4.4. Экологические требования по охране окружающей среды при эксплуатации гидроэнергетических объектов

Требования к режиму работы гидроэнергетических объектов и их водохранилищ. Режим работы гидроэнергетических объектов с водохранилищами комплексного назначения должен обеспечить эффективное функционирование и увязку часто противоречивых интересов всех участников водохозяйственного комплекса, включая водоснабжение коммунального хозяйства, промышленности, сельского хозяйства, орошение, гидроэнергетику, водный транспорт, рыбное хозяйство, рекреацию, защиту от наводнений, охрану окружающей среды в зоне влияния водохранилища и в нижнем бьефе, на основе соблюдения правил эксплуатации.

Рис. 4.8. Режим работы водохранилища Кременчугской ГЭС в 1996 г.: а – изменение уровней водохранилища; б – притоки воды и сбросы в нижний бьеф приток, сброс

При этом в условиях естественного притока в водохранилище следует оптимально распределить водные ресурсы в разрезе года для лет различной обеспеченности, что особенно важно для маловодных лет, учитывая сельскохозяйственные, рыбохозяйственные, санитарно-экологические и другие попуски в нижний бьеф. На рис. 4.8 приведены графики, характеризующие режим работы водохранилища Кременчугской ГЭС, осуществляющей годичное регулирование стока.

На режим сработки и наполнения водохранилища, в частности на скорость изменения уровней, накладываются определенные ограничения, связанные с обеспечением надежной работы сооружений гидроузла и устойчивости береговых склонов, условиями проявления наведенной сейсмичности, экологическими требованиями и др. Так, для горного водохранилища Курбсайской ГЭС рекомендуется изменение уровня не более чем на 10–15 м в месяц.

Работа ГЭС в неравномерном режиме при регулировании суточного графика нагрузки энергосистемы ограничивается условиями нижнего бьефа. Эти ограничения могут быть значительно уменьшены при работе в условиях каскада ГЭС или устройстве нижнего буферного водохранилища с ГЭС, которая работает в базисном режиме.

В режиме работы ГЭС и попусков в нижний бьеф в разрезе года учитываются сельскохозяйственные, рыбохозяйственные, санитарно-экологические и другие попуски для обеспечения обводнения пойменных земель, нерестилищ, поддержания стабильной

экологической обстановки, включая устье реки, и нормальных условий жизни населения. При этом экологическое обоснование должно стать основой для разработки режима эксплуатации.

На многих гидроэнергетических объектах защита от наводнений долины реки ниже гидроузла является одной из важнейших функций, для чего предусматривается в полезном объеме водохранилища объем для регулирования паводков, который должен быть сработан до сезона паводков. Так, на Асуанском водохранилище (Египет) из полезного объема 134 км 3 для регулирования паводков предназначено 44 км 3 (33%), благодаря чему за 30 лет эксплуатации 6 раз были предотвращены катастрофические затопления долины в нижнем бьефе.

При эксплуатации особого внимания и подготовки требует пропуск паводков через сооружения гидроузла (около 23% аварий на гидроузлах связаны именно с пропуском паводков), включая:

• прогноз паводка;
• предпаводковую сработку, если она предусмотрена правилами эксплуатации;
• пропуск паводков через водосбросные сооружения гидроузла и агрегаты ГЭС в соответствии с регламентом;
• форсировку уровня выше НПУ при работе всех водосбросных отверстий и агрегатов ГЭС в случае пропуска высоких паводков с трансформацией их водохранилищем в соответствии с регламентом, предусмотренным правилами эксплуатации.

Важнейшей задачей является обеспечение безопасности сооружений ГЭС с учетом старения, изменений условий работы, гидрологического режима, определяющего пропускную способность водосбросов, нормативных требований и др. В законодательных и нормативных актах всех стран регламентируются требования по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений и надзору за безопасностью.

При обнаружении по результатам мониторинга нарушений нормальных условий эксплуатации, представляющих угрозу безопасности гидротехнических сооружений и окружающей среды, в соответствии с принятыми решениями по предотвращению аварийной ситуации может изменяться режим работы, включая сработку водохранилища до безопасного уровня с выполнением ремонтных работ и др.

В течение всего периода эксплуатации следует обеспечить поддержание надлежащего эксплуатационного уровня природоохранного комплекса. В него входят водоохранные мероприятия и соответствующий режим в водоохранной зоне, сооружения инженерной защиты, мероприятия по предотвращению загрязнения сточными водами, по недопущению ущерба ихтиофауне и др. В ряде случаев в процессе эксплуатации ГЭС для недопущения отрицательных последствий приходится изменять режим эксплуатации, выполнять дополнительные мероприятия, например укрепление берегов на участках их интенсивной переработки, сооружение защитных дамб и др.

В процессе эксплуатации ГЭС с учетом ввода в действие других ГЭС каскада, изменившихся природных условий и требований участников водохозяйственного комплекса, уточнений прогнозов влияния гидроэнергетического объекта на окружающую среду на основании данных натурных наблюдений и рекомендаций мониторинга могут вноситься изменения в правила и режимы эксплуатации.

В связи с тем, что эксплуатация водохранилищ и ГЭС не является статическим процессом с учетом изменений со временем приоритетов в водопользовании, законодательства, социальной и экономической политики, требований безопасности и др., режим работы и правила эксплуатации должны гибко реагировать на изменяющиеся условия и соответствовать им.

Практически срок службы крупных ГЭС с водохранилищами во многих случаях неограничен, они определяют социально-экономические условия жизни целых регионов. Важнейшей задачей является обеспечение их надежной работы при длительной эксплуатации, для чего требуются периодически реконструкция и ремонтные работы.

Учитывая, что при длительной эксплуатации сооружения гидроузла могут не соответствовать новым требованиям, в некоторых случаях единственным выходом становятся вывод их из эксплуатации и ликвидация. Так, в США ряд плотин был выведен из эксплуатации, чтобы восстановить естественные условия миграции рыбы (лосося).

Влияние на экосистему выведенных из эксплуатации гидроузлов является достаточно сложным, зависящим от многих факторов. При этом одной из важнейших является проблема ликвидации загрязненных наносов с ложа водохранилища.

Мероприятия по исключению сброса загрязняющих веществ сооружениями гидроэнергетиче, ских объектов. При эксплуатации технологического оборудования гидроэнергетического объекта для недопущения негативных воздействий на окружающую природную среду используются конструкции и системы, практически исключающие попадание в воду турбинного и трансформаторного масла через уплотнения в процессе работы гидроагрегата, в случае сброса водомасляной смеси в аварийной ситуации при тушении пожара на трансформаторе и др.

Рациональное использование природных ресурсов водохранилищ – водных, гидроэнергетических, биологических, рекреационных, минеральных – основывается на комплексном использовании водохранилищ для различных отраслей экономики, социальной сферы, охраны природной среды. К основным направлениям повышения эффективности использования ресурсов водохранилищ комплексного назначения относятся: оптимизация гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов, обеспечение качества воды в соответствии с нормативными требованиями водопользователей и водопотребителей; рациональное использование береговой зоны и мелководий; направленное формирование и охрана экосистем; рыбохозяйственное освоение с формированием кормовой базы, нерестилищ, зарыблением; повышение полезной биопродуктивности.

Оптимизация системы комплексного использования ресурсов водохранилища, исходя из перспективы социально-экономического развития района, должна основываться на разработке и сопоставлении альтернативных вариантов ресурсопользования, учитывая взаимосвязь, а в ряде случаев даже противоречивость различных видов деятельности, сложность взаимодействия природных и хозяйственных систем. При этом приоритетами остаются создание благоприятной для человека окружающей среды и сохранение экологического равновесия.

При решении поставленных задач требуются дифференцированный подход к использованию отдельных участков крупных водохранилищ с учетом их особенностей, применение принципов функционального зонирования, планировки и обустройства водохранилищ.

Рациональное использование природных ресурсов водохранилищ также существенно зависит от хозяйственной деятельности, природоохранных мероприятий на водосборной площади выше водохранилища, включая условия водопользования, землепользования, вырубку лесов, сброс неочищенных сточных вод и др., что может привести к ухудшению качества воды, ускорению заиления водохранилища. Например, для обеспечения рационального использования и охраны водных ресурсов, борьбы с наводнениями в верхней части бассейна р.Янцзы и в зоне влияния будущего водохранилища ГЭС «Три ущелья» планируется увеличить площадь лесов с 22 до 45%, также предусматривается резкое снижение объемов сброса неочищенных сточных вод в р.Янцзы путем строительства очистных сооружений в городах, закрытия большого количества мелких предприятий-загрязнителей и др.