– один из наиболее динамичных участков в образовании водохранилищ. Интенсивные процессы формирования берегов, сложенных рыхлыми отложениями, создают значительную по размерам зону обрушения. Из-за обрушения берегов и вывала древесной и травяно-кустарниковой растительности в водохранилище будет дополнительно поступать органическое вещество, что отразится на качестве воды в водоеме.
По данным ВГПИИ «Союзэкология» сделан прогноз ежегодного поступления древесины на акваторию водохранилища БоГЭС от волновой переработки берегов (после 2-го года наполнения, при НПУ 208 м) (таблица 2.12) (Рекомендации по оценке …, 1987).
Таблица 2.12 - Прогноз ежегодного поступления древесины в водохранилище в результате берегопереработки, м3
Части водохранилища
|
Растущий лес
|
Сухостой
|
Валежник
|
Суммарный объем
|
Красноярский кр.
|
147426,5
|
2153,2
|
4457,4
|
154037,1
|
Иркутская обл.
|
17664,9
|
633,5
|
711,2
|
19009,6
|
Всего
|
165091,4
|
2786,7
|
5168,6
|
173046,7
|
Таким образом, объёмы растущего древостоя (товарного и нетоварного), планируемые под затопление без проведения лесосводки и лесоочистки, составят 9065,0 тыс. м³ и состоят из: затопленного растущего древостоя и подроста (нетоварной древесины), затапливаемого на площадях, не пройденных лесоочисткой. Объём «бесхозной» древесины, поступающей на акваторию водохранилища после проведения лесосводки и лесоочистки при заполнении его чаши до НПУ-208,0 м, оценивается дополнительно величиной 545,2 тыс. м³, и по расчетам общий запас древесно-кустарниковой растительности по представленным данным выражается величиной 9610 тыс. м³ (запасы без осуществления мероприятий по лесосводке и лесоочистке).
Величина «бесхозной» древесины представлена следующими характеристиками из которых:
порубочных остатков – 342,3 тыс. м³;
всплывающего сухостоя и валежника – 180,1 тыс. м³;
разнесённой древесины вдоль берегов р. Ангары, остатков хозпостроек, стихийных бедствий (форс-мажорных и др. причин) 19,4 тыс. м³;
выноса древесины из рек, не задействованных в лесосплаве – 3,4 тыс. м³
Объём «бесхозной» древесины, поступающей на акваторию водохранилища в течение 1-го года эксплуатации по отметке 185 м составит 268,0 тыс. м³. Он содержит массы от:
волновой переработки берегов – 133,9 тыс. м³;
лесотранспортных и лесоперевалочных работ – 10,1 тыс. м³;
отпада затопленного подтопленного леса – 122,8 тыс. м³;
рек-притоков, эксплуатируемых лесосплавом – 1,2 тыс. м³.
Объем поступления древесины на акваторию водохранилища на второй этап заполнения водохранилища по отметке 208 м составляет:
при размыве береговой полосы - 173,0 тыс. м3;
производственная деятельность предприятий 20,2 тыс. м3;
естественный отпад подтопленной древесины 66,1 тыс. м3;
стихийные бедствия 3 тыс. м3;
выноса из рек, задействованных и не задействованных в производственной деятельности 1,2 тыс. м3. Итого – 264,3 тыс. м3.
2.4. Поступление органических веществ по стадиям заполнения водохранилища
В таблице 2.11, 2.11.1 приведены запасы фитомассы деревьев и кустарников зоны затопления Богучанского водохранилища при проведении различных вариантов лесосводки и лесоочистки. Поступление органических веществ в воду водохранилища будет происходить постепенно, по мере его наполнения. В таблице 2.13 даны расчеты запасов фитомассы древесно-кустарниковой растительности, которая будет затоплена при отметке 185 м. Запасы определены по данным проведения последних лесоустроительных работ и переводных коэффициентов расчета оставляемых порубочных остатков и пней при лесосводке (СанПИН – 3907-85).
Рассматриваются варианты затопления территории без проведения лесосводки и с проведением полной лесосводки и лесоочистки, т.к. лесосводка мелководной части и спец. участков актуальна только для наполнения водохранилища до отметки НПУ 208 м. Предполагается, что территория Красноярского края подлежит затоплению на отметку 208 м, при этом отметка 185 м, которая является границей первого этапа наполнения, в расчеты не входит. При заполнении на отметку НПУ 208 м подлежат затоплению спецучастки, обозначенные для территории Красноярского края. То есть в варианте расчета учитывается зона заполнения на отметку территории Красноярского края по границе с Иркутсткой областью. На уровне заполнения 208 м в зоне заполнения на территории Красноярского края и Иркутской области затапливается 10 спецучастков.
Как следует из таблицы 2.13, на стадии заполнения водохранилища до отметки 185 м в воде будет затоплено 1852,1 тыс. тонн фитомассы древесно-кустарниковой растительности, тогда как после проведения полной лесосводки и лесоочистки под водой останется около 37% органического вещества за счет пней, корней, хвои и листвы (в таблице хвоя и листва представлена как крона).
Таблица 2.13 - Запасы фитомассы деревьев и кустарников зоны затопления Богучанского водохранилища для отметки 185 м (АСВ), тыс. тонн
Фракции по группам запасов
|
Общий запас, тыс. м3
|
Запасы древесно-кустарниковой массы в зоне затопления, тыс. тонн (АСВ)
|
Остается после полной лесоочистки, тыс. тонн (АСВ)
|
стволы
|
крона
|
корни
|
всего
|
пни
|
корни
|
всего
|
Сосна
|
952,2
|
332,5
|
85,9
|
95,4
|
513,8
|
64,7
|
95,4
|
160,1
|
Лиственница
|
509,7
|
235,9
|
109,3
|
77,9
|
423,1
|
34,6
|
77,9
|
112,5
|
Ель, пихта, кедр
|
823,6
|
282,9
|
29
|
89,5
|
401,4
|
46,1
|
89,5
|
135,6
|
Береза
|
547,8
|
226,0
|
41,5
|
134,2
|
401,7
|
32,8
|
134,2
|
167,0
|
Осина, ива др.
|
167,5
|
52,7
|
10,2
|
13,1
|
76
|
9,5
|
13,1
|
22,6
|
Ед. деревья
|
15,0
|
8,6
|
2,5
|
2,0
|
13,1
|
0,8
|
2,0
|
2,8
|
Сухостой
|
30,0
|
17,9
|
-
|
4,1
|
22
|
16,9
|
4,1
|
21
|
Кустарники
|
8,3
|
0,3
|
0,4
|
0,3
|
1
|
-
|
0,3
|
0,3
|
Всего:
|
3054,1
|
1156,8
|
278,8
|
416,5
|
1852,1
|
205,4
|
416,5
|
621,9
|
Кроме надземной древесно-кустарниковой растительности, источниками органического загрязнения, которые не удаляются при лесосводке и лесоочистке являются: живой напочвенный покров, разнотравье, мхи, лишайники, кустарнички высотой обычно до 20-30 см; лесной опад из мелких веточек, хвои, листьев, отмерших частей живого напочвенного покрова; лесная подстилка; корневые системы древесно-кустарничковых пород; гумус почв; торфяные отложения; сапропели; почвенные воды; болотные воды.
В разделе 2.2. представлены запасы фитомассы живого напочвенного покрова в лесных, луговых и болотных экосистемах, а также содержание органического вещества в лесной подстилке, почвенных горизонтах и торфяных залежах. В таблице 2.15 приведены объемы поступления органического вещества из подстилок и почвы по почвенным горизонтам. по стадиии заполнения Богучанского водохранилища – для отметоки 185 м. По проекту заполнения водохранилища отметка 185 м будет достигнута в 2010 г.. Методика расчетов выполнена по результатам приведенным в коллективной монографии (Лесные экосистемы Енисейского меридиана, Новосибирск, 2002, 358 с.).
Таблица 2.15 - Объемы поступления органического вещества из подстилок и почвы, тыс. т
Почвы
|
Горизонты
|
подстилки
|
минеральный
|
гумусово-аккумулятивный
|
185 м
|
Аллювиальные
|
243,1
|
650,2
|
3828,4
|
Дерново-подзолистые
|
210,6
|
884,5
|
4001,2
|
Дерновые и серые лесные
|
245,6
|
495,2
|
284,7
|
Подзолистые почвы
|
183,9
|
6,2
|
249,7
|
Итого:
|
883,2
|
2036,1
|
8364
|
Расчеты поступления органического вещества из затопленных торфяных болот на разных стадиях наполнения Богучанского водохранилищах основывались на площадях и мощности торфяной залежи, расположенных в разных батиметрических зонах. При наполнении водохранилища до отметки 185 м полностью уйдут под воду болотные массивы I и II батиметрических зон, общей площадью 743 га. Динамика поступления органических веществ в связи с режимом заполнения водохранилища в пусковой период дана в таблицах 2.16-2.17. По мере наполнения водохранилища изменяются объемы поступающей органики из болот, почв, наземной растительности.
Таблица 2.16 – Запасы органики в зоне затопления на разных стадиях заполнения водохранилища Богучанской ГЭС (для отметки 185 м )
Наименование
|
Стадия наполнения до отметки 185 м
|
Запасы до лесосводки
|
Остающиеся запасы после полной лесосводки
|
тыс. тонн АСВ
|
%
|
тыс. тонн АСВ
|
%
|
Древесина и кустарники (надземная масса)
| 1350,3 | 10,6 | 0 | |
Валеж
| 0,2 | 0 | 0,2 | 0 |
Порубочные остатки
| 0 | 0 | 9,5 | 0,1 |
Корни
| 416,5 | 3,3 | 416,5 | 3,6 |
Пни
| 0 | 0 | 205,4 | 1,8 |
Живой напочвенный покров
| 83,8 | 0,7 | 83,8 | 0,7 |
Лесная подстилка
| 883,3 | 7,0 | 883,3 | 7,7 |
Гумус почвы 0-30 см
| 8364,0 | 66,0 | 8364 | 72,4 |
Торф
| 1581,1 | 12,4 | 1581,1 | 13,7 |
Итого
| 12679,2 | 100 | 11543,6 | 100 |
%% остающейся органики
| | | | 91,0 |
Таблица 2.17 - Общее запасы органики в зоне затопления при подготовке ложа водохранилища Богучанской ГЭС для отметки НПУ 208 м
Наименование
|
Запасы до лесосводки
|
Запасы после лесоочистки спец. участков
|
Остающиеся запасы после полной лесосводки
|
тыс. тонн АСВ
|
%
|
тыс. тонн АСВ
|
%
|
тыс. тонн АСВ
|
%
|
Древесина и кустарники (надземная масса)
| 4084,2 | 8,3 | 1435,6 | 3,3 | 0 | 0 |
Порубочные остатки
| 0 | 0 | 1,1 | 0 | 28,8 | 0,1 |
Валеж
| 0,5 | 0 | 0,5 | 0 | 0,5 | 0 |
Корни
| 1278,7 | 2,6 | 416,5 | 1,2 | 416,5 | 1,0 |
Пни
| 0 | 0 | 69,8 | 0,1 | 538,1 | 1,2 |
Живой напочвенный покров
| 241,7 | 0,5 | 241,7 | 0,7 | 241,7 | 0,5 |
Лесная подстилка
| 7366 | 15,1 | 7366,0 | 16,3 | 7366 | 16,5 |
Гумус почвы 0-30 см
| 19672 | 40,2 | 19672,0 | 42,4 | 19672 | 44,1 |
Торф
| 16300 | 33,3 | 16300,0 | 36,0 | 16300 | 36,6 |
Итого
| 48943,1 | 100 | 45503,2 | 100 | 44563,6 | 100 |
%% остающейся органики
| | | | 99,8 | | 92,8 |
Как следует из этих таблиц, основная доля поступления органических веществ в воду приходится на почвы и торфяные болота 85-88%. Проведение лесосводки и лесоочистки принципиально не влияет на общие запасы органического вещества, поступающего в воду, т.к. вырубка стволовой древесины и сжигание сучье и ветвей уменьшит запасы затопленной органики на 6-10%.
2.5. Определение объемов поступления и динамики фенолов, других загрязняющих веществ, поступающих в водохранилище из древесины
Наибольшее значение с точки зрения выщелачивания затопленной древесины имеют экстрактивные вещества, в частности, извлекаемые водой. К ним относятся фенольные соединения (таннины, красители и др.), моносахариды, некоторые полисахариды, полиурониды, белки, алкалоиды, циклические спирты, растворимые соли и др. Смолистые соединения в воде не растворяются и соответственно не могут влиять на качество воды будущего водохранилища.
Древесина различных пород, также как и различные части индивидуального дерева, имеет неодинаковый химический состав экстрактивных веществ и, в частности, водорастворимой фракции.
При обследовании Усть-Илимского водохранилища, как аналога Богучанского, были взяты образцы плавающей древесины, чтобы определить реальную долю экстрагирования химических веществ из затапливаемой древесины (Отчет по результатам полевых работ, КНИИГиМС и ИЛ СО РАН, Красноярск, 2007).
Предположительно древесина находилась в воде с начала заполнения водохранилища около 30 лет (возможно с периодическим обсыханием при сработке). Был выполнен сравнительный анализ по методике максимального экстрагирования горячей водой свежей древесины и топляков (таблица 2.18). При этом следует иметь в виду, что методикой предусматривается измельчение древесины до опилок, что примерно на порядок увеличивает выход веществ экстрагируемых водой из древесины относительно целого ствола. Разница между получением водорастворимых веществ из свежей древесины и затопленной 30 лет назад различается на порядок при обработке образцов горячей водой и в два раза холодной. а этими показателями указывает на объем экстракции за 30 лет.
Таблица 2.18 - Водорастворимые вещества, % от АСВ
Порода
|
Свежая древесина
|
Топляки 30-летней давности
|
горячая
|
холодная (ч/з 45 дней)
|
горячая
|
холодная (ч/з 45 дней)
|
Лиственница
|
14.01-8.08
|
0.15-0.11
|
1.54-0.91
|
0.07-0.03
|
Ель
|
2.60-2.13
|
0.18-0.10
|
1.35-0.70
|
0.02-0.01
|
Сосна
|
2.57-2.20
|
0.15-0.14
|
1.04-0.59
|
0.02-0.01
| |
