 |
Экология городов |
Из гидропроекта
А.Е. Асарин,
доктор технических наук, профессор
(4, 1999) © "Экология и жизнь"
Водохранилища Волжско-Камского каскада, казалось бы, стали привычными
реалиями нашей жизни. Их достоинств уже не замечают. Десятки тысяч
наших сограждан регулярно путешествуют по Волге, миллионы - ежегодно
отдыхают на водохранилищах. Включая вечером одновременно миллионы
телевизоров, они не задумываются о том, что лишь ГЭС способны
практически мгновенно реагировать на скачки электрической нагрузки
- инерционным котлам тепловых электростанций это не под силу.
Между тем, СМИ настаивают на вреде этих водохранилищ, аварийном
состоянии плотин и требуют "разобраться" с создателями этих монстров.
Поэтому так важно оценить роль каскада, его достоинства и недостатки
(включая вероятность разрушения плотин) и наметить меры на будущее.
Плотины на Каме, Оке и Волге (выше впадения Оки) решили строить
еще в начале века. Этого требовали интересы судоходства, развитие
которого тормозилось многочисленными мелями. В 1933 г. проекты
нескольких групп специалистов рассмотрела специальная сессия АН
СССР, принявшая схему каскада. Его создание началось с канала
Москва - Волга в комплексе с Иваньковским, Угличским и Рыбинским
гидроузлами. В 1937 г. сдали канал и Иваньковское водохранилище,
ставшее основным источником водоснабжения Москвы. В 1939 г. началось
заполнение Угличского и в 1940 г. - Рыбинского водохранилищ. Дальнейшие
работы прервала война. В 50-е годы построены Волго-Донской канал,
Горьковская, Куйбышевская, Волгоградская, Камская ГЭС. В последующие
30 лет сооружены остальные объекты каскада.
В результате грузооборот увеличился с 27,4 млн т в 1930 г. до
300 млн в 1990 г., пассажирские перевозки - с 19 до 120 млн человек
(в последние годы они сократились).
Водохранилища каскада затопили 2,2 млн га, сотни деревень и десятки
городов с многовековой историей, где проживали 600 тыс. человек.
Печальным символом этого рукотворного потопа стали выступающие
над поверхностью Рыбинского водохранилища колокольни бывшего города
Мологи, известного с XIII в.
В бассейне Волги исстари велся рыбный промысел. Волга всегда
была обильна рыбой: туводной (стерлядь, лещ, сазан, судак, сом
и др.), полупроходной (вобла, тарань, сельдь и др.) и проходной
(осетр, севрюга, белуга). В низовьях Волги фунт зернистой икры
в XVII-XVIII вв. стоил 6 коп., а пуд рыбы - 2 коп. В 1910 г. ниже
Саратова было поймано 700 белуг, 37 тыс. осетров, 6 тыс. севрюг
и 126 тыс. стерлядей, а на верхней Волге - 1,8 млн стерлядей.
При обсуждении проектов каскада специалисты предсказывали неблагоприятные
для рыбного хозяйства последствия строительства гидроузлов ниже
Горького. Однако предложение регулировать только притоки и не
трогать русло в среднем и нижнем течении отвергли, а мнение таких
авторитетов, как Л.С. Берг, Н.И. Вавилов, Н.М. Книпович, А.А.
Рихтер, не учли. В итоге нерестилища осетровых сократились с 4000
га до 400. Естественные нерестилища белуги, белорыбицы и сельди
уничтожены полностью, русского осетра - на 80%, севрюги - на 60.
Особенно упали уловы осетровых в последние годы: 24 тыс. т (90%
мировой добычи) в 1984 г., 4,5 тыс. - в 1994 г. (с учетом браконьерства,
масштабы которого растут, эту величину можно удвоить).
Численность осетровых в последние десятилетия поддерживают в
рыбоводных хозяйствах, расположенных ниже Волгоградского гидроузла.
В начале 80-х годов здесь работали 20 осетровых заводов, дававших
80-100 млн мальков в год. До 1993 г. их на специальных судах отправляли
к местам нагула в Северном Каспии, и выживаемость молоди была
выше.
Но и сегодня на Волго-Каспийский бассейн приходится половина
уловов во внутренних водоемах России (90% осетровых). В водохранилищах
сегодня вылавливают около 30 тыс. т рыбы - в 10 раз больше, чем
до сооружения каскада. В перспективе улов составит 50 тыс. т.
По оценке известного российского лимнолога К.К. Эдельштейна,
если бы не водохранилища, зимой вода в Волге и Каме была бы лишена
кислорода, что привело бы к обширным заморам рыбы, как зимой 1939/1940
г.
Одной из проблем каскада стало разрушение берегов водохранилищ
(из 13 тыс. км береговой линии абразии и эрозии подвержены 8 тыс.).
При этом дополнительно теряются сотни гектаров сельхозугодий и
лесов. Этот процесс, интенсивность которого зависит от береговых
грунтов, направления и силы преобладающих ветров и волн, плохо
прогнозируется: его скорость на десятки (иногда - сотни) процентов
отличается от прогнозов. Срочного укрепления требуют 400 км береговой
линии (150 км на нижневолжских водохранилищах).
Другая неприятность - мелководья (менее 2 м). Здесь вода летом
сильно прогревается и "цветет", отмирающая растительность разлагается,
делая воду непригодной для употребления. Они занимают 490 тыс.
га (95 тыс. - на Рыбинском и 104 тыс. - на Куйбышевском водохранилищах).
Еще один недостаток, особенно заметный на старых водохранилищах
(Иваньковское, Рыбинское), - заиленные устья притоков Волги из-за
снижения скорости течения в результате подпора плотинами и, как
следствие, подтопление прибрежных населенных пунктов в половодье.
Для ГЭС каскада характерно и нежелательное колебание расхода
и уровня в нижнем бьефе, связанное с суточным и недельным регулированием
их мощности. Суточная амплитуда в створе достигает 2,5-3 м, а
колебания, затухающие по мере удаления от гидроузла, сказываются
иногда и за 100 км.
Суммарный объем водохранилищ каскада (80 км3) составляет лишь
30% годового стока Волги. К концу зимы в водохранилищах обычно
остается 30 км3 (50 км3 резервируются для приема стока в половодье).
Максимальный же противопаводковый их объем составляет 145 км3
(для сравнения, объем стока в половодье у Волгоградского гидроузла
раз в 10 лет достигает 200 км3, а раз в 100 лет - 250). Во всех
гидроузлах каскада построены водосбросы, автоматически (при повышении
уровня у плотины на 1,5-2 м выше предельных отметок) пропускающие
даже стоки, отмечаемые раз в тысячелетие.
Плотины каскада, рассчитанные на "всемирный потоп",- весьма надежные
сооружения. Даже аварию или теракт с выходом из строя одного-двух
затворов или турбин ГЭС заметить трудно из-за множества водопропускных
отверстий. Работоспособность агрегатов и водосбросных сооружений
регулярно проверяется в соответствии с Законом о безопасности
гидросооружений.
Обсуждая возможность теракта (например, появление автомобиля
с взрывчаткой на гребне плотины), подчеркнем, что въезды на гидроузлы
тщательно охраняются, а на крупных гидроузлах, разрушение которых
наиболее опасно, плотина гораздо шире взрывной воронки.
Несмотря на скромный объем, каскад полностью предотвращает наводнения
ниже Волгограда. Особенно важно это в последние десятилетия, когда
на Нижней Волге началось хозяйственное освоение и интенсивная
(далеко не всегда санкционированная) застройка пойм, в естественных
условиях затапливаемых раз в 2-3 года. Каскад "прикрыл собой"
десятки тысяч садовых домиков и хозяйственных сооружений в Волго-Ахтубинской
пойме. Приблизились к берегам многочисленных водотоков и жилые
строения в дельте. Но при расходе воды в нижнем бьефе Волгоградской
плотины около 30 тыс. м3/с (в половодье в естественных условиях
стекает до 33 тыс. м3/с) начинается подтопление объектов в пойме.
Так что через гидроузел пропускают 28-29 тыс. м3/с. Приходится
в половодье превышать нормальный подпорный уровень (НПУ) в Волгоградском,
Куйбышевском, Чебоксарском и Нижнекамском водохранилищах, что
допускается только в особых случаях, когда исчерпана пропускная
способность водосбросов, рассчитанных на 50 тыс. м3/с. Однако,
если их открыть полностью, затопит пойменные земли в Самарской,
Саратовской, Волгоградской и Астраханской областях. Поэтому даже
в средние половодья открыта лишь часть водосбросов, а уровень
водохранилищ регулярно превышает НПУ на 0,5 м и более. Но это
ведет к затоплению прибрежных территорий (также застроенных в
последние годы) в Волгоградской, Нижегородской, Самарской, Саратовской,
Ульяновской областях, Татарстане, Башкортостане, Чувашии и Марий
Эл.
В конце 80-х годов известные ученые, правда, далекие от гидрологии,
предложили "спустить" водохранилища каскада, по крайней мере,
самые "вредные": Рыбинское, Куйбышевское и Чебоксарское (до сих
пор не заполненное до проектного уровня). В ответ на эти предложения,
подхваченные СМИ, проектные институты разных ведомств оценили
последствия такого шага.
Из ЕЭС России будет изъято 12 млн кВт и 35-40 млрд кВтч в год,
а энергосистема лишится резерва. Потребуется вложить миллиарды
в тепловые и атомные станции, добычу угля, нефти, газа, железнодорожный
транспорт и т. д. Дополнительные выбросы в атмосферу составят:
90 тыс. т золы, 80 тыс. т оксида азота и 130 тыс. т оксида серы.
Все перевозки в Европейской части страны придутся на железнодорожный
и автомобильный транспорт. Потребуется перестроить водоснабжение
и транспортное обеспечение десятков городов, тысяч населенных
пунктов и предприятий, перенести тысячи пансионатов и пионерских
лагерей. В паводки будут затоплены тысячи сооружений, дорог, линий
электропередач и связи, трубопроводов и др. Попавшие в низовья
Волги и Северный Каспий миллионы тонн загрязнений, покуда осевшие
в водохранилищах, погубят там все живое. Много лет придется очищать
дно водохранилищ от солей тяжелых металлов и других вредных веществ.
Десятки лет и миллиарды рублей потребуются на строительство на
этих землях населенных пунктов, предприятий, дорог и т. п.
Не все в каскаде совершенно. Изменив его разбивку на ступени,
можно было бы уменьшить площадь затоплений и число вынужденных
переселенцев, но плотины каскада имеют значительный запас прочности
и не представляют угрозу катастрофического затопления.
Необходимо постепенно устранять недостатки каскада: проводить
укрепление берегов, расчистку занесенных устьев, отсекать и рационально
использовать мелководья и т. д.
Следует сделать "прозрачнее" деятельность и планы основных пользователей
каскада (энергетика, водный транспорт, рыбное и коммунальное хозяйство),
ознакомив с ними, а также с ФЦП "Возрождение Волги" население.
Федеральные органы, субъекты Федерации и заинтересованные ведомства
должны объединить средства и усилия для безопасного и эффективного
использования водных и биологических ресурсов бассейна.
|
Экология городов |
|
