Регулирование Волжского каскада: мифы и реальность
Для начала, немного теории.
Сама суть любого регулирования стока водохранилищами заключается в накоплении воды в многоводные периоды и сработке ее в маловодные. Разумеется, при этом ниже по течению от водохранилища в многоводный период сток уменьшается, в маловодный — увеличивается. Применительно к Волге это означает, что в половодье сток будет меньше, чем в природных условиях, а весь остальной год (в т.ч. и зимой) — больше. Это нормальный, проектный режим работы водохранилищ, изначально заложенный их создателями. Из непонимания этого проистекает
Регулирование стока можно сделать соответствующим природному режиму
Обеспечение природного режима стока невозможно по многим причинам. Такой режим возможен лишь при отказе от регулирования, т.е. уровень водохранилищ фиксируется на одном значении и сколько воды в водохранилища приходит — столько же и сбрасывается вниз. Но в этом случае водохранилища теряют возможность бороться с наводнениями — а именно с учетом этой возможности произведена застройка как по берегам водохранилищ, так и ниже по течению. В итоге даже вполне рядовой паводок приведет к масштабным затоплениям, а более-менее сильный паводок превратится в катастрофическое наводнение. Ситуация сильно осложняется массовой застройкой как зоны паводкового затопления в нижних бьефах, так и зоны форсировки водохранилища в верхнем, что приводит к затоплениям уже сейчас при пропуске даже вполне рядовых половодий. Например, в начале мая 2016 года весьма умеренные сбросы с Жигулевской ГЭС с расходами до 32 000 м3/с вызвали подтопление ряда дачных участков.
Аккумулирование части паводкового стока учтено при расчете пропускной способности водосбросов, и если мы отказываемся от регулирования, то необходимо строить новые водосбросы (либо жить с риском разрушения плотины, что недопустимо по определению). Новые водосбросы на действующей станции — это огромные затраты, да и не везде это можно сделать чисто технически. Отказ от регулирования приведет к коллапсу водного транспорта на той же нижней Волге, к выходу из строя в маловодные годы систем водоснабжения.
Полагаю, перечисленного достаточно для осознания того, что природный водный режим на нижней Волге обеспечить невозможно по определению. Но возможно приблизиться к нему, производя повышенные сбросы в половодье — что и делается.
Энергетики специально сливают воду из водохранилищ зимой, чтобы выработать побольше электроэнергии
Ну, начнем с того, что энергетики не решают, когда и сколько им сливать — этим занимается специальная государственная организация, Федеральное агентство водных ресурсов (Росводресурсы). Она принимает решения, ориентируются на мнение межведомственных рабочих (оперативных) групп, в состав которых входят представители всех водопользователей, в том числе и местных властей. Конкретно на Волге эта группа состоит из более чем 20 человек, из них энергетиков — двое (причем от РусГидро — один). Решение группы принимается большинством голосов.
Далее, повышенный расход воды в зимний период предопределен самой сутью регулирования. К весне водохранилища должны быть сработаны, чтобы освободить резервную емкость для приема паводковых вод и защиты от наводнений. Сделать это до ледостава нельзя — идет навигация, сильное снижение уровней водохранилищ приведет к снижению судоходных глубин и проблемам с судоходством. Таким образом, даже если бы ГЭС не было вообще, водохранилища пришлось бы срабатывать в любом случае именно зимой. Интересы энергетиков, которым нужно покрывать зимний пик энергопотребления, тут просто совпадают с фундаментальными принципами регулирования.
В советские времена половодье было ого-го, а вот в последние 10-15 лет энергетики стали зажимать воду.
Сей миф очень просто опровергается статистикой:
Как видим, максимальные расходы воды что в советское время, что сейчас находятся примерно на на одном уровне, за исключением нескольких аномальных по водности лет. В последнее десятилетие Волга вступила в маловодную фазу, что отражается и на объеме попуска в пойму.
Вот весьма показательный график расходов по месяцам, в советское время и сейчас:
Как видим, в советское время расходы зимой были даже больше, чем в настоящее время.
Ну и еще один график, показывающий средний уровень сработки Куйбышевского водохранилища, основного регулирующего в каскаде:
Как видим, в советское время водохранилище к весне срабатывали до куда более низких отметок, т.е. воду зимой сливали гораздо активнее. Сейчас отметка сработки выше; это позволяет дать больше воды в пойму, но повышает риски затоплений, если половодье оказывается выше прогнозируемого.
Подытожим. Установление оптимального режима работы гидроузла — чрезвычайно сложная работа, требующая увязки целого ряда зачастую взаимоисключающих требований. Плюс надежность прогноза приточности, особенно долговременного, чрезвычайно низка. В приоритете всегда находятся вопросы безопасности гидротехнических сооружений, обеспечение водоснабжения, защита от наводнений, экология. Выработка электроэнергии в число приоритетов не входит и режим работы гидроузлов на Волге формируется не по запросам энергетиков.
rushydro
rushydro Rushydro rocks
Периодически приходится слышать предложения о спуске водохранилищ Волжско-Камского каскада, либо о снижении их уровня. Аргументируются они возвращением в сельскохозяйственный оборот большого количества затопленных земель, улучшением качества воды, решением проблем рыбного хозяйства (в первую очередь, условий нереста осетровых рыб). Есть ли в этих предложениях экономический и экологический смысл? Попробуем разобраться.
Один из заливов Рыбинского водохранилища. Фото отсюда.
Начнем с того, что Волжско-Камский каскад – это около 11 ГВт мощности и 35-40 млрд.кВт.ч. выработки электроэнергии. Причем не простой электроэнергии, а остродефицитной пиковой, очень активно используемой для покрытия нагрузок в Единой энергосистеме. Чтобы из заменить, придется построить тепловую (на угле) либо атомную станцию мощностью 5000 МВт (для компенсации выпадающей выработки) плюс несколько гидроаккумулирующих электростанций мощностью около 11-12 ГВт (для компенсации выпадающей маневренной мощности). По деньгам это не меньше 40 миллиардов баксов или 1,2 триллиона рублей. Которые придется выложить каждому потребителю электроэнергии из своего кармана через повышение тарифов.
Строительство Загорской ГАЭС-2. В случае спуска волжских водохранилищ, таких придется построить больше десятка.
Далее, водохранилища обеспечивают работу речного транспорта – если убрать водохранилища, то глубины на Волге уменьшатся с имеющихся 4 м до 2 м в нижнем течении и 0,5 м в верхнем. Причем, в маловодные годы на перекатах глубины будут снижаться еще больше. Соответственно, судоходство по всему Волжскому бассейну остановится – практически весь существующий флот придется ликвидировать, строить новый при таких проблемах с глубинами экономически бессмысленно. Кроме того, будут выведены из эксплуатации порты, причалы, судостроительные заводы, судоремонтные базы и другая инфраструктура флота, построенная из расчета на существующие уровни воды и имеющийся флот. Станут ненужными Волго-Донский, Волго-Балтийский и Беломорско-Балтийский каналы. Масштаб экономических потерь точно оценить затруднительно, но это триллионы рублей и десятки тысяч рабочих мест.
Типичное волжское судно – сухогруз типа «Волго-Дон» грузовместимостью 5000 т. Осадка – 3,5 м. Фото отсюда.
Как вариант, можно шлюзовать Волгу, т.е. вместо существующих плотин настроить новых поменьше (и с существенно меньшими площадями затопления), но количеством в несколько раз больше. Одна такая плотина стоит не менее 50 млрд.руб, а нужно их будет больше десятка. При этом, осетры через этот частокол плотин никуда не пройдут.
Проектный вид низконапорного гидроузла с шлюзами.
Очень велика роль водохранилищ в обеспечении надежного водоснабжения. Вспомним, что жарким летом 2010 года снижение уровня ряда волжских водохранилищ (причем, во вполне проектных пределах) вызвало череду околопанических публикаций, предрекающих дефицит воды в ряде городов. Без водохранилищ придется переустроить системы водоснабжения, обеспечивающие миллионы человек и множество промышленных предприятий. Где-то придется строить подземные водозаборы, где-то новые водохранилища на притоках (затапливая при этом земли…), где-то переустраивать существующие. Стоимость – многие миллиарды рублей. А например Иваньковское водохранилище, снабжающее водой Московский регион по каналу им.Москвы заменить вообще вряд-ли возможно в принципе.
Иваньковское водохранилище обеспечивает около половины водопотребления Москвы. Фото отсюда.
Водохранилища обеспечивают орошение более 2 млн.га земель. В летнюю межень без водохранилищ воду будет взять негде. Соответственно, об орошении придется забыть, что в сухостепной зоне Заволжья означает резкое падение продуктивности земледелия – вплоть до его полной ликвидации.
Палласовский канал – один из многих ирригационных каналов, питающихся водами волжских водохранилищ. Фото отсюда.
Далее, придется переустраивать тысячи водовыпусков, многие километры набережных, дренажных систем, инженерных защит. Возникнет угроза повреждения огромного количества проложенных по дну водохранилищ коммуникаций – газо- и нефтепроводов, кабелей. Многие населенные пункты, коттеджные поселки, базы отдыха, лодочные станции, пляжи и т.п. окажутся не на берегу водоемов, а на приличном расстоянии (до нескольких километров) от воды. Затраты на ликвидацию всех этих последствий труднооценимы, но заведомо колоссальны.
Водохранилища имеют значительное противопаводковое значение, срезая пики высоких половодий и уменьшая таким образом величину максимального подъема воды. В результате, в нижних бьефах гидроузлов застройка во многих случаях подошла к урезу воды. Например, сейчас Волжская ГЭС сбрасывает максимум 30 тыс.м3/с, а ранее расходы в половодье достигали более 50 тыс.м3/с. Соответственно, всю эту застройку придется вынести из зоны паводкового затопления, с соответствующими многомиллиардными затратами.
Наводнение на Рейне, где крупных водохранилищ нет. На Волге с созданием каскада водохранилищ такие картины ушли в историю. Фото отсюда.
Теперь об экологии. Сейчас водохранилища служат огромными природными отстойниками, в которых очищаются и разбавляются огромные объемы недостаточно очищенных сточных вод. Без этого эффекта Волга превратится в сточную канаву, вода из которой будет непригодна для использования. Кроме того, река будет размывать донные отложения водохранилищ, где захоронены эти загрязнения. И если сбросы можно очистить (опять же, затраты…), то что делать с донными отложениями – неясно совершенно.
Кроме того, будут уничтожены либо серьезно трансформированы давно сформировавшиеся биоценозы водохранилищ и прибрежных ландшафтов.
Все те же последствия, но в несколько меньшем масштабе, мы получаем и при снижении уровня водохранилищ. Такие проработки делались неоднократно, в частности для Рыбинского и Куйбышевского водохранилищ. Был сделан однозначный вывод, что даже снижения уровня водохранилища на 0,5 м нецелесообразно ни с экономической, ни с экологической точки зрения.
А что собственно мы получаем при ликвидации водохранилищ, какие плюсы?
Освободится около 2,3 млн.га земель (из которых 0,4 млн.га будут затапливаться в половодья), из которых около 900 тыс.га сельхозугодий, в основном сенокосов и пастбищ (пашни примерно 200 тыс.га). Насколько эти земли ценны? Сейчас в России одной только пашни заброшено и не используется более 40 млн.га пашни, в одной только Нижегородской области – более 600 тыс.га (т.е. в три раза больше, чем затоплено всем Волжско-Камским каскадом). Еще больше не используемых пастбищ – по некоторым данным, более 70 млн.га. Т.е. в России имеются огромные площади не используемых земель, плюс большие резервы по увеличению продуктивности используемых угодий.
Заброшенные поля и деревни – печальная, но совершенно типичная картина. Фото отсюда.
Земли дна водохранилища будут представлять собой довольно безрадостную картину. Большая часть дна занята песчаными и илистыми отложениями, в том числе загрязненными сточными водами. На немалых площадях размещен затопленный лес или пни от сведенного леса. Часть территории окажется заболоченной. Использование таких земель в каких-либо целях без дорогостоящей рекультивации невозможно, кроме того, без немедленных мероприятий по закреплению начнется их быстрая эрозия, как водная, так и ветровая (пыльные бури). На этих землях будет отсутствовать какая-либо инфраструктура. Не будет дорог, мостов, линий электропередач, связи, водопровода, населенных пунктов – вообще ничего, просто пустыня. Все это придется строить с нуля с соответствующими затратами.
Вот так выглядит дно спущенного водохранилища. Фото отсюда.
О рыбе. Для компенсации проблемы с нерестилищами осетровых еще в советское время были построены рыбоводные заводы, работающие вполне эффективно. В настоящее время, численность осетровых лимитируется не плотинами, а неумеренным выловом, в первую очередь браконьерским (об этом я еще расскажу отдельно и подробно). Ликвидация плотин тут ничего не изменит.
Подведем итоги. Ликвидация либо снижение уровня водохранилищ Волжско-Камского каскада не несет никаких существенных плюсов, но приведет к колоссальным экономическим и экологическим проблемам.
Строительство водохранилища волго камского каскада
Один из заливов Рыбинского водохранилища. Фото отсюда.
Начнем с того, что Волжско-Камский каскад – это около 11 ГВт мощности и 35-40 млрд.кВт.ч. выработки электроэнергии. Причем не простой электроэнергии, а остродефицитной пиковой, очень активно используемой для покрытия нагрузок в Единой энергосистеме. Чтобы из заменить, придется построить тепловую (на угле) либо атомную станцию мощностью 5000 МВт (для компенсации выпадающей выработки) плюс несколько гидроаккумулирующих электростанций мощностью около 11-12 ГВт (для компенсации выпадающей маневренной мощности). По деньгам это не меньше 40 миллиардов баксов или 1,2 триллиона рублей. Которые придется выложить каждому потребителю электроэнергии из своего кармана через повышение тарифов.
Строительство Загорской ГАЭС-2. В случае спуска волжских водохранилищ, таких придется построить больше десятка.
Далее, водохранилища обеспечивают работу речного транспорта – если убрать водохранилища, то глубины на Волге уменьшатся с имеющихся 4 м до 2 м в нижнем течении и 0,5 м в верхнем. Причем, в маловодные годы на перекатах глубины будут снижаться еще больше. Соответственно, судоходство по всему Волжскому бассейну остановится – практически весь существующий флот придется ликвидировать, строить новый при таких проблемах с глубинами экономически бессмысленно. Кроме того, будут выведены из эксплуатации порты, причалы, судостроительные заводы, судоремонтные базы и другая инфраструктура флота, построенная из расчета на существующие уровни воды и имеющийся флот. Станут ненужными Волго-Донский, Волго-Балтийский и Беломорско-Балтийский каналы. Масштаб экономических потерь точно оценить затруднительно, но это триллионы рублей и десятки тысяч рабочих мест.
Типичное волжское судно – сухогруз типа «Волго-Дон» грузовместимостью 5000 т. Осадка – 3,5 м. Фото отсюда.
Как вариант, можно шлюзовать Волгу, т.е. вместо существующих плотин настроить новых поменьше (и с существенно меньшими площадями затопления), но количеством в несколько раз больше. Одна такая плотина стоит не менее 50 млрд.руб, а нужно их будет больше десятка. При этом, осетры через этот частокол плотин никуда не пройдут.
Проектный вид низконапорного гидроузла с шлюзами.
Очень велика роль водохранилищ в обеспечении надежного водоснабжения. Вспомним, что жарким летом 2010 года снижение уровня ряда волжских водохранилищ (причем, во вполне проектных пределах) вызвало череду околопанических публикаций, предрекающих дефицит воды в ряде городов. Без водохранилищ придется переустроить системы водоснабжения, обеспечивающие миллионы человек и множество промышленных предприятий. Где-то придется строить подземные водозаборы, где-то новые водохранилища на притоках (затапливая при этом земли…), где-то переустраивать существующие. Стоимость – многие миллиарды рублей. А например Иваньковское водохранилище, снабжающее водой Московский регион по каналу им.Москвы заменить вообще вряд-ли возможно в принципе.
Иваньковское водохранилище обеспечивает около половины водопотребления Москвы. Фото отсюда.
Водохранилища обеспечивают орошение более 2 млн.га земель. В летнюю межень без водохранилищ воду будет взять негде. Соответственно, об орошении придется забыть, что в сухостепной зоне Заволжья означает резкое падение продуктивности земледелия – вплоть до его полной ликвидации.
Палласовский канал – один из многих ирригационных каналов, питающихся водами волжских водохранилищ. Фото отсюда.
Далее, придется переустраивать тысячи водовыпусков, многие километры набережных, дренажных систем, инженерных защит. Возникнет угроза повреждения огромного количества проложенных по дну водохранилищ коммуникаций – газо- и нефтепроводов, кабелей. Многие населенные пункты, коттеджные поселки, базы отдыха, лодочные станции, пляжи и т.п. окажутся не на берегу водоемов, а на приличном расстоянии (до нескольких километров) от воды. Затраты на ликвидацию всех этих последствий труднооценимы, но заведомо колоссальны.
Водохранилища имеют значительное противопаводковое значение, срезая пики высоких половодий и уменьшая таким образом величину максимального подъема воды. В результате, в нижних бьефах гидроузлов застройка во многих случаях подошла к урезу воды. Например, сейчас Волжская ГЭС сбрасывает максимум 30 тыс.м3, а ранее расходы в половодье достигали более 50 тыс.м3. Соответственно, всю эту застройку придется вынести из зоны паводкового затопления, с соответствующими многомиллиардными затратами.
Наводнение на Рейне, где крупных водохранилищ нет. На Волге с созданием каскада водохранилищ такие картины ушли в историю. Фото отсюда.
Теперь об экологии. Сейчас водохранилища служат огромными природными отстойниками, в которых очищаются и разбавляются огромные объемы недостаточно очищенных сточных вод. Без этого эффекта Волга превратится в сточную канаву, вода из которой будет непригодна для использования. Кроме того, река будет размывать донные отложения водохранилищ, где захоронены эти загрязнения. И если сбросы можно очистить (опять же, затраты…), то что делать с донными отложениями – неясно совершенно.
Кроме того, будут уничтожены либо серьезно трансформированы давно сформировавшиеся биоценозы водохранилищ и прибрежных ландшафтов.
Все те же последствия, но в несколько меньшем масштабе, мы получаем и при снижении уровня водохранилищ. Такие проработки делались неоднократно, в частности для Рыбинского и Куйбышевского водохранилищ. Был сделан однозначный вывод, что даже снижения уровня водохранилища на 0,5 м нецелесообразно ни с экономической, ни с экологической точки зрения.
А что собственно мы получаем при ликвидации водохранилищ, какие плюсы?
Освободится около 2,3 млн.га земель (из которых 0,4 млн.га будут затапливаться в половодья), из которых около 900 тыс.га сельхозугодий, в основном сенокосов и пастбищ (пашни примерно 200 тыс.га). Насколько эти земли ценны? Сейчас в России одной только пашни заброшено и не используется более 40 млн.га пашни, в одной только Нижегородской области – более 600 тыс.га (т.е. в три раза больше, чем затоплено всем Волжско-Камским каскадом). Еще больше не используемых пастбищ – по некоторым данным, более 70 млн.га. Т.е. в России имеются огромные площади не используемых земель, плюс большие резервы по увеличению продуктивности используемых угодий.
Заброшенные поля и деревни – печальная, но совершенно типичная картина. Фото отсюда.
Земли дна водохранилища будут представлять собой довольно безрадостную картину. Большая часть дна занята песчаными и илистыми отложениями, в том числе загрязненными сточными водами. На немалых площадях размещен затопленный лес или пни от сведенного леса. Часть территории окажется заболоченной. Использование таких земель в каких-либо целях без дорогостоящей рекультивации невозможно, кроме того, без немедленных мероприятий по закреплению начнется их быстрая эрозия, как водная, так и ветровая (пыльные бури). На этих землях будет отсутствовать какая-либо инфраструктура. Не будет дорог, мостов, линий электропередач, связи, водопровода, населенных пунктов – вообще ничего, просто пустыня. Все это придется строить с нуля с соответствующими затратами.
Вот так выглядит дно спущенного водохранилища. Фото отсюда.
О рыбе. Для компенсации проблемы с нерестилищами осетровых еще в советское время были построены рыбоводные заводы, работающие вполне эффективно. В настоящее время, численность осетровых лимитируется не плотинами, а неумеренным выловом, в первую очередь браконьерским (об этом я еще расскажу отдельно и подробно). Ликвидация плотин тут ничего не изменит.
Подведем итоги. Ликвидация либо снижение уровня водохранилищ Волжско-Камского каскада не несет никаких существенных плюсов, но приведет к колоссальным экономическим и экологическим проблемам.