Плотина ГЭС как оружие: реальное и виртуальное

Алексей Василюк, Евгений Симонов

Плотинные ГЭС – это объекты повышенной опасности и в военное, и в мирное время. Сегодня основное внимание в Украине привлечено к днепровскому каскаду из водохранилищ которого получают воду две трети населения страны. Прорыв хотя бы одной из плотин каскада может привести к гуманитарной катастрофе, гибели людей и масштабным разрушениям. В этой статье мы постараемся проанализировать «военную» составляющую рисков гидроэнергетики.

Крупные ГЭС Украины

В Украине на сегодняшний день построено десять крупных плотинных гидроэлектростанций, включая днепровский каскад из шести плотин, ГЭС на Южном Буге, на Днестре и на Теребле (общей установленной мощностью 4730 МВт), а также три гидроаккумулирующие электростанции – ГАЭС (мощностью 1487 МВт). Хотя все эти станции составляют лишь 11% от мощностей электроэнергетики, они важны для энергосистемы как источник маневренной мощности для покрытия пиковых нагрузок.

Судя по материалам конференции по восстановлению Украины в Лугано, гидроэнергетика пока понесла в ходе войны наименьшие потери из всех видов электрогенерации и только 7% ее мощностей контролируются российскими оккупантами. Прежде всего это Каховская ГЭС, где сейчас работают только три турбины из шести. ЧАО «Укргидроэнерго» уже подало иск в Европейский суд по правам человека (ЕСПЧ) против Российской Федерации о компенсации ущерба за разрушение двух агрегатов Каховской ГЭС и недостроенной ветровой электростанции на острове Змеиный на сумму в 17 миллиардов гривен.

Еще одна ГЭС на реке Оскол, мощностью 4 МВт, была подорвана, чтобы замедлить наступление российской армии на Харьков, а сейчас снова находится на контролируемой Украиной территории. К сожалению, разрушение плотины именно этой небольшой ГЭС стало очень значимо для населения Восточной Украины, так как благодаря Оскольскому водохранилищу поддерживалось стабильное водоснабжение всего региона Донбасса.

Несмотря на относительно «незначительные» на сегодня потери, не следует делать вывод, что гидроэлектростанции являются самым безотказным способом получения электроэнергии в военное время. Плотины и дамбы использовались в качестве оружия массового поражения на протяжении всей мировой истории, иногда с ужасающими последствиями, сравнимыми с результатом атомных ударов или ковровых бомбардировок.

История далекая и близкая

Самым разрушительным вызванным войной наводнением в истории стало разрушение дамб на реке Хуанхэ в ходе Второй японо-китайской войны 9 июня 1938 года. Тогда река устремилась в старое русло, затопив 70 000 квадратных километров и лишив жизни от 500 до 800 тысяч мирных сельских жителей. Еще три миллиона стали беженцами. Генерал Чан Кайши хотел по примеру гидравлических воителей древности отрезать коммуникации армии противника, но это ему не удалось, и его новая столица Ухань пала через три месяца.

В мирное время самой трагической аварией стало разрушение наводнением плотины Баньцяо в китайской провинции Хэнань в 1975 году. Вода из прорвавшегося водохранилища Баньцяо снесла 62 плотины ниже по течению. Всего в результате наводнения погибло 26 тысяч человек, еще 145 тысяч погибло из-за голода и эпидемий, вызванных катастрофой. Было разрушено 5 миллионов 960 тысяч домов.

Исторический опыт самой Украины подкрепляет и усиливает опасения, ибо подрыв ДнепроГЭСа советскими войсками в ходе Второй мировой войны согласно украинской историографии повлек огромные человеческие жертвы среди мирного населения и отступающих советских частей. По максимальной оценке погибло более 100 тысяч человек (см.видео).

Подрыв ДнепроГЭСа при отступлении советской армии в Украине всегда воспринимался как трагедия. И отчасти поэтому даже небольшое затопление набережных Днепра в Киеве, вызванное интенсивным сбросом воды ГЭС, вызвало 12 октября поток обращений обеспокоенных граждан.

Живущих ниже по течению людей мало убеждают официальные заявления Укргидроэнерго о том что «плотины спроектированы и построены в 60-х годах с учетом (военных) угроз, со значительным запасом прочности и устойчивости, разрушить или существенно повредить массивные гидротехнические сооружения поражением ракетой не так просто». А публичная угроза, что компания «рассматривает распространение необоснованных оценок о катастрофических последствиях возможного прорыва плотины Киевской ГЭС как сомнительную, неуместную, а порой и вредную деятельность, направленную на нагнетание паники…» не оставляет сомнения, что лучший способ решения проблемы, по мнению госкомпании, – запретить ее обсуждать.

В любом случае разрушительная сила воды, высвобожденная в результате разрушения плотин, очень плотно засела в сознании многих народов как часть военной тактики. Даже классические произведения литературы (от всемирно известных книг Дж.Р. Р.Толкина и до классики украинской литературы – повести Ивана Франко «Захар Беркут») очень богаты на сцены финальных сражений, в которых исход битвы решал прорыв дамбы.

Текущие «достижения»

Атаки на плотины начались в первые дни российского вторжения. Уже 26 февраля российские войска попытались овладеть плотиной Киевской ГЭС, а когда атака была отбита ВСУ, то по ней был нанесен первый ракетный удар. Впрочем, не достигший цели.

Несмотря на то, что пока плотины ГЭС показали некоторую устойчивость к ударам высокоточным ракетным оружием, они остаются среди приоритетных целей, так как их прорыв способен в корне изменить оперативную обстановку на поле боя и подорвать дух сопротивления противника.

Именно этим были обусловлены российские удары по относительно небольшой плотине Карачуновского водохранилища в городе Кривой Рог 12-13 сентября. Это пока единственный известный нам случай успешного поражения плотины ракетой. Аналитики допускают несколько целей такого удара: затопление части города, лишение жителей и металлургической промышленности водоснабжения или же повреждение переправ через реку Ингулец в месте контрнаступления на юге Украины. Но и это разрушение было ликвидировано в течении двух суток.

Наше исследование спутниковых снимков Sentinel показало, что уровень воды в Карачуновском водохранилище в результате этих событий не упал.

Моделирование показало, что в худшем случае разрушение плотины привело бы к затоплению нескольких районов Кривого Рога. Однако неполное разрушение сооружения и оперативный ремонт ограничили ущерб.

Многократный ракетный обстрел силами ВСУ моста, входящего в комплекс сооружений захваченной российскими войсками Каховской ГЭС, как будто подтверждает мнение Укргидроэнерго об устойчивости плотин к ракетам.

Однако важно понимать, что разрушение плотины вовсе не входит в вероятный круг задач ВСУ, которые собираются по ней наступать на левый берег Днепра. Например, в августе ударами высокоточных ракет ВСУ разрушило мостовой переход над судоходным шлюзом Каховской ГЭС, что затруднило транспортировку грузов, но никак не повлияло на целостность плотины.

Все остальные крупные прорывы плотин и дамб, произошедшие в устье Ирпеня, на реках Оскол и Жеребец, были результатом сознательного подрыва отступающими войсками (как и исторический подрыв Днепрогэса). А как показали недавние события на Крымском мосту, масштабный подрыв объектов инфраструктуры может осуществляться и в глубоком тылу.

Российская администрация Херсонской области активно обвиняет ВСУ в стремлении разрушить плотину Каховской ГЭС. Но подрыв этой плотины с большей вероятностью может рассматриваться как одна из задач отступающим противником. По данным правительства Украины, после захвата войсками РФ плотина Каховской ГЭС была заминирована, а в октябре РФ начала активную информационную кампанию про «ужасы» возможного масштабного подрыва плотины в ходе боев за Херсон, побуждая местное население переселяться с правого на левый берег Днепра, в населенные пункты Олешки и Голая пристань. Между тем, в случае подрыва плотины, больше всего пострадают от наводнения именно эти районы левого берега, расположенные в пойме.

Помимо указанных населенных пунктов и многочисленных приречных дачных поселков здесь может пострадать Национальный природный парк «Олешковские пески» и участок Черноморского биосферного заповедника.

Рисунок 6. Российские соцсети активно тиражируют ролик с симуляцией затопления после прорыва Каховской ГЭС. Источник: Telegram-канал “Київ Ірпінь Буча” .

Свидетельства многих экспертов и наш собственный анализ показывают, что тотальное разрушение плотины не выгодно ни одной из сторон, в то время как пропагандистская эксплуатация угрозы её подрыва скорее идет на руку для российской стороны.

В частности, пресса настаивает, что опорожнение Каховского водохранилища вызовет катастрофу, оставив без охлаждения Запорожскую АЭС. По данным пост-Фукусимских стресс-тестов, проведенных в 2011 году, несмотря на то, что слив водохранилища уменьшит долгосрочную надежность системы водообеспечения, уровень автономного пруда-охладителя ЗАЭС объемом более 40 миллионов кубометров в среднесрочной перспективе останется без существенных изменений. Эксперты также отмечают, что сейчас ЗАЭС остановлена и не нуждается в большом количестве воды.

В то же время атмосфера паники из-за угроз «прорыва ГЭС» может позволить обеспечить ротацию войск РФ под прикрытием гражданских мигрантов. А в случае отступления, даже без тотального разрушения плотины, РФ может добиться полного нарушения транспортного сообщения между берегами или прекращения выработки электроэнергии ГЭС.

Если же произойдет тотальный коллапс плотины, то наводнение смоет занятые российской армией районы левобережья, а падение уровня водохранилища всего на четыре метра прекратит подачу воды в Северо-Крымский канал.

Впрочем, велик риск, что события будут развиваться вопреки логике и объективным интересам сторон. Это означает, что опасность разрушения плотины будет сохраняться до конца войны.

Ядерная эскалация

В сентябре-октябре угроза прорыва больших плотин в пропагандистской войне перешла в «ядерную фазу». Российские медиа многократно обвиняли Украину в намерении снова подорвать ДнепроГЭС. Из текстов понятно, что это даже не фрейдистская оговорка, а просто угроза.

Так, «Московский комсомолец» 5 октября, чтобы разоблачить всю злокозненность «планируемой Украиной и США провокации», публикует интервью с экспертом, руководителем НТЦ «Взрывоустойчивость» Московского государственного строительного университета Александром Комаровым, констатирующим что: «Гидроэлектростанции, в принципе, уязвимы. Ядерный удар та же ДнепроГЭС, естественно, не выдержит, рухнет. Гигантский вал воды хлынет ниже по течению. Это будет значительная катастрофа. Причем, если рухнет одна ГЭС, в каскаде согласно эффекту домино начнут «складываться» и все нижерасположенные плотины…». Самое неприятное, что данная оценка правдоподобна и в завуалированном виде объясняет, что будет, если ядерное оружие применит та сторона конфликта, которая им обладает.

В лучшем случае эта кампания в десятках российских СМИ – просто попытка посеять панику в городах на Днепре, в худшем – публичное предупреждение о возможном развитии событий.

Аварии предусмотрены в планах и описаны в учебниках

Следует отметить, что потенциальная опасность прорыва днепровских и иных плотин ГЭС в Украине многократно обсуждалась и в мирное время. Ответственные ведомства неизменно уходили от дискуссии, обвиняя обеспокоенных ученых в алармизме. При этом они же в XXI веке занимали у международных доноров сотни миллионов долларов на ремонт ГЭС и их плотин.

В подробном обзоре последствий прорыва плотин на портале «Рубрика» приводятся данные о последствиях катастрофического затопления в случае аварий на Киевской, Каневской, Кременчугской, Днестровской и нескольких других меньших ГЭС. При этом справедливо указано, что санитарно-эпидемиологический ущерб от подтопления может быть сравним с вредом, наносимым непосредственно волной прорыва, однако может быть отсрочен во времени.

Данные о последствиях цитируются по свежему реферату о водной безопасности Украины в контексте российской агрессии, но их изначальный источник – еще довоенное учебное пособие Хилько М. И. «Экологическая безопасность Украины: Обучающее пособие» («Екологічна безпека України: Навчальний посібник») 2017 года издания.

На сайтах администраций городов, расположенных ниже ГЭС, должны быть размещены инструкции по эвакуации в случае прорыва плотин. Имеется пример такой инструкции со списком районов, попадающих под затопление в Запорожской области в случае прорыва плотины Кременчугской ГЭС.

На одном из запорожских сайтов также размещены полезные советы, что делать:

«если вы получили информацию об угрозе затопления и эвакуации:

• в установленном порядке выходите или выезжайте из опасной зоны в назначенный безопасный район или на возвышенные участки местности;
• с собой берите документы, драгоценности, предметы первой необходимости, запас продуктов питания на 2–3 дня;
• те вещи, которые нужно сберечь от затопления, но невозможно взять с собой, перенесите на верхние этажи дома или чердак; перед выходом из дома выключите электроснабжение, воду, газ;
• поднимитесь на верхние этажи, если невозможно эвакуироваться. Если дом одноэтажный – займите чердачные помещения. Можно залезть на дерево, на крыши. Оставайтесь там до прибытия помощи;
• попав в воду – снимайте с себя тяжелую одежду и обувь. Отыщите поблизости предметы, которые могли мы помочь удержаться на плаву;
• сигнализируйте спасателям, чтобы они быстрее вас нашли.»

Вероятность аварии с прорывом каждой отдельной крупной плотины в мирное время сравнительно мала. Но это с лихвой перекрывается многотысячными жертвами и разрушениями в случае её «маловероятного» наступления. Этот феномен лучше понятен на примере АЭС, когда последствия всего двух аварий заставляют ставить под сомнение целую отрасль с тысячами работающих реакторов.

Война многократно повышает вероятность таких катастрофических событий, делая ГЭС одними из самых опасных для населения объектов инфраструктуры.

Не прорывом единым

Катастрофические последствия аварий и террористических актов на ГЭС также указываются как один из давно признанных важнейших факторов уязвимости плотин в научной статье Катерины Гнединой и Павло Нагорного о перспективах развития гидроэнергетики Украины, опубликованной в октябре 2022 г. Как и многих других, авторов беспокоит широкий спектр факторов уязвимости и проблем ГЭС и их водохранилищ:

• Строительство и поддержание ГЭС требует все возрастающих финансовых ресурсов, прежде всего международных займов, что делает ГЭС неконкурентоспособными в сравнении с альтернативами;
• Скорость создания новых мощностей ГЭС и ГАЭС значительно ниже, чем для других видов электроэнергетики;
• Местное население негативно относится к ГЭС и активно протестует против их строительства;
• С ростом загрязнения вод, накапливающие стоки водохранилища становятся местами экологических катастроф;
• Фрагментация и изменения экосистем рек ведут к исчезновению рыб и иных водных организмов, в том числе экономически важных;
• В то же время водохранилища становятся местом распространения опасных чужеродных видов рыб, моллюсков, медуз и пр.;
• Также отсутствие течения приводит к масштабному развитию сине-зеленых водорослей («цветению» воды в водохранилищах), ведущему в свою очередь к мору ихтиофауны;
• Климатические изменения, усиливая засухи, уже приводят к падению выработки ГЭС, и эта тенденция будет усугубляться.

Если отвлечься от контекста войны, то каждая из вышеперечисленных «мирных» проблем ставит под вопрос целесообразность не только создания новых ГЭС, но и продление срока эксплуатации существующих объектов.

В Украине дефицит воды вследствие изменения климата может стать последней каплей при принятии будущих решений, ибо строить новые плотинные ГЭС, зная, что общая выработка и располагаемая мощность гидроэнергетики будут стремительно падать – чистое безумие.

Глава Укргидроэнерго Игорь Сирота видит спасение в создании гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), менее зависящих от стока воды по реке. Судя по его интервью, создание новых ГЭС вовсе не приоритет для госкомпании в современных условиях.

Но все места, где планируют строить ГЭС и ГАЭС по проектам еще советских времен, являются или заповедными территориями, или историко-культурными заповедниками. Во всех случаях планы постройки или развития существующих ГАЭС в Украине сопровождаются осуждением экспертного сообщества и протестами общественности.

Все построенные и планируемые в Украине ГАЭС предполагают фрагментацию естественных водотоков, в то время как в мире активно развиваются менее проблемные экологически ГАЭС «замкнутого цикла», где верхнее и нижнее водохранилище не предполагает перекрытия рек.

Так, исследователи из Австралийского национального университета создали Всемирный атлас потенциала ГАЭС с указанием 616 тысяч 818 мест, где можно построить ГАЭС «замкнутого цикла». Это позволит сохранить 23 миллиона гВт/часов энергии, что в десятки раз превышает все воображаемые нужды энергосистем мира.

Создатели атласа старались избежать размещения их на ООПТ национального уровня, но подчеркивают, что их результаты требуют детальной оценки воздействий на биоразнообразие, социальные и культурные ценности, а также учета актуальных нужд развития энергосистемы для выбора местоположений, годных для дальнейшего проектирования.

Иной широко практикуемой в мире альтернативой созданию новых ГАЭС является переоборудование существующих ГЭС в ГЭС-ГАЭС, что предполагает замену или установку дополнительного оборудования. После модернизации ГЭС приобретают способность закачивать воду из нижнего бьефа обратно в водохранилище в ночные часы, чтобы использовать её для электрогенерации в часы пик.

Как видно, у гидроэнергетической отрасли есть возможности рассмотреть новые более прогрессивные технические решения, которые как повышают надежность, так и снижают социально-экологический ущерб.

Уроки войны для гидроэнергетики

Таким образом, война продемонстрировала риски крупных плотинных сооружений как опасных объектов, разрушение которых возможно в ходе бомбежек, боев и диверсий. Значительная часть населения проживает вдоль крупных зарегулированных рек и подвержена этим рискам. Помимо материальных рисков большие плотины ГЭС, расположенные выше по течению – это мощный дестабилизирующий фактор психологического воздействия на население, особенно во время войны. Российская пропаганда также активно это использует.

Однако не следует забывать, что крупная плотина – опасный и проблемный объект и в мирное время, а её прорыв – всего лишь один из дюжины существенных факторов риска. Изменение климата вероятно сделает бесперспективным создание новых ГЭС, а продолжение эксплуатации старых будет вызывать все больше вопросов у общества.

Вода, реки и пространство речных долин – ценнейший общественный ресурс, который не только предоставляет экологические услуги, но также является полем жестокой конкуренции между различными пользователями. Поэтому использование рек для получения энергии (которую можно получить многими иными способами) вступает в противоречие с более приоритетными экологическими и социально-экономическими целями.

В новых условиях энергосистеме Украины предстоит сложная комплексная трансформация. В будущих статьях наш журнал постарается рассказать какие вопросы поставила война перед ВИЭ Украины и её энергосистемой, которая ускоренно интегрируется с энергосистемой Европы.