Гідроелектростанції : їх різновиди та принцип роботи

Вступ

Зростаючі потреби суспільства  у водних ресурсах та енергії обумовлюють

необхідність спорудження  великих гідротехнічних об’єктів. Гідротехнічне та

енергетичне будівництво  пов’язане з реконструкцією існуючих та створенням

нових водоймищ та водотоків. Зараз функціонує і вводиться  в експлуатацію велика кількість водосховищ різного розміру та призначення, водоймищ -

охолоджувачів ТЕС та АЕС; споруджена велика мережа водопостачальних каналів та трубопроводів, регулюється стік річок. Регулювання розподілу життєво важливих для людства водних ресурсів завжди було його першочерговим завданням.

Входячи до системи відновлюваних  джерел енергії, гідроенергетика займає

лише 6 % у світовому енергобалансі.

Гідроенергетичні  ресурси – запаси енергії річкових потоків і водойм, які

лежать вище рівня моря. Загалом гідроенергетичні ресурси  становлять близько

60 % всієї енергії поверхневого  стоку. Належать до відновлюваних  природних

ресурсів. Розрізняють такі гідроенергетичні ресурси (ГР): потенціальні, технічно можливі для використання на даному рівні розвитку науки і техніки, а також економічно доцільні для використання.

Потенціальні гідроенергетичні ресурси України дорівнюють – 44,7 млрд.

кВт∙год. З цієї кількості  на технічно можливі для використання гідроресурси

припадає 21,5 млрд. кВт∙год (з  них 46 % – на басейн Дніпра, по 20 % –  на басейни Дністра і Тиси, 14 % – на всі інші річки країни).

Вироблення електроенергії на ГЕС приводить до економії органічного  палива, перш за все нафтового, яке при спалюванні дає велику кількість шкідливих речовин, забруднюючих довкілля. ГЕС не забруднюють атмосферу, як теплові електростанції. Тому доцільне використання енергетичного потенціалу річок в структурі енергетичного балансу країни. Але створення водосховищ ГЕС пов’язано з великим впливом на рельєф, клімат, господарську діяльність людини в районах затоплення.

1. Гідроелектростанції : їх різновиди та принцип роботи

Гідроелектроста́нція (ГЕС) — електростанція, яка за допомогою  гідротурбіни перетворює кінетичну  енергію води в електроенергію.

ГЕС, будівля якої є частиною греблі, називається русловою (наприклад, Кременчуцька, Київська ГЕС).

Якщо будівля розташована  окремо, біля основи греблі на протилежному від водосховища боці, то така ГЕС  називається пригреблевою (наприклад, ДніпроГЕС).

ГЕС, до якої вода подається  трубами, називається дериваційною (наприклад, Інгурський каскад на Кавказі).

Гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС) з оборотними гідроагрегатами (що працюють як генератори струму або  водяні помпи) в години малого споживання електроенергії перекачують воду з  водосховища у верхній басейн, а в години пікових навантажень  виробляють енергію як звичайні ГЕС (наприклад, Київська ГЕС, Дністровська ГАЕС).

ГЕС з використанням енергії  припливів називають припливними (наприклад, ГЕС у Франції на ріці Ранс).

Принцип роботи ГЕС досить простий. Ланцюг гідротехнічних споруд забезпечує необхідний напір води, що надходить на лопаті гідротурбіни, яка приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію. Необхідний напір води утворюється за допомогою будівництва греблі, і як наслідок концентрації річки в певному місці, або деривації - природним струмом води. У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують спільно і греблю, і деривації. Безпосередньо в самій будівлі гідроелектростанції розташовується все енергетичне обладнання. У залежності від призначення, воно має свій певне поділ. У машинному залі розташовані гідроагрегати, які безпосередньо перетворюють енергію струму води в електричну енергію. Є ще всіляке додаткове обладнання, пристрої керування й контролю над роботою ГЕС, трансформаторна станція, розподільні пристрої та багато іншого.

Гідроелектричним станції  поділяються в залежності від  вироблюваної потужності:

• потужні - виробляють від 25 МВт до 250 МВт і вище;
• середні - до 25 МВт;
• малі гідроелектростанції - до 5 МВт (в деяких країнах (в тому числі і Україні) малими визнаються гідроелектростанції із потужністю до 10 МВт. (примітка: встановлено Законом України "Про електроенергетику"))

Потужність ГЕС безпосередньо  залежить від натиску води, а також  від ККД використовуваного генератора. Через те, що за природними законами рівень води постійно змінюється, в  залежності від сезону, а також  ще від низки причин, в якості вираження потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють  річний, місячний, тижневий або добовий  цикли роботи гідроелектростанції.

Гідроелектростанції також  діляться в залежності від максимального  використання напору води:

• високонапірні - понад 60 м;
• середньонапірні - від 25 м;
• низьконапірні - від 3 до 25 м.

Залежно від натиску води, в гідроелектростанціях застосовуються різні види турбін. Для високонапірних — ковшові і радіально-осьові турбіни з металевими спіральними  камерами. На середньонапірних ГЕС  встановлюються поворотнолопатні і  радіально-осьові турбіни, на низьконапірних — поворотнолопастні турбіни  в залізобетонних камерах. Принцип  роботи всіх видів турбін схожий —  вода, що подається під тиском (напір  води), надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна  енергія, таким чином, передається  на гідрогенератор, який і виробляє електроенергію. Турбіни розрізняються  деякими технічними характеристиками, а також камерами — залізними  або залізобетонними, і розраховані  на різний тиск води.

Гідроелектричним станції  також розділяються в залежності від принципу використання природних  ресурсів, і відповідно створення концентрації води. Тут можна виділити такі ГЕС:

Руслові і пригреблеві ГЕС. Це найпоширеніші види гідроелектричних станцій. Натиск води в них створюється за допомогою установки мостом, повністю перегородка річку, або що піднімає рівень води в ній на необхідну позначку. Такі гідроелектростанції будують на багатоводних рівнинних річках, а також на гірських річках, у місцях, де русло річки вужче, стиснуте.

Греблеві ГЕС. Будуються при більших напорах води. У цьому випадку річка повністю перегороджуються греблею, а сама будівля ГЕС розташовується за греблею, у нижній її частині. Вода, в цьому випадку, підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі, а не безпосередньо, як у руслових ГЕС.

Дериваційні гідроелектростанції. Такі електростанції будують у тих місцях, де великий ухил річки. Необхідна концентрація води в ГЕС такого типу створюється за допомогою деривації. Вода відводиться з річкового русла через спеціальні водовідведення. Водоводи спрямлени, і їхній ухил значно менший, ніж середній ухил річки. У підсумку вода підводиться безпосередньо до будівлі ГЕС. Дериваційні ГЕС можуть бути різного виду - безнапірні або з напірної деривації. У випадку напірної деривації, прокладається водовід з великим подовжнім ухилом. В іншому випадку на початку деривації на річці створюється вища гребля, і створюється водосховище — така схема ще називається змішаної деривації, тому що використовуються обидва методи створення необхідної концентрації води.

Гідроакумулюючі електростанції. Такі ГАЕС здатні акумулювати вироблювану електроенергію, і пускати її в хід у моменти пікових навантажень. Принцип роботи таких електростанцій наступний: в певні моменти (часи не пікового навантаження), агрегати ГАЕС працюють як насоси, і закачують воду в спеціально обладнані верхні басейни. Коли виникає потреба, вода з них поступає в напірний трубопровід і, відповідно, приводить в дію додаткові турбіни.

2. Особливості функціонування гідроенергетики України

Гідроенергетика України  розпочалась зі спорудження найбільшої в Європі Дніпровської ГЕС - 560 МВт (1927 р. - початок будівництва, 1932 р. - введена  в експлуатацію). До складу споруди  входили будівлі ГЕС з дев'ятьма  агрегатами.

Концентрація потужностей  в процесі розвитку енергетики призвела до будівництва переважно потужних ГЕС. З ГЕС середньої потужності була споруджена лише Теребле-Рікська (27 МВт, 1955 р.) - надзвичайно цікава ГЕС, де задіяно процедуру перекидання  стоку р.Теребля в р.Ріку. Тут використовується різниця наявних природних рівнів рік Теребля і Рікі, складова 200 м в тому місці, де ці ріки зближаються на відстані 3,5 км.

У період з 1955 р. почалось освоєння гідропотенціалу р. Дніпро - спорудження  ГЕС Дніпровського каскаду.

Узагальнені енергетичні  показники Дніпровських ГЕС наведені в табл. 1. Сьогодні почався важливий процес реконструкції цих ГЕС. Як видно, всі ГЕС, крім Каховської (періодично - полупіковий об'єкт), є піковими електростанціями.

У 1983 р. введена в експлуатацію Дністровська ГЕС. Встановлена потужність Дністровської ГЕС - 702 МВт, середньобагаторічне (проектне) виробництво електроенергії складає 800 млн. кВт*год, розрахунковий  напір - 55 м, число годин використання потужності по проекту - 1140 годин, тобто  це чисто гостропікова електростанція. Дана електростанція має характер гірської, тому площа затоплення земель під  водосховищем складає лише 14,2 тис. га (буферне водосховище - 1,04 тис. га).

ГЕС, в залежності від  водності, виробляли в останні  роки 14 - 16 % електроенергії в енергооб'єднанні. Собівартість електроенергії на великих  ГЕС склала, наприклад, в 1998 р. 0,59 коп./кВт*год. Ясно, що саме ГЕС стримують зростання  тарифів. Причому слід мати на увазі, що в структурі собівартості плата  за водокористування складає 31 % (одна й та ж вода проходить через  всі ГЕС Дніпровського каскаду  та оплачується багаторазово), а  витрати на заробітну плату у  структурі собівартості вкрай малі.

Рівень освоєння гідропотенціалу  великих рік практично вичерпаний. В останні роки використання технічного гідропотенціалу великих рік  в Україні перевищувало 60 %. Довикористання потенціалу р.Дністер вимагає серйозних  екологічних досліджень та обгрунтування (крім верхів'я). Ускладнює цю роботу нове міждержавне значення річки.

Відомо, що для енергооб'єднань з відносно малою питомою часткою  в структурі потужностей ГЕС  та переважним розвитком низькоманеврових пилевугільної блочної теплоенергетики  та атомних електростанцій необхідним є спорудження спеціальних пікових  енергооб'єктів. Розуміння важливості рішення проблеми покриття пікових  потужностей спеціальними способами (крім широкого використання споживачів-регуляторів  на основі багатозонних тарифів) було притаманне енергооб'єднанню України. Ще в січні 1975 р. введена перша  в СРСР гідроакумулююча електростанція - Київська ГАЕС потужністю 225 МВт. Її характеристики:

• повний об'єм верхнього водоймища - 4,79 млн. м3;
• корисний об'єм - 3,79 млн. м3;
• площа верхнього водоймища - 60 га (нижнє - водосховище Київської ГЕС);
• середній напір води Нср = 70 м (65 - 74 м);
• потужність ГАЕС в турбінному режимі складає 225 МВт;
• на станції встановлені три обертових агрегати одиничної потужності в насосному режимі 43 МВт (після модернізації 43,5 МВт), в турбінному - 33,4 МВт (після модернізації 37,0 МВт);
• потужність трьох прямих агрегатів складає по 41,5 МВт.

Українське енергомашинобудування  впоралось із завданням створення  перших обернених гідромашин. Набуто досвід їх проектування та експлуатації. При створенні гідрообладнання  вирішено складні питання розробки проточної частини насосів-турбін та реверсивних підп'ятників з  нульовим ексцентриситетом.

Київська ГАЕС стала великомаштабною  моделлю для всебічних досліджень. Виконані дослідження властивостей утомленості металів в оборотних  агрегатах у залежності від впливу інтенсивних вібраційних навантажень, міцності вузлів (кришки турбіни та турбінного підшипника), вібрації лопаток  направляючого апарату, системи  віджиму води та випуску повітря  при пуску в насосний режим. Проведено  комплекс досліджень перехідних процесів при пусках та переведенні в різні  режими, зупинках, втраті привода. Відпрацьований двотактний та більше режим експлуатації. Досвід експлуатації та накопичені дослідні наробки в майбутньому сприятимуть  впровадженню потужних ГАЕС (споруджуються  Дністровська та Ташликська, почато будівництво, але законсервовано, Канівської ГАЕС).

Таблиця 1.

Узагальнені енергетичні  показники ГЕС Дніпровського каскаду

У 20-30-ті роки почався масовий  розвиток малої гідроенергетики. Так, в 1924 р. в Україні експлуатувалось 84 малих гідроелектростанцій (МГЕС) (сумарна потужність 4000 кВт, середня  потужність 47,6 кВт), а до 1929 р. їх було вже 150 (сумарна потужність 8400 кВт, середня  потужність 56 кВт). Серед них достатньо  потужною була Бузька (введена в  експлуатацію в 1929 р., потужність 570 кВт), Вознесенська (1929 р., 840 кВт), Сутиська (1927 р., розширена в 1935 р. до 1000 кВт). В 1935 - 1937 рр. з відомих введені в  експлуатацію Шумська (120 кВт), Потуська (32 кВт), Писаревська (160 кВт), Білоусівська (88 кВт), Березовська (108 кВт), Клебанська (64 кВт) та багато інших МГЕС.

У 1934 р. споруджена Корсунь-Шевченківська  станція (1650 кВт), яка була однією з  найдосконаліших МГЕС та стала основою  першої в Україні і в СРСР місцевої Корсунь-Шевченківської сільської  енергосистеми з дуже високими для  того часу економічними показниками (існувала до 1957 р.). До складу її увійшли та працювали  паралельно ще Юрківська ПТЕС (2000 кВт), Стеблівська ГЕС (2800 кВт), Дибненська ГЕС (560 кВт).

З розвитком потужного  гідроенергобудівництва, спорудженням великих ТЕС, зростанням централізації  енергопостачання, а також низькими цінами на паливо і електроенергію у відомств та підприємств, на балансі  яких знаходились МГЕС, інтерес до них зник, почалась їх консервація  та стихійний демонтаж. Значною мірою  втрачено досвід проектування, виробництва  обладнання та спорудження. Сотні МГЕС були закинуті і поступово руйнувались, зносилось основне обладнання, колись споруджені греблі або зруйновані, або знаходяться в аварійному стані.

Як наслідок, сьогодні гідроенергетика  не повністю задовольняє потреби  енергосистем у піковій та напівпіковій потужності внаслідок недостатньої потужності на гідро- та гідроакумулюючих електростанціях (ГЕС та ГАЕС), а  також обмежень, що їх накладають інші галузі водогосподарського комплексу.

Необхідно зауважити, що питання  продовження спорудження великих  ГЕС ще потребує значних доробок, пов'язаних з екологічними наслідками їх експлуатації, а також з урахуванням обмеження будівництва атомних електростанцій (АЕС) та широким впровадженням парогазових установок.

На завершення зазначимо, що до 2010 р. установлена потужність ГЕС та ГАЕС України повинна бути доведена до 14,5 млн. кВт, а вироблення електроенергії - до 17 млрд. кВт*год  за рахунок спорудження Унізької ГЕС на р. Дністер, ГЕС та ГАЕС в  Закарпатті в складі енергокомплексів та споруджених окремо ГАЕС, а також  шляхом будівництва середніх, малих  та мікроГЕС. Деяке збільшення виробництва  елекгроенергії передбачається за рахунок  реконструкції та модернізації існуючих об'єктів гідроенергетики, а також  залучення ресурсів малих і середніх річок. Мають бути проведені розробки по перетворенню деяких існуючих ГЕС  у ГАЕС, що дозволить значно збільшити  регулюючу потужність відносно існуючої.

Досвід спорудження малих  ГЕС у США та Німеччині підтверджує, що при обгрунтованому їх спорудженні  природне середовище не тільки зберігається, але й можливе відтворення  раніше втрачених умов біологічного життя. Мале гідробудівництво може стати  одним із засобів відтворення  гідрологічного стану водостоків, що гинуть.

Основними передумовами гідроакумулювання  електроенергії є потреба в маневреній потужності для покриття піків навантаження та компенсації її короткотермінових  змін, ущільненні навантаження з використанням  дешевої нічної енергії, збільшенні потужності та часу використання базових  електростанцій, економії палива в  енергосистемі.

Економія палива при використанні ГАЕС досягається за рахунок довантаження теплового обладнання для зарядки  ГАЕС. При цьому споживається менше  палива, ніж для виробництва пікової  електроенергії на ТЕС чи газотурбінній  станції. Крім того, режим її зарядки  сприяє введенню в експлуатацію базових  електростанцій, які вироблятимуть  енергію з меншими питомими витратами  палива.

3. Фактори впливу гідроенергетичних об’єктів на навколишнє середовище

1. Основні позитивні фактори

Виробництво електроенергії за рахунок використання відновлюваних  природою гідроенергетичних ресурсів належить до найважливіших природоохоронних і ресурсозберігаючих технологій на відміну від виробництва електроенергії за рахунок використання горючих  корисних копалин, таких як природний  газ, нафта, кам'яне вугілля, – непоновлюваних природних ресурсів, близьких до вичерпання в доступний для огляду період.

ГЕС, заміняючи альтернативні  ТЕС, запобігають викидам у навколишнє середовище величезної кількості забруднюючих речовин, зберігають життя й здоров'я  людей.

В об'єднаних енергосистемах ГЕС і ГАЕС, покриваючи найбільш складну пікову зону графіка навантажень, а ГАЕС, закриваючи нічні провали, виконуючи функції аварійного й  частотного резервів енергосистеми, забезпечують надійне електропостачання населення, комунального господарства, промисловості  й сільського господарства, запобігають  відключенню споживачів в аварійних  ситуаціях і пов'язаним із цим  можливим негативним наслідкам для  навколишнього середовища.

Комплексне використання водних ресурсів найбільш ефективне для соціально-економічного розвитку суспільства, поліпшення умов життя населення, охорони навколишнього середовища зі зменшенням втрати земель за рахунок багатоцільового призначення водоймищ гідроенергетичних об'єктів, що здійснюють регулювання стоку ріки.

Вода займає особливе місце  серед природних ресурсів, вона використовується у всіх циклах виробництва й натурально природного відтворення, у всіх сферах життєзабезпечення живої матерії, будучи найважливішим фактором, що визначає життя людей.

Для підвищення ефективності використання водних ресурсів і зниження водоспоживання передбачається широке впровадження водозберігаючих технологій, замкнутих циклів, заходів щодо зменшення втрат води, інших технологічних, а також законодавчих заходів. На даний час принцип комплексного використання водних ресурсів залишається основним принципом при будівництві гідроенергетичних об'єктів у всіх країнах світу.

Забезпечення населення  водою, водопостачання комунального господарства й промисловості. Проблема забезпечення постійно зростаючого водоспоживання населення й промисловості є  актуальною для більшості країн. В Україні водоймища Дніпровського  каскаду ГЕС використовуються для  водопостачання населення, комунального господарства й промисловості на території, де проживають близько 35 млн. чоловік.

Забезпечення зрошення, сільськогосподарського водопостачання, які є одними з  основних водокористувачів. Їх водоспоживання становить близько 60% загального водоспоживання, а безповоротне – більше 80%. В  Україні з водоймищ Дніпровського  каскаду ГЕС зрошувалося більше 1 млн. га земель.

Захист від повеней  у багатьох випадках є одним з  найважливіших економічних, соціальних і природоохоронних завдань, розв'язуваних водоймищами. Історія людства знає чимало катастрофічних повеней, що призводили до затоплення величезних територій, загибелі сотень тисяч людей, знищення міст, сіл, посівів, найтяжчим наслідкам  для природного середовища.

Найефективнішим способом захисту  від повеней є регулювання  стоку водоймищами зі створенням у них противно повеневої ємності. Більш ніж в 75 країнах одним з найважливіших завдань побудованих водоймищ є запобігання повеней. Так, в Україні створення Дніпровського каскаду водоймищ ГЕС практично ліквідували загрозу повеней у басейнах цих рік, де проживають десятки мільйонів людей.

Рекреаційне використання водоймищ ГЕС має дуже важливе значення, дозволяючи суттєво підвищити їх економічну ефективність і соціальну  значимість. Створення водоймищ у  більшості випадків значно підвищує рекреаційні можливості завдяки  великій водній поверхні, використанню інфраструктури, що залишилася після будівництва, включаючи дороги, інженерні комунікації.

Рибогосподарське й інші види використання природних ресурсів водоймищ. Значне збільшення площі  водної поверхні й обсягу води водоймищ, розширення кормової бази дозволяють багаторазово збільшити рибні ресурси. На багатьох водоймищах для раціональної організації рибного господарства проводиться зариблення цінними породами риб, створюються рибоводні заводи, риборозплідники, штучні нерестовища й ін. Для нерестових міграцій прохідних риб улаштовуються рибопідйомники й рибоходи. Утворення нових районів і сприятливих умов для рибальства сприяє зайнятості місцевого населення.

Забезпечення гарантованого  санітарно-екологічного попуску в  нижній б'єф у меженний період маловодних років для недопущення погіршення санітарно-епідемічних і екологічних умов. У меженні періоди особливо маловодних років через різке зменшення витрат ріки (в 20–50 раз у порівнянні із середньо багаторічним) може не забезпечуватися нормальна робота господарсько-питних водозаборів, різко погіршитися якість води, створюється складна екологічна обстановка. Перерозподіл природного стоку завдяки використанню водоймищ сезонного й багаторічного регулювання є практично єдиним способом забезпечити гарантовану витрату в річці в маловодні роки не нижче санітарно-екологічного попуску.

Захист населення й  навколишнього природного середовища при техногенних аваріях на площі водозбору. Завдяки акумуляції великих обсягів води й забезпеченню регульованих попусків у нижній б'єф водоймища ГЕС відіграють важливу роль у запобіганні негативних наслідків хімічного, радіоактивного й інших забруднень водних мас, викликаних техногенними аваріями на площі водозбору. Так, в Україні при аварії в 1983 р. на Стебниковському хімкомбінаті (Львівська область) через прорив огороджувальних дамб його відстійників з них на верхній ділянці ріки Дністер у воду були скинуті сольові розчини. Нависла серйозна погроза якості води, що забирається з ріки питними водозаборами на нижній її ділянці, у тому числі для Одеси й багатьох інших населених пунктів. Зберегти їх нормальну роботу вдалося завдяки Дністровському водоймищу, що лежало на шляху забрудненого водного потоку. Глибоководні ділянки останнього сприяли осіданню й локалізації в межах мертвого обсягу концентрованих сольових розчинів і поступовому розведенню й вимиванню їх в дністровський лиман.

Після аварії на Чорнобильській АЕС в квітні–травні 1986 р. Київське водоймище як верхнє в каскаді  дніпровських водоймищ виконало роль головної перешкоди для переміщення  вниз за течією потужного радіоактивного забруднення, що надійшло у водну  систему рік Прип'яті й Верхнього  Дніпра.

Створення територіально-виробничих комплексів на основі великих гідроенергетичних  об'єктів з водоймищами комплексного призначення забезпечило економічний  розвиток малоосвоєних віддалених регіонів у багатьох країнах. У таких малонаселених  необжитих регіонах ГЕС, будучи піонерними промисловими об'єктами, вирішують  довгострокове стратегічне завдання, формуючи нову виробничу й соціальну  інфраструктуру, забезпечуючи электро водопостачання, створюючи умови для соціально-економічного розвитку регіону, поліпшуючи умови виробничої діяльності й життя людей.

2. Основні негативні фактори й заходи щодо їх мінімізації

Затоплення земель є одним  з найважчих негативних наслідків  створення водоймищ. У площу відводу  земель при будівництві гідроенергетичних  об'єктів входять зона постійного затоплення водоймища при НПР, площа  під спорудження ГЕС, зона переформування берегів водоймища за 10-літній період з урахуванням споруд інженерного  захисту, площі під дороги, селища й ін. Землі, затоплювані водоймищами ГЕС, в основному перебувають у річкових долинах, часто це найбільш родючі землі, використовувані в сільському господарстві. Так, із загальної площі затоплених водоймищами земель частка сільськогосподарських угідь становить в Україні 40%

Слід зазначити, що тенденція, що спостерігається в останні  десятиліття, до переміщення будівництва  ГЕС у передгірні й гірські  райони, більш глибокий комплексний  підхід до обґрунтування створів  і параметрів водоймищ привели до збільшення їх середньої глибини  й поліпшення питомого показника  затоплення земель на млн. кВт·год вироблення електроенергії ГЕС.

Необхідно відзначити, що в  умовах комплексного використання водоймищ, у першу чергу рівнинних, ці показники  мають значною мірою суб'єктивний характер, особливо в тих випадках, коли його головними напрямками є  водопостачання, захист від повені та ін. Наприклад, у Дніпровському каскаді ГЕС найбільш ємні Кременчуцьке й Каховське водосховища, будучи основними регуляторами стоку р. Дніпро, мають велику корисну ємність (відповідно 9 і 6,8 км3), забезпечуючи водопостачання й зрошення центральних, східних і південних регіонів України. Також за рахунок регулювання стоку Кременчуцьким водосховищем збільшується середньобагаторічне вироблення електроенергії на нижчерозташованих ГЕС каскаду на 700 млн. кВт·год.

Для водоймищ комплексного призначення, що регулюють стік, слід розглядати такий питомий показник, як площа затоплення в га, що припадає на 1 млн.м3 корисної ємності. Цей показник становить для Кременчуцького водоймища 25 га/млн. м3, Каховського – 31,6, що краще, ніж у Дніпрогеса – 49,3, але гірше, ніж у Дністровського – 15.

Захист територій від  затоплення при створенні водосховищ широко застосовується в усьому світі, дозволяючи зменшити кількість людей, що переселяються, зберегти цінні землі  для сільськогосподарського виробництва, скоротити площі мілководь.

До складу захисних споруд входять: дамби, що відгороджують територію, яка захищається; система дренажів для перехоплення й відводу води, яка профільтрувалася з водосховища; насосні станції для перекачування  з територій, що захищаються, дренажних  і поверхневих вод. Заходи інженерного  захисту в багатьох випадках забезпечують благоустрій і раціональне використання прибережних територій, поліпшення інфраструктури, створення транспортних магістралей й ін.