Гидроэнергетические ресурсы бассейна реки Терек

УДК 551.49

ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ БАССЕЙНА РЕКИ ТЕРЕК

© 2011 г. Г.М. Гаджиев

Дагестанский государственный технический Dagestan State University,

университет, г. Махачкала Mahachkala

Приведены результаты исследований потенциальных гидроэнергетических ресурсов рек бассейна Терек. В исследованиях особое внимание обращено на детальное изучение природных условий территории, определяющих формирование водной энергии, ее количественные и качественные показатели. Приводится гидроэнергетический потенциал бассейна реки Терек, возможность эффективного освоения этих ресурсов путем сооружения средних и малых по мощности гидроэлектростанций.

Ключевые слова: гидроэнергетический потенциал; река Терек; эффективное освоение ресурсов; гидроэлектростанция.

The results of studies of hydropower engineering resources potential for the rivers of the Terek basin are presented. Special attention is given to the detailed study of territorial natural conditions that determine generating of water power, its quantitative and qualitative indices. The hydropower potential of the Terek River basin and the ability to effective exploitation of these resources through the construction of medium and small-capacity hydropower plants is given.

Keywords: hydropower potential; Terek River; effective exploitation of these resources; hydropower plants is given.

Одним из важных условий обеспечения экономического роста и успешного развития территории является эффективность развития энергетики. Приоритетным направлением развития регионов Северо-Кавказского федерального округа в соответствии со «Стратегией развития СевероКавказского федерального округа до 2025 года» станет электроэнергетика. Развитие энергетического потенциала даст округу инвестиции и рабочие места. Одним из реальных путей решения этой задачи является вовлечение в энергобаланс местных гидроэнергетических ресурсов.

Северный Кавказ является одним из районов России, где сосредоточены значительные запасы гидроэнергетических ресурсов и природные условия для их использования достаточно благоприятны.

Необходимо отметить, что имеющиеся здесь гидроэнергетические ресурсы горных рек были изучены слабо. Сведения о них [1] носили выборочный характер и не могли быть использованы в практических целях.

В последние годы на страницах печати поднимается вопрос о необходимости уточнения гидроэнергетического потенциала страны. Водное хозяйство и топливно-энергетический комплекс являются динамичными элементами экономики, и за последние годы значительно изменились как

экономически выгодная часть потенциала рек, так и размеры его самого вместе с распределением по стране. Необходимо произвести уточнение водно-энергетического кадастра и схем использования рек России. Для этого следует использовать современные методы пространственного анализа на базе ГИС-технологий, что позволит решать задачи накопления, хранения, обновления, анализа гидрологической, гидрогеологической и инженерно-геологической информации [2]. Новейшие пространственно-информационные ГИС, обладая способностью обрабатывать такую информацию, позволяют строить прогнозные модели, создавать сценарии возможных ситуаций для быстрого и научно обоснованного принятия управленческих решений по строительству гидроэлектростанций.

Большие усилия в исследования гидроэнергетических ресурсов республик Северного Кавказа вложил Дагестанский государственный технический университет [3—5]. В настоящее время эти работы продолжаются с применением современных методов работы с картографическими материалами — геоинформационных систем (ГИС) [6].

В исследованиях особое внимание было обращено на детальное изучение природных условий территории, определяющих формирование водной

энергии, ее количественные и качественные показатели.

Основной водной артерией Северного Кавказа является река Терек, которая играет ключевую роль в экономике семи субъектов Российской Федерации. Ее длина 623 км, площадь водосбора — 43200 км2, полное падение — 3228 м. Зона водохозяйственного влияния реки Терек значительно выходит за пределы границ бассейна и охватывает территорию площадью 90 тыс. км2. Водные ресурсы бассейна р. Терек в естественных границах в замыкающем водосбор створе (г/пост Степное) оцениваются в средний год — 11,0 км3, среднема-ловодный год 75 %-й обеспеченности — 10,1 км3 и маловодный год 95 %-й обеспеченности — 9,0 км3. На территории бассейна имеется более 25 тыс. рек. Речная сеть наиболее развита в горных районах и слабее на равнинных участках. Сток рек неравномерен и меняется в зависимости от времени года. Большинство рек региона относится к горному типу. Водный режим характеризуется растянутым летним половодьем— с конца марта по сентябрь, что является следствием смешанного (ледникового и дождевого) питания.

Водные ресурсы р. Терек используются для целей гидроэнергетики, коммунального и промышленного водоснабжения, орошения земель и рыбного хозяйства. Основными водопользователями в бассейне являются сельское хозяйство, располагающее свыше 700 тыс. га орошаемых земель, жилищно-коммунальное хозяйство, потребляющее 10 %, а также рыбное хозяйство, использующее более 15 % воды. Не менее важной и перспективной отраслью экономики является гидроэнергетика.

Освоение гидроэнергетического потенциала позволит значительно смягчить нарастающую напряженность топливно-энергетического баланса. Укажем, что в бассейне реки Терек гидроэнергетика развивается как элемент водохозяйственного комплекса, в котором ведущей отраслью является орошение. К использованию же гидроэнергетических ресурсов внимание было ослаблено.

Территория бассейна в природном отношении является весьма сложной, где наряду с высокими горными цепями, возвышающимися более чем на 4000 м, имеются обширные низменности, частично расположенные ниже уровня моря. Перепад высот на территории достигает более 4500 м. Климат отличается большим разнообразием. Здесь имеют место все переходные типы климата: от засушливого в северных районах, в зоне полупустыни и до холодного влажного в южной высокогорной зоне. Характерна также четко выраженная зависимость климата от высоты местности. Равнинная территория, где испарение превышает осадки, лишена поверхностного стока, следовательно, и речной сети.

Использование данных опорной сети гидрометеорологической службы, накопленных за весь период наблюдений за гидрологическим режимом, способствовало уточнению расходов крупных и средних рек. Для рек, не имеющих гидрологических наблюдений, расходы воды определены по выявленным локальным связям между среднемного-летним стоком и средней высотой водосборов рек-аналогов.

Реки, при определении энергетических ресурсов, были сгруппированы на две учетные категории в зависимости от их экономического значения и полноты исходных данных, необходимых для выбора методов учета. Энергия основных рек длиной более 10 км исчислена по линейному методу, а мелких рек обобщенно по методу «средней реки» [7].

Наши исследования показали, что бассейн реки Терек располагает весьма значительным потенциалом гидроэнергетических ресурсов. Теоретический потенциал на территории Российской Федерации составляет 47,3 ТВт.ч, технически доступная его часть оценивается в 24,0 ТВт.ч, а экономический потенциал в 12,2 ТВт.ч, из которых действующими и строящимися ГЭС будет освоено 1,1 ТВт.ч. В разрезе республик этот потенциал показан в табл 1.

Таблица 1

Субъект федерации

Гидроэнергетический потенциал, ТВт ч

теоретический

технический

экономический

Республика Северная Осетия-Алания

Кабардино-Балкария Республика Чеченская Республика Республика Ингушетия Республика Дагестан Ставропольский край_

13,80

18,73 10,31 2,54 1,71 0,21

7,44

10,02 4,80 1,72

4,14

4,68 2,58 0,80

Итого

47,30

23,98

12,20

Гидроэнергетический потенциал рек бассейна Терека в разрезе субъектов

Российской Федерации

Для практического использования гидроэнергетических ресурсов важным является максимальная концентрация энергии в отдельный реках и их участках (табл. 2).

Более 70 % потенциальной энергии сосредоточены в пятнадцати водотоках, средняя удельная мощность их превышает 1800 кВт/км. На отдельных участках наиболее крупных рек удельная мощность достигает высоких показателей: Черек Балкарский — 9030, Терек — 8872, Аргун — 8431, Чегем-1 — 7113, Ардон — 7011, Баксан — 4698, Черек — 4577, Урух — 4431 кВт/км. Высокую среднюю удельную мощность (кВт/км) имеют и малые реки: Айгамуга (1644), Геналдон (1395), Цейдон (2271), Билягидон (1699), Караугом (1417), Садон (1237), Сардидон (1354) в Республике Северная Осетия—Алания, Кериго (1127), Майстыхи (1542) в Чеченской Республике, Чай-нашки (2253), Адырсу (1390), Рцывашки (1582), Думала (1634), Тютюсу (1483) в Кабардино-Балкарии.

В настоящее время в бассейне реки Терек действует 10 гидроэлектростанций с суммарной мощностью 108,2 тыс. кВт и годовой выработкой 509 млн кВт-ч электроэнергии. Наиболее крупные из них Эзминская и Гизельдонская ГЭС в Республике Северная Осетия—Алания и Баксанская в Кабардино-Балкарской Республике. Ведется строительство Зарамагских ГЭС (Головной и №1) с суммарной установленной мощностью 352 тыс. кВт и годовой выработкой электроэнергии 812 млн кВт-ч в Республике Северная Осетия-Алания и каскада Нижне-Черекских ГЭС (Советская и Аушигерская) с суммарной установленной мощностью 120 тыс. кВт

и годовой выработкой электроэнергии 453 млн кВт.ч в Кабардино-Балкарской Республике и малых ГЭС.

Проведенные на территории бассейна р. Терек исследования с детальным изучением природных условий, использованием обновленных топографических и гидрологических исходныгх данныгх, а также с применением наиболее приемлемых методов расчетов позволили получить достаточно достоверную характеристику гидроэнергетических ресурсов в бассейне Терека. Использование геоинформационных технологий и методов математического моделирования могут служить хорошим инструментом для решения поставленной задачи. Вычисленные с применением геоинформационных систем значения сравнивались с имеющимися данными. После проведения расчетов оказалось, что значения, определенные с помощью ГИС и полученные ранее по стандартным методикам, хорошо согласуются.

Абсолютные размеры потенциальных запасов гидроэнергетических ресурсов бассейна р. Терек, высокая концентрация их в отдельных водотоках определяют возможность эффективного освоения этих ресурсов путем сооружения крупный, средних и малых по мощности гидроэлектростанций. Одновременно будут решены чрезвычайно важные для этого района вопросы комплексного использования водных ресурсов. При этом необходимо отметить, что потенциал экономически приемлемых крупныгх ГЭС в бассейне Терека исчерпан. Более перспективным является строительство ГЭС средней и, в основном, малой мощности.

Таблица 2

Наиболее мощные реки в бассейне реки Терек

Река Длина, Потенциальная мощность, тыс. кВт Удельная

км мощность, кВт/км

Терек 562,7 1025,0 1822

Баксан 166,6 395,6 2375

Ардон 98,0 317,7 3242

Аргун 125,4 308,8 2463

Урух 104,0 298,0 2865

Малка 211,1 254,0 1203

Черек Балкарский 55,9 227,6 4072

Черек 71,5 212,8 2976

Чегем I 105,2 176,7 1680

Асса 112,5 154,0 1369

Шаро Аргун 88,0 149,8 1702

Черек Хуламский 46,2 134,7 2916

Фиагдон 74,8 102,5 1370

Сунжа 249,0 84,0 337

Гизельдон 84,0 72,9 868

Итого 2154,9 3914,1 1816

Литература

1. Энергетические ресурсы СССР. Гидроэнергетические ресурсы / под ред. А. Н. Вознесенского. М., 1967. 599 с.

2. Геоинформатика / Е. Г. Капралов [и др.]; под ред. В. С. Тикунова. М., 2005. 480 с.

3. Муслимов В. X. Гидроэнергетические ресурсы Дагестанской АССР. Махачкала, 1972. 212 с.

4. Гидроэнергетические ресурсы Республики Северная Осетия-Алания / М. К. Гаджиев [и др.]. Влади-

Поступила в редакцию

кавказ, 2000. 198 с.

5. Водные ресурсы Чеченской Республики: состояние и проблемы / Курбанчиев Г. С. [и др.]. Ростов н/ Д, 2006. 296 с.

6. Гаджиев Г. М. Геоинформационные технологии в малой гидроэнергетике // Вестн. Дагестанского государственного технического университета. Техн. науки. 2006. № 6. С. 154-156.

7. Григорьев С. В. Потенциальные энергоресурсы малых рек СССР. Л., 1946. 86 с.

12 ноября 2010 г.

Гаджиев Гаджияв Магомедович — аспирант, инженер, Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала.

Gadgiev Gadgiyav Magomedovich — post-graduate student, engineer, Dagestan State Technical University, Mahachkala.