3.5.2 Водохранилища Башкортостана

На территории РБ эксплуатируется 443 водохранилища и пруда (119 водохранилищ имеют объем более 1,0 млн м³). Основное количество водохранилищ построено на реках Предуралья: Ашкадар, Уршак, Дема, Чермасан, База, Сюнь, Усень; притоках р. Урал; притоках р. Белой.

В РБ семь крупных водохранилищ: Павловское (емкость 1400 млн м³), Нугушское (400 млн м³), Кармановское (134 млн м³), Акъярское (49,4 млн м³), Таналыкское (14,2 млн м³), Слакское (13,5 млн м³), Нурлинское (10 млн м³). В 21 веке построено Юмагузинское водохранилище (600 млн м³) на р. Белой.

Наиболее крупные водохранилища - Павловское на р. Уфа (объем 1,41 км³), Юмагузинское (0,6 км³) на р. Белой, Нугушское на р. Нугуш (0,41 км³), Кармановское на р. Буй (0,13 км³) - зарегистрированы в кадастре Российской Федерации.

Качество поверхностных вод РБ в 2005 г. контролировалось Башкирским территориальным управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Павловское водохранилище находится на реке Уфе в 170 км от устья, близ одноименной ГЭС. Заполнено в 1959 - 1961 гг. Характеристика водохранилища: площадь зеркала - 120 км², объём - 1,41 км³, полезный объем - 952 млн м³, длина - 150 км, наибольшая ширина - 2 км, средняя глубина - 11,8 м (наибольшая 25-35 м), возле плотины - 40м. Годовая амплитуда колебаний уровня воды в среднем равна 11 м. Весной водохранилище наполняется с середины апреля до конца мая (средний подъем уровня воды 20-25 см/сут). С ноября по май водохранилище находится подольдом. Толщина льда в феврале-марте 70-80 см.

В состав Павловского гидроузла входят здание ГЭС, совмещенное с водосливом, однокамерный судоходный шлюз-водосброс, русловая и пойменная плотины. Параметры гидроузла: высота 41,3 м, ширина по гребню 7,5 м, длина по гребню 629 м.

Назначение Павловского водохранилища и ГЭС: развитие энергетики, водного транспорта, рекреации и рыбного хозяйства; лесосплав (до 1993г.); водоснабжение; сезонное регулирование стока. Павловское водохранилище осуществляет сезонное, недельное и суточное регулирование стока р. Уфы и ее притоков, аккумулируя до 16% стока весеннего половодья. Основные водопотребители - г. Уфа и Благовещенск.

Источники загрязнения - лесная промышленность, судоходство, дымовые выбросы котельных, неорганизованные стоки с объектов НГДУ филиала «Башнефть-Уфа» ОАО АНК «Башнефть», Минсельхоза.

В 2005 г. МПР РБ проводило наблюдения в двух створах: в районе р.п. Караидель, р.п. Павловка /12/.

В 2005 г. качество воды в створе р.п. Караидель улучшилось, коэффициент комплектности снизился с 28,1 до 24,8%, вода соответствовала 2 категории загрязненности (средний уровень загрязнения соединениями марганца - 2 ПДК (максимальный - 8 ПДК), среднее содержание нефтепродуктов - 2 ПДК (максимальное - 21 ПДК), содержание органических веществ (ХПК) - 2 ПДК, превышение фенолов и сульфатов до 2 ПДК (95 и 60% проб воды соответственно), соединения меди и железа - 6-10 ПДК, наблюдалась незначительная загрязненность воды азотом аммонийным и нитритным, соединениями цинка и никеля). Максимальная концентрация кислорода зафиксирована на дне водохранилища - до 5,92 мг/л (сентябрь 2005 г.). Выполнено 15 проб воды на пестициды (гексахлоран (α-ГХЦГ), линдан (γ-ГХЦГ), β-ГХЦГ, ДДТ, ДДЭ, 2,4-Д (аминная соль), гексахлорбензол, трефлан), только в 1 пробе обнаружены следы гексахлорана.

В 2005 г. качество воды в створе р.п. Павловка по коэффициенту комплектности стабилизировалось на уровне 29,5%, вода соответствовала 2 категории загрязненности (среднее значения соединения железа - 8 ПДК, максимальное - 28 ПДК, соединения меди - 7-28 ПДК, соединения марганца - 5-18 ПДК, нефтепродукты - 2-12 ПДК, средний уровень по фенолам и азоту нитритному в пределах нормы, максимальная концентрация азота аммонийного – 2 ПДК, среднее значение органических веществ (по ХПК) - до 2 ПДК). Наблюдается неустойчивая загрязненность по азоту аммонийному, сульфатам, соединениям цинка и никеля.

Нугушское водохранилище. Створ плотины расположен в 48 км выше устья р. Нугуш. Введено в эксплуатацию в 1967г. Площадь водосбора в створе гидроузла 2870 км². Объем приточности в водохранилище в год средней водности 1041 млн м³, в т.ч. 752 млн м³ за период половодья. Характеристика водохранилища: полный объем - 400 млн м³, полезный - 356 млн м³, площадь зеркала - 25,2 км², длина - 25 км, ширина максимальная и средняя - 5,0 км и 1,0 км, глубина максимальная и средняя - 28,0 м и 15,8 м, призма сработки - 17,4 м. Величина санитарного пропуска 63,1 м³/с.

В составе гидроузла находятся плотина (длина 2187 м, ширина по греб-ню 7 м, максимальная высота 31 м), приплотинная ГЭС, водослив, водобойный колодец, подводящий и отводящий каналы. Объем воды, подаваемой из водохранилища на нужды промышленности и коммунального хозяйства, 344 млн м³. Вода водохранилища невысокой минерализации: 150-275 мг/л.

Назначение водохранилища: сезонное регулирование стока; хозяйственно-питьевое и техническое водоснабжение г. Салават, Ишимбай, Стерлитамак; обеспечение санитарных пропусков; выработка электроэнергии; развитие рыбного хозяйства; рекреация. Основные виды загрязнений: нефтепродукты, фенолы, медь, цинк.

В 2005г. в Нугушском водохранилище качество воды ухудшилось по коэффициенту комплектности до 38,6 %, вода в водохранилище относится ко 2 категории загрязненности. Средний уровень загрязнения нефтепродкутами - 4 ПДК. Загрязнение соединениями меди и железа – 5 -10 ПДК. Среднее содержание соединений цинка и органических веществ (ХПК) в пределах нормы, максимальное значение - до 3 ПДК. 62% анализируемых проб воды обнаружены превышения нормативов ПДК по азоту аммонийному. Загрязненность нитритным азотом низкая /12/.

Юмагузинское водохранилище

Юмагузинское водохранилище построено в РБ на р. Белой (Южный Урал). Начатый и закрытый по экологической и экономической несостоятель-ности проект в конце 1980-х гг. (строительство Иштугановского водохранили-ща) был реанимирован и продолжен в конце 1990-х гг.

Причины отрицательной оценки государственной экологической экспертизой проекта Иштугановского водохранилища:

1 Проект не отвечал основной задаче – природоохранной (одной из основных целей создания Иштугановского водохранилища было разбавление чистой водой сточных вод заводов и комбинатов, расположенных вдоль реки).

2 Проблема дефицита воды решается на основе завышенных расчетных показателей.

3 Регулирование стока не сможет выполнять функцию противопаводковой защиты.

4 После строительства и затопления территории будет нанесен урон природным и археологическим памятникам.

5 Произойдет активизация карстовых процессов, развитых на этой территории, что может привести к непредсказуемым последствиям - землетрясениям, прорыву плотины, перетоку воды по промытым карстовым полостям, при котором в водохранилище невозможно будет поддерживать определенный (необходимый) уровень воды.

Строительство Юмагузинского водохранилища на р. Белой начато в 1998г. в нижнем течении реки, на 957 км от  устья (Кугарчинский, Мелеузовский и Бурзянский районы РБ).

Створ плотины Юмагузинского водохранилища возведен вблизи хутора Кузнецовский (Мелеузовский район) на месте, выхода р. Белая из глубоких горных каньонов с крутыми скалистыми берегами на равнину. Поэтому зона водохранилища относится к числу горных.

Водохранилище располагается по р. Белой вдоль ее побережья от хутора Кузнецовский до деревни Котан Бурзянского района, которая расположена чуть ниже всемирно известной пещеры Шульган-Таш.

Для Юмагузинского водохранилища характерна большая глубина – сред-няя глубина 26 м; малая ширина - самое широкое место - около 2 км; высокие, большой крутизны склоны и сравнительно небольшая площадь, нормальная длина водохранилища - около 57 км, объем - полная емкость 890 млн м³. Вы-сота плотины - 63,5 м, длина - 605 м. Установленная мощность ТЭЦ - 45 МВт.

На юге РБ сконцентрирован основной промышленный потенциал республики. Мощное водопотребление химическими и нефтехимическими комплексами в г. Мелеузе, Салавате, Ишимбае, Стерлитамаке и Кумертау (650 тыс. человек) постепенно привело к ежегодному падению уровня воды в р. Белой в летние месяцы в районах существующих водозаборов. В то же время 70-75 % стока приходится на весенний период.

Юмагузинское водохранилище имеет огромное значение для социально-экономического развития республики по улучшению водообеспеченности и противопаводковой защиты городов и населенных пунктов в среднем течении реки (г. Стерлитамак, Салават, Кумертау, Мелеуз и Ишимбай).

ГЭС имеет три гидротурбины мощностью по 15 МВт каждая. Макси-мальная высота плотины - 64 м, в основании устраивается комбинированная фильтрационная инъекционная завеса глубиной до 150 м, длина по гребню - 540 м. Вся каменно-земляная конструкция рассчитана на сейсмическую нагрузку до семи баллов. Емкость водохранилища при нормальном подпорном уровне - 300 млн м³, площадь водного зеркала - 18,8 км².

Статус территорий, составляющих объект: государственный природный заповедник, национальный парк, заказник. Площадь территории 0,2 млн га. Состояние: повторно готовится к включению в Список Всемирного наследия.

Эта территория - ценнейший объект не только России, но и всей Европы. Данная территория является Ключевой орнитологической территорией международного значения (Globally Important Bird Areas) и предложена в качестве объекта Всемирного наследия ЮНЭСКО в номинации «Башкирский Урал».

Пестрота геологического строения территории привела к образованию разнообразных форм рельефа. Огромные пещерные системы, подземные реки, гроты, живописные ущелья и водопады - все это проявления природных карстовых процессов на известняковом плоскогорье. Только в Башкирском национальном парке находится 21 пещера, в том числе самая большая на Урале - Сумган, вертикально уходящая в глубь земли на 120 м и имеющая длину ходов около 10 км.

Для такого крупного и старого промышленного района, как Урал, территория уникальна по степени сохранности.

Природные (экологические) особенности района - долины р. Белой и примыкающих к ней водоразделов на протяжении 150 км от с. Кутаново до с. Верхнебиккузино:

1 Наличие значительных участков старовозрастных лесов. Леса расположены вдоль русла реки, относятся к водоохранным, имеют высокий уровень биоразнообразия.

2 На прилежащих территориях находится ядро популяции башкирской бортевой пчелы. Это основное во всем мире место, где сохраняется природно-культурный феномен бортевого пчеловодства. Население региона бережно хранит древний способ добычи меда диких пчел, селящихся в дуплах деревьев. Его история насчитывает более 1500 лет.

3 Находятся виды (крупнейшие гнездовья по Европе или Уралу), включенные в Красную книгу РФ: сокол сапсан (Falco peregrinus), филин (Bubo bubo), беркут (Aquila chrysaetos), змееед (Circaetus gallicus), скопа (Pandion haliaetus). Гнездятся глобально редкие виды, внесенные в новое издание Красной книги МСОП и в Красную книгу РФ - орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla), могильник (Aquila heliaca), большой подорлик (Aquila clanga), степной лунь (Circus macrourus) и степная пустельга (Falco naumanni) (последняя находится на пороге вымирания в Европейской части России).

4 Только здесь зимует Бельская популяция тайменя (Hucho taimen), концентрируется на берлогах свыше 100 особей медведя (Ursus arctos).

5 Сосредоточены массы карстовых пещер, в которые слетается на зимовку треть южноуральской популяции летучих мышей (7 видов). Расположена пещера Шульган-Таш – (Капова пещера) - всемирно известная своими палеолитическими наскальными рисунками, самыми древними в Восточной Европе, их возраст около 14,5 тыс. лет.

6 Карстовые почвы.

Экологические проблемы, возникающие при строительстве и эксплуатации водохранилища.

Каскад водохранилищ на р. Белой приведет к тому, что биотопы всех перечисленных и тысяч других видов уйдут под воду, старовозрастные леса затапливаются или вырубаются (как при создании Нугушского водохранилища). Непредсказуемым образом изменится гидрологический режим и влажность, что скажется на башкирской бортевой пчеле, уничтожится популяция тайменя, подорвется популяция ручьевой форели.

Зарегулирование р. Белой скажется и на нижележащей пойме. Ветланды в долине р.Белой также весьма ценны. Здесь обитает коростель (Красная книга МСОП), кулик-сорока (Красная книга РФ), большой подорлик (Красная Книга МСОП, РФ), серый журавль, есть крупные колонии чайковых и поганок (некоторые из перечисленных видов занесены в Красную книгу РБ). Отсутствие длительных и крупных паводков приведет к иссушению поймы и трансформации водно-болотных комплексов. Это приведет к сокращению численности, а местами к полному исчезновению коростеля, большого подорлика, серого журавля и колоний околоводных птиц на большой площади. Повышение меженного уровня реки хотя бы на 5 см затопит гнездопригодные для кулика-сороки участки, он исчезнет. Плотина ГЭС нарушит нерест рыб в верховьях реки.

Юмагузинское водохранилище приведет к исчезновению из заповедной зоны отдельных видов и целых сообществ растений, птиц, рыб. Изменение микроклимата (даже небольшое повышение влажности может отрицательно сказаться на редчайшей популяции дикой бортевой пчелы).

Безопасность водохранилищ РБ

По итогам инвентаризации гидротехнических сооружений (ГТС) установлено, что в РБ 14% водохранилищ находятся в аварийном состоянии, 43% требуют капитального и 41% - текущего ремонта /16/. На начало 2001 г. (данные Бельского БВУ) в РБ эксплуатируются 62 потенциально опасных водохранилища, при этом большинство из них (80%) являются малыми водохранилищами с объемом до 1 млн м³. У большинства существующих ГТС износ основных узлов приближается к 50%.

По законам РФ «О безопасности гидротехнических сооружений» и «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера» вопросы безопасности ГТС решаются на государственном уровне. По закону безопасность ГТС должна подтверждаться документом - декларацией безопасности ГТС, в котором обосновывается безопасность гидротехнического сооружения с учетом его класса.

Безопасность ГТС является комплексным показателем, который имеет две составляющие: техническая надежность сооружений и экологическая устойчивость водохранилища.

Одним из основных требований к обеспечению безопасности ГТС являет-ся обеспечение допустимого уровня риска аварии. Определение уровня риска аварий ГТС - водохранилищ Южного Урала РБ проводилось в 2002-2004 гг.

Процессы, приводящие к существенным изменениям состояния и свойств грунтов в основаниях и в различных элементах плотин, а также снижающие безопасность гидротехнических сооружений, подразделяются на две группы:

- естественные (природные) процессы, проявляющиеся в экстремальных ситуациях (например, при паводках, вероятность прохождения которых меньше расчетной; при карстово-суффозионных процессах с интенсивностью, которая ранее не отмечалась в данном районе);

- процессы техногенного происхождения, возникающие вследствие отклонений в проектной документации, при строительстве и эксплуатации. Они действуют на плотину, вызывают: дополнительные силовые и химические воздействия воды на тело и основание плотины; изменение прочностных и деформационных характеристик грунтов тела и основания плотины; дополнительные фильтрационные давления и расходы воды в теле и противодавление в основание плотины; недопустимые деформации и осадки конструктивных элементов плотины.

Негативные проявления инженерно-геологических процессов зависят от состава, состояния, свойств грунтов, их местоположения (основание, примыкания, тело сооружения и др.). (Например, ливни, вызывающие переувлажнение грунтов в примыканиях к бортам долин, могут спровоцировать оползни и активизацию суффозионных процессов; на откосах грунтовых плотин возможны оползни и эрозионные промоины; в теле плотины могут интенсифицироваться осадки. При температуре воздуха выше прогнозируемой в примыканиях и на откосах сооружения в немерзлых глинистых грунтах нередко образуется сеть трещин усыхания с увеличением потерь на фильтрацию или с формированием осыпей. Процессы промерзания или оттаивания приводят к развитию недопустимых деформаций тела плотины, в том числе и фильтрационных).

Воздействие низких температур воздуха (промерзание грунтов) формируют криогенные водоупоры, растет противодавление, в скальных, полускальных и несвязных грунтах возможно наледообразование. Для глинистых грунтов, слагающих примыкания и противофильтрационные элементы, характерно морозное пучение. При последующем оттаивании промерзших зон грунтов появляются осадки в примыканиях, а на откосах плотины - оползни, обвалы, сплывы в нескальных грунтах и солифлюкция (медленное передвижение почв и рыхлых грунтов под влиянием попеременного протаивания - промерзания и силы тяжести) в глинистых разностях (особенно при многократном промерзании).

Обследование бетонных элементов гидроузлов РБ показало наличие повреждений и разрушений концевой части водосбросов и дна водопроводящего тракта. В связи с тяжелыми условиями работы водосбросных сооружений и из-за недостаточного крепления концевой части происходит разрушение флютбета водосброса, особенно со стороны нижнего бьефа. Причиной является техническое несовершенство конструкции водосбросов и нарушение правил их содержания и эксплуатации.

Общая безопасность водохранилищ неразрывно связана с экологической безопасностью искусственных водоемов. Нарушение экологической безопасности приводит к ухудшению качества воды, цветению и эвтрофикации водоемов.

Качество воды водохранилищ определяется естественной минерали-зацией аккумулируемой воды и влиянием антропогенной нагрузки. Последняя рассматривается в основном по биогенным ингредиентам (азоту и фосфору).

Анализ химического состава воды водохранилища на р. Нурлинка (объем 10,5 млн м³) в результате 10 лет его эксплуатации показывает, что вода речки и водоема близка по составу. За счет накопления талых вод происходит снижение минерализации воды в водохранилище (0,3-0,4 г/л) относительно речной (0,7 г/л). В зимнее время наблюдается некоторое повышение минерализации воды в водохранилище.

Основными поставщиками биогенных элементов в водохранилище являются смывы с сельскохозяйственных полей (удобрения), животноводческие, коммунально-бытовые и иногда промышленные стоки. Основная часть биогенных элементов (около 85%) накапливается в донных наносах, при стабильных гидрологических режимах они не оказывают существенного влияния на качество воды водохранилища.