Книги / Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС. Брызгалов В.И. 1998 г

уровнем моря; форма её рельефа; близость моря, озер, мелких водоёмов и крупных водохранилищ; температура поверхности воды

вприбрежной зоне и другие факторы, в особенности загрязненность воздуха. Несмотря на достаточную известность и изученность этих причин, общественное мнение районов расположения ГЭС склонно связывать образование туманов только с образованием водохранилищ и полыней. Поскольку на влажность воздуха открытые водоёмы хотя и локальное, но оказывают влияние, то в определенной мере образование туманов с этим также связано. По данным ряда исследований, в том числе проведенных Красноярским госуниверситетом, известно, что водохранилища и полыньи в нижнем бьефе Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС оказывают влияние на влажность воздуха лишь в пределах 2-километровой прибрежной зоны. И здесь, в решающей мере, в Красноярском промышленном районе на повторяемость туманов (в особенности смогов) влияет воздух, загрязненный пылевидными частицами, на которых конденсируется водяной пар. Одним из доказательств этого может служить отсутствие туманов в г. Дивногорске и п. Черёмушки, расположенных

внепосредственной близости соответственно Красноярской и СаяноШушенской ГЭС. Атмосферный воздух в этих населенных пунктах не загрязнен. Кроме того, за счет “сглаживания” температуры воздуха и температуры воды в р.Енисей градиент температуры на границе соприкосновения двух сред (вода – воздух) уменьшился, что также влияет на образование тумана.

Данные обработки статистических рядов наблюдений за длительный период 1936-1995 гг., полученные Черемушкинским гидрометеобюро (И. Г. Воротников) Хакасского гидрометеоцентра, приведенные в таблицах 92-95, показывают количество туманных дней до и после строительства Красноярской и Саяно-Шушенской гидростанций.

Таблица 92. Среднее число дней с туманом в период наблюдений на метеостанции “Красноярск, опытное поле” 1936-1965 гг. (29 лет)*)

*) Дробные числа в таблице означают, что туманы наблюдались не ежегодно. Все обработанные ряды наблюдений составляют более 15 лет, что гарантирует достоверный результат.

519

Эта таблица свидетельствует о количестве туманных дней в период, когда река Енисей была в естественных условиях, до начала регулирования водотока Красноярской ГЭС, первый агрегат которой был введен в эксплуатацию в ноябре 1967 г. Лишь к этому моменту было осуществлено первое заполнение водохранилища.

В таблице 93 представлены данные по материалам той же метеостанции “Красноярск, опытное поле” после обработки статистического ряда наблюдений за период 1968-1995 гг., т.е. после ввода в эксплуатацию Красноярской ГЭС и образования её водохранилища.

Таблица 93. Среднее число дней с туманом в период наблюдений на метеостанции “Красноярск, опытное поле” за период 1968-1995 гг. (27 лет)

Из сопоставления данных таблиц 92 и 93 видно, что практически число туманных дней является одинаковым до и после стро-

520

ительства Красноярской ГЭС, т.е. напряженность, создаваемая средствами массовой информации, представляет собой больше политическое явление, чем социальное.

Характеристику туманообразования до и после создания Са- яно-Шушенской ГЭС можно увидеть из материалов того же ЧГМБ ХГМЦ, представленных в таблицах 94 и 95.

Из данных таблицы 94 следует, что до строительства СаяноШушенской ГЭС были периоды, сильно отличающиеся между собой по количеству туманных дней. Так, в период 1891-1945 гг. в среднем за год было 44,7 туманных дней, а в период 1936-1980 гг. – 21,8. При этом, начиная с 1936 года, на метеостанции были введены 4-х срочные наблюдения, в том числе ночью, поэтому атмосферные явления стали регистрироваться с большей точностью. Следовательно, в статистическом ряде 1891-1945 гг. могло быть количество дней с туманами ещё больше, поскольку до 1936 г. сроки наблюдений были реже.

Из таблицы 95 следует, что явления туманообразования также не имеют стабильного характера и после образования водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС и незамерзающей полыньи в нижнем бьефе.

Таблица 95. Среднее число дней с туманом в период наблюдений на метеостанциях после ввода в эксплуатацию Саяно-Шушенской ГЭС

Метеостанция “Минусинск, опытное поле”, период 1979-1995 гг. (16 лет)

Приведенные в таблицах 94 и 95 данные свидетельствуют о том, что атмосферные явления возникают под воздействием куда более мощных природных сил (например, атмосферная циркуляция), чем воздействие водохранилища и открытого зимой русла реки. После ввода в эксплуатацию Саяно-Шушенской ГЭС по данным метеостанций, располагающихся вблизи ГЭС (“Майнский рудник” и

521

“Черёмушки”), число туманных дней в году осталось на том же уровне. Непосредственно в самом п.Черемушки количество дней с туманами значительно сократилось, так как градиент температур на границе “вода – воздух” резко уменьшился.

Большинством исследователей признается, что все природные атмосферные изменения, вызванные образованием водохранилищ и полыней, являются факторами смягчения резкоконтинентального климата, которое распространяется лишь в узкой прибрежной полосе долины р. Енисей.

О качестве воды

Одна из важных особенностей эксплуатации ГЭС связана с проблемой подготовки ложа водохранилища, в частности, с очисткой его от древостоя, крупного кустарника и валежника. Так, в ложе водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС была выполнена лесоинвентаризация, которая показала, что в зоне мертвого объема каньонной части находится 2,2 млн. м3 древостоя, а в зоне переменного уровня 1,0 млн. м3. Однако оценки объема валежника не делалось, а это очень характерная и значительная для тайги часть её биомассы.

Известно, что отношение затопленной древесины к объему воды 1:300 безопасно для биоты [75]. Кроме того, факты обнаружения под водой строений и судов, затопленных в глубокой древности, свидетельствуют о том, что древесина в этих условиях крайне слабо подвергается деструкции. Эти соображения и другие не менее веские аргументы, такие как: мелкоконтурность и разбросанность территорий деловой древесины, труднодоступность лесных массивов из-за отсутствия подъездов, а также невозможность обеспечения безопасной работы на крутосклонах каньона Енисея, привели Правительство

СССР к решению – затопить в ложе водохранилища Саяно-Шушен- ской ГЭС около 3 млн. м3 учтенного древостоя. Полной лесоочистке подверглась озерная часть ложа водохранилища на территории Тувы на рыбопромысловых участках и местах отстоя судов, а также часть предгидроузловой зоны переменного уровня водохранилища.

Зелёные участки берегов водохранилища в переменной зоне его уровней, вынос в водохранилище притоками вырванных в паводки деревьев и кустарника, а также таежный валежник являются постоянными источниками плавающего древесного хлама в акватории водохранилища.

Места скопления плавающей древесной массы, которая в основном сосредоточена в приплотинной части, определяются конфигурацией водохранилища, стоковым течением и преобладающими направлениями ветра.

522

Прогноз качества воды и развития биологических процессов в водохранилище, выданный Красноярскими УГМС и государственным университетом, достаточно благоприятный и сводится к следующему [75]:

–благоприятный в первые годы наполнения кислородный режим является особенностью Саяно-Шушенского водохранилища по сравнению с другими водохранилищами Сибири; наблюдается общая тенденция к стабилизации кислорода в воде на уровне 10 мг/л;

–химический состав воды Енисея в водохранилище существенно не меняется; по общей минерализации вода в водохранилище, так же как и в р. Енисей, мягкая; минерализация стабильная на уровне 100-115 мг/л;

–цветность, как и в реке, изменяется в диапазоне от 20 до 300, отмечается тенденция к стабилизации;

–в нижний бьеф поступает вода, обогащенная кислородом за счет полыньи в ВБ и прохождения через турбины и водосбросы, что способствует самоочищению воды Енисея на нижележащем участке;

–вода свободна от возбудителей желудочно-кишечных заболеваний, а принятая степень очистки сточных вод и достаточно большой санитарный расход позволяют сохранить бытовой участок реки ниже ГЭС в качестве водоёма культурно-бытового, хозяйст- венно-питьевого и рыбохозяйственного использования;

–достаточно хорошая проточность водохранилища, его уникальная глубина, низкая средняя температура по разрезу “столба” водоема воспрепятствовали образованию синезеленых водорослей.

Наряду с этим, в средствах массовой информации публикуются субъективные оценки, которые приобрели достаточно большое распространение среди населения – о неудовлетворительном питьевом качестве воды, поступающей из водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС. В частности, настойчиво распространявшаяся версия об увеличении фенолов в питьевой воде поставила перед эксплуатационниками Саяно-Шушенской ГЭС задачу организации многолетних исследований качества воды, характеризующих пригодность её для питья.

На ГЭС была разработана схема створов отбора проб воды (рис. 7.13), охватывающая не только водохранилище, но и большой участок р. Енисей значительно выше выклинивания водохранилища (более 100 км), т.е. там, где нет техногенной нагрузки, выше г. Кызыла, поскольку считается, что в природных условиях вода является эталоном качества. Эта схема была утверждена Хакасским центром Госкомгидромета (С. Д. Парамонов) и вошла в измерительную сеть гидрометрии страны.

523

В таблице 96 приведены статистические данные основных параметров по некоторым створам, характеризующих питьевое качество воды в Саяно-Шушенском водохранилище и в р. Енисей, полученные в течение 1980-1995 гг. в результате исследований воды в створах указанной схемы*).

Таблица 96. Результаты анализа качества воды водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС, а также р. Енисей выше водохранилища за период 1980-1995 гг.

Из таблицы видно, что содержание фенолов, меди и нефтепродуктов, по мере разбавления воды в водохранилище с приближением к створу ГЭС, уменьшается. Видно также и то, что наличие меди и фенолов имеет природное происхождение и содержание их достаточно высокое (по сравнению с ПДК) в реке, где нет техногенного влияния. Наличие нефтепродуктов объясняется расположением нефтебаз на берегу в районе г. Кызыла.

Разбавление концентрации веществ у ГЭС, где расположены питьевые водозаборы, по сравнению с содержанием в реке таково: фенолов меньше в 3,2 раза, меди в 1,1 раза, нефтепродуктов в 1,7 раза.

Все другие параметры не превышают ПДК. Обобщая результаты исследований, следует обратить внимание на то, что соображения,

*) Данные по створу 1 получены по результатам ежеквартальных наблюдений за 1989-1993 гг., а по створам 6 и 11 за 1980-1995 гг.

525

высказываемые средствами массовой информации об ухудшении питьевого качества воды в водохранилище по сравнению с природной водой, оказались несостоятельными.

Об очистке акваторий от древесного хлама

Неординарный вид деятельности эксплуатационной организации возник и в связи с плавающей древесной массой в водохранилище. Необходимо было не допустить миграции древесной массы по акватории водохранилища и организовать ее отстой за пределами фарватера, а также исключить ее скопление перед плотиной. Отстой был необходим потому, что извлечь за короткое время существующими способами и средствами, принятыми в лесодобывающей промышленности, большой объем древесной массы из узкого каньона, где нет подходящих площадок выгрузки и подъездных дорог, было невозможно.

Возникла необходимость в научных исследованиях для разработки методики проектирования специальных запаней для условий водохранилища. Действующие нормы на проектирование речных запаней не соответствовали условиям водохранилища по характеру внешних нагрузок на запани и их протяженности по сравнению с рекой. Возникли и значительные инерционные нагрузки, и дифракционные явления, которых в условиях работы речных запаней нет. В результате, с учетом предложений эксплуатационников, были запроектированы и сооружены перед плотиной Сая- но-Шушенской ГЭС головные уникальные запани, созданные впервые для условий водохранилищ. Установлено 5 запаней (рис. 7.14) с максимальной протяженностью 1500 м, состоящих из цепочки спаренных трубчатых металлических понтонов 720 мм повышен-

ной плавучести, которые соединены лежнями в виде пучка металлических канатов диаметром 56 мм (4 штуки в пучке), закрепленными на противоположных берегах водохранилища (рис. 7.15). О масштабах работ дает представление линия по изготовлению понтонов запани на базе “Гидромонтажа” (рис. 7.15б).

Места отстоя древесной массы были выбраны в заливах водохранилища и перекрыты такими же запанями – это № 4 и 5 на рисунке 7.14.

Изложенные условия, вызывающие появление и миграцию древесного хлама, потребовали организации и нового структурного подразделения эксплуатации ГЭС. Оно обеспечивает систематический отвод (рис. 7.16) от головных запаней скапливающегося там древесного хлама, поступающего как из зоны переменного уровня водохранилища, так и вырывающегося из-за запаней при очень сильном волнении. В летнее и зимнее время выполняется ремонт запаней и регулировка длины их лежней в зависимости от уровня воды.

526

запаней

Рис. 7.15 а) – запань № 1 непосредственно перед плотиной Саяно-Шушенской ГЭС; б) – изготовление понтонов запани

Это подразделение собирает мигрирующий хлам в кошели и заводит его в заливы за запани для отстоя, а также подает кошели к месту выгрузки на берег для извлечения древесной массы и ее переработки. Выход деловых материалов составляет менее 1%; не-

528