10903

богатой флоры и фауны. В водохранилищах Волжско-Камского каскада биотой ежегодно минерализуется примерно 3 млн т аллохтонных органических веществ. По сравнению с остальными водохранилищами каскада в наиболее эвтрофированных Иваньковском и Чебоксарском водохранилищах среднегодовая скорость продуцирования органического вещества (400

– 450 г/м2) примерно в 2 раза выше, что ведет к ухудшению самоочищения воды. Очевидно, биогенная нагрузка на эти неглубокие водоемы столь велика, что способность экосистем окислить всю массу аллохтонных и автохтонных органических веществ достигает своего предела [112].

Т а б л и ц а 22.10

Результаты оценки средней ежегодной первичной продукции и деструкции органического вещества в волжских водохранилищах

[112]

Чтобы отразить влияние водохранилищ на качество воды, из специальной литературы [720] извлечены сведения о результатах гидролого-гид- рохимических расчетов применительно к Волжскому каскаду, дающие предположительное представление о том, какой бы в настоящее время была вода в р. Волге при отсутствии водохранилищ. Химические характеристики речной воды определялись двумя расчетами:

– по статистическим данным о сбросе загрязняющих веществ в составе сточных вод в Оку, Каму, Волгу и их притоки за 1988, 1989 и 1990 гг.;

– по количеству фосфора в сточной воде канализационных систем волжских городов с учетом роста населения за годы, прошедшие с начала сооружения каскада водохранилищ.

В первом расчете за исходные принимались меженние расходы

190

р. Волги в бытовом состоянии (1920 – 1939 гг.), вычислялись наиболее вероятные минимальные концентрации загрязняющих веществ в речной воде и определялась кратность превышения рыбохозяйственных ПДК, затем давалась оценка качества волжской воды по индексу загрязненности вод. Получалось, что при действовавшей химической нагрузке, не будь на Волге и Каме каскада водохранилищ, вода в обеих реках, за исключением их верховьев, в зимние межени была бы почти полностью лишена кислорода (О2 = 7,2 мг/л). Из-за обилия антропогенных органических веществ, трансформирующихся бактериями в анаэробных условиях, она имела бы неприятный запах и солоноватый вкус (минерализация 1,2 – 1,8 г/л). Зимой вода оценивалась бы 4 – 5 классом качества как «очень грязная» и «экстремально грязная». Кроме того, самоочищение воды было бы минимальным вследствие угнетения, а местами отравления водной фауны, включая и рыбное население. В летние межени увеличился бы суточный размах колебания в воде содержания растворенного кислорода вследствие возросшего «цветения» воды. Летом вода в Волге и Каме принадлежала бы к 4 классу качества («грязная»), а благодаря снижению в 1990-х гг. объемов промышленных стоков, степень загрязнения воды уменьшилась бы до 3 класса («загрязненная») в р. Каме и до 3 класса («очень загрязненная») в р. Волге.

Второй расчет был ориентирован на оценку самоочищающей способности волжской экосистемы. Наряду с количеством растворенного в воде кислорода О2, показателем способности водной экосистемы к самоочищению служит изменение структуры фосфорного баланса. Расчет фосфорного баланса был выполнен для периода естественного стока и начала строительства Волжского каскада (1935 – 1955 гг.), периода завершения каскада (1959

– 1980 гг.) и для 1995 г. Результаты отражены в табл. 22.11, 22.12.

Т а б л и ц а 22.11

Расчетная нагрузка на волжскую экосистему общим фосфором городских сточных вод [112; 720]

Т а б л и ц а 22.12

Многолетнее изменение структуры баланса общего фосфора в волжской речной системе, тыс. т/год [112; 720]

При отсутствии каскада водохранилищ минимальные концентрации общего фосфора в речной воде в летнюю межень составляли бы 0,490 мг/л, а при среднегодовом расходе – 0,176 мг/л. Эти значения в 3,5 и 1,3 раза больше наблюдавшейся среднегодовой концентрации фосфора в воде р. Волги у г. Астрахани (0,138 мг/л). В таком случае цветение воды на средней и нижней Волге достигало бы максимально возможной интенсивности. Вспышек летнего цветения волжской воды могло бы не происходить лишь оттого, что развитие фитопланктона оказалось бы подавленным другими загрязняющими веществами, что возможно в чрезвычайно грязных речных водах, утрачивающих способность восстановления нормального кислородного режима и окисления вредных веществ. Возникшее вследствие превращения р. Волги в каскад водохранилищ громадное количество водных и донных организмов поглощает, перерабатывает и осаждает приблизительно 75 % фосфора, сбрасываемого канализационными хозяйствами городов. Именно в этом явлении состоит главная причина эвтрофирования водохранилищ волжского каскада, отмечаемого по изменению видового состава и нарастанию биомассы гидробионтов. Следствием процесса эвтрофирования становится повышение самоочищающей способности воды в экосистемах большинства водохранилищ, находящихся еще в стадии мезотрофно-эв- трофного состояния, что и служит защитой от антропогенной химической нагрузки [112; 720].

Читателям, интересующимся теорией самоочищения воды в водохранилищах можно порекомендовать, например, монографию доктора биологических наук С.А. Остроумова «Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов» [465].

192

ЧАСТЬ 3. ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В ЗОНАХ ВОДОХРАНИЛИЩ

Село Илимск с сохранившейся Спасской башней Илимского острога постройки 1655 г. Рисунок 1927 г.

В 1960 г. из зоны Усть-Илимского водохранилища башня была перенесена в г. Иркутск [295]

193

Воздействие создаваемых больших водохранилищ на сложившуюся социальную обстановку в долинах рек прежде всего связывают с необходимостью переселения людей из зон затопления. Между тем, работы, предшествующие наполнению водохранилищ разнообразны и охватывают буквально все отрасли экономики. Наиболее значимые элементы системы подготовки зон затоплений сложились до 1950-х гг. при создании верхневолжских водохранилищ, затем были успешно применены и развиты в процессе организации строительства остальных водохранилищ Волжско-Камского каскада и водохранилищ Сибири. Эксплуатация водохранилищ является частью общей проблемы осуществления организационных, экономических, правовых, научно-тех- нических, социальных аспектов регулирования территориального водопользования. В 3-й части книги описаны элементы опыта подготовки территорий к затоплению водохранилищами с соблюдением мер по минимизации воздействий на окружающую среду, освещены отдельные, преимущественно технические, вопросы эксплуатации водохранилищ.

194

ГЛАВА 23. РАБОТЫ И ЗАТРАТЫ, СВЯЗАННЫЕ С СОЗДАНИЕМ ВОДОХРАНИЛИЩ

Во время проектирования водохранилища возникает основной вопрос, следует ли затапливать территорию, на которой нередко находятся населенные пункты, ценные строения и сооружения, сельскохозяйственные земли, месторождения полезных ископаемых и др. Правильный ответ может быть получен лишь после проведения кропотливых изыскательских и проектных работ, экономических расчетов, социологических и экологических исследований. Их результаты могут привести к отказу от создания водохранилища или к применению защиты от затопления и подтопления части территории за счет уменьшения его зеркала и объема воды. Вопрос о строительстве каждого большого водохранилища решается в плане развития экономики страны [515].

23.1. Перенесение на местность контуров водохранилищ

Подготовка территории под затопление водохранилищем обычно начинается с топографических работ, которые получили название «перенесение контура водохранилища на местность». Целью этих работ является фактическое, а также и юридическое закрепление знаками на местности границы зоны постоянного затопления, предусмотренной в проекте (как правило уреза НПУ). Точность закрепления границы назначается в зависимости от того, насколько в ней заинтересованы землепользователи на берегах будущего водохранилища. Если земли используются интенсивно и для ведения хозяйства необходимо знать точную границу затопления, то она проводится наиболее точным способом. Если же земли, подлежащие затоплению, мало освоены, а окружающие прибрежные земли используются экстенсивно, то способ закрепления границы упрощается, или ее иногда на

195

местность даже не переносят (так было, например, в районах крайнего севера).

Следует всегда иметь в виду, что даже точный способ отбивки границы будет давать существенные отклонения от истинного положения, т.к. топографические работы допускают отступления по высоте нередко до 0,5 м, а по горизонтали на местности это отступление может достичь нескольких десятков и сотен метров. Поэтому отбитая в натуре граница зоны затопления является до некоторой степени условной, так как на местности устанавливается ориентировочно. Но несмотря на ориентировочность границы затопления, перенесение ее на местность все же необходимо, прежде всего для проведения работ по подготовке к затоплению территории будущего водохранилища [65].

Приведем примеры.

Границы Братского водохранилища на р. Ангаре определены по крупномасштабным картам. В тайге они обозначались на местности посредством маркировки пней через каждые 100 – 200 м и зарубки деревьев через каждые 10 м. В незалесенной части по границе будущего водохранилища устанавливались геодезические знаки в виде деревянных столбов и железобетонных реперов. Работы были проведены в 1956 г. [382].

При установлении на местности границ водохранилища Зейской ГЭС учитывалось постоянное и временное затопление, подтопление и берегообрушение. За границу затопления для сельскохозяйственных угодий, населенных пунктов, автодорог, линий связи и других сооружений принимался уровень водохранилища при аккумуляции в нем паводка с вероятностью повторения 5 %. К выносу предназначались все объекты, расположенные как в зоне долговременного, так и возможного кратковременного затопления. Верхней границей для производства работ по лесосводке и лесоочистке был принят нормальный подпорный уровень с тем, что лесные участки, теряющие свое качество от временных затоплений, могут быть очищены от леса в порядке санитарных рубок после заполнения водохранилища. В 1969 – 1971 гг. изыскательской экспедицией института Ленгидропроект выполнена работа по выносу границы водохранилища в натуру. Из общего протяжения в 1 720 км границу водохранилища вынесли в натуру на участках общей длиной 1 380 км в местах расположения новых населенных пунктов, в поселке Бомнак, также на участках, где планировались работы по сводке товарного леса и лесоочистке. Граница была обозначена деревянными столбами из пней высотой в 1 м над поверхностью земли, а на незалесенных территориях

196

– кольями и вехами через 150 – 200 м. Столбы имели надпись, определяющую их назначение, порядковый номер и год установки. Надписью они были обращены в сторону водохранилища. На лесных площадях граница, кроме того, обозначалась просеками с затеской деревьев через 20 – 30 м и надписями на них. Установленные знаки являлись государственными и были сданы под охрану местным органам власти [311].

23.2. Состав работ и затрат по созданию водохранилищ

Работы по созданию водохранилищ разнообразны, так как охватывают буквально все отрасли хозяйства и касаются многих специальностей. При этом можно выделить основные группы работ по признакам, объединяющим их с точки зрения устройства водохранилища как гидротехнического объекта, удовлетворяющего комплексным запросам экономики:

1)переселение населения из зоны водохранилища;

2)предотвращение или компенсация нарушений, вносимых водохранилищем в хозяйственную жизнь и природные условия района;

3)подготовка водохранилища к комплексному использованию.

В состав мероприятий 1-й и 2-й групп в общих чертах входят:

−переселение жителей и их социально-экономическое устройство на новых местах;

−восстановление населенных мест и их основных фондов путем переноса, нового строительства, благоустройства;

−восстановление фонда сельскохозяйственных угодий путем освоения неиспользуемых земель; компенсация теряемой сельскохозяйственной продукции путем интенсификации использования имеющихся сельскохозяйственных угодий; переустройство сельскохозяйственных предприятий в новых условиях;

−переустройство промышленных предприятий;

−восстановление и переустройство инфраструктуры: объектов транспорта, электропередачи, связи, рекреационных объектов и др.;

−инженерная защита территорий и отдельных объектов от затопления и подтопления; укрепление берегов будущего водохранилища на ответственных участках;

−исследование археологических памятников; защита от затопления или перенос ценных памятников истории и культуры.

197

Мероприятия 3-й группы должны обеспечить рациональное использование водохранилища в производственном, социальном, природоохранном, культурном, рекреационном и эстетическом отношениях. К ним относятся:

−изъятие из затопляемой зоны запасов товарной древесины, торфа, плодородного почвенного слоя, полезных ископаемых (или обеспечение условий их последующего использования);

−лесоочистка, санитарная подготовка чаши, создание водоохранных зон и другие мероприятия для предотвращения ухудшения качества воды в водохранилище;

−подготовка рыбопромысловых участков и рыбодобывающей базы;

−подготовка водохранилища к транспортному использованию;

−строительство водозаборов для водоснабжения, ирригации и т.п.;

−обустройство акватории и берегов для рекреационного использова-

ния.

Взоне будущего водохранилища особое внимание уделяется установлению планово-предупредительных мер организационного характера: запрещается строительство новых сооружений и капитальный ремонт старых, посадка лесов, садов и тому подобная деятельность с расчетом на более длительный срок по сравнению со сроком, остающимся до наполнения водохранилища.

При проектировании водохранилищ возникает много юридических вопросов в связи с тем, что затрагиваются в целом интересы государства и,

вчастности, населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, общественных организаций, отдельных владельцев собствен-

ности [112; 357; 515].

Структура работ и затрат на создание водохранилища зависит от освоенности затапливаемой территории, ее заселенности, наличия природных объектов, поставленных природоохранных задач (табл. 23.1).

Затраты по созданию построенных водохранилищ ГЭС составляли от стоимости строительно-монтажных работ по основным сооружениям гидроузлов (глава 2 сметы) следующие доли, в %:

Т а б л и ц а 23.1

Структура затрат, связанных с созданием водохранилищ ГЭС, % от общей суммы [112]