Эксплуатация водохранилищ

Эксплуатацией водохранилищ согласно нормативным документам Российской Федерации должны заниматься организации (владельцы) Министерства природных ресурсов, поскольку, как правило, водохранилища служат для комплексного использования. Однако сложилась неудовлетворительная практика перехода эксплуатационных функций к владельцам водохранилищ. Мотивом этого является стремление перенести все организационные и технические трудности, связанные с образованием нового объекта, в данном случае водохранилища, на тех, кто создает подпорные сооружения. Хотя мы уже видели, какое разностороннее использование водохранилищ реализуется на самом деле. Только один пример использования водохранилищ в транспортных целях достаточно убедителен.

Более того, исследователи развития водного транспорта в стране пришли к выводу, что должны создаваться транспортно-энергетические водные сети (ТЭВС) страны. Концепция ТЭВС - создание глубоководных путей для организации дальних перевозок крупнотоннажными судами требует шлюзования и регулирования рек, а это создает предпосылки их гидроэнергетического использования, увеличения доли гидроэнергетики в энергобалансе, уменьшения потребления энергетикой привозного топлива и, соответственно, уменьшения грузооборота топливных грузов и затрат на их перевозки. Это может служить примером рачительного хозяйского подхода к ресурсам страны.

Из задач по эксплуатации водохранилищ, решение которых должно остаться за эксплуатирующими организациями, в данном случае -гидростанциями, должны оставаться только те, что предписываются ПТЭ:

- разработка и выполнение ежегодного водохозяйственного плана;
- сохранение незаиляемой емкости водохранилищ, необходимой для регулирования стока в соответствии с водохозяйственным планом;
- обеспечение условий для нормального судоходства, водоснабжения, орошения, деятельности рыбного хозяйства;
- обеспечение благоприятных условий для пропуска через сооружения ГЭС избытков воды, льда, наносов;
- предотвращение эксплуатационных затруднений, особенно в условиях засоренности водотока, ледовых образований и переработки берегов водохранилища;
- организация учета и контроля использования водных ресурсов.

Основные контуры водохозяйственного плана намечаются на стадии проектирования и передаются службе эксплуатации в виде инструкции по эксплуатации водохранилища. Годовой водохозяйственный план устанавливает помесячные напоры и расходы воды, ежемесячную выработку электрической энергии, среднемесячные потери воды на испарение и фильтрацию. Годовой водохозяйственный план корректируется с учетом реальной гидрологической обстановки. Информацию о гидрологической обстановке на реках и водохранилищах представляет Росгидромет.

Как правило, график наполнения - сработки водохранилища составляется таким образом, чтобы выработать требуемое количество энергии в надлежащее время. Однако при эксплуатации комплексных гидроузлов нужды электроэнергетики зачастую уступают приоритет другим отраслям хозяйства. Например, водохозяйственный режим в период весеннего половодья Волжских ГЭС подчинен требованиям рыбного хозяйства. В результате добыча осетровых на Волге выросла с 7 тысяч тонн в 1916 году до 23 тысяч тонн в 70-80-с годы. Режим работы Новосибирской ГЭС диктуется условиями работы судоходного шлюза, ухудшившимися из-за размывов в нижнем бьефе гидроузла. Требованиям орошения подчинен водохозяйственный режим ГЭС Средней Азии. Так, пуск в эксплуатацию Токтогульской ГЭС был фактически задержан на два года, так как в засушливые годы прекратилось наполнение водохранилища, и сток реки Нарын был использован для орошения земель, прилегающих к рекам Нарын и Аму-Дарья.

Все мероприятия при эксплуатации водохранилищ увязываются с требованиями охраны природной среды. Образование водохранилища существенно изменяет гидрологический режим водотока и оказывает влияние на окружающую среду. Подпор, создаваемый плотиной, приводит, соответственно, к затоплению и подтоплению земель, в том числе:

- к постоянному затоплению земель в верхнем бьефе, расположенных ниже отметки УМО;
- к периодическому затоплению земель, расположенных между отметками УМО и НПУ;
- к кратковременному затоплению земель, расположенных между НПУ и ФПУ, в периоды пропуска высоких половодий и паводков;
- к подтоплению земель в прибрежной зоне вследствие повышения уровня грунтовых вод за счет появления водохранилища: подтопление может вызвать заболачивание местности, замещение культурных растений болотными, затопление подвалов, шахт, карьеров.

Негативное влияние водохранилища не исчерпывается только затоплением и подтоплением земель. Некоторые стороны этого влияния были рассмотрены в разделе 2.3. При проектировании гидроузлов предусматриваются различные мероприятия и средства инженерной защиты, позволяющие сократить негативное влияние водохранилища. При эксплуатации гидроузлов также стремятся обеспечить такой водный режим, чтобы с одной стороны обеспечить рациональное использование гидроресурсов, а с другой - минимизировать негативное воздействие водохранилища на природную среду.

При эксплуатации электростанций накоплен большой опыт пропуска высоких половодий и паводков, оорьоы с сором, ледовой шугой, выработаны приемы транзита или аккумулирования льда и т.д. Однако, на практике немало примеров, когда недостаточно продуманный проект приводил к неустранимому урону для сооружения и окружающей среды. Так, мы уже отмечали пример существенной ошибки в определении размера намерзающей зимой полыньи в нижнем бьефе Красноярской ГЭС. В ряде случаев для обеспечения рационального и надежного использования водных ресурсов приходится выполнять значительные работы после окончания строительства в процессе эксплуатации гидроузла.

Острая проблема с заилениями касается тех небольших по емкости водохранилищ, где объем твердого стока в реке значителен и необходимо время от времени промывать водохранилище для восстановления его полезного объема. Для промыва должны проектироваться специальные водосбросные устройства.

Другая проблема - это предотвращение подплывания к гидроузлу предметов и сора (древесная масса, корни, сучья, торфяники и т.п.). Решать ее необходимо путем организации на водохранилище специальных участков, как правило, находящихся в составе гидротехнических цехов и располагающих необходимым буксирным флотом. Это позволяет устанавливать заграждения перед гидроузлами в виде запаней и собирать неорганизованный сор в кошели и отводить к местам выгрузки.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.