научная статья по теме МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ АСУАНСКОГО ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА Р. НИЛ Геология

Текст научной статьи на тему «МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ АСУАНСКОГО ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА Р. НИЛ»

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2013, том 40, № 3, с. 320-336

УДК 556.18

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ, ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ

МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ АСУАНСКОГО ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА р. НИЛ1

© 2013 г. Г. Х. Исмайылов*, В. М. Федоров*, М. Р. Яссер**

*Институт водных проблем РАН 119333 Москва, ул. Губкина, 3 E-mail: ism37@mail.ru **Московский государственный университет природообустройства 127550Москва, ул. Прянишникова, 19 Поступила в редакцию 09.06.2010 г.

Рассмотрены построение и реализация имитационной модели функционирования Асуанского водохозяйственного комплекса. Дана оценка экологической и гидролого-водохозяйственной обстановки р. Нил до и после строительства Асуанского гидроузла. Даны рекомендации по режиму работы Асуанского водохозяйственного комплекса в изменяющихся природно-хозяйственных условиях.

Ключевые слова: гидроузел, плотина, водохранилище, расчетная обеспеченность, полезная водоотдача, потребление воды, высотная Асуанская платина, межбассейновые связи, водоохранные комплексы, предельно-допустимая концентрация, предельно-допустимые сбросы

Б01: 10.7868/80321059613030061

ОБШАЯ ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Бассейн р. Нил занимает 3.03 млн км2 и включает территории десяти государств Африканского континента: Египта, Судана, Эфиопии, Эритреи, Бурунди, Руанды, Кении, Уганды, Танзании и Демократической Республики Конго. Государства Нильского бассейна являются аграрными странами со слаборазвитой промышленностью. Наибольшие темпы экономического развития и, соответственно, наибольший рост потребления воды наблюдается в Египте. Заметно возрастает потребление воды в засушливых зонах Судана и Эфиопии. Если Египет и Судан используют воду Нила в качестве главного источника орошения земель и производства электроэнергии, то государства в верхнем течении реки заинтересованы в развитии рыболовства, судоходства, а также в использовании энергетических ресурсов Нила.

Среди государств бассейна Нила наиболее уязвим в плане обеспеченности пресной водой Египет, в котором 90% населения проживает в долине и дельте Нила и полностью зависит от вод этой реки. В настоящее время на территорию Египта поступает 55—60 км3 нильской воды, а на долю

1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ

(проект 12-05-00193а).

грунтовых вод приходится лишь около 3 км3. При этом суммарная величина составляет 58—63 км3/год. Однако быстрый рост населения и увеличение площади орошаемых земель в Эфиопии потребуют не менее 14 км3 нильской воды. В связи с этим поступление вод на территории Египта может уменьшиться до 40—45 км3, что приведет здесь к значительной напряженности водохозяйственного баланса вплоть до появления дефицита водных ресурсов. А это в свою очередь вызовет снижение темпов развития экономики Египта и уменьшение производства продовольствия для населения страны. В этих условиях при ведущей роли Асуанского водохозяйственного комплекса (ВХК) в обеспечении водой населения и экономики Египта возникает задача определения таких режимов его функционирования, которые обеспечивали бы устойчивое развитие экономики и сохранение экологического благополучия в долине и дельте р. Нил с учетом возможного роста водопотребле-ния в остальных государствах бассейна и установления нового международного правового режима использования водных ресурсов р. Нил. Решение данной задачи требует анализа и оценки фактических притока воды в Асуанское водохранилище, потерь на испарение с его водной поверхности, степени его заиления и режимов попусков в ниж-

ний бьеф как в современных условиях, так и ближайшей перспективе.

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

АСУАНСКОГО ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА

Для исследования таких больших систем, как Асуанский ВХК, требуется три аспекта описания: морфологическое, функциональное и информационное. Морфологическая структура ВХК Асуанского водохранилища, как и других больших систем, может быть распределена на иерархические уровни по территориально-отраслевому принципу. Самый верхний уровень — ВХК бассейна Нил, который включает ВХК речных бассейнов Голубого и Белого Нила, р. Атбара и нижнего течения и дельты Нила. Последние состоят из систем отдельных водохозяйственных районов, внутри которых выделяются балансовые участки, тяготеющие к разным балансовым створам, и типовые во-допотребители.

Отраслевой разрез ВХК Асуанского водохранилища включает в себя семь основных специализированных систем: коммунально-бытовое водоснабжение, промышленное водоснабжение, орошение, водное благоустройство, рыбное хозяйство, гидроэнергетику, водный транспорт. Они формируют территориально-отраслевые комплексы на всех уровнях иерархии. На нижнем уровне находятся объекты, потребляющие и использующие воду. Все большее значение приобретают рекреационные и водоохранные мероприятия. Системы высшего уровня ВХК бассейна р. Нил призваны управлять межбассейновыми и государственными водохозяйственными связями.

Основу Асуанского ВХК составляют высотная Асуанская плотина (ВАП) и водохранилище Насер. Строительство ВАП началось в январе 1963 г., а окончилось — в октябре 1967 г. Она расположена в 7 км южнее г. Асуана и представляет собой плотину с шестью тоннелями. Каждый тоннель разветвляется в своем окончании на два тоннеля, подающих воду на 12 турбин ГЭС. Затем вода попадает в открытый канал, расположенный на восточном берегу Нила. На западном берегу есть канал для пропуска катастрофических паводков. Общая длина высотной плотины — 3600 м, причем 250 м — над рекой, остальная часть — по обе стороны от реки, длина правого крыла 2325 м (на восточной стороне), левого — 755 м (на западной стороне). Отметка гребня плотины — 196 м абс. Ширина у дна — 280, у вершины — 40 м. Максимальный уровень воды, на который рассчитано водохранилище, составляет 183 м абс., НПУ — 180 м абс., и

УМО — 147 м абс. Длина водохранилища, образованного ВАП, составляет 500 км при средней ширине 12 км и площади водной поверхности 6500 км2. Вместимость водохранилища — 162 км3, причем 90 и 22 км3 — многолетняя и сезонная составляющие, 31 км3 — мертвый объем и 19 км3 — емкость для срезки катастрофических паводков.

Гидроэлектростанция находится на выходе 12 тоннелей, мощность каждого из 12 генераторов — 175 тыс. кВт. Общая установленная мощность ГЭС — 2100 МВТ, среднегодовая выработка электроэнергии — 10 млрд кВтч.

Асуанское водохранилище — стратегически важное сооружение для экономики Египта. Оно обеспечивает водой орошаемое земледелие на площади около 3.5 млн га, а электроэнергией — промышленность и население. Кроме того, оно способствует улучшению судоходства по Нилу и обеспечивает защиту долины и дельты реки от высоких паводков. В результате его строительства улучшились социально-экономические условия жизни населения страны.

Экономические выгоды от создания ВАП и водохранилища следующие (млн египетских фунтов):

расширение сельскохозяйственных угодий и превращение пустынных территорий в орошаемые поля (48);

повышение водообеспеченности старых орошаемых земель (56);

защита страны от наводнений (10);

улучшение судоходства (5);

повышение мощности старой Асуанской ГЭС до 344 МВт и выработки ею электроэнергии до 2 млрд кВтч (100).

К этому следует добавить 300 млн фунтов — доход государства от продажи вновь осваиваемых земель. В конечном итоге экономический эффект от создания Асуанского ВХК составляет 555 млн фунтов, что окупило его создания менее чем за два года.

В современных условиях основной водозабор осуществляется в нижнем бьефе Асуанского гидроузла. При этом отбор воды рассредоточен по длине реки вплоть до ее дельты. Для подачи воды в крупные магистральные каналы построены бар-ражи, обеспечивающие самотечное поступление воды в них (рис. 1). Кроме того, начиная с 1998/1999 гг. осуществляется водозабор из верхнего бьефа гидроузла в канал Тошка. Ежегодные объемы попуска в нижний бьеф Асуанского водохранилища за 1971/1972—2004/2005 гг. колебались от 53 до 71 км3/год (в среднем 57.1 км3/год). На

Средиземное море

г. Александрия

8

10/6

Идвина барраж

Дельта барраж (934 км) \ •

г. Эль Файюм 4

г. Порт-Сайд

Зивта барраж 5

Асьют барраж (646 км) 2

Наг-Хамади барраж (366 км)

Эсна барраж (174 км) Тошка впадина САП (7 км), ВАП (0 км)

Каир

Суэцкий канал

г. Эль-Миня

Красное море

г. Асьют 3

г. Наг-Хамади г. Луксор

г. Эсна

ГЭС САП ГЭС ВАП

/ .............

1

Асуанское водохранилище

х-х 1 Л2 < >3

Рис. 1. Линейно-узловая схема ВХК Асуанского водохранилища. Каналы: 1 — Эль-Ших Зайед, 2 — Западный Канал Наг-Хамади, 3 — Восточный Канал Наг-Хамади, 4 — Ибрахимия, 5 — Исмаилия, 6 — Эль-Тауфики, 7 — Эль Минуфия, 8 — Эль-Бехейра. Рукава: 9 — Розетта, 10 — Дамиетта. 1 — плотина, 2 — ГЭС, 3 — барраж, 4 — канал, 5 — город. САП — Средняя Асуанская платина.

2.6 2.4 2.2 2.0 1.8

2 1.6

М

§1.4

о

£ 1.2

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0

Наг-Хамади

1Г\ /

¡1 V

/ /

/ • / V» / \ \\

\ ____/; / \ \

// " / / ................ Ч

Асьют "

/// V-//

и/ \.у7..............

■ ¡.»»•^7 - 7 - - ' \ / /

V ....

* " \ К. у \ \ -------ЧУ

Дельты

_1_

_1_

_1_

_1_

_1_

_1_

ь &

а

<ч Я

ь л

а &

е

е

ть & ч

ае &

а

ьь

я ч £ ^

ИИ

т

с

^

г

ь &

ю

£ я

е

О

ь &

ю

£ м

О

ьь & &

ю ю

« св

о м

Ко

НД

Месяцы

Рис. 2. Гидрографы стока в характерных створах нижнего течения и дельты р. Нил за 1990 г.

рис. 2 приведены гидрографы стока р. Нил в характерных створах нижнего течения и дельты реки за 1990 г. В соответствии с этими данными водозабор на участке Асуан—Эсна составил 6.2, Эсна— Наг-Хаммади — 4.8, Наг-Хаммади—Асьют — 10.40, Асьют—дельта — 32.0 км3/год (суммарно 53.4 км3/год).

В естественных условиях годовой сток р. Нил в створе Асуанского гидроузла (г/у) колебался от 42 до 140 км3/год при среднем многолетнем объеме 82.8 км3/год. В современных условиях средне-многолетний сток в нижнем бьефе Асуанского г/у снизился до 57, в море до 2 км3/год, 55 км3/год расходуются на хозяйственные нужды. Следует отметить, что это количество воды соответствует объему воды, выделяемому Египту по межгосударственному соглашению с Республикой Судан. Дальнейший рост потребления воды приведет к полному п

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком