Водохранилище

Водохранилище, наполненный водой резервуар, образуемый при преграждении плотиною водотока или долины реки. В. служат для орошения земель, водоснабжения городов и селений, для питания судоходных каналов и рек в период их маловодья и, наконец, для создания движущей водной силы (гидроэлектрической энергии). Идея устройства таких сооружений была известна человечеству чрезвычайно давно. Еще за 4—5 тысяч лет до нашей эры были использованы для орошения долины Нила, Тигра и Евфрата, Ганга, Аму-Дарьи, о чем свидетельствуют остатки огромных плотин и колоссальных каналов. В. должно обеспечить в определенное время необходимый для тех или других целей расход воды. Размеры В. определяются на основании подсчетов количества требуемой воды. Для решения вопроса о возможных запасах и размерах источников воды нужны многолетние тщательные гидрологич. и метеорологич. наблюдения над избранным для будущего В. бассейном. Они дают возможность узнать размеры избытка воды, который может быть сбережен зимою, и недостатка, к-рый должен быть возмещен во время засухи. С другой стороны, опыт доставляет данные относительно той части количества дождевой воды, выпадающей в бассейне, которая м. б. собрана. Эта часть зависит прежде всего от водопроницаемости почвы, и, следовательно, от геологического строения, и от характера данного бассейна; но она вместе с тем сильно изменяется в зависимости от состояния почвы, то есть в зависимости от ее сухости или насыщенности водой, или, наконец, полной непроницаемости, явившейся результатом действия мороза. Она изменяется также сообразно с природой и богатством растительности. Следовательно, здесь необходимо принять во внимание климат, время года, характер растительности и прочее (смотрите Гидрология, Гидрометрия).

Следует принять в расчет, что в самих В. часть воды теряется вследствие испарения и фильтрации. Испарение может временно уменьшить запасы воды в случае продолжительной и сильной засухи; но если рассматривать более или менее продолжительный период времени, например целый год, то эта потеря м. б. компенсирована, и даже с избытком, дождевой водой, выпадающей на поверхности В. Необходимо делать различие между абсолютным испарением и потерей вследствие испарения; последняя составляет только разность между абсолютным испарением и высотой слоя выпавшего дождя. Например, в сеттоновском В. в 1894 г. абсолютное испарение равнялось 0,769 м, но высота слоя выпавшего дождя достигла 1,410 м, то есть она превышала первую величину на 0,641 метров Потери вследствие фильтрации, всасывания и проч. обыкновенно очень незначительны, так как, с одной стороны, стараются делать сооружения (запруды, водоприемники и прочее) по возможности непроницаемыми, с другой стороны—В. устраивают или в водонепроницаемых грунтах или же в таких, которые могут быть сделаны непроницаемыми путем уплотнения земли.

Самую существенную часть водохранилища составляет плотина, которая перегораживает долину, удерживая в образующемся бассейне стекающие с него воды. Для того, чтобы В. действительно выполняло свое назначение, необходимо устраивать его на такой высоте, с которой воды его под влиянием одной лишь своей тяжести могли бы достигнуть места, куда они должен быть поданы. Самое лучшее, если непосредственно выше сужения долины, благоприятного для устройства плотины, имеется значительное ушире-ние, позволяющее собрать большое количество воды; это часто встречается в месте соединения двух или нескольких долин. Необходимо также, чтобы земля, отчуждаемая для устройства В., не была слишком населена и не вмещала большое число заводов. Не касаясь даже вопроса о расходах, едва ли можно проектировать такое В, сооружение которого имело бы своим последствием упразднение значительного населенного центра. С другой стороны, следует избегать расположения В. непосредственно выше населенных местностей из опасения бедствий, которые м. б. вызваны случайным прорывом дамбы. Отсюда видно, что условия, с к-рыми приходится считаться при выборе места для В., многочисленны и разнообразны; первые указания в этом отношении даются внимательным изучением карт с изображением рельефа местности посредством горизонталей. Последним соображением, имеющим решающее значение при окончательном выборе места для В., является его вместимость. Необходимо, чтобы вместимость В. находилась в соответствии с объёмом воды, который может быть собран в вышел ежащей части долины. Для этого делают проверку, располагая планом с возможно частыми горизонталями и в достаточно большом масштабе, дабы площади, ограниченные кривыми, могли быть вычислены с достаточной точностью. Умножая полусумму площадей, ограниченных двумя последовательными горизонталями, на высоту между ними, получают объём соответствующего слоя. Тогда легко уже определить, достаточна ли будет вместимость В. при той высоте плотины, которая для данного случая практически является возможно наибольшей. В случае, если эта вместимость окажется большей, чем требуется, определяют ту высоту, до которой достаточно довести плотину, чтобы получить именно требуемую вместимость. Затопление местности на более или менее значительном пространстве часто вызывает довольно значительные работы, среди которых исправление и отклонение в сторону грунтовых путей сообщения занимают видное место. Но эти работы, не представляя никаких опасностей, отступают на второй план перед сооружением плотины и теми работами, которые непосредственно с ней связаны.

Относительно сооружений, имеющих целью выпуск воды из В., то есть водосливов (смотрите) и водоспусков (смотрите), следует иметь в виду необходимость давать им достаточную пропускную способность, дабы предотвратить возможность чрезмерного и ненормального подъема горизонта воды в В. Земляную плотину, выше которой поднялась вода, следует считать окончательно потерянной. Каменные плотины в иек-рых случаях представляют водосливы на протяжении всей их длины или части; однако чрезмерное и ненормальное возвышение горизонта воды может иметь своим следствием значительное возрастание сжимающих усилий в кладке; кроме того некоторые части последней могут начать работать на растяжение; поэтому такой подъем воды представляет серьезную опасность, которая безусловно должна быть предотвращена достаточ. пропускной способностью для выпуска воды. Вполне рационально, если позволяют условия, располагать водослив, водоспуск и донный водоспуск совершенно вне плотины.

Лит.: см. Дамбы. К. Акулов.