ВОДОХРАНИЛИЩА ГИДРОУЗЛОВ АФРИКИ
Африка сейчас занимает первое место в мире среди континентов по полному и полезному объему крупнейших водохранилищ. Из пяти крупнейших водохранилищ мира четыре, если считать и подпертое плотиной гидроузла Оуэн Фолс (Уганда) озеро Виктория, находятся здесь. Одно из этих водохранилищ - Акосомбо (Вольта, Гана) имеет самую большую в мире акваторию - 848Q км2.
Первое место по числу гидроузлов с крупными водохранилищами занимает ЮАР (30), последующие места - Марокко (15) и Алжир (11). В пятерку самых больших водохранилищ Африки, помимо озера-водохранилища Виктории и водохранилища гидроузла Акосомбо (Вольта), входят еще два, гидроузлы которых находятся на реке Замбези, - Кариба (Замбия-Зимбабве) и Кабора Басса (Мозамбик), а также водохранилище Насер гидроузла Асуан (Египет) на реке Нил.
Большая часть водохранилищ находится на равнинах и плоскогорьях. Лишь водохранилища ЮАР, Марокко и Алжира созданы в горных районах. Регулирование стока на большинстве из них - сезонное, недельное или суточное, на редких - многолетнее (наиболее значительное водохранилище Насер).
К наиболее крупным водохранилищам гидроузлов Марокко относятся Мешро-Хаммади (1,2 км3), Эль-Макхазин (1,2 км3), Бин-эль-Видан (1,5 км3), Эль-Массира (2,7 км3), Эль-Мьяра (4,0 км3). Глубина, как правило, 60...100 м и более. Главная проблема на них - борьба с заилением, сроки занесения водохранилищ насчитывают лишь десятки лет.
В Алжире, большую часть территории которого занимает пустыня Сахара, важнейшая проблема - водообеспечение сельскохозяйственных угодий, промышленных предприятий, населения городов, поселков и деревень. Эту проблему позволяет решить строительство гидроузлов с небольшими и средними водохранилищами. Так же как и в Марокко, они подвержены интенсивному заилению. Наиболее крупный гидроузел - Чаргар с водохранилищем объемом 0,6 км3. Оно заполнено в 1982 г. Большинство гидроузлов служат для целей мелиорации и водоснабжения. На ряде гидроузлов имеются малые гидроэлектростанции небольшой мощности.
Тунис - равнинная страна, лишь на северо-западной части имеются горные хребты. Развитие хозяйства страны невозможно без водоснабжения и мелиорации, без регулирования стока рек, который весьма неравномерен. Например, на реке Меллег расходы воды изменяются от 1,1 до 3000 м3/с. Проблемы строительства и эксплуатации водохранилищ здесь такие же, как в Марокко и Алжире.
Египет - страна самой древней в мире гидротехники. Самая боль-шая река - Нил, разделяющий между собой две пустыни - Ливийскую и Аравийскую. Нил - величайшая река мира по площади бассейна и длине: соответственно 2870 км2 и 6671 км. Его сток полностью контролируется. В 60-х годах на Ниле построен Асуанский гидроузел с одним из крупнейших водохранилищ мира Насер. Оно было заполнено лишь к 1975 г; объем 157 км3 и площадь поверхности 5120 км2. Ввод водохранилища в эксплуатацию позволил: увеличить площади орошения со 120...160 тыс. до 500 тыс. га; заменить осенние сорта кукурузы на летние, увеличив ее урожаи в 1,5 раза, расширить площади выращивания сахарного тростника; обеспечить надежную работу гидроэлектростанции мощностью 2,1 млн кВт; создать практически новый центр Египта - г. Асуан с населением 700 тыс. чел. и крупными промышленными предприятиями по производству удобрений, металла, целлюлозы и сахара, фанеры, пищевых продуктов и др.; повысить уловы рыбы с 750 до 20 000 т; резко увеличить число туристов в зоне гидроузла, создав большой рекреационный центр, включающий в себя гостиницы, пляжи, бассейны, водноспортивные комплексы и др.
Водохранилище Насер оказало большое влияние на климат района. Здесь резко увеличилось число дней в году с низкой облачностью и выпадением дождей. Температура воздуха в зоне водохранилища на 2°С ниже, чем в Асуане, а влажность выше на 15...20%. Уже на расстоянии 1...2 км от берега чувствуется влияние бриза. Все это резко улучшило условия земледелия в районе, увеличилось число перелетных птиц.
Вместе с тем водохранилище Насер влияет на окружующую среду и отрицательно [1]. Оно задерживает большое количество взвешенных наносов, которые раньше откладывались на пойменных землях в виде плодородного ила. Эту потерю компенсируют внесением 13 тыс. т азотистых удобрений в год. Существенно активизировался процесс переформирований египетского побережья Средиземного моря из-за нарушения равновесия между его абразией и отложением наносов Нила. Для ликвидации этих последствий строят каскад низконапорных плотин стоимостью 250 млн долларов. В Средиземном море резко сократились уловы сардин, питавшихся микроорганизмами и веществами, поступавшими с нильской водой. Местами сардины вообще ушли. Уменьшение мутности воды Нила ниже гидроузла усилило фотосинтез и цветение воды в реке. Этот процесс искусственно интенсифицировался вследствие поступления в Нил биогенов и водорослей из оросительных коллекторов и сбросов промышленных стоков. Создание условий для круглогодичного орошения сформировало благоприятную среду обитания ряда водных организмов - переносчиков паразитарных болезней; в итоге резко увеличилось число случаев заболевания населения шистоматозом (болезнь внутренних органов человека и животных, вызываемая гельминтами - шистоматами, обитающими в воде).
Судан имеет четыре крупных гидроузла мелиоративного назначе-ния: Сеннар, объем водохранилища 0,93 км3, создан в 1925 г.; Росейрес, объем 3 км3, введен в 1966 г.; в 1971 г. реконструирован с увеличением объема водохранилища до 4,0 км3; Гебель-Аулия, объем 3,2 км3, построен к 1937 г.; Хашим-эль-Джирба, объем 1,3 км3, площадь орошения 210 тыс. га.
Западная Африка включает в себя 14 небольших, малых, средних и крупных по площади стран. В географическом отношении регион неоднороден. Экономическое развитие многих стран региона началось лишь в последние десятилетия. Крупнейшая река региона - Нигер. По многим причинам гидротехническое строительство развивалось слабо, гидроузлов построено мало.
Самое крупное в мире по площади поверхности водохранилище гидроузла Акосомбо на реке Вольта расположено в Гане. Его параметры следующие: полный объем - 148 км3; полезный - 80 км3; длина - 400 км; площадь водной поверхности - 8480 км3; глубины: максималь-ная - 80 м, средняя -18 м; длина береговой линии - более 7000 км. Основное назначение гидроузла - выработка электроэнергии; проектная мощность ГЭС - 883 МВт. Он позволил решить многие экономические проблемы Ганы: создать резерв энергетических мощностей: построить алюминиевый завод и создать инфраструктуру для него; развить рыболовство, мелиорацию земель, водный транспорт, водоснабжение предприятий, городов и поселков и др. Мощная база рыболовства стала надежным источником для питания переселяемого населения. Зона строительства гидроузла - наиболее засушливый район Гвинейского залива. Крупное водохранилище позволило оросить 320 тыс. га новых земель, создать большие возможности для увеличения объема и интенсификации сельскохозяйственного производства, обеспечить водоснабжение городов Аккра и Тема, а также многих деревень и поселков в сельской местности. Создание водохранилища позволило существенно улучшить водный транспорт и усовершенствовать транспортную систему Ганы. Однако заполнение чаши водохранилища гидроузла Акосомбо сопровождалось многочисленными наведенными землетрясениями.
Нигерия имеет, помимо большого числа малых водохранилищ, три средних, одно крупное и одно очень крупное - Каинджи на реке Нигер. Его основные параметры: полный объем - 15,1 км3; полезный - 11,5 км3; площадь водной поверхности - 1270 км2; длина чащи - 140 км; максимальная ширина - 30 км; глубины: средняя - Юм, максимальная - 60 м. Назначение водохранилища Каинджи - энергетика, мелиорация, судоходство, рыбоводство. В период строительства было переселено 44 тыс. чел.
Центральная Африка включает восемь государств, но лишь четыре из них имеют средние и крупные водохранилища.
На территории Камеруна находятся два крупных и одно среднее водохранилище, основное назначение которых - гидроэнергетика. Самое большое из этих водохранилищ - Мбакау на реке Санага, введенное в эксплуатацию в 1971 г. Его полный объем 2,6 кмз. Второе по объему водохранилище гидроузла Бамеджин - 1,8 кмз, введенное в 1974 г.
Заир имеет два достаточно крупных гидроузла относительно старой постройки. Первый - Мвадингушта - сооружен в 1930 г., а реконструирован в 1954 г., после чего объем его водохранилища составил 1,25 км3 при площади водной поверхности 446 км2. Водохранилище это очень мелкое - средняя глубина всего 3 м. Второе водохранилище принадлежит гидроузлу Нзило, введенному в эксплуатацию в 1952 г. Его объем 1,73 км3 при площади 207 км2 и средней глубине 9 м.
На территории Анголы имеется достаточно много мелких водохранилищ мелиоративного назначения, два крупных (Гове, Куиминха) и одно среднее. В настоящее время в Анголе сооружается крупный комплексный гидроузел Капанда на реке Кванза.
Государства Восточной Африки располагаются в экваториальных и субэкваториальных поясах. Среднегодовой слой стока на большей части этой территории 50...500 мм. Важный элемент гидрографической сети - крупные озера в сбросовых впадинах - Танганьика, Ньяса, Рудольф и др.
На территории Эфиопии имеется довольно большое число небольших водохранилищ мелиоративного назначения, а также одно крупное - Кока с объемом 1,9 км3, введенное в эксплуатацию в 1960 г. Кроме того, в 1973 г. начали эксплуатировать водохранилище гидроузла Финго с объемом 0,65 км3.
На территории Уганды располагается озеро Виктория, из которого вытекает река Виктория-Нил. На ней в 50-х годах построен гидроузел Оуэн Фолс, поднявший своей плотиной уровень воды в озере на 3 м. Дополнительный объем озера-водохранилища 204,8 км3. Назначение гидроузла - энергетика, мощность его ГЭС 300 МВт. Общий объем озера-водохранилища Виктория-Оуэн Фолс 2700 км3, площадь его поверхности 76 000 км2. Трудно оценить, в какой мере этот природноискусственный водоем зарегулировал сток Нила на территории Судана и Египта. Дело в том, что половина стока, поступающего из области Великих озер, испаряется в болотистой области Судана - Суэд.
Кения располагает одним малым, одним крупным и двумя средними водохранилищами: Массинга имеет объем 1,56 км3, площадь поверхности 12Q км2, длину 45 км, максимальную глубину 52 м, назначение - комплексное; Севан-Фокс - объем 0,185 км3; Камбуру - 0,15 км3.
Самое крупное водохранилище Танзании - Ньюба-Мунгу на реке Пангане. Его основные параметры: полный и полезный объемы соответственно 1,735 и 1,0 км3; площадь водной поверхности 150 км2, введено в эксплуатацию в 1966 г., назначение - комплексное.
Водохранилище Кидлту на реке Большая Руаха, введенное в экс-плуатацию в 70-х годах, имеет объем 0,125 км3.
Государства Южной Африки располагают крупнейшими реками континента - Замбези, Лимпопо, Сави, Тугела, Грейт-Кей, Грейт-Фиш, Сандис, Оранжевая, Кунене, Угаб, Свикопу.
Замбия располагает несколькими небольшими, тремя средними и одним из величайших в мире водохранилищ Кариба. Отдельные вопросы строительства основных сооружений этого гидроузла уже были рассмотрены в предыдущих главах. Ввод гидроузла в эксплуатацию осуществлен в 1959...1963 гг. Водохранилище было наполнено за 4,5 года до отметки НПУ. Полный его объем 160,3 км3, то есть, если не считать озеро-водохранилище Оуэн Фолс, то оно стоит на третьем месте в мире среди искусственных водохранилищ крупнейших гидро-узлов мира вслед за водохранилищами Братского и Асуанского гидроузлов (соответственно 169,27 и 168,90 км3). Площадь поверхности водохранилища Кариба 5364 км2, длина 280 км, средняя ширина 20 км, максимальная 40 км, средняя глубина 29 м, максимальная 113 м, длина береговой линии 3155 км.
Гидроузел Кариба имеет комплексное назначение, мощность его ГЭС 1200 МВт. Из его водохранилища орошают сахарный тростник, рис, кукурузу, табак. Большое значение имеет рыбоводство, так как в данном регионе из-за обилия мухи цеце животноводство развито крайне слабо. Температура воды в водохранилище колеблется в течение года от 17 до 32 °С. Прозрачность воды 1...12 м по сезонам и отдельным участкам. Проектный срок заиления - свыше тысячи лет.
Заслуживает внимания еще три водохранилища Замбии: Кафуэ- Годж объемом 0,84 км?, Мулунгуши - 0,25 км3 и Мита-Хихс - 0,11 км3.
Реки Зимбабве весьма порожисты и остаются полноводными лишь 4.. .5 мес в году. На территории страны располагается южная часть описанного выше водохранилища Кариба. Кроме него, имеется довольно много малых, шесть средних и одно крупное водохранилище. Последнее создано гидроузлом Киле на реке Мтиликве, его объем 1,3 км3, средняя глубина 70 м. Объем средних водохранилищ Замбии от 100 до 300 млн м3 при максимальных глубинах от 30 до 60 м. У большинства этих водохранилищ комплексное назначение.
Мозамбик имеет довольно большое число водохранилищ, в том числе два крупных и одно крупнейшее - Кабора Басса. По территории страны протекают крупнейшие африканские реки - Замбези, Лимпопо, Саве, Шангане, Инкомати и др.
Гидроузел Кабора Басса занимает среди современных гидроузлов четырнадцатое место в мире по мощности ГЭС, которая после полного ввода составит 4,5 млн кВт; одиннадцатое место по объему водохранилища - 63 км3; престижное место по высоте арочной платины - 171 м и т. д. Заполнение водохранилища и полный ввод его в эксплуатацию осуществлены в 1977 г. Площадь его водной поверхности 2700 км2, длина - 250 км, ширина 38 км, глубины: максимальная 150 м, средняя 23 м. Назначение гидроузла - комплексное (энергетика, мелиорация, судоходство, рыболовство и др.). Электроэнергия, вырабатываемая его гидроэлектростанциями (две подземные на обоих берегах), потребляется Мозамбиком и ЮАР.
Водохранилище Кабора Басса имеет большое количество растений, чем оно очень напоминает водохранилище Кариба, располагающееся выше на этой же реке. Начальная евтрофикация не такал интенсивная, как ожидалось. Водохранилище имеет высокую проточность, его осред- ненная водообменность близка к средней - 1,0, в то время как у водохранилища Кариба она равна 4,0, то есть очень малая.
До создания водохранилища в реке Замбези в створе гидроузла и в зоне будущего водохранилища водилось 38 видов рыб (барбус, тиляпия, замбезийский баримус и др.). Большинство этих рыб исчезло, зато активно размножились харациды и киприниды, появились новые виды.
Так же как и в зоне гидроузла Кариба, на Каборе Басса участились случаи заболевания местных жителей шистоматозом. Переносчики гельминтов (шистоматов) - устрицы, обитающие в слабопроточных мелководных заливах, заросших густой водной растительностью, и сильно размножившиеся после наполнения водохранилища.
В 1975...1978 гг. заполнилась чаща водохранилища гидроузла Массинжир на реке Элефантиш. Его объем 2,84 км3. Здесь при отметке уровня воды 115 м и объеме водохранилища 1,48 км3 началась опасная фильтрация в грунтах основания плотины, сопровождающаяся выносом мелких фракций и образованием грифонов. Поэтому пришлось Сработать водохранилище до отметки 109 м и выполнить комплекс работ по усилению противофильтрационных мероприятий в теле и основании плотины: прикрыли искусственным понуром оставшиеся в верхнем бьефе под водой карьеры, прорезавшие глиняный чехол чаши водохранилища; выполнили цементацйонную завесу в песчаниках основания плотины.
Третье крупное водохранилище Мозамбика - Оливейра на реке Ревуэ, заполненное в 1971 г. Его объем 2 км3.
В начале 60-х годов разработали проект комплексного использования водных ресурсов реки Лимпопо. Предусматривалось большое число мероприятий, направленных на подъем сельского хозяйства Мозамбика в регионах, примыкающих к этой крупной африканской реке.
На Мадагаскаре существует несколько десятков небольших и два средних водохранилища, которые имеют следующие параметры: Манта- суа, объем 0,125 км3, наполнено в 1928 г.; Варахина, объем 0,26 км3, введено в эксплуатацию в 1956 г.
Южно-Африканская Республика (ЮАР) имеет много горных рек с изменчивым стоком и порожистыми руслами. Сток самой крупной - Оранжевой по отношению к среднемноголетному колеблется от 18 до 250 %. Основная часть стока проходит по ее руслу с октября по март. ЮАР имеет большое число средних и крупных водохранилищ - около 250.
Итак, рассмотрев отдельные примеры водохранилищ Африки, можно констатировать следующее.
1. Большинство рек Африки имеют благоприятные условия для строительства гидроузлов: хорошие скальные створы; достаточное количество местных строительных материалов, находящихся недалеко от створа; небольшой твердый сток.2. Практически во всех странах Африки приходится переселять 50 100 тыс. человек и более из зоны предстоящего затопления. Так как все это происходит не по воле населения, государство должно брать на себя ответственность за успешное осуществление этой акции. При этом неизбежны большие убытки и целевые капиталовложения.
3. Строительство каждого нового гидроузла с крупным или средним водохранилищем дает положительный эффект лишь в тех случаях, когда оно является частью комплексного проекта развития водных и земельных ресурсов бассейна реки или более крупного региона, базирующегося на данных гидрологических, геологических, почвенных, сельскохозяйственных, водоэнергетических, водохозяйственных и других исследований. Проектные проработки должны подвергаться на всех этапах экологической экспертизе. Примеры подобных исследований и экспертиз - гидроузлы Асуан, Кариба (частично), Акосомбо, Кабора Басса и др.
4. Важный этап подготовки к освоению некоторых африканских водохранилищ - мероприятия по охране и спасению диких животных. Например, при подготовке к затоплению чаши водохранилища Кариба осуществили операцию Ной по эвакуации диких животных. После его заполнения пять лет ограничивали охоту на диких животных и лов рыбы.
5. Наблюдается тенденция преодоления многих трудностей и недостатков, имевших место в прошлом при подготовке к затоплению многих африканских водохранилищ, путем создания государственных, а иногда и международных организаций, ведающих комплексным развитием водных ресурсов бассейна реки.
6. В связи с занесением многих водохранилищ гидроузлов Африки наносами чрезвычайно важны прогноз заиления верхних бьефов и комплекс мероприятий по осуществлению различных вариантов их промывки от наносных отложений.
