
Брестская	0.10	0.52	0.79	1,08	1,37	1.37
Витебская	2.09	30.49	60,99	110,99	139,99	144.89
Гродненская	2.42	19.42	39,92	39,92	39,92	39.92
Минская	2,04	2,24	2,24	2,24	2,24	2,24
Могилевская	4.05	4,33	4,67	30,67	30,67	30.67
Всего	10,7	57.0	108,6	184,9	214,2	219.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из таблицы .5 следует, что большее развитие гидроэнергетики предусматривается в Витебской, Гродненской и Могилевской областях, что обусловлено нахождением в их границах участков рек бассейнов Западной Двины, Немана и Днепра, представляющих в Беларуси наибольшую энергетическую ценность.

Реализация принятой Программы развития гидроэнергетики будет способствовать более благоприятному режиму работы Белорусской энергосистемы, уменьшению зависимости республики от импорта топлива.

Стратегией развития энергетического потенциала Республики Беларусь, утвержденной постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 9 августа 2010 г. № 1180 (Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь, 2010 г., № 198, 5/32338), определена потенциальная мощность всех водотоков Республики Беларусь – 850 МВт, из них технически доступная – 520 МВт, экономически целесообразная – 250 МВт. ВнастоящеевремямощностьГЭСвреспублике составляет 16,1 МВт.

Использование гидропотенциала будет осуществляться путем сооружения новых, реконструкции и модернизации малых ГЭС.

В 2011 – 2015 годах предусматривается строительство ГЭС мощностью около 120 МВт, в том числе 2 ГЭС на р.Западная Двина суммарной мощностью 63 МВт (Полоцкая и Витебская), 2 на р.Неман мощностью 37 МВт (Гродненская и Немновская), а также восстановление 10 действующих и строительство 35 малых ГЭС. Планируемая выработка электроэнергии составит 0,6 млрд. кВт·ч в год, что эквивалентно 205 тыс. тонн условного топлива. 

Приоритетными проблемами гидроэнергетики являются:

·        недостаточное количество квалифицированных специалистов, имеющих опыт практической работы в области гидроэнергетики;

·        определение экономической эффективности строительства объектов

         гидроэнергетики с точки зрения энергетики без учета экологических

        аспектов их внедрения;

·        предусмотрение компенсационных мероприятий, учитывающих

         возможность затопления больших земельных площадей при создании               

         ГЭС

Прогноз развития гидроэнергетики в Беларуси до 2020 г.:

1 - прогноз; 2 - изменение общей мощности ГЭС; 3 - то же - ГЭС и ГАЭС.

 

В условиях Беларуси имеются пригодные площадки для размещения ветро-гидроэнергетических комплексов с использованием водоподъемных устройств. Такие комплексы могут функционировать как для гидроаккумулирования энергии ветра, так и для расширения освоения низконапорного потенциала рек путем водоподъема части речного стока на возвышающиеся над руслами рек участки прилегающих земель с последующей сработкой накопленных объемов воды при производстве пиковой электроэнергии, например для локального электроснабжения.

3.2. Мелиоративное использование  ОРС

В целях регулирования почвенной влажности мелиорированных

сельскохозяйственных земель и поверхностного стока (обеспечения

проектных норм осушения) на площади 2,9 млн. гектаров мелиорированных 14

сельскохозяйственных земель построен сложный комплекс гидротехнических

сооружений, который включает 161,2 тыс. километров каналов и водо-

приемников, 956,7 тыс. километров закрытых дренажных коллекторов,

480 насосных станций, 3,3 тыс. мостов, 2,2 тыс. шлюзов-регуляторов,

24,4 тыс. труб-регуляторов, 52,4 тыс. труб-переездов и другое.

В процессе удаления избыточных вод с переувлажненных земель

вода оказывает негативные воздействия на сооружения: механическое

(гидростатическая и гидродинамическая нагрузки, фильтрационное

давление воды, в холодный период – давление льда), физико-химическое

(ржавление, окисление, выщелачивание, разрушение от многократного

замерзания и оттаивания в порах) и биологическое (гниение дерева).

С грунтовыми, талыми и дождевыми поверхностными водами из

осушительных каналов в водохранилища и водоприемники поступает

большое количество загрязняющих веществ. В результате длительной

эксплуатации происходит заиление ложа водохранилищ, зарастание

акватории высшей водной растительностью, заиление водоприемников.

По причине ограниченности финансовых средств основные

сооружения мелиоративных систем изношены и требуют реконструкции.

В настоящий момент нуждаются в реконструкции и ремонте пруды и

водохранилища, пешеходные мосты, колодцы различного функционального

назначения, водосбросы и другие сооружения.

Выполнение указанных работ позволит на мелиорированной

территории эффективно управлять гидрологическим режимом, необходимым

для возделывания сельскохозяйственных культур, и рационально

использовать водные ресурсы.

Природоохранные мероприятия, осуществляемые при мелиорации

земель, обеспечивают защиту водных объектов от загрязнения и

истощения, сохранение генофонда животных и растений, природных и

преобразованных агроландшафтов, предотвращение негативных изменений

водных и прибрежных экосистем под влиянием антропогенных факторов.

Кроме водоохранных зон и прибрежных полос, на мелиорируемых

водосборах водотоков и водоемов выделяются и сохраняются в

естественном состоянии природоохранные объекты: естественные водоемы,

верховые болота, ключи, родники, массивы лесов, имеющие водоохранное

значение.

Природоохранные мероприятия разрабатываются для региона

(водосбор реки, часть водосбора, группа землепользователей и другое) на

стадии схем или технико-экономического расчета и конкретизируются в

составе проектов, разрабатываемых по данному региону.

По крупным или уникальным в экологическом отношении регионам

разработка схем или технико-экономического расчета выполняется с

участием научно-исследовательских институтов соответствующего профиля. 15

В схемах или технико-экономических расчетах рассматриваются основные

вопросы мелиоративного (водохозяйственного) строительства по региону

в увязке с вопросами рационального природопользования.

По уникальным в экологическом отношении природным регионам в

составе схемы или технико-экономического расчета разрабатываются

экономико-математические модели для установления целесообразности

проведения мелиорации в регионе и определения оптимальных параметров

мелиоративных (водохозяйственных) систем.

Выполнение указанных и других мероприятий при проектировании и

строительстве объектов мелиорации земель обеспечивает необходимые

условия по охране водных ресурсов от загрязнения и засорения.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВОДНАЯ СТРАТЕГИЯ Республики Беларусь на период до 2020 года

ГЛАВА 1.1-1.3

1.Власов Б.П. Антропогенная трансформация озер Беларуси: геоэкологическое состояние, изменения и прогноз. Мн., 2004.

2. Л о п у х П.С. Закономерности развития природы водоемов замедленного водообмена,

их использование и охрана. Мн., 2000.

3. Л о п у х П.С. // Прикладные вопросы лимнологии: Сб. ст. Мн., 1992. Вып. 1. С. 79.

4. Лопух П .С. // Прикладная лимнология. Мн., 2002. Вып. 3. С. 9.

5. Я к у ш к о О.Ф. Белорусское Поозерье. История развития и современное состояние. Мн.,

1971.

6. Я куш ко О . Ф . Озероведение. Мн., 1981.

7. Я куш ко О . Ф . , В л а с о в Б.П., Б о г д а н о в С.В.и др. Природно-хозяйственная клас­

сификация озер Беларуси. Мн., 1995.

8. VI a s о v В., L o p u c h P., J a k u s h k o О. II Limnological review. 2003. Vol. 3. P. 277.

9. Л о п у х П.С. // Вестн. БГУ. Сер. 2. 1988. № 2. С. 46.

10. Ши р о к о в В . М . , Л оп у х П.С. Формирование малых водохранилищ гидроэлектро­

станций. М., 1986.

1 1 . Ш и р о к о в  В.М.  и  др.  Формирование  берегов  малых  водохранилищ  лесной  зоны.  Л.,  1990.

12. Хомич С.А. Геоэкологические аспекты водохозяйственной рекультивации нарушен­

ных земель Беларуси. Мн., 2001.

13. Л о п у х П.С. Гідраграфія Беларусі. Мн., 2004.

1 4 . Ж у х о в и ц к а я  А . Л . , В л а с о в Б.П., К у р з о Б.В., Ку з н ецов В. А. Озерный седи-

ментогенез в голоцене Беларуси. Геохимические и биологические аспекты. Мн., 1998.

15. VI a s о v В . // Limnological review. 2004. Vol. 4. P. 269.

16. Л о п у х П.С. // Гидробиол. журн. 1989. Т. 25. №2. С. 18.

17. Sir o k o v V .M., M a k r i t s k h y A . M . , L o p u c h P.S. II Methods for the investigation of

lake deposits: paleaecological and paleoclimatological aspects: Proceedings of the international

Symposium. Vilnius, 1987. P. 249.

18. Вл а сов Б.П., Гиг е вич Г.С. Мониторинг водной растительности. Национальная

система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь: Результаты наблюдений 2004 г.

Мн., 2005. С. 144.

19. Г и г е в и ч Г.С., Вл а сов Б.П., В ы н а е в Г.В. Высшие водные растения Беларуси.

Эколого-биологическая характеристика, использование и охрана. Мн., 2001.

1.4

12. Баранов И В. Лимнологические типы озер СССР. - Л.: Гидрометеоиздат,

1961.-276 с.

13. Богданов В.В. Зонально-региональные свойства лимногенеза и их роль в клас­

сификации и районировании озер. В кн.: Географо-гидрологический метод

исследования вод суши. — Л.: изд-во АН СССР. Геогр. об-во СССР, 1984,

с. 71-78.

14. Богословский Б.Б. О районировании озер СССР по водному балансу // Труды

III Всесоюз. гидрол. съезда, 1958, т. 4, с. 17-25.

15. Богословский Б.Б. Схема гидрологической классификации озер и районирова­

ние озер СССР // Вестн. МГУ. Сер. геогр, 1960, № 2, с. 17-24.

17. Богословский Б.Б., Фипъ С.А. Классификация водоемов по внешнему водооб­

мену // Географо-гидрологический метод исследования вод суши. - М.: изд-во

АН. СССР. Геогр. об-во СССР, 1984, с. 54-60.

55. Домрачее П.Ф. К вопросу о классификации озер Северо-Западного края //

Изв. Российского гидрологического ин-та, 1922, № 4.

69. Квасов Д Д . Возрастно-генетическая классификация котловин озер Северной

и Центральной Евразии // Изв. ВГО, 1986, т. 118, вып. 6, с. 487—492.

81. Муравлев Г.Г. О размещении и типах озер. - В кн.: Озера Северного Казахста­

на. - Алма-Ата: изд-во АН КазССР, 1960, с. 22-56.

111. Россолимо JI.JI. Основы типизации и лимнологического районирования. -

В кн.: Накопление веществ в озерах. - М.: Наука, 1964, с. 5-46.

121. Теоретические вопросы классификации озер / Под ред. Н.П. Смирнова. -

СПб., 1993.- 186 с,