Заметки к Проекту "высвобождения плодородных пойменных земель от водохранилищ гидроэлектростанций"

         Недавно в Библиотеке сайта Экодело появился материал, посвященный высвобождению земель из под водохранилищ ГЭС («Проект  высвобождения плодородных  пойменных  земель от  водохранилищ  гидроэлектростанций», В.И. Бодякин, Институт проблем управления РАН  им. В.А. Трапезникова). Свои замечания, пояснения и комментарии к «Проекту» представляет Виталий Знаменский, Заслуженный мелиоратор РСФСР, ветеран водного хозяйства России.

Проблема, порождённая ГЭС, существует столько же времени, сколько существуют сама её плотина. Как любое техногенное сооружение, плотина ГЭС, удерживающая воду в водохранилище, построена  в благих целях. Однако, негативных явлений, которые обнаруживаются с течением времени в среде, окружающей любое водохранилище и далеко ниже по течению, накапливается всё больше и конца перечню таких явлений не видно. Проект, представленный В. И. Бодякиным – это очередная попытка снизить часть отрицательных воздействий водохранилищ ГЭС на всё, что их окружает.

В проекте предлагается заменить водохранилища на трубы. Однако, замена водохранилищ на трубы должна быть эквивалентна по реализуемым целям. Рассмотрение этого положения показало, что трубная ГЭС в предлагаемом техническом решении не может заменить приплотинную ГЭС. Она:

• не выравнивает естественную неравномерность речного стока и не защищает от наводнений;
• не выравнивает энергопотребление в интересах гидроэнергетики, так как использует расход воды, существенно меньший, чем среднегодовой сток реки;
• осложнит решение проблем ирригации увеличением разности высот расположения орошаемых земель и уровня воды в трубе;
• не обеспечит водоснабжения (напр., Москвы, Екатеринбурга, Челябинска, Нижнего Тагила и многих другие крупных городов), поскольку для этого требуется регулирование стока реки;
• не решит вопросов развития рыбного хозяйства на базе непродуктивных земель;
• не создает водных транспортных путей на главных судоходных реках.

Ущерб, вызванный отказом от целей, которые данное водохранилище, может превысить выгоды от прекращения его существования.

Освобождение пойменных земель, например, загубленных Красноярским водохранилищем, не  будет означать восстановления их плодородия. Существенная часть земель расположена в мелководной зоне водохранилища. За полувековое существование ГЭС эти земли накрыты слоем осадка, выпавшего из воды. Предлагая восстановление таких земель нужно доказать, что осадок позволит растениям развиваться так же, как и до затопления, что восстановленные земли не потребуют рекультивации. В водохранилище были погружены 112,9 тыс.  га пойменных земель, в том числе (тыс. га): пашня – 39,8,  сенокос – 48,1 и выгон 25,0.  Вся площадь Красноярского водохранилища составляет 2100 квадратных километров, следовательно, пойменные земли составляли менее 0,1%. Вместе с их освобождением обнажатся остальные 99,9% территории ложа и преградят жителям пользование водой реки. От населённых пунктов, вынесенных из зоны затопления, придётся добираться до поймы по непродуктивным землям, преодолевая расстояние  до 15 км и опускаясь вниз до 95 м.     

Таким образом, создание трубных ГЭС вместо Красноярской ГЭС потребует отказа от положительных хозяйственных результатов, достигнутых с великим трудом. Сомнительно, что такие проблемы не возникнут на других водохранилищах, расположенных на сибирских реках. 

Не очень убедительно и техническое обоснование проекта. В.И. Бодякин сравнивает варианты по удельной (на один кубометр расхода воды) энергии. А все ГЭС работают на полной энергии, т.е. по расходу воды, пропускаемому через турбину. Зимой расход воды в трубопроводе не может содержать остатки половодья и паводков, поэтому будет ниже расходов воды, используемых приплотинной ГЭС. Выработка энергии на заменяющей ГЭС будет ниже, чем на заменяемой ГЭС.  

Кроме того автор предложения напрасно не учитывает, что уравнение Бернулли для движения воды в трубах содержит дополнительную компоненту – потери энергии на преодоление сопротивления движению воды. Давление на турбинах трубной ГЭС (рис. 4) будет меньше, чем в водохранилище, на величину потерь, затраченных на преодоление сопротивления движению в непрямой и длинной трубе (давление в сообщающихся сосудах равно только при отсутствии течения между ними). Следовательно, и по располагаемому давлению выработка энергии на трубной ГЭС будет ниже, чем показано в проекте. 

В то же время трубная ГЭС близка по решению к деривационной ГЭС. Для деривационной гидроэлектростанции воду из реки подают по земляному каналу, который прокладывают на берегу с уклоном, меньшим, чем уклон поверхности воды в реке. В конце канала возникает разность между уровнем воды в приёмной камере ГЭС и уровнем воды в реке. Эту разность и используют для выработки  энергии. От рассматриваемого предложения деривационная схема отличается конструкцией транспортирующего тракта и его расположением вне пределов русла реки.

Переброска больших объёмов воды по трубам осуществлялась давно. В бывшей Хакасской автономной области существовал уникальный  деревянный клёпочный трубопровод, по которому самотёком подавалась вода для Уйской оросительной системы. Трубопровод был проложен по сильно пересечённой горной местности. Он имел диаметр 1,3 м и десяток километров в длину. Трубу эксплуатировали более 25-ти лет. (Сооружение было уничтожено при строительстве подъездных путей к строительной площадке Саяно-Шушенской ГЭС).

Существование этого комплекса гидротехнических сооружений, а также Майкопской и других «трубных» ГЭС, подтверждает реальность технической части проекта В. И. Бодякина.   

Вывод.

Проект В. И. Бодякина «Высвобождение плодородных пойменных земель от водохранилищ гидроэлектростанций» разработан на основе замены водохранилищ ГЭС напорными трубопроводами. Как и в любой замене, необходимым условием является эквивалентность предмета обмена. Главные  цели создания приплотинных ГЭС перечислены автором. Автор не сумел показать, как эти цели достичь при трубных ГЭС. Целесообразность высвобождения земель не обоснована. Если замена имеет целью только включение пойменных земель в хозяйственный оборот, то стоимость продукции с этих земель не выдержит никакой конкуренции. К тому же плодородие земель после освобождения не будет прежним. 

Возрождение земель за счёт замены водохранилищ трубами в представленном проекте носит постановочный характер. Негативные последствия предлагаемой замены не ограничатся перечнем нарушенных целей, перечисленных автором проекта.  Обнаружатся явления такого же динамичного свойства, каким обладают перечни недостатков водохранилищ. Они в совокупности создадут растущую проблему, включающую новые задачи, например: обеспечение зимней пиковой потребности в электроэнергии, желание вновь приблизить селения людей к реке или создать для каждого поселения новую систему  жизнеобеспечения, найти применение огромным территориям обнажившихся пустырей, неудобных для использования, и многое другое.

Все это свидетельствует о недостаточной проработанности предложения В. И. Бодякина «Высвобождение плодородных  пойменных земель от водохранилищ гидроэлектростанций».

Как инженерное решение трубная гидроэлектростанция имеет прототипы, что подтверждает его теоретическую приемлемость.   

 
В. Знаменский,
Заслуженный мелиоратор РСФСР, ветеран водного хозяйства России.