Оценка энергетической эффективности функционирования водохранилищ Верхневолжского и Камского каскадов в начале XXI столетия

Гидроэнергетика – важный фактор развития экономического развития страны, особенно учитывая, что она обеспечивает пиковые нагрузки в электрической сети, чего не могут сделать тепловые и атомные электростанции. Вместе с тем создание ГЭС и связанных с ними водохранилищ приводит к целому ряду проблем. В основном экологических (затопление больших площадей, нередко занятых ценными сельскохозяйственными угодьями, ущерб рыбному стаду и др.). Поэтому важно знать, насколько эффективно работают гидроэлектростанции. Попытка решить такую задачу предпринята в данной статье на примере Верхневолжского и Камского каскадов водохранилищ. Представлены основные сведения о них – площади зеркала, полном и полезном объемах, средней проектной выработке электроэнергии. Оценен вклад рассмотренных каскадов в выработку электроэнергии всего Волжско-Камского каскада водохранилищ. Сформированы ряды данных о годовом притоке, сбросе воды через гидроузлы и выработке на них электроэнергии с 2002 по 2021 г., по ряду станций с 2004 по 2022 г. Показана связь площади водохранилищ с их объемом, а также выработки электроэнергии с водностью отдельных лет и периодов. Установлена связь притока воды в водохранилища с ее сбросом через турбины ГЭС. Особое внимание уделено Рыбинскому водохранилищу, осуществляющему многолетнее регулирование стока. Рассчитана выработка электроэнергии в многоводные, средние по водности и маловодные годы. Оценено отклонение фактической выработки электроэнергии от средней проектной, на основании чего сделан вывод об эффективности работы ГЭС. Определена вероятность выработки электроэнергии в зависимости от прогнозных значений речного стока.

1. Авакян А.Б. Народнохозяйственные и экологические последствия спуска водохранилищ // Гидротехн. стр-во. 1991. № 8. С. 1–8.

2. Водохранилища Верхней Волги / рук. В.С. Дементьев. Нижний Новгород: Верхне-Волжское БВУ, 2008. 156 с.

3. Евстигнеев В.М. Современный гидроэнергетический потенциал и тенденции его использования // Прогноз климатической ресурсообеспеченности Восточно-Европейской равнины в условиях потепления ХХI века. М.: Макс-Пресс, 2008. С. 175–183.

4. Захаров А.В., Алексеев И.А. Социально-экологические проблемы Чебоксарского водохранилища // Изв. РАН. Сер. геогр. 2012. № 5. С. 90–101.

5. Левит-Гуревич Л.К. Рациональное управление водными ресурсами водохранилищ на примере Волжско-Камского каскада // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2012. № 1 (9). С. 2343–2354.

6. Малик Л.К. Факторы риска повреждения гидротехнических сооружений. Проблемы безопасности. М.: Наука, 2005. 354 с.

7. Мирзоев М.И., Слива И.В. Проект строительства Красногорских малых ГЭС на р. Кубань // Гидротехника. 2019. № 3 (56). С. 8–11.

8. Научно-прикладной справочник Многолетние колебания и изменчивость водных ресурсов и основных характеристик стока рек Российской Федерации / под ред. В.Ю. Георгиевского. СПб.: ООО “РИАЛ”, 2021. 190 с.

9. Научно-прикладной справочник: Многолетние характеристики притока воды в крупнейшие водохранилища / под ред. В.Ю. Георгиевского. СПб.: “ООО РПЦ Офорт”, 2017. 132 с.

10. Орехов В.Ф., Краснов А.Н. Проблемы Чебоксарского водохранилища // Астраханской вестн. экологического образования. 2013. № 3 (25). С. 170–184.

11. Правила использования водных ресурсов Камского и Воткинского водохранилищ на р. Каме. М.: Федеральное агентство водных ресурсов, 2016. 202 с.

12. Правила использования водных ресурсов Нижнекамского водохранилища на р. Каме. М.: Федеральное агентство водных ресурсов, 2014. 132 с.

13. Ресурсы поверхностных и подземных вод, их использование и качество (Справочное издание). СПб., 2021. 153 с.

14. Эдельштейн К.К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. М.: ГЕОС, 1998. 277 с.