Поэтому им свойственна своя, особая, система внутриводоемных процессов – гидрологических, гидрофизикохимических и гидробиологических, отличных от тех, которые наблюдаются в озерах и реках. Доктор географических наук А. Б. Авакян и кандидат географических наук В. П. Салтанкин считают, что, управляя водохранилищами, человек в результате может вызвать развитие таких процессов, явлений и эффектов в природной подсистеме, которыми он пока не в состоянии управлять, либо преодоление которых требует значительных усилий, затрат трудовых и материальных ресурсов. Поэтому полностью управляемыми объектами (подобно станку, агрегату, механизму) водохранилище можно считать с известным приближением. Непосредственно и полностью человек управляет лишь запасами воды, но уже частично и косвенно – экосистемой и геосистемой водохранилища.
Ведущими факторами, определяющими в первую очередь особенности внутриводоемных процессов в водохранилищах, является водообмен и уровенный режим водоема. Именно эти факторы и определяют отличие условий развития внутриводоемных процессов в водохранилищах от таковых в озерах и реках. Ведь уровень воды в водохранилищах может сильно изменяться, особенно в горных водохранилищах, в зависимости от режима работы гидроэлектростанций. В водохранилищах могут возникать зоны направленного движения воды к плотине и зоны водоворотных циркуляции, где частицы воды перемещаются по замкнутым траекториям. Именно эта сложная гидродинамическая структура и определяет то, что процессы преобразования и перемещения вещества и энергии в водных массах водохранилищ принципиально отличаются от последних в озерах и реках.
Важной особенностью водохранилищ, которые играют роль огромных естественных отстойников, является присущий им накопительный эффект в отношении взвесей в воде. Это имеет как положительные последствия (осветление воды, снижение ее цветности, уменьшение содержания вредных бактерий), так и отрицательные. К последним относят возможность взрывного развития синезеленых водорослей при избыточном поступлении в водоем биогенных веществ, заболачивание акватории, накопление в осадках вредных примесей и др.
Для водохранилищ характерна особая изменчивость состояния водоема. Это объясняется тем, что их берега обычно становятся районом стремительного развития хозяйственных объектов, оказывающих все большее воздействие на природную среду. Отмечается также большая изменчивость гидрометеорологических процессов над крупными водохранилищами, что связано с интенсивным теплообменом между водной поверхностью и атмосферой. Динамичность водохранилищ проявляется во всех их характеристиках, но, пожалуй, наиболее ярко – в процессах формирования берегов, изменении показателей качества воды, структуре и продуктивности водных и наземных (в береговой зоне) экосистем. В специальной литературе иногда употребляется термин «эволюция водохранилищ», причем если эволюция озер происходит в течение многих десятков и сотен лет, то в водохранилищах существенные изменения основных процессов и явлений происходят по крайней мере на порядок быстрее. И еще, что также важно, если в озерах изменения обычно носят постепенный, направленный, правильный характер, водохранилища развиваются циклически и скачкообразно при изменении ведущих динамических факторов.
Так что же, нет никакой возможности устранить негативные последствия существования водохранилищ и надо просто с этим мириться? Отнюдь нет. Именно А. Б. Авакян со своими сотрудниками на основании многолетних исследований разработали научно-техническое направление интенсификации использования внутренних водоемов на основе их экваториального районирования, планировки и обустройства.
На чем же основывается этот новый подход к использованию водохранилищ? Казалось бы, акватория большого водохранилища – это однообразные водные пространства, очень похожие друг на друга. А вот исследования показали, что это совсем не так. Отдельные участки одного водохранилища могут в корне отличаться один от другого и представлять собой, как образно выразились авторы нового метода, «водоем в водоеме». И экспедиционные исследования на водохранилищах подтверждают это. Глубоководная зона резко отличается от мелководной, зона у нижней плотины от зоны бывшего русла реки в средней части водохранилища. Причем это относится не только к крупным водохранилищам, но и к средним.
Мы уже отмечали крайнюю неоднородность всех гидрологических, физико-химических и биологических характеристик водных масс в различных районах водохранилищ. Например, на Куйбышевском водохранилище разница температур поверхностного слоя воды на разных участках акватории может достигать 10 °C, что очень много. Ведь биологи считают, что для нереста рыб существенны различия температуры воды в один и даже доли градуса. Очень сильно сказывается на разности температурных режимов отдельных районов водохранилищ «тепловое загрязнение» в результате работы тепловых электростанций, которые сбрасывают в водохранилища подогретые воды.
Так же, как акваторию водохранилища, можно районировать и его береговую зону с учетом хозяйственной деятельности человека и ее воздействия на водоем.
Так, например, А. Б. Авакян и В. П. Салтанкин разработали подробные схемы экваториального районирования Иваньковского водохранилища на Волге – основного источника водоснабжения Москвы, в результате чего его площадь 327 км2разбита на 4 плеса, 10 гидрологических районов, 25 эколого-гидрографических участков.
А вот дальше, когда составлена такая схема, можно на научной основе, с учетом всего комплекса воздействующих на водохранилище факторов, решать вопросы разумного обустройства и хозяйствования на водохранилище, определения наиболее целесообразных видов хозяйственной и природоохранной деятельности на каждом характерном участке водоема.
Именно так можно оптимальным образом учесть интересы и требования различных отраслей, которые часто являются противоположными. А ведь как часто сталкиваются между собой интересы энергетиков и рыбаков, речников и агропрома, индустрии отдыха и лесоводов. И еще чаще, к сожалению, ведомственные интересы противопоставляются делу охраны природы, что абсолютно недопустимо и безнравственно.
Только районирование, подход к водохранилищу как к совокупности различных «водоемов в водоеме» дают возможность определить оптимальную площадь мелководий, допустимую степень зарастаемости акватории водорослями и камышовыми, площади нагула и нереста, обеспечивающие нормальное воспроизводство рыбных стад, участки загрязненных донных отложений, подлежащие удалению, места водозаборов и выпуска очищенных сточных вод, расположение зон отдыха для городского населения и заповедных зон и многое, многое другое.
И безусловно, только районирование и планировка позволят рационально провести комплексное обустройство водохранилищ. Что же мы включаем в понятие такого обустройства? Это и отчленение, где необходимо, мелководий, берегозащита, дноуглубление, создание очистных сооружений и другие подобные мероприятия.
Итак, каков вывод? Водохранилища существуют и необходимы. Значит, нужно их тщательно изучать и грамотно эффективно использовать, чтобы максимально повысить положительный эффект от их существования и снизить по возможности отрицательные последствия. В решении всех этих проблем нужна величайшая ответственность на всех уровнях, ответственность ученых, хозяйственников и, наконец, ответственность всего общества за будущее природы нашей Родины.
И еще один важный вывод необходимо сделать: нужно тщательно и целенаправленно изучать внутренние водоемы, а они, к сожалению и как ни странно, еще во многом – научная целина. Совсем не просто провести районирование водохранилищ, оценить все гидрологические, гидрохимические и гидробиологические факторы, определяющие особенность каждого участка водохранилищ. Здесь требуются согласованные усилия многих научных учреждений, работа сотен ученых на многих исследовательских судах.
Поэтому реки, озера и водохранилища нашей Родины бороздят десятки научно-исследовательских судов и катеров, принадлежащих институтам АН СССР и академиям наук союзных республик, Госкомгидромету СССР, Минрыбхозу и другим ведомствам. Ученые проводят широкий спектр исследований, включая определение гидрологических, гидрохимических, гидробиологических параметров речного стока, изучение формирования гидрографической сети в дельтовых зонах, процессов переноса твердых взвесей, биологической продуктивности и многое другое.
Одним из крупных центров изучения внутренних водоемов является Институт биологии внутренних вод АН СССР. Его организация и развитие связаны с именем Ивана Дмитриевича Папанина. Еще в январе 1952 г. он был назначен уполномоченным Президиума АН СССР, а затем и директором биологической станции «Борок», расположенной в поселке Борок на берегу Рыбинского водохранилища. Папанин правильно оценил большое значение биологического изучения наших искусственных водохранилищ и вложил много энергии и труда в коренную реорганизацию этой биологической станции.
