Беречь берега: водохранилища Ангарского каскада ГЭС требуют новых исследований

Впервые после многолетнего перерыва в Институте земной коры СО РАН собрались учёные-береговики России и других стран. На повестке дня вопросы развития искусственных водоёмов в разных уголках планеты. По мнению учёных, особого внимания заслуживает уникальный каскад Ангарских водохранилищ. Последние исследования показали, что Сибирская платформа в зоне их воздействия деформировалась и теперь требует изучения сейсмологами, а южные берега Братского водохранилища оказались сильно подвержены карстовым изменениям, приносящим большой ущерб дорожному хозяйству и промышленным предприятиям. Подготовиться к решению возникших проблем, уверены в Институте земной коры, могут только углублённые научные исследования.

Суша отступает

Международная конференция «Создание и использование искусственных участков на берегах и акватории водных объектов» собрала в Институте земной коры СО РАН несколько десятков учёных. С 29 июля по 3 августа они делали доклады, делились опытом и участвовали в полевых экскурсиях. В один из дней конференции корреспонденты вместе с учёными-береговиками на теплоходе «Бабушкин» отправились по маршруту Иркутское водохранилище – Кругобайкальская железная дорога, чтобы узнать о самых острых вопросах, которые стоят сегодня перед исследователями, и по-новому взглянуть на привычные красоты берегов. Амплитуда сезонного колебания Иркутского водохранилища до 2001 года составляла три метра, на сегодняшний день уровень водоёма меняется в пределах одного метра.

Главной геоэкологической проблемой на водохранилище является потеря земель из-за размыва берегов. Некоторые участки правого берега за годы эксплуатации водо-хранилища «потеряли» до 150 размытых метров. Год за годом вода наступает на микрорайон Солнечный, в какой-то момент под угрозой размыва оказались автодорога и земля под жилым массивом, сейчас на этом участке ведут берегоукрепительные работы.

«Водохранилища – это аналоги природных объектов, только процессы здесь происходят гораздо интенсивнее, быстрее. Экскурсии призваны показать нашим гостям как можно больше объектов и различные способы берегоукрепления, – объясняет заведующая лабораторией инженерной геологии и гео-экологии ИЗК СО РАН Елена Козырева. – Проблемы, которые нам предстоит обсудить, включают множество аспектов, но все они касаются анализа состояния береговых зон, механизмов их трансформации и создания защиты берегов».

Конференции со схожей тематикой в Институте земной коры СО РАН проводили ещё во времена СССР, и сегодня учёные рады возможности встретиться с коллегами, чтобы обсудить результаты свежих исследований и поделиться идеями. Однако оргкомитет конференции преследует и другие цели. В итоговом документе организаторы планируют прописать первостепенные проблемы, которые требуют изучения на берегах водохранилищ Ангарского каскада ГЭС. По результатам конференции её заказчик – Федеральное агентство водных ресурсов – сможет определиться, какие исследования наиболее актуальны и требуют дополнительных финансовых вливаний.

По мнению сотрудников ИЗК, внимания заслуживают три направления: создание сети сейсмостанций в зоне воздействия водохранилищ, комплексные исследования южной части берегов Братского водохранилища, где активно развивается опасный карст, а также формирование региональной системы мониторинга геологических процессов, протекающих на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры.

Трясёт от воды

Последние исследования показали, что некогда асейсмичная Сибирская платформа деформировалась после наполнения Братского и Усть-Илимского водохранилищ, где учёные зафиксировали опасные проявления наведённой сейсмичности.

Специалисты Института земной коры, продолжив исследования, проведённые в первые годы после заполнения ложа Усть-Илимского водохранилища, приходят к выводам, что наиболее сильные землетрясения, спровоцированные эксплуатацией водоёма, пришлись на первый цикл, когда ГЭС работала в экстремальном режиме. За первые семь лет производства электроэнергии в зоне воздействия Усть-Илимского водохранилища зафиксировано девять случаев землетрясений, часть из которых отнесли к проявлениям наведённой сейсмичности.

В последующий период, при оптимальном режиме эксплуатации, землетрясения наблюдались реже. «Спусковым крючком», по наблюдениям учёных, для них является снижение уровня воды в водохранилище. Аналогичная ситуация, отмечают исследователи, сложилась и в районе Братской ГЭС.

«Работы наших коллег по тектонике и сейсмике показывают, что в районе влияния водохранилищ происходят трансформации геологических условий, – говорит Елена Козырева. – Мы считаем, что нужно установить сейсмические станции на территории Сибирской платформы, чтобы отслеживать ситуацию, владеть информацией и быть готовыми к возможным изменениям. В районе Иркутского водохранилища есть сеть станций, поэтому речь сейчас идёт о Братском и Усть-Илимском водохранилищах».

Полностью изучить сейсмический потенциал Сибирской платформы учёным только предстоит, как и оценить масштабы развития техногенного карста, который является ещё одной серьёзной проблемой берегов водохранилищ. Карстующиеся породы на южных берегах Братского водохранилища разрушаются под воздействием воды и уже сегодня доставляют немало проблем местным жителям: на поверхности земли образуются провалы, они ежегодно разрушают автодорогу в районе села Хадахан, которую приходится постоянно восстанавливать. Карст приносит проблемы и промышленникам. В посёлке Новонукутский, где на местном сырье производство гипсокартона ведёт фирма «Кнауф», с самого начала эксплуатации возникали сложности с разработкой карьеров, которые в результате техногенного вмешательства не справлялись с водопритоками. Случалось, что производство приходилось прерывать, так как техника не могла работать, попадая в карстовые пустоты.
Предложить иное использование

По наблюдениям учёных, активность развития карста также зависит от колебания уровня воды в искусственном водоёме, и её прогнозы можно сделать только по результатам целенаправленных исследований. «Наиболее вероятный путь решения проблем безопасности и дальнейшего устойчивого использования водохранилищ Ангарского каскада – это организация сети сейсмостанций в зоне их эксплуатации, а также целенаправленная работа по анализу проявления активности техногенного карста и проведение мониторинга экзогенных геологических процессов», – считает Елена Козырева. В частности, учёные предлагают провести районирование, найти наиболее опасные участки распространения карста и предложить для них иное использование, нежели строительство промышленных объектов или автодорог. 

Создание региональной сети мониторинга экзогенных процессов позволит отслеживать размытия берегов, оползни, обвалы, а также другие процессы на поверхности Земли, такие как выветривание и промерзание. В Институте земной коры ведут частичный мониторинг, однако, признаёт Елена Козырева, из-за недостатка финансирования работать приходится на энтузиазме. Учёные надеются, что проведение конференции в ИЗК обратит внимание на первоочередные насущные проблемы и позволит повысить статус исследований, а значит, и увеличить их финансирование.

Ангелина САЛОМАТОВА