многоликие водохранилища — феномен xx века
реклама
НАУКИ О ЗЕМЛЕ Многоликие водохранилища – феномен ХХ века М А— ЩА ИЩ ЛИ ИЛ НИ АН РА ХР ОХ ДО ОД ВО ЕВ ИЕ НX ИККИ ЕН ЛИ МЕ ОЛ ОМ НО ОГГО ЕН МННО —Ф ФЕ XX X ВВЕЕККАА А.Б. Авакян Артур Борисович Авакян, доктор географических наук, профессор, главный научный сотрудник Института водных проблем РАН, заслуженный деятель науки Российской Федерации. Руководитель проектов 93-05-14140, 96-05-65508, 99-05-65477 и 02-05-64115. Если исключить проблему войны и мира, то решающее значение для выживания и развития человечества имеют экологические, продовольственные, энергетические и водные проблемы. Последние непосредственно влияют на решение всех остальных и поэтому были и остаются в центре внимания и специалистов, и широких кругов общественности. Особую остроту в последние десятилетия приобрели вопросы территориального перераспределения водных ресурсов, нередко называемого поворотом рек, и создания водохранилищ. В начале 80-х годов автору вместе с другими специалистами — географами, гидрологами и гидротехниками — пришлось выступать в Большом зале Политехнического музея. Ажиотаж, охвативший всех в тот вечер, поразил не только меня, но и устроителей — нечто подобное было около 10 лет назад, когда здесь слушали Владимира Высоцкого. Отрицательное отношение многих к переброске стока оказалось своеобразным камертоном поведения публики. Двух предыдущих ораторов прерывали возгласами, криками и нарочитыми аплодисментами. У меня отпала всякая охота выступать, но я все же начал примерно с таких слов: «Мне предстоит рассказать вам о регулировании стока рек водохранилищами. Их существование и создание вызывают резкие споры среди специалистов: одни предлагают спустить даже старые водохранилища, другие — строить такие гиганты, как Нижнеленское или Нижнеобское, каждое из которых по площади больше всех ранее созданных». То, о чем я рассказывал дальше, в новой редакции вполне можно адресовать и нынешнему читателю. В самом деле, для чего нужны водоемы, создание которых подчас связано с затоплением многих тысяч гектаров плодородных земель, с переселением сотен и тысяч людей, переустройством дорог, трубопроводов, линий электропередачи и связи, промышленных предприятий? После заполнения водоемов в прибрежной полосе начинается подъем уровня грунтовых вод, подтопление земель и сооружений. Волна, в особенности штормовая, подмывает берега, и десятки, а то и сотни гектаров земель обрушиваются в водоем и перемещаются вдольбереговыми течениями. В прибрежной полосе изменяются почвы, растительность, животный мир и микроклимат. Поскольку водохранилища создаются путем перегораживания рек плотинами, существенно нарушаются сложившиеся тысячелетиями условия существования и размножения рыб, которым приходится приспосабливаться к новым условиям. Особенно сильно гидростроительство на реках сказалось на проходных рыбах, т.е. на тех, которые живут и нагуливаются в морях и океанах, а метать икру идут в реки, поднимаясь вверх по течению на десятки, сотни, а иногда и тысячи километров. Сооружаемые на их пути плотины преграждают путь к местам нереста и лишают возможности воспроизвести потомство. Близ некоторых рек, где весенние разливы увлажняли и удобряли луга, после создания водохранилищ снизилась продуктивность заливных сенокосов, превратившихся на значительных площадях в суходолы. Вот почему население тех районов, где намечаются водохранилища, резко выступает против их сооружения, находя поддержку среди широких кругов общественности. Можно назвать сотни объектов в десятках стран, вызывавших активные протесты, и в ряде случаев они увенчались успехом — особенно одиозные проекты не были осуществлены. Однако полностью остановить создание плотин и водохранилищ не удалось. Ежегодно на всех континентах появляются сотни новых рукотворных водоемов (рис.1). В настоящее время в мире нет ни одной страны, в которой бы их не было. Общий объем водо3 3 хранилищ на рубеже XIX и XX вв. составлял 15 км , а к концу ХХ в. превысил 6600 км . Се1 НАУКИ О ЗЕМЛЕ Многоликие водохранилища – феномен ХХ века 2 годня на Земле эксплуатируется более 60 тыс. таких водоемов площадью 400 тыс. км , что соответствует площади зеркала примерно одиннадцати Азовских морей. Только в четырех водохранилищах — Насер, Кариба, Вольта и Братском — содержится больше воды, чем за год приносят в моря Волга, Дунай, Днепр и Дон. Крупнейшее по площади водохранилище Вольта в 15 раз больше известных всем Женевского или Боденского озер (рис.2). Трудно найти сегодня реку, на которой нет хотя бы одного водохранилища. Волга, Днепр, Ангара, Колумбия, Миссури, Теннеси, Парана и сотни других больших и малых рек на наших глазах превращены в их каскады. Создание водохранилищ привело к преобразованию природных условий на тер2 ритории, равной 700 тыс. км , и к изменению инфраструктуры в связи с переселением населения и переустройством хозяйства. Рис.1. Крупнейшие водохранилища мира. Водохранилища — это не только ключ к решению многих хозяйственных проблем, но одновременно и фокус противоречий между целью их создания и негативными последствиями в природе и хозяйстве, между отдельными водопользователями и водопотребителями. Необходимость их создания была осознана несколько тысячелетий назад, и прежде всего из-за неравномерности стока рек в течение года. Так, в нашей стране на большинстве рек европейской части России, Западной и Восточной Сибири за два-три месяца весеннего половодья проходит 65% стока, а в южных районах — свыше 90%, а то и 95%. А на Дальнем Восто3 ке, например, у р. Зеи минимальный расход воды составляет 1,6 м /с, а максимальный 14 200. Значительны колебания стока в бассейнах отдельных рек и от года к году. Это особенно сильно сказывается в засушливых районах страны, где объем воды, проходящей по руслам, в маловодные годы в 100 раз меньше, чем в многоводные. Только создание водохранилищ для сезонного и многолетнего регулирования обеспечивает население, промышленность и сельское хозяйство нужным количеством воды в определенное время. Они не только улучшают гидрографическую сеть, уменьшают угрозу наводнений, селей, маловодья, от которых гибнут и разоряются сотни тысяч, а иногда миллионы людей. Без них немыслимо развитие современной энергетики, судоходства, они смягчают кли2 НАУКИ О ЗЕМЛЕ Многоликие водохранилища – феномен ХХ века мат, а небольшие по размерам водохранилища нередко делают местность привлекательнее, став во многих районах любимым местом отдыха. В нашей стране, например, 30 млн. человек проживает непосредственно на берегах водохранилищ, и еще 50 млн. могут добраться до них, затратив на дорогу от нескольких десятков минут до двух часов. Рис.2. Сравнительные размеры и контуры водохранилищ Волжско-Камского каскада и некоторых озер. Итак, в основе проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ лежит необходимость развития хозяйства и удовлетворения потребностей населения. Кроме того, после их создания появляется возможность орошения земель, использования площадей, расположенных ниже плотины и ранее страдавших от частых и длительных наводнений, развития рыбоводства и рыболовства и т.п. Но нередко из-за неоднозначности воздействия водохранилищ на природу и хозяйство трудно провести грань между положительными и отрицательными последствиями их создания. Общая площадь, на которой произошли те или иные изменения природной среды в прибрежных районах, сопоставима с площадью самих водохранилищ. Еще на большей территории были проведены всевозможные мероприятия, связанные с их созданием, — переселение жителей, переустройство дорог, строительство линий связи и электропередачи, трубопроводов, промышленных предприятий. Водохранилища значительно преобразуют ландшафт речных долин. На крупных реках вместо русла шириной от нескольких сот метров до 1—3 км создаются озеровидные водоемы шириной до 10—30 км и более, протяженностью в десятки и сотни километров. Ниже водохранилищ ландшафт также существенно изменяется. В результате «срезки» пиков или полного прекращения паводков уменьшаются площади весеннего затопления поймы, снижается уровень грунтовых вод. В связи со снижением количества твердых частиц, которые обычно несет река, размываются русла и берега ниже гидроузлов. Из-за появления в долинах большого количества воды изменяются радиационный баланс, температура, влажность, ветровой режим над самим водоемом и на прилегающих территориях. Но если влияние даже крупных водохранилищ на климат сказывается более или менее заметно 3 НАУКИ О ЗЕМЛЕ Многоликие водохранилища – феномен ХХ века лишь в береговой полосе на расстоянии 1—3 км от берега, то вследствие изменения гидрологического режима нередко земли заболачиваются, изменяется их минерализация, почвы трансформируются, в растительном покрове увеличивается доля влаголюбивых видов, нарушаются условия обитания животных. Масштабы изменений в природной среде прилегающих территорий, вызванных трансформацией гидрологического режима, весьма значительны. Так, общая площадь подтопленных земель из-за повышения уровня грунтовых вод на побережьях водохранилищ России оценивается в сотни тысяч гектаров, из общей протяженности берегов более половины размывается и разрушается. На территориях, прилегающих к рекам с зарегулированным стоком, ниже водохранилищ исчезают заливные луга, обсыхают нерестилища. На некоторых реках, в том числе и на Волге, приходится осуществлять специальные попуски воды, чтобы в какой-то мере восстановить режим естественного половодья. Так, в низовьях Волги для обводнения Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги в интересах рыбного и сельского хозяйства в конце весны — начале 3 лета ежегодно из водохранилищ сбрасывают от 70 до 130 км воды. Водохранилища влияют и на тектонические процессы, способствуя в одних районах возникновению, а в других увеличению частоты и силы землетрясений. Очень важное последствие для окружающей среды — изменение качества воды, ее физических свойств, солевого состава, содержания в ней биогенных элементов и взвешенных частиц, численности и распределения фито- и зоопланктона. Концентрация растворенного кислорода во всех крупных водохранилищах остается на уровне, благоприятном для развития водных организмов, полностью он исчезает только в придонных слоях. Но процессы самоочищения воды из-за снижения скорости ее движения в водохранилищах протекают медленнее, чем в реках, развиваются синезеленые водоросли, начинается цветение. Учитывая, что влияние водохранилищ проявляется по-разному в различных природных зонах и экономических районах, при оценке их хозяйственного значения и воздействия на окружающую среду необходим системный анализ. Думается, что каждое водохранилище нужно рассматривать прежде всего как склад воды, который, однако, выполняет множество других функций. Это — объект, заметно меняющий исходное качество речной воды; регулятор стока; источник и аккумулятор гидроэлектроэнергии, способный в наибольшей степени отвечать потребностям энергетических систем; акватория, используемая водным транспортом, рыбным хозяйством; рекреационная зона; потребитель земли (затопление, подтопление, переработка берегов) и в то же время объект, позволяющий в ряде районов значительно улучшить использование земельных ресурсов; объект, вносящий существенные изменения в природу и хозяйство речных долин, дельт, внутренних морей и приустьевых участков окраинных морей. Вот почему выбор места строительства, параметров водохранилища, режима его эксплуатации, мероприятий по подготовке ложа, тщательнейшее изучение всех «за» и «против» играют первостепенную роль. К сожалению, на практике это подчас игнорировалось: нередко принимались решения, не учитывающие мнения специалистов, и к тому же, как и во всех других делах, грешили дорого нам теперь стоящей гигантоманией. К тому же при создании гидротехнических сооружений основное внимание уделяли плотине, а на водохранилища смотрели как на побочный ее продукт. Переустройством в зоне водохранилищ занимались отнюдь не квалифицированные организации, не всегда делалось даже то, что намечалось проектом. Как и во многих других областях, совершенно недостаточное внимание уделялось экологическим проблемам. Игнорировались психологические и отчасти социальные, медикобиологические и экономические вопросы. И наконец, немалую роль в негативном отношении общественности к водохранилищам сыграли публикации, из которых можно было узнать, что в России затоплено 100 млн. га земель (в действительности только восемь), что площадь водохранилищ в России в пять раз больше, чем в США (в действительности в 1,4 раза) и т.д., и т.п. 4 НАУКИ О ЗЕМЛЕ Многоликие водохранилища – феномен ХХ века В наше время, когда цена земли возрастает, а хозяйственное освоение речных долин расширяется, о создании крупных водохранилищ в большинстве стран мира уже не помышляют. Будут строиться в основном небольшие рукотворные водоемы, и для их создания уже накоплен определенный опыт. Что же касается старых водохранилищ, то качество воды не позволяет использовать их для водоснабжения и в полной мере для рыболовства, рекреации и обводнения территорий, но в то же время они еще служат энергетике, водному транспорту, ирригации и борьбе с наводнениями. Практика показала, что как бы тщательно ни проводились мероприятия по подготовке и эксплуатации водохранилищ, удовлетворить разнообразные требования различных отраслей хозяйства не представляется возможным. Это объясняется, с одной стороны, разными требованиями к параметрам, подготовке ложа, режиму эксплуатации, а с другой — многообразием природных и хозяйственных условий на разных водохранилищах и их отдельных участках. Единой точки зрения на проблему улучшения ситуации в бассейнах зарегулированных рек нет. Ясно только, что ни спуск эксплуатируемых водохранилищ, ни снижение их отметки ничего не дадут, поскольку это не решает никаких экологических и экономических проблем, а приведет к полному разрушению сложившейся хозяйственной системы на прилегающей территории и тем самым резко ухудшит ситуацию в стране. Думается, что многочисленных противоречий при создании и эксплуатации водохранилищ можно избежать, если следовать предложенной нами концепции. Во-первых, необходимо придать водохранилищу статус биогеосистемы, основная задача которой — производство воды достаточно высокого качества для обеспечения нормального функционирования экосистемы (это в первую очередь относится к равнинным водоемам, расположенным в районах с высокой плотностью населения). Во-вторых, все виды хозяйственного использования водохранилищ, в том числе и регулирование стока, можно осуществлять лишь в пределах, не нарушающих такое функционирование. В третьих, улучшать использование и охрану природных ресурсов акваторий и береговых зон водохранилищ необходимо на основе организации их пространственной и функциональной структуры путем районирования, планировки и обустройства. В условиях нынешней децентрализации денежных и материальных ресурсов практическое применение предлагаемого подхода приобретает особо важное значение, поскольку позволяет оптимизировать природопользование в границах отдельных водных объектов и их участков, сообразуясь с материально-техническими возможностями каждого конкретного региона в те или иные годы. Из всего сказанного следует, что должны развиваться исследования экосистем водохранилищ, качества их вод, изучаться их роль в продуктивности водных и сухопутных экосистем суши, формировании и развитии окружающей среды в целом. Важнейшее значение на современном этапе приобретает разработка концепции рационального использования водохранилищ в условиях растущего антропогенного пресса. В заключение мы приводим уникальные данные о динамике ввода в эксплуатацию водохранилищ в XX в., которые дают исчерпывающее представление об их числе и объеме по материкам и темпам заполнения во времени. Вместе с автором их собирали и обобщали на протяжении нескольких десятилетий сотрудники Института водных проблем РАН В.А. Шарапов, В.Б. Яковлева, С.П. Овчинникова, О.О. Петрова и И.П. Лебедева. 5 НАУКИ О ЗЕМЛЕ Многоликие водохранилища – феномен ХХ века 6
