Ангаро-Енисейский каскад ГЭС провоцирует землетрясения

Природа землетрясений, наблюдавшихся в разные годы на Средней Ангаре, носит техногенный характер. Такой вывод делают исследователи из Института земной коры СО РАН. По их наблюдениям, в районе глубоководных водохранилищ Ангаро-Енисейского каскада ГЭС из-за активной сработки воды произошло порядка 10 сейсмособытий интенсивностью до 5 баллов. Явление считается опасным: учёные приводят в пример разрушительное техногенное землетрясение в Индии, уничтожившее на 80% город Койнанагар. Однако в Приангарье работа водохранилищ до сих пор снимала и перераспределяла «напряжение» земной коры, вызывая «микрособытия». Но это не означает, что так будет всегда.

Источник «генерации» сейсмособытий

– Мы создаём ГЭС, вкладывая в их строительство колоссальные средства, и взамен получаем недорогую энергию из возобновляемых водных ресурсов. И Приангарью в этом плане повезло. Все природные условия располагают к использованию воды. К тому же гидрогенерация – один самых экологичных видов энергии. Возьмите Китай, который отапливается углём. Он просто задыхается от смога – так начинает свой рассказ собеседник издания Татьяна Ташлыкова, инженер АЦ Институт земной коры СО РАН.

Именно источники возобновляемой энергии, а точнее, водохранилища Ангаро-Енисейского каскада ГЭС стали основными объектами исследования Татьяны Ташлыковой. Сама тема исследования – влияние режимов эксплуатации сибирских водохранилищ на формирование наведённой (техногенной) сейсмичности – уже не раз становилась ключевой для многих исследований (ещё советской эпохи), но при этом до сих пор имеет неоднозначную оценку в учёных кругах. Кто-то признаёт, что процесс действительно существует, кто-то в нём сомневается. Однако тема по-прежнему привлекает внимание новых исследователей. Тем более что и землетрясения продолжаются. Последние полученные результаты по наведённой сейсмичности были озвучены Татьяной Ташлыковой на минувшей неделе в рамках всероссийского совещания, состоявшегося в ИЗК.

Так, одно из последних землетрясений, которое отдельные учёные из ИЗК склонны относить к наведённым, произошло 17 января 2014 года в районе нового, Богучанского водохранилища. С точки зрения энергетического класса оно оказалось самым крупным – с показателем 13, что соответствует магнитуде 4,6. Зарегистрировано оно было как Байкальским филиалом геофизической службы СО РАН, так и зарубежными сейсмологическими центрами. В районе ещё одного из крупнейших водохранилищ каскада, Братского, по замечаниям Татьяны Ташлыковой, за годы его эксплуатации также произошёл ряд крупных сейсмособытий – 26 февраля 1996 года, 9 августа 2002 года, 11 декабря 2005 года и так далее. Ощутить толчки могли на себе жители Братска, некоторые даже поддались панике. Энергетический класс братских землетрясений составлял 11,2–11,5, это порядка 3-4 баллов.

– Мы как географы не можем этого не замечать. Идёт последовательность – сначала многоводный год даёт возможность для максимального наполнения водохранилищ, далее начинается активный сброс водных объёмов (их утилизация) с высоким положением уровня сработки, затем – сейсмологическое событие. Когда я стала детально изучать эти виды землетрясения, то выяснила, что некоторые из них как раз совпадают со сработкой Братского водохранилища. Так, в многоводный 1995 год было наполнено Братское водохранилище, далее началась его сработка, во время которой 26 февраля 1996 года произошло землетрясение в районе Окинской акватории. В 2001 году в регионе выпали обильные осадки. Если вы помните, тогда сильно поднялся уровень Иркута, были затоплены некоторые пригородные территории Иркутска. Соответственно поднялся уровень на всех ангарских водохранилищах. Естественно, начался сброс на всех ГЭС, в том числе и на Братской, – комментирует собеседница нашего издания.

Наведённая сейсмичность характерна и для Усть-Илимского водохранилища, считает Татьяна Ташлыкова. По материалам её исследования, ряд крупных сейсмособытий в Усть-Илимском районе прилегают к акватории водохранилища и приходятся на те годы, когда сработка составила примерно 3 тыс. кубометров в секунду. Так, обращает внимание географ на два сейсмособытия, случившиеся в период сработок уровня в 1978 году (почти год после заполнения Усть-Илимского водохранилища. Осенью 1978 года Усть Илимская ГЭС должна была выработать 50 млрд киловатт-часов электроэнергии).

В районе Саяно-Шушенской ГЭС также отмечены сейсмособытия, которые, как и в случае с ангарскими землетрясениями, тяготеют к его береговой зоне. Среди них оказались и те, что совпадают с высокой сработкой уровня водохранилища.

До сих пор все наведённые сейсмособытия на Ангаро-Енисейском каскаде к серьёзным последствиям в регионах не приводили, а скорее выступали в противоположной роли – как разгружающий фактор: энергия не накапливалась в земной коре до разрушительного максимума, а выплескивалась частями наружу. «Мне довелось пообщаться с коллегой, изучающим процессы на Нурекском водохранилище (Таджикистан), которое представлено высокогорной плотиной. Оказалось, что с запуском этого объекта сейсмособытия на территории активизировались. Но спустя два десятка лет их стало меньше. То есть очевидно происходит разгрузка. Причём это, в отличие от Иркутской области, сейсмоактивная зона», – отмечает Ташлыкова.

Но говорить однозначно о том, что для Иркутской области процесс наведённой сейсмичности может оказаться благоприятным, учёные всё же не берутся. И приводят совсем другой случай – землетрясение на западе Индии, вошедшее в историю как классический пример наведённого землетрясения.

Койна-1967

Классическим примером наведённой сейсмичности во всём мире принято считать землетрясения 1967 года, возникшие в районе плотины Койна в западной Индии.

– За три месяца до разрушительного декабрьского землетрясения в районе Койна наблюдалось первое сейсмособытие (сентябрь 1967 года) с магнитудой 5,5. Но оно не принесло столь печальные последствия, как декабрьское, разрушившее на 80% город Койнанагар и унёсшее жизни 200 человек, – рассказывает собеседница издания.

В августе-декабре 1967 года на запад Индии пришёл обильный муссон, способствовавший быстрому наполнению Койна, после этого началась сработка, которая и спровоцировала в сентябре первое событие. Но осадки не прекратились…

В целом на Койна было зарегистрировано с момента наполнения более 50 землетрясений с магнитудой больше 4. Причём во время сезона дождей сейсмичность водохранилища повышается. Учёные, исследовавшие в разные годы ситуацию, пришли к выводу, что причина – оседание дна водоёма.

«Энергии в ней – выше крыши»

Не любой высоконапорный сброс провоцирует подземные толчки, делают выводы учёные. Происходит это только при совпадении нескольких факторов – при определённом накоплении энергии и её перераспределении где-то в платформенной зоне.

– Когда начинаются интенсивные сбросы воды, они «пробуждают» и быструю реакцию земной коры. Это говорит о том, что геологическая среда является энергонасыщенной. Энергии в ней – выше крыши. Это ещё в 1979 году доказала группа учёных: в любой точке земной поверхности накопленной энергии хватит, чтобы там могло произойти землетрясение магнитудой примерно 8. Но оно не происходит. Почему? Потому что по непонятным пока для нас причинам вся основная энергия выделяется лишь в пределах тектонических активных поясов. По каким законам напряжение перераспределяется в объёме земной коры и от региона к региону – одна из хороших задач современной геодинамики, – отметил по итогам выступления иркутян и коллега из Института вулканологии (Петропавловск-Камчатский) Александр Викулин, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник.

Кроме того, по мнению иркутского исследователя, энергетический класс наведённых землетрясений напрямую зависит от расходов воды на гидроагрегатах. А место возникновения сейсмособытия – от уровня воды в водохранилище: чем он выше, тем удалённее будет очаг.

К таким радикальным решениям в Прибайкалье учёные не призывают. Напротив, считают, что регион должен использовать выпавшую ему уникальную возможность, но – разумно.

– Резкий сброс большой массы воды – это нагрузка, которая давит на фундамент, на разломы в земной коре. Естественно, что, когда напряжённое состояние в земной коре близко к максимальному, достаточно небольшого щелчка, чтобы энергию освободить. Я не берусь утверждать однозначно, но предполагаю, что и Култукское землетрясение в 2008 году могло быть связано с этими событиями. Поэтому считаю, что нам надо отказываться от повышенной сработки уровня, – делится мнением Валерий Ружич.

– Управление водохранилищем – сложный процесс, тем более когда речь идёт не об одном объекте, а о каскаде. Это уже целое искусство. Но всё-таки залповых сработок у нас не должно быть. Ведь возникает ещё и другая проблема в береговой зоне – развитие абразионного процесса, – заключает Татьяна Ташлыкова.

Анна Павлова