CC BY
110
УДК 502(268.46):621.311.25
КОРОБОВ Владимир Борисович, доктор географических наук, начальник Архангельского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями. Автор 99 научных публикаций и учебно-методического пособия
ТРУБИЦИНА Ольга Петровна, кандидат географических наук, старший научный сотрудник центра экологических исследований Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Автор 12 научных публикаций
ГЕОГРАФО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕЗЕНСКОЙ ПЭС В БЕЛОМ МОРЕ
Строительство таких гидротехнических сооружений, как приливная электростанция, связано с крупномасштабным влиянием на окружающую среду. Воздействие на природные комплексы и социальную сферу при реализации такого рода проектов имеет место уже на стадии проектирования, когда производятся инженерные изыскания. Но наибольшее влияние, как, впрочем, и для других промышленных объектов, отмечается в процессе строительства. Однако и при эксплуатации электростанции и сухопутных объектов будет ощущаться влияние комплекса ПЭС на компоненты природной среды и в определённой степени на социальную сферу.
Целью настоящих исследований является определение географо-экологических проблем, возникающих при строительстве и эксплуатации Мезенской ПЭС в сложных природных и социально-экономических условиях.
Приливная электростанция, Мезенский залив, воздействие на окружающую среду
Загрязнение окружающей среды, имеющее место при выработке электроэнергии тепловыми электростанциями, отрицательное влияние гидроэлектростанций на природные комплексы заставило обратить внимание на более широкое применение других источников энергии. Среди широкого круга альтернативных источников энергии особое место занимают приливные электростанции (ПЭС). Внимание к приливной энергетике обусловлено тем, что приливные движения носят регулярный характер и их научились достаточно хорошо вычислять на достаточно длительные промежутки времени, чего нельзя сказать о ветре, солнце и волнении, зависящих от состояния атмосферы. Еще одним преимуществом приливных электростанций является огромная мощность приливов, особенно в некоторых районах океанов и морей.
К районам высокой приливной активности относится Мезенский залив Белого моря. В силу специфических физико-географических условий приливные движения в нём одни из самых значительных в Мировом океане. Поэтому неудивительно, что эта часть Белого моря привлекает пристальное внимание гидроэнергетиков, предложивших несколько вариантов размещения плотины на акватории залива.
Строительство таких гидротехнических сооружений, как приливная электростанция, связано с крупномасштабным влиянием на окружающую среду Воздействие на природные комплексы и социальную сферу при реализации такого рода проектов имеет место уже на стадии проектирования, когда производятся инженерные изыскания. Но наибольшее влияние, как, впрочем, и для других промышленных
объектов, отмечается в процессе строительства. Однако и при эксплуатации электростанции и сухопутных объектов будет ощущаться влияние комплекса ПЭС на компоненты природной среды и в определенной степени на социальную сферу.
Целью настоящих исследований является определение географо-экологических проблем, возникающих при строительстве и эксплуатации Мезенской ПЭС в сложных природных и социально-экономических условиях. При этом мы не будем рассматривать возможные варианты строительства плотины, а рассмотрим проблему в целом.
Мезенский залив расположен в юго-восточном районе северной части Белого моря, ограничен линией, соединяющей мысы Конушин и Воронов. Во входе в залив у южного берега лежит остров Моржовец.
Природные условия региона достаточно хорошо изучены. Существует обширная литература по каждой компоненте природной среды. Поэтому нет смысла останавливаться на традиционном перечислении параметров, характеризующих морскую акваторию и прилегающие комплексы суши; более целесообразным представляется анализ условий, в той или иной степени влияющих на условия строительства и эксплуатации электростанции и объектов инфраструктуры.
Топливно-энергетический комплекс Архангельской области начал формироваться сравнительно недавно. Его основными характеристиками являются: неразвитость местной топливной промышленности и её слабое включение в экономику региона. Более того, в последнее время отмечается недостаток энергетических ресурсов, что стало препятствием для развития промышленности и социальной сферы области.
В топливно-энергетическом балансе Архангельской области преобладают уголь и мазут (около 50%). Область вынуждена ввозить нефтепродукты и каменный уголь из других регионов России (уголь - из Республики Коми и Кузбасса, мазут - из Ярославля и Поволжья), что повышает стоимость электроэнергии, тепла и пара.
Основная доля производимой в Архангельской области электроэнергии приходится на тепловые электростанции, использующие в качестве топлива уголь, а также газ, мазут, торф, горючие сланцы. Большое количество мелких энергоустановок работает на дизельном топливе. Электроэнергия области представлена несколькими тепловыми электростанциями, для которых характерна комбинированная выработка электроэнергии, тепла и пара. Крупнейшие из них - Архангельская ТЭЦ-1, две северодвинские ТЭЦ, теплоэлектроцентрали Архангельского и Котласского ЦБК. На их долю приходится 90% всей электроэнергии, вырабатываемой в области. Юг Архангельской области снабжается электроэнергией, поступающей из Республики Коми и Вологодской области [1].
Таким образом, очевиден дефицит электроэнергии в Архангельской области при невостре-бованности нетрадиционных возобновляемых источников энергии и наличии в регионе значительных ресурсов приливной энергии.
Влияние ПЭС на природную среду. Приливные электростанции являются источником экологически чистой энергии. Это принципиальное суждение основано на том факте, что ПЭС работает по однобассейновой схеме двухстороннего действия и не меняет ритм природных приливных колебаний. Она исключает загрязнение среды обитания вредными выбросами, неизбежными при эксплуатации тепловых электростанций [2]. Однако воздействие на природную среду, как отмечено выше, будет иметь место главным образом при строительстве плотины. Влияние при проведении инженерных изысканий и эксплуатации ПЭС также будет принято во внимание, тем более что это требуется природоохранным законодательством, но в той степени, в какой необходимо для понимания общей ситуации.
Изменение циркуляции вод. Движение вод в бассейне определяется влиянием внешних и внутренних сил - ветра, речного стока, наклона уровенной поверхности, градиента плотности воды и его конфигурацией. В случае перекрытия Мезенского залива дамбой, конфигурация акватории кардинально изменяется -
акватория залива в некотором смысле превратится в озеро, что повлечет за собой изменение характера влияния сил, вызывающих течения и колебания уровня. Итогом изменения циркуляции вод будет изменение потоков наносов, перераспределение донных отложений, возможный размыв берегов на новых участках.
Изменение волнового режима. В наибольшей степени наличие плотины скажется на ветровых волнах. Волновая энергия уменьшится, что скажется как на величине нагрузок на гидротехнические сооружения (особенно со стороны залива), так и на протекании других природных процессов.
Влияние на ледяной покров. На сам факт наличия льдов в Мезенском заливе ПЭС не окажет никакого влияния. Однако на состояние ледяного покрова определённое воздействие деятельность электростанции окажет. Это влияние прежде всего скажется на дрейфе ледяных полей, т.к. изменится режим течений. Изменение характеристик дрейфа в свою очередь может повлиять на процессы образования торосов и стамух, воздействующих на дно и берега.
Изменение литодинамических условий. При работе земснарядов в воду в виде взвеси попадает определённая часть донных отложений, которые течениями и волнами распространяются по акватории, повышая концентрацию взвешенных веществ в воде. При этом если грунты загрязнены, то они становятся источником вторичного загрязнения участков дна и воды. При сбросах обычно более 90% грунта оседает на дно в первые несколько минут непосредственно после сброса, а повышение уровня концентраций взвеси при разовых сбросах заметно в пределах 5 км [3].
Размыв берегов. Перераспределение наносов и донных отложений, изменение режима течений, волнения и льда должны оказать влияние на состояние берегов. При этом вследствие накопления льда в весенний период могут усилиться процессы экзарации берегов, особенно у абразионных и термоабразионных берегов.
Возможное влияние на морскую биоту. Этот вопрос в рамках настоящего проекта изу-
чен недостаточно. Многое будет зависеть от конструктивных особенностей плотины и технологии проведения строительных работ.
Воздействие на комплексы суши. Прилегающие к акватории залива участки суши весьма уязвимы к внешнему воздействию. Это обусловлено низкой самовосстановимостью северных экосистем. Передвижение экспедиционных отрядов, отбор проб и образцов приведёт к нарушению почвенного покрова, тем большего, чем интенсивнее будут проводиться исследования. Как показывает практика освоения нефтяных месторождений [4], население таких посёлков не очень озабочено состоянием природной среды. Свалки мусора и бытовых отходов, несанкционированный сбор ягод и грибов, браконьерство - вот далеко не полный перечень негативных последствий. Привезённые персоналом домашние животные способны нанести ущерб мелким млекопитающим и птицам, обитающим на прилегающих к жилым зонам территориях. Бороться с этим можно только путём установления жёсткой дисциплины проживания.
Воздействие на атмосферный воздух. Котельные и передвижные электростанции, обеспечивающие работу механизмов и хозяйственно-бытовых объектов, работают, как правило, на дизельном топливе, продукты сгорания которого выбрасываются в атмосферу. Однако, принимая во внимание синоптические условия в регионе, благоприятствующие рассеиванию примесей в атмосфере, а также слабо развитую промышленность в близлежащих населённых пунктах, влияние строительства ПЭС на загрязнение воздушной среды вряд ли будет сколь-нибудь существенным.
Наиболее надёжным индикатором состояния атмосферного воздуха является снежный покров, депонирующий загрязняющие вещества за сравнительно длительный период времени. Так, например, анализ ионного состава зимних выпадений 2000 года демонстрирует преобладание в осадках прибрежной зоны севера Русской равнины (Онега, Инцы, Мезень, Шойна, Бугрино) ионов №+, С1-, что, вероятно, связано с природными процессами. На станции Мезень
в снежном покрове 49% от общего числа анионов (без учёта гидрокарбонатов) занимают SO42- и 36% - С1-. Однако здесь в зимних выпадениях преобладают вещества, нейтрализующие сильные кислоты (доля действующих сильных кислот 0<^<1). Вследствие этого значительное количество образующихся при выпадении сульфатов кислот нейтрализуется.
Расчёт экологической ёмкости А и I как разности между критической нагрузкой выпадений сульфатной серы разработанной системой ЕМЕП (совместная программа наблюдения и оценки распространения загрязняющих воздух веществ на большие расстояния в Европе) и фактической нагрузки демонстрирует, что природные экосистемы территории Мезени не подвержены антропогенному стрессу
(и«р, -Пфакт.г > 0). Эт° является отличительной особенностью данного региона по сравнению с другими территориями побережья Северного Ледовитого океана, где роль природных поступлений серы значительнее
и и р - и факта < 0 [1].
Поскольку строительство дамбы не приведёт к изменению водной площади Мезенского залива, не следует ожидать и изменения климатических характеристик, как это имеет место при сооружении ГЭС на крупных реках.
Проблемы социально-экономической сферы. Состояние инфраструктуры и социальной сферы. Район строительства электростанции характеризуется слабой освоенностью. Имеющиеся населённые пункты традиционно обеспечиваются водным транспортом. В зимний период строятся временные автодороги со снежно-ледяным покрытием. Дороги с твёрдым покрытием практически отсутствуют. Воздушный транспорт ориентирован в основном на перевозку пассажиров. Железнодорожный транспорт отсутствует. Ближайшая железнодорожная станция - в г. Архангельск. Начавшееся в тридцатых годах строительство железной дороги Архан-гельск-Мезень так и не осуществилось. Существуют проблемы с телефонной и особенно с почтовой связью.
Жилой фонд и объекты ЖКХ, как, впрочем, и в подавляющем большинстве регионов страны, давно не отвечают современным требованиям. Здания школ, больниц, фельдшерских пунктов, объектов культуры также нуждаются в капитальном ремонте.
Трудовые ресурсы. В непосредственной близости к району работ расположено всего несколько населённых пунктов, самым крупным из которых является г. Мезень. Население их составляет всего несколько десятков тысяч человек. Обеспеченность трудовыми ресурсами низкая. Специалистов с высшим и средним техническим образованием среди местного населения чрезвычайно мало. Поэтому работников соответствующих специальностей необходимо будет доставлять из Архангельска и Северодвинска, а также из других регионов страны. Но и для рабочих профессий существует проблема, вызванная не только недостаточной численностью населения, но и личностной деградацией, усилившейся в последние годы из-за потери постоянной работы трудоспособным населением.
Промышленный потенциал. Промышленность региона традиционно ориентирована на лесопромышленный комплекс, морской промысел и ВПК. Часть населения занята в сельском хозяйстве - мясо-молочное животноводство, и пушным промыслом. С начала 90-х годов ХХ века в Мезенском районе и НАО отмечается падение традиционных отраслей промышленного производства и сельского хозяйства. Основная причина - удалённость предприятий от рынков сбыта, что ввиду высоких тарифов на транспорт и энергетику делает продукцию местных предприятий неконкурентоспособной.
Сплошное перекрытие дамбой залива сделает невозможным доступ на его акваторию морских судов. Поэтому необходимо решить вопрос об экономической целесообразности строительства шлюзов. В противном случае потребуется рассмотрение альтернативных вариантов вывоза древесины и леса с деревообрабатывающих предприятий Мезени и Каменки и завоза грузов морским путем для обеспечения жизнедеятельности населения.
Заключение. 1. В целом регион обладает значительными ресурсами приливной энергии, вовлечение которой в хозяйственный оборот представляет собой большую научно-техническую задачу. Решение её может облегчить энергоснабжение целого ряда потребителей и существенно поднять энергетическую независимость региона. При этом снижается дефицит мощности для Архангельской области в целом, облагораживая тем самым работу действующих ТЭС и вытесняя строительство новых электростанций на органическом топливе, загрязняющих окружающую среду.
2. Район строительства ПЭС характеризуется неблагоприятными природными условиями. Продолжительная зима, холодное лето, полярная ночь создают дискомфортные условия для работы и проживания населения. Однако это не является препятствием для реализации проекта, поскольку накоплен достаточный опыт строительства и эксплуатации промышленных сооружений в сходных и значительно более суровых условиях.
3. Место расположения электростанции удалено от крупных источников загрязнения, поэтому экологическую ситуацию предварительно можно охарактеризовать как неострую. Прибрежные тундровые ландшафты отличаются повышенной уязвимостью к воздействию. Принимая во внимание высокую уязвимость северных и полярных экосистем, необходимо тщательно взвесить все возможные последствия строительства и эксплуатации ПЭС на окружающую среду. Для этого необходимо провести дополнительные исследования, особенно на прилегающих территориях, а также удалённых территориях, затрагиваемых проектом. В особую категорию необходимо выделить проблему усыхающих лесов - повышенная пожароопасность региона может самым непосредственным образом повлиять на расположение и функционирование ав-
томобильных дорог и объектов, которые будут возводиться для строительства и обслуживания ПЭС (карьеры стройматериалов, вахтовые посёлки, ЛЭП, подстанции и проч.).
4. Акватории Мезенского залива присущи высокая динамика вод и донных отложений. Как минимум половину года в заливе имеется ледяной покров. Строительство ПЭС, особенно в случае полного перекрытия акватории дамбой, повлияет на режим циркуляции морских вод. Возможны изменения статистических характеристик уровней и течений. Существенно изменится волновой режим. Всё это может привести к перераспределению потоков взвешенных веществ и донных отложений и изменить характер деформации морского дна и берегов.
5. Особое внимание следует уделить ледовым условиям морской акватории. Большую часть года акватория залива покрыта льдом. Перекрытие залива дамбой приведёт к некоторому изменению характеристик ледового режима. В случае полного перекрытия залива дамбой увеличится время нахождения льда во внутренней части акватории, который может накапливаться вблизи плотины, поскольку в период паводка велика составляющая стоковых течений в общей циркуляции вод.
6. Поскольку Мезенская ПЭС находится в зоне воздействия космодрома Плесецк, необходимо предусмотреть защиту от падающих ступеней ракет.
7. Обеспеченность потребностей строительства и эксплуатации ПЭС местными трудовыми ресурсами следует оценить как недостаточную. В то же время государственные вузы Архангельска и Северодвинска могут подготовить специалистов некоторых необходимых категорий, особенно если сейчас принять решение по организации учебных дисциплин, требуемых для строительства и эксплуатации ПЭС и объектов инфраструктуры.
Список литературы
1. Трубицина О.П. Состояние атмосферного воздуха и осадков на севере Русской равнины по данным мониторинга: дис. ... канд. геогр. н. Архангельск, 2007.
2. Минин В.А., Дмитриев Г. С. Перспективы освоения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии на Кольском полуострове. Мурманск, 2007.
3. БорисовЕ.В., ГончаровА.А., КравчукМ.А., ЛебедевИ.М. Методы оперативного расчета рассеяния взвешенных материалов при сбросе грунта в море // Итоги исследования в связи со сбросом отходов в море. М., 1988. С. 63-72.
4. Юдахин Ф.Н., Губайдуллин М.Г., Коробов В.Б. Экологические проблемы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печорской провинции. Екатеринбург, 2002.
Korobov Vladimir, Trubitsina Olga
GEOGRAPHICAL-ENVIRONMENTAL PROBLEMS
OF THE MEZEN TPS CONSTRUCTION AND EXPLOITATION IN THE WHITE SEA
Construction of such hydraulic engineering constructions as a tidal power station is related to the large-scale impact on the environment. This impact on the natural complexes and social sphere during the implementation of such projects takes place as early as the design stage when engineering investigations are made. But the greatest influence as well as for other industrial objects is exercised in the process of construction. However, the impact of the TPS complex on the natural environment components and to a certain extent on the social sphere will be noticed during exploitation of the power station and overland objects.
The purpose of this investigation is to define geographical-environmental problems occurring during the Mezen TPS construction and exploitation under severe natural and social-economical conditions.
Рецензент - Губайдуллин М.Г., доктор геолого-минералогических наук, заведующий кафедрой транспорта и хранения нефти и газа Архангельского государственного технического университета
