Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Воды, расположенные непосредственно ниже по течению от гидравлического сооружения. "Прижимный горизонт" – это воды, расположенные непосредственно ниже по течению от гидравлического сооружения, такого как плотина, водосброс, мост или водопропускная труба. Обычно измеряется и представляется как средняя глубина воды ниже по течению от гидравлического сооружения, прижимный горизонт может изменяться в зависимости от выпуска воды из сооружения, а также от факторов ниже по течению, которые могут ограничивать или увеличивать обычный поток воды из сооружения. Формирование прижимного горизонта оказывает значительное влияние на абиотические и биотические условия водотока.
Waters located immediately downstream from a hydraulic structure
Tailwater refers to waters located immediately downstream from a hydraulic structure, such as a dam, spillway, bridge or culvert. Generally measured and reported as the average water depth downstream of a hydraulic structure, tailwater can vary based on the outlet from the structure as well as downstream influences that may restrict or advance the usual flow of water from the structure. The creation of a tailwater will have significant impacts on both the abiotic and biotic conditions of the waterway.
Биотические воздействия
Условия окружающей среды в приплотинных участках рек оказывают влияние на всю пищевую сеть водоема. Стабильный сток, более высокая температура и прозрачная вода, характерные для приплотинных участков, создают идеальную среду обитания для нитевидных зеленых водорослей. Прибрежные зоны приплотинных участков, которые затапливаются во время гидроподъема, но пересыхают при стабильном стоке, значительно менее продуктивны. Большинство видов водорослей не приспособлены к длительному воздействию воздуха, что приводит к снижению первичной продуктивности и увеличению количества органических веществ, смываемых при увеличении стока. Например, река Колорадо испытывает резкие колебания стока из-за большого количества гидроэлектростанций на реке. Ниже крупных плотин от трех до семи таксонов макробеспозвоночных составляют более 95% от общей численности в экосистеме. Почти половина этих видов – специализированные организмы, проводящие всю жизнь в воде и не являющиеся источником энергии для прибрежной наземной среды.
The environmental conditions in a tailwater influence the entire food web of the waterway. Consistent flows, higher temperatures, and clear water found in tailwaters create an ideal habitat for filamentous green algae. The near shore zones of tailwaters that are submerged during hydropeaking but dry during consistent flows are far less productive areas of the waterway. Most algal species are not adapted to handle this exposure to air for extended periods of time resulting in a loss of primary productivity and an increase in organic matter that gets washed away when flow increases. For example, the Colorado River experiences dramatic flow changes due to the abundance of hydroelectric dams on the river. Below the major dams, between three and seven macroinvertebrate taxa account for over 95% of the total abundance in the system. Nearly half of these species are specialists who spend their entire lives underwater and do not provide energy to the surrounding terrestrial environment.
Влияние на местную рыбу
Местные виды рыб особенно уязвимы к воздействию приплотинных участков рек. Само по себе строительство приплотинного участка является серьезным экологическим нарушением, которое может снизить видовое разнообразие, но сразу после завершения строительства плотины многие местные виды рыб все еще можно встретить. Долгосрочное воздействие на популяции местных рыб, особенно в исторически теплых водоемах, особенно заметно. До завершения строительства плотины Бивер-Дэм на реке Озарк в системе обитали 62 вида рыб из 19 различных семейств. После строительства плотины было собрано только 18 видов из 8 семейств, при этом на два семейства приходилось более 90% всей пойманной рыбы. Через 30 лет после создания водохранилища было отобрано 28 видов рыб из 8 семейств, однако 98% из них были либо подкаменщиками, либо форелью, которых практически не было до образования приплотинного участка. Такое отсутствие видового разнообразия приводит к изменению водной экосистемы, которая значительно отличается от видового состава, существовавшего до строительства плотины. Состав субстрата в приплотинных участках также может повлиять на выживаемость местных рыб. Некоторые виды, такие как речные гольяны, строят гнезда из гравия и камней, найденных на дне реки. Сток из плотины может изменить размер субстрата, что затруднит местным рыбам строительство нерестилищ. Увеличенный сток также может разрушить гнездовые участки или вымыть икру из гнезд, что усложнит нерест в приплотинной системе.
Native fish species are particularly endangered by tailwaters. The construction of the tailwater itself is a severe environmental disturbance that can reduce richness, but immediately following dam completion, many native fish species can still be found. The long term impacts on native fish communities, especially in historically warmwater systems, are especially dramatic. Before the completion of the Beaver Dam on the Ozark River, 62 species of fish from 19 unique families were present in the system. Following dam construction, only 18 species from 8 families were collected, with two families accounting for over 90% of the fish found. 30 years after the installment of the impoundment, 28 species of fish were sampled from 8 families, however 98% of the fish were either sculpin or trout species, both of which were essentially absent prior to the creation of the tailwater. This lack of species evenness results in an altered aquatic ecosystem that is far from the community makeup seen before the impoundment was in place. Substrate composition in tailwaters can also impact native fish survival. Some species, such as river chubs, construct nests from gravel and rocks found on the river bottom. Tailwater flows can alter substrate size making it difficult for native fish to build spawning areas. Increased flows can also flatten nesting sites or scour eggs from the nest making spawning in a tailwater system more difficult.
Абиотические воздействия
Строительство плотины часто меняет состав водной среды непосредственно выше и ниже по течению от сооружения. Во многих случаях вода, выпускаемая из плотины, поступает из нижних слоев водохранилища, образованного в результате создания запруды. В результате сброс воды из плотины оказывается относительно холодной по сравнению с естественной температурой водотока из-за стратификации воды, происходящей в водохранилищах. Это может привести к серьезному тепловому загрязнению и оказать разрушительное воздействие на местные рыбные сообщества. Хвостовые участки водотоков также подвержены изменениям в естественном режиме стока. Некоторые плотины обеспечивают постоянный сброс воды, что может нарушить сезонные колебания и экстремальные паводки. С другой стороны, гидропикинг – цикличное увеличение сброса воды ниже гидроэлектростанции для удовлетворения потребностей в электроэнергии – может быстро повысить расход воды в хвостовом участке. Такие резкие изменения в речном потоке могут вымывать дно реки, изменять скорость течения и глубину, а также снижать биологическое разнообразие в водотоке.
The construction of a dam will often change the makeup of the body of water immediately upstream and downstream of the structure. In many cases, the water that comes out of the dam originates from the bottom of the reservoir created by the impoundment. The resulting dam discharge is relatively cold compared to the natural temperature of waterway due to the stratification of water that occurs in reservoirs. The resulting thermal pollution can have devastating impacts on native fish assemblages. Tailwaters are also subject to changes in traditional flow rate. Some impoundments discharge a consistent amount of water which can disrupt seasonal fluctuations and extreme flow events. On the other hand, hydropeaking, the cyclical increase in discharge below a hydroelectric dam to meet power demands, can rapidly increase tailwater flow rates. The dramatic changes in river flow can scour the river bottom, change river velocity and depth, and reduce biotic richness in the waterway.
Рыболовство в хвостовых водах
Хвостовая вода может также обозначать тип рыболовства. Рыбалка в хвостовых водах может быть очень продуктивной благодаря стабильной температуре воды и расходу, наблюдаемым ниже плотины. Питательные вещества из вышерасположенного водохранилища поступают в хвостовую воду, создавая благоприятную среду для процветания целевых видов рыб, как правило, форели. Примером этого является рыболовство в Ли-Ферри на реке Колорадо в Аризоне.
Tailwater can also refer to a type of fishery. Fishing in tailwaters can be very productive due to consistent water temperature and flow rates found below an impoundment. Nutrients from the lake upstream are released into the tailwater, creating a productive environment in which target fish species, usually trout, can thrive. An example of this phenomenon is the fishery at Lee's Ferry on the Colorado River in Arizona.