CC BY
33УДК 556.16:556.552 DOI: 10.35567/19994508_2022_2_6
О возможности изменения современных режимов водохранилищ на реке Урал
А.Е. Косолапов1 ЕЗ IE), Т.А. Калиманов1, Е.А. Шефер1, С.А. Ридель2 ISI [email protected]
ФГБУРосИНИВХЦ, г. Ростов-на-Дону, Россия
2 Нижне-Волжское бассейновое водное управление по Оренбургской области, г. Оренбург, Россия
АННОТАЦИЯ
Актуальность. Рассмотрена современная техническая водохозяйственная схема р. Урал на территории Российской Федерации. Дана оценка современного использования водных ресурсов в российской части бассейна, приведены особенности действующих правил использования водных ресурсов Верхне-Уральского, Магнитогорского и Ири-клинского водохранилищ. Методы. Выполнен анализ возможности увеличения объема стока, поступающего на территорию Республики Казахстан, за счет изменения объема и режима попуска из водохранилищ. Результаты. Сформулирован вывод о невозможности изменения современного режима каскадного регулирования стока Верхне-Уральским и Магнитогорским водохранилищами в связи с возможными значительными социально-экономическими и водохозяйственными проблемами. Рассмотрены варианты изменения правил использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища с учетом предложений Республики Казахстан, дана оценка надежности водообеспечения водопользователей на территории Российской Федерации при изменении правил.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: трансграничный речной бассейн, естественный сток, водохранилище, водохозяйственный комплекс, правила использования водных ресурсов, имитационная водохозяйственная модель, обеспеченность водными ресурсами.
Для цитирования: Косолапов А.Е., Калиманов Т.А., Шефер Е.А., Ридель С.А. О возможности изменения современных режимов водохранилищ на реке Урал // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2022. № 2. С. 68-79. DOI: 10.35567/19994508_2022_2_6.
Дата поступления 05.03.2022.
About the possibility of changing the current reservoirs regime in the ural river Aleksey E. Kosolapov1 ISI IB, Тaras A. Kalimanov1, Elena A. Shefer1, Sergey A. Ridel2
1RosNllVKhTs, Rostov-na Donu, Russia
2Nizhne-Volga Basin Water Administration for Orenburg Oblast Department of Water Resources,
Orenburg, Russia
ABSTRACT
Relevance. The paper deals with current engineering water/economic pattern of the Ural River on the territory of the Russian Federation. We have assessed contemporary use of water resources in the Russian part of the basin and have given the features of the currently active regulations for the use of water resources of the Verkhne-Ural, Magnitogorsk and Iriklinsk reservoirs. Methods.
© Косолапов А.Е., Калиманов Т.А., Шефер Е.А., Ридель С.А., 2022
We have analyzed the possibility of the increase of runoff volume supplied to the Republic of Kazakhstan due to changing of the volume and regime of discharge from the reservoirs. Results. We have formulated the conclusion about impossibility of changing the current regime of the runoff cascade regulation by the Verkhne-Ural and Magnitogorsk reservoir because of probable considerable social/economic and water/economic problems. The versions of changing the rules of the use of the Iriklinsk Reservoir water resources with taking into account the proposals of the Republic of Kazakhstan have been discussed and the reliability of water supply for water users on the territory of the Russian Federation in case of these changes have been assessed.
Keywords: transboundary water basin, natural runoff, reservoir, water/economic complex, regulations of water resources use, water/economic simulating model, availability of water resources.
For citation: Kosolapov A.E., Kalimanov T.A., Shefer E.A., Ridel S.A. About the possibility of changing the current reservoirs regime in the Ural River. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2022. No. 2. P. 68-79. DOI: 10.35567/19994508_2022_2_6.
Received 05.03.2022.
ВВВЕДЕНИЕ
Урал - одна из крупнейших рек Европы, протекающая по территории Российской Федерации и Республики Казахстан. Суммарная площадь бассейна составляет 231 тыс. км2. На территории России (121,9 тыс. км2, 52,8 % от территории бассейна) бассейн р. Урал расположен в пределах Челябинской и Оренбургской областей, а также Республики Башкортостан, на территории Казахстана - в пределах Атырауской, Западно-Казахстанской и частично Ак-тюбинской областей [1].
Российская часть бассейна р. Урал отличается высокой плотностью населения (20,4 чел/км2), наибольшая плотность которого отмечена на территории Челябинской обл. - 31,3 чел/км2, в Башкортостане - 14,1 чел/км2, в Оренбургской обл. - 27,0 чел/км2 [2].
Водные ресурсы бассейна представлены поверхностными и подземными водами. Ресурсы поверхностных вод включают речной сток, воды озер, болот, водохранилищ. В бассейне р. Урал на территории Российской Федерации протекает около 650 рек, из которых 23 имеют протяженность более 100 км, длина около 600 водотоков составляет от 10 до 100 км [3].
Среднегодовой сток р. Урал, формирующийся на территории Российской Федерации, оценивается в 10,5 км3, а в годы характерной водности 25 %, 50 %, 75 % и 95 % обеспеченности составляет, соответственно, 13,8 км3, 9,2 км3, 6,2 и 3,8 км3. Наиболее многоводный приток Урала р. Сакмара занимает всего 8 % площади бассейна, но формирует 40-50 %, а в иные годы и более половины, суммарного стока р. Урал [4].
Основное питание рек идет за счет талых снеговых вод (60-80 % объема годового стока), вследствие чего на большинстве рек наблюдается обильное весеннее половодье, дождевые осадки составляют 2-12 %, подземные воды -13-38 %. Общие прогнозные ресурсы подземных вод с минерализацией до 3 г/дм3 в пределах бассейна р. Урал по результатам региональных оценок 19701980-х годов оцениваются в 7590 тыс. м3/сут [3].
В бассейне Урала на территории Российской Федерации функционирует сложный водохозяйственный комплекс, забирающий поверхностные и подземные
воды на цели хозяйственно-бытового, промышленного, сельскохозяйственного водоснабжения, орошения земель, прудового рыбного хозяйства. Забор воды из поверхностных природных водных объектов в современных условиях оценивается в среднем в 0,77 км3, из подземных водных объектов - в 0,22 км3 (рис. 1).
2500
2000 ^-
1500 """ ^ ^
I *Т
Е 1000
500
0
ОООООООООО — — — — — — — — - - (N глп ооооооооооооооооооооо^д
• Забрано всего —* -из поверхностиых источников
—■— из подземных источников Рис. 1. Динамика забора водных ресурсов в бассейне р. Урал на территории Российской Федерации. Fig. 1. Dynamics of the water resources abstraction in the Ural River basin on the territory of the Russian Federation.
Самый крупный водопользователь в бассейне р. Урал - Оренбургская обл., на долю которой приходится 80,5 % от общего забора воды, доля Челябинской обл. и Республики Башкортостан составляет, соответственно, 17,5 % и 2,0 % от общего забора воды. Наиболее крупные водопользователи водохозяйственного комплекса бассейна Урала - промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство, на долю которых приходится, соответственно, 82,6 % и 13,1 % от суммарного забора воды. На долю остальных участников водохозяйственного комплекса приходится всего 4,3 %, в т. ч. на орошаемое земледелие - 2,3 %, сельскохозяйственное водоснабжение - 0,2 %, на прочие нужды - 1,8 %.
Крупные предприятия-водопользователи в бассейне реки на территории Российской Федерации - ПАО «Магнитогорскийметаллургический комбинат» (ПАО «ММК»), г. Магнитогорск (114,65 млн м3) и филиал «Ириклинская ГРЭС» АО «Интер РАО - Электрогенерация» (598,53 млн м3). Эти предприятия забирают 72,5 % суммарного забора воды в бассейне. Практически весь объем забора воды и сброса сточных вод после ее использования приходится на два водохозяйственных участка р. Урал: от Верхне-Уральского до Магнитогорского г/у, от Магнитогорского до Ириклинского г/у.
Величина суммарного забора воды из водных объектов в бассейне р. Урал на территории России (с учетом величины потерь на дополнительное испарение из прудов и водохранилищ - 0,4 км3 в среднезасушливых условиях) составляет 1,38 км3, а величина сброса - 0,76 км3. Таким образом, современный объем безвозвратного изъятия стока в бассейне Урала на территории Российской Федерации оценивается в 0,62 км3.
Устойчивое водопользование в бассейне р. Урал на территории России обеспечивается наличием значительного количества прудов и водохранилищ
К
к i*** fc- 1 ч V —' 1 г' ай f* V
S s к1"1
и к- j
*—
сезонного и многолетнего регулирования стока. В бассейне расположено 126 водохранилищ объемом до 10 млн м3 с суммарным полным объемом 300,17 млн м3 и 12 водохранилищ объемом более 10 млн м3 с суммарным полным объемом 4351,3 млн м3 [5]. К числу наиболее крупных водохранилищ в бассейне р. Урал на российской территории относятся: Верхне-Уральское1 (полный объем 601 млн м3, полезный 568,7 млн м3), Магнитогорское1 (полный объем 174 млн м3, полезный 27 млн. м3), Ириклинское на р. Урал2 (полный объем 3,26 км3, полезный 2,76 км3) (рис. 2) и Верхне-Кумакское на р. Кумак3 (полный объем 48 млн м3, полезный 45 млн м3) [6, 7, 8].
1 «Основные положения правил использования водных ресурсов Верхне-Уральского и Магнитогорского водохранилищ на р. Урал». М.,1966.
2 Основные положения правил использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища на р. Урал / М-во мелиорации и водного хоз-ва РСФСР. Управление по регулированию использования водных ресурсов. М., 1973.
3 Основные положения правил использования водных ресурсов Кумакского водохранилища на р. Урал. / М-во мелиорации и водного хоз-ва РСФСР. Управление по регулированию использования водных ресурсов. М., 1980.
Рис. 2. Схема размещения Верхне-Уральского, Магнитогорского и Ириклинского водохранилищ на р. Урал. Fig. 2. The schematic map of the Verkhne-Ural, Magnitogorsk and Iriklinsk reservoirs location in the Ural River.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Верхне-Уральское водохранилище, построенное в 1960-х годах и введенное в эксплуатацию в 1964-1966 гг., создано для осуществления единой комплексной водохозяйственной системы, призванной надежно обеспечивать водой ПАО «ММК», г. Магнитогорск, железнодорожный транспортный узел, водохранилище также используется для целей орошения сельскохозяйственных земель и аквакультуры. Магнитогорское водохранилище сезонного регулирования, построенное в 1930-х годах и введенное в эксплуатацию в 1937-1939 гг., создано в целях использования стока р. Урал для промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения ПАО «ММК» и г. Магнитогорска1.
В настоящее время Верхне-Уральское и Магнитогорское водохранилища, осуществляющие регулирование стока р. Урал, представляют единый комплекс, предназначенный для обеспечения водой ПАО «ММК», г. Магнитогорска, орошения подсобных хозяйств, водоснабжения железнодорожного транспортного узла, объектов гидроэнергетики. Из Магнитогорского водохранилища осуществляется санитарный попуск в нижний бьеф гидроузла. Верхнеуральское водохранилище осуществляет компенсационное регулирование стока в каскаде с Магнитогорским водохранилищем.
Задача регулирования стока р. Урал возлагается на Верхне-Уральское водохранилище, располагающее емкостью, достаточной для обеспечения многолетнего регулирования стока. Наличие значительной боковой приточности с водосбора между створами гидроузлов определило схему компенсационного (по отношению к боковой приточности) регулирования стока ВерхнеУральским водохранилищем.
Магнитогорское водохранилище является резервным аккумулирующим бассейном для водопотребителей на случай возможных затруднений с транспортировкой воды из Верхне-Уральского водохранилища в зимний период, а также в ситуации исключительного маловодья. Режимы работы водохранилищ взаимно связаны и определяются необходимостью обеспечения водопо-требления за счет приточности с частного водосбора между створами гидроузлов, дополненной попусками воды из Верхне-Уральского водохранилища.
Изменение режима каскадного регулирования стока Верхне-Уральским и Магнитогорским водохранилищами, не предусмотренное действующими правилами, в целях синхронизации режимов работы с другими водохранилищами, расположенными в бассейне р. Урал, приведет к значительным проблемам устойчивого и надежного обеспечения действующего на базе водохранилищ водохозяйственного комплекса и вызовет серьезные социально-экономические последствия.
Ириклинский гидроузел расположен на р. Урал в 1810 км от устья. Ириклин-ское водохранилище (полный объем 3260,0 млн м3) построено в 1940-х годах и введено в постоянную эксплуатацию с 1966 г. Основное назначение Ириклин-ского водохранилища, определенное при его создании, водообеспечение ОАО «Уральская сталь», а также промышленности и населения городов Гай, Ново-троицк и территории, прилегающей к р. Урал, до г. Оренбурга (выше впадения р. Сакмары), а также для орошения земель, сосредоточенных в основном в масси-
ве, располагаемом на пойменных землях междуречья рек Урал и Кумак. Ириклин-ское водохранилище используется также в целях промышленного рыболовства.
В настоящее время водные ресурсы Ириклинского водохранилища используются для обеспечения работы Ириклинской ГРЭС. На попусках в нижний бьеф работает ГЭС установленной мощностью 30 МВт. Наряду с этим водохранилище осуществляет срезку пиков высоких половодий в целях сокращения затоплений в городах Орске и Новотроицке. Ириклинское водохранилище дополнительно участвует в регулировании качества воды в р. Урал ниже Орска и Новотроицка (основных загрязнителей), а также в формировании благоприятного для воспроизводства осетровых рыб режима расходов в низовьях р. Урал.
Режим работы Ириклинского водохранилища в соответствии с действующими правилами имеет следующие особенности. В летний период (до 1 ноября) водохранилище, по возможности, поддерживается на отметке НПУ 245,00 м с целью накопления избытков притока для последующего их расходования в неблагоприятный по качеству воды зимний период. Как правило, сработ-ка водохранилища допускается только для обеспечения гарантированного попуска. В зимний период (1 ноября - 1 апреля) водохранилище равномерно опорожняется до диспетчерской отметки 243,10 м на 1 апреля. Более глубокая сработка допускается только для поддержания гарантированного попуска, либо при необходимости специального предполоводного опорожнения в связи с ожидаемым по прогнозу высоким половодьем2.
В связи с сильно меняющимся в течение года уровнем воды в водохранилище, подача воды на ГРЭС осуществляется по двухступенчатой схеме. Вода из водохранилища забирается насосной станцией первого подъема при отметках в водохранилище ниже 243,0 м и подается к двум блочным насосным станциям второго подъема [6].
Увеличение установленных правилами использования водных ресурсов попусков в период половодья приведет к значительному снижению расходов воды в р. Урал ниже гидроузла в период межени в результате снижения запасов воды в водохранилище. Кроме того, увеличение сверхустановленных правилами попусков из Ириклинского водохранилища в период половодья может вызвать подтопление расположенных в нижнем бьефе Ириклинского гидроузла крупных промышленных центров - городов Орск и Новотроицк.
Фактически объем и режим стока р. Урал, поступающего на территорию Республики Казахстан, определяется режимом работы Ириклинского водохранилища. Учитывая, что регулирование стока Ириклинским водохранилищем в основном было ориентировано на обеспечение устойчивого водопользования российской части бассейнового водохозяйственного комплекса, в настоящее время возникают вопросы, связанные с изменением действующего режима Ириклинского водохранилища с учетом предложений, поступающих от Республики Казахстан.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ возможности изменения правил использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища с целью увеличения поступающего на террито-
рию Республики Казахстан объема стока за счет изменения режима попуска из водохранилища выполнен на основе моделирования на имитационной водохозяйственной модели водохранилища по календарному ряду восстановленного стока за период 1935/36-2020/21 гг. для современного уровня водопотребления.
В процессе моделирования рассмотрены различные варианты диспетчерских правил Ириклинского водохранилища, в т. ч. действующие на сегодняшний день правила и правила, разработанные с учетом предложений казахстанской стороны в процессе анализа. В составе диспетчерского графика работы Ириклинского водохранилища, построенного в процессе модельных расчетов, выделены следующие диспетчерские зоны: зона сниженной, относительно гарантированной, отдачи; зона гарантированного режима; зоны повышенных и избыточных отдач.
На рис. 3 представлены режимы попусков из Ириклинского водохранилища, принятые в действующих правилах и предложенные казахстанской стороной4. Режимы попусков в нижний бьеф Ириклинского водохранилища, рассмотренные при анализе возможных вариантов изменения правил использования водных ресурсов водохранилища, приведены в табл. 1. [10]
Действующие правила использования Предложение казахстанской стороны
водных ресурсов (объем стока, поступающего (объем стока, поступающего в нижний в нижний бьеф за год 616,03 млн м3). бьеф за год 816,05 млн м3).
Рис. 3. Режимы попусков из Ириклинского водохранилища, принятые в действующих правилах и предложенные казахстанской стороной.
Fig. 3. Regimes of discharges from the Iriklinsk Reservoir adopted by the currently active regulations and proposed by the Kazakh party.
Ниже представлено описание основных вариантов правил, исследованных на имитационной водохозяйственной модели.
Вариант 1. Соответствует действующим правилам использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища. В зоне гарантированного режима в зимний период (1 ноября -15 апреля) в интересах рыбного хозяйства, а также для предотвращения резкого ухудшения качества воды р. Урал, попуск назначается расходами 15 м3/с в ноябре, 20 м3/с в декабре, 30 м3/с в январе-марте;
4 Письмо гос. учреждения «Урало-Каспийская бассейновая инспекция по регулированию использования и охране водных ресурсов» Комитета по водным ресурсам Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан от 07.10.2011. №24-13-01-05/1199.
Таблица 1. Режимы попусков в нижний бьеф Ириклинского гидроузла, м3/с Table 1. Regimes of discharges to the Iriklinsk waterworks facility downstream, m3/s
Вариант Зона диспетчерского графика апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь январь февраль март
Зона гарантированного режима 2Б/1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 20 30 30 30
l Зона сниженных, относительно гарантированных, отдач 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б
Зона гарантированного режима 1Б 20 30 3Б 3Б 3Б 30 2Б 2Б 2Б 20 1Б
2 Зона сниженных, относительно гарантированных, отдач 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б
Зоны повышенных и избыточных отдач 2Б/1Б 20 30 3Б 3Б 3Б 30 2Б 2Б 30 30 30
3 Зона гарантированного режима 2Б/1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 20 30 30 30
Зона сниженных, относительно 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б
гарантированных, отдач
Зоны повышенных и избыточных отдач 2Б/1Б 20 30 3Б 3Б 3Б 30 2Б 2Б 2Б 2Б 2Б
4 Зона гарантированного режима 2Б/1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 2Б 2Б 2Б 2Б 2Б
Зона сниженных, относительно 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б 1Б
гарантированных, отдач
с 15 апреля по 1 ноября - 15 м3/с. В зоне сниженных, относительно гарантированных, отдач попуск осуществляется расходом 15 м3/с в течение всего года. В конце водохозяйственного года (март) осуществляется сработка водохранилища до уровня принудительной предполоводной сработки (243,1 м БС).
Вариант 2. Попуск в зоне гарантированного режима соответствует предложениям казахстанской стороны. В зоне сниженных, относительно гарантированных, отдач попуск осуществляется расходом 15 м3/с в течение всего года. В конце водохозяйственного года проводится сработка водохранилища до уровня принудительной предполоводной сработки.
Вариант 3. Попуск в зоне гарантированного режима соответствует действующим правилам использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища (вариант 1). В зонах повышенных и избыточных отдач учитываются попуски, предложенные казахстанской стороной. В зоне сниженных, относительно гарантированных, отдач попуск осуществляется расходом 15 м3/с в течение всего года. В конце водохозяйственного года (март) осуществляется сра-ботка водохранилища до уровня принудительной предполоводной сработки.
Вариант 4. В зоне гарантированного режима попуск в нижний бьеф в зимний период (1 ноября-15 апреля) составляет 25 м3/с, с 15 апреля по 1 ноября - 15 м3/с. В зонах повышенных и избыточных отдач учитываются попуски, предложенные казахстанской стороной. В зоне сниженных, относительно гарантированных, отдач попуск осуществляется расходом 15 м3/с в течение всего года. В конце водохозяйственного года - сработка водохранилища до уровня принудительной предполоводной сработки.
При оценке вариантов правил Ириклинского водохранилища использованы следующие основные критерии:
- расчетная обеспеченность объема и режима гарантированного попуска в нижний бьеф водохранилища (ноябрь 15 м3/с, декабрь 20 м3/с, январь-март 30 м3/с, в остальную часть года - 15 м3/с) должна быть не ниже 97 %;
- водохранилище не срабатывается ниже отметки УМО (228 м);
- в период зимней межени для исключения промерзания порогов водослива водосливного здания ГЭС уровень воды в водохранилище поддерживается на отметках не ниже 235,5 м;
- в течение года по возможности поддерживаются отметки воды в водохранилище в интервале 245,0 - 243,0 м, в пределах которого подача воды в промежуточный бассейн Ириклинской ГРЭС осуществляется в самотечном режиме, что снижает расход электроэнергии на собственные нужды.
Показатели, полученные по результатам моделирования процесса управления Ириклинским водохранилищем на имитационной водохозяйственной модели по ряду восстановленного стока в виде расчетных обеспеченностей отдач (по числу бесперебойных лет, РЧБЛ, и по числу бесперебойных интервалов, РЧБИ) и характерных уровней воды за различные периоды приведены в табл. 2.
Анализ результатов моделирования, приведенных в табл. 2, позволяет сформулировать следующие выводы:
- действующие правила использования водных ресурсов (вариант 1) позволяют достигнуть достаточно высоких показателей обеспеченности гарантированного попуска как в целом за год (РЧБЛ = 93,0 %, РЧБИ = 98,2 %), так и за зимний период (РЧБЛ = 93,0 %, РЧБИ = 96,5 %), и за весенне-осенний период (РЧБЛ = 95,3 %, РЧБИ = 99,5 %). Однако расчетная обеспеченность попуска из Ириклинского водохранилища, формируемого в соответствии с предложениями казахстанской стороны, имеет очень низкие показатели. Так, в целом за год РЧБЛ = 5,8 % (РЧБИ = 53,0 %), за зимний период РЧБЛ = 33,7 % (РЧБИ = 77,1 %), за период весна-осень РЧБЛ = 5,8 % (РЧБИ = 36,0 %);
- правила использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища, соответствующие варианту 2, позволяют достигнуть высоких показателей обеспеченности попуска, предложенного казахстанской стороной как в целом за год (РЧБЛ = 88,4 %, РЧБИ = 94,3 %), так и за зимний период (РЧБЛ = 88,4 %, РЧБИ = 93,0 %), и за период весна-осень (РЧБЛ=93,0 %, РЧБИ = 95,3 %). При этом по действующим правилам обеспеченность гарантированной отдачи, соответствующей интересам российской стороны, имеет низкие показатели. Так, в целом за год РЧБЛ = 20,9 % (РЧБИ = 79,2 %), за зимний период РЧБЛ = 31,4 % (РЧБИ = 61,9 %), за период весна-осень РЧБЛ = 38,4 % (РЧБИ = 91,4 %).
ВЫВОДЫ
Анализ обеспеченности попусков в нижний бьеф Ириклинского водохранилища, соответствующих альтернативным вариантам правил, свидетельствует о необходимости принятия компромиссного варианта, уравновешивающего интересы обеих сторон. В качестве таких решений рассмотрены варианты 3 и 4, предполагающие попуски в зоне гарантированного режима, соответствующие
Таблица 2. Анализ результатов управления Ириклинским водохранилищем
по календарному ряду восстановленного стока
Table 2. Analysis of results of the Iriklinsk Reservoir management according
to the planned sequence of the restored runoff
Расчетная обеспеченность гарантированной Расчетная обеспеченность отдачи Обеспеченность
отдачи по действующим правилам, % по предложениям казахстанской стороны, % отметки, °á
н 235,5 м
л s & оа Р ЧБЛ Р ЧБИ Р ЧБЛ Р ЧБИ 243,0 м* в период с 1 ноября по 1 апреля**
за год зимний период весна-осень за год зимний период весна-осень за год зимний период весна-осень за год зимний период весна-осень Р ЧБЛ Р ЧБИ Р ЧБЛ Р ЧБИ
1 93,0 93,0 95,3 98,2 96,5 99,5 5,8 33,7 5,8 53,0 77,1 36,0 64 84,6 98,8 100
2 20,9 31,4 38,4 79,2 61,9 91,4 88,4 88,4 93,0 94,3 93,0 95,3 43,0 70,7 96,5 99,5
3 93,0 93,0 95,3 98,2 96,5 99,5 12,8 18,6 19,8 62,0 73,1 54,1 65,1 84,8 98,8 100,0
4 93,0 93,0 95,3 98,0 95,8 99,5 19,8 94,2 19,8 71,8 97,0 54,1 65,1 84,1 98,8 100,0
Примечание: * - при поддержании отметки воды в водохранилище в интервале 245,0-243,0 м подача воды в промежуточный бассейн Ири-клинской ГРЭС осуществляется в самотечном режиме;3"*' - при снижении уровня воды в водохранилище ниже отметки 235,5 м происходит промерзание порогов водослива водосливного здания ГЭС.
действующим правилам, а в зонах повышенных и избыточных отдач - предложениям казахстанской стороны. Эти предложения отличаются только режимом гарантированной отдачи в зимний период. Так, в варианте 3 в зимний период обеспечивается следующий режим попуска: ноябрь 15 м3/с, декабрь 20 м3/с, январь-март 30 м3/с, а в варианте 4 - 25 м3/с в течение всего периода. Наиболее предпочтительным является вариант 4, позволяющий достигнуть более высоких показателей расчетной обеспеченности попусков в нижний бьеф Ириклинского водохранилища, соответствующих интересам российской и казахстанской сторон, при этом расчетные обеспеченности характерных отметок уровней воды в водохранилище, гарантирующих более благоприятные условия эксплуатации гидротехнических сооружений в части недопущения промерзания порогов водослива водосливного здания ГЭС и снижение расхода электроэнергии на собственные нужды за счет подачи воды в промежуточный бассейн Ириклинской ГРЭС в самотечном режиме, имеют практически одинаковые значения.
Таким образом, на основе моделирования на имитационной водохозяйственной модели Ириклинского водохранилища по календарному ряду восстановленного стока выполнен анализ возможности увеличения объема стока для современного уровня водопотребления, поступающего на территорию Республики Казахстан, за счет изменения объема и режима попуска из водохранилищ.
С учетом предложений Республики Казахстан рассмотрены варианты изменения правил использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища, приведена оценка надежности водообеспечения водопользователей на территории Российской Федерации при изменении правил. Представленные показатели учитывают интересы российской и казахстанской сторон и направлены на обеспечение рационального использования трансграничных водных объектов двух стран и устойчивого развития трансграничного сотрудничества России и Казахстана.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Комплексное использование и управление водными ресурсами бассейна р. Урал на территории РФ в условиях трансграничного водопользования // Сб. материалов Всеросс. научно-практ. конф. «Водные ресурсы России: современное состояние и управление» (г. Сочи, 08-14 октября 2018 г.). В 2 т. Т. I. Новочеркасск: Лик, 2018. С. 74-85.
2. Косолапов А.Е., Чмыхов А.А. Бассейн реки Урал: управление водными ресурсами в условиях трансграничного водопользования // Сб. материалов Всеросс. научно-практ. конф. «Водохранилища Российской Федерации: современные экологические проблемы, состояние, управление» (г. Сочи, 23-29 сентября 2019 г.). Новочеркасск: Лик, 2019. С. 254-261.
3. Прохорова Н.Б., Косолапов А.Е. Современный водохозяйственный баланс реки Урал на территории Российской Федерации // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2011. № 2. C. 4-20. DOI: 10.35567/1999-4508-2011-2-1.
4. Косолапов А.Е., Гурин К.Г., Сабодашев Н.В., Безматерных Н.С., Коваленко Н.С. Исследование гидрологических характеристик р. Урал в створах Верхне-Уральского, Магнитогорского и Ириклинского гидроузлов // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2017. № 4. С.19-30.
5. Косолапов А.Е., Нерух Д.А. К разработке правил использования водных ресурсов Верхнеуральского, Магнитогорского и Ириклинского водохранилищ на реке Урал / Наука и практика водного хозяйства / под ред. Н.Б. Прохоровой. Екатеринбург, 2014. С. 332-351.
6. Савченко В.В., Еранкин С.В., Скулкин С.В. Реконструкция системы техводоснабжения Ириклинской ГРЭС // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2018. Т. 24. № 3. С.45-55.
REFERENCES
1. Integrated the Ural River water resources use and management on the territory of the Russian Federation in the conditions of transboundary water use. Sb. materialov Vseross. nauchno-prakt. konf. "Vodniye resursy Rossiyi: sovremennoye sostoyaniye i upravleniye" [Proceedings of All-Russian Scientific/practical conference "Water Resources of Russia: Current State and Management" (Sochi, October 08-14, 2018)]. In 2 vol., vol. 1. Novoherkassk: Lik, 2018. P. 74-85
2. Kosolapov A.E., Chmykhov A.A. The Ural river basin: water resources management in the conditions of transboundary water use. Sb. materialov Vseross. nauchno-prakt. konf. "Vodokhranil-ishcha Rosiyskoy Federatsiyi: sovremenniye ekologicheskiye problemy, sostoyaniye i upravleniye" [Proceedings of All-Russian Scientific/practical conference "Reservoirs of the Russian Federation: Contemporary ecological problems, State, and Management" (Sochi, September 23-29, 2019)]. Novocherkassk: Lik, 2019. P. 254-261.
3. Prokhorova N.B., Kosolapov A.E. contemporary water balance of the Ural River on the territory of the Russian Federation. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2011, No. 2, р. 4-20. DOI: 10.35567/1999-4508-2011-2-1.
4. Kosolapov A.E., Gurin K.G.,Sabodashev N.V., Bezmaternykh N.S., Kovalenko N.S. Research of the Ural River hydrological characteristics in the Verkhe-Ural, Magnitogorsk and Iriklinsk waterworks facilities. Ispolzovaniye i okhrana prirodnykh resursov v Rossiyi [Water resources use and protection in Russia], 2017, No. 4, p. 19-30.
5. Kosolapov A.E., Nerukh D.A. On the development of the rules of the Verkhne-Ural, Magnitogorsk, and Iriklinsk reservoirs water resources use in the Ural River. Nauka ipraktika vodnogo khozyaystva [Science and practice of water sector]. Pod red. N.B. Prokhorovoy. Ekaterinburg, 2014. P. 332-351.
6. Savchenko V.V., Erankin S.V., Skulkin S.V. Reconstruction of the non-drinking water supply systems of the Irkalinsk Power Plant. Nauchno/tekhnicheskiye vedomosti SPbPU. Yestestvenniye i inzhenerniye nauki [Scientific/engineering news bulletin of St. Petersuburg Technical University. Natural and engineering sciences], 2018, vol. 24, No. 3, p. 45-55.
Сведения об авторах:
Косолапов Алексей Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, директор, ФГБУ «Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр», Россия, 344000, г. Ростов-на-Дону, ул. Филимоновская, д.174; ORCID: 0000-0002-0440-9036; е-mail: [email protected]
Калиманов Тарас Александрович, канд. техн. наук, доцент, зав. отделом обеспечения ведения ГВР и АИС ГВР ФГБУ «Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр», Россия, 344000, г. Ростов-на-Дону, ул. Филимоновская, д.174, е-mail: [email protected]
Шефер Елена Альфредовна, канд. экон. наук, старший научный сотрудник ФГБУ «Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр», Россия, 344000, г. Ростов-на-Дону, ул. Филимоновская, д. 174, е-mail: [email protected]
Ридель Сергей Анатольевич, заместитель руководителя Нижне-Волжского БВУ-начальник отдела водных ресурсов по Оренбургской области, Россия, 460040, г. Оренбург, ул. 10 Линия, 2а, е-mail: Оrb-аkvа@mаil.ru About the authors:
Aleksey E. Kosolapov, Professor, Doctor of Technical Sciences, Director, Russian Information/ analytical and Research Center, ul. Filimonovskaya, 174, Rostov-na-Donu, 344000, Russia; ORCID: 0000-0002-0440-9036; е-mail: [email protected]
Taras A. Kalimanov, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences, Head of Department, Russian Information/analytical and Research Center, ul. Filimonovskaya, 174, Rostov-na-Donu, 344000, Russia; е-mail: [email protected]
Elena A. Shefer, Candidate of Economic Sciences, Senior Researcher, Russian Information/analytical and Research Center, ul. Filimonovskaya, 174, Rostov-na-Donu, 344000, Russia; е-mail: [email protected] Sergey A. Ridel, Deputy Head, Nizhne-Volga Basin Water Administration, Head of the Water Resources Department for Orenburg Oblast, ul. 10 Linia, 2a, Orenburg, 460040, Russia; е-mail: Оrb-аkvа@mаil.ru
