Реалии великой реки

Реалии вел икой реки Представление о Волге как о самой крупной реке в Европе , вытекающей из озера Волго и через 3530 км впадающей в Каспийское мор е , относится к разряду прописных истин . А вот об истинном состоянии этой водно-ресу рсной системы мало кто знает. Обратите внимание : не Волга-река , а име нно водно-ресурсная систем а . За более чем двухсотлетнюю историю реконструкции Волги-рек и этот уникальный по своим параметрам и значимости для страны водный объект превра тился в природно-техническую систему , обеспечивающ ую водными ресурсами и электроэнергией целые отрасли хозяйства, а также миллионы отдельных потребителей . Нельзя не напомнить , что бассейн Волги занимает более 60% самой населенной и экономически развитой Европейской части страны . Только на нужды населения , промышленности и сельского хозяйства здесь ежегодно забираетс я из водных источников около 30 км 3 свежей воды . На гидро электростанциях Волжско-Камского каскада ежегодно производится до 40 млрд кВт• ч электроэнергии , грузооборот речного транспорта в лучшие го ды достигал 260 млн т в год . И сегодня нормальное существован и е этого рег иона немыслимо без функционирования водно-ресурсн ой системы Волги. Что же на самом деле представляет собой Волга сегодня и какой она может стать в ближайшие годы и в отдаленно й перспективе ? Нынешняя Волга зарегулирована . На самой Волге сооружено 9 крупных гидроу злов : Верхневолжский бейшлот , построенный еще в XVIII в ., Иваньковский , Угличский , Рыбинский , Нижег ородский , Чебоксарский , Куйбышевский , Саратовский и Волгоградский с гидростанциями . Три крупных гидроузла с ГЭС на реке Каме - Камский , Ниж н е-Камский и Воткинский . Всего же в бассейне Волги действуют в наст оящее время более 120 крупных гидроузлов с п лотинами , водохранилищами и каналами , коренным образом изменившими естественные гидрологические процессы в речной системе. Рассмотрим один из самы х ответств енных элементов этой системы и вместе с тем наиболее близкий миллионам москвичей - р еку Москву , впадающую в Оку , второй по водности приток Волги. Подпертая плотинами и подпитываемая волжс кой водой река Москва является наглядной ( в черте г . Москвы - буквально ) моделью Волги , которая в результате создания гидроузл ов также превратилась в серию сопряженных , примыкающих друг к другу водохранилищ. Сегодня на Москве-реке и ее притоках эксплуатируется 12 крупных гидроузлов , решающих две важнейшие задачи : надежное водообеспе чение Московской агломерации и создание судох одного пути от Москвы до Оки с гарант ированной глубиной 2,2 м . Именно эти гидроузлы и переброска стока из Волги по каналу Волга-Москва обеспечивают современную полноводно сть реки Москвы. В ест ественных же , незарегулированных условиях река Москва выглядела совсем не так , как сейчас . В летнюю межень (июль - август ) расходы воды в реке ( т . е . количество воды , проходящей в единицу времени ), были нередко ниже 10 м 3/с , а в суров ые зимы речной поток уменьшался до 6-7 м 3/с . Летом в некоторых местах в черте города Москву-реку можно было перейти вброд. Исторически наиболее известен Крымский бр од в районе нынешнего Крымского моста . Чер ез этот брод не раз на Москву нападал и татарские орды , а в 1612 г . Козь ма Минин , перейдя с войсками через Крымский брод , нанес фланговый удар по наступающим войскам гетмана Ходкевича. Чтобы избавиться от маловодья , в 1836 г . на реке Москве , чуть выше современного Большого Каменного моста , была построена Бабь егородская плотина , поднявшая уровень воды в реке в черте города на 2,5 м . Она просуществовала до той поры , пока чуть выше села Коломенское не была введена в строй Перервинская плотина с подпором о коло 5 м , создавшая современный уровень воды в реке Москве в пределах города. В 1937 г . в Москве был введен в эк сплуатацию второй современный гидроузел - Карамыше вский , поднявший уровень воды на вышележащем участке реки почти на 6 м . Таким образ ом , современная река Москва в границах гор ода представляет собой два больших проточных п руда . Один из них начинается у Перервинской плотины и тянется по руслу реки до Карамышевского гидроузла , включая о громную акваторию в районе Нагатино , другой - от Карамышевской плотины до Рублева , имеющ ий мощные разливы в районе Серебряного бо ра и Строгин а. Ниже Перервинской плотины на реке Мос кве сооружено еще 5 гидроузлов с плотинами и шлюзами , обеспечивающими глубоководный путь до реки Оки и далее до Волги . Выше Карамышевского гидроузла на реке Москве и ее притоках построены Можайский , Рузский , Озернинск ий и Истринский гидроузлы , обр азующие систему одноименных водохранилищ , которые позволяют равномерно , с высокой надежностью снабжать добрую половину Москвы питьевой водой , независимо от естественных колебаний водности реки. Но вернемся к Волге . Если создан ная Москворецкая система понятна всем и , как правило , вызывает только восхищение , то каскад водохранилищ на Волге представ ляется неким монстром-губителем великой реки . Для опасений за судьбу Волги , конечно , ест ь объективные причины , но в какой степени они зависят от существующей систе мы регулирования стока , а попросту говоря , от созданных водохранилищ ? Как и подавляющее большинство российских рек (исключение составляют лишь северокавказ ские и дальневосточные реки ), в естественных условиях основное питание В олга получа ет за счет таяния снега в период весе ннего половодья . За три весенних месяца на Волге и подавляющем большинстве ее прито ков проходит 60-65% годового стока . Затем обычно наступает летне-осенняя межень , когда расходы в реке уменьшаются по сравнен и ю с половодьем в десятки раз . Затем , в период осенних дождей , водность рек Волжс кого бассейна и самой Волги вновь возраст ает , но не надолго . Вместе с ледоставом река засыпает - наступает зимняя межень , под питка идет только от подземных вод . Типичн ый годов о й график водности равнин ных рек России , включая Волгу ,- это двумода льная кривая колебаний случайных величин , к которым относится и водность рек . О раз махе колебаний этих величин для Волги мож но , например , судить по стоку в ее замы кающем створе , т . е . на с а мом нижнем участке реки , где проводятся наблюде ния . Среднегодовой сток Волги , определенный за многолетний период (регулярные наблюдения за стоком начались с 1881 г .), составляет около 250 км 3, тогда как в маловодные годы сток снижается до 162 км 3, как это было в крайне засушливом 1921 г ., или поднимается до 382 км 3, как это было в катастрофическ и многоводном 1926 г . Еще больший размах имею т внутригодовые колебания водности (расходы ) В олги . В 1926 г . в районе Волгограда был за фиксирован максимальный расход в оды , достигший 59 000 м 3/с . В летнюю межень эти расходы падали до 2000 м 3/с , а в зимнюю межень даже до 700 - 800 м 3/с , как это бы ло , например , в 1939 г ., когда 12 декабря был зафиксирован абсолютный минимум - 525 м 3/с . Вот эти колебания водности , естестве н на я изменчивость стока и требуют "поправить " природу даже на такой многоводной реке , к ак Волга. Подобно пути "из варяг в греки ", пр оходившего по Днепру через Киевскую Русь , Волга стала важнейшим транспортным путем Госу дарства Российского . Особенно после то го , как реку искусственно соединили с реками Балтийского склона через Вышеневолоцкую сист ему , построенную в начале XVIII в . по замыслу Петра I, для связи Петербурга с остальной Россией . К сооружению Вышневолоцкой системы был причастен прадед А.С . Пушкина г енерал-аншеф А.П . Ганнибал . Вышневолоцкая си стема , реконструированная в 1944 г ., работает до сих пор , однако ее функция изменилась . С удоходное значение система практически утратила , вместе с тем она передает часть сток а реки Мсты , принадлежащей к бассейну Балтийского моря , через Тверцу в Верхн юю Волгу , улучшая приходную часть ее водох озяйственного баланса . В среднем через Вышнев олоцкую систему в Волгу перебрасывается около 0,9 км 3 воды в год , что увеличивает естес твенный сток Волги в створе Иваньковского г и дроузла , из которого ежегодно на нужды водоснабжения Москвы подается до 2 км 3. Таким образом , Петр I положил начало реконструкции Волги , соединив ее верховья с водными путями Балтийского склона , в резу льтате чего москвичи пьют воду северных р ек , не подозр е вая об "экологическо й несовместимости вод рек северного и южн ого склонов России ", о чем так много мы слышали в период обсуждения проблем пере броски. Усиление транспортного значения Волги в связи с сооружением Вышневолоцкого соединени я очень скоро выявило н едостаточность естественного летнего стока Волги для прог рессирующего судоходства . В естественном состояни и в летнюю межень на всем протяжении реки от Твери до Астрахани образовывались сотни маловодных перекатов , при этом на некоторых глубина падала до 0, 5 м и ниже . С появлением на Волге пароход ов (в 40-х годах XIX в .) положение еще более осложнилось : выше Рыбинска в маловодные г оды крупные суда вообще не могли ходить. К середине XIX столетия стало очевидным , что без регулирования стока водохранилищами у луч шить условия судоходства на Верхней Волге невозможно . Именно тогда , в 1843 г ., бы л построен Верхневолжский бейшлот - плотина , по высившая уровень четырех верхневолжских озер - Волго , Веслуг , Стерж и Пено , создавая таки м образом запас воды во время весеннег о половодья , чтобы срабатывать его в период летней межени. По существу в 1843 г . на Волге было создано первое регулирующее речной сток во дохранилище , по тогдашним меркам очень большо е (его полезный объем составлял около 385 млн м 3). Сработка этого объема в период судоходства позволяла повышать глубины в створе у Твери более чем на 25 см , а вместе с Заводским водохранилищем , входящим в состав Вышневолоцкой системы , глубины у Твери повышались более чем на полметра . Так на Верхней Волге впервые была реше на про б лема водного транспорта. Однако по мере развития торгово-экономиче ской деятельности во второй половине XIX столети я увеличивающийся грузооборот по Волге требов ал всё больших глубин и на нижележащих участках реки . В Рыбинске в этот период сосредоточилась вс я хлебная торговля Поволжья , Нижегородская ярмарка привлекала к себе большегрузные суда , идущие снизу , а многочисленные мели не позволяли использовать на полную мощность их возможности . Так , летом 1891-го маловодного года грузовое движен ие через знамениты й Урановский пере кат было приостановлено вовсе , за несколько дней там скопилось более 300 грузовых судов. Стало ясно , что без шлюзования , т . е . без регулирования стока водохранилищами , тр анспортную проблему Волги не решить . Правда , возникновение железных до рог , берущих н а себя большую часть перевозок , и появлени е паровых землечерпательных машин , эффективно прорезающих мели и перекаты , отодвигало осуще ствление планов регулирования стока на Волге . Вместе с тем появление гидротурбин подта лкивало к созданию ком п лексных ги дроузлов , обеспечивающих как требуемые гидрологич еские условия для судоходства , так и гидро статические условия для производства электроэнер гии. С 1909 г . в России началась разработка планов создания глубоководной транспортной сет и Европейской час ти страны , где Волге придавалось первостепенное значение , и не только как водно-транспортной артерии , но та кже и как источнику дешевой электрической энергии. Уже тогда было ясно , что Волга обл адает большим энергетическим потенциалом . Перепад высот по течен ию реки от Углича до Астрахани превышает 100 м , а среднемногол етний расход воды в замыкающем створе сос тавляет около 8000 м 3/с . Было подсчитано , учиты вая , естественно , Каму и другие крупные ре ки бассейна Волги , что ее энергетический п отенциал составляет о к оло 30 млрд к Вт• ч в год ! Цифра для того времени фа нтастическая , но вполне реальная . (Современный Волжско-Камский каскад гидроэлектростанций в сред нем за многолетие вырабатывает около 36 млрд кВт• ч в год , а установленная мощность его ГЭС превышает 11 млн к В т .) Таким образом , энергетическая оценка Волж ского потока , а также оценка транспортных возможностей реки были сделаны задолго до планирования "великих строек коммунизма ". Собств енно говоря , основы плана "социалистической ре конструкции Волги " и создания "Во лжской электропроводной транспортной магистрали ", провозгл ашенные на сессии Академии наук СССР "Проб лемы Волго-Каспия " (1933 г .), были подготовлены еще до Октябрьской революции , и только первая мировая война , революция и разруха не п озволили приступить к р еализации пл анов "шлюзования " Волги и начать строительство гидроэлектростанций. Сигнал для реализации старых и к разработке новых планов реконструкции Волги д ала упомянутая сессия АН СССР . Ее решения - это по существу научное обоснование пре образования рек и Волги в водно-ресурсную систему , которая функционирует сегодня . Более того , эта сессия определила долгосрочный план освоения всех природных ресурсов Волжско -Каспийского региона , который включал (кому-то х очется это скрыть ) "дополнительное питание Вол жск о го бассейна из соседних много водных речных систем " (Дон , Онега , Сухона , Вы чегда и Печора ). На сессии наряду с вод ными проблемами одновременно решались вопросы энергетики и гидротехники , сельского хозяйства , геологии , рыбного хозяйства - практически все во п росы развития народного хозяй ства этого региона. Нужно , однако , признать , что в целом решения сессии АН СССР имели технократичес кую направленность , что соответствовало духу того времени , хотя проблема взаимодействия эк ономики и природы не была обойдена . На сессии высказывалось серьезное беспокойств о о судьбе "рыбного дела Каспия " в связ и с проектируемым гидротехническим строительство м , а также сомнения по поводу массированно го орошения в Заволжье . Но все же обща я направленность решений сессии определялась з адачей реконструкции Волги : предусма тривались создание глубоководной магистрали , прои зводство дешевой электроэнергии и борьба с засухой с помощью орошения , плюс переброска стока северных рек для компенсации изъят ия стока Волги. Рекомендации сессии АН СССР были впоследствии подкреплены рядом партийно-правительс твенных постановлений. Центральным звеном созданной водно-ресурсной системы является Волжско-Камский каскад гидр оузлов с водохранилищами , позволяющий выполнить возложенные на него функции : энергетическ ие , транспортные , водоснабженческие , ирригацион ные и др . Основные параметры и водно-энерг етические показатели крупнейших гидроузлов постр оенного Волжско-Камского каскада представлены в таблице. Из таблицы видно , что в водохранилищах Волжско-Камского каскад а накоплено 165 км 3 воды Это примерно 65% среднегодового стока Во лги . Но полностью эта накопленная вода ник огда не используется . В работе находится т олько часть этого объема , именуемого полезным . На Волге полезный объем водохранилищ , пр актически ежегодно з аполняемых в пе риод весеннего 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 км 3. Площадь зеркала водохранилищ при нормальн ом подп орном уровне , когда водохранилища заполнены полностью , составляет 22 860 км 2. Эта характеристика регулирующих сток водохранилищ вы зывает больше всего критики , которая в ряд е случаев доходит до предложения вообще р азобрать плотины и спустить водохранилища, вернув Волгу в первозданное состо яние. Что же еще дает регулирование стока и создание ГЭС на Волге ? Начиная с 1937 г ., когда была пущена первая Иваньковская ГЭС , и по 1999 г . гидростанциями каскада был о выработано почти 1500 млрд кВт• ч электроэнерг ии . Это позволило не только сэкономить 525 млн т органического топлива , но и заме тно снизить число преждевременных смертей в этом регионе . По данным академика И.П . Дружинина , выработка 1 млрд кВт• ч электроэнергии на тепловых электростанциях , работающих на угле , у н осит дополнительно от 100 до 226 человеческих жизней , а это значит , что ежегодно Волжские ГЭС предотвращают от 3500 до 8000 преждевременных смертей . Поэтому не следу ет забывать , что Волжско-Камский каскад , как и всё на свете , имеет две стороны и приводит к ак к экологическим п отерям , так и к экологическому выигрышу , я вляясь безопасным производителем электроэнергии. Данные таблицы говорят и о том , чт о на Волге и Каме в результате сооруж ения каскада водохранилищ создана глубоководная (гарантированная глубина 4 м ) воднотранспор тная магистраль . Общая длина Волжско-Камских в одохранилищ составляет около 3500 км , в том ч исле по створу Волги 2500 км . В свободном , не зарегулированном состоянии остался лишь у часток Волги ниже Волгоградской плотины , судо ходные глубины н а котором в меж ень регулируются попусками из водохранилищ. Надо 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 экологич еской безграмотности . Но и сегодня незарегулированный участок Нижней Волги вызывает самую серь езную озабоченность . Проблемы с управлением в одным режимом на этом участке требуют сво его решения . К ним еще придется вернуться. Список использованной литературы : Журнал " Экология и жизнь ". Статья А.Л . Великанов а , доктор технических наук , профессор.