Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Загрязнение и засорение водохранилищ ГЭС древесно-кустарниковой растительностью, органическими веществами и влияние их на качество воды : монография

Корпачев В. П., Пережилин А. И., Андрияс А. А., Рябоконь Ю. И.,

4.3.1. Данные о состоянии природной среды в зоне затопления Эвенкийской ГЭС

Район водохранилища Эвенкийской ГЭС тяготеет к северной части Средне-Сибирского плоскогорья и находится между 63° - 67° северной широты и 88° - 106° восточной долготы в зоне северной тайги.

Эвенкийское водохранилище располагается в районе вечной мерзлоты в бассейне среднего и нижнего течения реки Нижняя Тунгуска, в основном на территории Эвенкии. Строительство плотины Эвенкийской ГЭС на Н. Тунгуске намечается на 120 км от устья. Основные параметры:

• отметка нормального подпорного уровня (НПУ) - 200,0 м;
• отметка уровня метрового объема (УМО) - 188,0 м;
• максимальная сработка водохранилища - 8,0 м;
• площадь зеркала водохранилища при НПУ - 9406 км²;
• объемы водохранилища: полный при НПУ - 451,6 км³; полезный - 99 км³;
• длина водохранилища (по реке) - 1229 км;
• глубина водохранилища: максимальная - 185,3 м;  средняя - 43,5 м;
• средняя ширина - 2-5 км;
• площадь затапливаемых земель (по материалам: технического задания/лесоинвентаризации) - 8680/8445,5 км²;
• вид регулирования - многолетний.

Подпор водохранилища распространяется на следующие основные притоки (на которых подпор распространится на 50 км и более, по зеркалу водохранилища): по р. Ерачимо на 90,3 км; р. Кочумдек - 91,0 км; р. Дэтыктэ - 51,0 км; р. Тутончана - 214,0 км; р. Дегали - 52,8 км; р. Чискова - 117,4 км; р. Учами - 203,1 км; р. Катарамбо - 56,5 км; р. Таймура - 251,2 км; р. Виви - 199,0 км; р. Ямбукан - 64,9 км; р. Нидым - 113,0 км; р. Кочечумо - 215,5 км; р. Ейка - 50,0 км.

Назначение Эвенкийской ГЭС - многолетнее регулирование стока на реке Н. Тунгуска в интересах энергетики с учетом требований охраны окружающей среды и других водопользователей, комплексное использование ресурсов водохранилища.

Физико-географическая характеристика района расположения водохранилища

Река Н. Тунгуска - правобережный приток Енисея, впадающий в него на 975 км от устья (в 1450 км от г. Красноярска). Общая длина реки 2989 км, площадь водосбора 473000 км².

Река Н. Тунгуска берет свое начало с Лено-Ангарского водораздела на северном склоне Верхне-Тунгусской возвышенности и несет свои воды по Средне-Сибирскому плоскогорью. Общее направление течения реки: от истоков до 63º параллели - северное, далее река круто поворачивает на запад и в таком направлении (или близком к нему) течет до Ногинска (до 66-68º параллели), где меняет свое направление на северо-западное до впадения в р. Енисей.

В верхней части своего водосбора (от истока до впадения р. Айки - 1612 км, Иркутская область) Н. Тунгуска течет практически одним руслом, имеющим ширину до 200 м и более. В районе р. Айки (впадающей на 1612 км от устья Н. Тунгуски) река делает ряд излучин, из которых одна имеет перешеек всего в 4 км. Ширина русла здесь в среднем от 150 до 170 м, но в местах расширения долины достигает 400 м.

В средней части реки от устья р. Айки до р. Илимпей (1303 км) ширина русла от 300 до 400 м. Средняя скорость течения от 0,7 до 0,8 м/с. На этом участке из 36 наиболее значимых перекатов 19 имеют глубину до 0,63 м, 11 - до 0,43 м. Ложе русла переходит от песчаного к крупно-галечному, а в районе р. Илимпей наблюдается 8 каменных шивер с глубиною на них до 0,85 м.

Нижнюю часть реки Н. Тунгуска от р. Илимпея до ее устья по строению долины и характеру берегов можно разделить на три участка: от р. Илимпея до р. Трубкиной, второй - от р. Трубкиной до р. Северная и последний - от р. Северной до устья Н. Тунгуска.

На первом участке русло реки находится в траппах (изверженные породы, представленные, в основном, диабазами, туфогенными породами (туфиты, легко поддающиеся размыву) и другими породами). Долина реки здесь в отдельных районах расширяется от 25 до 30 км, высокие горы с гольцовыми вершинами отступают от берегов от 5 до 15 км.

В результате длительного воздействия природных факторов траппы разрушились и, практически, на всем протяжении реки берега ее представляют собой то более, то менее крутые склоны гор и сопок с россыпями обломков траппов с преобладающей крупностью камней от 0,5 до 1,0 м и более, покрытые лишайниками (иногда голые), с довольно острыми гранями. Склоны сопок чаще покрыты лесом, иногда безлесные. Лес представлен почти исключительно лиственницей, крайне редко встречаются ель, сосна, кедр, береза.

Преобладающая высота прибрежных сопок от 100 до 200 м над уровнем воды. Сопки разрезаны распадками, ущельями, по которым текут многочисленные ручья и речки. Береговые склоны этих речек также представляют собой россыпи траппов, покрытые лесом.

На некотором удалении от реки видны более высокие горы и хребты. Характерной особенностью является их ровная, плоская поверхность («столбообразные» горы). Это объясняется эрозионным их происхождением, и горизонтальные поверхности вершин гор и хребтов являют собой остатки ровной поверхности образовавшегося когда-то траппа.

На втором участке берега сложены исключительно траппами (диабаз, толеиты, диабаз-печматиты), а также встречаются осадочные породы тунгусской свиты (известняковые песчаники, аргиниты, сланцы, угли и др.). Долина реки становится уже. Высокие горы и хребты (эрозионного происхождения) вплотную подходят к реке крутыми спусками с россыпями по склонам. Высота гор достигает от 500 до 700 м над уровнем воды, а вершины их голы и заняты ковром разнообразных лишайников.

На береговых склонах можно видеть «каменные реки или курумы» - россыпи траппов, спускающиеся узкой полосой перпендикулярно к реке и доходящие до самого бичевника. По этим участкам с надпойменной террасы и береговых склонов небольшими рассредоточенными потоками стекает дождевая вода, в результате чего камни здесь чистые, без лишайников.

Многочисленные ручьи и речки, впадающие в Н. Тунгуску, имеют горный характер, текут по каменистому ложу и почти совершенно пересыхают в летнюю межень. Некоторые ручьи при подходе к реке совсем не имеют русла, они оживают лишь во время дождей и вода в них стекает между камней бичевника Н. Тунгуски широким распластанным потоком.

За р. Трубкиной (335 км от устья) на правом берегу Н. Тунгуски к самому ее берегу подходит крутой лесной склон горы Антеляны (высота 643 м над уровнем реки) с несколькими голыми вершинами-столбами и гребнями траппов. Река имеет здесь ширину 600 м, прямые и длинные плесы с глубиной не менее 6 м, а скорость течения от 5 до 6 км/ч.

Ниже р. Н. Тунгуска течет в крутых берегах, составленных лесными грядами и сопками различной высоты (от 100 до 350 м над уровнем реки) с каменистыми россыпями, но имеет спокойное течение от 5 до 6 км/ч.

Большой Порог (от 130,5 до 132,5 км от устья) является самым большим препятствием для судоходства по реке Нижняя Тунгуска. При входе в него река суживается до 250 м и течение ее устремляется на надводные скалы (местное название - «илиты»). Самая большая «илита» расположена почти посередине реки, немного ближе к правому берегу и образует два прохода, называемые «воротами». Главные «ворота» довольно широки и лежат ближе к левому берегу, а меньшие - у правого. Скорость течения на пороге в межень достигает 18 км/ч. Берега у порога плоские, шириной от 300 до 400 м.

От Большого Порога р. Н. Тунгуска меняет свое направление течения на северо-западное.

Совершенно иной характер берегов и долины р. Н. Тунгуска на третьем участке (от р. Северной до г. Туруханска). Местность представляет плоскую равнину, сложенную верхне-симурийскими известняками, кварцитами и сланцами, покрытую лесом со множеством раскиданных среди него озерцов. Река течет среди отвесных скал известняков. Здесь наблюдается полное отсутствие крупных притоков. Бичевник реки пологий (хотя во многих места - отсутствует) и сложен из мелкого материала. Река становится шире (от 700 до 800 м). Скорость течения от 4 до 6 км/ч. Береговая линия на прямых плесах менее извилиста. На участке нет порогов и шивер.

По своим гидроморфологическим особенностям Н. Тунгуска является очень характерной рекой. Основными природными факторами, определяющими гидрологические особенности Н. Тунгуски, является ее большая водность и неравномерность распределения стока внутри года, характеризующаяся мощными паводками и тяжелым ледоходом, практически повсеместное распространение вечной мерзлоты и скальное неразмываемое русло.

Нижняя Тунгуска - большая полноводная река, занимающая по водности 10-е место среди рек России. Среднегодовой расход воды в районе пгт. Тура (864 км от устья) составляет 1500 м³/с, а в устье - около 3500 м³/с. Максимально зарегистрированные расходы паводка составляют от 18 до 19 тыс. м³/с в Туре и от 35 до 40 тыс. м³/с - в устье. Расходы летней межени в районе пгт. Тура и в устье реки при уровне 95 % обеспеченности за навигацию соответственно составляют 600 и 1400 м³/с.

Для водного режима р. Н. Тунгуски характерно весеннее половодье продолжительностью 60 дней с пиком паводка в первой половине июня.

Таблица 4.38 - Сведения о навигационных уровнях воды  

По высоте амплитуды колебания уровней воды река Н. Тунгуска занимает первое место среди рек России, так в районе пгт. Тура амплитуда достигает 15 м, а в нижнем течении 30 м и более. Во время заторов льда при весеннем ледоходе в местах сужений русла реки («Щеки» на 108 км от устья) подъемы уровня воды достигают от 35 до 40 м.

Питание реки Н. Тунгуска происходит за счет таяния снегов, летних дождей и только отчасти водою лесотундровых озер, из которых вытекают некоторые правобережные притоки. Таяние снегов в зоне затопления Эвенкийского водохранилища начинается в конце апреля - середине мая, но идет с задержками, так как теплые дни часто сменяются морозными. Только в конце мая - начале июня происходит интенсивное сплошное таяние снега. Однако на плоских столообразных вершинах высоких гор и хребтов и по их северным склонам снег тает очень медленно. Отдельные пятна снега сохраняются до начала июля (редко до начала августа).

Наибольшее количество осадков выпадает в виде крупных летних незатяжных дождей в июле и августе. В сентябре уже начинаются дожди, имеющие затяжной характер (таблица 4.39).

Таблица 4.39 - Количество и распределение осадков (среднемноголетние данные)  

Анализируя данные таблицы 4.39 можно сделать следующие выводы:

• около половины всех осадков выпадает в летнее время в виде крупных дождей;
• паводки, наблюдающиеся летом после половодья (колебания уровня достигает от 1 до 3м), объясняются тем, что при наличии вечной мерзлоты дождевые воды не просачиваются в почву, а быстро скатываются с поверхности водосбора в реку;
• паводки в начале июля, кроме дождей, объясняются еще и тем, что большие правобережные притоки Н.Тунгуски (Кочечумо, Виви и др.) берут свое начало в лесотундровой зоне, где таяние снегов происходит позднее и поступающая оттуда вода сильно повышает уровень нижнего участка реки.

По типу руслового процесса р. Н. Тунгуска относится к рекам с немеандрирующим руслом. Берега ее почти не размываемые и плановые деформации русла практически отсутствуют. Река протекает в узкой, глубоко врезанной в коренные породы, долине. Обычных для равнинных рек излучин-меандр здесь нет, извилистость реки совпадает с извилистостью долины.

Русло р. Н. Тунгуски чистое, не засорено корчами, замытыми деревьями, кустарниками. Это объясняется тем, что берега реки не размываются и этим исключен основной источник попадания деревьев в русло.

Незначительное количество деревьев попадает в реку при оплывании береговых склонов. Оплывание откосов происходит потому, что р. Н. Тунгуска расположена в зоне распространения вечной мерзлоты. Оттаивает почва в летнее время в пределах слоя на глубину не более 0,5 м. Во время дождей оттаявший деятельный слой насыщается влагой и сползает по поверхности мерзлого слоя, вниз по откосу вместе с деревьями. Вследствие этого места таких оплывов могут превращаться в «каменные реки» и русла ручьев.

Однако оплывание откосов происходит сравнительно редко, и попадающие в реку деревья не приводят к ее засорению. Русловые переформирования на р. Н. Тунгуске происходят очень медленно и, вероятно, только при высоких уровнях воды, когда скорости течения велики и попадающие в поток деревья проносятся транзитом.

На всем протяжении реки Н. Тунгуска, находящимся в зоне затопления Эвенкийского водохранилища имеется ярко выраженный бичевник, поверхность которого сложена каменистым материалом. Преимущественная ширина такого бичевника от 70 до 100 м, хотя в ряде мест он увеличивается до 200 м и более.

Характер бичевника на разных участках р. Н. Тунгуски в зоне затопления различен. Однако в верхней части Эвенкийского водохранилища, до устья р. Кочечумо (пос. Тура) и ниже до фактории Учами бичевник обычно густо задернован и частично порос высокой травой и используется в качестве сенокосных угодий. По меженному урезу воды, а также в верхней своей части, бичевник зарос кустарником. Отдельно лежащие на бичевнике валуны и камни здесь встречаются редко. Ширина бичевника от 50 до 100 м, высота от 10 до 25 м. Внешний вид бичевника убедительно свидетельствует об устойчивости берегов и практически неподвижном положении русла.

Ниже к плотине, по мере увеличения водности реки и амплитуды колебания уровней воды, бичевник становится выше (от 20 до 25 м) и шире, но задернованность его уменьшается. Здесь хорошо видна другая его характерная особенность - камни, образующие поверхность бичевника, уложены так плотно и так выровнены и отполированы ледоходом, что представляют собой как бы мостовую. Такие участки используются даже в качестве посадочных площадок для воздушных судов (например, в фактории Учами, пос. Ногинский рудник).

Ледообразование на реке происходит почти одновременно по всей ее длине между 20 и 30 октября. Перед замерзанием на реке в течение нескольких дней идет «шуга». После замерзания реки часто образуются поверхностные наледи. Однако, вследствие сильного течения (18 км/ч и более) на Большом Пороге (от 130,5 до 132,5 км от устья) лед отсутствует в течение всей зимы. С установлением ледового покрова в начале ноября начинается медленное падение уровня воды до начала марта (на Большом Пороге до отметки от 60 до 70 см над нулем водомерного поста). Затем с половины марта вода медленно начинает прибывать до начала ледохода.

Весенний ледоход начинается во второй половине мая, продолжается от 3 до 10 суток и проходит очень бурно (таблица 4.40). Он принимает грандиозные размеры и производит большое разрушительное действие, перенося на большие расстояния каменные глыбы, вырванные с корнями деревья и массы плавника.

Колоссальная сила ледохода видна на отполированных прибрежных скалах, огромных камнях, переносимых льдом на большие расстояния, вырванных с корнем деревьях и большом количестве плавника, уложенного в верхней (кустарниковой) полосе бичевника.

Климатические условия зоны затопления Эвенкийского водохранилища, определяются общей циркуляцией атмосферы, присущей восточной Сибири. В зимний период над ее территорией развивается мощный Восточно-Сибирский антициклон с центром его в Центральной Азии. Постоянство штилей в зимнее время способствует значительному выхолаживанию приземных слоев атмосферы.

Таблица 4.40 - Сведения о ледовых явлениях на р. Н. Тунгуска

Климат изучаемого района резко континентальный. Зима холодная и продолжительная от 6 до 8 месяцев (с октября по май). Преобладающая температура декабря-января составляет от -24 до -32 ºС. Средняя температура самого холодного месяца (января) -31 ºС. Абсолютный минимум температуры приходится на январь и равен -62 ºС. Средняя продолжительность периода со среднесуточной температурой меньше
0 ºС - 212 суток.

Лето непродолжительное, всего 3 месяца (с начала июня по конец августа). Преобладающая температура июля от +16 до +18 ºС. Абсолютный максимум приходится на июль месяц +39 ºС.

В таблице 4.41 приведены данные по температурному режиму зоны затопления Эвенкийского водохранилища средние за 5 лет в период с 2003 по 2007 год.

Таблица 4.41 - Среднемесячная температура воздуха на территории Эвенкийского водохранилища

Климатические условия района исследований благоприятствуют развитию процессов болотообразования. Так среднегодовое количество осадков составляет 478 мм (из них около 80 % приходится на апрель-октябрь), лето прохладное и довольно короткое (продолжительность безморозного периода примерно 110 дней), средняя температура самого теплого месяца (июля) +16,4 ºС, величина испарения не превышает 200 мм в год. Такое достаточно большое количество осадков при относительно малой величине испарения, несмотря на краткость вегетационного периода, который компенсируется в известной степени продолжительностью освещения в летнее время, годичный прирост органической массы обеспечивает развитие процессов заболачивания с достаточно интенсивным торфонакоплением.

Все нижнее течение реки находится в районе вечной мерзлоты. До р. Северной (63 км от устья) она имеет сплошное распространение, а к долине Енисея - островное. Сплошная мерзлота наблюдается во всех условиях рельефа, но особенно близко от поверхности верхняя ее граница и на северных склонах береговых гряд.

В течение летнего периода слой почвы успевает оттаять лишь от 20 до 50 см. Глубина оттаивания мерзлого слоя зависит от форм микрорельефа. На возвышенных участках она оттаивает на меньшую глубину, чем на пониженных, где скапливается вода от проходящих теплых дождей. На лесных участках оттаивание почвы меньше, чем на открытых.

Вследствие развития вечной мерзлоты подземные воды имеют незначительное влияние в питании реки, но на крутых склонах береговых гряд происходят частые оползни и оплывины. Верхние слои почвы, подмываемые стекающими со склонов водами, скользят по поверхности мерзлого слоя вместе с деревьями прямо в реку. Такие оплывины очень опасны в местах развивающегося строительства. В дальнейшем оплывины превращаются в «курумы» (каменные реки) и русла горных ручьев.