Проблемы проектирования лесосводки и лесоочистки лож водохранилищ ГЭС Сибири

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

3. Petukhov, I.V Metodologicheskiye osnovy otsenki profprigodnosti operatora ergaticheskikh sistem [Methodological basis for assessing proficiency operator ergonomics systems]. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya. 2013. № 2; URL: http://www.science-education.ru/108-8581 (data obrashcheniya: 13.03.2013).

4. Syunev V.S., Sokolov A. P., Seliverstov A.A., Konovalov A.P., Katarov V.K., Gerasimov Yu.Yu., Vyalkkyu E., Karvinen S. Analizpotrebnosti v obuchenii operatorov lesozagotovitelnykh mashin [Analysis of the training needs of operators of harvesting machines]. METLA, 2008, pp. 9

5. Teryayev, Ye. D., Petrin K.V, Filimonov A.B., Filimonov N.B. Sovremennyye problemy avtomatizatsii i intellektualizatsii ergaticheskikh sistem upravleniya podvizhnymi obyektami [Modern problems of automation and intellectualization ergonomics systems of mobile objects]. Monografiya «Intellektualnyye sistemy upravleniya» pod red. akad. S.N. Vasilyeva. - Moscow. Mashinostroyeniye, 2010. - pp. 84-95.

6. Kotyuzhanskiy L.A. Vychisleniye karty glubiny stereoizobrazheniya na graficheskom protsessore v realnom vremeni [Calculation of the depth mapstereo graphic processor in real-time]. Fundamentalnyye issledovaniya. - 2012. - № 6 (part 2). - pp. 444-449.

7. Shirnin, Yu.A., Rukomoynikov K.P., Rozhentsova N.I., Shirnin A.Yu. Obosnovaniye tekhnologicheskikhparametrov lesosek i rezhimov raboty lesozagotovitelnykh mashin: uchebnoye posobiye [Substantiation of technological parameters of cutting areas and modes of harvesting machines : Tutorial]. - Yoshkar-Ola: Mari State Technical University, 2009. - 172 p.

ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОСВОДКИ И ЛЕСООЧИСТКИ ЛОЖ ВОДОХРАНИЛИЩ ГЭС СИБИРИ

B. П. КОРПАЧЕВ, проф. каф. использования водных ресурсов сибгТУ, канд. техн. наук,

А.И. ПЕРЕЖИЛИН, доц. каф использования водных ресурсов,

А.А. АНДРИЯС, доц. каф. использования водных ресурсов СибГТУ, канд. техн. наук,

C. М. СЛАДИКОВА, доц. каф. использования водных ресурсов СибГТУ

ivr@sibgtu.ru, alexpr 1982@mail.ru, andriyas@mail.ru ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»,

660049, г. Красноярск, пр-т Мира, д. 82

В данной статье авторы попытались обобщить огромный теоретический и практический потенциал информации, накопленный за годы исследований данной проблемы. Исходным материалом послужил огромный банк данных, собранных в результате натурных обследований уже построенных и создаваемых водохранилищ, опыт проектирования и проведения работ по подготовке лож к затоплению.

Ключевые слова: ложе водохранилища, лесосводка, лесоочистка, проблемы

Крупнейшие гидроэлектростанции Сибири, построенные в лесопокрытой зоне с запасами древесины до 500 м3/га, стали мощными источниками активного воздействия на окружающую природную среду. И теперь «наука» поставлена перед необходимостью бороться с последствиями загрязнения и засорения водохранилищ и рек, поскольку не были своевременно устранены причины, обусловившие эти неблагоприятные последствия.

Устранить все негативные последствия возведения водохранилищ ГЭС на окружающую среду, наиболее полно рассмотренные в работе [1], практически невозможно.

Однако еще на раннем этапе (стадия проекта) возможно и необходимо предусмотреть пре-

дупредительные и компенсационные мероприятия.

Основным нормативным документом, устанавливающим основные требования к проектированию, строительству и эксплуатации водохранилищ с целью обеспечения качества воды в них, соответствующего требованиям водно-санитарного законодательства, является СанПиН 3907- 85, согласно которым одним из основных мероприятий по подготовке ложа водохранилища является санитарная подготовка территории затопления, включающая:

- санитарную очистку территорий населенных пунктов, предприятий, зданий и сооружений, подлежащих выносу, а также мест массивного загрязнения;

24

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

Таблица 1

Таксационные показатели древесно-кустарниковой растительности

Показатель Ложе в г раницах Всего

Красноярского края Иркутской области

Площадь, тыс. га: затапливаемых земель; 138,1 16,9 154,9

покрытая лесной растительностью; 108,5 14,1 122,6

товарных насаждений; 31,6 6,0 37,6

спецучастков 16,2 0,5 16,7

Общий запас, млн. м3: древесно-кустарниковой растительности; 8,2 1,4 9,6

товарных насаждений 4,4 0,9 5,3

Средний запас товарных насаждений, м3/га 139 150 141

Средний состав товарных насаждений 3Л2С2Е2Б1Ос+П,К 3С2Л3Е2Б+К,П,Ос

Примечание: в скобках приведены значения для 1974 г. по [3]; к товарным отнесены древостой с диамет-

Для водохранилища с коэффициентом водообмена менее 6, а также для водохранилищ емкостью до 10 млн. м3 лесосводка и лесоочистка обязательны на всей затапливаемой территории; лесосводка и лесоочистка обязательны также в пределах санитарных зон существующих и вновь создаваемых населенных пунктов. При этом древесные и порубочные остатки, если они не могут быть использованы или вывезены, сжигаются на месте без оставления недо-жогов [2].

Опыт строительства и эксплуатации водохранилищ ГЭС Сибири показал, что ни на одном водохранилище не были выполнены работы по лесосводке и лесоочистке в плановых объемах [1] ввиду разного рода возникающих проблем. В качестве примера рассмотрим основные проблемы, возникающие при проектировании мероприятий по подготовке ложа водохранилища строящейся Богучанской ГЭС (БоГЭС), замыкающей Ангарский каскад (рисунок).

По результатам лесоинвентаризации, выполненной филиалом ФГУП «Рослесин-форг» «Востсиблеспроект» в 2007 году, при общем запасе древесно-кустарниковой растительности 9559,2 тыс. м3 удельный вес товарных насаждений в зоне затопления составляет

55,3 %. Преобладают хвойные товарные насаждения (до 70 % запаса древесины). Сводные таксационные показатели древесно-кустарниковой растительности (по состоянию на

ром на высоте груди > 16 см и запасом > 60 м3/га.

- очистку от древесной и кустарниковой растительности;

- мероприятия в местах захоронений;

- подготовку прибрежных участков водохранилищ около населенных пунктов - санитарных зон.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

25

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

01.01.2008 г.) в зоне затопления строящейся БоГЭС приведены в табл. 1 [1].

В период с 1981 по 1987 гг. в зоне затопления БоГЭС в порядке лесосводки на территории Кежемского района Красноярского края предприятием К-100 было вырублено 6,2 млн м3 товарной древесины [4]. На территории Иркутской области лесосводка не проводилась.

К моменту проведения повторной лесосводки и лесоочистки ранее очищенные площади вновь заросли древесно-кустарниковой растительностью, что создает определенные трудности при производстве работ и ведет к удорожанию сметы ГЭС.

Казалось бы, заблаговременное проведение лесосводки сократит расчетный годовой объем вырубки леса и позволит не создавать значительные мощности лесозаготовительных предприятий, не используемые в дальнейшем. Однако заблаговременные работы осложняются следующими обстоятельствами [5]:

- в пределах ложа будущего водохранилища находятся водоохранные зоны, в которых рубка леса запрещена, поэтому границы зоны затопления отбиваются в натуре и разрешение на вырубку древесины дается только после утверждения технического проекта и сроков строительства;

- на продолжительность работ влияют сроки строительства гидроузла, а также природно-климатические и лесорастительные условия района;

- в основном гидротехнические сооружения проектируются в малонаселенных районах, где отсутствуют потребители таких объемов древесины и нет транспортных путей для транспортировки ее в другие регионы страны;

- по сравнению с обычными лесозаготовками требуют повышенных капиталовложений на 1 м3 вырубаемой древесины. В то же время, как правило, в зонах затопления произрастают низкосортные насаждения, и поэтому отпускная стоимость заготовленной древесины оказывается ниже, а работы - менее рентабельными.

При планировании работ по подготовке ложа имеются свои особенности.

Постепенное наполнение водохранилища в течение нескольких лет вызывает необходимость перемещения нижних складов, рейдов и лесоперевалочных баз, что, как правило, требует строительства дополнительных подъездных дорог и переустройства коммуникаций. Рейды в связи с изменением отметок водохранилища подлежат переносу на значительные расстояния, а перебазирование приходится выполнять в сжатые сроки и без перерыва в работе по лесоэксплуатации. Наполнение водохранилища в течение навигационного сезона требует перемещения лесосплавных рейдов и изменения технологии работ на нижних складах и лесоперевалочных базах.

Поскольку из зоны затопления древесину вывозят преимущественно по зимним автодорогам или непосредственно тракторами к сплавным путям, наиболее рационально проводить лесосводку в зимнее время, а лесоочистку - в летнее или осеннее время при отсутствии снежного покрова (за исключением болот), особенно на участках, требующих срезки пней заподлицо с землей или корчевки. Однако это в значительной мере зависит от отношений объема работ по лесосводке и лесоочистке.

Применяемые при лесосводке и лесоочистке технологии работ и механизмы мало чем отличаются от используемых для ведения лесозаготовительных работ в обычных условиях [5]. При этом следует отметить, что на территории ложа будущих водохранилищ, как правило, имеются неблагоприятные топографические и геологические условия. Подлежащая вырубке древесина расположена отдельными куртинами либо узкими полосами. В лесосводку вовлекаются не только спелые и перестойные древостои, но и все деревья, имеющие на высоте груди диаметр от 8 см и запас от 10 м3/га [6]. Поэтому получаемая при лесосводке древесина имеет более низкое качество, чем при обычных лесозаготовках. Следовательно, применение на лесосводке новых высокопроизводительных машин (харвестеры, валочно-пакетирующие машины, скиддеры и др.) в настоящее время не

26

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

Таблица 2

Основные технико-экономические показатели проведения лесосводки в зоне затопления БоГЭС

Показатель Единица измерения Проект

1976 г. 2008 г.

Площадь, покрытая лесной растительностью тыс. га 126,5 122,6

в том числе площадь с товарными запасами тыс. га 78,6 37,6

Общий запас лесонасаждений млн м3 13,5 9,6

в том числе запас товарных насаждений млн м3 12,8 5,3

Запас товарных насаждений, подлежащих лесосводке (включенных в расчет) млн м3 12,1 4,7

Средний ликвидный запас на 1 га площади товарных насаждений м3/га 134 120

Средний объем хлыста м3 0,30- 0,39 0,30- 0,39

Средний состав товарных насаждений 4С3Л1Е2Б 3Л2С2Е2Б1Ос+П,К

Продолжительность лесосводки лет 8 4

Количество работающих чел. 2338 1836

Способ организации работ создание леспромхозов подрядный способ

Получаемая продукция хлысты сортименты

Транспорт леса водный, сухопутный сухопутный

Объем строительства грунтовых дорог км 725,3 541,0

Затраты на реализацию проекта

Примечание: * - на основе методических и нормативных документов ценообразования (в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации) сметно-нормативной базой в строительстве используется базисный уровень цен 2001 г. с последующим пересчетом в текущий (прогнозный) уровень цен по соответствующим индексам изменения [8].

может быть рекомендовано, так как они не дадут значительного эффекта и их целесообразней использовать в лесных массивах с более качественными насаждениями.

Технико-экономические показатели проведения лесосводки ложа водохранилища БоГЭС (табл. 2), рассчитанные ФГБОУ ВПО «СибГТУ» и ФГУП «Рослесинфорг» «Востсиблеспроект», показывают, что заготовка товарной древесины и вывозка ее потребителям убыточна [7] (себестоимость 3 тыс. руб./м3, при средней по региону цене реализации 1 тыс. руб./м3) и обусловлена следующими причинами.

1. Работы должны производиться по обоим берегам р. Ангара и ее притоков узкими полосами в условиях сильно пересеченного рельефа и бездорожья, что приводит к снижению производительности труда, вызывает необходимость строительства и содержания автомобильных дорог значительной протяженности, в связи с чем удельный объем осваиваемой древесины на 1 км дороги в

несколько раз ниже, чем в обычных условиях лесозаготовок.

2. Протяженность фронта работ только по основному руслу реки Ангара составляет 375 км, что значительно усложняет заготовку и вывозку товарной древесины к пунктам потребления и ведет к удорожанию работ.

3. Разбросанность объемов деловой древесины по всей площади ложа водохранилища и слабо развитая сеть дорог круглогодичного пользования вызывает необходимость строительства и содержания дополнительных дорог для доставки рабочих, техники и ГСМ к месту работы и вывозки деловой древесины.

4. Дефицит рабочих кадров в Ке-жемском и Усть-Илимском районах, а также удаленность мест проведения работ от населенных пунктов вызывают необходимость организации работ вахтовым методом с проживанием персонала во временных вахтовых поселках, что влечет значительное увеличе-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

27

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

ние затрат на содержание вахтовых поселков и оплату вахтовому персоналу.

5. Так как первичная лесосводка в ложе водохранилища БоГЭС была проведена более 25 лет назад, то в настоящее время в зоне затопления преобладают молодняки и средневозрастные насаждения, занимающие до 50 % от общей площади насаждений, а на спелые и перестойные приходится не более 20 %.

6. В Кежемском районе, на долю которого приходится 90 % территории зоны затопления, весьма ограничен сбыт древесины. Поэтому вместо планируемой в 1976 г. хлыстовой вывозки проектом 2008 г. предусмотрена вывозка сортиментами, что обусловлено изменившимися условиями сбыта древесины - в основном пользуется спросом пиловочник хвойных пород, при этом другие сортименты не находят сбыта (лиственная деловая и вся дровяная древесина не смогут быть реализованы).

В связи с убыточностью лесосводки был принят вариант подготовки ложа водохранилища БоГЭС к затоплению с отказом от лесосводки, но с обязательным проведением лесоочистки участков специального назначения (спецучастков) [9] в соответствии с требованиями технических условий [3] и СанПиН 3907-85. При этом под затопление будет оставлено около 10,3 млн. м3 древесины (9,1 млн. м3 сырорастущей древесно-кустарниковой растительности и 1,2 млн. м3 сухостоя и захламленности).

Имеющийся опыт проектирования лесосводки и лесоочистки в ложах водохранилщ позволяет сделать вывод о том, что проведение работ по очистке зон затопления ГЭС, проектируемых в условиях Сибири, требует значительных материальных затрат, которые не могут быть компенсированы реализацией заготовленной при этом древесины (что еще раз наглядно доказывают приведенные технико-экономические показатели по БоГЭС). Отказ от проведения лесосводки позволит снизить объем выполняемых работ и затраты на их организацию.

Стоит отметить, что по материалам

[10] проведение лесосводки в ложе водо-

хранилища БоГЭС не вызвано экологической необходимостью, так как отказ от нее и затопление товарных насаждений (составляющих всего 7 % от общего объема органических веществ) не окажут решающего влияния на качество воды в водохранилище. Основным источником засорения водохранилища являются не оставляемая под затопление древесина, а лесная подстилка, гумус и торф [4].

Библиографический список

1. Корпачев, В.П. Проблемы засорения водохранилищ ГЭС Сибири древесной массой: монография / В.П. Корпачев, А.И. Пережилин, А.А. Андрияс.

- Красноярск: СибГТУ 2010. - 114 с.

2. СанПиН 3907- 85. Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ. Утв. заместителем Главного государственного врача СССР 01.07.1985 г.

3. Богучанская ГЭС на реке Ангаре: Технический проект. Т. III. Водохранилище и охрана окружающей среды. Кн. 1 Водохранилище. - М.: Гидропроект, 1976. - 219 с.

4. Разработка прогноза засорения и загрязнения водохранилища Богучанской ГЭС древесной массой и органическими веществами, комплекса предложений по очистке водохранилища от древесной массы: отчет о НИР, рук. В.П. Корпачев. - Красноярск, СибГТУ - 2006. - 85 с.

5. Корпачев, В.П. Технологии и технические средства подготовки лож водохранилищ под затопление: учебное пособие для студентов вузов специальности 250401 всех форм обучения / В.П. Корпачев, А.И. Пережилин, А.А. Андрияс, И.В. Губин.

- Красноярск: СибГТУ, 2009. - 136 с.

6. Инструкция по инвентаризации древесной и кустарниковой растительности в зонах затопления водохранилища. Утв. приказом Госкомитета СССР по лесному хозяйству № 14 от 04.02.1988 г.

7. Скудин, В.М. Особенности лесосводки зоны затопления Богучанской ГЭС / В.М. Скудин, К.И. Распопин, В.П. Корпачев // Лесная таксация и лесоустройство. - 2010. - № 1 (43). - С. 135-141.

8. МДС 81- 35.2004. Методика определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации. Утв. постановлением Госстроя России от 05.03.2004 г. № 15/1.

9. Протокол совещания у заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Козака Д.Н. № ДК- П9- 141пр от 22.11.2010 г.

10. Прогноз качества воды в водохранилище и в нижнем бьефе Богучанской ГЭС. - Красноярск- Хабаровск: ИЛ СО РАН- ИВЭП ДВО РАН, 2009. -187 с.

28

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

PROBLEMS OF DESIGNING OF FOREST CUTTING AND CLEARANCE IN THE RESERVOIR FLOORS HPS OF SIBERIA

Korpachyov VP.

ivr@sibgtu.ru, AlexPr_1982@mail.ru, andriyas@mail.ru Siberian state technological university, Krasnoyarsk, Russia

In this article, the authors attempted to synthesize vast theoretical and practical capacity of the information accumulated over the years of research the problem. Source material served as a huge bank of data collected from field surveys have been built and created reservoirs, experience in designing and conducting work on preparation reservoir floors to flooding.

Key words: reservoir floor, forest cutting, forest clearance, problems

References

1. Korpachev V.P., Perezhilin A.I., Andrijas A.A. Problemy zasorenija vodohranilishh GJeS Sibiri drevesnoj massoj: monografija [Clogging problems hydroelectric reservoirs Siberia wood pulp : monograph]. Krasnoyarsk. SibGTU, 2010. 114 p.

2. SanPiN 3907- 85. Sanitarnyepravilaproektirovanija, stroitel’stva i jekspluatacii vodohranilishh. Utv. zamestitelem Glavnogo gosudarstvennogo vracha SSSR 01.07.1985 g. [SanPin 3907- 85 . Sanitary rules of design, construction and operation of reservoirs. Approved. Deputy Chief Medical Officer of the USSR 01.07.1985].

3. Boguchanskaja GJeS na reke Angare: Tehnicheskij proekt. T. III. Vodohranilishhe i ohrana okruzhajushhej sredy. Kn. 1 Vodohranilishhe [Boguchanskaya HPP on the Angara River : Technical project . T III. Reservoir and the environment . Book. 1 Reservoir]. Moscow. Hydroproject, 1976. 219 p.

4. Razrabotka prognoza zasorenija i zagrjaznenija vodohranilishha Boguchanskoj GJeS drevesnoj massoj i organicheskimi veshhestvami, kompleksa predlozhenij po ochistke vodohranilishha ot drevesnoj massy: otchet o NIR [Development forecast contamination and pollution of the reservoir Boguchanskaya HPP wood pulp and organic substances, a set of proposals to clean the reservoir from wood pulp: research report, hands. VP Korpachev]. Krasnoyarsk, SibGTU. 2006. 85 p.

5. Korpachev V.P., Perezhilin A.I., Andrijas A.A., Gubin I.V Tehnologii i tehnicheskie sredstva podgotovki lozh vodohranilishh pod zatoplenie: uchebnoe posobie dlja studentov vuzov special’nosti 250401 vseh form obuchenija [Technologies and means of preparation lies reservoirs under flooding: a textbook for students majoring 250401 all forms of training]. Krasnoyarsk, SibGTU, 2009. 136 p.

6. Instrukcija po inventarizacii drevesnoj i kustarnikovoj rastitel’nosti v zonah zatoplenija vodohranilishha. Utv. prikazom Goskomiteta SSSR po lesnomu hozjajstvu № 14 ot 04.02.1988 g. [Instructions inventory of tree and shrub vegetation in the flooded areas of the reservoir. Approved . Order of the USSR State Committee on Forestry number 14 from 04.02.1988].

7. Skudin V.M., Raspopin K.I., Korpachev V.P. Osobennosti lesosvodki zony zatoplenija Boguchanskoj GJeS [Features lesosvodki flood zone Boguchanskaya HPP]. Lesnaja taksacija i lesoustrojstvo [Forest inventory and forest management]. 2010. № 1 (43). pp. 135- 141.

8. MDS 81- 35.2004. Metodika opredelenija stoimosti stroitel’noj produkcii na territorii Rossijskoj Federacii. Utv. postanovleniem Gosstroja Rossii ot 05.03.2004 g. № 15/1. [MDS 81- 35.2004. Methods of determining the cost of construction products in the Russian Federation . Approved . Resolution of the Construction Committee of Russia from 05.03.2004, № 15/1.].

9. Protokol soveshhanija u zamestitelja Predsedatelja Pravitel’stva Rossijskoj Federacii Kozaka D.N. № DK- P9-141pr ot 22.11.2010 g. [Minutes of the meeting with the Deputy Prime Minister Kozak DN Number DK- P9- 141pr from 22.11.2010].

10. Prognoz kachestva vody v vodohranilishhe i v nizhnem b’efe Boguchanskoj GJeS [Prediction of water quality in the reservoir and downstream Boguchanskaya HPP]. Krasnoyarsk- Khabarovsk: IL - IWEP SB RAS FEB RAS, 2009. 187 p.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

29