Маловодье на Волге — предположения или реальность?

На совещании по проблемам развития водохозяйственного комплекса Волги, которое Президент РФ Д.А. Медведев провел 17 августа в г.Астрахань, министром природных ресурсов было отмечено, что водность реки будет снижаться еще порядка 20 лет, поэтому эта проблема особенно тревожна.

Снижение водности Волги может привести к ряду негативных последствий, как экологических, так экономических. Возникнет угроза осушения Волго-Ахтубинской поймы, могут возникнуть проблемы с водоснабжением и водным транспортом. Насколько реально такое развитие событий?


Волго-Ахтубинская пойма. Фото отсюда


Маловодные периоды на Волге имели место в прошлом. Очень низкой (на треть меньше обычной) была водность в 1930-х годах, относительно маловодным был период 1960-х — 1970-х годов, экстремальное маловодье отмечалось в 1975 году. С начала 1980-х наблюдался период повышенной водности, приведший в том числе к существенному увеличению уровня Каспийского моря. Последние несколько лет характеризуются снижением стока, особенно экстремальным был 2010 год с его аномальной жарой. Означает ли это начало новой фазы маловодья?

Среди ученых нет четкого мнения по данному вопросу. Вообще, проблема долгосрочных гидрологических прогнозов еще очень далека от решения, ряд ученых (например, Юрий Даценко, ведущий научный сотрудник кафедры гидрологии МГУ) вообще полагает, что какие-либо прогнозы при данном уровне развития науки бессмысленны. Колебания уровня рек связаны с не вполне понятными изменениями климата, о природе и последствиях которых имеются весьма разные мнения. Вроде бы выявлена определенная связь между циклами солнечной активности и водностью рек, но она опять же оспаривается.


Чебоксарская ГЭС

Ряд ученых (например, ведущий научный сотрудник отдела речного стока и водохозяйственных проблем Государственного гидрологического института Росгидромета Андрея Шалыгин, гидролог Е.Леонов) полагают, что следует ожидать не маловодья, а наоборот, увеличения стока Волги, и последние несколько лет не являются показательными.

В любом случае, даже в многоводный период могут иметь место отдельные маловодные годы, и наоборот. Такие колебания стока очень желательно сглаживать, и единственный способ это сделать — строить водохранилища, желательно многолетнего регулирования, которые могут запасать воду в многоводные периоды и постепенно расходовать ее в маловодные. Каскад водохранилищ на Волге и Каме в значительной степени снизил остроту проблемы колебания стока, но в связи с тем, что Чебоксарское и Нижнекамское водохранилища не наполнены до проектных отметок, каскад лишился 10 км3 регулирующей емкости, которых очень не хватает для водообеспечения той же Волго-Ахтубинской поймы. О завершении строительства этих водохранилищ много говорилось и на совещании в Астрахани, по итогам которого Президентом РФ было дано поручение об ускоренном завершении разработки проектной документации, необходимой для подъема уровня Чебоксарского водохранилища до проектной отметки 68 метров.


Поделиться



Комментарии (24)

  • vfo написал 23.02.2015 в 14:32 Ответить

    Фигня.
    Никакой «маловодности» на Волге нет. Наоборот — Волга многоводна. Т.е. Медведеву «пудрят мозги».

    В проекте СКИОВО бассейна Волги, общественные слушания по которому были проведены в 2014 г., на основании многолетних наблюдений и современных научных прогнозов написано:

    Фрагмент СКИОВО Волги Проект Книга1 Стр83
    По исследованиям Института экологии волжского бассейна РАН за более чем сто-
    летний период (1880-2010гг.) линейный тренд годового стока р.Волга характеризуется как
    слабоотрицательный. Однако нелинейный тренд показывает, что за последние 30 лет, на-
    чиная с 1977 г., наметился рост объемов годового стока.
    С 1990 г. имел место устойчивый и значительный рост объемов годового стока. За
    период с 1990 г. по 2007 г. наблюдалось лишь два года (1996 г. и 2006 г.), когда объем
    годового стока был существенно ниже нормы. В целом за многоводный период 1978-
    2007 гг. объемы годового стока р. Волга превышали норму.
    Наиболее многоводная фаза отмечалась в конце 19 века, когда сток достиг объема
    273 км3. С начала 30-х и до конца 70-х годов прошлого века наблюдалась маловодная фаза
    со средним стоком в 229 км3. Современный период, начиная с 1978 г., можно охарактери-
    зовать как многоводный со средним объемом стока в 268 км3.

    И далее:
    Фрагмент СКИОВО Волги Проект Книга1 Стр92:
    Для прогнозирования изменения водных ресурсов выполнено моделирование кли-
    мата с помощью моделей общей циркуляции атмосферы и океана. Для оценки возможных
    изменений в бассейне Верхней Волги ГГИ использовал результаты расчетов по моделям
    ECHAM4 (Германия), HadCM2 (Великобритания), MRCGCM (Япония), CSIROMK3 (Ав-
    стралия), GFDL CM 2.0 (США).

    Как видно из результирующей таблицы большинство моделей прогнозирует увели-
    чение водности рек бассейна р.Волги в ближайшей перспективе.

  • Только сегодня «открыл» для себя эту площадку ОАО «РусГидро».
    Спасибо!
    Нашел для себя много полезного. Буду использовать в работе.
    Очень понравился комментарий «vfo» к статье, начинающийся со слов «Фигня». Он написан перед «паводком» 2015 года.
    В 1996 году во 2-ом квартале объем стока Волжской ГЭС составил 33,2 куб.км — обошлось. В 1975-76 годах было воды еще меньше – и без серьезных последствий.
    Паводок 2015 года составил 65,5 куб.км – катастрофа.
    Может быть, причина деградации Волго-Ахтубинской поймы не в объеме воды, который проходит через створ Волжской ГЭС?

  • Согласен.
    Но я немного о другом. В 2015 году воды было в 2 раза больше, чем в 1996 году. Однако последствия маловодья разные… В 1996 году — неприятности. В 2015 году — катастрофа.
    Для того, чтобы наполнить водой стакан, требуется 250 мл воды. Вся остальная вода — пойдет через край.
    Сколько воды потребуется для наполнения тазика? Один стакан? Пять? Десять?
    За счет размыва берегов Волга (Астраханская область) становится шире. Грунт выносит в авандельту, в ее северную часть.
    Сейчас для заполнения руслового желоба требуется около 47,5 куб.м воды в месяц, то есть попуски около 12,5-14,2 тыс.куб.м/сек. только «наполняют стакан», вода практически не идет в долину реки.
    Русловой желоб 25-30 лет назад был существенно меньше. Соответственно, для относительно небольшого паводка хватало 30 куб.км воды.
    Процесс разрушения берегов и вынос грунта в Каспий с каждым годом набирает обороты. Через 5-10 лет для рыбохозяйственной полки не будет хватать 22,0-24,0 тыс.куб.м/сек.
    Вы с этой стороны не смотрели на проблему «маловодья»?

    • Пресс-служба написал 08.02.2016 в 17:46 Ответить

      В 1996 году удалось обеспечить сбросы в объеме 24 тысяч кубометров, в 2015 — только 16 тысяч кубометров (это минимальные значения за всю историю). Соответственно вода в пойму в нужном количестве не зашла. С другой стороны, в 1996 году повышенные сбросы в условиях маловодья привели к большим проблемам с водоснабжением и судоходством, которых в 2015 году удалось избежать.
      Размеры русла значительно меньше размеров поймы — русло нормально заполняется при расходах около 5 тыс. кубометров, для оптимального заполнения поймы нужны расходы от 27 тысяч кубометров. Да и не сказать, чтобы активно шел процесс углубления русла — иначе не возникало бы необходимости в постоянных дноуглубительных работах для обеспечения судоходных глубин.

  • Когда у пресс-службы оканчивается рабочий день (по Москве)?

    • Пресс-служба написал 08.02.2016 в 17:47 Ответить

      В 19.00

  • Опять о терминах. Наверное, все дело в них.
    Ваши слова: «…в 2015 – только 16 тысяч кубометров (это минимальные значения за всю историю). Соответственно вода в пойму в нужном количестве не зашла».
    Далее: «… русло нормально заполняется при расходах около 6-7 тыс. кубометров».
    Давайте попробуем привести термины к одному знаменателю (в рамках нашей дискуссии, не более).
    Самая верхняя полка – сельскохозяйственная. Сейчас это больше 25 тысяч. Вода заливает (10-20 см) «средние участки» поймы, включая Западные подстепные ильмени.
    Идем вниз. Рыбохозяйственная полка. Сейчас это около 15-16 тысяч. Уровень воды на «низких участках» поймы – не менее 60 см.
    Еще ниже. Верхняя граница желоба. По моим оценкам – около 12-14 тысяч. Разумеется, верхняя граница желоба в абсолютных отметках везде разная. Какие-то участки Волги заливаются и при 6 тысячах.
    Что есть дноуглубительные работы?
    Это снижение уровня дна водотока в абсолютных отметках. Вслед за уровнем дна падает уровень воды. Дноуглубительные работы – это способ заработать. Для судоходства нужна глубина, то есть сокращение «живого сечения» водотока. При сужении водотока (теснина) – уровень воды повышается. Дноуглубительные работы все портят, увеличивая «живое сечение».
    Бобер, когда ему мало воды, строит переливные плотины и повышает уровень воды в водотоке. Бобров с лопатами не бывает.

    • Пресс-служба написал 08.02.2016 в 18:15 Ответить

      Дноуглубительные работы делают локально, удаляя конкретные узкие места (перекаты). На всем протяжении русла никто не копает, если мелко везде, то действительно гораздо выгоднее шлюзование плотинами (что собственно почти по всей Волге и сделано).

  • Река методом волочения переносит грунт вниз по течению. Вот так, равномерно до самого Каспия? Нет. На плесах, где скорость течения реки меньше, процесс волочения существенно замедляется. Образуется мель, которая со временем превращается:
    • или в остров (наиболее вероятно);
    • или в перекат, который сама река в самое ближайшее время сама и разрушит, так как он сложен из рыхлых отложений.
    Абсолютно верно, главная проблема судоходства – это подводные «барханы», или перекаты или переливные плотины: терминов много, а суть одна. В нижнем бьефе переката (если этот термин Вам больше нравится) уровень воды меньше, чем перед ним.
    Земснаряд разрушает перекат (переливную плотину, «бархан»). Что происходит? Уровни воды выравниваются.
    Устранена ли причина образования «бархана» именно в этом месте? Нет.
    Очевидно, что в недалеком будущем следует ждать образования нового переката в том же месте.
    Природа, будь она не ладна!
    А что если «бархану» придать нужную для судоходства форму? В средней его части гребень переливной плотины понизить, а участки гребня, примыкающие к берегам, наоборот, сделать выше?
    Очевидно, что образуется сужение (теснина). Скорость течения в сужении – увеличится (за счет перепада высот в верхнем и нижнем бьефе переливной плотины). Соответственно, переносимый течением грунт в этом месте откладываться не будет.
    Пароход и рыба легко преодолеют теснину без шлюзования.
    Или будет копать назло природе?

    • Пресс-служба написал 09.02.2016 в 10:07 Ответить

      Можно и так. Это называется «русловыпрямительные сооружения». Но это довольно дорогое удовольствие — просто досыпать песка не получится, нужно укреплять откосы, иначе размоет.
      Вообще вопрос, что именно делать — шлюз, дноуглубление или подобные сооружения решается каждый раз индивидуально в зависимости от конкретной ситуации, гидрологических расчетов и технико-экономического сравнения вариантов.

  • Спасибо.
    Относительно первой части дебатов мы пришли к соглашению: переливные плотины (искусственные перекаты, русловыпрямительные сооружения и пр. способы уменьшения «живого сечения») имеют право на жизнь. Более того, мы с Вами понимаем, какие сопутствующие работы надлежит выполнить для их возведения. Пока эта тема закрыта.
    Теперь вторая часть: деньги.
    Анализ информации о работе Волжской ГЭС, размещенной на Вашем сайте в сети Интернет, позволяют сделать следующие выводы:
    • Холостой сброс Волжской ГЭС в период паводка, как правило, существенно превышает обычный полуторамесячный сброс воды через гидроагрегаты в меженный период. Или иными словами: исключение холостых сбросов увеличивает годовую выработку электроэнергии более чем на 1,3 млрд. кВт•ч.
    • Из года в год (по техническим, организационным или иным причинам) холостой сброс воды Волжской ГЭС начинается при меньших значениях. Тенденция прослеживается на протяжении ряда лет, что исключает случайность и не объясняется проводимыми работами на гидроузлах.
    Гидравлические расчеты (они уже проведены) показывают, что при поднятии уровня воды в Волге за счет переливных плотин (существование которых – возможно) на 2,5 м в межень, позволяют в течение 60 дней держать «сельскохозяйственную полку» со сбросом воды Волжской ГЭС в пределах 12 000 м3/сек., то есть полностью отказаться от холостых сбросов в условиях среднего по количеству воды года.
    Технико-экономические расчеты (они уже проведены) показывают, что сооружение каскада из переливных плотин, поднимающих уровень воды на 1,5-2,2 м обойдутся инвестору в сумму около 3,6 млрд.руб., включая резервирование средств на профилактику. Гарантированный срок службы каскада переливных плотин – 15 лет.
    Речь не идет о деньгах ОАО «РусГидро». Пока достаточно заключения со стороны Пресс-службы: «Интересно с экономической точки зрения». Не более.

    • Пресс-служба написал 09.02.2016 в 11:31 Ответить

      Объемы холостых сбросов зависят от водности года. Исключить их как таковые невозможно при всем желании — емкости водохранилищ просто не хватит для того, чтобы в средние по водности годы аккумулировать основную часть паводкового стока (возможно, что и в маловодные тоже, но это считать надо). Разве что зимой проводить масштабную глубокую сработку всех водохранилищ до уровня мертвого объема, что неприемлемо по ряду причин (как хозяйственных, так и экологических).
      «Из года в год (по техническим, организационным или иным причинам) холостой сброс воды Волжской ГЭС начинается при меньших значениях» — вот эту фразу не очень понял. Для поймы ключевое значение имеет максимальный уровень расходов и его продолжительность, имеет смысл сравнивать именно эти параметры. Вообще период 2006-2015 относительно маловодный, средний объем стока за 2 квартал 96 км3, для сравнения 1990-2005 годы — 122 км3. Это объективно отражается и на количестве воды, попадающей в пойму.
      Что касается системы переливных плотин в Нижней Волге — тут нужны серьезные расчеты и исследования со стороны специализированных организаций. Как рыба будет на это реагировать, как на судоходство повлияет. Ибо есть прецедент, построили дорогущий Астраханский вододелитель, а толку?

  • Введем обозначения. Типовой гидрограф содержит ряд три полки:
    меженную (МП),
    • сельскохозяйственную (СП),
    • рыбохозяйственную (РП)
    • и опять меженную (РП).
    Почему надо 25-27 тысяч для преодоления расстояния между МП и СП? Ответ прост до банальности: слишком большое «расстояние» между ними. Очевидно, что если повысить (волшебная палочка, не меняя попуски ГЭС) уровень МП на 1,5-2,2 м, то потребуется меньший сброс, чтобы достичь уровня СП или РП.
    Проблема «лишней воды» (заметьте, какая проблема всплывает: лишняя вода!!!).
    Большие зимние попуски вредят экологии не сами по себе, а нестабильностью уровня воды (разными попусками). Особенно чувствительны участки до Черного Яра. Дальше скачки существенно сглаживаются, а в дельте большее влияние оказывает ветер, чем попуски.
    Что мешает Волжской ГЭС зимой стабильно держать 7,5-8,0 тысяч, стравливая «лишнюю» воду?
    Ничего.
    Теперь о холостом сбросе.
    Гидроагрегаты Волжской ГЭС (все суммарно) рассчитаны на поток 15 200 метров. А когда фактически открывается «калитка» для холостого сброса? На Вашем сайте указаны объемы по дням. Соответственно, можно рассчитать среднее значение и среднеквадратичное отклонение (плюс-минус):
    • 2013 год — 13096 ± 346 куб.м/сек.;
    • 2014 год — 12698 ± 191 куб.м/сек.;
    • 2015 год — 12418 ± 664 куб.м/сек.
    По всей видимости, раннее срабатывание — это технические проблемы. Поэтому и проводите замену агрегатов. Но проблемы пока нарастают быстрее, чем их успевают устранить.
    Проблемы маловодья.
    Это комплексная задача, так как воедино сплелись интересы предприятий:
    • сельского хозяйства,
    • энергетики,
    • водного транспорта.
    Существует только один способ удовлетворить интересы всех в условиях любого по водности года:
    тем или иным способом повысить уровень МП. При стабильно высоком меженном уровне:
    • скроются под большим слоем воды все мели (исключая ВКСК, так как там совсем другая история);
    • потребуется всего лишь небольшое увеличение объем попусков (идеально – до 12 000 метров), чтобы достигнуть СП и держать ее достаточно долго, стравливая «лишнюю» воду.
    Повышенный уровень воды в межень – это исходная точка для расчетов. Дальше – чистая математика. На своем уровне мы все расчеты сделали – получается.
    Более того, в Волгограде и Астрахани организовали широкомасштабное производство защитного материала, который является лидером в системе координат: «цена» — «гарантийный срок службы».
    О «серьезных» организациях — следующий блок, когда завершим «технику» и «деньги».

    • Пресс-служба написал 09.02.2016 в 14:35 Ответить

      «Что мешает Волжской ГЭС зимой стабильно держать 7,5-8,0 тысяч, стравливая «лишнюю» воду?»

      Потребности энергосистемы. Волжская ГЭС — крупнейшая регулирующая станция, она обеспечивает надежную работу энергосистемы и соответственно по заявкам Системного оператора изменяет мощность (а соответственно, и количество пропускаемой воды) в соответствии с потребностями энергосистемы.

      По пропуску воды. Как вы правильно заметили, сейчас ведется замена агрегатов (которые работают с 1950-х годов), соответственно несколько машин выключены из работы. На данный момент более половины турбин уже заменено. После завершения этих работ можно будет обеспечить работу станции в половодье на полную мощность.

      По конкретным работам в нижнем бьефе — это уже не компетенция РусГидро, мы просто не имеем на это необходимых полномочий, мы энергокомпания, а не орган власти. Нас ситуация с поймой безусловно волнует, мы ведем определенные НИР в этой области, но комплексное решение проблемы должно быть принято государством после оценки всех вариантов по комплексу всех показателей — технических, экономических, экологических.

  • Давайте в настоящей дискуссии больше не кивать на других (государство, власть, население и пр.). Наша с Вами задача на уровне «общественности» определить максимально приемлемый для всех водопользователей режим работы Волжской ГЭС, наметить пути решения проблемы. Дальше пусть решают те, кто компетентен принимать решения.
    Вы – прекрасно знаете возможности энергетиков, особенности работы Волжской ГЭС. Это Ваши сильные стороны. Из беседы понятно, что у Вас «въедливый» ум и Вы дружите с формальной логикой.
    Моя задача – заставить всех (энергетиков, экологов, государственных чиновников и пр.) взглянуть на проблему не с традиционной стороны, так как проблема маловодья традиционными путями не решается. В противном случае, проблема давно бы была решена.
    Моя задача (через Вас) показать энергетикам путь решения проблемы. Кроме того, показать им экономическую выгоду. В идеале — заручиться сильным союзником.

    Итак, мой основной вопрос: если ниже Волжской ГЭС воды мало, то почему ее не запасти впрок, в пределах основного русла?
    Способ известен: сооружение переливных плотин (сужение водотока снизу) или искусственных стеснений (сужение водотока с боков).
    Затраты (по сравнению с экономическим эффектом) – копеечные.

    Ответ прост.
    Во-первых, так повелось (исторически сложилось), что на больших реках переливные плотины не возводят: воды и так вдоволь.
    Во-вторых, только относительно недавно появились защитные материалы, которые могут обеспечить надежность переливных плотин.

    • Пресс-служба написал 09.02.2016 в 15:21 Ответить

      Мы безусловно позитивно относимся к любым разработкам, направленным на решение экологических и водохозяйственных проблем Волго-Ахтубинской поймы, и сами кое-что делаем в этой области. Но нужно хорошо понимать, что центр принятия решений — не у нас. Даже те же самые режимы пропуска воды через ГЭС определяем не мы, а государственные Росводресурсы (а режимы выработки электроэнергии — Системный оператор), которые и направляют нам своим обязательные для исполнения указания.

  • Добрый день!
    В соответствии с книгой В.А.Кривошея «Река Волга (проблемы и решения)» объем попусков Волжской ГЭС во втором квартале составили:
    • 1975 год — 25,4 куб.км;
    • 1976 год – 33,0 куб. км;
    • 1996 год – 33,2 куб.км.
    Прошу Вас сообщить, соответствуют ли эти цифры действительности, разумеется, с учетом разумной погрешности?

    • Пресс-служба написал 04.03.2016 в 14:59 Ответить

      Так сразу сказать сложно, нужно архивы поднимать.

      • Пресс-служба написал 09.03.2016 в 11:11 Ответить

        Вот данные из архивов ГЭС по пропуску воды через Волжскую ГЭС во 2 квартале:
        Нужна вот такая информация. Верны ли вот эти цифры по общему пропуску воды через ГЭС во 2 квартале?
        ∙ 1975 год — 56,8 куб.км
        ∙ 1976 год – 63,9 куб.км
        ∙ 1996 год – 61,6 куб.км
        ∙ 2015 год — 65,5 куб.км

  • Если это возможно…
    В прошлом году во втором квартале объем попусков составил 65,5 куб.км и произошла катастрофа от маловодья.
    Однако в «древние времена», если верить книге, сбросы воды были еще меньше. И как-то обходилось.
    Два варианта:
    или в книге ошибка;
    или «емкость руслового желоба» за последние 20 лет существенно увеличилось (требуется больше воды для «переполнения» русла).
    Очень прошу Вас помочь!

    • Пресс-служба написал 04.03.2016 в 15:20 Ответить

      Критическое значение имеет не общий объем сбросов, а максимальные значения расхода. В 2015 году пиковые расходы были минимальными за всю историю (всего 14 000 м3/с). Общий же объем попуска оказался вполне приличным за счет повышенной приточности в конце мая-июне, которую никто не ждал и на нее не рассчитывал.

  • Полностью с Вами согласен! Дневные попуски за период с 2014 года имеются на Вашем сайте. Соответственно, на их базе строятся гидрографы и пр. Все просто, если есть исходный материал.
    Если у Вас относительно «под рукой» попуски за 2-й квартал указанных мной годов: посчитаю сам.
    Дело в том, что если в течение квартала сбрасывается всего 30 км3, то это означает менее 4000 м3/сек. в среднем в день. О каких полках может идти речь?
    Полки можно было бы создать, если тогда меженные попуски были порядка 2500 м3/сек.

    • Пресс-служба написал 04.03.2016 в 15:38 Ответить

      Относительно быстро не получится, данные есть на Волжской ГЭС, где их придется некоторое время поднимать из архивов и обрабатывать.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Имя*
E-mail*
Сайт
Комментарий

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>