Из
гидропроекта.
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 кВт_ч 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.
Список
литературы
А.Е. Асарин,
доктор технических наук, профессор. Из гидропроекта.
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ecolife.org.ua./