Водохрани́лища Росси́и, искусственные водоёмы значительной вместимости, образованные в России на реках для регулирования их стока и дальнейшего использования в хозяйстве.

Общие сведения

В России построено и находится в эксплуатации свыше 3 тыс. водохранилищ различного назначения. Их суммарные показатели: площадь водного зеркала более 100 тыс. км²; затоплено (без учёта площади озёр, находящихся в подпоре) свыше 70 тыс. км² (около 0,6 % территории страны); полный объём около 900 км³; полезный объём (средний ежегодный возможный объём снижения ёмкости водохранилища за счёт сработки) свыше 340 км³. Из общего числа водохранилищ более 100 имеют объём свыше 100 млн м³; 49 – крупные и крупнейшие (объёмом свыше 1 км³), полный объём которых составляет почти 90 % общего объёма воды, аккумулированного водохранилищами России. Кроме того, построено огромное число малых водохранилищ – прудов. По средним показателям объёма и площади водохранилища России превышают водохранилища большинства стран мира. Это обусловлено рядом причин: бо́льшей равнинностью территории, концентрацией населения и хозяйства на Восточно-Европейской равнине, в предгорьях Кавказа, на юге Западной Сибири, необходимостью после Великой Отечественной войны решать острейшую энергетическую проблему путём строительства гидроэлектростанций и т. д.

Исторический очерк

Создание водохранилищ не является открытием 20 в. Сила бегущей воды малых рек использовалась на Руси давно. Упоминания о водяных мельницах встречаются в летописях начиная с 9 в. Масштабы водохранилищ со временем претерпевали существенные изменения – от небольших прудов до огромных искусственных морей. Наибольшее количество заводских прудов располагалось на Урале – в бассейнах рек Чусовая, Белая, Уфа и на мелких притоках Камы, впадающих в неё на участке от г. Соликамск до устья Белой. К концу 18 в. в России заводские пруды обеспечивали энергией и водой уже около 3 тыс. мануфактур. В большинстве мощность водяных колёс не превышала порядка нескольких десятков лошадиных сил, поэтому их устанавливали по несколько штук сразу. Близ г. Кашира, например, работал каскад мельничных установок из 12 ступеней. Для Пыскорского завода в бассейне Камы в 1723 г. были построены три плотины, а на Нижнетагильском заводе в конце 18 в. было установлено 57 водяных колёс. Первая ГЭС в Российской империи была построена в 1892 г. в Алтайском крае на реке Берёзовка. В 1896 г. на реке Охта для Охтинского завода Санкт-Петербурга была создана промышленная ГЭС мощностью 300 кВт. В бассейне Волги действовали две ГЭС – мощностью 300 кВт при Ижевском заводе, и мощностью 650 кВт в г. Сатка на Урале (что по современным масштабам, когда мощности ГЭС измеряются сотнями и тысячами тысяч киловатт, ничтожно мало, но по тем временам это были мощные гидроэлектростанции). Начиная с 18 в. водохранилища в России достаточно широко использовались и для целей судоходства, например, построенное на водоразделе рек Цна и Тверца в 1719 г. Вышневолоцкое водохранилище обеспечивало навигацию в системе Верхней Волги. Долгое время интересы гидроэнергетики были в противоречии с интересами судоходства; проекты комплексного использования рек для судоходства, получения энергии и других целей стали разрабатываться лишь 100 лет назад. За эти годы на территории России создано огромное количество водохранилищ, отличающихся по своим параметрам, назначению, влиянию на окружающую природную среду и условия жизни населения.

Распределение водохранилищ по территории

Практически весь современный фонд водохранилищ России создан в советский период. Наибольшего размаха «покорение рек» приобрело во 2-й половине 20 в. (особенно в 1950–1970), когда были созданы почти все крупные водохранилища. Большинство средних и крупных водохранилищ имеют комплексное, многоцелевое назначение. Малые водохранилища часто создаются для решения одной задачи. Водохранилища размещены по территории неравномерно.

Цимлянское водохранилище на реке Дон (Волгоградская область, Россия).Цимлянское водохранилище на реке Дон (Волгоградская область, Россия). На Европейской территории России расположено почти 1100 водохранилищ с полным объёмом более 350 км³. В Азиатской части России водохранилищ более чем в 10 раз меньше, но их объём на 50 % больше, чем европейских. Крупных и крупнейших водохранилищ на Европейской территории – 34, а на Азиатской – 15. Из отдельных речных бассейнов по степени гидротехнического преобразования выделяются бассейн Волги (площадь зеркала водохранилищ 28 800 км², полный объём 193,9 км³, полезный объём 92 км³) и бассейн Енисея (соответственно 12 750 км², 368,2 км³, 135,1 км³).

Северный и Северо-Западный районы. Водохранилища Северного и Северо-Западного районов во многом отличаются от водохранилищ остальной территории России. Абсолютное их большинство представляют собой озёра-водохранилища (зарегулированные озёра), они созданы в котловинах озёр с разной величиной подпора их уровней. У некоторых уровень воды поднят на 3–10 м (Выгозеро, Нотозеро и др.), у остальных при подъёме уровня на 0,5–2 м площадь зеркала и очертания береговой линии существенно не изменились. Преимущества создания озёр-водохранилищ заключаются в том, что если у озера большая площадь водного зеркала, то даже при маленьком подпоре оно имеет значительный полезный объём. Это позволяет проводить сезонное и многолетнее регулирование стока без существенного затопления земель. Из водохранилищ, образованных при затоплении речных долин в этом регионе, можно выделить Верхнетуломское (на реке Тулома и её притоках, хотя и оно включает в себя небольшое Нотозеро) – самое большое и глубокое из долинных водохранилищ региона.

Восточно-Европейская равнина. На территории равнины в пределах России расположена основная часть водохранилищ, из них около 20 крупные и крупнейшие. Полный объём крупных водохранилищ составляет более 90 % общего объёма водохранилищ региона. Водохранилища на равнинных реках затапливают большие площади земель. Наибольшим изменениям на территории Восточно-Европейской равнины подвергся режим её главной реки – Волги.

Угличское водохранилище на реке Волга (Ярославская область, Россия).Угличское водохранилище на реке Волга (Ярославская область, Россия).На Волге и её притоках создано 13 крупных и крупнейших водохранилищ объёмом более 1 км³. На Волжско-Камский каскад приходится более 95 % объёма и площади затопления в бассейне. Самые крупные из них – Рыбинское, Куйбышевское и Волгоградское. До зарегулирования Волга в нижнем течении разливалась весной на 25–30 км. В некоторые годы уровень в реке поднимался у Волгограда на 8–8,5 м, а у Астрахани – на 5,5 м. В настоящее время подъём воды весной намного меньше, что обеспечивается регулирующей ролью Волжско-Камского каскада.

Сибирь и Дальний Восток. На территории Сибири и Дальнего Востока насчитывается немногим более 70 водохранилищ, но они составляют 60 % полного объёма и 56 % площади водного зеркала всех водохранилищ страны. Здесь находится 15 крупных и крупнейших в мире водохранилищ (2-е в мире – Братское, полный объём 169,3 км³). Массовое создание крупных водохранилищ Сибирского региона началось в 1950-х гг. и продолжается. Построены Братское, Красноярское, Усть-Илимское, Иркутское, Зейское водохранилища; Бурейское водохранилище наполнено в 2009 г., Богучанское – в 2015 г. Водохранилища преимущественно долинного типа, создаются на многоводных реках (Обь, Енисей, Ангара, Вилюй, Колыма, Зея, Бурея и др.). Гористый характер рельефа обусловливает сравнительно низкое затопление земель. Так, Братское, Красноярское, Усть-Илимское, Зейское водохранилища имеют подпор в 4–6 раз больше, чем у примерно равных им по площади Куйбышевского, Саратовского, Чебоксарского и Нижнекамского. Величина подпора изменяется от 220 м у Саяно-Шушенского водохранилища до 30 м у Иркутского. Их длина, как правило, значительна – от 565 км у Братского водохранилища, 350–470 км у Красноярского, Богучанского, Вилюйского до 150–160 км у Колымского и Хантайского.

Попуски воды на Красноярской ГЭС (Красноярский край, Россия).Попуски воды на Красноярской ГЭС (Красноярский край, Россия). Средняя ширина водохранилищ Сибири меньше, чем в Европейской части страны, хотя максимальная ширина некоторых (до 33 км) примерно такая же. Высокие плотины позволяют создавать водохранилища большого объёма и обеспечивать многолетнее и сезонное регулирование стока. Каскады водохранилищ на Енисее и его притоке Ангаре существенно изменили режим стока рек и оказали значительное влияние на окружающие территории. Самое северное водохранилище – Хантайское, которое расположено за Северным полярным кругом и снабжает энергией Норильский промышленный узел. Это водохранилище, а также Вилюйское и Колымское уникальны тем, что они находятся в зоне вечной мерзлоты, в результате чего их режим имеет ряд специфических особенностей.

Водохозяйственное значение водохранилищ. Большинство водохранилищ России комплексного назначения, т. е. одновременно удовлетворяют потребностям нескольких отраслей хозяйства – энергетики, судоходства, рыбного хозяйства, орошения, лесосплава, борьбы с наводнениями, рекреации, охраны природы. Подавляющее большинство крупных гидроузлов решают задачи гидроэнергетики. Гидроэнергетика является важной составной частью топливно-энергетического комплекса России. Её удельный вес составляет 20 % выработки электроэнергии страны, – причём электроэнергии особенно ценной, позволяющей обеспечивать потребности в ней в периоды «пиковой» нагрузки (когда они резко возрастают), чего не могут сделать тепловые и атомные станции. Велика роль водохранилищ в устойчивом водоснабжении населения, промышленности и сельского хозяйства (поверхностные воды составляют до 70 % общего водозабора страны). Гидроузлы внесли большой вклад в решение транспортной проблемы. Водохранилища на Волге, Каме, Дону создали единую глубоководную транспортную систему Европейской части страны, соединив северные и южные моря. Объём грузоперевозок пароходствами бассейнов крупных рек в несколько раз превысил возможности этих водотоков в их естественном состоянии. Водохранилища явились действенным средством борьбы с наводнениями. Противопаводковые возможности, например, водохранилищ Волжско-Камского каскада особенно проявились в 1979 г., когда расход воды через Волгоградский гидроузел превысил средний многолетний в 4,5 раза. Только благодаря регулирующей ёмкости водохранилищ катастрофически высокое половодье не принесло населению и хозяйству неисчислимых бед. Огромное противопаводковое значение имеют Зейское и Бурейское водохранилища. Благодаря их созданию резко сократилась частота и высота наводнений, улучшились условия использования плодородных земель и сельскохозяйственных угодий, уменьшился экономический ущерб от наводнений в долине Зеи, Буреи и частично Амура. Особое значение водохранилища имеют для рекреации: организации отдыха, развития водных видов спорта, туризма.

Полезный объём водохранилищ России (более 340 км³) позволяет уменьшить объём стока половодий и паводков в масштабах всей России почти на 10 % и увеличить устойчивый во времени сток в 1,3–1,4 раза. Практическое же регулирование стока составляет в большинстве случаев лишь 60–70 % этих величин. Тем не менее внутригодовое распределение стока таких рек, как Волга с её Волжско-Камским каскадом, Дон ниже Цимлянского гидроузла, Ангара и Енисей ниже каскада существующих на них водохранилищ, кардинально изменилось по сравнению с естественным режимом. Эти изменения сказываются практически в любые по водности годы, но особенно существенно в маловодные. Например, сток половодья в маловодные годы на Волге уменьшился на ⅓, а зимний сток возрос почти в 3 раза. В устье Дона доля весеннего стока сократилась в среднем на 30 %, а в маловодные годы половодья практически не наблюдались. Произошли ещё более резкие изменения в твёрдом и химическом стоке: так, поступление биогенов в устьевую область Волги и в Каспийское море уменьшилось в 2–2,5 раза, а фосфатов – в 3 раза; твёрдый сток в устье Дона сократился в 2,3 раза. Проблема загрязнения водохранилищ и их антропогенного эвтрофирования во многих регионах стоит весьма остро, причина этого заключается главным образом в огромном объёме загрязнённых сточных вод и других отходов хозяйственной деятельности, поступающих в водохранилища и впадающие в них реки. Среди основных видов загрязнений: удобрения (нитратные и фосфатные, сносимые с полей талыми водами и дождями), тяжёлые металлы (ртуть, свинец), углеводороды (нефть, бензин), носители биологических загрязнений (болезнетворные микроорганизмы, попадающие со стоками химической и бумажной промышленности и с предприятий животноводства), сточные воды жилищно-коммунального хозяйства.

В большинстве водохранилищ в Европейской части России вода оценивается как загрязнённая, но содержание вредных веществ в зависимости от места может колебаться от 1 до 10 ПДК. Самым загрязнённым водохранилищем считалось расположенное на Волге Чебоксарское, но его состояние улучшается. К загрязнённым и частично грязным относятся Куйбышевское и Саратовское водохранилища. Качество воды Рыбинского водохранилища – от уровня «очень загрязнённая» до уровня «грязная»; воды Иваньковского, Горьковского водохранилищ стабильно оцениваются как «очень загрязнённые». Хорошим качеством воды класса «слабо загрязнённая» в многолетнем плане характеризуется Братское водохранилище. Качество воды Зейского водохранилища изменяется от уровня «грязная» до «загрязнённая».

Водохранилища, несмотря на ряд проблем, связанных с их созданием, остаются одним из наиболее действенных средств комплексного использования водных ресурсов.