CC BY
22
УДК 630.425
ОЦЕНКА ЗАПАСОВ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ В ВОДОХРАНИЛИЩЕ БОГУЧАНСКОЙ ГЭС В ПРОЦЕССЕ ЕГО ПОДГОТОВКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
В.П. Корпачев, С.М. Сладикова, А.И. Пережилин , Л.И. Малинин
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологич еский университет»
660049 Красноярск, пр. Мира, 82; e-mail: ivr@sibstu.kts.ru
Опыт строительства ГЭС в Сибири показал, что затопляются большие объемы древесины. В статье дается оценка запасов древесной массы, которая окажется в водохранилище Богучанской ГЭС после завершения ее строительства.
Ключевые слова: водохранилище, нормативные документы, подготовка ложа водохранилища, древесная масса, загрязнение
Experience of construction of HYDROELECTRIC POWER STATION in Siberia has shown, that great volumes of wood are flooded. In article the estimation of stocks of a wood which will appear in water basin Boguchansky HYDROELECTRIC POWER STATION after end of its construction is brought.
Key words: water basin, normative documents, preparation of territory of a water basin, wood, pollution
ВВЕДЕНИЕ
В структуре энергетического обеспечения России доля ГЭС составляет 22 %, ТЭС -67 %, АЭС -11 %. Потенциал экономически эффективных гидр о-ресурсов Сибири составляет 396 млрд. кВт-ч, более 46 % от общероссийского. Основные гидроэнергетические ресурсы сосредоточены в бассейнах рек Енисея и Ангары (72 %).
К числу перспективных ГЭС в Красноярском крае, кроме строящейся Богучанской ГЭС, отн осится Нижнебогучанская, Выдумская и Стрелковская на р. Ангаре, Эвенкийская с контррегулятором на р. Нижняя Тунгуска и Нижнекурейская на
р. Курейке (Лапин и др., 2007).
Особенность строительства ГЭС в Сибири заключается в том, что водохранилища ГЭС созд аются в лесопокрытых зонах с запасом древесины до 200 м3/га. При создании водохранилищ резко изм е-няются гидрологический и гидравлический режимы водотоков и, в связи с этим, условия ос уществления процессов самоочищения, что вызывает определе н-ные изменения в водной экосистеме.
При проектировании водохранилищ составляе т-ся прогноз качества воды, где учитываются приро д-ные особенности водотока, влияние антропогенных источников загрязнения, затопление древесины, почв, торфяников и др. Качество воды зав исит от структуры и объемов загрязнителей.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Целью настоящей работы является определение объемов древесной массы, появляющейся в процессе подготовки зоны водохранилищ под затопление, на примере строящейся Богучанской ГЭС (БоГЭС). Наиболее болезненным вопросом является сводка
*Работа поддержана РФФИ и ККФН (грант «Енисей -2007» № 07-05-9б800)
древесно-кустарниковой растительности. Требов-ния к качеству подготовки ложа водохранилища к затоплению регламентируются действующими в настоящее время санитарными правилами и норм а-ми (СанПиН 3907-85).
СанПиН предусматривают лесосводку - вырубку товарных лесонасаждений в целях получения товарной продукции и лесоочистку - вырубку всей древесно-кустарниковой растительности, в том числе очистку площадей от нерастущей древесины (сухостой, валежник).
Санитарными нормами допускается возмо ж-ность затопления части древесно-кустарниковой растительности, расположенной в зоне мертвого объема водохранилища, объемом более 10 млн. м3 при среднегодовом водообмене более 6 млн. м3 (объем БоГЭС 58,0 млн. м3).
Первичная лесосводка и лесоочистка ложа в о-дохранилища БоГЭС проводилась более 20 лет тому назад. За этот период произошли большие изм е-нения древесно-кустарниковой растительности в ложе водохранилища.
Повторная лесосводка и лесоочистка ложа в о-дохранилища Богучанской ГЭС имеет свои особе н-ности:
- в процессе первичной лесосводки и подготовки ложа водохранилища под затопление товарная древесина была убрана не на всей площади лес о-сводки;
- нетоварная древесина за двадцатилетний п е-риод перешла в разряд товарной;
- на территориях (площадях), на которых была проведена лесоочистка вырос молодой подрост;
- лесосводка и лесоочистка проводилась в п е-риод активной деятельности ЛПХ, имеющих дост а-точную и современную (на то время) лесозаготов и-тельную технику, развитую инфраструктуру, де й-ствующую сеть лесовозных дорог;
- основной объем заготавливаемой древесины отправлялся потребителям водным путем (в пл отах);
- в настоящее время в зоне затопления ложа в о-дохранилища и прилегающих территориях практ и-чески отсутствуют производственные базы, сп о-собные выполнять лесозаготовительные работы в больших объемах;
- систематического, комплексного монитори нга качества воды ниже створа Усть-Илимской ГЭС практически не проводилось. Можно констатир о-вать, что проводились лишь отдельные исследов а-ния по наиболее доступным и технически не сло ж-ным компонентам загрязнителей воды.
Качество воды зависит от объемов и вида з а-грязнителей, из которых выделим основные: зас о-рение водохранилища затопленной и плавающей древесной массой, загрязнение водохранилища о р-ганическими веществами.
Для определения объемов засорения древесной массой использованы таксационные показат ели зоны затопления водохранилища Богучанской ГЭС, приведенные в материалах Техпроекта Богучанской ГЭС (Богучанская ГЭС ..., 1976) и результаты ко н-
турного дешифрирования космофотоснимков ЬАИБ8АТ-ЕТМ-7 (разрешение порядка 30 м), отвечающие инструктивным требованиям III разряда лесоустройства. (Разработка мероприятий ., 2006).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В таблице 1 приведены сравнительные такс а-ционные показатели зоны затопления водохран и-лища БоГЭС.
За период после проведения первичной лесо-сводки и лесоочистки в зоне затопления произо шли изменения таксационных характеристик:
- сократились площади с товарными запасами на 36,4 %;
- сократился запас товарных насаждений на 38,7 %;
- сократился запас ликвидной древесины на 29,6 %;
- сократился общий запас древесной и куста р-никовой растительности на 38,7 %.
Таблица 1 - Сравнительные таксационные показатели зоны затопления водохранилища БоГЭС
Показатели Красноярский Иркутская Итого по % от показателей
край область водохранилищу Т ехпроекта
Площадь покрытая древесной и кустарн и- 112.0 14,5 126,5 98,7
ковои растительностью, тыс. га 106,9 18,0 124,9
Площадь с товарными запасами по данным 78,6 10,10 88,60 63,6
инвентаризации, тыс. га 47,7 8,66 56,37
Общий запас древес ной и кустарниковой 11,70 1,80 13,5 67,4
растительности, млн. м3 7,79 1,30 9,1
Запас товарных насаждений по данным 11,10 1,70 12,80 61,3
инвентаризации, млн. м3 6,67 1,18 7,85
9 30 1 4 10,70 7,54
3 Ликвидный запас, млн. м 6,45 1,1 70,4
Средний ликвидный запас площади товар- 132,0 160,0 134,0
ных насаждений, м3/га 139,9 136,4 139,3
Примечание: в числителе - данные Техпроекта (Богучанская ГЭС 1976); в знаменателе - данные ННИО «Сибирский международный институт леса» (Разработка мероприятий ..., 2006) .
Изменение таксационных характеристик в сторону уменьшения явилось результатом пров едения первичной лесосводки и лесоочистки.
В 2006 г. СибГТУ выполнил анализ отчетных материалов проведения лесосводки и лесоочис тки в Кежемском районе предприятием К-100 за период 1981 - 1987 гг.
Объем вырубленной древесины составил 6612,62 тыс. м3 (с учетом вырубки в 1987 г.), в том числе нетоварной древесины 19,76 тыс. м3.
Недоруб от плана лесосводки за 1981 -1987 гг. составил 1916,0 тыс. м3, в том числе не-доруб товарной древесины 1137,55 тыс. м3, нетоварной - 778,45 тыс. м3.
Корректность сведений приведенных в табл и-це 1 подтверждается содержанием письма Мин и-стерства внутренних дел СССР № 07/6418 от 16.12.1983 г. в Совет Министров СССР: «Дирекции строящейся Богучанской ГЭС сда но вырубленных площадей 5,9 тыс. га или 74,7 % к плану».
По данным СибГТУ в 1983 г. было вырублено (5189+177) 5,366 тыс. га.
За более чем 20-летний период после проведения первичной лесосводки произошло измен е-ние запасов древесины в зоне затопления:
1. Объем недоруба товарной древесины 1137550 м3 (Разработка прогноза ..., 2006) с учетом прироста составит 1315034 м3.
Общий средний годичный прирост древесины величина достаточно постоянная и зависит от типа лесов. В азиатской части России прирост на 1 га составляет 1,04 м3, в лесах ВосточноСибирского региона - 1,29м3/га (Писаренко, Страхов, 2004).
2. Объем недоруба нетоварной древесины, перешедшей в разряд товарной, с учетом приро ста составит 1237406 м3.
3. Объем древесины планового затопления сырорастущей древесины с учетом прироста в 1,2 млн. м3 составит 1431100 м3.
4. Объем молодняка, выросшего на площадях лесоочистки, составит 1897200 м3 (средний запас молодняка по данным каф. Использования во д-ных ресурсов (ИВР) ГОУ ВПО «СибГТУ» с оставляет 50 - 60 м3/га).
В таблице 2 представлены результаты расч е-тов изменившихся запасов древесины в ложе в о-дохранилища после проведения первичной лес о-сводки предприятием К-100 в 1981 - 1987 гг. на участке Кежемского района Красноярского края.
Таблица 2 - Запас древесины в ложе водохранилища после проведения первичной лес осводки
Показатели Объем, тыс. м3
Объем недоруба товарной древесины 1137,5
Прирост недоруба товарной древесины 177,5
Запас недоруба товарной древесины с учетом прироста 1315,0
Объем недоруба нетоварной дре весины 778,5
Прирост недоруба нетоварной древесины 458,9
Запас недоруба нетоварной древесины с учетом прироста 1237,4
Объем планового затопления 1200,0
Прирост сырорастущей древесины, оставленной под затопление 231,0
Запас сырорастущей древесины с учетом прироста 1431,0
Запас древесины в ложе водохранилища 3983,4
Молодняк 1897,2
Итого с учетом молодняка 5880,6
Сухостой и валежник 552,0
Итого с учетом сухостоя и валежника 6432,6
Известно, что лесозаготовки проводились предприятиями Иркутской области, однако, сведений об объемах лесозаготовок нет.
Разработанная на кафедре ИВР «Методика пр о-гнозирования поступления древесной массы при затоплении и эксплуатации водохранилищ ГЭС Ангаро-Енисейского региона» (Корпачев и др., 1991) позволяет определить запас древеснокустарниковой растительности в ложе водохранилища после проведения лес осводки и лесоочистки. При разработке прогноза учитывали:
- объем порубочных остатков после провед ения лесосводки на участках с товарными и нетоварн ы-ми насаждениями, зависящий от запаса древеснокустарниковой растительности на 1 га. Объем по-
рубочных остатков определялся по материалам н а-турных исследований, выполненным в ложе вод о-хранилища-аналога Братской ГЭС (Корпачев и др., 1991);
- объем древесной массы в корневой системе и пнях - принимается в пределах 15 - 20 % от общего запаса древесины (Уголев, 2001);
- объем молодого подроста (молодняка), сух о-стоя и валежника, поступления древесины из рек от лесосплава и лесозаготовок, стихийных и неучте н-ных факторов - определяется в соответствии с «Методикой ...» (Корпачев и др., 1991).
В таблице 3 представлены объемы засорения водохранилища БоГЭС древесной массой в первый год заполнения.
Таблица 3 - Запас древесно-кустарниковой растительности в ложе водохранилища в первый год затопления после проведения лесосводки и лесоочистки____________________________________________________________________
№ п/п Источники засорения Объем, тыс. м3
1 Объем планового затопления 1431,1
2 Порубочные остатки от проведения лесосводки и лесоочистки 1534,8
3 Корневая система, пни 1558,0
4 Молодой подрост 1897,2
5 Сухостой и валежник 552,0
6 Разнесенная древесная масса вдоль уреза воды, остатки хозяйственных построек 19,2
7 Поступление древесины из рек 0,737
8 Потери древесины от деятельности лесосплавных и лесозаготовительных предприятий 7,8
9 Стихийные и неучтенные факторы 11,0
Итого древесных ресурсов 7012,0
Запас древесно-кустарниковой растительности в ложе водохранилища, в пр оцессе строительства и эксплуатации, необходимо знать для оценки уровня влияния ее на качество воды.
Учитывая, что р. Ангара в зарегулированном состоянии будет иметь установленную проектом проточность, можно утверждать, что характер во з-действия лесных ресурсов в зоне затопления на водную среду будет подобен тому, что имеет место при проведении лесосплавных работ.
Степень влияния лесосплава на гидрохимический состав воды и на водные организмы определ я-ется предельно допустимой концентрацией древ есины в воде.
Критерием безвредности лесосплава для би о-логического равновесия водоема является отн о-шение объемов древесины и воды во время лес о-сплава 1:250, что доказано многолетними иссле-
дованиями Г осНИОРХа и Ленинградской лесоте х-нической академии им. С.М. Кирова. При этом соотношении количество экстрагируемых веществ в воде колеблется около 1,6 - 2,0 мг/л, что не создает неблагополучных условий для оби тания и развития водных организмов. Поэтому такое о т-ношение рекомендуется не нарушать при провед е-нии лесосплава.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для Богучанского водохранилища полный об ъ-ем при НПУ 208,0 м составляет 58,2-109 м3, критический объем воды при соотношении 1:250 с оставляет 2,28-109 м3, т.е. даже при затоплении 9,Ы06 м3 древесины - в водохранилище сохраняется биол о-гическое равновесие.
В статье не рассматриваются загрязнения вод о-
хранилища органическими веществами, содерж а-щимися: в лесной подстилке, гумусе, торфе, в одах приносимых впадающими в водохранилище рек а-ми, в процессе размыва берегов, в атмосфе рных и промышленно-бытовых сточных водах и др.
Как показывают исследования ЛТА (Санкт-Петербург), в общем, балансе поступлений загря з-няющих веществ в вод охранилище, загрязнение от плавающей древесины не превышает 3 - 5 %.
Выполненные исследования показывают, что для оценки засорения и загрязнения водохранилищ ГЭС древесной массой и органическими веществ а-ми необходимо провести цикл специальных нату р-ных обследований зоны водохранилищ в процессе подготовки их к затоплению.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Богучанская ГЭС на реке Ангаре. Технический пр оект : в 3 т. Т. III / Водохранилище и охрана окружающей среды. -М.: Гидропроект, 1976. -219 с.
Корпачев, В.П. Методика прогнозирования поступления древесной массы при затоплении и эксплуатации в о-дохранилищ ГЭС Ангаро-Енисейского региона /
В.П. Корпачев, Л.И. Малинин, М.М. Чебых // Использование и восстановление ресурсов АнгароЕнисейского региона: сб. научн. тр. Всесоюзн. науч-но-практ. конф. Т.11. - Красноярск, Лесосибирск, 1991.-С. 107-113.
Лапин, Г.Г. О состоянии и перспективах развития гидроэнергетики России / Г.Г. Лапин, В.В. Смирнов, Е.И. Ваксова // Гидротехническое строительство . - 2007. -№ 6.-С. 9-15.
Писаренко, А.И. Лесное хозяйство России: От пользования - к управлению / А.И. Писаренко, В.В. Страхов. - М. : ИД «Юристпруденция», 2004. - 552 с.
Разработка мероприятий по лесосводке и лесоочис тке в зоне водохранилища Богучанского гидроузла на р еке Ангаре: отчет о НИР / ННИО «Сибирский международный институт леса». - Красноярск, 2006. - 19 с.
Разработка прогноза засорения и загрязнения водохран и-лища Богучанской ГЭС древесной массой и органич е-скими веществами, комплекса предложений по очис т-ке водохранилища от древесной массы: отчет о НИР / ГОУ ВПО «СибГТУ». - Красноярск, 2006. - 90 с.
СанПиН 3907-85 «Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации водохран илищ».
Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного тов а-роведения : учеб. для вузов / Б.Н. Уголев. - М.: Лесн. пром-сть, 2001. - 368 с.
Поступила в редакцию 6 февраля 2008 г. Принята к печати 16 мая 2008 г.
