А.Б. Журавлев: "Гидра гидроэнергетики"

Пожиратели земель

Нет пророка в своем отечестве, поэтому приходится, излагая еретические соображения, ссылаться на импортные авторитеты.
Еще в 1989 г. Управление по рациональному расходу энергии и использованию возобновляемых источников энергии при Министерстве энергетики США провело два исследования, связанных с выявлением издержек, обусловленных производством электроэнергии и неизбежным при этом негативным воздействием на окружающую среду. Исследователи сделали важный вывод: «совершенно безвредной для окружающей среды технологии производства энергии вообще не существует». Это, разумеется, касается гидроэнергетики и гидротехнических сооружений (ГТС) в целом (плотины, каналы, дамбы).
Вывод привел к практическим результатам: в США темпы сноса плотин превысили за 1997–2007 гг. темпы строительства новых. Во Франции снесены 4 гидростанции на Луаре (в 1998 г. две станции, в 2003 и 2005 г. — по одной). В Австралии разобрали плотину Веллингтон, а в США, в штате Вашингтон, на 2009 г. планировалась ликвидация двух весьма мощных гидростанций: Глайнз-Каньон-Лам (высота плотины 64 м) и Элва (высота плотины 33 м). Таким образом, страны с развитой рыночной экономикой готовы отказаться от даровой энергии из неисчерпаемого источника по экологическим соображениям!


В США крупнейшим импортером энергии прекращено строительство больших ГЭС. Гидроэнергетический потенциал малонаселенной Аляски, составляющий десятки миллионов киловатт, практически не используется. Имеются и экономические аспекты такой политики — рыбная ловля, туризм, лесозаготовки, охота тоже приносят немалые прибыли. Причем про возобновляемые источники энергии (ВИЭ) Министерство энергетики США не забывает: США — лидер по мощности ветрогенераторов, на Гавайях запустили мощнейшую геотермальную электростанцию, а про нанотехнологии и говорить нечего, американские исследователи лидируют в этой области с 1954 г., когда специалистами компании «Белл» была запущена первая кремниевая солнечная батарея (хотя японцы догоняют, а кое-в чем и обгоняют американцев).
В отношении гидроэнергетики у развитых стран действует точный расчет, анализ всех факторов риска и доходности, выгод и убытков.
Россия в этой области, как и в других, теряет накопленный ранее технологический потенциал. Это я не сам придумал, так Президент заявил. Добро бы держались на старом уровне, ведь деградируем. Одна лишь авария на Саяно-Шушенской ГЭС чего стоит. В аварии, конечно, высокие комиссии объявили виновными руководителей среднего звена. Это очень странно. Ведь Саяно-Шушенская ГЭС долгие годы находилась в аварийном состоянии, так как паводки оказались сверхнормативными, и плотина находилась под угрозой разрушения, рукотворный водопад крушил скалы под основанием ГЭС. Независимо от аварии в машинном зале станцию нельзя было считать действующей до полного, гарантированного решения проблемы сброса воды. Если кто в технике не понимает, то должен разбираться хотя бы в финансах, ведь на действующей станции деньги отпускаются только на текущий и изредка — на плановый ремонт. Капитальные затраты не предусматриваются.
С чисто академической точки зрения, ситуация на Саяно-Шушенской ГЭС интересна и подтверждает косвенно теорию «глобального потепления». Маловероятно, чтобы проектировщики просто ошиблись в расходах воды. Они взяли результаты многолетних наблюдений, не учтя тенденции к потеплению климата. Циклоническая деятельность усилилась, из-за чего осадков в верховьях Енисея стало выпадать больше, и покатились паводковые воды вниз по реке с удвоенной силой, а в Карловом створе — плотина, ну и отомстила природа за «победу» над собой.
Я далек от мысли утверждать, что «во всем царь виноват». В «низах» дела не лучше идут. Так, в 2005 г. Управление Росприроднадзора по Свердловской области обследовало ГТС в предпаводковый период и выявило, что 50% (!) проверяемых объектов оказались без хозяина. В основном это небольшие ГТС, но сам факт показателен. Заводы, леспромхозы, турбазы, сельхозпредприятия разоряются в ходе реформ постоянно, некоторые к 2005 г. физически исчезли. Почему мониторинг ГТС не организовали, когда бесхозных сооружений было 2, 3 или 5%? Вопрос риторический. Ряд этих сооружений построен еще крепостными.

Вообще-то ГТС — первые промышленно-энергетические объекты в истории человечества. В Египте и Китае их начали строить еще 5000 лет назад, в Европе гидроэнергетическая лихорадка началась 1000 лет назад с развитием мануфактур в Северной Италии. В России ГТС стали строить 300–400 лет назад (еще до Петра I), в Северной Америке — 300–350 лет назад. Тогда это было абсолютно необходимо. Энергия воды — это железо, полотно, корабельная доска, пушки, сабли, подковы, гвозди и, наконец, просто мука. Да и сами рыночные отношения зависят больше от энергетики, чем от ростовщиков и банкиров. В России, например, до Петра I господствовали натуральный обмен и натуральное налогообложение. Причина до боли знакома: «денег нет». Не из чего было их чеканить. Меди, в значительной степени импортной, еле-еле на колокола хватало. Только индустриализация, затеянная «царем-антихристом», насытила торговлю оборотными средствами и сделала страну финансово независимой. Уральская медь и колымское серебро довели денежные потоки до самых глухих деревень. Заводы и рудники работали силой водяных колес. Да ради этого можно и реки перегородить, и луга затопить, и озерную гладь поднять! Экологические проблемы, хотя и в малом масштабе, вскрылись уже тогда, другое дело, что никто не наблюдал и не обобщал их.

Люди Прокопия Демидова 250 лет назад перегородили речку Нейву, вытекающую из озера Таватуй, торопясь, затопили немало леса. Кусок торфяного берега вместе с деревьями и кустами оторвался и поплыл по озеру, гонимый ветром. Сел на мель, корни зацепились за дно, приросли — так на озере появился остров Салавень. Это забавно, как в книжке про капитана Врунгеля. Но вот когда со дна самого большого в Европе Рыбинского водохранилища стали всплывать целые острова размером в сотни гектаров, стало не до смеха.
Ситуация монотонно повторялась на всех крупных ГЭС, особенно на сибирских. Есть тут глубокое энергетическое противоречие: пытаясь получить электричество из падающей воды, мы лишаем себя возможности использовать тепловую энергию древесины и торфа, причем энергетический потенциал биомассы, оставленной на дне водохранилищ, превышает выработку электричества на ГЭС за целые десятилетия. Здесь надо иметь в виду, что теплотворной способностью обладает не только товарный торф, но и торфяные грунты, и верхний слой таежной почвы — это должно быть очевидно, так как большая часть лесных пожаров (к счастью) низовые.
Нельзя сказать, чтобы никто этого не понимал. После печального опыта затопления поймы Братским и Усть-Ильмским водохранилищами обсуждались планы полной очистки ложа Богучинского водохранилища от биомассы с ее утилизацией, но потом не до того стало. В настоящее время против подобных планов приводится весомый аргумент: «Нет у нас таких технологий». Все есть, только вспомнить надо. В позапрошлом веке известный металлург Грум-Гржимайло внедрил на уральских заводах газогенераторы, которые превращали в горючий газ пни, сучьи, торф, древесную кору, и эксплуатировались эти устройства около ста лет, до подвода природного газа.
В XXI веке пока в стране сдана в эксплуатацию одна крупная ГЭС — Бурейская в Хабаровском крае. В свое время она предназначалась для снабжения дешевым электричеством Дальнего Востока, но основной поток энергии был направлен почему-то в Китай (проектная мощность, равная 2010 МВт, была достигнута в ноябре 2009 г.). Хотя Бурейский долгострой тянулся несколько пятилеток, водохранилище, как водится, затопило тысячи квадратных километров тайги. Этому трудно найти объяснение, ведь рядом находится бездонный рынок сбыта для деловой древесины — КНР. Поскольку топляк течение несет к плотине, для бесперебойной работы турбин построена флотилия судов, что-то  вроде минных тральщиков, которые должны отлавливать миллионы мертвых деревьев, бывших наших «зеленых друзей».
Водохранилища крупных ГЭС — пожиратели земель, причем плодородных, пойменных, да и леса в долинах рек, даже сибирских, самые продуктивные. Земли, затопленные при возведении плотины, зачастую полностью выводятся из хозяйственного оборота, да и биологическая продуктивность этих вод близка к нулю, а то и находится в отрицательной области, так как гниющие в воде растительные останки выделяют метан и двуокись углерода — парниковые газы. В Сибири судоходство на водохранилищах, как правило, не предусмотрено: плотины глухие, без шлюзов, да и затопленный лес мешает свободному плаванию кораблей. К жизни в таких водоемах не может приспособиться толком ни речная, ни озерная рыба. Какая рыба, кроме пескаря, выдержит перепады уровня воды в 40 м, как на водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС?
Ясно, что низкие цены на гидроэлектричество — фикция, причем ценообразование явно не соответствует российскому законодательству. Ведь надо платить налог за земли, затопленные водой, за восстановление погубленных лесов, зверей и птиц и за ухудшение качества воды в реках. Чем гидроэнергетики лучше теплоэнергетиков? Те за все платят, даже за продувочную воду с градиром. Вроде берут природную воду, упаривают ее и возвращают обратно с теми же веществами — и платят деньги вторично, первый раз заплатив за водозабор. Юристов и законодателей разных уровней у нас хватает, но очевидных вещей они, равно как и природоохранные структуры, не замечают. К европейским-то экономическим ценностям надо приобщаться не на словах, а на деле. А суть их в том, что экономически поощряется не растрачивание природных ресурсов, а высокотехнологичное производство.
О «мелких» убытках от рукотворных морей, вроде затопления месторождений полезных ископаемых, можно и не говорить.



Еще раз о переброске сибирских рек

Не каждый москвич похож на знатного гидростроителя Н.С. Хрущева внешне. Только один, помимо внешнего сходства, имел влияние и возможности, чтобы оставить на земле российской неизгладимый след в виде гигантского ГТС, доселе на планете невиданного — канал от тундры до пустынь Центральной Азии длиной 2500 км и пропускной способностью 25 к м³ /год. Несколько лет проект популяризовался в прессе, а в начале прошлого года сам «автор» проекта выступил с программной речью по центральному телевидению. Яркая живая речь, напоминающая лучшие выступления «дорогого Никиты Сергеевича», переводила вопрос в политическую плоскость, из чего вытекало, что денег на проект жалеть нельзя, а об экологии и негативных экономических последствиях и задумываться не стоит. Народу рассказали о кознях зловещих внешних сил: Китай забирает 8 из 9 кубокилометров стока Черного Иртыша, и Россия должна компенсировать эту воду Казахстану, иначе он заберет эту воду со своего участка Иртыша, и мы все равно этих 8 млрд т H2O лишимся. Афганистан отведет Амударью на орошение своих полей, отчего водный кризис в республиках Средней Азии совсем обострится, и их жители ринутся в Россию и поселятся там, причем было сказано, что «независимо от желания россиян». (Последнее мне особенно не понравилось. Даже Хрущев не доходил в своем интернационализме до того, чтобы обездоленных со всего мира поселить в СССР. Мало ли кто где хочет жить. Из миллиарда африканцев 99,9% хотят жить в США и очень разочарованы тем, что их туда не пускают.)

Однако большие вопросы возникают по всем пунктам обоснования проекта. Почему мы должны компенсировать бывшим республикам Союза воду, которую заберут у них злые соседи? Они что, постоять за себя не могут? Кроме того, существуют ООН и международное право, а в мировой практике действует правило, согласно которому страна, находящаяся выше по течению реки, не может забирать на свои нужды более 25% речного стока. Современный Китай не склонен нарушать международных соглашений, к тому же Казахстан — его важный торговый партнер, поставщик и транзитер углеводородов. Афганистан в его нынешнем со-стоянии не имеет технических возможностей для существенного отбора воды из Амударьи, к тому же влиятельные силы заинтересованы в стабильности на границе (увы, для бесперебойной транспортировки наркотиков). Трудовая миграция вообще слабо связана с водными ресурсами. В огромной Саудовской Аравии, превышающей по площади Западную и Центральную Европу, нет ни одной постоянной реки, но никто оттуда на заработки не уезжает — наоборот, мигранты считают счастьем там потрудиться, равно как в Катаре и Кувейте, причем уровень жизни коренного населения разительно отличается от благосостояния пришлых работников.

Если вернуться в Среднюю Азию, то наибольший исход пролетариев идет из Таджикистана, который лучше всего обеспечен водными ресурсами и, что немаловажно, гидроэлектроэнергией. Цветная металлургия, поливные земли, запасы углеводородов, возможности для туризма — надо было очень постараться, чтобы довести республику до разрухи. Ясно лишь, что проблема там не в отсутствии сибирской воды. Самая плохая обеспеченность водой — в Туркмении, зависящей от Каракумского канала. Но как раз туркмены на российском рынке труда не представлены. От социальных гарантий — наследия Туркменбаши — они уезжать не торопятся.
Лозунг «Ударим каналом Ханты-Мансийск — Каракалпакия по безработице, нищете и миграции!» — неверен. Нельзя забывать, что собственные водные ресурсы в Средней Азии немалые. Сток Амударьи — 63 к м³ /год, Сырдарьи — 37 к м³ /год. Есть небольшие реки Теджен, Мургаб, Заравшан. Сток рек почти полностью забирается на водоснабжение и полив, но тут-то и таятся резервы. Большая часть каналов — грунтовые. Они не имеют бетонной или иной облицовки, и вода уходит в грунт, а в условиях высокой испаряемости это приводит к засолению земель. Полив земель — почвенный, вода распределяется с помощью мелких арыков, что также ведет к перерасходу воды и засолению. Бывая в Средней Азии, я очень удивлялся их способам полива. В средней полосе России, где вода доступна и угрозы затопления нет, основной способ полива — дождевальные установки, а в пустынях — арыки. Надо поливать дождевым и капельным способом, воду подавать по трубам, каналы забетонировать. Это дорого и трудоемко, но конечный результат себя окупит, вся ми-ровая практика это подтверждает. И людей займут, и посевные площади можно расширять. Ресурсы подземных вод, согласно расчетам ученых, позволяют отбирать до 20 к м³ в год. Такого же порядка ресурсы слабоминерализованных (3–5 г/л солей) вод. Такими водами можно орошать пастбища, поить овец и верблюдов. Огромные резервы имеются в области опреснения воды.
Здесь надо сказать несколько модных слов. Одной из нанотехнологий является получение мембран для обратного осмоса, т. е. пленок, поры которых имеют размеры ~10–9 м. Молекулы воды под внешним давлением через поры проходят, а гидратированные ионы — нет. Опреснение слабоминерализованной воды, таким образом, на порядок дешевле, чем выпарка. Промышленный выпуск мембран был в свое время в России налажен, так что в теме водоснабжения Средней Азии логичней было бы технологическую помощь оказывать, разумеется, не бесплатно.
Хотелось бы присмотреться и к технологической стороне проекта. По каналу длиной 2500 км предполагается перебрасывать из района Ханты-Мансийска 25 к м³ обской воды, т. е. 7,7% общего стока, равного 325 к м³. В связи с климатическими условиями воду можно будет перебрасывать в теплое время года, для ХМАО–Югры это 4,5 месяца. (Речь шла вообще о «паводковых водах». Период паводка на Оби составляет 1,5–2 месяца, срок отбора воды, на наш взгляд, малореальный, возьмем 4 месяца — все же канал должен функционировать более-менее равномерно и продолжительно.) Получим расход воды 2380 м/с, т. е. почти такой же, как в Неве (2550–2500 м/с).
Сам проект переброски сибирской воды в бассейны Сырдарьи и Амударьи возник благодаря одной особенности рельефа Северного Казахстана. Между отрогами Южного Урала и Казахским мелкосопочником (максимум +127 м над уровнем моря) располагается Тургайская ложбина, которая возвышается над уровнем Оби в районе Ханты-Мансийска (+22 м над уровнем моря) на какие-нибудь 100 м. Но подъем такой массы воды (2380 м³ /с) даже на 100 м потребует 2,5 млн кВт электрической мощности. К тому же вода обладает вязкостью, и ее перемещение по горизонтали на 2500 км хотя бы со скоростью 1 м/с (3,6 км/ч) тоже потребует энергии и немало — порядка 1,5–2 млн кВт. Суммарно потребуется 4–4,5 млн кВт, т. е. энергия Братской ГЭС (конечно, траектория движения воды здесь упрощена для наглядности).

До водораздела в Тургайской ложбине воду надо поднимать по ступеням (их должно быть пять), перемещая ее на расстояние до 1500 км (между прочим, это уже на территории Казахстана). Высота каждой ступени, очевидно, должна быть 20 м. Это, конечно, элементарная задача для наших гидротехников, беда лишь в том, что Западно-сибирская низменность очень плоская, и плотина средней высоты образует водохранилище громад-ных размеров, а кругом болота, и торфа на берегах Оби и Иртыша много больше, чем на берегах Волги в районе Рыбинска. Иртыш и Тобол придется превратить в цепь водохранилищ, что не отменяет необходимости углубления русла рек, строительства мостов, дамб и пр. в Курганской области. Тобол небольшая, несудоходная река, а по ее руслу надо пропустить, причем вспять, целую Неву. Проект намечается трансграничный: около 1000 км канала надо провести по территории Казахстана, чтобы войти в хлопкосеющие районы Узбекистана.
Строительство в пустыне Бетпак-Дала канала, по размерам превышающего знаменитый Каракумский, — дело непростое и недешевое. Впрочем, предлагается попутно обустроить оросительные системы в Челябинской и Курганской областях. Само по себе это неплохо, но пшеница растет в этих краях и без орошения. Эти области — не пустыни. Там есть реки, ручьи, запруды, и в прошлом веке действовало немало оросительных систем, прежде всего для выращивания овощей и кормо-вых культур. Большинство из них сейчас заброшены, и не из-за отсутствия воды, а из-за дороговизны электричества. Те, кто выращивает мясной скот для нас, платит за электроэнергию в 5–10 раз дороже, чем те, кто производит алюминий для китайцев (как потребитель, я бы предпочел, чтобы было наоборот). А им еще и воду предлагают покупать.
Прозвучавшая в обосновании проекта ссылка на то, что он был досконально проработан еще при плановой экономике, звучит весомо. Но Госплан СССР из нескольких отработанных проектов выбирал лишь один и по принципу «семь раз отмерь, один раз отрежь». А иногда не одобрял ни одного. Я могу напомнить некоторые гидропроекты, «оставленные без последствий»: переброска стока северных русских рек в Каспийское море; строительство Нижне-Обской ГЭС; строительство Нижне-Ленской ГЭС, которая должна была стать самой мощной на планете — 38 млн кВт (этот проект выглядит весьма соблазнительно, ведь каждый житель нынешней РФ мог с этой станции иметь 2000 кВт·ч/год по 25–30 коп. в нынешних ценах. Да мы бы все себе электрокотлы поставили!); каскад ГЭС на реке Чусовой мощностью 1 млн кВт со шлюзами, а также судоходный канал через Свердловск с выходом на Тобол, Иртыш, Обь (тоже красиво, об этом мечтал почти три века назад Татищев: Екатеринбург — порт 6 морей! Увы нам, увы уральцам!); канал для переброски северных рек Туры и Тавды для орошения засушливых районов Челябинской и Курганской областей в объеме 3–4 к м³ (и затраты реальные, и площади затопления умеренные, но не прошло: с окупаемостью плохо, да и экологи непрерывно протестовали).
Реализован, на Урале, один гидротехнический проект, имеющий сходство с рассмотренным выше. Географически он выглядел очень мощно: был трансконтинентальным, через Каменный пояс воду перебросили из Европы в Азию, из Каспия в Ледовитый океан, от туркмен к белым медведям. История стоит упоминания, так как к строительству приложил свой руководящий талант сам будущий первый Президент России. Автор по его воле в то время временно исполнял обязанности гидростроителя. В начале 1970 г. на миллионный индустриальный Свердловск надвинулся водный кризис. Город стоит на водоразделе, своих водных источников не хватало. Был разработан проект переброски воды с западного склона Урала (из Европы) на восточный (в Азию). На реке Уфе в Челябин-ской области решено было соорудить водохранилище, насосами поднять воды через горы в верховья реки Чусовой, затем по системе каналов, водохранилищ и водопадов — в Исеть, которая через Свердловск течет в Сибирь, к Тоболу. Все преотлично, смета составлена, началось строительство. Но разве можно столь эффективный проект оставить без политического руководства? А что может яркий политик, мечтающий о большой карьере? Правильно, ускорить и перевыполнить. Как здорово «поймать паводок» и заполнить водохранилище (Нязепетровское, что в 125 км от Екатеринбурга) раньше планового срока! А как быть, если лентяи лесорубы лес спилили, сложили в штабеля и ждут лета. (А куда им вывозить такую прорву леса, да еще без дорог?) Но вождь может все. И вот сотни единиц тяжелой техники и тысячи людей ринулись на штурм. Бульдозеры и экскаваторы пробили путь в метровых сугробах, кранами и руками мы разбирали кучи бревен и складывали из них громадные костры. Сырой лес пополам со снегом и льдом не хотел гореть, и в ход пошли автопокрышки и бочки с соляркой. Черный дым днем и зарево ночью были видны за десятки километров. Ну и, конечно, рубеж был взят, талые воды к лету покорно плескались за плотиной.
Следующим было Верхне-Макаровское водохранилище на Чусовой. История повторилась дважды. Снова срубленный лес остался под снегом, в марте последовал приказ «На штурм!», и огонь, дым, керосин, покрышки. Идиотизм повто-рился в том, что Нязепетровское водохранилище находится в глухих горах, а Верхне-Макаровское в 30 км от центра Свердловска, в дачных местах с приличной дорожной сетью. На каждом втором заводе — своя лесопилка. Дай команду летом или осенью — не только лес, торф бы вывезли, причем в нерабочее время.
Про торф я помянул не случайно. Водопроводная вода в Екатеринбурге до сих пор скверная. Водохранилища мелководные, на дне слой торфа, земли и сучьев. Растворимая органика дает при хлорировании крайне вредные соединения, в период цветения водоемов вода, щедро сдобренная хлором, откровенно пахнет дустом. Здравомыслящие жители воду из-под крана не поют. Если уж бросаться на водохранилища всем миром, то только для полной их очистки. Снять торф и почву до коренных грунтов. Технически вполне осуществимо. Но…
(Должен заметить, что чиновники на водный кризис прореагировали куда прогрессивней, чем некоторые прыткие политики. Требования к водоснабжению новых предприятий стали прямо-таки драконовскими, что возымело положительный эффект. Так, новый комплект холодной прокатки электротехнической стали, возведенный в городе, получил бессточную схему водоснабжения, а авторы были награждены Государственной премией.)
Занятно, что уральская трансконтинентальная система переброски воды оказалась удачной в плане общих климатических изменений. Когда ее проектировали, изъятие воды из Каспийского бассейна считалось вредным, так как Каспий надо было «спасать от высыхания». Когда проект был реализован, уровень Каспийского моря стал быстро расти, т. е. изъятие части Волжского стока, по сути, стало полезным. Нам эта стабильно работающая система ГТС позволит понять цену «непотопляемого» глобального проекта — поворота сибирских рек на юг. В гидротехнике расходы прямо пропорциональны масштабам свершений. Уральцы перебросили 125-километровый поток с максимальным расходом 10 м³ /с. Обошлось это в 160 млн полновесных брежневских рублей (250 млн теперешних долларов).
Для сравнения посчитаем коэффициент масштабирования «непотопляемого» глобального проекта:
2500 км: 125 км = 20
2380 м³ /с: 10 м³ / с = 238
250 000 000 долл..238.20 = 1 190 000 000 000 долл.
Один триллион сто девяносто миллионов долларов. Это минимальная оценка, так как московские строители побили все мировые рекорды по стоимости инженерных сооружений. Мы получили сумму, равную одному американскому годовому бюджетному дефициту или 25 фондам национального благосостояния РФ (по последним данным, он составляет 478 млрд долл.). Конечно, лоббирующие проект заявляли, что переброшенную воду будут продавать, только не озвучивали цену. На Лондонской бирже пока обской водой не торгуют. Но помочь в написании бизнес-плана можно.

Я бы ответил тем, кто снова и снова проталкивает проект, как рыночник рыночникам: если заложить в расчеты ту цену, которую столичная мэрия платит за кубометры чистой, мягкой верхневолжской воды сопредельным областям, как знать, может, и один триллион долларов инвестиций окупится — плюс налоги за землепользование. Без рыночного ценообразования гидрочудища сожрут все лучшие земли РФ.

Комментарий члена-корреспондента Международной инженерной академии, первого заместителя министра природных ресурсов РФ (1996–2002) Н.Н. Михеева:


В Сибири необходима система управления водными ресурсами

Весьма остро стоит проблема водоснабжения многих городов, а особенно промышленных центров в Сибири. Водопроводы везде старые, изношенные. Кризис водоснабжения Екатеринбурга, которого касается автор, уже прорисовывается в самой ближайшей перспективе. Поэтому надо думать о том, как создавать систему водоснабжения городов Сибири — до сих пор никакой целостной системы водоснабжения в этом регионе нет.
А кроме водоснабжения необходима система гидрорегуляции стока великих сибирских рек — хотим мы этого или нет, но климат меняется! Проявляется это в том, что верховья рек оттаивают на 2–3 месяца раньше, чем низовья, и стоку рек просто некуда деваться. Схема наводнений проста: в Иркутске стоит уже жара под 30 градусов, а в Якутске — минус 20 и лед на реке толщиной в два метра! И никакой бомбежкой тут не помочь — это ничтожно слабое воздействие. А если действительно взрывать (есть такие технологии — 16-тонные контейнеры со взрывчаткой опускали на дно и взрывали), то образуются ледяные горы шириной с водохранилище, и во время ледохода эти «ледяные крепости» сметают на берегах все на своем пути. Так что необходимо где-то  накапливать или перераспределять воду в течение этих паводковых месяцев, и здесь организованный сток мог бы помочь.

Что касается канала для переброски сибирской воды в бассейны Сырдарьи и Амударьи, то в целом оценка автора мне кажется верной. Следует, однако, иметь в виду, что воду в случае реализации проекта надо будет отбирать не круглый год, а главным образом в период половодий, которые сейчас становятся систематическим явлением из-за изменения климата. Канал, если проект будет осуществляться, надо вести не открытым способом, не арыком, а в бетонной трубе — как это делается по современным технологиям во всем мире. Примером может послужить «Зеленый поток», по которому вода перекачивается с глубины почти 1 км в районе Сахары на территорию Ливии по трубам диаметром 8 м (такой диаметр имеет Лефортовский тоннель в Москве). Но для сибирских рек, я думаю, потребуется тянуть не одну трубу, а несколько, диаметром 2–4 м.
Энергетические затраты на подъем-прокачку воды считаются по простой формуле.
Если Q — расход м³ /с и H — высота закачки в метрах, то мощность N в киловаттах равна:
N = 10 Q·H. Аналогичная формула используется и при расчете выработки энергии (например, на ГЭС) за счет падения воды с высоты H:
N (кВт) = 7 Q·H.

Разница с предыдущей формулой — 30%, которые как раз и составляют потери энергии в цикле закачки и выработки энергии. Объемный расход надо брать не 2300 м³ /с, как автор статьи, а на порядок меньше — 230 м³ /с. Обь с Иртышом имеют средний сток 12 700 м³ /с, а максимальный — 43 000. Таким образом, если забирать примерно 2% среднего стока (0,5% в половодье) от общего стока, то это будет технический забор воды, а не переброска рек, как стало модно говорить. За год откачаем примерно 10 к м³ воды — вполне значимый объем для международных проектов в этом регионе. Мощность на подъем воды составит: N = 10·230·100 = = 230 тыс. кВт = 230 МВт. Допустим, еще столько же потратим на трение при перемещении воды по горизонтали на расстояния в тысячи километров.
Таким образом, реальную прокачку воды для промышленных целей и разумного водоснабжения может обеспечить электростанция с мощностью не более 500 МВт, что, в общем, не является чем-то  особенным в регионе добычи нефти и газа. Такие мощности нефтяники ежегодно вводят на «отходах производства» — попутном газе, и конечно, эту мощность можно легко получить с помощью ГЭС на буферном водохранилище, которое надо построить в гористых районах верховий Иртыша и Оби для предотвращения опасностей паводков.
По поводу событий и роли Саяно-Шушенской ГЭС надо сказать, что надзор за плотиной, конечно, нужен. С этой точки зрения показательна история с плотиной на Демидовских заводах, где плотины с начала 90-х годов перестали регулироваться вообще — власти заварили намертво железные ворота, чтобы их не утащили и не сдали на металлолом. В результате в половодье река разлилась и унесла десятки жизней из-за того, что плотины были бес-хозными и их не смогли вовремя открыть — пришлось вызвать взрывателей и взорвать!
Однако водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС несомненно играет роль буфера, куда можно направить избыток вод, а потом постепенно «стравить» через плотину. Именно так было в 2005 г., когда из-за мощного половодья начали бомбить Лену, и в общем этой бомбежкой мало чего добились. На Енисее в тот год сложилась такая же ситуация, как и на Лене — верховья уже оттаяли, а в нижнем течении — лед. Но здесь как раз водохранилище выполнило роль буфера, который до поры мог взять на себя избыток вод, и можно было поднять уровень выше обычного и затем постепенно его понижать.


Но самое главное для Сибири сегодня заключается в том, что избыток воды в половодье — это не то событие, которое происходит раз в сто лет, наоборот, это результат действия систематического фактора — изменения климата в этом регионе. Из-за этого общий сток сибирских рек неуклонно возрастает, и уже сегодня отличие по стоку характеризуется цифрой 10–15%. Фактор неоднородности климата тоже нарастает, вместе с его изменением увеличивается число стихийных бедствий, о чем все наслышаны и о чем неоднократно писалось в журнале. Стихийные бедствия вызывает не какая-то таинственная сила, они возникают из-за паводков, которые из-за многоводности рек и нарастающей неравномерности таяния льда и в дальнейшем будут случаться все чаще. Поэтому половодья будут продолжаться регулярно из-за того, что верховья вскрываются все раньше. Так что действие такого систематического фактора, как изменение климата, надо обязательно принимать в расчет, если планировать дальнейшую жизнь в Сибири.
Потому-то для Сибири необходимо иметь систему управления водными ресурсами, и ее тем более необходимо создавать сейчас, когда уже очевидно, что в регионе меняется климат. Речь надо вести не о том, что нужно обязательно перебрасывать воду, а о том, что водой надо управлять — в этом основа хозяйского отношения к этому ресурсу. Если не обуздать воду вовремя, она становится стихией, которая сметает все на своем пути. Так что в Сибири, как, впрочем, и во всей стране, нужна система комплексного освоения территории, в которой предусмотрено регулирование водных потоков.
Вода — возобновляемый ресурс, и системы его использования нет, возможно, потому, что вообще нет системы использования возобновляемых ресурсов в России. В этом и состоит, на мой взгляд, главный вывод, который надо делать. При строительстве ГЭС возникает целый набор экологических последствий, которых в случае строительства водохранилищ в горных районах гораздо меньше, чем для равнинных ГЭС. Потенциал США по гидроресурсам использован на 60%, и поэтому они решили «притормозить» строительство ГЭС, в то время как для России это показатель — всего 18%! Поэтому отказываться от ГЭС неразумно, но надо разумно и тщательно выбирать место для строительства в горных районах и не строить водохранилищ на равнине.

гидроэнергетика 

25.11.2011, 612 просмотров.

Имя

E-mail

Тема

Комментарий

Оценка

Код подтверждения