Вода и жизнь на Земле

Санитарно-гигиеническая оценка показала высокие качества и полную стабильность исходных физико-химических и бактериальных показателей питьевой воды, консервированной с помощью серебра, а космонавты отмечали ее хороший вкус.

Гидроэнергетика и орошение

Исключительно большое значение имеет вода как источник энергии. За несколько тысячелетий до нашей эры человек уже использовал проточную воду как движущую силу — на реках строили водяные мельницы. Однако промышленная гидроэнергетика получила развитие в XX в. И большую роль в этом процессе сыграла наша страна.

В 1926 г. вступил в строй первенец советской гидроэнергетики — Волховская ГЭС мощностью 58 тыс. кВт. вслед за Волховстроем были введены сотни гидроэлектростанций. В настоящее время Советский Союз занимает ведущее место в мире по запасам гидроресурсов.

Изменение режима рек, вызванное строительством ГЭС, не только не сокращает водных ресурсов, но, напротив, приводит к их аккумулированию в водохранилищах, которые по водному зеркалу часто соизмеримы с крупными озерами. Создание водохранилищ позволяет более рационально использовать водные ресурсы в различных отраслях промышленности, способствует широкому развитию обводнения в засушливых районах.

Только в СССР ныне насчитывается около 1000 водохранилищ объемом более 1 млн. м ³. Аккумулированные в них запасы водной энергии оценивают в 775 млрд. кВт*ч, Три четверти из них находятся в восточной части страны, что имеет исключительно важное значение для осуществления намеченной партией программы развития производительных сил этого края. Мощные гидроузлы являются опорными пунктами быстрейшего освоения несметных природных богатств северо-восточных районов. Так, на электроэнергии Братской ГЭС работает крупнейший в Сибири Коршуновский горно-обогатительный комбинат, наращивают свои силы Братский алюминиевый завод и лесопромышленный комплекс. Усть-Илимская ГЭС становится энергетической базой другого индустриального комплекса, в который входят горно-обогатительные и целлюлозные комбинаты. Самая крупная в мире Саяно-Шушенская гидроэлектростанция мощностью 6,4 млн. кВт, первые агрегаты которой вступили в строй в десятой пятилетке, послужит основой для формирования Саянского территориально-производственного комплекса.

Как подчеркивалось в решениях XXV съезда партии, сооружение преимущественно крупных гидроузлов позволяет комплексно решать задачи производства электроэнергии, орошения земель, обеспечения водой городов и промышленных предприятий, развития судоходства и рыболовства, предотвращения наводнений. В этой связи важное значение имеет строительство Зейской, Бурейской и Колымской ГЭС на Дальнем Востоке, Днестровской ГЭС на Украине, Шульбинской ГЭС в Казахстане, Ингурской в Грузии, Шамхорской в Азербайджане, Курпсайской в Киргизии, Нурекской и Рогунской в Таджикистане. Одни из этих станций уже вступают в строй, на других работы только развертываются.

Огромно значение водохранилищ гидроэлектростанций и в водном хозяйстве страны. Построенные в бассейнах р. Волги, Днепра, Амударьи и Сырдарьи такие водохранилища создали предпосылки для орошения более 10 млн. га сельскохозяйственных земель. По водохранилищам осуществляется свыше 60 % всего объема водных перевозок в стране.

Какова главная задача гидроэлектростанций на Волге? Дело не только в том, что они вырабатывают 40 млрд. кВт*ч электроэнергии в год, не расходуя при этом ни грамма топлива. ГЭС еще играют роль регулятора, мобильного резерва. Нагрузка в сети Единой энергетической системы Европейской части СССР меняется, и порой очень быстро. Гидроэлектростанции отзываются почти мгновенно на резко возросшую потребность в электроэнергии.

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.