Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Реалии величавой реки Волги

Представление о Волге как о самой большой реке в Европе, вытекающей из озера Волго и через 3530 км впадающей в Каспийское море, относится к уровню строчных истин. А вот об настоящем состоянии этой водно-ресурсной системы не достаточно кто знает.

Направьте внимание: не Волга-река, а конкретно водно-ресурсная система. За более чем двухсотлетнюю историю реконструкции Волги-реки этот уникальный по своим характеристикам и значимости для страны аква объект перевоплотился в природно-техническую систему, обеспечивающую аква ресурсами и электроэнергией целые отрасли хозяйства, также миллионы отдельных потребителей. Нельзя не напомнить, что бассейн Волги занимает более 60% самой населенной и экономически развитой Европейской части страны. Лишь на нужды населения, индустрии и сельского хозяйства тут раз в год забирается из аква источников около 30 км3 свежайшей воды. На гидроэлектростанциях Волжско-Камского каскада раз в год делается до 40 миллиардов кВт_ч электроэнергии, грузооборот речного транспорта в наилучшие годы достигал 260 млн т в год. И сейчас обычное существование этого региона невообразимо без функционирования водно-ресурсной системы Волги.

Что все-таки по сути представляет собой Волга сейчас и какой она может стать в наиблежайшие годы и в отдаленной перспективе? Сегоднящая Волга зарегулирована. На самой Волге сооружено 9 больших гидроузлов: Верхневолжский бейшлот, построенный еще в XVIII в., Иваньковский, Угличский, Рыбинский, Нижегородский, Чебоксарский, Куйбышевский, Саратовский и Волгоградский с гидростанциями. Три больших гидроузла с ГЭС на реке Каме — Камский, Нижне-Камский и Воткинский. Всего же в бассейне Волги действуют в текущее время более 120 больших гидроузлов с плотинами, водохранилищами и каналами, коренным образом изменившими естественные гидрологические процессы в речной системе.

Разглядим один из самых ответственных частей этой системы и совместно с тем более близкий миллионам москвичей — реку Москву, впадающую в Оку, 2-ой по водности приток Волги.

Подпертая плотинами и подпитываемая волжской водой река Москва является приятной (в черте г. Москвы — практически) моделью Волги, которая в итоге сотворения гидроузлов также перевоплотился в серию сопряженных, примыкающих друг к другу водохранилищ.

Сейчас на Москве-реке и ее притоках эксплуатируется 12 больших гидроузлов, решающих две важные задачки: надежное водообеспечение Столичной агломерации и создание судоходного пути от Москвы до Оки с гарантированной глубиной 2,2 м. Конкретно эти гидроузлы и переброска стока из Волги по каналу Волга-Москва обеспечивают современную полноводность реки Москвы.

В естественных же, незарегулированных критериях река Москва смотрелась совершенно не так, как на данный момент. В летнюю межень (июль — август) расходы воды в реке ( т. е. количество воды, проходящей в единицу времени), были часто ниже 10 м3/с, а в грозные зимы речной поток уменьшался до 6-7 м3/с. Летом в неких местах в черте городка Москву-реку можно было перейти вброд.

Исторически более известен Крымский брод в районе сегодняшнего Крымского моста. Через этот брод не раз на Москву нападали монгольские орды, а в 1612 г. Козьма Минин, перейдя с войсками через Крымский брод, нанес фланговый удар по наступающим войскам гетмана Ходкевича.

Чтоб избавиться от маловодья, в 1836 г. на реке Москве, чуток выше современного Огромного Каменного моста, была построена Бабьегородская плотина, поднявшая уровень воды в реке в черте городка на 2,5 м. Она просуществовала до той поры, пока чуток выше села Коломенское не была введена в строй Перервинская плотина с подпором около 5 м, создавшая современный уровень воды в реке Москве в границах городка.

В 1937 г. в Москве был введен в эксплуатацию 2-ой современный гидроузел — Карамышевский, поднявший уровень воды на вышележащем участке реки практически на 6 м. Таким макаром, современная река Москва в границах городка представляет собой два огромных проточных пруда. Какой-то из них начинается у Перервинской плотины и тянется по руслу реки до Карамышевского гидроузла, включая гигантскую акваторию в районе Нагатино, другой — от Карамышевской плотины до Рублева, имеющий массивные разливы в районе Серебряного бора и Строгина.

Ниже Перервинской плотины на реке Москве сооружено еще 5 гидроузлов с плотинами и шлюзами, обеспечивающими глубоководный путь до реки Оки и дальше до Волги. Выше Карамышевского гидроузла на реке Москве и ее притоках построены Можайский, Рузский, Озернинский и Истринский гидроузлы, образующие систему одноименных водохранилищ, которые позволяют умеренно, с высочайшей надежностью пичкать добрую половину Москвы питьевой водой, независимо от естественных колебаний водности реки.

Но вернемся к Волге. Если сделанная Москворецкая система понятна всем и, обычно, вызывает только восхищение, то каскад водохранилищ на Волге представляется некоторым монстром-губителем величавой реки. Для опасений за судьбу Волги, естественно, есть конкретные предпосылки, но в какой степени они зависят от имеющейся системы регулирования стока, а просто говоря, от сделанных водохранилищ?

Как и подавляющее большая часть русских рек (исключение составляют только северокавказские и дальневосточные реки), в естественных критериях основное питание Волга получает за счет таяния снега в период вешнего половодья. За три вешних месяца на Волге и подавляющем большинстве ее притоков проходит 60-65% годичного стока. Потом обычно наступает летне-осенняя межень, когда расходы в реке уменьшаются по сопоставлению с половодьем в 10-ки раз. Потом, в период осенних дождиков, водность рек Волжского бассейна и самой Волги вновь растет, но не навечно. Совместно с ледоставом река засыпает — наступает зимняя межень, подпитка идет только от подземных вод. Обычный годичный график водности равнинных рек Рф, включая Волгу,это двумодальная кривая колебаний случайных величин, к которым относится и водность рек. О размахе колебаний этих величин для Волги можно, к примеру, судить по стоку в ее замыкающем створе, т. е. на самом нижнем участке реки, где проводятся наблюдения. Среднегодовой сток Волги, определенный за долголетний период (постоянные наблюдения за стоком начались с 1881 г.), составляет около 250 км3, тогда как в маловодные годы сток понижается до 162 км3, как это было в очень засушливом 1921 г., либо подымается до 382 км3, как это было в чертовски полноводном 1926 г. Еще больший размах имеют внутригодовые колебания водности (расходы) Волги. В 1926 г. в районе Волгограда был зафиксирован наибольший расход воды, достигший 59 000 м3/с. В летнюю межень эти расходы падали до 2000 м3/с, а в зимнюю межень даже до 700 — 800 м3/с, как это было, к примеру, в 1939 г., когда 12 декабря был зафиксирован абсолютный минимум — 525 м3/с. Вот эти колебания водности, естественная изменчивость стока и требуют «поправить» природу даже на таковой полноводной реке, как Волга.

Подобно пути «из варяг в греки», проходившего по Днепру через Киевскую Русь, Волга стала важным транспортным методом Страны Русского. В особенности после того, как реку искусственно соединили с реками Балтийского склона через Вышеневолоцкую систему, построенную сначала XVIII в. по плану Петра I, для связи Петербурга с остальной Россией. К сооружению Вышневолоцкой системы был причастен прадед А.С. Пушкина генерал-аншеф А.П. Ганнибал. Вышневолоцкая система, реконструированная в 1944 г., работает до сего времени, но ее функция поменялась. Судоходное значение система фактически утратила, совместно с тем она передает часть стока реки Мсты, принадлежащей к бассейну Балтийского моря, через Тверцу в Верхнюю Волгу, улучшая приходную часть ее водохозяйственного баланса. В среднем через Вышневолоцкую систему в Волгу перекидывается около 0,9 км3 воды в год, что наращивает естественный сток Волги в створе Иваньковского гидроузла, из которого раз в год на нужды водоснабжения Москвы подается до 2 км3. Таким макаром, Петр I положил начало реконструкции Волги, соединив ее верховья с аква способами Балтийского склона, в итоге чего москвичи пьют воду северных рек, не подозревая об «экологической несовместимости вод рек северного и южного склонов Рф», о чем настолько не мало мы слышали в период обсуждения заморочек переброски.

Усиление транспортного значения Волги в связи с сооружением Вышневолоцкого соединения очень скоро выявило дефицитность естественного летнего стока Волги для прогрессирующего судоходства. В естественном состоянии в летнюю межень на всем протяжении реки от Твери до Астрахани создавались сотки маловодных перекатов, при всем этом на неких глубина падала до 0,5 м и ниже. С возникновением на Волге пароходов (в 40-х годах XIX в.) положение еще больше осложнилось: выше Рыбинска в маловодные годы большие суда вообщем не могли ходить.

К середине XIX столетия стало естественным, что без регулирования стока водохранилищами сделать лучше условия судоходства на Верхней Волге нереально. Вот тогда, в 1843 г., был построен Верхневолжский бейшлот — плотина, повысившая уровень 4 верхневолжских озер — Волго, Веслуг, Стерж и Пено, создавая таким макаром припас воды во время вешнего половодья, чтоб срабатывать его в период летней межени.

По существу в 1843 г. на Волге было сотворено 1-ое регулирующее речной сток водохранилище, по тогдашним меркам очень огромное (его нужный объем составлял около 385 млн м3). Сработка этого объема в период судоходства позволяла увеличивать глубины в створе у Твери более чем на 25 см, а совместно с Заводским водохранилищем, входящим в состав Вышневолоцкой системы, глубины у Твери повышались более чем на полуметра. Так на Верхней Волге в первый раз была решена неувязка аква транспорта.

Но по мере развития торгово-экономической деятельности во 2-ой половине XIX столетия увеличивающийся грузооборот по Волге добивался всё огромных глубин и на нижележащих участках реки. В Рыбинске в этот период сосредоточилась вся хлебная торговля Поволжья, Нижегородская ярмарка завлекала к для себя большегрузные суда, идущие снизу, а бессчетные мели не позволяли использовать на полную мощность их способности. Так, летом 1891-го маловодного года грузовое движение через известный Урановский перекат было приостановлено совсем, за некоторое количество дней там скопилось более 300 грузовых судов.

Стало ясно, что без шлюзования, т. е. без регулирования стока водохранилищами, транспортную делему Волги не решить. Правда, появление стальных дорог, берущих на себя огромную часть перевозок, и возникновение паровых землечерпательных машин, отлично прорезающих мели и перекаты, отодвигало воплощение планов регулирования стока на Волге. Совместно с тем возникновение гидротурбин подталкивало к созданию всеохватывающих гидроузлов, обеспечивающих как требуемые гидрологические условия для судоходства, так и гидростатические условия для производства электроэнергии.

С 1909 г. в Рф началась разработка планов сотворения глубоководной транспортной сети Европейской части страны, где Волге придавалось главное значение, и не только лишь как водно-транспортной артерии, но также и как источнику дешевенькой электронной энергии.

Уже тогда было ясно, что Волга обладает огромным энергетическим потенциалом. Перепад высот по течению реки от Углича до Астрахани превосходит 100 м, а среднемноголетний расход воды в замыкающем створе составляет около 8000 м3/с. Было подсчитано, беря во внимание, естественно, Каму и другие большие реки бассейна Волги, что ее энергетический потенциал составляет около 30 миллиардов кВт_ч в год! Цифра для тех пор умопомрачительная, но полностью настоящая. (Современный Волжско-Камский каскад гидроэлектростанций в среднем за многолетие производит около 36 миллиардов кВт_ч в год, а установленная мощность его ГЭС превосходит 11 млн кВт.)

Таким макаром, энергетическая оценка Волжского потока, также оценка транспортных способностей реки были изготовлены за длительное время до планирования «величавых строек коммунизма». Фактически говоря, базы плана «социалистической реконструкции Волги» и сотворения «Волжской электропроводной транспортной магистрали», провозглашенные на сессии Академии СССР «Трудности Волго-Каспия» (1933 г.), были подготовлены еще до Октябрьской революции, и только 1-ая глобальная война, революция и разруха не позволили приступить к реализации планов «шлюзования» Волги и начать строительство гидроэлектростанций.

Сигнал для реализации старенькых и к разработке новых планов реконструкции Волги отдала упомянутая сессия АН СССР. Ее решения — это по существу научное обоснование преобразования реки Волги в водно-ресурсную систему, которая работает сейчас. Более того, эта сессия обусловила длительный план освоения всех природных ресурсов Волжско-Каспийского региона, который включал (кому-то охото это скрыть) «дополнительное питание Волжского бассейна из примыкающих полноводных речных систем» (Дон, Онега, Сухона, Вычегда и Печора). На сессии вместе с аква неуввязками сразу решались вопросы энергетики и гидротехники, сельского хозяйства, геологии, рыбного хозяйства — фактически все вопросы развития народного хозяйства этого региона.

Необходимо, но, признать, что в целом решения сессии АН СССР имели технократическую направленность, что соответствовало духу тех пор, хотя неувязка взаимодействия экономики и природы не была обойдена. На сессии высказывалось суровое беспокойство о судьбе «рыбного дела Каспия» в связи с проектируемым гидротехническим строительством, также сомнения по поводу массированного орошения в Заволжье. Но все таки общая направленность решений сессии определялась задачей реконструкции Волги: предусматривались создание глубоководной магистрали, создание дешевенькой электроэнергии и борьба с засухой при помощи орошения, плюс переброска стока северных рек для компенсации изъятия стока Волги.

Советы сессии АН СССР были потом подкреплены рядом партийно-правительственных постановлений.

Центральным звеном сделанной водно-ресурсной системы является Волжско-Камский каскад гидроузлов с водохранилищами, позволяющий выполнить возложенные на него функции: энерго, транспортные, водоснабженческие, оросительные и др. Главные характеристики и водно-энергетические характеристики огромнейших гидроузлов построенного Волжско-Камского каскада представлены в таблице.

Из таблицы видно, что в водохранилищах Волжско-Камского каскада накоплено 165 км3 воды Это приблизительно 65% среднегодового стока Волги. Но стопроцентно эта скопленная вода никогда не употребляется. В работе находится только часть этого объема, называемого полезным. На Волге нужный объем водохранилищ, фактически раз в год заполняемых в период вешнего половодья, и срабатываемый в период летней межени для нужд речного транспорта и в период зимней межени для выработки электроэнергии на ГЭС, оценивается величиной порядка 80 км3.

Площадь зеркала водохранилищ при обычном подпорном уровне, когда водохранилища заполнены стопроцентно, составляет 22 860 км2. Эта черта регулирующих сток водохранилищ вызывает больше всего критики, которая в ряде всевозможных случаев доходит до предложения вообщем разобрать плотины и спустить водохранилища, возвратив Волгу в первозданное состояние.

Что все-таки еще дает регулирование стока и создание ГЭС на Волге? Начиная с 1937 г., когда была пущена 1-ая Иваньковская ГЭС, и по 1999 г. гидростанциями каскада было выработано практически 1500 миллиардов кВт_ч электроэнергии. Это позволило не только лишь сберечь 525 млн т органического горючего, да и приметно понизить число ранних смертей в этом регионе. По данным академика И.П. Дружинина, выработка 1 миллиардов кВт_ч электроэнергии на термических электрических станциях, работающих на угле, уносит дополнительно от 100 до 226 человечьих жизней, а это означает, что раз в год Волжские ГЭС предупреждают от 3500 до 8000 ранних смертей. Потому не стоит забывать, что Волжско-Камский каскад, как и всё на свете, имеет две стороны и приводит как к экологическим потерям, так и к экологическому выигрышу, являясь неопасным производителем электроэнергии.

Данные таблицы молвят и о том, что на Волге и Каме в итоге сооружения каскада водохранилищ сотворена глубоководная (гарантированная глубина 4 м) воднотранспортная магистраль. Общая длина Волжско-Камских водохранилищ составляет около 3500 км, в том числе по створу Волги 2500 км. В свободном, не зарегулированном состоянии остался только участок Волги ниже Волгоградской плотины, судоходные глубины на котором в межень регулируются попусками из водохранилищ.

Нужно сказать, что существовали проекты зарегулировать и этот участок Волги, но, к счастью, здравый смысл восторжествовал, и проект Нижневолжской ГЭС так и остался проектом, примером полной экологической безграмотности. Да и сейчас незарегулированный участок Нижней Волги вызывает самую суровую озабоченность. Трудности с управлением аква режимом на этом участке требуют собственного решения. К ним еще придется возвратиться.

А.Л. Гигантов, доктор технических наук, доктор

Комментарии запрещены.