БОГУЧАНСКАЯ ГЭС:
НЕОБХОДИМЫ РАЗУМНЫЕ КОРРЕКТИВЫ
Богучанская ГЭС является крупнейшим объектом гидротехнического строительства в России. В результате ее строительства образуется Богучанское водохранилище, которое станет четвертым в каскаде ангарских водохранилищ.
А.С. Шишикин, д.б.н.,
В.В. Иванов, к.с-х.н.,
Институт леса им. В.Н. Сукачева
Водохранилище будет расположено в нижнем течении р. Ангары в пределах Усть-Илимского района Иркутской области и Кежемского района Красноярского края между 58—59° с.ш. и 98—103° в.д. По размерам Богучанское водохранилище относится к «крупным» водоемам — площадь водного зеркала при НПУ 208,0 м составит 2326 км2, полный объем — 58,2 км3. Максимальная глубина водохранилища достигнет 75 м, средняя — 25 м, что позволяет относить его к классу «глубоких».
Строительство Богучанской ГЭС было начато в 1980 году. Стройплощадка расположилась на реке Ангара в 367 км ниже по течению створа Усть-Илимской ГЭС, в 15 км от г. Кодинска. Изначально пуск первых агрегатов был запланирован на 1988 г., а завершение строительства — на 1992 г. Однако в 1980-е годы в связи с недостаточным финансированием строительства сроки пуска ГЭС несколько раз переносились. В соответствии с указом Президента Российской Федерации правительству поручено оказать государственную поддержку в подготовке зоны затопления и обеспечении начала эксплуатации Богучанской ГЭС в 2010 году. Достройка Богучанской ГЭС стала одним из приоритетных проектов в рамках концепции развития объединенного Красноярского края.
Строительство ГЭС и последующая эксплуатация гидроузла оказывает самое мощное и разностороннее воздействие на природную среду. В результате заполнения водохранилища нарушается структура ландшафта с потерей пойменных и долинных местообитаний, формируется водоем со специфическим гидрологическим режимом. Это приводит к существенным изменениям абиотической среды. Условия обитания животных в прибрежной полосе (в зоне сработки и подтопления) не имеют природных аналогов. Несмотря на достаточно длительный период работы гидроузлов в различных природных зонах, до сих пор не проведены достаточно полные исследования по экосистемной оценке воздействия гидрокомплексов. Сложность выполнения оценки воздействия Богучанской ГЭС на окружающую среду заключается в необходимости выделения из многообразия факторов антропогенной трансформации природы специфических проявлений последствий создания гидроузла.
 |
| Строится плотина Богучанской ГЭС. |
Более 50 лет в Приангарье интенсивно ведется заготовка древесины и разработка россыпного золота. Это уже привело к изменению природной среды и повлияло на биоразнообразие растительности и животного мира. Одновременно была создана дорожная инфраструктура, резко повысившая доступность угодий. Кроме того, увеличилась плотность населения, что привело к нарушению равновесия в природопользовании. В результате при оценке экологических последствий строительства Богучанской ГЭС возникает проблема выявления фонового состояния природной среды, ресурсного и экологического потенциалов экосистем, изменение которых связано и с историей хозяйственного освоения Приангарья.
Оценка предполагаемого воздействия строительства БоГЭС на окружающую среду дана с учетом результатов длительных стационарных и маршрутных исследований сотрудников Института леса СО РАН им. В.Н. Сукачева в Приангарье. Кроме того, с этой целью были проведены специальные экспедиционные обследования зон предполагаемого воздействия БоГЭС и районов, прилегающих к водохранилищу Усть-Илимской ГЭС.
В экспедиционных работах приняли участие сотрудники Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Сибирского федерального университета, Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН, Лимнологического института СО РАН, ООО «Красторф».
В результате проведения инвентаризации современного состояния лесов в ложе водохранилища в полевой период было выполнено 40 описаний. Получены лесотаксационные данные о структуре продуктивности и санитарном состоянии молодняков, средневозрастных, приспевающих и спелых насаждений. Выполнено 40 геоботанических описаний, характеризующих видовое разнообразие и продуктивность пойменных, луговых и лесных сообществ. Для определения фитомассы напочвенного покрова взято 100 укосов. Более 150 экземпляров растений заложены в гербарий.
Проведено исследование торфяных ресурсов в зоне затопления. Сделаны геоботанические описания болот, определена глубина залегания грунтовых вод и состав подстилающих пород. Отобрано 48 образцов торфа на определение общетехнических и химических свойств. В гербарий заложены болотные растения, сфагновые и гипновые мхи для определения их вида.
Для оценки и прогноза состояния наземных экосистем, главным образом лесных, безраздельно господствующих в районе БоГЭС, вся площадь реального и возможного воздействия водохранилища на лесные экосистемы дифференцируется на следующие категории: зона постоянного затопления, зона берегопереработки, зона подтопления с глубиной стояния грунтовых вод до двух метров, в которой выделяются периодически затопляемые и подтопляемые участки в результате сезонной сработки и пополнения водохранилища, а также зона микроклиматических изменений в нижнем бьефе до с. Богучаны.
Зона берегопереработки — один из наиболее динамичных участков в образовании водохранилищ. Интенсивные процессы формирования берегов, сложенных рыхлыми отложениями, создают значительную по размерам зону обрушения. Обрушение берегов происходит под воздействием ветроволновых процессов. Берега водохранилищ, сложенные скальными породами, подвержены фильтрационному, химическому и термическому воздействию и в совокупности с процессами выветривания также интенсивно разрушаются. Процессы подтопления развиваются также в результате подъема уровня грунтовых вод берегов, занимающих низкие абсолютные высоты.
Ветровое волнение ангарских водохранилищ характеризуется большим разнообразием, которое определяется различиями в морфологии отдельных участков акваторий и географическим положением водохранилищ. Энергия волнения по берегам водохранилища имеет значительные колебания в зависимости от размеров прилегающей акватории и ориентации берегов. Богучанское водохранилище представляет собой чередование ряда сужений и расширений, при этом ширина акваторий в расширениях достигает 13 км, а в сужениях уменьшается до 1-1,5 км. Различная ориентировка расширенных участков по отношению к господствующим волнениям определяет различия в волновых характеристиках береговой полосы. Отдельные участки береговой линии, примыкающие к расширению акваторий, находятся в условиях интенсивного волнения. Расчеты показали, что в пределах этих участков Богучанского водохранилища будут отмечаться значительные размывы берегов.
По воздействию водохранилища на покрытые лесом площади зона берегопереработки и сильного подтопления с глубиной стояния грунтовых вод до одного метра и зона постоянного затопления нуждаются в лесосводке, поскольку древесная растительность этих зон после заполнения водохранилища неминуемо гибнет и вываливается. Отличие зон берегопереработки и сильного подтопления от зоны постоянного затопления состоит в том, что погибшие и вывалившиеся деревья в массе своей не всплывают и не поступают в водохранилище. Длительное время (30-50 лет) стволовая древесина находится в состоянии гниения и захламляет эти зоны. Поэтому покрытые лесом зоны берегопереработки и сильного подтопления целесообразно отнести к категории площадей, нуждающихся в лесосводке (лесоочистке). Их площадь составляет три тысячи гектаров.
В акваториях, где волнение наименьшее, происходит повышение уровня грунтовых вод, но отсутствует застойное увлажнение, формируются фитоценозы с преобладанием влаголюбивой растительности, способные переносить временное подтопление. Здесь могут доминировать вейник Лангсдорфа, осот разнолистный, лабазник, спирея иволистная, рябинолистник. При застойном увлажнении в растительном покрове на смену мезофитному разнотравью приходят крупные осоки, хорошо переносящие даже длительное затопление, из древесных распространение получает ива корзиночная. На песчаных отмелях очень часто формируются монодоминантные сообщества из горца птичьего, ромашки лекарственной, встречаются небольшие заросли ивы корзиночной. Крутые обрывистые берега, где интенсивно протекает процесс берегопереработки и происходит сползание грунтов, обычно не зарастают, а единично появившиеся экземпляры растений, как правило, проникающие с сопредельных участков, существуют короткое время.
В связи с этим формирование наземных экосистем и длительность их существования в зоне берегопереработки полностью зависит от того, насколько интенсивно будет протекать процесс берегопереработки. В конечном итоге все наземные экосистемы, попадающие в эту зону, ожидает та же судьба, что и экосистемы, попавшие в зону постоянного затопления.
В этой зоне подтопления с глубиной стояния грунтовых вод до двух метров следует особо выделять периодически затопляемые и подтопляемые участки в результате сезонной сработки и пополнения водохранилища. Одним из постоянно действующих факторов, обусловленных режимом работы гидроузла, является периодический подпор в конце августа и сентябре уровня воды в водотоках, впадающих в водохранилище. Долины и лога таких водотоков могут не попадать в зону берегопереработки, однако в результате сезонной сработки они постоянно испытывают периодическое затопление и подтопление большей части корнеобитаемого слоя древесных растений. Залесенные долины и лога этих водотоков вследствие низкотоварности произрастающих на них древостоев обычно не подвергаются лесосводке и очистке, либо лесосводка проводится выборочными рубками с изъятием части запаса древесины.
В этом отношении типичен пример подтопления леса в долине р. Бурдой — левого притока Усть-Илимского водохранилища в 10 км южнее пос. Седаново.
 |
| Усть-Илимское водохранилище — тест-аналог будущего Богучанского. |
Режим периодического (практически ежегодного) подтопления действует со времени заполнения водохранилища уже в течение 27 лет. Долинная экосистема представлена высоковозрастным древостоем 180-240 лет, который не в состоянии адаптироваться к такому режиму увлажнения. Усыхание деревьев и их вываливание происходит постепенно. За 27 лет отмерло 85 % и вывалилось 50 % числа деревьев. Идет вялотекущий процесс смены лесного (древесного) типа растительности на кустарниково-осоково-высокотравный. Замедление процесса смены обусловлено его блокированием остатками живой части древостоя. Долинная экосистема сильно захламлена упавшими сухими деревьями. Они представляют повышенную пожарную опасность, особенно весной, после высыхания отмершей травянистой растительности. Экосистемы с погибшими от подтопления древостоями подлежат постоянному мониторингу в пожароопасные периоды. В случае лесосводки на периодически подтопляемой части долины за короткое время (5-10 лет) могла бы сформироваться устойчивая древесно-кустарниковая экосистема, видовой состав которой был бы адекватен вновь сложившемуся режиму увлажнения вследствие экологической формы естественного отбора в процессе заселения территории и формирования фитоценоза.
 |
|
В зоне влияния Богучанской ГЭС зафиксировано 160 видов сосудистых растений, 15 видов кустарников, 7 видов лесных мхов, 6 видов лишайников. В зоне аналога -действующей Усть-Илимской ГЭС — обнаружено 112 видов сосудистых растений, 16 кустарников, 7 видов лесных мхов и один вид лишайников.
Несмотря на разницу в количестве видов сосудистых растений, коэффициент сходства флористического состава до затопления и после затопления остается достаточно высоким и составляет 0,68, что свидетельствует об идентичности видового состава травяно-кустарничкового яруса сравниваемых территорий. При такой высокой видовой насыщенности реакция видов травянистых растений в зоне воздействие водохранилища будет различной. В большинстве случаев растения индифферентны к изменению режима увлажнения воздуха и почв. Некоторые травянистые растения, в основном крупные травы, такие как вейник Лангсдорфа, борец северный, вероника длиннолистая, калужница болотная и др., увеличивают обилие, и лишь небольшая группа растений ксеромезофитов, к которым можно отнести осоку большехвостую, грушанки, снижают обилие. Среди мхов в условиях периодического подтопления и даже при высоком стоянии грунтовых вод изменений также не наблюдается, но в условиях длительного застойного увлажнения произойдет замена мезофитных зеленых мхов влаголюбивыми (аулакомиум, сфагнумы). Наиболее существенно изменится лишайниковый покров. Если на незатопляемых территориях доля лишайников в напочвенном покрове 10-40 %, то в прибрежной части водохранилища лишайники, за исключением пельтигеры, отсутствуют.
Таким образом, проведенные исследования в зоне воздействия водохранилища Богучанской ГЭС и в зоне воздействия его тест-аналога — действующего Усть-Илимского водохранилища — выявили значительное сходство лесорастительных условий прибрежной части водохранилищ, наиболее подверженных прямому воздействию. Установлено, что при затоплении земель снижается видовое разнообразие нижних ярусов растительности, но это не влечет за собой значительных изменений структуры растительного покрова прибрежных территорий. Выпадение из напочвенного покрова лишайников в целом не изменит сложившуюся структуру растительного покрова данной территории, так как лишайниковые типы леса приурочены к определенным местообитаниям, и их доля составляет не более 10 % лесопокрытой площади.
Водный режим подавляющего числа типов наземных экосистем автономен и не будет зависеть от водохранилища и величины его сезонной сработки, поскольку обусловлен атмосферными осадками. Это экосистемы, занимающие склоны разной крутизны, экспозиции и протяженности, обращенные к акватории и заливам водохранилища на высотах, превышающих отметку НПУ 208 м. Лишь в узкой прибрежной полосе в десятки метров с пологими склонами вследствие возможного капиллярного подъема влаги через водопроницаемые грунты корневые системы растений могут использовать влагу, гидростатически связанную с уровнем водохранилища. Поскольку прибрежные экосистемы в зоне возможного влияния водохранилища находятся в разнообразных экотопах, то такое влияние, вероятней всего, будет не однонаправленным и не столь существенным. В данном случае речь идет об экосистемах, длительное время занимающих одни и те же местообитания. На отдельных участках берегов возможно возникновение и формирование специфических экосистем вследствие выброса на берег и прорастания торфяных и почвенных сплавин. Формирующийся под воздействием водохранилища гидротермический режим микроклимата, возможно, и окажет некоторое влияние на наземные экосистемы. Однако оценка этого влияния потребует тонких наблюдений и исследований в течение нескольких лет.
Ведущим компонентом лесных экосистем является древостой, представленный многолетними древесными растениями. В условиях Приангарья наиболее долгоживущие породы — сосна, лиственница и кедр, естественная продолжительность жизни которых достигает 350-400 лет. На все воздействия окружающей среды — погодно-климатические, антропогенные и другие — деревья реагируют изменениями величины радиального и терминального прироста. Наиболее чувствительны к экзо- и эндогенным воздействиям радиальный прирост или ширина годичного кольца. Толщина годичного слоя древесины ствола отражает степень благоприятности или неблагоприятности для роста деревьев всей совокупности факторов: радиальный и терминальный приросты, определяемые солнечно-земными связями, характер воспринимающей солнечную радиацию поверхности, осадки, уровень плодородия и влажность почвы, микроклиматические и другие локальные особенности лесорастительных условий, катастрофические и хронические природные воздействия и различная хозяйственная деятельность, прямо или косвенно влияющая на экосистемы.
Создание крупных водохранилищ вносит определенные изменения в микроклимат побережий. Он зависит от площади зеркала водохранилища, объема воды, рельефа побережий и залесенности. В плоскогорной местности, по одним данным, полоса постоянного влияния составляет 400-700 м, по другим — может достигать 7-10 км. В прибрежной части появляются бризовые движения воздуха; на водохранилище, особенно в его расширениях, усиливается скорость ветра, вызывающая ветровал деревьев и древостоев на наветренных берегах; изменяется направление ветров, роза ветров удлиняется вдоль водохранилища. На микроклимат оказывает влияние конфигурация берегов, их фьордообразность, обусловленная заливами разной ширины и длины, абсолютная высота, крутизна и экспозиция склонов и целый ряд других факторов. Эти вопросы требуют специальных исследований в разных условиях мезо- и микрорельефа и на разной удаленности от водохранилища с пользованием современной аппаратуры с автоматической регистрацией погодно-климатических параметров среды.
Анализ современного состояния подтопленных земель на водохранилищах Ангары свидетельствует о необходимости более адекватного их выделения и необходимости подготовки к режиму периодического переувлажнения. Важность предварительной подготовки земель подтопления к длительному существованию обусловлена тем, что практически все виды древесных, кустарниковых, кустарничковых, полукустарничковых, травянистых растений и мхов, слагающие лесные фитоценозы, сформировали эти сообщества в иной экологической ситуации. В условиях подтопления они отмирают. Поэтому все древостои, редины и в целом аборигенную древесную растительность в зоне возможного подтопления целесообразно вырубать не только при лесосводке, но и с воды в первые 3-5 лет после затопления.
Негативные последствия неполной или выборочной лесосводки в ложе водохранилищ хорошо известны. Они обусловлены отмиранием затопленного леса, длительным разложением древесины, находящейся в плавучем или затопленном состоянии, засорением берегов и акваторий водохранилищ и ухудшением качества воды. Экологически безопасные и чистые водохранилища невозможны без лесосводки и уборки древесной массы из их ложа, поскольку затопленные лес и древесина являются основными поставщиками биохимических загрязнителей воды. Множество разных предложений по уборке затопленного леса, сбору плавающих и затонувших деревьев, древесины и другой органики оказались не полностью реализованными из-за ряда трудностей и откладываний «на потом». Объективно нет какой-либо серьезной альтернативы лесосводке и уборке древесной массы из ложа водохранилищ или сбора и вылова ее из воды.
В лесных экосистемах Приангарья после лесосводки и лесоочистки происходит очень быстрое лесовосстановление и формирование молодых поколений древостоев. Интенсивно зарастают лесом неиспользуемые сельхозугодья. В приплотинной части ложа БоГЭС и на других участках, с которых начиналась лесосводка, к настоящему времени сформировались молодняки с запасом древесины 50-100 м3/га. Ежегодный прирост древесины в молодняках составляет ориентировочно 3 м3/га. Подсчеты показывают, что запасы древесины на залесенной части будущего водохранилища за 10 лет могли увеличиться на 1 млн м3.
Затянувшееся строительство БоГЭС, лесосводка и лесоочистка ложа, которое быстро зарастает лесной растительностью, чревато усилением негативных последствий, если не готовиться к очистке водохранилища от всплывших деревьев. Уже сегодня необходимо решать вопросы лесоочистки на многочисленных островах. На 1 кв. км зеркала водохранилища БоГЭС будет приходиться как минимум 5-6 тыс. м3 древесины.
Менее очевидной, но очень важной по экологическим последствиям, становится задача не только формального выделения водоохранных и берегозащитных лесов вокруг водохранилища взамен затопляемых, но и проведение необходимых работ по поддержанию и улучшению их водоохранных и берегозащитных функций. Нецелесообразно оставлять перестойные и высоковозрастные древостои и деревья на берегах в качестве берегозащитных, особенно примыкающих к урезу воды широких частей водохранилища. Обычно такие древостои не адаптированы к ветровому режиму обширных акваторий и подвержены ветровалу, способствующему разрушению и засорению берегов. Их необходимо вырубать одновременно с лесосводкой в ложе водохранилища с проведением лесовосстановительных мероприятий, обеспечивающих ко времени заполнения водохранилища естественное формирование молодых насаждений. Заблаговременное выполнение рубок по омоложению старовозрастных берегозащитных лесов до перевода их в категорию особо защитных участков позволит избежать ряд негативных последствий после заполнения водохранилища.
Подобные мероприятия требуются и в старовозрастных водоохранных лесах, теряющих водорегулирующие функции. Опыт строительства и эксплуатации Братской ГЭС показал, что сохранение перестойных хвойных массивов, возраст которых превышает 140-160 лет, в качестве экологических лесов, если целостность этих массивов нарушена прокладкой дорог, ЛЭП и других коммуникаций, не достигает поставленной цели. Перестойные древостои начинают интенсивно отмирать и разрушаться вследствие изменения гидротермического режима почв, ветровой и радиационной ситуации опушечных зон, повреждения насекомыми-ксилофагами. Вместо направленного регулирования смены старых поколений древостоев молодыми и использования при этом товарной древесины, подобную работу придется выполнять позднее с существенно большими затратами в порядке уборки ветровала и сухостоя, санитарных рубок с получением низкотоварной или дровяной древесины.
Принципиальная оценка лесоэкологической компоненты получена на основе объективных данных и не ставит под сомнение целесообразность завершения строительства и последующую эксплуатацию гидроэнергетического комплекса БоГЭС. Это не означает, что не нужно вносить рациональные и разумные коррективы на стадии реализации проекта.
Если не будет БоГЭС как головного или ведущего элемента в системе ряда будущих производств по использованию природных ресурсов Приангарья, то эффективность уже произведенных крупных затрат на строительство гидроузла, транспортной системы и других объектов останется чрезвычайно низкой или отрицательной.
В процессе заполнения и функционирования водной экосистемы водохранилища между ней и прилегающими экосистемами формируется определенный тип взаимодействия. Не только водохранилище влияет на наземные экосистемы, но и последние существенно влияют на само водохранилище. Особенно это сказывается на этапе заполнения ложа без достаточной лесосводки и лесоочистки. В первые годы работы гидроузла, когда всплывает огромная масса леса, на акватории складывается критическая ситуация. Затопленный, но не всплывший сразу лес продолжает оказывать негативное влияние на водную экосистему по мере вываливания в течение 20-30 лет. Ежегодная сработка и пополнение запаса воды существенно удлиняют срок берегопереработки и стабилизации берегов и прибрежных экосистем, водный режим которых обусловлен уровнем водохранилища, подпором грунтовых вод впадающих в водохранилище речек, ручьев и временных водотоков, увлажнением гидростатически связанных с водохранилищем почвогрунтов.
Целесообразно форсировать строительство БоГЭС и пуск первых агрегатов. Полная наземная лесосводка и лесоочистка ложа водохранилища вряд ли реальна. Необходимо предусмотреть сбор всплывающей древесины с воды и использовать при этом опыт организации и проведения подобных работ на Братской, Усть-Илимской и других ГЭС. Известно, что на далеко не полную очистку ложа Братского водохранилища (около 2/3 объема) была израсходована лесниками почти половина средств, затраченных на создание этого гидроузла.
С точки зрения минимизации затрат и отрицательного последствия строительства в ангарском каскаде гидроэлектростанций БоГЭС создается в наиболее благоприятной социальной и экологической ситуации по сравнению с Братской и Усть-Илимской. Прежде всего, ко времени строительства зона затопления БоГЭС оказалась менее заселенной, чем зоны Усть-Илимской и Братской ГЭС. Надолго затянувшийся процесс строительства и изменение в это время в стране социально-экономического строя способствовали оттоку местного населения из зоны затопления в г. Кодинск, Богучаны и другие населенные пункты и лесные поселки.
Исходя из интересов людей и условий их жизни и деятельности, состояние окружающей среды рассматривается с эколого-экономических позиций. Главной и движущей силой формирующегося среднеангарского гидроузла на базе БоГЭС как очень большой и мощной эколого-экономической системы является жизненная мотивация и производственная деятельность людей в процессе их взаимодействия с окружающей средой. Взаимодействие людей с естественными экосистемами неизбежно сопровождается разрушением или полной сменой одних экосистем на другие (наземных на водные и др.); быстрым или постепенным преобразованием экосистем в процессе изъятия из них какого-либо ресурса (древесины, пушнины и др.).
Разумеется, в процессе освоения и формирования промузла на базе БоГЭС часть лесной экономики будет преобразована под другие виды пользования: объекты промышленного и гражданского строительства, коммуникации, сельскохозяйственное пользование и др. В перспективе неизбежно снижение лесистости территорий, являющихся сырьевой базой заготовки древесины для лесного комплекса на 5-15 %. Эта часть залесенных территорий будет использована для коммуникаций (линии ЛЭП, дороги), лесозаготовительных объектов, противопожарных разрывов. В результате такого освоения существенно повышается степень полноты освоения древесных и недревесных лесных ресурсов, интенсифицируются и другие виды деятельности.
На заключительном этапе следует произвести подбор постоянных объектов для организации мониторинга состояния экосистем в районе расположения Богучанского водохранилища.
Только анализ большого числа фактических данных и длинного ряда наблюдений на значительной территории может дать обоснованный ответ на многие вопросы по прогнозу и оценке состояния окружающей среды под воздействием БоГЭС.
стр. 6-7
|
