5.13: Деякі практичні аспекти річок

Водопостачання

Багато великих і малих міст на річках використовують річкову воду для муніципального водопостачання. Перевага полягає в тому, що він є: все, що вам потрібно зробити, це викачати його з річки, а не бурити і підтримувати глибокі свердловини або будувати і підтримувати часто віддалені водосховища. Однак одним великим недоліком є забруднення. Ви можете хлорувати для патогенних організмів і фільтрувати для помутніння, але ви не можете легко витягти розчинені хімічні речовини, введені вище за течією. Особливо це проблема для великих міст, розташованих на пониззі великих річок, як Новий Орлеан.

Зрошення

У багатьох районах річки є важливими джерелами зрошувальної води, а також підземних вод. Вам не доведеться прокачувати: просто відведіть частину річки в зрошувальні канали і дайте їй самопливом текти в сільськогосподарські райони, що прилягають до річки.

Однак є проблеми:
• Як і у випадку з муніципальним водопостачанням, це може витратити великий відсоток скидання річок до того часу, коли річка впаде в океан!

• Що вода повинна кудись піти. Куди він дівається? (1) Він втрачається випаровуванням та транспірацією (втрати від випаровування величезні в зрошуваному землеробстві); (2) Він проникає, а потім тече як грунтові води назад у річку нижче за течією. Хімічні пестициди, що застосовуються на сільськогосподарських угіддях, частково залишаються в грунті і частково вилуговуються з зворотним потоком підземних вод в річку.

греблі

Питання гребель є складним. Людство будує греблі ще в передісторії. Існує кілька видів гребель: земляний засип, гірська засипка, бетон. Технологія будівництва греблі добре просунута (але, зрідка, все ж трапляються провали греблі!).

Які основні види використання дамб? (Примітка: ці використання часто, можливо, зазвичай, поєднуються.)

• водопостачання

• боротьба з повенями

• гідроенергетика

• відпочинок

Нижче (в жодному конкретному порядку) перераховані деякі аспекти дамб, які повинні бути враховані містобудівниками та іншими державними органами, а також вченими-екологами та інженерами:

• аналіз витрат і вигод

• безпека

• витіснення людини

• втрата землі

• порушення екосистеми

• втрати випаровування

• замулювання

• нижча деградація

Якби річки не несли осаду, проблеми з дамбами були б набагато менш серйозними. Всі річки, однак, несуть осад, і всі, крім найменших, є алювіальними річками. У таких річках осад в тій чи іншій мірі є найбільшою проблемою водойм за гребель. Якщо не застосовуються спеціальні (і дуже складні і дорогі) інженерні заходи, резервуар є раковиною для осаду, що надходить на кінець вище за течією. Тому всі такі водойми мають кінцевий термін служби. Ці терміни життя зазвичай вимірюються десятиліттями, а часто і не багато десятиліть.

Що відбувається, коли водойма в основному заповнюється осадом?
(1) Викопайте його - що майже завжди недоцільно. (2) Відпустіть його через водоскид з водою. Проблема найбільш серйозна щодо боротьби з паводками та зрошення: ємність водойми стає мізерно малою. Проблема не настільки серйозна для гідроенергетики, адже різниця в рівні води між водною поверхнею за дамбою і турбінами біля основи греблі все ще є, але існують серйозні інженерні проблеми, пов'язані з тим, як користуватися водою, не пропускаючи осад через генеруючий об'єкт, а також.

Деградація русла річки нижче гребель - ще одна велика проблема. Якщо зберігати осад у водоймі замість того, щоб пропускати його, швидкість транспортування осаду трохи нижче за течією греблі дорівнює нулю, і річка прагне втягувати пластовий осад для встановлення його рівноважного осадового навантаження. Потім річка вирубує в своє русло.

Часто не усвідомлюється, скільки води втрачається при випаровуванні з водної поверхні водойми за дамбою, особливо влітку і в посушливому кліматі. Для зменшення такого випаровування запропоновано різні інженерні схеми, але жодна не виявилася практичною.

Охолоджуюча вода

Температура води в даній річці залежить від ряду природних ефектів: клімату, сезону, часу перебування та нагрівання за рахунок розсіювання енергії. Цей тепловий режим може бути серйозно порушений необхідністю подачі охолоджуючої води на електростанції, які часто розташовуються уздовж річок саме для доступності охолоджуючої води. Основна проблема полягає в біологічному впливі на річкову фауну і флору нижче за течією.

Стабілізація

Річки, як звивисті, так і плетені, мають прикру тенденцію зміщувати свої канали в бічному напрямку. (Ну, дратує для певних груп людей.) Це створює очевидні проблеми для жителів уздовж річки. В останні десятиліття інженерна реакція все частіше полягала в тому, щоб зробити річки, як штучні канали, вистилаючи береги різними видами великих важких плитів або переплетених об'єктів, спочатку в місцях найбільшої вразливості, а потім, все частіше, по всьому берегах річок. Більшість великих річок у Сполучених Штатах зараз частково стабілізовані таким чином. Міссісіпі в основному стабілізується. Це було не завжди так, як погляд на карту штатів, прилеглих до Міссісіпі, охоче показує: маленькі шматочки одного штату зараз опинилися на іншій стороні річки!