§ 34. Учимся с «Полярной звездой» (9). Решаем проблему: преобразование рек

ИНФОРМАЦИЯ: ЦЕЛИ И ИСТОРИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РЕК

Строительство гидроэлектростанций (ГЭС) и создание искусственных водохранилищ представляет собой наиболее мощную преобразующую деятельность человека на реках. В XX столетии перед нашей страной стояли три фундаментальные народнохозяйственные задачи: получение колоссальных объемов дешевой электроэнергии, создание эффективной глубоководной транспортной системы и гарантированное орошение засушливых сельскохозяйственных земель юга страны наряду с предотвращением разрушительных паводков.

До 1920-х годов на равнинных реках России крупные плотины и ГЭС вообще не возводились, поскольку ученые и хозяйственники стремились избежать неизбежного затопления обширных речных долин. Однако бурная индустриализация, развитие тяжелой промышленности и стремительный рост городов в Европейской части страны потребовали резкого наращивания энергетических мощностей:

• Богатейшие запасы природного газа Западной Сибири и нефти Волго-Уральского бассейна тогда еще не были разведаны;
• Доставка угля из отдаленных районов по железным дорогам стоила чрезмерно дорого и не справлялась с растущими запросами фабрик и заводов;
• Транспортная система Европейской России остро нуждалась в модернизации: речные грузоперевозки были намного экономичнее железнодорожных, однако Волга — «главная улица России» — весной страдала от разрушительных наводнений, а к концу лета катастрофически мелела, парализуя проход крупнотоннажных судов.

Ответом стало грандиозное гидростроительство. Создание Волжско-Камского каскада гидроэлектростанций, развернутое в конце 1930-х годов, и последующее сооружение мощнейших ГЭС на сибирских реках (Ангаре, Енисее) заложили энергетический фундамент экономики государства. Однако эти преобразования привели и к серьезным экологическим противоречиям.

СРАВНЕНИЕ ГЭС И ТЭС: ЭНЕРГЕТИКА И ПИКОВЫЕ НАГРУЗКИ

В единой энергосистеме страны гидроэлектростанции и тепловые электростанции (ТЭС) обладают принципиально разными технологическими особенностями:

1. Используемые ресурсы: ГЭС используют неисчерпаемую кинетическую энергию текущей воды (возобновляемый ресурс). ТЭС работают на исчерпаемых запасах органического топлива (уголь, мазут, природный газ);
2. Быстрота запуска и покрытие пиковых нагрузок: Электроэнергию невозможно запасать про запас на складах — ее необходимо производить ровно столько, сколько в данную секунду потребляет хозяйство страны. Потребность же в токе резко скачет в течение суток: она минимальна глубокой ночью и взлетает до максимума в утренние и вечерние часы («суточные пиковые нагрузки»). Турбины ГЭС запускаются в работу за считанные минуты, что делает их идеальным регулятором для мгновенного покрытия пиков. Котлы ТЭС разогреваются от 2 до 3 суток, поэтому тепловые станции физически не способны оперативно реагировать на резкие скачки потребления;
3. Стоимость и сроки строительства: Возведение плотины ГЭС длится многие годы и требует огромных начальных финансовых вложений, однако текущая себестоимость вырабатываемого киловатт-часа минимальна (вода бесплатна). ТЭС строятся значительно быстрее (около 3 лет для современных парогазовых установок), но их эксплуатация связана с непрерывными затратами на покупку и подвоз дорогостоящего топлива;
4. Влияние на окружающую среду: ГЭС не загрязняют атмосферу вредными выбросами, однако при сооружении плотин под воду уходят колоссальные площади плодородных пойменных земель. ТЭС, напротив, выбрасывают миллионы тонн углекислого газа, сажи, сернистых газов и токсичной золы (особенно при сжигании угля).

СПОРЫ ОБ УКРОЩЕНИИ РЕК: ДОВОДЫ СТОРОННИКОВ И ПРОТИВНИКОВ

Создание гигантских «рукотворных морей» на равнинах породило глубокие противоречия между сторонниками промышленного прогресса и защитниками природы:

Аргументы сторонников гидростроительства («За»):

• Единая глубоководная система: Плотины и шлюзы превратили Волгу, Каму, Дон и северные реки в единый водный каркас Европейской части страны. Крупные суда класса «река-море» получили возможность свободно курсировать между портами Балтийского, Белого, Каспийского, Азовского и Чёрного морей, что сберегло колоссальные государственные средства;
• Надежность энергоснабжения: ГЭС Волжско-Камского каскада выступают безальтернативным регулятором для покрытия утренних и вечерних пиковых нагрузок в центральных регионах страны;
• Мелиорация и защита от бедствий: Созданные водохранилища позволили оросить миллионы гектаров засушливых земель Поволжья и стабилизировать сельское хозяйство, а также навсегда ликвидировали угрозу весенних наводнений для прибрежных городов;
• Стабильное водопотребление: Мегаполисы и индустриальные центры получили надежный круглогодичный источник чистой технической и питьевой воды.

Аргументы экологов и противников гидростроительства («Против»):

• Затопление ценных земель и утрата культурного наследия: Водой были погребены сотни тысяч гектаров самых плодородных заливных пойменных лугов и пашен. На дно водохранилищ ушли старинные города (например, Молога), сотни сел и деревень, древние монастыри и памятники архитектуры; переселение сотен тысяч семей потребовало освоения менее удобных земель;
• Замедление течения и «цветение» водоемов: Скорость течения равнинных рек уменьшилась в десятки раз, и реки превратились в цепь слабопроточных отстойников. Водохранилища аккумулируют промышленные и аграрные стоки, а на обширных мелководьях в летний зной бурно размножаются сине-зеленые водоросли, вызывая гниение и массовый мор рыбы;
• Удар по ценным видам рыб: Высокие плотины перекрыли естественные пути миграции осетровых и лососевых рыб на традиционные нерестилища, что привело к резкому сокращению их природных популяций;
• Подтопление и абразия берегов: Резкий подъем уровня грунтовых вод вызвал заболачивание прилегающих лесов и полей, оползни и разрушение (абразию) береговой полосы волнами искусственных водохранилищ.

ВЫРАБОТКА РЕШЕНИЯ: ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ БАЛАНС И МОДЕРНИЗАЦИЯ

Проблема равнинных рек не имеет радикального черно-белого решения. С одной стороны, спустить существующие водохранилища сегодня невозможно: за столетие всё хозяйство страны — городские водозаборы, портовые причалы, оросительные каналы и системы охлаждения электростанций — прочно привязалось к новому уровню воды. Их осушение обнажило бы миллионы гектаров заиленных токсичных пустошей и оставило бы десятки миллионов жителей без питьевой воды.

Современный подход географов и инженеров заключается в разумной экологической адаптации:

1. Модернизация плотин со строительством современных рыбоходных каналов и гидролифтов для восстановления нереста;
2. Внедрение строгих систем очистки промышленных и канализационных стоков для прекращения цветения воды;
3. Берегоукрепление и инженерная рекультивация мелководий для предотвращения оползней и заболачивания;
4. Полный отказ от строительства новых крупных ГЭС на равнинах с переносом гидроэнергетических строек в узкие горные ущелья, где площадь затопления минимальна, а напор воды максимален.