Днепр

Днепр – одна из крупнейших рек Европы, бассейн которой расположен в пределах трёх государств – Российской Федерации, Беларуси и Украины. Общая природная длина реки составляет 2285 км (после создания каскада из шести водохранилищ она сократилась до 2201 км), площадь бассейна – 504 тыс. км², высота истока – 252 м, а средний наклон русла равняется 11 см на 1 км.

Днепр - длина 2285 км. Площадь бассейна 504000 км2. Истоки находятся в отрогах Валдайской возвышенности. Впадает в Днепровско-Бугский лиман Чёрного моря. В верховьях, до Дорогобужа, Днепр - небольшая река, текущая в низких луговых берегах. У Дорогобужа берега повышаются, крутые яры переходят то на правый, то на левый берег. На этом участке имеется много перекатов-бродов, наряду с ними попадаются глубокие омуты. Ниже Могилева пойма реки расширяется, берега носят луговой характер. В районе Киева правый берег становится крутым, левый остается низменным. В нижнем течении расположены Киевская, Каневская, Кременчугская, Днепродзержинская, Днепровская (Днепрогэс), Каховская ГЭС, выше которых расположены водохранилища.

В самом нижнем течении правый берег по-прежнему крутой, левый - низменный. Русло реки в низовьях разбивается на многочисленные рукава, образуя заболоченные участки - плавни. Площадь дельты Днепра составляет 350 км2. Течение преимущественно быстрое, но встречаются тихие плесы и омуты с обратным течением. Глубины различные: есть перекаты, где глубина едва достигает 0,5 м, и есть ямы до 20-30 м. Водная растительность развита хорошо. Грунты очень разнообразные: преобладают песчаные и иловато-песчаные, хрящеватые, глинистые, галечные, а местами и каменистые. Ледостав в верхнем течении наступает в начале декабря, в среднем и нижнем - в конце декабря, вскрытие - с начала марта в низовьях, до конца марта - в верховьях. Питание Днепра - смешанное и зависит от той природной зоны, по которой он протекает. Bсего в бассейн Днепра впадает около 32000 речек, среди которых 89 рек - длиной 100 км и более. За год сток воды в Днепре становит 53,5 км3. В Днепр впадает множеств притоков: крупнейшие из них Березина, Припять, Сож, Десна, Сула, Псел, Ворскла.

Вода в Днепре чистая, мягкая, насыщенная кислородом. Планктон и бентос развиты неравномерно на разных участках. Из проходных рыб в низовья Днепра входят: белуга (редко), осетр, севрюга, стерлядь, сельдь, тарань, рыбец и постоянно обитают: щука, плотва, елец, голавль, красноперка, жерех, линь, подуст, пескарь, усач, уклея, густера, лещ, синец, карась, сазан, голец, вьюн, сом, су, окунь, ерш, носарь, вырезуб, налим, шемая

Карта-схема бассейна реки Днепр в пределах Украины

В Украине Днепр превращён в цепь из шести водохранилищ (крупнейшие Кременчугское и Каховское достигают ширины в 25-28 км), практически не оставивших участков природного русла и существенно изменивших естественные условия. После строительства Днепрогэса были затоплены Днепровские пороги, издавна препятствовавшие судоходству по главной реке Украины. Изменился гидрологический режим реки и на участке не затронутом гидротехническими сооружениями – ниже Каховской ГЭС. Здесь (как и вниз по течению от других плотин гидроэлектростанций) наблюдаются суточные колебания уровней, обусловленные неравномерными сбросами воды из водохранилищ.

В районе Херсона Днепр разветвляется на ряд проток, количество которых по направлению к устью возрастает и река впадает в Днепровский лиман несколькими крупными и второстепенными рукавами. Основное судоходство осуществляется по северному не самому широкому рукаву Рвач, где периодически проводятся дноуглубительные работы.

Поскольку почти весь твёрдый сток реки практически полностью оседает на дне водохранилищ, днепровская дельта нарастает крайне медленно. Важнейшей особенностью Днепра является значительное использование его ресурсов в системе водоснабжения страны. Помимо крупных днепровских водохранилищ, ещё несколько сотен создано на его притоках.

Сток Днепра

Для определения природного стока Днепра необходимо учитывать влияние хозяйственной деятельности, подсчёт которой затруднён из-за наличия огромного количества потребителей воды (в том числе за пределами страны) и значительного её испарения с поверхности водохранилищ. В связи с этим его оценку обычно выполняют на протяжении длительного времени лишь для створов реки, не испытавших значительного влияния антропогенного фактора. Для Украины таковыми традиционно являются два водных пункта – Киев (площадь бассейна – 328 тыс.км², расстояние от устья – 880 км) и Каменка (459 тыс.км² и 403 км). Стоковые характеристики Днепра в створе Каменки (где площадь бассейна составляет 90%) характеризует практически весь сток реки.

Сложные расчёты стока Днепра за более чем 120-летний период наблюдений (начиная с 1881 г.) позволили установить средний показатель многолетнего расхода воды в районе Киева, составивший 1370 м³/с (43,2 км³ в год). Максимальный средний годовой расход наблюдался в 1970 г. – 2490 м³/с (78,5 км³), а минимальный (1921 г.) – 600 м³/с (18,9 км³). За этот же период среднее многолетнее значение стока в районе Каменки составило 1640 м³/с (51,7 км³). Здесь наибольший годовой сток отмечался в 1970 г. – 3060 м³/с (96,5 км³), а наименьший 1921 г. составил 709 м³/с (22,4 км³). Сток Днепра в устье (с учётом Ингульца, Конки, Базавлука и др. притоков) оценивается в 53,0 км³.

Поскольку сток Днепра зарегулирован, оценку его максимального и минимального значения целесообразно осуществлять для периода, предшествовавшего строительству гидротехнических сооружений. Максимальный расход воды у Киева наблюдался вмае 1931 г. и составил 23100 м³/с., а в районе Каменки максимум (25100 м³/с.) был достигнут неделю спустя.

Процессы в водохранилищах

Наибольшей высоты (до 4 метров) ветровые волны достигают в Кременчугском водохранилище, где они зафиксированы в районе Светловодска осенью 1969 г. На развитие ветровых волн оказал влияние размер акватории и ориентация водохранилища (с северо-запада на юго-восток) по линии наибольших скоростей ветра. Вследствие действия ветровых волн в Кременчугском водохранилище отмечались случаи повреждения судов и даже их затопления.

Значительную повторяемость на водохранилищах имеют сгонно-нагонные явления, наибольшего развития достигающие в осенний период на Киевском, Кременчугском и Каховском водохранилищах. Наибольший нагон на Киевском водохранилище наблюдался вблизи Вышгорода в ноябре 1981 г. и составил 50 см, а наибольший сгон (45 см) в октябре 1974 г. На Кременчугском водохранилище максимальный нагон (71 см) отмечен у Светловодска в октябре 1973 г., а максимальный сгон (72 см) – в октябре 1969 г. вблизи Черкасс. Самый высокий нагон на днепровских водохранилищах зафиксирован у Новой Каховки (83 см) в январе 1969 г., которому в тот же день в северо-восточной части Каховского моря соответствовал максимальный сгон – 106 см.

Сейши (франц. seiche) – стоячие волны, возникающие в относительно замкнутых водоёмах, при которых происходит колебательное движение всей массы воды с амплитудой до 1-2 м и периодом от считанных минут до нескольких часов

На крупных днепровских водохранилищах (прежде всего Каховском) сейшевые явления имеют значительную повторяемость. При этом в узлах сейшев возможно формирование течений, достигающих скорости 0,5 м/с и более. Предполагают, что с сейшевыми явлениями связаны частые случаи быстрого восхождения ледовых полей, в некоторых случаях приводившие к повреждению судов.

Температурный и ледовый режим.

Бьеф (франц. bief), часть водоёма или реки, примыкающая к водоподпорному сооружению (плотина, шлюз). Верхний бьеф расположен выше по течению, перед водоподпорным сооружением, а нижний бьеф находится ниже по течению (по другую сторону водоподпорного сооружения).

Основное направление Днепра (с севера на юг) предопределяет рост температуры воды вниз по течению. В среднем наивысшая температура поверхностного слоя воды наблюдается в июле, когда в верхних бьефах водохранилищ она составляет – Киевского +21,0°С, Каневского +21,5°С, Кременчугского +22,0°С, Днепродзержинского +22,5°С, Днепровского +23,0°С, Каховского +23,0°С. Максимальные температуры, зафиксированные в поверхностном слое водохранилищ, в Киевском и Каневском составили +30°С, а в расположенных ниже по течению – +32°, +33°С.

Переход температуры воды отметки +0,2°С весной в Киевском водохранилище происходит в конце марта, в Каховском – на две недели раньше. Обратный переход отмечается осенью на Киевском водохранилище 10 декабря, а в Каховском – под новый год. Ежегодно на водохранилищах каскада отмечаются ледовые явления, наибольшая продолжительность которых наблюдается на Киевском водохранилище, а наименьшая – на Днепровском и Каховском. Средняя продолжительность ледостава составляет соответственно 100-110 и 60-70 суток, а максимальная толщина льда – от 40 см (Киевское) до 25-30 см (Днепровское и Каховское).

Температурный режим в средних и приплотинных частях водохранилищ отличается от нижних бьефов, где в летний период она несколько ниже (чем вниз по течению), а зимой образуются довольно обширные проруби (до 10 км и более в длину). Определенная роль в температурном режиме водохранилищ принадлежит антропогенному фактору, в частности сбросу подогретой воды Киевской ТЕЦ-5, Трипольской, Приднепровской, Запорожской ТЭС, Запорожской АЭС и другими крупными предприятиями. В районе сбросов тёплой воды Днепр никогда не замерзает, а температура воды здесь выше, чем на прилегающих участках.

Гидрохимическая характеристика Днепра.

Крупные размеры, несущего воды в разных природных зонах, Днепра и значительное влияние хозяйственной деятельности предопределяют отличие (от существовавших десятилетия назад) его современных гидрохимических характеристик. Учитывая, что большая часть длины реки ныне представляет собой каскад водохранилищ, именно на них расположено большинство пунктов наблюдений.

При исследовании гидрохимических характеристик по длине реки отмечается возрастание минерализации от 303 мг/л (в районе Киева) до 342 мг/л (у Херсона).

По направлению к устью происходит некоторое изменение в соотношении главных ионов, в частности возрастает доля сульфатов, отмечаются отличия и в газовом режиме – по направлению к устью уменьшается насыщенность воды кислородом и вместе с тем немного возрастает его биохимическое потребление.

Содержание в днепровской воде загрязняющих веществ не является очень высоким, в среднем составляя: нефтепродуктов – 0,084 мг/л (ниже Киева) и 0,008 мг/л (у Херсона), фенолов, соответственно, 0,002 и 0,001. 

Исследования качественного состояния воды в Днепре подтверждает поступление в него значительного количества загрязняющих веществ, но при этом рост их концентрации практически не прослеживается. Это связано с тем, что Днепр давно представляет собой не водоток, а ряд водохранилищ, в которых происходят сложные преобразования качественного состава воды. Существование на дне водохранилищ значительного количества накопленного ила способствует накоплению в нём основной части загрязняющих веществ (концентрация тяжелых металлов в донных отложениях на несколько порядков выше, чем в воде).

Водохозяйственное использование Днепра.

Удобное местонахождение Днепра и его огромный природный потенциал предопределили активное водохозяйственное использование реки, с которым связано не менее половины предприятий страны. Кроме того, главная река страны является основным источником питьевой воды для многих крупных и малых городов Украины. Это подтверждают и статистические данные, согласно которым среднегодовой отбор днепровской воды составляет 10,75 км³, использование – 8,5 км³, безвозвратное водопотребление – 6,0 км³, а водоотвод – 5,15 км³.

Днепровскую воду потребляет более половины населения страны (более 1000 населенных пунктов, из которых 50 – крупные города). На ней работает около 10 тыс. промышленных предприятий Украины, она орошает почти 1,5 млн. га сельскохозяйственных угодий. 

Водохозяйственное использование Днепра имеет долгую историю, важнейшим (этапным) событием которой стало строительство Днепрогэса – в своё время мощнейшей гидроэлектростанции в Европе. Её создание позволило затопить Днепровские пороги и осуществить судоходство по всей длине реки в пределах Украины. Учитывая крутые склоны берегов этого участка Днепра, создание водохранилища удалось осуществить без значительных затоплений и поныне созданное в начале 1930-х годов Днепровское море остаётся самым компактным по площади.

В послевоенные годы были созданы Каховский, Кременчугский, Днепродзержинский, Киевский и Каневский гидроузлы, формирование которых привело к затоплению значительных территорий. На гидроэлектростанциях каскада, являющихся основным регулятором мощности в энергосистемы страны, ежегодно производится 9-11 млрд. кВт-ч. электроэнергии, что в общем объёме Украины составляет 5-7%. Особенно возрастает роль ГЭС в холодную пору года и тёмное время суток, когда возрастает потребление электроэнергии.

Без нынешнего зарегулирования Днепра было бы значительно усложнено обеспечение водой большого количества хозяйственных объектов и промышленных предприятий. Благодаря крупным каналам (Северо-Крымскому, Каховскому, Днепр-Донбасс, Днепр-Кривой Рог, Днепр-Ингулец) вода из днепровских водохранилищ перебрасывается на значительные расстояния, в том числе за границы бассейна. Днепровские водохранилища являются важными рыбно-хозяйственными объектами, в которых ежегодно вылавливается до 10 тыс. тонн рыбы. Днепр – основная водно-транспортная артерия Украины, берега водохранилищ и притоков которой служат для рекреации и туризма.