10884

лищ в нижние бьефы – среднесуточных и минимальных в пределах суток [534]. За счет увеличения попусков по сравнению с бытовыми расходами рек судоходные глубины на участках ниже гидроузлов увеличиваются

(табл. 4.6).

Т а б л и ц а 4.6

Увеличение навигационных расходов в нижних бьефах гидроузлов в связи с зарегулированием стока [7; 460; 462]

Создание водохранилищ имеет и некоторые неблагоприятные для водного транспорта последствия. Трудности в эксплуатации судов вызываются усилением ветра и увеличением волнения. Замедляется движение судов при шлюзовании в гидроузлах. Но опыт судоходства показал, что положительные факторы создания водохранилищ для водного транспорта многократно превосходят отрицательные [122].

Актуальным для России является продление навигации посредством искусственного разрушения ледяного покрова (рис. 4.28) на водных путях. Существует много способов разрушения льда: его ослабление воздействием модификаторами; создание волны (например, набросом нагрузки ГЭС), разрушающей лед в верхнем бьефе гидроузла; взламывание струями воды высокого давления, ледоколами и ледорезными машинами, взрывами, в том числе бомбометанием и др. [298; 299]. Имеются разработки судовых ледоуборочных комплексов, волногенераторов, потокообразователей для создания протяженных, свободных от льда акваторий [84]. Чаще всего на практике задействуется ледокольный флот (рис. 4.29). Например, на Камском водохранилище в начале апреля проводятся ледокольные работы для организации «северного завоза» [112].

Водные пути используются зимой как ледовые дороги при отсутствии обычных дорог. Автозимники устраиваются на ледяных покровах рек, озер,

110

Рис. 4.28. Ледяной покров р. Лены

Рис. 4.29. Ледокол на р. Лене: специальная форма носа ледокола, обеспечивает практически чистый канал во льду

Рис. 4.30. Автозимник по р. Лене вниз от г. Якутска, 2000-е гг. [468]

112

болот, водохранилищ (рис. 4.30). Например, по замерзшей р. Каме в 1950-х гг. поставлялись на грузовиках строительные материалы из г. Перми за 350 км на строившуюся Воткинскую ГЭС [108]. От г. Усть-Кута до населенных пунктов, расположенных по р. Лене, действует ледовая дорога длиной 335 км, а в отдельные годы автозимник функционирует на протяжении 1 000 км. Ледовая дорога по р. Витиму от станции Таксимо на БАМе до г. Бодайбо имеет протяженность 270 км. По льду оз. Байкал прокладывают автозимники от пос. Усть-Баргузин до пос. Нижнеангарск (280 км) и по другим маршрутам. На Братском водохранилище действуют ледовые дороги УстьУда – Аносово (60 км), Усть-Уда – Подволочное (130 км) и др. [680]. По данным МЧС в России зимой 2015/2016 г. действовало более 800 ледовых переправ.

Развитие внутреннего водного транспорта и передача на него грузов с сухопутного транспорта сулит значительные социально-экономические и экологические выгоды [634]. Основой могла бы стать комплексная реконструкция рек с созданием системы глубоководных путей. Еще в плане развития водных путей Российской Империи на 1912 – 1916 гг. была заложена схема, объединяющая реки государства в сеть из трех широтных и пяти меридиональных водных магистралей. Начавшаяся в 1914 г. мировая война, а затем революция 1917 г. остановили развертывание этого плана. В советские годы был построен ряд крупных воднотранспортных соединений, но план в целом не был реализован. Считается, что идея создания единой воднотранспортной сети всей России (рис. 4.31) не потеряла актуальность и, нереализованная в прошлом, сможет быть осуществлено в будущем – в комплексе со строительством каскадов водохранилищ для развития гидроэнергетики, территориального перераспределения водных ресурсов, создания систем защиты от наводнений и др. [58; 396]. Но это из разряда астрологии.

114

ГЛАВА 5. ГИДРОМЕЛИОРАЦИЯ

5.1. Обводнение и орошение земель

Как известно, граждане России питаются преимущественно сельскохозяйственной продукцией. Добытая археологами берестяная грамота № 842 из г. Новгорода гласит: «Вот мы послали 16 лукошек меда, а масла три горшка. А в среду две свиньи и колбасу». Больше всего положительных эмоций доставляет последнее слово в грамоте. Это первое упоминание в русском языке и русской истории о колбасе. Сделано в XII веке.

Табл. 5.1 дает некоторое представление об объемах воды, необходимой для производства сельскохозяйственной продукции.

Т а б л и ц а 5.1

Объемы воды, необходимые для производства сельскохозяйственной продукции [349]

Водопользование в сельском хозяйстве включает с одной стороны – орошение, водоснабжение и обводнение земель, а с другой – осушение переувлажненных и заболоченных угодий, сброс дренажных вод после промывки засоленных земель и другие водоотведения [119]. Орошение и осушение входят в понятие гидромелиорация.

Орошение и обводнение земель принадлежат к категории водопотребителей и используют воду как вещество, не имеющее заменителя.

Обводнение в СССР развивалось в основном для удовлетворения потребностей животноводства: скотоводства, овцеводства, свиноводства, коневодства, верблюдоводства, оленеводства, кролиководства, птицеводства,

115

рыбоводства, пчеловодства, шелководства и др. [603]. Хотя за истекшие после СССР десятилетия крупного и мелкого скота в России поубавилось (табл. 5.2), на сельскохозяйственное водоснабжение по стране расходуется около 600 млн м3 воды в год [110].

Т а б л и ц а 5.2

Поголовье сельскохозяйственных животных в России

(по данным Счетной палаты)

Орошение в России применяется для выращивания риса, овощей, бахчевых культур, картофеля, кормов для животноводства и др. [736; 745]

(рис. 5.1).

Около 80 % сельхозугодий России расположено в зоне рискованного земледелия с недостаточно устойчивым увлажнением, повторяющимися засухами (рис. 5.2), снижающими урожайность и валовые сборы сельскохозяйственной продукции. Гидромелиорация является одним из основных способов повышения урожайности сельскохозяйственных угодий (рис. 5.3). В стране на 2021 г. площадь мелиорированных земель составляла 9,47 млн га, в том числе орошаемых 4,69 млн га и осушенных 4,78 млн га (около 7,9 % из 382,4 млн га сельскохозяйственных угодий) [745]. Задача – довести поливные площади в стране до 6 млн га, т.е. до уровня 1990 г. [115].

Количество воды, потребное для орошения 1 га земли за весь вегетационный период, называется оросительной нормой, а количество воды на 1 га за один полив – поливной нормой. Оросительная норма для каждой культуры – это сумма поливных норм. Оросительная и поливная нормы учитывают не только полезную затрату воды, которая необходима непосредственно растениям для нормального их развития и роста, но также и потери воды на испарение и фильтрацию при транспортировке ее и непосредственно на полях орошения. Оросительные нормы колеблются в зависимости от культур и географических районов, также от интенсивности осадков и запасов влаги в почве. Самые высокие нормы – для риса. В низовьях р. Кубани это 14 – 28 тыс. м3/га. Для зерновых культур в центральных областях России норма составляет от 1,5 до 3,5 тыс. м3/га, а в южных областях

116

от 2,7 до 3,5 тыс. м3/га [534].

Сельское хозяйство России благодаря орошаемому земледелию по объему водопотребления (8369 млн м3 в 2007 г.) превосходит все отрасли экономики, кроме электроэнергетики [110].

Значительные площади орошаемых земель в ряде речных бассейнов не могут быть обеспечены водными ресурсами рек в естественном состоянии без регулирования их стока. Водохранилища позволяют многократно увеличить площади орошения за счет более полного использования стока, подавать воду на поля в нужном количестве в соответствии с оптимальными сроками поливов, дают возможность увеличить подкомандные площади самотечного орошения, снизить затраты на подкачку воды при машинном оро-

шении [122].

Существенные требования со стороны орошаемого земледелия предъявляются к качеству водных ресурсов. Безвредной для растений считается вода, которая содержит растворенных солей (поваренной и глауберовой соли, соды и др.) от 1,0 до 1,5 г/л. При содержании солей от 1,5 до 5,0 г/л вода считается ограниченно годной для орошения, при большем содержании солей – непригодной, требующей предварительной очистки. Наличие в воде наносов также имеет существенное значение для поливов. При крупности взвешенных твердых частиц до 0,15 мм вода оказывает благоприятное воздействие на орошаемые поля. При большей крупности частиц требуется применять предварительный отстой воды [534].

Если сельхозпроизводство ведется на заливных землях, то к водохранилищам могут предъявляться требования об их затоплении, близком к естественному. Так, требования сельского хозяйства в Волго-Ахтубинской пойме сводятся к обеспечению сбросных расходов воды из Волгоградского водохранилища не менее 25 тыс. м3/с весной в течение 2 недель [534] или водоподачи 300 м3 /с в р. Ахтубу с 15 мая по 1 августа [77; 410].

Основные массивы орошаемых земель сосредоточены в бассейнах рек Волги, Дона и Кубани. Рис. 5.4 отражает динамику орошаемых площадей с

1960 г. до 2020 г. [117].

Поволжье по оценкам 1960-х гг. располагало самым большим потенциальным фондом ирригации в стране – 8,2 млн га. Но в 1949 г. поливалось всего 45 тыс. га земель на Нижней Волге. В долгосрочной перспективе предполагалось подвергнуть ирригации 2,6 млн га в Среднем и Нижнем Поволжье и обводнить 6 – 7 млн га прикаспийских земель. При этом наибольшее значение придавалось Волгоградскому водохранилищу (вступившему в

118

Рис. 5.4. Динамика орошаемых земель в речных бассейнах [117]

строй в 1962 г.), т.к. площадь сельскохозяйственных земель, тяготевших к нему, равнялась 15 млн га. Согласно этим планам к середине 1980-х гг. площадь орошаемых волжской водой земель достигла 2,1 млн га, затем стала уменьшаться и в 2000 г. составляла 1 724 400 га (1,78 % от общей площади сельскохозяйственных земель в бассейне, равной 96 876 400 га).

В2000 г. суммарный забор воды для нужд сельского хозяйства (включая орошение) в бассейне р. Волги оценивался в 2 км3. По сравнению со среднегодовым стоком р. Волги (около 230 км3) и его естественными колебаниями эта величина незначительна и не оказывает существенного экологического воздействия на саму реку или на Каспийское море [109; 420].

Вбассейне р. Дона выделяются две зоны орошения. Первая – Верхний Дон, где на базе дождевальной техники и насосных станций при зарегулировании стока прудами распространено орошение мелких участков (до 200 га) кормовых культур. Таким способом орошается 299 тыс. га земель. Резервы водозабора из незарегулированного стока рек исчерпаны и развитие систем орошения здесь возможно только за счет дополнительного регулирования стока. Вторая зона – Нижний Дон на территории Ростовской области с площадями орошения 337 тыс. га. Основная часть поливных земель сосредоточена в зоне влияния Донского магистрального канала (239 тыс. га), получает воду из Цимлянского водохранилища. Назначением орошаемого земледелия является кормопроизводство, 45,2 тыс. га занято под рисовые севообороты.

Водопотребление на орошение земель в бассейне р. Дона составляет

119