ВОДНЫЕ И ВОДНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ
Ресурсы пресной воды состоят из непрерывно возобновляемого речного стока, запасов воды в озерах, ледниках, водохранилищах и из. подземных вод. Основу водного хозяйства СССР представляет поверхностный сток рек.
Объем среднегодового стока СССР [0-3] составляет 4720 км3, в том числе местный сток 4387 км3; притекает из соседних стран 333 км3.
Вековые запасы пресной воды в крупнейших озерах емкостью более 100 км3 таковы [0-3]:
Запасы поверхностного стока распределены по территории страны неравномерно и весьма неблагоприятно для народного хозяйства. Более 80 % речного стока приходится на еще мало освоенные территории бассейнов Ледовитого и Тихого океанов.
Среднегодовой сток крупнейших рек страны [О-З]:
Крупнейшей является также пограничная река Амур.
Особенностью речного стока является неравномерное распределение его как между годами, так и внутри года. Общее представление о внутригодовом распределении стока дает рис. 1-1.
Многолетняя неравномерность стока неблагоприятна для всех отраслей народного хозяйства. Особенно тяжелое положение в маловодные засушливые годы создается для сельского хозяйства, когда потребность в воде для полива полей — наибольшая, а воды в реках бывает мало. В маловодные годы из-за недостатка воды зничительно снижается выработка электроэнергии на гидроэлектростанциях.
Внутригодичная неравномерность стока неблагоприятна для большинства отраслей народного хозяйства. Например, в зимний период расход воды в реке обычно. значительно уменьшается, а потребность в электроэнергии в зимние месяцы — наибольшая,
Особенно неблагоприятна для страны территориальная неравномерность распределения стока. В южных районах с развитым сельским хозяйством и промышленностью потребность в воде наибольшая, а сток рек сравнительно небольшой (см. стр. II). Для приспособления стока к потребностям, народного хозяйства производят перерегулирования стока водохранилищами и-переброску стока в . те. районы, где ощущается недостаток воды.
Наряду с созданием водохранилищ происходит увеличение отъема воды на хозяйственные нужды. По данным Н. В. Разина безвозвратное потребление воды привело к уменьшению стока в Аральское море на 70 км3 в год или на 60 %, сток Волги уменьшился на 20 км3 или на 8% и Днепра — на 9—10 км3 или на 17—19%- Дальнейшеё развитие орошения и безвозвратного водопотребления на другие хозяйственные нужды повлечет за собой еще большее снижение стока рек.
ВОДНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
Различают потенциальные, технические и экономически выгодные к использованию запасы гидроэнергии. Все три категории запасов измеряются в киловатт-часах среднегодовой энергии или в киловаттах среднегодовой мощности. Последняя получается делением годовой энергии на 8760 часов.
Потенциальные запасы подсчитываются в предположении, что весь сток рек будет полностью использован для выработки электроэнергии (не будет холостых сбросов воды через плотины) и преобразование водной энергии в электрическую будет происходить без потерь, т. е. с коэффициентом полезного действия турбин и генераторов, равным единице. Подсчитанные -таким образом потенциальные запасы гидроэнергии мира представлены в табл. 1-1.
Потенциальные запасы гидроэнергии СССР составляют 3900 млрд. кВт-ч среднегодовой энергии или 450 млн. кВт среднегодовой мощности, что составляет 11 % мировых запасов. Свыше 80 % потенциальных запасов Советского Союза находится в его Азиатской части.
Возможная на реальных гидростанциях выработка электрической энергии с учетом холостых сбросов воды и КПД турбин и генераторов представляет собой технические запасы гидроэнергии. Их значение в СССР оценивается в 2100 млрд. кВт-ч среднегодовой выработки электроэнергии.
Экономически выгодные к использованию в современных условиях запасы (экономический потенциал) Советского Союза оцениваются в 1095 млрд. кВт/ч.
При комплексном использовании водотока для ирригации и энер-. гетики целесообразно в верховьях рек сооружать энергетические водохранилища, вода из которых используется в период больших электрических нагрузок (зимой) на возможно большом напоре. В среднем и нижнем течении реки может потребоваться сооружение ирригационного водохранилища, которое заполняется зимой и дает воду для орошения полей летом: Если ирригационный водозабор размещается в нижнем бьефе ГЭС, работающей с суточным регулированием, то ниже ГЭС может потребоваться сооружение бассейна обратного суточного перерегулирования расхода воды для того, чтобы обеспечить для орошения полей равномерную подачу воды в течение суток.
Для водного транспорта необходимо обеспечить судоходные глубины, построить шлюзы, судоподъемники или судовозные дороги для перехода судов из верхнего в нижний бьеф и обратно. В крупных водохранилищах устраиваются порты-убежища для отстоя судов во время больших штормов.
При плотинах строятся рыбопропускные сооружения (рыбоходы, рыбоподъемники) для пропуска проходных рыб в верховья рек к местам их нереста. В ряде случаев целесообразна постройка рыбозаводов и устройство искусственных нерестилищ ниже плотин.
Акватории и берега водохранилища могут быть использованы для спорта и отдыха населения.
В некоторых ВХК выявляется основной, ведущий участник комплексного использования водных ресурсов — орошение, гидроэнергетика или водоснабжение. На рис. 1-4 дана схема крупнейшей Каховской оросительной системы с Каховской ГЭС. Водозабор из Каховского водохранилища составляет 530 м3/с, общая мощность насосной станции 168 МВт, напор 25 м. Каховская ГЭС имеет установленную мощность 340 МВт.
На Волге, Каме, Ангаре, Енисее и на других реках ведущим участником ВХК является гидроэнергетика и значительным компонентом— водный транспорт.
В районах Средней Азии, Закавказья и юга Европейской части СССР, где важнейшая проблема — орошение, наиболее эффективным оказывается комплексное ирригационно-энергетическое использование водных ресурсов.
На реках Дальнего Востока — Зее, Бурее и других, с большими ливневыми паводками, должны совместно решаться две главные проблемы — борьба с наводнениями и энергетическое использование рек.
Важнейшая народнохозяйственная проблема — переброска стока северных рек Европейской части СССР на юг и сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан, где ощущается острая потребность в воде для орошения и обводнения земель и для водоснабжения. Схемы намечаемых перебросок показаны на рис. 1-5 и 1-6. При этом возникают сложные задачи охраны окружающей среды в бассейнах рек, часть стока которых намечается перебросить на юг.
Строительство водохранилищ и межбассейновых каналов создает предпосылки для развития объединенных водохозяйственных систем. В перспективе намечается создание Единой водохозяйственной системы Европейской части страны, а затем Единой водохозяйственной системы Сибири. В отдаленной перспективе возможно создание Единой водохозяйственной системы СССР.
Водохозяйственные системы позволят более рационально использовать водные ресурсы страны для удовлетворения водой народного хозяйства в целом и его отдельных отраслей, 1- 4. ГИДРОЭНЕРГЕТИКА ПРИ КОМПЛЕКСНОМ И ОТРАСЛЕВОМ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Большая часть построенных и строящихся гидроузлов с крупными гидроэлектростанциями имеет комплексное назначение. Например, все гидроузлы на реках Свири. Волге, Каме, Днепре, Иртыше и Красноярский гидроузел имеют транспортно-энергетическое назначение. В составе сооружений этих гидроузлов имеется плотина, гидроэлектростанция и судоходные устройства — шлюзы на Свири, Волге, Каме, Днепре и Иртыше и судоподъемник на Красноярском гидроузле. На этих крупнейших реках ведущим компонентом была гидроэнергетика, предопределившая параметры и сроки строительства комплексных гидроузлов. Комплексные транспортно-энергетические гидроузлы на Свири, Волге,
Каме, Днепре явцлись основой создания Единой глубоководной сети Европейской части СССР (рис. 1-7). Волжские и Днепровские гидроузлы с водохранилищами позволяют развивать в больших масштабах орошение земель и увеличить устойчивые урожаи сельскохозяйственной продукции. Водохранилища Нурекской ГЭС и Рогунской ГЭС на р. Вахш, Токтогульской ГЭС на р. Нарын, Чиркейской и Арганайской ГЭС на р. Сулак имеют исключительно большое значение для орошения, а водохранилище Зейской ГЭС решает проблему борьбы с наводнениями, которые в естественных условиях создавали стихийные, бедствия. При комплексном использовании водных ресурсов все возрастающее значение приобретают проблемы охраны и улучшения природных условий.
Мощные гидроэлектростанции: Братская и Усть-Илимская на Ан- i rape, Саяно-Шушенская и Красноярская на Енисее, Нурекская и Рогунская на р. Вахш явились базой для создания крупнейших территориально-производственных комплексов.
На рис. 1-8 показана схема размещения ГЭС и ТЭС Восточной Сибири, которые создают энергетическую базу для промышленного освоения природных ресурсов региона.
Использование воды, регулирование стока и режим работы водохранилищ и ГЭС подчиняются общим требованиям всех-участников ВХК.
При отраслевом, например энергетическом, использовании водотока требования энергетики к режиму использования водохранилищ могут удовлетворяться более полно. Если река используется только для энергетики, то в составе гидроузлов имеются плотины и гидроэлектростанции, а в горных районах и деривационные сооружения — канал или туннель. Но и при энергетическом использовании водотока задачи охраны и улучшения природных условий остаются весьма важными.