«Ангарский каскад ГЭС начал работу в 1950–1960-х годах, последние правила использования водных ресурсов для него были выпущены в 1988 году, – напоминает участникам конференции «Региональная энергетическая политика» научный сотрудник Института систем энергетики имени Л.А. Мелентьева СО РАН Евгений Осипчук. – Но за последние 30 лет произошли существенные изменения условий, под которые его проектировали». Это подтверждают многолетние исследования, которые проводили в лаборатории гидроэнергетических и водохозяйственных систем ИСЭМ СО РАН. Их промежуточным результатам и был посвящён доклад, который для конференции подготовил коллектив авторов: заведующий лабораторией Вячеслав Никитин, ведущий научный сотрудник Владимир Абасов, старший научный сотрудник Тамара Бережных и сам выступавший. Ключевой вывод: изменились природно-климатические условия и сток рек в озеро Байкал и Братское водохранилище. Существенно возросли температуры воздуха как в зимний, так и в летний периоды, а осадки заметно уменьшились.

«Данные факторы позволяют говорить о региональном изменении климата, – замечает Осипчук. – Это влечёт за собой и пересмотр статистики по речному стоку».

Можно предположить, что после анализа сложившейся ситуации с использованием имеющихся глобальных климатических моделей окажется, что данный период на Байкале является уже не маловодьем, а новой нормой». Маловодье на Байкале установилось ещё в 1996 году. Однако до 2013 года специалисты называли его мягким. За весь период наблюдений – с 1900-го до 1995 года – средний приток в озеро составил 1915 кубометров в секунду. В 1996–2013 годах он снизился на 14% – до 1650 кубов ежесекундно. Однако в 2014–2017 годах ситуация усугубилась. Сток оказался ещё ниже, сократившись по сравнению с нормой более чем на треть. То есть до 1240 кубометров в секунду. При этом 2014 и 2017 годы были экстремально маловодными, а объёмы притока – сопоставимыми с минимальными значениями за всю историю наблюдений. Неблагоприятная ситуация с полезным притоком в озеро Байкал отразилась на работе всего Ангарского каскада ГЭС, а также водопользователей на Ангаре – водозаборов, снабжающих население и промышленность, водного транспорта.

Прошлый и позапрошлый годы оказались чуть более благоприятными, но ситуацию в верхнем бьефе Иркутской ГЭС это не улучшило. Средний за четыре года приток в Байкал составил 1240 кубов ежесекундно. Сама станция при этом с октября 2014 года работает с минимально допустимыми сбросными расходами – 1300 кубометров в секунду. Меньше нельзя – возникнет угроза для устойчивой работы водозаборов в Ангарске, Усолье-Сибирском, Свирске и Черемхове. Помимо этого существует экологический сток – нижняя граница, которая обеспечивает сохранение экосистемы реки. Официально она не установлена, но и в старых правилах использования водных ресурсов, и в проекте новых содержится понятие «санитарный расход» Иркутской ГЭС. Он составляет 1300–1400 кубометров в секунду. На практике ледовые условия позволяют кратковременно снизить его до 1250 кубов ежесекундно.

Только этого мало

Пониженные расходы через ГЭС создали перебои в работе водного транспорта по Ангаре. Например, в 2017 году навигационные расходы по Нижней Ангаре, обеспечивающие северный завоз, как правило, до конца октября, были сокращены уже в конце августа. В конце мая – начале июня 2018 года сброс воды с Иркутской ГЭС в отдельные дни пришлось увеличивать до 1550 кубов в секунду для безопасного спуска теплоходов Братского водохранилища на воду. При этом впервые за неполные четыре года весенний приток в бассейнах Байкала и Ангары, по данным Федерального агентства водных ресурсов, сменился с низкого на средний.

Причина кроется в погоде. В первую очередь сказалась снежная зима 2017-2018 годов в Республике Бурятия и Забайкалье, на территорию которых приходится значительная часть водосборного бассейна Байкала. Весна тоже была довольно богатой на осадки. Если, как сообщает Гидрометцентр России, апрель в Забайкалье оказался достаточно сухим, то в марте в Бурятии норма осадков была превышена в полтора раза. Сумма осадков в большинстве районов республики, по территории которой протекает Селенга, дающая половину притока в Байкал, в мае оказалась примерно равной среднему многолетнему значению. Схожая ситуация сложилась и в Забайкальском крае.

Как следствие, темпы наполнения озера оказались выше, чем в прошлом году. Если с 22 апреля по 19 июня 2017 года уровень воды в Байкале вырос на 21 см, то с 25 апреля по 19 июня 2018 года он увеличился на 36 см. Правда, минимальная отметка уровня воды в озере в этом году была ниже, чем год назад: 455,71 м и 455,90 м в Тихоокеанской системе высот (ТО) соответственно.

В обоих случаях Байкал выходил за рамки 456-457 м ТО, которые в 2001 году правительство РФ задало в качестве предельно допустимых при осуществлении хозяйственной деятельности на его берегах. Как и за несколько лет до этого, российские власти прибегли к одному и тому же выходу: было принято временное постановление, согласно которому в условиях маловодья нижнюю границу опустили до 455,54 м ТО. Таков, к слову, уровень «мёртвого объёма» водохранилища Иркутской ГЭС, который был установлен в техническом проекте станции. То есть отметка, ниже которой в нормальных условиях эксплуатация гидроузла не допускается.

Совпадение фаз

Боковой приток Ангары в Братское водохранилище имеет не менее важное значение для Ангарского каскада, чем полезный приток в Байкал. Если до начала маловодного периода 1996 года колебания водности этих притоков совпадали, то после это совпадение прекратилось. «С начала века до 1995 года прослеживалась положительная корреляция между притоком в Байкал и притоком в Братское водохранилище, – продолжает Осипчук. – С 1996 года она стала обратной: при низком притоке в Байкал наблюдался высокий приток в Братское водохранилище». Это в целом отразилось на выработке электроэнергии по каскаду. К примеру, годовая выработка Иркутской, Братской и Усть-Илимской гидроэлектростанций в 2002–2012 годах колебалась в пределах 44,3–48,9 млрд кВт-ч. Исключение составил разве что 2003 год, когда она сократилась до 39,67 млрд кВт-ч. Для сравнения: по итогам прошлого года три станции произвели 34,79 млрд кВт-ч электричества. «После 2014 года маловодье на Байкале не просто продолжилось, а перешло в экстремальную фазу, – поясняет Осипчук. – Это совпало со снижением притока в Братское водохранилище. В итоге сейчас мы видим самую сильную фазу маловодья за всю историю наблюдений».

В 2014–2017 годах средний боковой приток в Братское водохранилище уменьшился до 814 кубометров в секунду, тогда как за период с 1996-го по 2013 год он составил 1000 кубометров ежесекундно. Разница в расходах по сравнению с Байкалом, на первый взгляд, невелика, но с учётом сокращения сбросных расходов Иркутской ГЭС до минимума и уменьшения бокового притока общий приток в Братское море снизился на 22,5% – с 2650 до 2054 кубометров в секунду. «В настоящее время крупнейшее водохранилище каскада практически полностью исчерпало свои ресурсы», – констатирует учёный. При этом Братская ГЭС играет роль регулятора частоты в Объединённой энергетической системе Сибири, так что её работа жёстко регламентирована.

Минимальный уровень Братского водохранилища в нынешнем году составил 394,17 м в Балтийской системе высот (БС) и был зафиксирован 10 апреля. По состоянию на 18 июня, вода в Братском море достигла отметки 395,38 м БС. Если сравнивать с маловодьем 1976–1982 годов, когда его уровень опускался до отметки 391,73 м БС – значения «мёртвого объёма» по техническому проекту Братской ГЭС, то текущий уровень сравнительно далёк от критических отметок. Тем не менее фактический уровень «мёртвого объёма» за последние десятилетия составлял 394,73 м.

«Тому, что была принята новая отметка, способствовал ряд факторов – подчёркивает научный сотрудник. – Один из них – это существенные изменения русла Ангары и условий работы водозаборов». Это было подтверждено в результате экспедиции, проведённой летом прошлого года специалистами Иркутского национального исследовательского технического университета, участниками совместного с ИСЭМ проекта. При обследовании водозаборных сооружений и причалов на Братском водохранилище были установлены отметки, при которых не возникают угрозы для навигации и водоснабжения населения. По итогам работы выяснилось, что критический уровень для водохранилища равен 392,73 м БС. При условии, что будут выполнены обязательные технические мероприятия.

Пересмотр как необходимость

«Если рассматривать суммарный полезный объём водохранилищ Ангарского каскада, то в целом он сократился более чем на 30 кубических километров. Именно этот объём в техническом проекте ГЭС рассматривался в качестве резерва для периода экстремального маловодья. Но, к сожалению, за прошедшие годы по ряду причин полезный объём водохранилищ сократился, и в результате маловодья последних лет мы подошли к очень сложной ситуации», – заключает Осипчук. Системный оператор Единой энергетической системы России в последнем на сегодняшний день информационном обзоре указывает, что к 1 мая запасы гидроресурсов в Ангарском каскаде были на 16,7 кубокилометра ниже среднего многолетнего значения. В начале января речь шла о 28,6 куб. км, а год назад – о 9,7 куб. км.

В лаборатории гидроэнергетических и водохозяйственных систем ИСЭМ СО РАН между тем смоделировали два варианта развития событий. Первый, оптимистичный, предполагает, что водность в бассейне Байкала и боковая приточность в Братское море в нынешнем году вернутся к нормальным значениям. В этом случае уже через год Иркутская ГЭС придёт к нормальному режиму работы, Братской на это потребуется около двух лет. В основе пессимистичного сценария лежит предположение, что период экстремально низкой водности растянется ещё на два года. Как следствие, соблюсти требования всех водопользователей – систем водоснабжения, речного транспорта и энергетиков – не удастся.

Проблема кроме природного фактора также связана со сложившейся системой управления водными ресурсами. Последние утверждённые «Основные правила использования водных ресурсов водохранилищ Ангарского каскада ГЭС» относятся к 1988 году и, как считают учёные, нуждаются в пересмотре. В новых правилах необходимо учесть изменившиеся условия работы Ангарского каскада. Также следует внести поправки в расчётные статистические показатели притоков в бассейне реки.

Необходимо также выполнить отдельные исследования по оценке возможности изменения диапазона регулирования водохранилищ с привлечением ресурсов Богучанской и Усть-Илимской ГЭС. Наконец, в новых правилах использования водных ресурсов, если таковые будут приняты, следует учесть каскадный эффект работы гидроэлектростанций. Старший научный сотрудник отдела региональных экономических исследований Бурятского научного центра СО РАН Геннадий Борисов, в свою очередь, настаивает на том, что руководствоваться при всём этом следует соображениями сохранения экосистемы Байкала.