Вилюйский гидроузел: социально-экологические последствия

Вилюйский гидроузел в настоящее время представлен Вилюйскими ГЭС-I-II, расположенными в 2 км выше пос. Чернышевский и Вилюйской (Светлинской) ГЭС-III, расположенной в 141 км ниже створа ГЭС-I-II.

Климат в районе гидроузла резко континентальный, с продолжительной холодной зимой и коротким теплым летом. Среднегодовая температура воздуха минус 8,2°С, экстремальные температуры минус 63°С и плюс 36°С. Период со среднесуточной температурой ниже нуля — 213 дней в году. Среднее количество осадков в году — 364 мм.

Река Вилюй — левый приток Лены, второй по величине после р. Алдан. Длина реки — 2654 км, площадь водосбора — 448655 км², среднемноголетний сток — 72,4 км³, падение — 477 м. Принимает 232 притока длиной более 10 км. Средний годовой расход воды — 1450 м³/с. В бассейне около 15000 водотоков, свыше 68000 озер. Это главный водный путь для западных районов Республики Саха (Якутия). В настоящее время Вилюй транспортно обслуживает 6 экономических районов, наиболее интенсивно заселенных в пределах Якутии и имеющих перспективное значение для народного хозяйства. В верхней и средней частях бассейна Вилюя ведется промышленная добыча алмазов, в среднем и нижнем течении имеются эффективные нефте-газоносные месторождения, часть из которых уже разрабатывается, и часть – намечена к разработке. В долине среднего и нижнего Вилюя расположены развитые сельскохозяйственные районы традиционного скотоводства.

Существенные изменения социальных, природно-климатических условий и биотической составляющей экосистем отмечены уже после ввода в эксплуатацию ГЭС-I-II. Эти два каскада с общей мощностью 680 мВт решили энергетические проблемы региона, но создали широкий круг проблем, часть из которых не решена и по настоящее время.

Сооружение плотины Вилюйской ГЭС началось в 1965-1967 гг., полное заполнение водохранилища произошло только в 1973 г.

Социальные аспекты

При создании водохранилища под воду ушли огромные площади таежных ландшафтов, в т.ч. и с населенными пунктами. Были затоплены охотничьи угодья, места промысла и ведения традиционного образа жизни местного населения. Под водой остались села Туой-Хая, Сынсыктаах, Чохчуолу, Усть-Чона. Часть людей не хотела уезжать, их вывезли, привлекая силы милиции; дома были сожжены. По данным региональных общественных организаций, жителям пос. Туой-Хая обещали благоустроенное жилье, материальную помощь, денежную компенсацию, реально на новом месте почти ничего не получили (кн. «Прощай навеки, Туой-Хая»).

Природно-климатические условия

Решающую роль в их изменении сыграло создание Вилюйского водохранилища, самого крупного водоема на территории Якутии и одного из крупнейших водохранилищ Сибири.

Создание водохранилища осуществлено благодаря постройке каменно-набросной дамбы. Целостность этой дамбы обеспечивает и его поддержание в настоящий момент. Рассмотрим особенности ее строения и изменения во времени.

Каменнонабросная плотина с грунтовым экраном имеет длину по гребню 600 м и максимальную высоту 75 м. Основанием сооружений служат трещиноватые изверженные породы — долериты, более сохраненные в русле и менее сохраненные на береговых склонах. Экран выполнен из суглинисто-дресвяных грунтов и сопряжен со скалой основания посредством железобетонного зуба с потерной для цементации основания. Переходная зона между экраном и каменно-набросной призмой состоит из двухслойного щебеночного фильтра с толщиной каждого слоя 2-3 м. Верховой откос в зоне воздействия ветровых волн укреплен укладкой крупного камня.

Многолетнемерзлые породы имеют сплошное распространение, мощность мерзлоты достигает 250-300 м. Преобладающая температура мерзлых грунтов от –2° до -6°С. Глубина сезонного протаивания в норме колеблется от 1,5 до 4 м в зависимости от типа пород и экспозиции склона.

В строительный период в низовой призме сформировались две температурные зоны:

1 зона – нижняя, температура которой круглый год отрицательна;

2 зона – верхняя, температура которой в течение года меняет знак.

После заполнения водохранилища уже при промежуточной отметке в подэкранной области возникла 3-я зона, температура которой всегда положительна. В период окончания отсыпки плотины площадь этих зон составляла соответственно 60, 34 и 6 %. К этому же периоду степень охлаждения низовой призмы была наибольшей. За первые 10 лет эксплуатации в температурном состоянии призмы произошел ряд изменений:

• существенно уменьшилась воздухопроницаемость наброски и охлаждаемость призмы в зимнее время. Глубина проникновения изотермы –25°С в глубь призмы по нормали к откосу уменьшилась с 38 до 20 м;
• размах сезонных колебаний температуры наброски в нижней части призмы уменьшился в 4 раза, а в средней и верхней части – в 1,5 раза; среднегодовая температура наброски внутренней зоны повысилась с –8,6 до –4,5°С, а размах сезонных колебаний уменьшился с 9,9 до 5,9°С;
• площадь 3-й зоны увеличилась в 3 раза.

Основной причиной указанных изменений температурного состояния призмы является уменьшение пористости наброски из-за ее естественного уплотнения и в результате заполнения пор льдом. Имеются сведения, что в зоне от основания до среднегодового уровня нижнего бьефа все поры наброски заполнены льдом за исключением талого «окна» в русле шириной 50 м. В более высоких ярусах низовой призмы содержание льда снижается от 90 до 10%.

Вилюйское водохранилище создано в декабре 1966 г. Выше уже указывалось, что полное заполнение до проектной отметки завершилось в 1973 г. Водохранилище носит русловой характер с отдельными расширениями (разливами), его протяженность по бывшему руслу Вилюя 467, по реке Чоне — 274 км, длина береговой линии 2.650 км. Площадь водного зеркала 2.170 км², объем водных масс 36 км³, за счет зимней отработки площадь водохранилища уменьшается на 25 %, объем — на 37 %. Средняя ширина 4,6 километров, наибольшая 15-20 километров, глубина у плотины 69,4 м. 25% площади составляют мелководья с глубинами около 6 метров.

Сорокалетний срок эксплуатации Вилюйского водохранилища показывал следующие формы воздействий.

1. Климатические изменения. В радиусе 600-800 километров от водохранилища существенно изменилась влажность воздуха, идет потепление температурного режима воздуха. Возникновение водохранилища способствовало развитию ветровых явлений. Если в целом для таежной зоны Якутии ветра мало характерны, то в Вилюйском регионе среднегодовая скорость ветра составляет 3,7 м/с., до заполнения водохранилища среднее количество осадков в районе пос. Чернышевский составило 289, то после заполнения – 332 мм. Влияние водохранилища распространяется значительно восточнее, вплоть до Сунтарского района, где наблюдается увеличение толщины снегового покрова.
2. Создание водохранилища полностью изменило гидрорежим Вилюя. До зарегулирования реки весенний паводок обеспечивал 69 % годового исхода воды, зимой сток сокращался до 18 %. После строительства плотины ГЭС основная часть стока за счет с работки сливной линзы переместилась на зимний сезон — 58%, весенний сток составляет 16, летний — 10 и осенний – 16 % годового. С удалением участков реки от створа ГЭС влияние регулирования постепенно уменьшается. Однако для всех без исключения участков реки наиболее измененным элементом режима явился зимний сток: его величина увеличилась с 5-10 м³/с. в естественном состоянии до 400-800 м³/с. в зарегулированном. Объем стока за семь зимних месяцев (октябрь-апрель) до регулирования составлял в Чернышевском 4,3, Сунтаре 6,1 и Хатырык-Хомо — 6,4 %; после зарегулирования — соответственно 54,3, 42 и 22 % годового стока. В течение всей зимы производится суточное и недельное регулирование водности довольно резкими повышениями и понижениями, это способствует образованию наледей.
3. Эрозионно-русловые процессы. Для северных водохранилищ в целом, в том числе и для Вилюйского, характерны специфическая интенсивная переработка берегов из-за оттаивания многолетней мерзлоты и других природных особенностей. Гидравлические сбросы воды привели к гидрологическим изменениям русла реки, берегообрушениям, образованьям неестественных ям в летнее время в русле реки. Влияние Вилюйского водохранилища, созданного в верхнем течении реки, сказывается на русле Вилюя вплоть до устья и проявляется даже в русловых процессах Лены ниже устья р. Вилюй по течению. Происходит «растепление» вечной мерзлоты в береговой зоне водохранилища. В регионе наблюдается увеличение глубины сезонного протаивания мерзлоты, причем в ряде районов параллельно происходит уменьшение глубины промерзания.
4. Интенсивное тепловое и химическое загрязнение Вилюя. С перераспределением стока появилось тепловое загрязнение реки в результате сброса через турбину ГЭС холодной воды летом и относительно теплой зимой. Наиболее резко температура воды Вилюя изменилась выше р. Мархи, где ее среднемесячный показатель в период наибольшего прогревания (июль) понизился против естественного режима на 7,8° С. В осенний период (конец сентября начало октября) температура воды повысилась, что особенно заметно выше впадения р. Мархи. Отепляющее воздействие водохранилища обнаруживается и в сроках осеннего ледохода. Если в появлении первых ледяных образований больших отклонений от естественного состояния нет, то начало осеннего ледохода в Сюльдюкаре сдвинулось на 10 дней, в с. Крестях — до 6 дней. Изменился режим зимнего замерзания реки, переезда по зимнику. Зимой образуются искусственные наледи, которые приводят к трагическим авариям, к гибели водителей и пассажиров автотранспорта.
5. Химическая форма воздействия особенно ярко была выражена в период формирования водохранилища, в связи с тем, что русло водохранилища практически не было расчищено. Вилюйское водохранилище является источником поступлений в реке Вилюй фенолов, так как в нем затоплено 3,5 млн. кубометров древесины, которая активно разлагается. Кроме того, на начальных этапах формирования водохранилища большее количество затопленной древесной и травянистой растительности привело к возникновению бескислородных зон. Протяженность сероводородных зон 1971 г. в водохранилище достигала 213 километров.

Транспортные проблемы

Основной объем перевозок в регионе приходится на речной транспорт, как наиболее дешевый способ доставки грузов (дешевле автомобильного и воздушного транспорта в 15 и 70 раз соответственно). Судоходным считается большой участок среднего и нижнего течения Вилюя вплоть до районного центра с. Сунтар. Длина этого отрезка от устья составляет более 750 км. После ввода в строй Вилюйских ГЭС-I-II судоходные глубины зависят от величины ежегодных навигационных спецпопусков.

В проектном задании 1960-го года планировалось, что с вводом ГЭС существенных изменений в судоходных условиях на Вилюе не ожидается, лишь несколько уменьшится обеспеченность больших глубин в начале навигации из-за трансформации водохранилищем паводковой волны, поэтому мероприятия по компенсации нарушений для судоходства не предусматривались. Позже, уже в период строительства ГЭС, Ленгипречтранс обосновал необходимость подачи спецпопусков в нижний бьеф Вилюйского гидроузла в навигационный период. В настоящее время действую Правила, регулирующие судоходные попуски, но и они лишь частично компенсируют нарушение условий судоходства: при средней продолжительности навигации около 140 суток нормальные судоходные условия обеспечиваются лишь в течение 30-40 суток, а в верхнем участке нижнего бьефа (от ГЭС до устья р.Мархи) – еще меньше. Стабилизация русла Вилюя возможна только за счет строительства выправительных сооружений, которое потребует колоссального объема строительных работ и привлечения большого объема капиталовложений.

Влияние на ихтиофауну

Зарегулирование речного стока Вилюя существенно изменило гидрологический облик водоема и это внесло заметные изменения во всю его экосистему. Более чем 700-километровый участок реки выше плотины был превращен в водоем озерного типа. При заполнении ложа водохранилища глубоко под воду ушли основные нерестовые площади сиговых рыб (из-за изменения глубины стали недоступны).

Снижение уровня воды к весне на 7-8 м в результате отработки сливной линзы приводит к тому, что лед оседает на более продуктивную часть мелководья, удобную для размножения осенне-нерестующих рыб. Икра, отложенная на 2-3-метровой глубине, погибает, и пополнение популяции за счет естественного воспроизводства становится невозможным. Плотина перекрыла доступ в верхней бьеф осетру, тайменю и ленку, ограничив их нагульные площади и нерестовые участки. Весеннее попуски воды в хозяйственных целях, по срокам совпадающие с завершением нереста весенне-нерестующихся рыб (щуки, плотвы, ельца и окуня), приводят к резкому падению уровня воды в водохранилище, осушению нерестилищ и гибели развивающейся икры.

Зарегулирование речного стока и образование водохранилища внесли существенное изменение в фауну рыб не только затопленного участка, но и нижнего бьефа. В нижнем бьефе, например изменение экологической обстановки привело к полному уничтожению крупных нерестилищ нельмы, заходившей в реку Вилюй на нерест из реки Лены, что отразилось и на численности и величине ее вылова в реке Лене.

На начальных этапах формирования водохранилища описанное выше интенсивное химическое загрязнение привело к тому, что в 70-80-ых годах часто встречались рыбы (щука, окунь) с аномалиями развития (укороченное рыло, деформированный позвоночник и т.п.).

С момента затопления ложа водохранилища началась эвтрофикация водоема за счет поступления большого количества биогенных элементов из почвы и растительности, что привело к смене лососевого комплекса сиговых сигового-щучье-окуневым с последующим переходом к карповому. Этот процесс был ускорен рыболовством, превратившим в Вилюйское водохранилище в окунево-плотвичный водоем. В целом Вилюйскому водохранилищу свойственны типичные черты водохранилищ Сибири: основные скопления рыб распределяются в узких прибрежных участках, низкая рыбопродуктивность, преобладание малоценных рыб в уловах.

Таким образом, создание каскада ГЭС и Вилюйского водохранилища одновременно с решением энергетической проблемы региона создало ряд проблем экологических и социальных, как прогнозируемых, так и не прогнозированных в период строительства. Часть этих последствий необратима, как, например, затопление населенных пунктов, таежных массивов, климатические изменения в регионе; другие – могут быть решены в результате планирования компенсационных мероприятий и дополнительных затрат (например, проблемы судоходства на р. Вилюй); и, наконец, остаются проблемы, не вполне изученные, по поводу которых не существует единого мнения, к таковым относятся эрозионно-русловые процессы и воздействие на многолетнемерзлые грунты.

Елена Шадрина, профессор биолого-географического факультета Якутского государственного университета (специально для "Плотина.Нет!")