Новости

Вместе мы добьемся большего

Учредители, члены правления и устав ПСКК

Составы первичных организаций

Материалы конференций ПСКК (отчеты, заявления, обращения, решения)

Статьи

Премии, дипломы, грамоты

Презентация, балы

Рекламный буклет



        660049, Красноярск, проспект Мира, дом 82, СибГТУ, офис Ц-6, ПСКК
тел/факс (3912) 66-03-98,
тел. 21-67-58
E-mail: mediasecret@list.ru



   

Проблемы строительства эксплуатации водохранилищ ГЭС Сибири
В.П. Корпачев, проф.
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Korpachev_img

Антропогенные преобразование водных ресурсов достигли глобальных масштабов. Сегодня мы вынуждены считаться с фактом уже происшедших преобразований. Все преобразования преследуют решение определенной практической задачи и чаще всего удовлетворительно выполняют возложенную на них функцию. Ярким примером могут служить созданные водохранилища ГЭС в Ангаро-Енисейском регионе (АЕР). На Енисее и Ангаре появились пять крупных водохранилищ: Красноярское, Саяно--Шушенское, Усть-Илимское, Братское и создается Богучанское.

В структуре энергетического обеспечения России доля ГЭС составляет 22 %, ТЭС – 67 %, АЭС – 11 %. Потенциал экономически эффективных гидроресурсов Сибири составляет 369 млрд. кВт·ч, или более 46 % от общероссийского. Основные гидроэнергетические ресурсы сосредоточены в бассейнах рек Енисея и Ангары (72 %).

К числу перспективных ГЭС в Красноярском крае, кроме строящейся Богучанской ГЭС, относится Нижнебогучанская, Выдумская и Стрелковская на р. Ангара, Эвенкийская с контррегулятором на р. Нижняя Тунгуска и Нижнекурейская на р. Курейке.

Авария на Саяно-Шушенской ГЭС показала, что при проектировании, строительстве и эксплуатации ГЭС необходимо предусматривать все ситуации и причины возможных разрушений.

Международная комиссия по крупным плотинам (МККП) провела глобальный обзор информации о разрушении плотин и представила следующие выводы:

  • частота разрушения крупных плотин за последние четыре десятилетия снизилась. Для плотин, построенных до 1950 года, этот показатель был равен 2,2 %, после 1951 года – 0,5 %;
  • вероятность разрушения плотин зависит от их высоты; наиболее часто разрушаются малые плотины;
  • большая часть разрушений происходит в недавно построенных плотинах. Около 70 % разрушений происходит в течение 10 лет после постройки и наиболее часто – в течение первого года эксплуатации;
  • наиболее высокая частота разрушений отмечается у плотин, построенных в 1910-1920 гг.;
  • проблемы, возникающие в основании плотины, являются наиболее частой причиной разрушения бетонных плотин. На долю внутренней эрозии и прочности оснований приходится по 21 % разрушений;
  • наиболее частой причиной разрушения грунтовых и каменных плотин является перелив через гребень (31 % главная причина, 18 % – дополнительная причина). Далее следует внутренняя эрозия тела плотины (15 % главная причина, 13 % – дополнительная причина) и ее основания (12 % главная причина и 15 % – дополнительная);
  • для плотин с каменной кладкой наиболее характерной причиной разрушения является перелив через гребень (43 %), за которым следует внутренняя эрозия основания (29 %);
  • среди технических причин разрушения наиболее распространенной является недостаточная мощность водопропускных устройств (22 % главная причина, 30 % дополнительная причина);
  • после разрушения плотин в 36 % случаев они не восстанавливались, в 19 % – строились снова по измененному проекту и в 16 % – восстанавливались по исходному проекту;
  • обеспечение безопасности плотин потребует повышения внимания и инвестиций по мере увеличения возраста плотин, что влечет за собой рост эксплуатационных расходов. Следует также учитывать, что глобальные изменения климата ведут к изменению показателей гидрологического режима рек, на которых при проектировании плотин планировалось создание водопропускных устройств.

Проведенный общий обзор показывает рост внимания к оценке безопасности плотин. Однако эти же данные говорят о том, что около 20 % плотин, построенных за последние три десятилетия, не имеют результатов оценки их безопасности.

К сожалению, в отчете МККП и в научных публикациях, водохранилище рассматривается, в основном, как ёмкость для сбора и хранения воды, хотя по капитальным затратам доля строительства водохранилища, подготовка водохранилища под затопление, природоохранные мероприятия составляет от 20-50 % от общих затрат на гидроузел.

Особенность строительства крупных ГЭС в Сибири заключается в том, что водохранилища создаются на лесопокрытых территориях с запасом древесно-кустарниковой растительности около 200 м? на один гектар.

Созданные водохранилища в лесопокрытой  зоне стали не только транспортными артериями с новыми морфологическими характеристиками, но и стали источниками активного воздействия на окружающую природную среду.

Установленная на стадии проектирования экономическая нецелесообразность проведения лесосводки на участках, где запас древесины хвойных пород на 1 га меньше 50 м3, послужила причиной отказа от лесосводки и проектного затопления в ложе Саяно-Шушенского, Красноярского, Курейского водохранилищ 2,85 млн. м3. По этой же причине предполагалось затопить в ложе Усть-Илимского, Братского водохранилищ 5,6 млн. м3. В ложе Богучанского водохранилища предполагается затопить 2,2 млн. м3. Таким образом, проектный объем затопления древесины в ложах водохранилищ ГЭС АЕР должен был составить 10,65 млн. м3. Однако в действительности объем затопленной древесины на водохранилищах ГЭС АЕР значительно больше. В ложе водохранилища Красноярской ГЭС затоплено 0,47 млн. м3, в ложе водохранилища Курейской ГЭС – 1,72 млн. м3, Саяно-Шушенской ГЭС – 3,5 млн. м3, Братской ГЭС – 12,0 млн. м3, Усть-Илимской ГЭС – 5 млн. м3. Таким образом, в ложе водохранилищ АЕР затоплено 22,69 млн. м3. С учетом проектного объема затопления в ложе водохранилища Богучанской ГЭС – 2,0 млн. м3, объем затопленной древесины составляет 24,89 млн. м3.

Показатели

Красноярское

Курейское

Саяно-
Шушенское

Богучанское

Братское

Усть-
Илимское

Всего

Год заполнения
водохранилища

1970

1991

1986

-

1963

1975

 

Площадь затопления, в тыс.га
в   т. ч. сельхоз-угодья,
лес и кустарники

175

120
38

55,8

-
30,5

54,6

18,3
30,5

151,0

29,6
121,4

510,5

166,3
326,9

154

21,3
127,8

1028,4

355,5
675,1

Запас насаждений, млн. м3
товарных
ликвидной

 

0,47
0,44

 

1,72
1,27

 

3,5
3,5

 

12,8
12,1

 

36,0
32,0

 

13,5
11,9

 

67,99
61,21

Площадь лесосводки, лесоочистки, тыс. га

13,0

2,8

3,61

121,4

253,9

37,9

432,2

Объем лесосводки, млн. м3

0,44

1,27

1,4

10,6

32,0

11,9

57,61

Проектный объем
затопления, млн. м3

0,3

0,45

2,1

2,0

4,0

1,6

10,45

Реальный объем
затопления, млн. м3

0,47

1,72

3,5

-

12

5

22,69

Объем плавающей
древесины, млн. м3
(1990 г)

0,104

-

0,7

-

2,2

0,9

3,9

На Красноярском водохранилище древесная масса сосредоточена в основном в заливах так называемой «трубы» до 61 км и незначительные объемы расположены до 140 км. Далее водохранилище можно считать чистым за исключением выгрузочного рейда в г. Абакан. Объем плавающей древесины составляет около 140 тыс. м?. Освоение плавающей древесины ведется в основном населением прилегающих поселков для собственных нужд (около 7,1 тыс. м? в год)

В водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС было затоплено 3,5 млн. м?. Лесосводка практически не производилась. По оценке СибГТУ в 1985-2008 гг. запасы плавающей древесной массы, составляют около 0,7 млн. м?.

Плановое затопление древесины по техпроекту Богучанской ГЭС предусматривалось 2,0 млн. м?, в том числе 1,2 млн. м? сырорастущей и 0,8 млн. м? мертвой древесины. Однако эти объемы будут превышены. Первая лесосводка и лесоочистка, произведенная более 20 лет тому назад, была выполнена не в полном объеме, оставленная нетоварная древесина через 20 лет перешла в разряд товарной. Сокращение сроков подготовки ложа водохранилища под затопления приведет к увеличению объема затопленной древесины.

Кроме этого, как показал опыт эксплуатации водохранилищ, на реках Ангара и Енисей, на акватории водохранилищ появляются большие объемы плавающей древесины (около 4,0 млн. м?), в т.ч. около 0,7 млн. м?.

По нашим прогнозам на акватории Богучанского водохранилища в первые годы его эксплуатации появится более 500 тыс. м?.

Плавающая и затопленная древесина оказывает относительно небольшое влияние на качество природных вод водохранилища (3 – 5 % от общего объема загрязнения). Однако скопление ее в заливах, фиордах у береговой полосы, в устьевых участках впадающих рек, провоцирует создание застойных зон с резким изменением гидрохимического состава. Небольшие глубины в перечисленных зонах водохранилища, повышенная температура воды и загрязненность ее биогенными и органическими веществами от древесины создают благоприятные условия для интенсивного развития сине-зеленых водорослей, в результате чего ухудшается газовый состав и т.д.

Топляковая древесина обладает низким качеством, она не пользуется спросом, ее физико-механические свойства ниже свойств сырорастущей древесины. Сбор и переработка топляковой древесины убыточны. Технологии переработки этой древесины на древесный уголь низкопроизводительны. Но, учитывая, что плавающая древесина является угрозой для ГЭС, влияет на качество воды, снижает рекреационную привлекательность ложа водохранилища, необходимо провести ряд исследований:

  • выполнить натурное обследование мест скопления древесного сырья и древесного хлама с определением фракционного и качественного состава древесины разнесенной по берегам и плавающей по водохранилищу;
  • подготовить карты залегания древесины в заливах рек и на берегах;
  • провести качественно-химический анализ воды в местах концентрации плавающей древесины;
  • разработать технологию и технические средства уборки и вывозки древесины из запаней, заливов и с берегов;
  • дать оценку влияния концентрированного складирования древесины на окружающую среду;
  • определить состав продукции, которая может быть получена из плавниковой древесины, выявить пути возможной реализации продуктов полученных из плавниковой древесины.

Для выполнения перечисленных задач необходимо финансирование.

Очистка водохранилищ и рек от затопленной и плавающей древесной массы представляет собой сложный технологический процесс, требующий разработки специализированного оборудования с использованием стандартного оборудования, требует изучения динамических процессов на водохранилищах, исследование переместительных операций в процессе освоения древесной массы.

Сложившаяся в большинстве регионов России непростая экологическая обстановка выдвинула на первый план проблемы управления, рационального использования водных и лесных ресурсов, обеспечивающих жизнедеятельность человеческого общества, животного мира и живой природы.

На прошедшем в сентябре 1996 года в Москве втором международном конгресс «Вода: экология и технология» и Техническая выставка ЭКВАТЕК’96 подчеркивался глобальный характер изменения водных ресурсов. Конгресс сфокусировал внимание специалистов на главных проблемах устойчивой водохозяйственной деятельности в современной экономической и экологической обстановке. Для устойчивого развития общества необходимы фундаментальный пересмотр водохозяйственной политики, широкое использование современных технико-технологических разработок.

«Здоровье людей и их благосостояние, чистая здоровая пища, развитие промышленности и экосистем, от которых это все зависит, – в опасности, если контроль за использованием водных и земельных ресурсов в настоящем и следующих десятилетиях не станет более эффективным, чем в прошедшие годы», – гласит «Дублинская декларация по воде и долгосрочному развитию» (1992г.), ставшая одним из важнейших последних программных документов международного уровня.

Перед обществом стоит задача не только использовать и охранять природные ресурсы, но и разумно управлять их развитием и воспроизводством.