Запруда — гидротехническое сооружение¶

Запруда — искусственное водное сооружение, представляющее собой плотину или иную преграду, возведённую на водотоке (реке, ручье) с целью подпора воды, создания водохранилища, регулирования стока или использования перепада высот для нужд гидроэнергетики, водоснабжения, судоходства и орошения. Термин употребляется и в более узком значении — как синоним слова «плотина» или обозначение небольшого водоёма, образованного перегораживанием русла.

¶Происхождение и значение термина

Слово «запруда» восходит к древнерусскому «пруд» (пру́д) — водоём, образованный плотиной, и приставке «за-», указывающей на перегораживание, задерживание воды. В русском языке «запруда» и «пруд» исторически близки по значению: прудом называли и сам водоём, и сооружение, его образующее. В современном инженерном употреблении чаще используется термин «плотина», а «запруда» сохранилось в разговорной речи и в описании небольших сооружений.

¶Классификация запруд

По назначению запруды подразделяются на:

• Гидроэнергетические — создают напор воды для работы турбин ГЭС;
• Водохранилищные — образуют водохранилища для водоснабжения, орошения, рыбоводства;
• Судоходные — поддерживают глубину на фарватере, образуя каскады шлюзов;
• Регулирующие сток — сглаживают паводки и снижают риск наводнений;
• Противоэрозионные (гидротехнические лесозащитные) — устанавливаются в руслах оврагов и балок для уменьшения скорости потока и предотвращения размывов почвы.

По конструктивным признакам различают:

• Дамбовые — насыпные сооружения из грунта, камня, габионов;
• Бетонные и железобетонные — монолитные плотины различной формы (гравитационные, арочные, контрфорсные);
• Комбинированные — сочетающие несколько материалов;
• Перемычки из мешков с грунтом, брёвен, камней — временные запруды, применяемые при ликвидации последствий паводков и стихийных бедствий.

По высоте подпора запруды делятся на низкие (до 5 м), средние (5–25 м) и высокие (более 25 м).

¶Устройство и принцип работы

Принцип действия запруды основан на создании гидростатического подпора: перегораживая русло, сооружение задерживает воду, повышая уровень выше него. Образуется зона затопления (подпора), простирающаяся вверх по течению. Основные элементы запруды:

• Водоупорное тело (тело плотины) — главный элемент, воспринимающий нагрузку от давления воды;
• Водосброс — устройство для сброса избытка воды (труба, лоток, водослив);
• Водовпуск — отверстие для выпуска воды в нижний бьеф;
• Донная и боковая водонепроницаемая завеса — препятствует фильтрации воды под телом плотины и по флангам;
• Упорные и береговые устройства — связывают плотину с берегами.

При подъёме уровня выше водосброса вода самотёком уходит вниз по течению, что предотвращает разрушение сооружения.

¶История

Запрудное строительство имеет многовековую историю. Древнейшие известные запруды сооружались в Месопотамии, Египте и Китае для орошения. В Древней Руси запруды применялись для создания прудов при водяных мельницах — они были распространены с X века. В XVIII–XIX веках в России развернулось строительство крупных запруд на реках для нужд промышленности и судоходства; в частности, система запруд на Неве и её притоках формировалась в связи с развитием Санкт-Петербурга.

В XX веке запрудное строительство переросло в масштабное создание водохранилищ: в СССР были возведены крупнейшие плотины Волго-Камского, Днепровского, Ангарского каскадов. Одновременно сохранялось строительство мелких противоэрозионных запруд в оврагах, особенно в степных районах России и Украины.

¶Применение в России

В России запруды используются повсеместно:

• Водохранилища Москвы, Рыбинское, Куйбышевское образованы плотинами-запрудами на крупных реках;
• Каскад ГЭС на Волге (Волжско-Камский) — система из 10 плотин, каждая из которых является запрудой, образующей водохранилище;
• Мелиоративные запруды применяются в сельском хозяйстве для орошения и водопоя скота;
• Противопаводковые запруды возводятся в горных районах Кавказа и Сибири для снижения интенсивности селевых потоков.

¶Экологические аспекты

Запруды существенно изменяют гидрологический режим реки: снижают скорость течения, повышают уровень грунтовых вод в пойме, способствуют заиливанию русла ниже сооружения. Речная рыба лишается нерестилищ выше плотины, что компенсируется строительством рыбопропускных устройств и лестниц. Одновременно запруды способствуют восстановлению водных ресурсов в засушливых районах, созданию новых водоёмов и увлажнению прилегающих территорий.

¶См. также

• Плотина
• Водохранилище
• Гидроузел
• Пруд
• Гидротехника

¶Источники

• Большая советская энциклопедия, т. 10, «Запруда»
• ГОСТ 25122-82 «Гидротехнические сооружения. Термины и определения»
• Справочник гидротехника, под ред. В. С. Чертомлицкого
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона