俄罗斯水资源及其利用报告

      阿萨林 А.Е.，工程院院士，科学技术博士 
　　波拉德－札捷 Л.А.，水利建筑联合股份公司董事会主席，俄罗斯和国际工程院院士
　　谢苗诺夫 А.Н.，俄罗斯大坝委员会主席，俄罗斯和国际工程院院士

　　总体特征。俄罗斯河流平均年径流量，在河口处的总量约为4万亿方，居世界第二位（在巴西之后），但径流量的分布很不均衡。在俄罗斯的欧洲部分，占俄罗斯人口的80%，但河流径流量只有8%。
　　河川径流天然变幅：最枯水年的径流量，只有多年正常值的20－40%，而在个别月份河水流量降到多年平均值的10%。
　　为可靠的保证用水需要和居民用水，靠水库来完成河川径流调节，水库的总有效库容为3500亿方。这些库容中的一半都集中在伏尔加－卡马河梯级水电站水库中和安加拉－叶尼塞河梯级水电站水库中。
　　居民供水的大部分水源是水库，在这些水库中有100多座水库库容超过1亿方，有2万多座水库库容小于1000万方。靠干渠河流调水150亿方。

　　1990年后取水量急剧减少，在现在的条件下，估计取水量约为800亿方，其中从河流和湖泊取水640亿方，差不多有110亿方水取自海水。自水流取来的水有10%损失在输送过程中，而在市政水网中的损失达40%。
　　按2005年的资料，最大取用淡水（2005年为267亿方）的地方是南方联邦州，那里水资源最缺少，而农业的潜在用水又是最多。缺水的地方包括：克拉斯诺达尔斯克边区和斯塔夫罗波尔斯克边区，罗斯托夫者以及北高加索的一些共和国。在其他联邦州淡水的取消量：中央联邦州为143亿方，低回流域为115亿方，西伯利亚为108亿方，在其余的联邦州淡水的取水量少些。海水的取水量：我国的西－北部为48亿方，我国的远东各联邦州为5亿方。

　　俄罗斯每住户每年平均取用水量为570方或者1500升/昼夜，其中包括经济－生活用水250升（莫斯科市为446升/昼夜）。
　　淡水的需用量，比从各种水源的取水总量少25%，主要用水部门的淡水需用量如表1。
　　从表1可以看出，工业用水占总需用水量的55%。这一点与单位工业产品有很高的耗水量有关。俄罗斯的每单位国内生产总会耗水量为4.5万方，而在德国仅为1.5万方。

　　灌溉。最近15年俄罗斯的灌溉面积减少30%，从620万公顷减少到450万公顷。而实际灌溉面积约为200万公顷。
　　灌溉用水量差不多减少了一倍，从1980年的160亿方减少到2005年的89万方。
　　捷列科河流域和库班河流域灌溉用水量减少了很多，这两条河流域的灌溉特别高。
　　伏尔加河流域的灌溉用水量差不多减少了四倍，而伏尔加河的支流伊勒特什河流域的灌溉用水量减少了8倍。按照俄罗斯农业科学院专家的评估，为了保证俄罗斯农民在农产品方面的稳定收入，必须保证灌溉面积多于1000万公顷。关于这个解决俄罗斯粮仓问题的可能性，可以按表2的数据来判断。

　　在未来十几年，灌溉用水量列于表3中。
　　从表3可以看出，灌溉范围是以用水量来表征，到2030年灌溉面积只有相当于1980年水平的80%，在伏尔加河流域，灌溉面积大约只有1985年的一半，但是，只有捷列科河流域的灌溉面积预计会超过1985年的灌溉面积的15%。
　　居民供水。正如上述指出，我国居民经济生活用水，大约平均每人每天250升/昼夜。但是，居民的市政供水状况不能满足要求。在农村的居民用水量减少到50升/昼夜。只是在我国这部分居民不多（少于100万人），这些人的生活用水取自一类地表水。
　　取用淡水量，在当前的十几年与经济发展有关（列于表4）。

　　水运。俄罗斯内河航运，包括河流和湖泊，总里程为10万公里。
　　最近15年水运减少很多（表5）。
　　在俄罗斯欧洲部分的“统一深水航道系统”中，可以实现“河－海”无需中转站的通航，“河海”通航包括波罗的海，白海，里海，亚速海，黑海和地中海各中转港口之间，但古比雪夫水库上游的伏尔加河河段和卡马河河段有点困难。当切包克萨勒水库和下卡马河水库的水位低于设计水位时，会使下果罗斯克水力枢纽水闸底坎和包特金水力枢纽水闸底坎，以及这两座水库下游很长一段水路的水深，不能满足通航要求的4米水深。现在在伏尔加河和卡马河货物中转的损失每年约250万吨，未来这个损失还会增加。

　　解决下果勒斯克水力枢纽和包特金水力枢纽下游的通航问题，最主要的措施是使下卡马河水力枢纽的水位和切包克萨勒水力枢纽的水位提高到设计高程68.0米（水库正常挡水位），水库水位的抬高，会淹没塔勒斯塔，马利衣－勒和下果勒斯克省，要用很大一笔资金赔偿因淹没造成的损失。解决切包克萨勒－下诺弗果罗德之间的通航问题，另一个办法是，在下诺弗果罗德市修建交通水力枢纽（水闸和公路桥梁）。
　　2005年5月12日俄罗斯联邦政府作出了“2020年前俄罗斯交通运输战略”的决定，决定规定发行和大修现有的通航水力枢纽，发送北部边疆地区的水运服务设施，准备修建国际交通运输走廊，其中包括北－南方交通运输走廊，建议修建“欧亚国际海运运河”，将亚速海和里海连接起来，“欧亚国际海运运河”全长约800公里，总跌差54米。建立“欧亚海运运河”筹备处，领导设计前期的准备工作。

　　渔业。现在俄罗斯的内河，包括湖泊在内，渔业水面面积为22.5万平方公里，水库渔业水面面积4.3万平方公里，渔业河流长52.0万公里。
　　湖泊渔业主要集中在大湖泊（湖泊水面面积大于100平方公里）和中等湖泊（湖泊水面面积小于100平方公里），俄罗斯大中湖泊总水面面积13.6万平方公里。这些湖泊中的多数属工业捕鱼和业余捕鱼。
　　小的湖泊（水面面积小于10平方公里）渔业总水面面积为8.9万平方公里，主要集中在俄罗斯工业地区和人口稠密地区，位于偏远和难于去到之处的湖泊，这些湖泊的渔业实际上没有利用。
　　伏尔加河下游，顿河下游，西伯利亚河流（鄂毕河－伊勒特什河法度，叶尼塞河流域，勒拿河，亚纳河，克雷姆河和伊吉格勒克河），远东和俄罗斯西北部的河流捕渔业和渔业储藏加工业，都有着重要意义。可以捕鱼的河流总长约20万公里。

　　最大和有重要意义的捕渔业水库都位于沿伏尔加河，俄罗斯南方和西伯利亚。最近几年从河流，湖泊和水库的捕鱼量列于表6中。
　　俄罗斯从湖泊捕鱼量2.8万吨中，下面一些湖泊占有40%：拉多什湖捕鱼量约3000吨，敖湮什湖捕鱼量约为2000吨，帕斯科夫斯克－丘德斯克湖捕鱼量约为4000吨，贝加尔湖捕鱼量约为3000吨。

　　俄罗斯主要河流的捕鱼量列于表7中。
　　捕捞珍贵鱼种，其中包括鲟鱼，这种鱼生长在伏尔加河下游，并在很大程度上与伏尔加－阿科毕斯克滩地和伏尔加三角州的水量有关，与滩地和三角洲产卵范围内的水量有关。40多年来每年春天从低回格勒水库专门放水，以保证这种珍贵鱼种产卵生长。为了淹没产卵的范围，必需的最大流量为2.8万立方米/秒，这将超过茹古列夫斯克水电站，萨拉托夫水电站和伏尔加格勒水电站水轮机过水能力的一倍。这几座水电站年发电量的损失与年水量有关，约在0.5－2.0万亿瓦小时。

　　俄罗斯联邦在淡水水域的未来捕鱼量“2005年为11.0万吨，2010年为13.0万吨，2030年为14万吨。
　　基于上述数据资料，可以形成下列看法：近年俄罗斯联邦政府作出了一系列决定、规定：“保证俄罗斯居民的经济生活用水”和“发展俄罗斯交通运输战略”，这些都必须实现。与此同时，还提出来了“农田灌溉”计划，在这个计划中应当规定灌溉发展范围，行政区域和水源，在这个基础上的灌溉最适宜和有经济效益。

　　水电。俄罗斯河流的水电资源储量，按1967年的评估为850万亿瓦小时。主要（占86%）分布在五条河流流域上：叶尼塞河占34%，勒拿河占27%，鄂毕河占11%，黑龙江占7%，伏尔加河占7%。
　　现在俄罗斯水电站的年平均发电量，水电站的总装机容量为170万亿瓦小时，或者是占河流水电资源储量的20%。但水电资源在国内的开发分布与需求很不成比例，已开发利用的水电资源分布为：我国的欧洲部分约占40%，西伯利亚约占23%，远东少于6%。
　　在上个世纪60年代，70年代和80年代初期大力发展了水电事业，从1960年到1990年俄罗斯联邦共生产电力135万亿瓦小时，最近15年电力生产急剧下降。从1990年到2006年水电发展机组投入运用的总装机容量约2500兆瓦，其中兹果勒斯克抽水蓄能电站装机容量600兆瓦，布列依斯克水电站装机容量1000兆瓦，其中为产经高加索的水电站，其中尹勒加纳衣斯克水电站装机容量400兆瓦。

　　在发展俄罗斯水电方面，抽水蓄能电站应当起到特别的作用。
　　分析俄罗斯电力发展的预测参数表明，俄罗斯统一电力系统欧洲部分负荷图变化部分，到2020年的增长比2005年大于30%，而在发电容量的结构中，基础电站部分会增加。主要电力仍然是火电站（在发电容量的结构中，火电站的比重仍然会保持在60－70%的水平）。这会导致联合电力系统欧洲部分的状况更加紧张，因为是受到下列因素的影响：
　　在发电容量的结构中，大力增加原子能电站部分；
　　在俄罗斯欧洲部分修建水电站，实际上有可能停止（水电是最易调度的能源）；
　　增加火电站的设备容量，以降低火电站可调节的区间；

　　对大型水电站的运行制度（在伏尔加河和其他河流上）要提出更加严格的生态要求。
　　解决这些问题的办法，是靠修建抽水蓄能电站，抽水蓄能电站具有可最易调度的优越性。
　　2020年前俄罗斯电力建设的战略，是把修建抽水蓄能电站作为俄罗斯电力发展的主要方向之一。
　　近几年来对水电的作用及其发展计划发生了变化。对电力需求的重要改变成了决定因素。俄罗斯联邦计划在2020年前的电力增加1.7－1.8倍，即平均增长速度每年4%（不是从前计划的增长2.5－3.0%）。为了可靠的保证电力需求的增长，在15年内各种类型电站的新增发电容量不得小于1600－1800亿瓦。

　　最大可能修建水电站的区域有：西伯利亚，远东地区，北高加索地区。
　　水电联合股份公司是最大的水电生产公司，该公司为使总数约6000兆瓦装机容量的水电站尽快投入运用，公司采取了多方的努力，这项水电项目的建设在1990年前就开始了。现在该公司正制订新电站的建设计划。
　　现在设计和科研院所正制订未来水电发展前景发展大纲，开发规划。
　　到2030年前，包括水电站和抽水蓄能电站，共计有80多个水电工程项目，它们的总装机容量为500亿瓦。

　　水电站总装机容量按地区的分布列于表8中。
　　到2010年前新增的水电装机容量，包括在北高加索正在修建的三座水电站：苏维埃（卡什哈塔屋），兹拉马格和奇勒尤勒特－3水电站和三座准备修建的水电站：克拉斯诺波凉斯克－2，上克拉斯诺哥尔斯克和小切列克斯克水电站，总的装机容量为2000兆瓦，布列衣斯克水电站的装机容量为2000兆瓦。
　　从2011－2020年计划增加水电站装机容量的数量更大。在这个时期的头五年（2011－2015年）计划增加水电站装机容量4150兆瓦。包古查水电站水电机组预计会投入运行（装机容量1000兆瓦）。切包克萨勒水电站，通过把水电站的挡水位提高到设计高程68.0米，则可增加切包克萨勒水电站装机容量590兆瓦。

　　下个五年（2016－2020年）预计新增水电站装机容量10300兆瓦。
　　2021－2025年发展水电计划最大，这期间的计划包括：埃维工斯克水电站，装机容量6000兆瓦，叶尼塞河上的图维斯克水电站，装机容量1500兆瓦，维吉木河上的莫克斯克水电站，装机容量900兆瓦和吉木普顿河支流阿达河上的尹耶斯克水电站，装机容量760兆瓦。这期间还包括开始开发南阿尔泰的水电资源，这一地区的水电资源储量约为5000兆瓦。
　　在发展规划大纲中的最后5年（2026－2030年）还计划开发水电站装机容量7300兆瓦，这其中最大的是中伍丘勒斯克水电站，装机容量为3330兆瓦，维吉木河上的包塔毕水电站，装机容量为640兆瓦，什勒科河上的什勒科水电站，装机容量为700兆瓦以及远东地区的几座水电站：大乌苏勒克上的塔勒湮列切水电站，装机容量370，以及谢列木德什河上卢西诺夫水电站，装机容量470，谢列木德什水电站，装机容量300兆瓦。

　　所有的水电站，包括上述水电发展规划大纲中的水电站，俄罗斯水电站的总装机容量为8400万千瓦，即差不多增加了两倍，而多年平均发电量约为3000亿瓦小时。这时俄罗斯水电资源储量的35%将得到了开发利用。这是俄罗斯2030年期间水电发展的前景。
　　防止水灾。俄罗斯有40万平方公里的土地受洪水威胁，每年受洪水淹没，灾难性水灾有15万平方公里，灾区有300座城市，有数10万个村镇，耕地有700万公顷。
　　洪水危险区域有：北高加索，滨海边区，萨哈林和黑龙江省，外贝加尔，中部和南部乌拉尔，远东地区。
　　最近十年，在春汛和夏汛被淹没和浸没的损失估计平均在500亿卢布（约合20亿美元）。在个别年份这个损失还会更大。

　　水库在降低水灾和减少因淹没、浸没带来的损失方面，直到了重要作用。大水库的大部分库容可以拦蓄大量洪水，完全地或者非完全地直到防洪作用。在俄罗斯只有两座水库是专门用于防洪的水库：兹耶河上的兹依斯克水库（兹耶河是黑龙江的最大支流）和白河上的尤马古兹斯克水库（白河是卡马河的主要支流）。这两座水库的技术参数及其防洪效益列于表9中。
　　黑龙江支流兹耶河上的兹依斯克水库是第一座防洪水库。第二座是白河上的防洪水库，减少淹没白河河谷的损失，水库大坝靠近斯捷勒里塔马科市，在市区和附近村镇有居民91万人。万马古兹斯克水库的管理工作就规定，在斯捷勒里塔马科市的监测轴线处的流量不能超过2200立方米/秒。

　　大型水电站的水库，对减少水灾造成的损失起到了很大作用。正如上面指出，水库的有效库容是我国所有水库库容的主要部分。
　　虽然水力枢纽都有泄水建筑物，泄水建筑物是水库的组成部分，在枢纽设计时都考虑了下泄频率都超过0.1和0.01%的最大泄量，而实际上下泄到下游的流量要低。如伏尔加格勒水力枢纽（原名斯大林格勒），频率超过0.1%时的最大流量为64000立方米/秒，但当水库在正常水位时的下泄流量为63000立方米/秒。鉴于伏尔加格勒水库下游滩地大量房屋住宅，水库下泄流量超过30000立方米/秒时，就会导致淹没部分房屋和浸没地下室，所以伏尔加格勒水库的管理者不得不，当发生中等和小于中等洪水时，就得限制下游流量。这个不得不采取的办法，并非原设计就有的，使最大流量降低了的特征值列于表10中。
　　应当指出，水灾主要发生在非调节河流上：如勒拿河，2001年和2007年由于水位升高而造成了淹没。