3. Hüdrosfäär

Maailma paljudes piirkondades esineb üleujutusi, mis toovad kaasa inimohvreid ja põhjustavad suurt majanduslikku kahju. Mererannikutel on üleujutused tingitud merevee ootamatust tõusust, mille põhjuseks on vee kuhjumine rannikule tugevate ühesuunaliste tuulte mõjul. Isegi Eestis on olnud selliseid üleujutusi, näiteks Pärnus 1967. ja 2001. aastal. Kui madalas rannikupiirkonnas paikneb lisaks suure ja veerohke jõe suue, põhjustab merevee tõus omakorda üleujutuse jõe alamjooksul. Niisugune olukord esineb Gangese ja Brahmaputra jõgede suudmealal (need kaks jõge moodustavad seal ühise delta) Bangladeshis, kus lume ja jää sulamisest Himaalajas ning mussoonvihmadest põhjustatud üleujutused on iga-aastased nähtused. Viimastel aastatel on sealsed üleujutused suurenenud metsade ulatusliku maharaiumise tõttu Himaalaja nõlvadel.

Suuri ja katastroofilisi üleujutusi esineb ka sisemaa jõgede ääres. Hästi tuntud on kõrgmägedest alguse saavate jõgede üleujutused mäestiku jalamil või tasandikel. Sageli esineb üleujutusi Alpidest alguse saavatel jõgedel, samuti Põhja-Ameerikas Mississippil. Veetõusu põhjused võivad olla erinevad (intensiivsed vihmad, kiire lume sulamine), kuid peaosa on langu vähenemisel jõe kesk- ja alamjooksul. Suure langu korral on vee voolamine jões sedavõrd kiire, et voolusäng jõuab kogu vee läbi lasta. Langu vähenemise korral voolamine aeglustub ja veetase tõuseb, kuni jõgi väljub sängist ja ujutab ümbritsevad madalamad alad üle.

Väikestel jõgedel on lühiajaliste üleujutuste oht suurenenud seoses linnade kasvuga. Linnadele on iseloomulik tihe hoonestus, kus katustelt, aga ka asfalteeritud tänavatelt ja platsidelt voolab vihmavesi kiiresti sadevee kanalisatsiooni ja sealt edasi jõkke. Selle tõttu võib jõe vooluhulk järsult suureneda ja pikemate sadude korral põhjustada ka üleujutusi. Väljaspool linnu imbub suurem osa vihmaveest maa sisse ja jõuab alles seejärel jõkke. Vee niisugune liikumine aitab ära hoida ootamatuid veetõuse ja suurendab ka põhjavee varu.

Kaitseks üleujutuste vastu ehitatakse tammisid, kuid see pole lõplik lahendus. Mida väiksemaks jääb jõgede üleujutusala, seda kõrgemaid tammisid on vaja, sest jõe vesi peab kuhugi ära mahtuma. Lisaks tammidele on tulvaveest põhjustatud üleujutuste vastu võimalik kasutada veehoidlaid, kuid ainult eeldusel, et enne tulvasid või suurvett on veehoidlad vähemalt osaliselt tühjendatud. Veehoidlate abil on võimalik parandada ka veevarustust, sest suurvee ajal kogutud vett saab veevaesel ajal anda asulatele ja tööstusettevõtetele.

Veehoidla rajamiseks on vaja teha mitmesuguseid hüdroloogilisi arvutusi ja koostada prognoose. Kõigepealt on vaja teada jõe äravoolu ja selle muutusi. Seejärel tehakse väljavalitud kohas topograafilised mõõdistamised, et teada saada, kui kõrgele saab vett paisutada, kui suureks kujuneb uputatav ala ja kui suure mahuga veehoidla saab üldse rajada. Veehoidla reguleerimisrežiimi selgitamiseks tuleb kindlaks määrata normaalveetase (enam-vähem püsiv veepinna kõrgus) ning madalaim ja kõrgeim veetase. Madalaim veetase sõltub veehoidla kasutusviisidest, kus peale äravoolu reguleerimise tulevad arvesse ka vee-energia kasutamine, laevaliiklus, puhke- ja kalamajandus jm. Kõrgeima veetaseme juures ei tohi kahjustuda hooned ega rajatised veehoidla kaldal, samuti ei tohi vesi tõusta tammi harjast kõrgemale.

Tammi ja veehoidla mõju keskkonnale

Tammid ja nende taga paiknevad veehoidlad (paisjärved) mõjutavad nii keskkonna bioloogilisi kui ka

füüsilisi omadusi. Tammid eraldavad jõelõike üksteisest ning tõkestavad kalade rännet. (viide)

Paljudele kalaliikidele on vooluvetes kõige väärtuslikum elupaigatüüp kärestikud ja kiirevoolulised kivise ja kruusase põhjaga jõelõigud. Otseselt sõltuvad kärestikest ja kiirevoolulistest jõelõikudest väärtuslikud püügikalad (sh lõhe, meriforell, jõeforell) ning enamik kaitseväärtusega kalaliike (nt jõesilm, ojasilm, harjus, siirdesiig, tõugjas). Kuna Eesti on valdavalt lauskmaa, siis napib jõgedes kärestikke ja kiirevoolulisi lõike juba looduslikult. Väikese langu, aeglase voolu ja liiva- või muda-põhjaga jõelõike on piisavalt ning nende puudus kalastikule piiravat mõju ei avalda. Kuna paise rajatakse reeglina suure languga jõelõikudele, siis on paratamatu, et nendega kaasneb kärestike ja kiirevooluliste kivise ja kruusase põhjaga jõelõikude vähenemine.

Lisaks väärtuslike elupaikade kadumisele ja vähenemisele ülalpool paisu, seavad paisud ohtu ka paisust allavoolu jääva jõeosa füüsilise kvaliteedi. Kui paisu kevadise ja sügisese suurvee ajal regulaarselt ei avata, koguneb aastate jooksul paisjärve hulgaliselt peensetet. Suur osa liivast, savist, mudast ja orgaanilisest heljumist, mida jõgi vooluga kaasa kannab, settib paisjärve põhja. Aastakümnetega moodustub paks settekiht, mis võib koos kohapeal tekkinud taimejäänustega täita suure osa veehoidlast. Paisu kontrollimatul avamisel või purunemisel uhutakse osa setteid allavoolu ja selle tagajärjel hävivad lühemaks või pikemaks ajaks kalade elu- ja sigimispaigad paisust allavoolu jäävatel kärestikel ning kiirevoolulistel lõikudel.

Arvatakse, et paisjärved mõjutavad ka jõevee temperatuuri (suvel paar kraadi soojemaks) ja gaaside sisaldust, kuid vähemalt temperatuuri osas ei ole väited kinnitust leidnud (viide).

Kolme Kuristiku tamm ja veehoidla

Üks viimase aja kuulsamaid tammiehitusi on olnud Hiinas Jangtse jõel asuv Kolme Kuristiku tamm koos maailma võimsaima hüdroelektrijaamaga. Kolme Kuristiku tamm on Hiinas Suure Hiina müüri järel suuruselt teine ehitis. Tammi rajamisega sooviti reguleerida jõe voolurežiimi. Ainuüksi 20. sajandil hukkus Jangtse üleujutustes üle 300 000 inimese (viide). Samuti sooviti parandada laevaliiklust ning vähendada õhku paisatavate kasvuhoonegaaside hulka (kasutades hüdroenergiat fossiilsete kütuste asemel).

Tammi pikkus on 2335 m, kõrgus 185 m. Tammi poolt tekitatud veehoidla jätab vee alla 1045 km² (660 x 1,12 km). Kui veehoidlas on veetase maksimaalne, on veehoidla ja tammi ees oleva jõe veetasemete erinevus 110 meetrit. (viide)

Seoses üleujutatavate aladega pidi elukohta vahetama erinevatel andmetel 1,3-1,9 miljonit inimest, üle ujutati hulgaliselt arhitektuurimälestisi ja muid kultuuriväärtusi.

Ka keskkonnamõju on tohutu. Kardetakse jõe kinnikasvamist. Keskkonnakaitsjad hoiatavad tohutu saastumise eest, kuna vee alla jäi sadu asulaid ja tehaseid. Veehoidla kallaste erosioon põhjustab maalihkeid. Probleeme võib tekitada ka tammi taha kogunev muda nagu Aswāni HEJ puhul Niiluse jõel. Seoses muda voolu takistamisega jäävad tammist allavoolu asuvad suured põllumassiivid ilma looduslikust väetisest ehk mudast nagu juhtus Egiptuses. Hiina riigimeedia teatas 2010. aasta suvel, et seoses vihmaperioodiga koguneb tammi taha tohutu hulk prügi, millest päevas suudetakse kokku koguda 3000 tonni. Prügikiht veepinnal on rohkem kui poole meetri paksune ja ähvardab ummistada lüüside väravad ning seab ohtu laevaliikluse jõel.

Kolme Kuristiku piirkond on liigiliselt väga mitmekesine. Jangtse jões elab 361 liiki kalu, kes on otseselt tammi ehitamisest mõjutatud, sest selle tagajärjel on muutunud jõe veerežiim ja jõevee temperatuur. Palju kalu saab hukka turbiinide labade vahel. Halvasti mõjub ka suurenenud laevaliiklus. Kõike seda peetakse näiteks ainult Jangtse jões esinenud magevee delfiini lõpliku väljasuremise põhjuseks.