10903

ГЛАВА 30. О СПУСКЕ ВОДОХРАНИЛИЩ

30.1. Примеры и последствия спуска водохранилищ

Вконце 1980-х гг. известные ученые, правда далекие от гидротехники, а также представители либеральной интеллигенции и экологических организаций крайнего толка, предложили спустить водохранилища Волж- ско-Камского каскада, по крайней мере самые «вредные»: Рыбинское, Куйбышевское, Чебоксарское. Предложения были порождены сильно преувеличенными в их представлении негативными экологическими последствиями создания водохранилищ.

Вответ на эти предложения, подхваченные СМИ, вопрос рассматривался специализированными институтами и даже на правительственном уровне [29; 123]. Выяснилось, что исследованием проблемы спуска больших водохранилищ ни в одной стране всерьез никто не занимался. Имеются лишь немногие примеры спуска небольших водохранилищ, в основном по причинам, связанным со старением плотин.

ВСША к 2000 г. были демонтированы 28 плотин высотой более 15 м по причинам обеспечения безопасности, восстановления рыбных промыслов, финансовым и др. Одной из них стала плотина Гранжвилл с гидроэлектростанцией мощностью 10 МВт на р. Клируотер-Крик в штате Айдахо, построенная в 1903 г. и разобранная в 1963 г. Демонтаж был обусловлен чрезмерным заилением водохранилища и блокированием пути проходных рыб

всвязи с разрушением рыбопропускного сооружения в 1949 г. Река размыла и вынесла накопившиеся в водохранилище осадки в течение 6 месяцев без ощутимых воздействий на районы, расположенные ниже по течению. Восстановился путь миграции лосося и радужной форели по основному руслу, что позволило местному индейскому племени вернуться к рыбному промыслу, которого оно было лишено на протяжении многих лет [486].

ВГермании на р. Линах у г. Форенбах в 1923 г. построена многоарочная арочная железобетонная плотина высотой 25 м, образовавшая водохранилище длиной около 1,5 км и шириной 120 м, обеспечившее работу

350

деривационной ГЭС мощностью 460 кВт. В 1970-е гг. из-за опасности разрушения плотины водохранилище было спущено. Его ложе покрылось мелколесьем (рис. 30.1). ГЭС работала на бытовом стоке реки. В начале 2000-х гг. в г. Форенбах образовалось акционерное общество, поставившее целью реконструировать плотину. Это удалось. В 2009 г. водохранилище вновь наполнили.

ВСССР произошел единственный случай вывода из эксплуатации гидроэлектростанции заметных размеров. Ей стала деривационная Ульбинская ГЭС мощностью 27 МВт на р. Тихой в Казахстане, пущенная в 1937 г.

В1979 г. паводком была разрушена входящая в состав гидроузла ряжевая переливная Тишинская плотина, спущено Тишинское водохранилище объемом 6,7 млн м3, площадью зеркала 2,3 км2, в 1985 г. вышел из строя деревянный турбинный водовод, станцию вывели из эксплуатации. В 2014 – 2018 гг. ГЭС восстановили [568].

ВРоссии случались опорожнения малых водохранилищ для удаления накопившихся донных отложений, вследствие аварий на гидроузлах, из-за недостатка воды и т.п. [426; 605; 606].

На рис. 30.2 можно видеть осушенное для очистки ложе малого водохранилища на р. Куве в Пермском крае [426].

На р. Железнице близ г. Выксы Нижегородской области с конца XVIII в. эксплуатировалось Досчатинское водохранилище площадью зеркала 4,5 км2, объемом 7,5 млн м3. На гидроузле дважды случались аварии с прорывом напорного фронта – в 1881 г. и в 2001 г. Последняя привела к полному спуску водохранилища. Через четыре года после этого ложе водоема имело пустынный вид (см. рис. 15.9). В 2005 г. на гидроузле была выполнена реконструкция водосброса с целью повторного заполнения водохранилища. Но весной 2006 г. напорный фронт в районе нового водосброса был прорван. С тех пор водохранилище остается незаполненным.

На Верхне-Макаровском водохранилище, входящем в систему водоснабжения г. Екатеринбурга, площадь длительно осушенной в маловодье 2010 г. части ложа составила 5,26 км2 из 13,5 км2 общей площади. Какихлибо техногенных отходов в донных отложениях водохранилища обнаружено не было. О состоянии ложа летом 2010 г. можно судить по рис. 30.3

[491].

Вг. Урюпинске Волгоградской области из-за аномальной жары в 2010

г. пересох самый крупный городской водоем – оз. Лебяжье (Самодуровское) площадью 9 га. Погибла рыба. Разлагающиеся водоросли и высыхающий ил своим зловонием отравили воздух, доставив многие неудобства живущим

351

Рис. 30.1 Плотина и спущенное водохранилище на р. Линах в Германии, 2005 г.

Рис. 30.2. Водохранилище на р. Куве в г. Кудымкаре, осушенное для очистки от донных отложений. 2007 г. [426]

352

Рис. 30.3. Состояние частично осушенного ложа Верхне – Макаровского водохранилища в маловодное лето 2010 г. [491]

Рис. 30.4. Высохшее оз. Лебяжье в г. Урюпинске. 2010 г.

поблизости горожанам (рис. 30.4).

Когда донные отложения водохранилища обильно загрязнены, следует ожидать лавинообразного загрязнения сбрасываемой из него при опорожнении воды. Такое наблюдалось при спуске одного из малых водохранилищ на р. Исети в Свердловской области. Гидроузел построен в XIX в., в 1948 г. реконструирован. Объем водохранилища 1,25 млн м3, площадь – 0,81 км2. Оно использовалось для водоснабжения промышленного узла, от него же принимало сточные воды, прошедшие частичную очистку. В донных отложениях толщиной более 1 м накопились до сравнительно высокого содержания органические вещества, металлы, нефтепродукты. Аварийное состояние сооружений гидроузла заставило принять решение об опорожнении водохранилища. Опорожнение провели в ноябре 2009 г. за 15 дней. При этом

353

в сбрасываемой воде были зафиксированы концентрации загрязнителей до следующих величин (в мг/л): аммония – 6,8; нефтепродуктов – 3,28; легкоокисляемых растворенных органических веществ – 132; суммы растворенных органических веществ (ХПК) – 430; ионов железа – 37; взвешенных веществ – 11 200; фосфора – 5,2. По существу, в нижнем бьефе проявились условия, весьма схожие с чрезвычайной ситуацией вследствие аварийного сброса загрязняющих веществ в реку [491].

По последствиям спуска Волжско-Камских водохранилищ оказалось возможным сформулировать лишь самые общие предварительные соображения.

1.Из Единой энергетической системы в европейской части страны будет изъято 11,7 млн кВт установленной мощности и свыше 36 млрд кВт.ч среднегодовой выработки электроэнергии. Система будет лишена частотного и аварийного резервов. Возмещение энергоотдачи потребует миллиардных капиталовложений в тепловые и атомные станции, добычу угля, нефти, газа, железнодорожный транспорт и т.д. Дополнительные годовые выбросы в атмосферу составят: 90 тыс. т золы, 80 тыс. т оксида азота, 130 тыс. т оксида серы и т.п.

2.По существу весь грузооборот Единой глубоководной системы придется переводить на железнодорожный и автомобильный транспорт, т.к. современные суда с глубокой осадкой надо будет изъять. Миллиардные суммы, вложенные в гидроузлы, портовые хозяйства, судоходные пути будут омертвлены. Не смогут осуществляться речным транспортом перевозки транзитных грузов между странами Азии и Западной Европы по волжскому международному коридору.

3.Потребуется полное переустройство водоснабжения и транспортного обеспечения десятков городов, тысяч сельских населенных пунктов и промышленных предприятий. Тысячи домов отдыха, санаториев, пансионатов нужно будет перебазировать и переустроить. Неисчислимое количество самых различных хозяйственных объектов, находящихся в нижних бьефах гидроузлов, окажутся в зонах затопления во время высоких половодий и паводков.

4.Реки Волга и Кама превратятся в сточные канавы, так как к сточным водам, попадающим сейчас в водохранилища, прибавятся загрязнения, покоящиеся на их дне. Переместившиеся с речным стоком в низовья Волги и Северный Каспий миллионы тонн загрязнений, покуда осевшие в водохранилищах, погубят там все живое.

354

5.Освобожденные от воды земли будут представлять собой весьма мозаичную картину песчаных и илистых площадей с вкрапленными в них отдельными участками плодородных почв. На значительных массивах проявятся затопленный лес, невыкорчеванные пни и т.п. Это будет пустынная территория без населенных пунктов, представляющая существенную угрозу для окружающих местностей в связи с пылевыносом. На освоение осушенных земель потребуются десятки лет и огромные капиталовложения.

Очевидно, что спуск водохранилищ Волжско-Камского каскада, всех или некоторых, а также снижение отметок НПУ, не только не решит никаких экологических и экономических проблем, но приведет к полному разрушению создававшихся многими десятилетиями хозяйственных систем, потребует колоссальных капиталовложений на переустройство всего и вся

итем самым резко ухудшит социальную, экологическую и экономическую ситуацию не только в регионе, но и в России в целом.

Остановить гидростроительство на реках не удавалось ни в одной стране мира. Поэтому надо думать не о спуске волжско-камских водохранилищ, а о том, как постепенно устранять недостатки каскада [6; 29; 123], что по мере необходимости и возможностей сейчас и делается.

Но временное полное или частичное опорожнение больших водохранилищ может понадобиться в далекой перспективе для капитального ремонта плотин или других подпорных сооружений гидроузлов в случае катастрофической угрозы жизни людей на берегах нижних бьефов. В проектируемых гидроузлах, отлично от построенных, это обстоятельство надо учитывать [343].

30.2.Аральская картина

Впечатляющая картина трагических последствий частичного осушения сложилась вокруг Аральского моря.

Аральское море – второй по величине после Каспийского моря бессточный водоем мира. До 1965 г. море колебалось в своих естественных границах: его уровень опускался не ниже 52,30 м БС в 1917 г. и поднимался не выше 54,10 м БС в 1934 г. Среднемноголетней отметке его уровня 53,00 м БС соответствовала площадь зеркала 64 000 км2 и объем воды 1 020 км3 при средней глубине 20 – 25 м и максимальной глубине 67 м в западной части. Море было пресноводным: минерализация воды не превышала 7 – 9 г/л. В нем водились промысловые виды рыб. Рыболовство являлось важной

355

отраслью экономики региона. Начиная с 1965 г., после безмерного развития хлопководства в среднеазиатских республиках бывшего СССР при превышении проектных норм водоотбора из рек Сырдарьи и Амударьи, когда сток этих рек в море был почти полностью прекращен, уровень моря стал понижаться с интенсивностью около 0,7 м/год. В 1980-х гг. уровень воды находился вблизи отметки 40 м БС, площадь моря сократилась до 40 000 км2, объем уменьшился до 400 км3. Минерализация воды достигла 22 г/л и море потеряло рыбохозяйственное значение [647]. Дальнейшее привело к тому, что в 1990 г. северная часть Аральского моря, за счет выступившего естественного грунтового порога на его дне, отделилась от основной южной части и к 2000 г. уровень в ней понизился до отметки 36 м БС [325] (рис. 30.5).

Врегионе сложилась катастрофическая ситуация. Причиненный ущерб экономике оценивается в 1,25 – 2,5 млрд долларов ежегодно. Осушенная территория представляет собой пустыню (рис. 30.6). Загрязняющие вещества, которые раньше поглощались морем, и соль, оставшаяся на обнажившемся дне, теперь развеваются в виде пыли, что вызвало проблемы со здоровьем местного населения [486].

Еще в 1980-х гг. было ясно, что для стабилизации уровня Аральского моря необходимо подавать непосредственно в него, а не в дельты впадающих рек, 30 км3 воды ежегодно. Такой объем воды вместе с естественными осадками на акваторию моря мог бы приостановить процесс его высыхания.

Адля восстановления уровня моря на отметке 53,00 м БС требуется подавать в него 80 км3/год воды в течение примерно 20 лет [647]. Но осуществить такое в современных условиях вряд ли возможно.

В2000-е гг. предпринимаются усилия по смягчению негативных последствий высыхания Аральского моря, включая мероприятия Международного фонда спасения Арала, который объединяет государства, находящиеся на его водосборной площади, – Казахстан, Кыргызстан, Таджикистан, Туркменистан и Узбекистан [486].

Впериод с 2001 г. по 2005 г. по линии водораздела между малым северным и большим южным бассейнами Аральского моря Казахстаном была построена Кокаральская грунтовая плотина длиной 18 км и максимальной высотой 8 м. Дополнительно произведены мероприятия по улучшению систем орошения из р. Сырдарьи, впадающей в северную часть моря. В результате река стала транспортировать к морю намного больше воды. Вследствие заполнения северной части моря водой из Сырдарьи, уровень в ней к

356

Рис. 30.5. Уменьшение размеров Аральского моря в период с 1960 по 2002 гг. [325]

Рис. 30.6. Обнаженное дно Аральского моря

357

Рис. 30.7. План водохранилищ Кокаральского и Сарышыганак в северной части Аральского моря по проекту института Казгипроводхоз:

плотина САМ – существующая Кокаральская плотина; 1 – проектируемая плотина Сарышыганак; 2 – водопроводный канал от р. Сырдарьи в водохранилище Сарышыганак; 3 – судоходный канал к пристани г. Аральска; 4 – электроснабжение; 5 – водозабор из реки; 6 – сооружение Тущибас; 7 – сбросное сооружение;

8 – эксплуатационная дорога вдоль канала; 9 – дорога к г. Аральску; 10 – водовыпуск в плотине; 11 – судоходный шлюз; 12 – поселок службы эксплуатации;

13 – автодорожный мост; 14 – граница затопления при НПУ = 52 м БС [325]

Рис. 30.8. Принцип опреснения соленого водоема [325]

358

2007 г. поднялся с отметки 36,00 до отметки 42,00 м БС. Произошло снижение концентрации солей в воде до 8,5 г/л.

Однако, достигнутое повышение уровня в северной части моря оказалось недостаточным, чтобы подвести воду до г. Аральска для восстановления здесь рыболовства, судоходства, улучшения экологических и социальных условий. По этой причине правительство Казахстана решило построить вторую подпорную грунтовую плотину – недалеко от селения Сарышиганак в самом узком месте северной части моря. Таким образом фактически будет образован каскад из водохранилищ Кокаральского с НПУ = 42 м и Сарышиганак с НПУ = 50 – 52 м. Для наполнения водохранилища Сарышиганак запроектирован подводящий канал от низовья р. Сырдарьи длиной около 80 км на расход 50 – 100 м3/с (рис. 30.7). Также в обоих плотинах германскими специалистами предлагается устроить донные водовыпуски для слива соленой воды из нижних слоев с целью опреснения водохранилищ (рис. 30.8) [325], превратив последние в сосуды жидкостями разных плотностей [438]. Проект пока не реализован.

Устройство искусственных бьефов в меньшей северной части Аральского моря не повлияет на процесс высыхания его большей южной части, который продолжается и будет продолжаться со всеми негативными экономическими, экологическими и социальными последствиями для региона.

359