Главная

Исследовательские группы

Научно-практический журнал
Хвойные бореальной зоны
(в перечне ВАК)

Введение

Наиболее уязвимыми элементами природы являются взаимосвязанные элементы природы – вода и лес. Глобальные преобразования природной среды связаны именно с этими компонентами природы. Эксплуатацию водных и лесных ресурсов можно считать удовлетворительной лишь в том случае, если диапазон изменения природных антропогенных факторов не превышает пределов приспособляемости живых организмов.
В системе водного хозяйства страны крупным водопользователем является водный транспорт, включающий в себя и водный транспорт леса. Внутренний водный транспорт обеспечивает до 8 % общего грузооборота страны. К водным путям тяготеет более 60 % лесных массивов. И на сегодняшний день для многих лесных регионов транспорт леса по воде остается единственным видом транспорта. Из 100 млн. м3 заготавливаемой в последние годы в России древесины до 30 % объема доставляется водным путем. Только по Ангаре с 2003 по 2007 годы доставлялось потребителям ежегодно более 3 млн. м3 древесины. Водным путем доставляется древесина на Братский и Усть-Илимский ЛПК.
Экономические и экологические расчеты показывают, что водный транспорт леса более эффективен по сравнению с автомобильным при транспортировке леса на расстояние более 150 км. Транспортировка леса по воде обеспечивает более низкую себестоимость перевозок по сравнению с железнодорожным и автомобильным транспортом, требует меньших удельных расходов металла и топлива на сопоставимый объем перевозок, меньшие первоначальные капиталовложения – реки, озера, водохранилища.
При выполнении требований ГОСТ 17.1.3.01-76* «Охрана природы. Гидросфера. Правила охраны водных объектов при лесосплаве», водный транспорт леса является экологически более чистым по сравнению с сухопутными видами транспорта. При замене энергии потока искусственной механической энергией потребовалось бы сжигать ежегодно тысячи тонн жидкого топлива.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Долгие годы реки использовались для молевого сплава древесины. В 1985 г. вышло постановление Правительства СССР «О прекращении молевого сплава». Нарушение Правил и технологий молевого сплава привело к тому, что только в реках Красноярского края и Иркутской области было затоплено более 400 тыс. м3 древесины.
В 1989 – 1994 гг. сотрудниками кафедры водного транспорта леса (ВТЛ) СибГТУ были проведены натурные обследования рек Красноярского края и Иркутской области, выведенных из молевого сплава. Результаты обследований приведены в таблицах 1, 2 (Корпачев и др., 1995).
Кроме того, необходимо учесть запасы разнесенной древесины в устье р. Енисей, объемы которой по разным источникам колеблются от 400 тыс. м3 до 1,5 млн. м3 (Борисовец, 1987).
Антропогенные преобразование водных ресурсов достигли глобальных масштабов. На Енисее и Ангаре появились пять крупных водохранилищ: Красноярское, Саяно-Шушенское, Усть-Илимское, Братское и создается Богучанское.
Созданные водохранилища в лесопокрытой  зоне стали не только транспортными артериями с новыми морфологическими характеристиками, но и стали источниками активного воздействия на окружающую природную среду (рис. 1).
О влиянии плавающей и затопленной древесины на качество вод начали говорить еще в шестидесятые годы. Это было связано с проведением молевого лесосплава преимущественно в бездорожных районах, где он был единственно доступным способом транспортного освоения лесных ресурсов.

Таблица 1 – Объемы затонувшей древесной массы на реках Красноярского края, выведенных из молевого сплава, тыс. м3

Название реки	Всего затонувшей древесины	В т.ч. древесины, замытой наносами	Породный состав		Качественный состав		Метод исследований объема и качества древесины	Годы
			листвен-ница	хвойные породы	деловая	дрова
1. Мана	174,0	5,5	156,6	17,40	130,0	44,0	Полный учет на всем протяжении реки	1990 – 1994
2. Колба	18,00	6,0	17,3	0,70	12,00	6,0		1990
3. Бирюса	15,04	0,6	14,1	0,94	14,34	0,7		1990 – 1993
4. Чуна	1,32	-	1,32	-	1,2	0,12
5. Кан	29,00	19,0	28,0	1,00	24,0	5.0		1993 – 1994
6. Оя	1,51	0,3	-	1,51	0,7	0,81		1990
7. Усолка	0,47	-	0,47	-	0,4	0,07	На основе учета на пробных участках	1990
8. Тасеева	12,66	4,3	11,6	1,06	11,07	1,59		1990
9. Кунгус	3,52	0,3	1,5	2,02	1,4	2,12		1990 – 1992
10. .Агул	1,22	-	0,4	0,82	0,4	0,82		1990
11. Кебеж	0,30	-	-	0,30	0,1	0,20	Расчетным путем на основе реки-аналога	1990
12. Абакан	2,40	0,4	-	2,40	1,2	1,20		1990
13. Ангара	43,00	-	43,0		29,0	14,00	Экспертная оценка	1992 – 1994
Итого	302,44	36,4	274,29	29,15	225,81	76,63

Таблица 2 – Количество и качество затонувшей древесины в реках Иркутской области, тыс. м3

Название реки	Всего затонувшей древесины	В т.ч. древесины, замытой наносами	Породный состав		Качественный состав		Метод исследований объема и качества древесины	Годы
			листвен-ница	хвойные породы	деловая	дрова
1.Чуна-Уда	68,75	11,0	30,0	38,75	38,75	30,0	Полный учет на всем протяжении реки	1990
2. В. Бирюса	11,09	1,0	9,4	1,59	9,9	1,19		1990
3. Китой	5,5	3,5	5,05	0,4,5	3,8	1,7	На основе учета на пробных участках	1990 – 1993
4. Н. Бирюса	4,5	0,5	4,0	0,5	4,0	0,5	Расчетным путем на основе реки-аналога	-
5. М. Иреть	4,0	3,0	3,5	0,5	3,5	0,5	Экспертная оценка	1990
6. М. Белая	20,0	14,0	19,0	1,0	14,0	6,0		1990
7. Б. Белая	20,0	14,0	19,0	1,0	14,0	6,0		1990
8. Белая	15,0	10,0	12,0	3,0	8,0	7,0		1990
9. Тагул	0,07	-	0,07	-	0,07	-	Расчетным путем на основе реки-аналога	-
10. Туманшет	0,21	-	0,21	-	0,21	-		-
Итого	149,12	57,0	102,23	46,89	96,23	52,89

Таблица 3 – Гидрохимическая характеристика воды лесосплавных рек

Проведенный анализ химических свойств воды лесосплавных рек показывает, что в подавляющем числе случаев эти показатели находятся в границах действующих предельно допустимых концентраций или мало отличаются от своих значений при бытовом режиме рек. Это подтверждает, что нахождение древесины в определенных объемах не создает заметного дополнительного загрязнения воды по сравнению с естественной загрязненностью ее в данном водоеме при отсутствии лесосплава.
Влияние скопления объемов древесной массы на загрязнение водных объектов, на изменение гидрохимического состава воды проявляется в местах ее концентрации. Концентрация древесины в заливах наблюдается на всех водохранилищах ГЭС Ангаро-Енисейского региона (АЕР). Сосредоточение древесной массы в заливах происходит под воздействием природных и антропогенных факторов.
На водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС, плавающая древесная масса собрана с основной акватории и сосредоточена в устьевых участках притоков, с удержанием его с помощью лесозадерживающих запаней. В результате установки запаней на акватории водохранилища и в его заливах образовались скопления древесной массы в объеме около 1 млн. м3 (Проект берегового хранилища …, 1994). Такое размещение древесной массы улучшило условия эксплуатации ГЭС, но явилось причиной изменения качество воды в заливах. По данным исследования ученых Красноярского государственного университета качество воды в заливах ухудшилось: увеличилось содержание аммонийного азота, нитритов, фосфатов, органического вещества, фенолов. По степени загрязненности вода в заливах оценивается как «сильно загрязненная», по состоянию биоты – как «слабо-умеренно загрязненная». В то же время в открытой части водохранилища вода по состоянию биоты оценивается как «достаточно-чистая». Скопление древесной массы провоцирует создание застойных зон в заливах, благоприятных для развития сине-зеленых водорослей.
Загрязнение воды в заливах может увеличиваться также за счет выноса загрязняющих веществ с притоками. В таблице 4 показано качество воды р. Джойская-Сосновка и ее правого притока, в устьевом подтопленном участке, в которой расположена лесозадерживающая запань.
Используя критерий безвредности для биологического равновесия водоемов – отношение объемов древесины и воды (1:250) по графику (рисунок 2) можно определить зону безопасного соотношения объемов древесины для Богучанской ГЭС (БоГЭС). Расчет выполнен для полного объема водохранилища 58,2·109 м3 при отметке НПУ-208,0 м.
Поэтому, учитывая негативный опыт формирования плавающей древесины в заливе Джойская Сосновка (Саяно-Шушенская ГЭС) объемом до 1 млн. м3, где вода оценивается как «сильно загрязненная», для БоГЭС и других создаваемых водохранилищ, необходимо предусмотреть мероприятия для самых неблагоприятных условий (форс-мажорных ситуаций), как вариант – распределение древесины по заливам в небольших объемах.
Затопленные лесные ресурсы могут формировать запасы фенольных соединений. По данным работы И.Ф. Савченко и М.Н. Савченко (Савченко, 1999) древесина может дать от 0,00022 до 0,012 % фенолов. Выделение фенольных соединений зависит от многих факторов: продолжительность нахождения древесины в воде, температура воды, порода древесины и т.д.
Так, например, в Зейском водохранилище, за 24 года эксплуатации, суммарный сток фенолов составил 5 тыс. т, т.е. в среднем 208,4 т в год.
На рисунке 3 представлен расчет формируемых в водохранилище БоГЭС минимальных и максимальных объемов фенолов.

Таблица 4 – Качество вод в ручье Джойская-Сосновка (измерения 1993 г.)

Продолжение таблицы 4

Продолжение таблицы 4

Окончание таблицы 4

Рисунок 2 – Соотношение объемов древесины и воды

Рисунок 3 – Зависимость поступления фенолов от объема древесины

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Очистка водохранилищ и рек от затопленной и плавающей древесной массы представляет собой сложный технологический процесс, требующий разработки специализированного оборудования с использованием стандартного оборудования, требует изучения динамических процессов на водохранилищах, исследование переместительных операций в процессе освоения древесной массы.
Сложившаяся в большинстве регионов России непростая экологическая обстановка на водных объектах выдвинула на первый план проблемы управления, рационального использования водных
и лесных ресурсов, обеспечивающих жизнедеятельность человеческого общества, животного мира и живой природы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Борисовец, Ю.П. Освоение древесного сырья на акваториях водохранилищ Восточной Сибири и Енисейского залива / Ю.П. Борисовец. – М. : ВНИПИЭИлеспром, 1987. – 36 с.
Борисовец, Ю. П. Охрана природы при лесосплаве / Ю.П. Борисовец. – М. : ВНИПИЭИлеспром, 1988. – 20 с.
Влияние древесины на кислородный баланс водоемов : лекция для студентов спец. 1512, 0901, 0902, 0903, 0904, 0905, 0519 / В.А. Соловьев, М.Я. Гашкова, А.С. Алексеев, А.Н. Ташев. – Л. : ЛТА, 1985. – 56 с.
Гусев, А.Г. Охрана рыбохозяйственных водоемов от загрязнения / А.Г. Гусев. – М. : Пищевая пром-сть, 1975. – 368 с.
Гусев, А. Г. Рыбное хозяйство и лесосплав / А.Г. Гусев, Л.А. Лесников. – М. : Легкая и пищевая промышленность, 1983.
Корпачев, В.П. Методика прогнозирования поступления древесной массы при затоплении и эксплуатации водохранилищ ГЭС Ангаро-Енисейского региона / В.П. Корпачев, Л.И. Малинин, М.М. Чебых // Использование и восстановление ресурсов Ангаро-Енисейского региона : сб. научн. тр. Всесоюзн. научно-практ. конф. Т.II. – Красноярск, Лесосибирск, 1991. – С. 107-113.
Корпачев, В.П. Проблема загрязнения и засорения древесной массой рек и водохранилищ Ангаро-Енисейского региона / В.П. Корпачев [и др.] // Лесоэксплуатация. – 1995. – С. 7-17.
Остроумов, Н.А. Значение лесосплава в рыболовном хозяйстве северных равнинных рек / Н.А. Остроумов // Доклады АН СССР, том L41, № 1. Гидробиология, М.-Л. – 1946. – С. 87-89.
Проект берегового хранилища извлекаемого из водохранилища сырья. Саяно-Шушенская ГЭС на р. Енисей РАО «ЕЭС России АО Ленинградпроект», Санкт-Петербург, инв.№1047-8-263, 1994. – 29 с.
Савченко, И.Ф. Экология дальневосточных водохранилищ: проблемы органического загрязнения / И.Ф. Савченко, М.Н. Савченко // Экология и промышленность России. – 1999. – С. 19-23.
Фоминцев, М.Н. Лесосплав и экология: обзор. информ / М.Н. Фоминцев, Т.В. Кулешова, Ю.В. Бородин. – М.: ВНИПИЭИлеспром, 1989. – 32 с.