Вода и жизнь на Земле - Юрий Новиков

Раньше главным показателем их работы было количество выработанной электроэнергии, киловатт-часы. Теперь показатель другой — готовность к несению нагрузки. Но, чтобы поддержать состояния высокой готовности, нужно весной, в паводок, аккумулировать определенное количество воды в водохранилище, поднять ее уровень хотя бы до минимальных отметок.

В настоящее время для покрытия пиковых нагрузок строят гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). В вечерние часы в городе сильно возрастает потребление электроэнергии. Ему требуется столько электроэнергии, что специалисты говорят о вечерних часах «пик».

Но вот наступает разгрузка. И тепловые агрегаты, работающие на пределе в пиковые часы, вынуждены резко менять ритм. Оборудование болезненно переносит скачки в нагрузке от максимума до минимума, а «лечение» обходится дорого — только в Мосэнерго на ремонт блочного оборудования ТЭС в переменном режиме затрачивается около 15 млн. руб. ежегодно. Десятками тысяч тонн пережигается топливо. Причина та же — работа агрегатов в резкопеременном режиме. Крупные энергосистемы давно испытывают необходимость в своеобразном банке, куда бы можно было «положить» излишек, а при нужде обратится за помощью. Роль этих банков и отведена ГАЭС.

Несколько лет назад под Киевом вступила в строй первая подобная станция, правда, небольшая — у нее всего один агрегат. Сейчас сооружаются две крупные — Загорская в Подмосковье на р. Кунье и Кайшядорисская — на берегу Каунасского водохранилища.

Что же такое ГАЭС?

Технологически идея, на первый взгляд, проста: два сообщающихся бассейна расположены один над другим. Когда потребности в энергии снижены, например, глубокой ночью, вода из нижнего бассейна перекачивается в верхний. Это увеличивает энергопотребление и одновременно создает ее потенциальный запас. С наступлением часа «пик» воду из верхнего водохранилища спускают в нижнее, и агрегаты, еще недавно работавшие в насосном режиме, переключаются на режим простых гидроэлектростанций — турбинный.

Гибкие, способные к маневрированию станции — вот в чем главное достоинство ГАЭС. Как известно, нормативный срок окупаемости обычных ГЭС не менее восьми лет, а Загорская ГАЭС окупит затраты на ее сооружение в течение пяти с половиной лет.

Все агрегаты новой станции в конечном счете после освоения проектной мощности будут ежегодно давать столице 1,2 млрд. кВт*ч электроэнергии, тем самым значительно пополнят энерговооруженность города.

СССР — единственная в мире страна массового строительства мощных ГЭС на равнинных реках, где средние удельные размеры водохранилищ (поверхность затопления на единицу годовой выработки электроэнергии) в четыре раза выше, чем, например, в США. Один из основных экономических вопросов, связанных с этим строительством, было изъятие из сельскохозяйственного и других видов использования большой территории. Особое внимание при его решении пришлось обратить на проблему мелководных зон водохранилищ. Как известно, при максимальном уровне они покрыты водой, а при сработке ее запаса — осушаются. К тому же зоны эти очень велики, например, на Куйбышевском водохранилище они достигают 170 тыс. га, т. е. составляют около 40 % всей его площади.

Нелегко использовать в хозяйстве мелководные зоны. Годовой график их заполнения и осушения, обусловливаемый нуждами энергетики, ирригации, водоснабжения и транспорта, резко отличен от природного цикла весеннего затопления заливных лугов с быстрым спадом воды и последующим бурным ростом растительности на увлажненной и удобренной илом почве (этот цикл важен и для рыбного хозяйства: затопленные весной мелководья становятся нерестилищами, откуда после спада вешних вод мальки скатываются в реку). Потребители воды требуют значительно более длительного затопления мелководий и постепенного осушения их в течение осени и зимы. В результате разрастающиеся за лето на мелководье водоросли при осушке отмирают, загрязняя водохранилище гниющей массой. Эти неблагоприятные последствия можно устранить лишь частично, например выкашиванием и уборкой водорослей при осушке или изменением графика потребления воды с явным ущербом для ее использователей. Положение дополнительно усложняется тем, что в маловодные годы из-за недостатка воды происходит осушение зон, целый ряд лет находившихся под водой.

При строительстве новых водохранилищ предусматривается защита мелководий путем отсечения их от основного хранилища дамбами. Водохранилище Чебоксарской ГЭС затопило около 54 тыс. га сельскохозяйственных угодий. Здесь надо отдать должное проектировщикам, потому что под водой могло бы оказаться гораздо больше сельхозугодий. Специальная инженерная защита, предусмотренная проектом, сохранит от затопления почти 26 тыс. га земли, в том числе 15 тыс. га сельскохозяйственных угодий. Следует отметить, что в зоне затопления окажутся в основном так называемые неудобные земли — заболоченные, сильно изрезанные, используемые только под выпасами и сенокосами.

Несмотря на невысокую продуктивность отчуждаемых под водохранилище земель, предусматривается в качестве компенсации провести коренную мелиорацию залесенных и заболоченных участков, и ввести их в сельскохозяйственный оборот. В целом намечено вновь освоить свыше 20 тыс. га под пашню, повысить продуктивность старопахотных земель, а также лугов и пастбищ. Словом, предусмотрено все, чтобы в будущем новое море не нанесло ущерба сельскому хозяйству.

Чебоксарский гидроузел с экономической точки зрения очень эффективен. Он сразу решает несколько народнохозяйственных задач: производство электроэнергии, улучшение судоходства и водоснабжения населения, промышленных предприятий, орошение земель, развитие рыболовства в бассейне Волги. Такое комплексное использование гидроузла позволит окупить вложенные в него средства за 5–6 лет, т. е. вдвое быстрее обычного срока, допустимого для такого вида строительства.

В сентябре 1970 г., на год раньше установленного срока, заработала на полную мощность — 2,7 млн. кВт — самая крупная в Средней Азии Нурекская гидроэлектростанция — энергетическое сердце Южнотаджикского территориально-производственного комплекса. Воздвигнутый на бурной р. Вахше гидроузел имеет многоцелевое назначение. Его водохранилище емкостью 10,5 млрд. м3 образовано самой высокой в мире каменно-набросной плотиной высотой 300 м, перекрывшей Пулисангинское ущелье. Ежегодно здесь будут вырабатываться свыше 11 млрд. кВт*ч электроэнергии. Водохранилище позволит орошать свыше 0,5 млн. га хлопковых полей на землях Таджикистана, Узбекистана и Туркмении. По 30-километровому Дангаринскому тоннелю вахшская вода из водохранилища придет на поля знойной Гиссарской долины, где возделывается ценный длинноволокнистый хлопок.

Многоцелевое назначение энергоисполина на Вахше обеспечивает его высокую экономическую эффектность. За счет прибыли, уже полученной при выработке электроэнергии и повышении урожайности хлопка, гидроузел в 1980 г. полностью окупил все строительные затраты.

Опыт, накопленный при создании Нурекского гидроузла, поможет строителям Рогунской ГЭС — пятой станции вахшского каскада. Почти на 350 м возвысится плотина нового гидроузла, мощность которого достигнет 3,6 млн. кВт. Ежегодно он будет вырабатывать 13 млрд. кВт*ч дешевой электроэнергии, которая войдет в объединенную энергосистему Средней Азии и поможет дальнейшему развитию промышленности и сельского хозяйства республик Средней Азии. Новая станция позволит ежегодно экономить в среднем до 4 млн. т условного топлива. В Рогунское водохранилище соберется до 12 км3 влаги, необходимой для орошения полей всех Среднеазиатских республик, для создания новых хлопководческих районов. Только за счет регулирования стока Вахша Рогунским морем в зоне Каршинских степей, Амубухарского и Каракумского каналов прирост вновь орошаемых земель превысит 320 тыс. га. Рогунская ГЭС будет одной из самых высокоэффективных в СССР.

Сельское хозяйство является, как правило, одним из наиболее значительных водопотребителей. В системе водного хозяйства нашей страны — это самый крупный водопотребитель. И характерно, что около трех четвертей воды в сельском хозяйстве расходуется безвозвратно.

Для того чтобы составить мнение о водоемкости этой отрасли народного хозяйства, достаточно напомнить, что на выращивание 1 т пшеницы требуется за вегетационный период 1,5 тыс. т воды, 1 т риса — более 7 тыс. т, 1 т хлопка — около 10 тыс. т. Прежде чем в магазине появится банка консервов из овощей или фруктов, на нее будет истрачено 40 л воды. Подсчитано, что только для производства суточной нормы пищевых продуктов в расчете на одного человека требуется не менее 6 м3 воды. Большое ее количество расходуется в связи с развитием животноводства. Животноводческие комплексы на промышленной основе являются крупными потребителями доброкачественной воды.