Cостояние Богучанского водохранилища в период наполнения

О современном состоянии и этапах создания Богучанского водохранилища.

Крупные водохранилища, образованные при строительстве плотин ГЭС, оказывают мощное антропогенное воздействие на естественный режим водного объекта и окружающих территорий, что приводит к изменению процессов самоочищения воды и трансформации практически всех компонентов экосистемы.

При этом необходимо помнить, что водным экологическим проблемам присущи свои особенности – отдаленное проявление во времени и пространстве, кумулятивный эффект, «саморасширение» зон прямого воздействия и др. [6].

Созданные каскады ГЭС на Ангаре (Иркутская, Братская, Усть-Илимска, Богучанская) и Енисее (Саяно-Шушенская, Майнская, Красноярская) привели к радикальным изменениям гидрофизического режима зарегулированных рек [2], которые в свою очередь сказались на функционировании биоценоза, а отклонения по некоторым показателям прослеживаются на значительном удалении от плотин.

В соответствии с «Энергетической стратегией России на период до 2030 года» [9] в Сибири и на Дальнем Востоке планируется строительство ряда крупных ГЭС для освоения значительных запасов природных ресурсов (Нижнеангарский, Южно-Якутский, Витимский и Нижнеенисейский гидроэнергетические комплексы).

Несмотря на то, что все водохранилища Сибири (даже в пределах одного речного бассейна) различаются по природно-климатическим и почвенно-растительным условиям, морфологии, основным параметрам, режиму эксплуатации и т.п., им присущи одни проблемы: затопление значительных площадей без соответствующей подготовки, аккумулирование запасов плавающей и затопленной древесины, изменение микроклимата, смена растительного и животного мира, абразия береговой линии водохранилища, нарушение условий нереста рыб и т.д. [4, 5].

С момента наполнения водохранилища начинается становление нового водного объекта при контакте воды с затопляемой территорией водосбора и процесс формирования (размыв) его ложа и берегов, что является причиной поступления в водохранилище дополнительных объемов загрязняющих веществ, а также вызывает необходимость защиты или переноса объектов с берегов.

Поэтому подготовке ложа под затопление должно уделяться особое внимание. При этом, лесосводка и лесоочистка, наряду с другими обязательными мероприятиями при подготовке лож водохранилищ в соответствии с требованиями СанПиН 3907-85 [8], выполняется, как правило, не в полном объеме. Несомненно, оставленная в ложе водохранилища древесно-кустарниковая растительность оказывает влияние на качество воды и чем больше объем затопления, тем выше уровень возможного негативного проявления [5]. Поэтому при разработке проекта водохранилища важным этапом является определение планового объема затопления древесины с учетом санитарно-экологических требований.

Рассмотрим данную проблему на примере водохранилища Богучанской ГЭС.

Богучанское водохранилище, четвертое в Ангарском каскаде, с отметкой нормального подпорного уровня (НПУ) 208,0 м БС, протяженностью по основному руслу 375 км, общим объемом 58,2 км³ и площадью зеркала 2326 км², располагается в юго-западной части Средне-Сибирского плоскогорья – в зоне средней и южной тайги, в бассейне нижнего течения р. Ангара, в основном на территории Кежемского района Красноярского края и частично (около 16 % по площади зеркала) на территории Усть-Илимского района Иркутской области [1] (рис. 1). Сложная конфигурация Богучанского водохранилища и значительная протяженность обуславливают разнообразие геологического строения берегов и параметров ветро-волнового режима.

Рисунок 1 – Схема Богучанского водохранилища: I – приплотинный район,
II – Тургеневское расширение, III – Кутарейское сужение, IV – Кежемское расширение, V – Невонское сужение; 1…7 – створы отбора проб воды ФГУ «Енисейрегионводхоз»

Отметка НПУ изначально была принята 208 м, но рассматривались и другие (173, 183 и 185 м), хотя чаще всего как промежуточные при наполнении.

Богучанская ГЭС является непоказательным примером советской практики гидростроя. Сооружение плотины началось в 1980 г. и завершить строительство планировалось в 1992 г., но срок неоднократно переносился по причине снижения темпов работ и недофинансирования, а в 1994 г. – стройка была законсервирована. Работы по достройке станции были возобновлены лишь в 2006 г.

Перекрытие русла Ангары было произведено 25.10.1987 г., 09.05.2012 г. началось наполнение водохранилища и отметка НПУ 208,0 м была достигнута 17.06.2015 г.

«Первоначальным» Техническим проектом [1] предполагалось проведение лесосводки в зоне затопления водохранилища в объеме 12,1 млн м³ и лесоочистка на спецучастках площадью 26,9 тыс. га. Плановый объем затопления древесины должен был составить 2 млн м³.

Практически одновременно со строительство начались работы по подготовке ложа водохранилища. При первой лесосводке (в 1981-1987 гг.), выполнявшейся, в основном, предприятием К-100 МВД СССР, было вырублено более 6,6 млн м³ товарных насаждений, а также произведена лесоочистка охранной зоны гидроузла. Но затем, как и строительство ГЭС, работы в зоне затопления были приостановлены [4].

На момент возобновления строительства возникла необходимость внесения корректировки в проект, вызванная изменениями, произошедшими в социально-экономической сфере, нормативно-технических документах в строительстве, лесном фонде зоны затопления и сроках строительства.

На основании технико-экономических показателей скорректированного проекта лесосводки, указывающих на значительные убытки, анализа влияния оставляемых объемов древесины на качество воды [7] Комиссией по комплексному изучению и решению вопроса лесосводки и лесоочистки на территории ложа водохранилища Богучанской ГЭС под председательством Заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Д.Н. Козака (Протокол № 1 от 22.11.2010 г.) был рекомендован вариант подготовки ложа водохранилища Богучанской ГЭС с отметкой НПУ 208,0 м проведением только лесоочистки на спецучастках (на площади 16,6 тыс. га).

Таким образом, реальный объем затопления древесины в ложе Богучанского водохранилища составил 10,3 млн м³. По разработанному авторами прогнозу на акватории водохранилища непосредственно после заполнения окажется 564,2 тыс. м³, а после первого года эксплуатации – 1221,3 тыс. м³ плавающей древесной массы [4].

Мониторинг состояния Богучанского водохранилища, осуществляемый с момента начала его заполнения авторами настоящей работы, позволяет сказать следующее.

Происходит интенсивная берегопереработка (абразионные берега составляют 766 км или 31,5 % периметра береговой линии [4]), всплывание и дрейф торфяных полей (по прогнозу – 585 га [1]). 

Свободно плавающей по акватории водохранилища древесины не отмечается, что связано с локализацией ее вдоль береговой линии в зацепе с полузатопленными деревьями, объем плавающей около 0,5 млн м³ (рис. 2).

а)                                            б)                                            в)

Рисунок 2 – Богучанское водохранилище (август 2015 г.): а) полузатопленная и плавающая древесина, б) абразия берегов, в) всплывший торфяник

На основании данных химического анализа проб воды Богучанского водохранилища, выполненного ФГУ «Енисейрегионводхоз», максимальное превышение концентрации загрязняющего вещества над ПДК для нефтепродуктов составляло 1,4ПДК, фенолов – 1,8ПДК, ХПК – 1,9ПДК, БПК_полн – 2,3ПДК, среднегодовые значения изменения по длине водохранилища приведены на графике (рис. 3). Повышенные концентрации содержания в воде Cu, Mn и Zn объясняются вымыванием этих элементов из почвы затопленного ложа.

Рисунок 3 – Характер изменения концентрации загрязняющих веществ по длине Богучанского водохранилища (по данным ФГУ «Енисейрегионводхоз»)

В соответствии с государственными докладами [3] качество воды р. Ангара (в пунктах наблюдения с. Проспихино, а затем вдхр Богучанское 0,6 км выше плотины) по значению удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ) оценивалось: 2010 г. – 4 класс, разряд «а», 2011 г. – 4 «б», 2012 г. – 4 «а», 2013 г. – 4 «а», в 2014 г. – 3 «б», т.е. до 2013 г. как «грязная», а затем немного улучшилось и в 2014 г. перешло в «очень загрязненная».

Необходимо отметить, что рассмотренные значения показателей качества воды, как и отмечалось в прогнозе [7], незначительно отличаются от среднегодовых значений в р. Ангара до наполнения Богучанского водохранилища.

Таким образом, в настоящее время, несмотря на все опасения «экологов», состояние Богучанского водохранилища соответствует прогнозно-расчетным параметрам проекта.

Исследование выполнено при финансовой поддержке КГАУ «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» в рамках научного проекта № 05/15 и РФФИ № 13-05-98038 «р_сибирь_а».

А.И. Пережилин, В.П. Корпачев, А.А. Андрияс, А.А. Попова

Сибирский государственный технологический университет, Красноярск, Россия

Материалы  IX Международной конференции «Реки Сибири и Дальнего Востока» 

Литература

1.       Богучанская ГЭС на реке Ангара: Технический проект. Т. III. Водохранилище и охрана окружающей среды. Кн. I. – М.: Гидропроект, 1976. – 219 с.

2.       Гайденок Н.Д., Чмаркова Г.М., Пережилин А.И. Изменение гидрологических свойств водотоков бассейна р. Енисея в результате гидростроительства // Реки Сибири: мат. VI междунар. конф. – Красноярск, 2011. – С. 70-76.

3.       Государственные доклады «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае за 2010 – 2014 год». – Красноярск, 2011 – 2015.

4.       Корпачев В.П., Пережилин А.И., Андрияс А.А. Водохранилища ГЭС Сибири. Проблемы проектирования, создания и эксплуатации: монография. – Красноярск: СибГТУ, 2015. – 209 с.

5.       Корпачев В.П., Пережилин А.И., Андрияс А.А., Рябоконь Ю.И. Загрязнение и засорение водохранилищ ГЭС древесно-кустарниковой растительностью, органическими веществами и влияние их на качество воды: монография. – М.: Академия Естествознания, 2010. – 127 с.

6.       Новикова Н.М. и др. Оценка влияния изменения режима вод суши на наземные экосистемы: монография. – М.: Наук, 2005. – 365 с.

7.       Прогноз качества воды в водохранилище и в нижнем бьефе Богучанской ГЭС: отчет о НИР / ИЛ СО РАН-ИВЭП ДВО РАН; рук. С.Е. Сиротский, А.С. Шишикин. – Красноярск-Хабаровск, 2009. – 178 с.

8.       СанПиН 3907-85. Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ. – Утв. заместителем главного государственного врача СССР 01.07.1985 г.

9.       Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. – Утв. распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 г. № 1715-р.