Практика и экологические последствия возведения инженерно-технических сооружений
Практика показывает негативное и позитивное экологическое влияние гидротехнических сооружений. Известно, что при проведении всесторонне обоснованных мелиораций рек, и в том числе путем устройства плотин и создания водохранилищ, обеспечиваются, к примеру, самые благоприятные условия для обитания рыб.
Примерами таких условий являются:
1. При зарегулировании паводков и создании резервных объемов воды в водохранилище создается реальная возможность исключить случаи таких экологических катастроф для гидробионтов, как чрезвычайное обмеление и пересыхание русел рек, снижается вероятность кардинального положения русла.
2. В водохранилищах создаются благоприятные условия для культивирования новых и обитания существующих видов рыб.
3. Регулируемые сбросы и пропуски из водохранилищ могут создать необходимые условия для нереста и нагула рыб на участках водотоков, расположенных ниже гидроузла.
Инженерно-технические сооружения (дамбы, водохранилища, плотины, каналы и др.) являются для природных комплексов (экосистем) инородными телами, нарушающими их естественное развитие. В результате вмешательства в режим развития природных образований нарушаются связи между их отдельными компонентами. Это приводит к иному, дисгармоничному ходу развития природных комплексов, с различными неблагоприятными экологическими последствиями. Остановимся на характеристике некоторых из них, спровоцированных строительством различных гидротехнических сооружений.
К сооружениям, нарушающим природное равновесие, принадлежат различного рода дамбы. В начале 1980 г. в проливе Кара-Богаз-Гол, соединяющим Каспий с заливом, была построена глухая перемычка длиной около 100 м. Предполагалось, что тем самым удастся стабилизировать уровень Каспия, уменьшить его падение, наносившее большой урон хозяйству региона. Вода перестала поступать в залив, и он превратился в огромное соленое бессточное озеро. Уже через три года площадь зеркала его вод сократилась с 20 до 6 тыс. км2. В 1980 г. глубина залива доходила до 3,5 м., а в 1983 г. уже не превышала 0,5 м. Вскоре после сооружения дамбы произошли глубокие экологические изменения, поставившие под угрозу работу крупного комбината по переработке солей и существование города Бекдаш с населением около 10 тыс. человек. Из залива здесь добывали сульфат натрия, и затем в перспективе намечалась добыча и других химических элементов, в частности брома. С высыханием залива произошли сильные изменения в концентрации, плотности поверхностных рассолов, в процессах осаждения солей. А это вызвало большие затруднения в добыче необходимых солей, привело к убыткам, которые при полном высыхания залива достигли бы астрономических величин (около 80 млрд.руб.). Кроме того, возникла опасность образования на высохшем дне залива очага мощных солевых выносов, аналогичных приаральским. Отчленение залива от моря, вызвавшее неблагоприятные экологические последствия, было признано ошибкой. К этому времени выяснилось также, что тектонические подвижки на дне моря в большей степени влияют на его уровень, чем поступление воды в залив. Для возрождения погибающей экосистемы залива в плотину было вмонтировано 11 труб. Через них в сентябре 1984 г. вода начала поступать из моря, правда, пока еще в недостаточном количестве, необходимом для оживления экосистемы, что возможно только с помощью специального водопропускного устройства. Природа преподнесла здесь крупномасштабный экологический урок.
В отличие от карабогазской, ленинградская дамба предназначена для защиты Санкт-Петербурга от наводнений. По проекту воздвигаемая дамба должна иметь 22 км в длину (25,4 км совместно с островом Котлин) при ширине 35 м и высоте 8 м. Защитное сооружение соединит (через остров Котлин) северный и южный берега залива. Оно должно состоять из 11 каменнонасыпных дамб, 2 судопропускных устройств шириной 200 и 110 м и 64 водопропускных ворот шириной по 24 м.
Предостережения о возможных экологических нарушениях оправдались. Уже после сооружения половины дамбы, в заливе изменились течения. Произошло обмеление северной части залива, застаивание вод, местами зарастание мелководий, загрязнение воды на отдельный участках побережья, в результате чего был закрыт для купания ряд пляжей, в том числе в Лахте и Лысьем Носу. Ухудшилась экологическая обстановка и у побережья таких курортов, как Сестрорецк, Солнечное, Репино, Комарово. По данным расчетов проектировщиков, описанные явления носят временный характер. Они связаны с неполной, только на 72% (данные на 1988 г.) биологической очисткой стоков Санкт-Петербурга. Залив должен очиститься по мере строительства новых очистных сооружений, возведение которых должно было закончиться в 1995 г. Трудно ожидать улучшения, так как в ленинградской дамбе "глухая" стена преобладает над водопропускными отверстиями (1,7 км. отверстий на 25,4 км. дамбы). Это противоречит мировому опыту. Так, в недавно построенной дамбе в Голландии, выдержавшей экологические испытания временем, преобладают водопропускные отверстия (около 2,5 км отверстий на 3 км. дамбы). Вместе с тем вполне вероятно, что экологическая обстановка в Финском заливе может улучшиться при реализации двух условий: увеличения числа водопропускных отверстий и полной, не только биологической, но и химической очистки стоков (сейчас же тяжелые металлы оседают на дно залива).
Значительные экологические нарушения происходят при строительстве водохранилищ. В мире их около 30 тысяч. Они сооружаются в интересах гидро- и теплоэнергетики, регулирования стока водоснабжения и речного транспорта, и приносят большую пользу. Отрицательные экологические последствия связаны в основном только с крупными водохранилищами, которые находятся почти на всех больших реках мира.
Перегороженные плотинами реки, такие как например Волга, Днепр, превратились в цепочку обширных разливов. Площадь зеркала крупных и крупнейших водохранилищ составляет соответственно тысячи и десятки тысяч квадратных километров. На несколько сотен километров вытянулись, например, Иркутское и Братское, Бухтарминское и Красноярское водохранилища. Сооружение плотин на Волге, других реках нанесло большой урон рыбному хозяйству, поскольку были нарушены пути миграции рыбы. В ряде случаев оказались подтопленными города. Так, Горький был частично подтоплен водами Чебоксарского моря. В некоторых водохранилищах, построенных без должного учета природных условий, происходит зарастание водоема, идет процесс гниения.
Особенно большой ущерб наносит строительство водохранилищ сельскому хозяйству в результате затопления при этом пойменных лугов. В значительной степени они исчезли на нижней и средней Волге. В зону затопления Чебоксарского моря попала, в частности, треть пахотных земель Марийской АССР. На 1000-километровом участке Иртыша в Омской области уничтожены почти сотни гектаров ценнейших пойменных лугов.
Известны и многие другие отрицательные последствия в результате создания искусственных морей, в частности возникновение землетрясений, вспышки развития паразитов, способствующих заболеваниям людей. Сооружение Асуанской плотины, которая принесла большую пользу египтянам, способствовало усиленному развитию водных организмов, вызывавших тяжелые заболевания шистосомозом.
В последние годы петербургскими гидротехниками были получены данные о том, что гидроэнергетические сооружения губят планктон, превращая живую воду в мертвую, не способную к самоочищению. Зоны омертвевшей после прохождения через турбины воды тянутся на десятки километров вниз по течению от всех больших гидростанций. Планктон и другие организмы, проходя жернова турбин, подвергаются так называемому кавитациозному размолу и гибнут. Своеобразный "бульон" из мертвых остатков живых организмов разлагается и загрязняет воду.
Значительные изменения природной обстановки происходят также вокруг крупных каналов, сооружаемых без достаточного учета особенностей местности. Такие изменения наблюдаются, в частности, вблизи крупнейшего в мире Каракумского канала, длина которого (на 1987 г.) равна 1226 км. Забирая воду из Амударьи, он пересекает южные Каракумы, и, согласно проекту, должен достичь безводного юго-восточного Прикаспия.
Сооружение канала было необходимо для орошения земель, водоснабжения городов и промышленности. Вместе с тем, со временем, в зоне канала произошли ощутимые экологические изменения. Значительная часть воды в канале уходит в пески. На отдельных участках, и в частности, на междуречье Амударьи и Мургаба, уровень грунтовых вод поднялся на 10-15 и даже 20 см. Просочившаяся в пески вода образовала фильтрационные озера, возникли также болота и солончаки. Зоны подтопления канала севернее Калифского Узбоя имеют ширину от 1-2 до 10-12 км. Влияние канала на поверхностные и подземные воды ощущается в зоне площадью 2 тыс. км2, где наблюдается значительное засоление земель. Необходима реконструкция Каракумского канала и его ответвлений с целью уменьшения фильтрации воды, а также ее наземное расходование.
Гидротехнические сооружения привели к падению уровня многих крупных водоемов таких, как Арал (на 13 м.), Севан (на 18 м.), Балхаш (более 1 м.), что в свою очередь вызвало нарушение экосистемы как самих водоемов, так и их побережий. Крупные изменения природной обстановки произошли также в результате строительства трансконтинентальных линий связи: автодорог (например, трансамазонской, транспассажирской), железных дорог (в части Байкало-Амурской магистрали), газо- и нефтепроводов (в том числе Уренгой-Ужгород протяжением 4451 км). Вдоль них образовались протяженные зоны нарушенного ландшафта - с вырубленными лесами, лишенные верхнего слоя почвы, с развитием процессов заболачивания в лесной зоне и процессов развевания и дефляции в аридной зоне.