Направления комплексного использования водных ресурсов по основным регионам СССР
Комплексное использование водных ресурсов отвечает условиям планового социалистического хозяйства и повышает экономическую эффективность водохозяйственного строительства. Выбор оптимального решения при комплексном использовании водных ресурсов требует проведения широких технико-экономических сопоставлений различных возможных вариантов. Эта задача осложняется тем, что требования отдельных отраслей водного хозяйства весьма противоречивы. Так, для водоснабжения населения и промышленности требуется гарантированная по объему и качеству подача воды, практически постоянная в течение года; сельскохозяйственные водные мелиорации используют воду для полива земель в период вегетации; гидроэнергетика заинтересована в использовании воды в зависимости от графиков потребления энергии; судоходство определяет свои требования размерами гарантированных глубин в навигационный период; рыбное хозяйство заинтересовано в очень высоком качестве речной воды и в попусках воды в период весеннего нереста рыб, а также в соблюдении определенных уровенных и температурных режимов водоемов. Кроме того, необходимо учитывать многообразное влияние крупных водохозяйственных мероприятий на природные и хозяйственные условия в районе их проведения.
Общим требованием отраслей водного хозяйства является повышение водоотдачи реками в периоды маловодья. Это требование может быть удовлетворено только путем регулирования речного стока водохранилищами или подачей воды для обводнения рек из речных бассейнов, в которых в перспективе сохраняются излишние запасы воды. Водохозяйственные расчеты показывают, что регулирование речного стока водохранилищами и перераспределение его по территории — мероприятия, без которых невозможно дальнейшее развитие народного хозяйства страны. В то же время большое влияние на экономическую эффективность комплексного водохозяйственного строительства оказывает полнота использования водных ресурсов участниками комплекса. Например, в настоящее время экономический эффект использования большинства комплексных водохозяйственных гидроузлов сильно снижается в результате отставания в освоении их водохранилищ рыбным и сельским хозяйством.
Основные направления развития водного хозяйства определяются на основе ориентировочных данных об экономическом развитии страны, выявленных требований к использованию водных ресурсов, данных водохозяйственных балансов и учета изложенных выше особенностей комплексного использования водных ресурсов.
Приведенные ниже соображения о водохозяйственном строительстве позволяют определить направление развития водного хозяйства в бассейнах важнейших рек страны и внутренних морей. Поскольку перспективный водохозяйственный баланс большинства речных бассейнов южной зоны страны получается крайне напряженным, требуется перераспределение стока между бассейнами или переброска части стока из северных обеспеченных водой районов. В связи с этим становится необходимым совместное рассмотрение более обширных территорий, охватывающих несколько речных бассейнов. По условиям использования водных ресурсов на территории СССР может быть выделено три крупных водохозяйственных района: европейская часть страны; Средняя Азия, Казахстан и Западная Сибирь; Северо-Восточные районы страны.
3.4.1. Европейская часть СССР
Народное хозяйство европейской части страны предъявляет исключительно высокие требования к водным ресурсам. Здесь проживает 75% населения страны и сосредоточены наиболее крупные города и промышленные районы—Донецкий, Криворожский, Уральский, Московский, Ленинградский, Харьковский, Бакинский, Ростовский и др. В европейской части находятся важнейшие районы орошаемого сельскохозяйственного производства — юг Украины и Молдавии, Заволжье, Северный Кавказ и Закавказье, наиболее крупные в стране Каспийский и Азовский рыбопромысловые районы. Большое развитие в южной зоне региона получило прудовое товарное рыбоводство. Широко развита гидроэнергетика·—использование экономического потенциала гидроэнергии достигло 40%, в стадии завершения находится Единая глубоководная воднотранспортная система. Потребление свежей воды, включая рыбохозяйственные, воднотранспортные и санитарные попуски, достигло в этом регионе 800 км3, а безвозвратные затраты воды, включая испарение с поверхности водохранилищ, — 80 км3. С учетом же использования воды для поддержания водного, солевого и гидробиологического режимов Каспийского и Азовского морей и для попусков на нижних участках рек безвозвратные затраты стока составляют около 480 км3.
Неблагоприятное внутригодовое распределение стока потребовало создания на реках европейской части СССР многочисленных регулирующих водохранилищ, суммарный полезный объем которых в настоящее время превышает 160 км3. В связи с дальнейшим ростом водопотребления необходимы новые водохранилища в бассейнах Волги, Днепра, Дона, Кубани, Терека, Судака, Куры и других рек с доведением в будущем суммарного полезного объема регулирующих водохранилищ в этом регионе до 200 км3. Ввиду неблагоприятного территориального распределения ресурсов речного стока в южной зоне европейской части были созданы крупные системы по территориальному перераспределению речного стока. В настоящее время по каналам имени Москвы, Северский Донец — Донбасс, Днепр — Кривой Рог, Волга — Иваново, Северокрымскому, Кубань-Егорлыкскому, Терско-Думскому и другим подается из рек в районы потребления более 30 км3 воды в год.
Современное суммарное водопотребление народным хозяйством в европейской части СССР оценивается (включая затраты воды на испарение с поверхности водохранилищ) в 148 км3 по забору воды из источников и в объеме 74 км3 по безвозвратным затратам воды. В будущем потребность народного хозяйства в свежей воде может достигнуть 200—270 км3 с безвозвратными затратами в объеме 140—150 км3.
Анализ водохозяйственных балансов по основным речным бассейнам показывает, что в северной зоне региона водопотребление в бассейнах Печоры, Северной Двины, Невы и Онеги даже к концу текущего века не превысит нескольких процентов объема стока в маловодные годы. Ресурсы свободного речного стока по этим бассейнам с учетом резервирования части их для санитарных и природоохранных попусков суммарно на современной стадии изученности вопроса оцениваются в объеме около 100 км3. При этом в бассейне Невы, определяющем экологическую обстановку в Финском заливе, свободный сток может составить, по-видимому, не более 15 км3. Водохозяйственные балансы в южной зоне региона могут быть сведены только при экономном использовании водных ресурсов во всех отраслях народного хозяйства и выполнении мероприятий по регулированию и межбассейновому перераспределению речного стока.
Для водообеспечения развития народного хозяйства европейской части СССР должны быть осуществлены новые крупные водохозяйственные мероприятия по регулированию и территориальному перераспределению речного стока.
В бассейне Волги завершается строительство Чебоксарского и Нижнекамского гидроэнергоузлов с полезным объемом водохранилищ 5,7 и 4,6 км3 (установленная мощность ГЭС соответственно 1,4 и 1,2 млн. кВт, среднегодовая выработка электроэнергии 3,5 и 2,55 млрд. кВт-ч). Наряду с обеспечением условий для выработки электроэнергии Чебоксарское и Нижнекамское водохранилища позволят подключить к Единому глубоководному пути участок Волги между г. Чебоксары и Горьковским гидроузлом и участок Камы между Нижнекамским и Боткинским гидроузлами. На базе волжского стока, зарегулированного этими водохранилищами, будут орошаться 300— 350 тыс. га земель в засушливых районах Заволжья и Прикаспия. Для увеличения водоподачи из Верхней Волги в целях перспективного водоснабжения Москвы проектируется Ржевский гидроузел с полезным объемом водохранилища около 0,9 км3 (установленная мощность ГЭС 83 тыс. кВт и средняя выработка 145 млн. кВт-ч). В бассейнах Оки, Камы, Уфы и других рек для водообеспечения крупных промышленных узлов (Свердловска, Челябинска, Тулы, Новомосковска и др.) потребуется создать водохранилища с суммарным полезным объемом 2 км3.
В бассейне Урала для водообеспечения таких промышленных районов, как Магнитогорский (включающий Магнитогорский, Верхнеуральский и другие прилегающие промышленные узлы), Медногорский и Буруктальский, потребуется создать три водохранилища с полезным объемом соответственно 0,93; 1,45 и 0,94 км3.
Для увеличения располагаемых водных ресурсов Днепра в маловодные годы намечается осуществить мероприятия по более глубокому регулированию днепровского стока за счет увеличения регулирующего объема водохранилищ Каховского и Кременчугского гидроэнергоузлов соответственно на 4 и 7 км3. На Днестре необходимо создать Днестровский гидроэнергоузел с полезным объемом водохранилища 3 км3.
В бассейне Дона необходимость создания новых водохранилищ диктуется задачей обеспечения водными ресурсами Донбасса, Курской магнитной аномалии (водохранилища на реках Северском Донце и Осколе). Суммарный полезный объем новых водохранилищ составит 1,4 км3. Для снижения судоходных попусков на Нижнем Дону и высвобождения 5—6 км3 донского стока для рыбного хозяйства необходимо построить четвертый воднотранспортный гидроузел — Багаевский.
В бассейне Кубани для решения задач водоснабжения и ирригации и в интересах освоения гидроэнергетических ресурсов горной части этого бассейна намечается создание регулирующих водохранилищ с суммарным полезным объемом около 0,6 км3 на верхних участках Кубани, Теберды, Большого и Малого Зеленчуков.
В бассейнах Судака и Терека строится Ирганайская ГЭС с водохранилищем полезным объемом 0,4 км3 (установленной мощностью 800 тыс. кВт) и намечается строительство Курпских ГЭС с водохранилищем полезным объемом около 0,7 км3 (установленной мощностью около 300 тыс. кВт). Необходимо также осуществить строительство канала Судак — Терек для обеспечения подачи в Терек части стока р. Судак, регулируемого Чиркейским, а в дальнейшем Ирганайским гидроузлами.
В бассейне Куры для водообеспечения орошаемого земледелия и промышленности строится Жинвальский гидроузел с водохранилищем полезным объемом около 0,4 км3 (при установленной мощности ГЭС около 130 тыс. кВт), Шамхорский гидроузел с водохранилищем, полезным объемом 1,4 км3 (установленная мощность Шамхорской ГЭС — 380 тыс. кВт).
Для подачи дополнительных водных ресурсов в районы с ограниченным их количеством потребуется завершить строительство первой очереди канала Днепр—Донбасс и создать системы переброски части стока в направлении Ока—Дон —Оскол и Днепр—Ингулец—Ингул. Важнейшими комплексными водохозяйственными объектами при этом будут являться: гидротехническая система для подачи части стока бассейна Верхней Оки в южные районы Московской области и Москвы; вторая очередь канала Днепр—Донбасс; переброска части стока Волги в Заволжье и в Урал; переброска части стока Волги в Дон по трассе Волго-Донского канала имени В. И. Ленина; переброска части стока северных рек в бассейн Волги.
Задачи по рациональному использованию водных ресурсов основных речных систем европейской территории страны энергетикой и другими отраслями народного хозяйства должны решаться в комплексе с обоснованием путей решения проблем Каспийского, Азовского и Черного морей. Сущность проблем южных морей заключается в противоречии между развитием народного хозяйства в их бассейнах и функционированием хозяйственных комплексов и экологических систем этих уникальных водоемов.
Развитие народного хозяйства на обширной территории бассейнов морей сопровождается ростом безвозвратного изъятия речной воды и изменением режима стока рек, питающих моря пресной водой. В результате этого происходят значительные изменения в водном и солевом балансах и в гидробиологическом режиме южных морей, что приводит к значительным потерям в народном хозяйстве, к серьезным отрицательным изменениям в экологических системах морей и прилегающих к ним территорий. Положение усложняется изменением качества речных и морских вод. Загрязнение морей промышленными, коммунальными и сельскохозяйственными стоками может привести к разрушению уникальных природных комплексов и в первую очередь — Азовского моря.
Хозяйственные комплексы Каспийского и Азовского морей включают в себя прежде всего рыбное хозяйство, водный транспорт, коммунальное и портовое хозяйства, а на Каспийском море также береговую и морскую нефтедобычу. Для создания оптимальных условий функционирования этих хозяйственных комплексов необходимо поддержание определенных уровней морей, требуемой солености морской воды и других характеристик водного, солевого и гидробиологического режимов морей. Эти требования отражают по существу необходимость сохранения сложившихся экологических систем.
Среди компонентов хозяйственного комплекса Каспийского моря особое место занимает рыбное хозяйство, дающее максимальные среди внутренних водоемов страны уловы промысловых видов рыб, в том числе уникальных: осетровых, судака, леща, воблы и т. д. Уловы ценных видов рыб в благоприятных условиях достигали здесь 460 тыс. т. Одной из причин изменений в рыбном хозяйстве моря явилось естественное понижение его уровня в 1933—1945 гг. на 2,5 м, которое привело к потере в Северном Каспии около 25% продуктивных нагульных площадей полупроходных, осетровых и других ценных видов рыб. Дальнейшее понижение уровня моря может привести к практически полной потере этих наиболее продуктивных нагульных площадей, кроме того, существенно изменятся условия функционирования и других отраслей хозяйственного комплекса моря, возможно отрицательное влияние на всю природную среду Прикаспия.
Таким образом, обеспечение нормальных условий функционирования хозяйственных комплексов и охраны природной среды в большом регионе, охватывающем как сам морской водоем, так и территорию Прикаспия, требует восстановления и поддержания уровня Каспийского моря на отметке минус 28,5 м. Исследования, выполненные к настоящему времени институтом «Гидропроект», Институтом водных проблем АН СССР и другими организациями, показывают, что эта задача наиболее рационально может быть решена переброской в бассейн Каспийского моря части стока северных рек. Для уменьшения объема переброски необходимо в первую очередь снизить потери морской воды на испарение, что частично уже осуществлено строительством в проливе Кара-Богаз-Гол гидроузла, сокращающего отток морской воды в одноименный залив на 4—5 км3 в год.
Институтом «Гидропроект» рассмотрена также возможность сокращения потерь воды на испарение с поверхности моря путем отсечения дамбой восточной наиболее мелководной части Северного Каспия (с глубинами в основном не более 1 м). Схематические проработки показывают, что для сокращения потерь воды на испарение на 12— 15 км3 потребовалось бы сооружение дамбы протяженностью до 180— 190 км. Могут быть рассмотрены и другие варианты с отсечением меньших участков Северного Каспия, непродуктивных с точки зрения рыбного хозяйства, однако это требует дополнительных специальных проработок. В то же время следует отметить, что отсечение мелководий и возможная экономия потерь воды на испарение не могут существенно повлиять на объемы и сроки осуществления переброски стока.
Азовское море имеет площадь водного зеркала с заливами около 37 тыс. км2, объем —324 км3. Керченский пролив, соединяющий Азовское море с Черным, имеет наименьшую ширину около 5 км и среднюю глубину примерно 4 м. Основные особенности гидрологического и гидрохимического режимов Азовского моря определяются речным стоком и водообменом с Черным морем, внутриконтинентальным положением моря и его мелководностью. Относительно большой объем поступающего в море речного стока обусловливает пониженную по сравнению с Черным морем соленость и несколько отличный солевой состав, что создает чрезвычайно благоприятные условия для развития рыбного хозяйства. Основными реками, определяющими поверхностный приток в Азовское море, являются Дон и Кубань, сток же малых рек Приазовья составляет в среднем около 3% суммарного годового стока этих двух рек. В естественных условиях формирования речного стока средняя соленость моря составляла 10,7%, изменяясь в диапазоне от 9,6 до 12,1 % в зависимости от водности года. Одновременно имела место постоянная неравномерность распределения солености по акватории: средняя соленость Таганрогского залива 6% (в период маловодья она составляла 8,1 %, а в многоводные годы понижалась до 3,7%); сравнительно опресненный район находился в месте впадения Кубани, в центральной же части моря и в Прикерченском районе осолонение достигало 11,5%.
Наряду с низкой соленостью вод моря благоприятные условия размножения рыб в реках, обусловленные частым обводнением больших площадей нерестилищ на Дону и Кубани и возможностью для рыб осваивать богатые кормовые ресурсы по всей акватории, определили высокую рыбопродуктивность моря (70—80 кг рыбы с га). В период относительно благоприятного водно-солевого режима (1936 г.) общие уловы рыбы достигали 300 тыс. т, из которых 164 тыс. т приходились на ценные промысловые виды. В настоящее время водный, солевой и гидробиологический режимы моря значительно ухудшились, что обусловлено развитием народного хозяйства в его бассейне, сопровождающимся ростом безвозвратного изъятия речного стока, сокращением притока и ухудшением качества пресных вод и одновременным увеличением поступления более соленых черноморских вод. Под влиянием этих факторов средняя соленость моря к 1978 г. достигла 13,3%.
Исследования, выполненные к настоящему времени институтами «Гидропроект», «Гидрорыбпроект», Азовским научно-исследовательским институтом рыбного хозяйства и другими организациями, показывают, что для решения проблемы Азовского моря необходимо осуществить следующие водохозяйственные мероприятия: воднотранспортное шлюзование Нижнего Дона; регулирование водообмена между Черным и Азовским морями; переброску в бассейн Азовского моря части стока из других бассейнов.
Шлюзование Нижнего Дона намечается завершить путем строительства двух последних судоходных шлюзов — Константиновского и Богаевского, что позволит высвободить на нужды народного хозяйства около 6 км3 пресной воды, обеспечив при этом необходимые судоходные глубины на Нижнем Дону. Регулирование водообмена между Черным и Азовским морями принципиально возможно за счет строительства гидроузла в Керченском проливе. Переброска части волжского стока в бассейн Азовского моря должна быть компенсирована соответствующим увеличением переброски части стока северных рек в Волгу.
Таким образом, поддержание рыбохозяйственного значения Азовского моря потребует больших материальных и финансовых затрат, в связи с чем необходимо выполнение дополнительных исследований. Главными направлениями этих исследований являются:
уточнение биопродуктивности моря и уловов рыбы (особенно ценных видов) в условиях управляемого водно-солевого режима моря;
разработка комплексов мероприятий (включая элементы реконструкции ихтиофауны), позволяющих поддержать высокую рыбопродуктивность моря по ценным видам рыб при относительно повышенной солености морской воды;
разработка комплексной научно обоснованной программы мероприятий по восстановлению рыбопродуктивности Азовского моря.
Как видно из изложенного, радикальным мероприятием, необходимым для увеличения водных ресурсов Волги, Урала, Дона и решения проблем Каспийского и Азовского морей, является переброска части стока северных рек в бассейн Волги. Первая очередь переброски стока северных рек в бассейн Волги намечается в объеме около 20 км3 в год. Состав объектов первоочередной переброски стока северных рек в бассейн Волги и среднемноголетние объемы водоподачи на первом этапе представляются следующими: из реки Печоры — около 10 км3, из озер Кубенского, Воже, Дача и реки Сухоны — 5,8 км3, из озера Онежского — 3,5 км3. Дальнейшее увеличение водоподачи в южные районы европейской части СССР возможно путем переброски части вод из бассейнов Северной Двины, Печоры, Мезени, Невы, Онеги, а также рек и озер Карелии и Мурманской области.
Переброска стока северных рек в указанном объеме в бассейн Волги позволит решить следующие крупные народнохозяйственные задачи:
покрыть дефицит водных ресурсов по Волге с учетом подачи части пополненного волжского стока в р. Урал (до 3,1 км3 в год) и в Дон (до 5 км3 в год);
осуществить орошение около 4 млн. га засушливых земель в Заволжье, Прикаспии и Приазовье;
получить на Волжско-Камском каскаде ГЭС дополнительно 4 млрд. кВт-ч электроэнергии в год;
создать Печорско-Камское глубоководное транспортное соединение, которое свяжет богатую природными ресурсами Коми АССР с центральными промышленными районами европейской территории СССР;
улучшить условия прохода судов по Волго-Балтийскому водному пути в Северо-Двинской системе;
вовлечь в интенсивное сельскохозяйственное использование земли Присухонской низменности;
приостановить падение уровня Каспия в средних гидрометеорологических условиях.
