что такое сброс воды на гэс
Обезволживание. Почему Волге не хватает воды?
Волга является одной из крупнейших рек в мире и самой большой по длине и площади бассейна в Европе. Она обеспечивает водой более трети населения России и питает ценнейшие экосистемы центральной части страны. Последние десятилетия ученые замечают усиливающуюся тенденцию сезонного обмеления. Мы поговорили с экспертами о причинах и последствиях обмеления Волги для природы и людей.
Что произошло с Волгой в этом году?
Осенью 2021 года был зафиксирован критически низкий уровень воды на Куйбышевском водохранилище (Жигулевская ГЭС) — за последний месяц он опустился до 49,92 метра по Балтийской системе, при оптимальном уровне в 52-53 метра. Показания этого года упали ниже, чем в 2019 году, и стали новым рекордом за все время наблюдений. В Росводресурсах сообщили, что с 11 ноября сброс вода из водохранилища был уменьшен для стабилизации уровня.
Уровень воды Волжско-Камского каскада. Источник: РусГидро
Такое снижение уровня воды в Куйбышевском водохранилище грозит катастрофическими последствиями для Волгоградской и Астраханской областей. Обмеление приведет к проблемам речного транспортного сообщения, нарушению водоснабжения в поселениях и городах, деградации пойменных и речных экосистем бассейна Волги. Официальная причина — минимальное количество осадков зимой-весной и высокие температуры летом.
Некоторые чиновники и эксперты утверждают, что обмеление — это естественное явление, многоводные годы сменяются маловодными. Наблюдения показывают, что за последние 30 лет объем водных ресурсов в целом по стране увеличился на 5% по сравнению с предыдущим периодом, а на Волге годовой сток остался практически без изменений. Если объем воды один и тот же, то почему второй год подряд случаются рекордные обмеления?
Водосбросная плотина Жигулёвской ГЭС. Источник: commons.wikimedia.org
Причиной стали осадки или что-то еще?
Одной из причин обмеления реки Волги называют глобальное потепление. Рост средних годовых температур приводит к изменению режима выпадения осадков и пересыханию водоемов Волжского бассейна. Зимы становятся теплыми и малоснежными, а весенние месяцы — более сухими. Процесс снеготаяния растягивается, вода испаряется и не успевает наполнить русла рек, впадающих в Волгу. Многие эксперты считают, что этот фактор пока не играет существенной роли, но возможно будет иметь значение в будущем.
«Количество осадков сильно влияет на уровень воды в Волге — могут быть очень сухие годы и очень мокрые. Но в среднем, если смотреть на длительные периоды, воды в реке меньше не стало. С изменением климатических процессов конечно будет хуже, но пока годовой объем воды в Волге более или менее стабильный», — рассказал эколог, со-председатель Российского социально-экологического союза (РСоЭС), председатель Экологического центра «Дронт» Асхат Каюмов.
Другой причиной низкого уровня воды являются изменения водного баланса в экосистемах Волжского бассейна. Осушение болот, вырубка защитных лесов, сокращение ширины водоохранных зон и прибрежных защитных полос приводит к нестабильности водных сезонов. Раньше весной вода задерживалась в болотах и лесах, которые летом защищали реки от пересыхания. Но из-за уничтожения этих важных экосистем, весной вода переполняет русла и вызывает сильные половодья, а летом возникает дефицит воды.
«Раньше весной накопившийся снег таял и частично впитывался в болота и лесную подстилку. В течение летнего периода, когда осадков мало, вода уходила оттуда в родники и реки. Соответственно паводки были не такие экстремальные. Сейчас, когда начинается таяние снегов, вода никуда не впитывается, она гигантским потоком сразу проскакивает в крупные реки и в конечном итоге в Волгу», — рассказывает Асхат Каюмов.
Карьерная разработка песка, строительство жилья и инфраструктуры на пойменных территориях и вблизи рек также меняют устоявшиеся водотоки. Изменение водного баланса в частности является одним из аргументов против строительства трассы в Волго-Ахтубинской пойме. Многочисленные протоки, ерики и озера могут пересохнуть, изменится уровень грунтовых вод. В результате пострадают не только экосистема поймы, но и Волга не получит в нужный момент необходимого для наполнения объема воды.
Почему система водохранилищ и гидроэлектростанций не справляется?
Волга давно не является свободно текущей рекой, движение ее вод полностью зарегулировано. Волжско-камский каскад гидроэлектростанций (ГЭС) состоит из 12 комплексных гидроузлов на Волге и Каме и является важнейшим поставщиком энергии для промышленности европейской части России, источником воды для населения и нужд промышленности и сельского хозяйства.
«Гидрологический режим Волги полностью определяется работой ГЭС. Устанавливаются объемы сброса воды для предупреждения различных сезонных явлений. Специальная комиссия определяет, сколько воды надо сбросить, чтобы весной не было подтопления территорий», — рассказывает заместитель директора по науке, старший научный сотрудник Института экологии Волжского бассейна РАН, кандидат биологических наук Александр Файзулин.
Карта бассейна реки Волги и Волжско-камский каскад гидроэлектростанций. Источник: fedoroff.net
Сложности в регулировании уровня воды возникают из-за того, что очень трудно прогнозировать приток, зависящий от множества факторов. На это накладываются интересы различных пользователей водных ресурсов, которые регулирование должно учитывать и уравновешивать. Рыболовному хозяйству, жителям городов и поселений, промышленному и сельскому хозяйства, водному транспорту в разные сезоны необходим разный уровень воды в реке. Как замечают эксперты, приоритет зачастую отдается энергетической отрасли.
«Основная задача — обеспечить, чтобы большая часть воды прошла через турбины, а не мимо их. Зимой, когда киловатт немножко подороже, под предлогом подготовки к паводку мы сливаем воды больше, чем есть в водохранилище. На самом деле, если бы летом мы давали больше воды для судов, то водохранилища весной могли принять всю паводковую воду. Но тогда энергетика зарабатывает поменьше», — говорит Асхат Каюмов.
Многолетние наблюдения показывают, что годовой объем воды в Волге значительно не изменился. Но больше воды стало приходить зимой и гораздо меньше — летом. Это тоже связано с деградацией водоохранных зон и пойменных территорий, пересыханием малых рек. В целях защиты населения от наводнений и максимизации прибыли зимой и весной воду пропускают через турбины ГЭС. А летом приток воды уже не может наполнить водохранилища и случается обмеление.
Значит, водохранилища не помогут. Чем тогда это обернется для природы и людей? Мы все останемся без воды?
Волга всегда была главной рекой страны — на территории Волжского бассейна живут около 40 млн человек, создается около 45% процентов всей промышленной и 50% сельскохозяйственной продукции. При снижении уровня воды под угрозой оказывается работа водозаборных сооружений. Волга также является крупной транспортной артерией — на нее приходится более половины всех речных грузоперевозок. Обмеление и заиливание русел Волги и ее притоков нарушит работу речного транспорта.
Корабль на отмели у яхт-клуба «Локомотив» в Казани в результате понижения уровня воды в Волге в 2019 году. Источник: РИА новости
Другая проблема снижения уровня воды в реках Волжского бассейна — массовая гибель речной фауны. Вода на мелководье прогревается быстрее, начинают бурно расти водоросли, которые лишают рыбу кислорода и насыщают воду токсичными продуктами своей жизнедеятельности. Некоторые виды рыб вымирают из-за пересыхания русел маленьких рек и отсутствия доступа к мелководьям, куда рыба раньше приходила на нерест. При обмелении в 2019 году были утрачены на 80% нерестилища русского осетра, на 40% севрюги, на 92% белуги.
Наконец, изменение гидрологического режима рек Волжского бассейна может привести к деградации ценных природных ландшафтов. Пойменные леса и луга, водно-болотные угодья из-за низкого уровня грунтовых вод, коротких половодий, небольшого количества осадков и маловодности рек пересыхают и постепенно превращаются в степи и пустыни. С такими проблемами сталкиваются на протяжении всего течения Волги. Наиболее известным примером является деградация ландшафтов Волго-Ахтубинской поймы.
«Обмеление отражается на состоянии экосистем на Волге. Всем известны проблема Волго-Ахтубинской поймы. Раньше воды поступало достаточно и негативные процессы можно было сглаживать при помощи регулирования сбросов. Когда вода не поступает, цепочки водоемов высыхают, падает уровень грунтовых вод, происходит утрата нерестовых участков, гибнут и наземные экосистемы», — рассказывает Александр Файзулин.
Тогда как решить проблему обмеления Волги? Кто-то этим занимается?
В России существует ряд проектов по реабилитации Волги — в нацпроекте «Экология» предусмотрены федеральный проект «Оздоровление Волги» и мероприятия «Сохранение уникальных водных объектов». Они сосредотачивают внимание на идентификации источников загрязнения воды, реконструкции и строительстве очистных сооружений, поднятии затонувших судов. Проблемы, приводящие к нарушению водного баланса рек Волжского бассейна, в этих проектах почти не затрагиваются.
Эксперты приходят к выводам, что, во-первых, нужно остановить деградацию ландшафтов в водоохранных зонах и восстановить водоохранные функции прибрежных территорий, а во-вторых, в процессах регулирования Волжско-Камского каскада ГЭС попытаться сбалансировать интересы экологии и экономики. Эти действия потребует времени и сильной политической воли, но они необходимы для того, чтобы стабилизировать водный баланс Волги и не допускать катастрофического для людей и экосистем обмеления.
180 кубометров в секунду! Зачем на гидроэлектростанциях сбрасывают воду «вхолостую»?
To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video
В Кольском крае больше 110 тысяч озёр и 18 с лишним тысяч рек. Это больше, чем во всех остальных регионах России. Не удивительно, что и гидроэлектростанций у нас тоже много. Чтобы получить электричество, человеку, порой, приходится спорить с природой, менять русла рек, строить плотины. Но овладеть искусством управления водой в совершенстве, наверное, не возможно. Кому хорошо, а кто страдает от холостых водосбросов…
Водосброс – зрелище мощное. Каждый год на заполярных гидроэлектростанциях открывают затворы, чтобы спустить лишнюю воду. Лишней она становится тогда, когда уровень воды начинает превышать допустимые отметки. Происходит это, как правило, после таяния снегов или во время обильных дождей.
ГЭС Нива-2 – старейшая в Мурманской области. Вода на водосброс поступает с Пинозеро, которое, в свою очередь, берёт её из Имандры. А полноводность Имандры – самого большого озера на Кольском полуострове, зависит от Хибин – когда в горах растает снег и сколько его будет. Этой зимой осадков было много, таял снег долго и поэтому водосбросы на Нивских ГЭС открыли только на прошлой неделе.
Олег Тяпинов, заместитель главного инженера филиала Кольский ТГК-1: «Вот такая поздняя весна, размазанная по времени, привела к тому, что Хибины стали таять гораздо позже, и уровень Имандры поднялся очень быстро. В этих условиях мы должны были открыть водосбросы на всех нивских станциях, на ГЭС-1,2,3, для того, чтобы обеспечить сохранность наших гидротехнических сооружений».
А вот многие кандалакшские дачники понадеялись, что водосброса в этом году уже не будет. Для них это почти катастрофа. Нива из мелкой речушки превращается в огромную протоку и смывает небольшой мостик, по которому ходят люди и ездят машины.
Это кратчайший путь для кандалакшан к дачным участкам. Но каждое лето люди сталкиваются с одной и той же проблемой – дорогу перемывает. Как говорят жители – год на год не приходится. Иногда водосброс длится неделю, две, иногда и целый месяц. В этом году воды особенно много, дорогу ни вброд не перейти, ни на хорошем внедорожнике не переехать.
Хороший внедорожник всё же пригодится – если очень нужно добраться к дачам, сделать это можно объездными путями – 12 километров разбитой грунтовки. Пётр Панов приобрёл домик по ту сторону берега в этом году. Сейчас в процессе ремонта, перевозил стройматериалы в прицепе, и оставил его на даче. Хотел забрать, да не успел – объявление о водосбросе пропустил, так что прицеп на даче остался надолго.
Пётр Панов, житель Кандалакши: «Есть ещё через этот… через центр. Там тоже есть дорога, но там плохая дорога. Я на своей машине не проеду».
Когда водосброс не очень большой, можно и вброд реку перейти, делится воспоминаниями кандалакшанка Евгения Соловьёва. В этом городе она прожила всю жизнь и к подобным ситуациям привыкла.
Евгения Соловьёва, жительница Кандалакши: «Раньше, особенно, мы ходили, молодые. По колено. Ещё и здесь дети на плечах».
А ещё до строительства ГЭС река была полноводной всё время. И кандалакшанам это было только в радость.
Евгения Соловьёва, жительница Кандалакши: «У меня муж здесь ходил и рыбу ловил. И вот поймает такую сёмжину, и вот идёт – на плече голова и хвост по земле вот так тащится».
Рыбные времена далеко в прошлом, Нива ГЭС-3 работает с декабря 49-го года. За это время жители протоптали дорожку, соорудили мост и ходят по нему не только к дачам, но и на родник за водой.
Раиса Киселёва, жительница Кандалакши: «Хотели 10 литров. Две канистры по 5 литров. Ей 5, мне 5. Теперь на родник мы не ходим по воду. Люди не ходят на дачу».
Руководство ТГК в курсе ситуации, этот мост – не единственная жертва большой воды. Люди делают в нижней части рек огороды, ставят хозяйственные постройки. По закону, всё должно быть согласовано с владельцами гидротехнических сооружений, но по факту – многие закон игнорируют, а потом причитают.
Олег Тяпинов, заместитель главного инженера филиала Кольский ТГК-1: «Что касается нивских территорий – большинство построек не согласованы. Это,так называемый, самострой. Поэтому люди строят на свой страх и риск, и когда открываются холостые водосбросы, мы заранее предупреждаем и органы власти, и муниципалитеты, водников, рыбников и так далее, заранее, за определённый срок, от 3-х до 5-ти дней».
Приводить в порядок объездную дорогу к дачам администрация Кандалакши не торопится. Вот и приходится людям либо гробить машины, либо наматывать километры пешком, либо вовсе отказываться от поездки на дачу. А пока огородники сетуют на несправедливость, каякеры готовят свои плавсредства. Водосброс для них – повод устроить соревнования, ведь бурлящая речка с большими перепадами, валами и бочками – отличная трасса, Ниву в этот период спортсмены считают одной из лучших водных трасс. Так что мощная стихия к людям вполне благосклонна. Главное – относиться к природным капризам с пониманием.
Нет воды. Куйбышевское водохранилище продолжат спускать до 10 декабря
9 ноября вопрос дальнейшего снижения уровня воды в Куйбышевском водохранилище обсудили на заседании межведомственной рабочей группы по регулированию режимов работы водохранилищ Волжско-Камского каскада. По результатам голосования принято решение продолжить сброс воды с меньшим объёмом – 4400 кубометров в секунду вместо 4700. Такой расход будет продолжаться до 10 декабря, сообщает пресс-служба правительства Ульяновской области.
Воды в этом году мало везде из-за малого количества осадков. Регулировщики вынуждены балансировать между интересами регионов Нижней и Средней (Куйбышевское водохранилище) Волги. 
Данные Русгидро
По данным Росводресурсов, в настоящее время уровень воды в Куйбышевском водохранилище составляет 49,97 метров Балтийской системы при нормальном подпорном уровне 53 мБС. Критической считается отметка 45,5 мБС.
Министерство природы и цикличной экономики Ульяновской области направило в Росводресурсы предложения не допускать снижения уровня Куйбышевского водохранилища ниже отметки 50 мБС.
– Регулирование проходит на федеральном уровне. Если сейчас не поднимать этот вопрос, есть риск не наполнения водохранилища в период предстоящего весеннего половодья. Возможно нанесение экологического ущерба. Пока ситуация не критическая, гибель водно-биологических ресурсов не отмечается, – сообщил и.о. министра природы и цикличной экономики Ульяновской области Роман Кирпичников.
По данным Росводресурсов, в третьем квартале 2021 года в бассейнах Волги и Камы отмечалась низкая водность. Суммарный приток в водохранилища каскада составил 72% нормы. Приток в четвёртом квартале ожидается в пределах 72-92%.
– Мы сохраняем задачу стабилизации уровня Куйбышевского водохранилища. Его сбросы с 11 ноября решено снизить с 4700 куб.м/с до 4400 куб.м/с. Работа водозаборов и навигация на Нижней Волге продолжит обеспечиваться за счет ресурсов Волгоградского водохранилища, – отметил заместителя руководителя Росводресурсов Вадим Никаноров.
После завершения навигации на Нижней Волге, в первой декаде декабря на очередном заседании МРГ рассмотрят дальнейшее снижение расходов с Куйбышевского и Волгоградского водохранилищ, а также график предполоводной сработки.
Новое в блогах
Как «оптимизировали» Саяно-Шушенскую ГЭС
Настоящая статья написана специально для пояснения особо опасного положения, сложившегося на Енисее в результате нарушения последовательности возведения гидроузлов и последующей противоправной “оптимизации” режима работы водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС в его верхней зоне в период проектирования, строительства и временной эксплуатации этого уникального гидроузла. В дальнейшем такие нарушения вполне могут привести к серьезным последствиям, вплоть до разрушения всего каскада ГЭС на Енисее.
“В условиях эксплуатации режим работы водохранилища в его верхней зоне является заданным и оптимизации не подлежит до тех пор, пока условия трансформации паводка в системе не изменятся. Например, если выше данного гидроузла будет построено новое водохранилище, позволяющее в паводок уменьшить максимальный сбросной расход воды.
Изменение режима работы водохранилища должно быть тщательно обосновано. При каскадном расположении водохранилищ оптимизация режимов пропуска паводков через сооружения не может рассматриваться изолированно для различных ступеней каскада, так как величина расчетного сбросного расхода нижележащей ступени каскада существенно зависит от правил управления режимом работы (трансформацией паводка) вышележащей ступени и т.д.
При выбранных параметрах сооружений гидроузлов любое сколько-нибудь существенное отклонение от разработанных при этом выборе правил управления режимами работы водохранилища в верхней его зоне при эксплуатации чревато серьезными последствиями, вплоть до разрушения всего каскада” [1], стр.602.
Эти утверждения в полной мере согласуются с требованиями строительных норм и правил (СНиП). В них речь идет о порожнем объеме водохранилища, расположенном в верхней части водохранилища межу уровнем мертвого объема (УМО) и форсированным подпорным уровнем (ФПУ), режим работы которого является заданным и оптимизации не подлежит до тех пор, пока условия трансформации паводка в системе не изменятся.
Когда разрабатывается схема использования водных ресурсов, то определяются наиболее удобные створы и нормальные подпорные уровни (НПУ). Полезный объем между уровнем мертвого объема (УМО) и НПУ, резервный объем между НПУ и форсированным подпорным уровнем (ФПУ), максимальный сбросной расход воды в нижний бьеф (максимальный расход воды через водосбросы + средний надежно гарантированный расход воды через турбины ГЭС) рассчитываются позже при технико-экономическом обосновании (ТЭО) проекта.
Расчеты ведут последовательно от верхнего водохранилища к расположенному ниже по течению водохранилищу по максимальным величинам объема и расхода притока воды с площади водосбора каждого водохранилища в отдельности. Максимальный сбросной расход воды в нижний бьеф первого в каскаде гидроузла определяется после заполнения порожнего объема водохранилища до ФПУ.
Согласно СНиП расчеты пропуска половодий и дождевых паводков обязаны исходить из выполнения обязательного условия: заполнение порожнего объема водохранилища от УМО до НПУ должно начинаться и проходить при надежно гарантированном среднем расходе воды через турбины ГЭС, но без выполнения холостого сброса воды.
Для обеспечения гарантии безопасного пропуска максимального расчетного притока воды с гарантийной поправкой и неожиданного дождевого паводка при заполненном до НПУ водохранилище расчеты обязаны предусматривать кратковременное заполнение порожнего объема водохранилища до ФПУ и кратковременную одновременную работа всех турбин ГЭС.
Расчеты максимального сбросного расхода воды в нижний бьеф каждого последующего гидроузла обязаны выполняться по максимальному объему и расходу притока воды с боковой площади водосбора водохранилища с учетом максимального сбросного расхода гидроузла, расположенного выше по течению.
Использование в расчетах пропуска половодий и дождевых паводков холостого сброса воды и кратковременной одновременной работы всех турбин ГЭС с пониженного уровня воды в водохранилище при проектировании, строительстве и временной эксплуатации гидроузлов запрещается.
Холостой сброс воды с пониженного уровня водохранилища является основным резервом, а кратковременная одновременной работы всех турбин ГЭС с пониженного уровня водохранилища – дополнительным резервом гидрологической безопасности гидроузла, его верхнего и нижнего бьефов.
Основной и дополнительный резервы гидрологической безопасности предназначаются для постоянной (промышленной) эксплуатации гидроузла на случай пропуска катастрофического притока воды (притока выше принятого в расчетах) и на непредвиденные случаи: отказы в работе оборудования, аварии на гидроузле, ГЭС, в нижнем бьефе, схеме выдачи мощности ГЭС и энергосистеме.
Если в ходе эксплуатации гидроузла приток воды в водохранилище окажется выше принятого в расчетах или возникнет непредвиденное обстоятельство (отказ в работе оборудования или авария), то холостой сброс воды и кратковременная одновременная работа всех турбин ГЭС начинаются немедленно с пониженного уровня воды в водохранилище.
Из-за нарушения очередности создания Саяно-Шушенского гидроузла создание порожнего объема водохранилища необходимого объема стало невозможным. Из-за недостаточного развития схемы выдачи мощности ГЭС средний расход воды через турбины снизился с 3400 до 2100 м 3 /с.
В ходе проектирования и временной эксплуатации Саяно-Шушенской ГЭС возникли непредвиденные обстоятельства: сначала авария на водосбросе, а чуть позже на плотине.
“Разуплотнение основания и последующие ремонтные работы наложили на режим наполнения водохранилища в 1997 году существенные ограничения, призванные обеспечить безопасность эксплуатации плотины:
— наполнение водохранилища допускается до отметки 538,0 м не ранее конца августа и 539,0 м (уточненная отметка НПУ) – во второй декаде сентября по условиям недопустимости превышения отметки 540,0 м (уточненный форсированный подпорный уровень);
— продолжительность удержания НПУ 539,0 м не должна превышать трех-четырех недель по условиям сезонного охлаждения плотины;
— допускается интенсивность наполнения водохранилища: до отметки 520,0 м – без ограничений; в диапазоне отметок 520,0 – 530,0 м – не более 1,5 м в сутки (среднее значение за 5 дней); выше отметки 530,0 м – не более 0,7 м в сутки (средний показатель за 3 дня).
Правилами установлены условия заполнения водохранилища в зависимости от прогнозируемого притока весеннего половодья (май-июнь):
— объем притока менее 30 км 3 (обеспеченность p > 1%) – расходами, превышающими Qгэс (расход воды через турбины), до отметки 520,0 м, после чего открываются водосбросы;
При заполнении порожнего объема водохранилища в период временной эксплуатации уникального гидроузла проектом в нарушение требований СНиП предусмотрено заведомое использование всего резерва гидрологической безопасности, то есть выполнение холостого сброса воды по контрольным уровням наполнения водохранилища на конкретную дату, зависящую от прогноза объема притока воды, таблица 1, ([4], стр. 456):