Опыт достижения устойчивого развития на территории Волжского бассейна

Розенберг Г.С., Краснощеков Г.П. Гелашвили Д.Б.

Волга - крупнейшая река Европы, национальная гордость России, - протянулась на 3531 км; площадь водосбора (территория Волжского бассейна) оценивается в 1360 тыс. кв. км (62,2% европейской части и 8% всей площади России или почти 13% территории Европы), она включает 39 административных единиц (областей и республик; две из них - в Казахстане, остальные - в России). Современной экологической обстановке в Волжском бассейне посвящена специальная монография авторов [1] и коллективные монографии [2] и потому в настоящей работе мы не будем останавливаться на ее характеристике специально. Приведем лишь табл.1, которая дает некоторое представление о степени зарегулированности Волги.

1. Этапы формирования экологической ситуации в Волжском бассейне [4]

Развитие экокризисной ситуации в Волжском бассейне обычно связывается со сталинским планом Великого преобразования природы. Но это скорее идеологическая оценка, чем результат глубокого анализа развития событий в исторической ретроспективе. Действительно, при Сталине проводилась интенсивная индустриализация страны, освоение "второго Баку", был построен каскад Волжских водохранилищ, ряд каналов. Все это неизбежно влияло на экологическую обстановку в бассейне. Но эти действия были определены логикой исторического развития территории Волжского бассейна, где интенсивно "развертывалось" взаимодействие суши и моря, ледников и зон умеренного климата, леса и степи, цивилизаций Запада и Востока, оседлых и кочевых народов (встречные широтные миграции на севере и юге, меридианальные миграции), государства и "вольницы", экономическое развитие в условиях метрополии и окраин. И вообще, не тривиальным и достаточно обоснованным выглядит вопрос о пользе экологических кризисов [5].

Уже в конце XIX века на Волге проявились признаки экологического кризиса. В результате вырубки лесов, многократно возросшей после отмены крепостного права (табл.2), был нарушен водный баланс Волги, исчезли многие мелкие реки (статистика отсутствует, но счет идет на тысячи). Волга прогрессивно мелела, складывались крайне неблагоприятные условия для судоходства.

Идеи обустройства Волги имеют многовековую историю, но реализовываться они начали при Петре Великом. С созданием северной столицы особую актуальность приобрела необходимость ее связи с остальной территорией страны. В планах Петра I было установление через Волгу единой сети судоходных рек России. При нем в 1709 г. была создана Вышневолоцкая судоходная система, длиной 800 км. Она функционировала периодически, три раза в год. Для обеспечения судоходства по верхней Волге был возведен Верхневолжский бейшлот - плотина ниже озера Волго. Посредством его паводковые воды собирались в обширное водохранилище, из которого вода спускалась летом при необходимости проводки судов до Твери. В среднем по этой системе проходило в год 1900 судов, продолжительность плавания - 50-70 суток. В 1844 г. для Вышневолоцкой системы было сооружено крупнейшее в России Верхневолжское водохранилище площадью 150 кв. верст. Помимо Вышневолоцкой в 1810 г. была открыта Мариинская, а в 1811 г. - Тихвинская системы. Через Тихвинскую систему проходило в Петербург 7000 и обратно 4300 судов, но она была мелководна, что вызывало необходимость перевалки грузов на небольшие суда в г. Рыбнинске, превращавшемся во время навигации в крупный порт. Эта система была дополнена Северо-Двинским каналом (1829 г.), обеспечивавшим сообщение Волги с Белым морем. Мариинская система реконструировалась в конце XIX века и в 1960-64 гг. В результате последней реконструкции был создан сквозной глубоководный путь, соединивший Волгу с Балтийским и Белым морями, позволявший проводить суда водоизмещением до 5 тыс. т; продолжительность прохождения системы снизилась c 10-15 до 2,5-3 суток.

Воплощение идеи водного пути из Черного моря в Каспийское так же связано с Петром I. Первоначально был выбран вариант соединения верховьев рек через Иван-озеро, из которого берут начало Дон и Упа (приток Оки), для чего требовалось построить канал протяженностью 225 км с 33 шлюзами. Канал строился в течение 1700-20 гг., но от продолжения строительства пришлось отказаться - России не удалось закрепить за собой устье Дона, без чего невозможен был выход к Черному морю. К этому варианту Волго-Донского канала вернулись в начале XIX века, но строительство было вновь не завершено - слишком длителен и сложен был путь между Каспийским и Черным морями, значительная часть которого пролегала по мелководным верховьям Дона и Оки.

Существовала другая, более привлекательная, возможность Каспийско-Черноморского сообщения - через Волго-Донское междуречье, где притоки двух великих рек - Камышинка и Иловля почти сходились. Издавна здесь существовал волок, которым, в частности, пользовался еще князь Игорь, возвращаясь из похода в Грецию. Неудачная попытка сооружения канала здесь была предпринята опять же при Петре I - в 1679 г. было начато строительство, но в 1698 г. проворовался и бежал за границу руководивший работами инженер Беркель. А затем началась Северная война со шведами и к идее Волго-Донского канала на основе проекта Н.Л. Пузыревского (1911 г.) вернулись только перед Великой Отечественной войной. Но начатое строительство было прервано и возобновилось в 1949 г., одновременно с сооружением Цимлянского водохранилища на Дону. Волго-Донской канала им. Ленина был открыт 12 июля 1952 г.

Не была нова и идея строительства крупных гидроэлектростанций на Волге. К концу XIX века сложилась железнодорожная сеть России и Поволжье заняло центральное положение в этой транспортной сети. Здесь скрещивались меридианальные и широтные грузопотоки, что создавало благоприятные условия для развития промышленности. Кроме того, потребности водного транспорта диктовали необходимость развития судостроения. Созданные перед революцией предпосылки для индустриализации Поволжья были в полной мере реализованы в 30-40-х годах. Только в Нижегородской области за 1928-40 гг. было построено 50 крупных заводов и фабрик: автозавод, завод фрезерных станков, Балахнинский бумажный комбинат, комплекс химических заводов в г. Дзержинске и пр. Объем валовой продукции увеличился в 1940 г. в 23 раза, а промышленности г. Горького - в 44 раза к объему 1913 г. В общей сложности до войны на Волге было построено 143 крупных предприятия, а во время войны сюда были эвакуированы еще более 200.

Естественно, что в условиях дефицита энергоносителей внимание привлекали гидроресурсы самой Волги. Г.М. Крижижановский еще в 1910 г. предложил строительство крупной гидроэлектростанции в районе Жигулей. Идея для своего времени очень смелая - в то время Россия располагала единичными гидроэлектростанциями общей мощностью 8 тыс. кВт.ч. Со своим предложением Крижижановский выступил на Самарском отделении Русского технического общества. Судьбу проекта решил управляющий графа Орлова-Давыдова, заявивший, что граф не позволит возводить на своей земле такие сумасбродные постройки [*]. Но уже в 1919 г. Крижижановский командируется в район Самарской Луки для выбора места строительства.

План реконструкции и освоения ресурсов Волги известен как проект "Большая Волга". По тем временам он был достаточно хорошо проработан, ему были посвящены специальные сессии Академии наук СССР в 1929 г. (69 докладов) и 1934 г. (77 докладов; [6]). С 1931 г. развернулись проектно-изыскательские работы под руководством академика С.А. Чаплыгина. Проект задумывался как комплексный, призванный решить проблемы судоходства, снабжения Москвы водой, получения электроэнергии, удовлетворения нужд сельского и развитие рыбного хозяйств. Ретроспективно можно по-разному оценивать этот грандиозный проект, но очевидно, что его научное обоснование было неизмеримо выше, нежели не менее грандиозных проектов по переброске северных рек, строительства каналов Волга-Чограй и Волга-Дон-2. В постсталинское время, когда мировой науке стали известны опасности экологически необоснованных решений, в Советском Союзе бессмысленное "преобразование природы" приняло поистине грандиозный размах.

Первый этап "Большой Волги" осуществлялся, в основном, в 30-40-х годах и был направлен, преимущественно, на нужды водного транспорта и водоснабжения Москвы. Последняя проблема, как уже отмечалось, возникла в конце XVIII века, но только с сооружением канала им. Москвы проблема была решена на достаточно длительную перспективу.

Второй этап "Большой Волги" включал строительство каскада электростанций на Волге и Каме, сооружение Волго-Донского канала. На этом этапе все большее значение приобретает энергетическая составляющая возводимых объектов.

С завершением в 80-х годах этого этапа гидроэнергетические ресурсы Волги и Камы были практически исчерпаны и стали очевидны многочисленные негативные последствия зарегулирования Волги. Отчасти они были связаны с поспешностью стройки - под воду ушли крупные лесные массивы, безвозвратно были потеряны плодородные пойменные земли, надежды на повышение продуктивности сельского хозяйства не оправдались (в лучшем случае оно компенсировало потерю земель), значительные площади земель были подтоплены вследствие повышения уровня грунтовых вод, обширные площади орошаемых земель в Поволжье были выведены из пользования в результате засоления. Из-за быстрого индустриального роста прибрежных городов и отсутствия надлежащих очистных сооружений водохранилища стали превращаться в коллекторы коммунальных и промышленных стоков. Возможность разрушения плотин (как в результате их физического старения, так и "козырной карты" при межнациональных и мафиозных разборках) порождают угрозу катастрофических бедствий [7]. Таким образом, подтвердились Іосторожно-отрицательныеІ прогнозы (завершался уже 1934 год...) крупнейших биологов того времени - Н.В. Вавилова, Б.А. Келлера, Д.Н. Прянишникова, А.А. Рихтера, Л.С. Берга и многих других [6, с. 25-36].

Не произошло и повышения рыбопродуктивности Волги за счет водохранилищ (увеличение продукции частиковых видов не компенсирует потери ценных осетровых). На рыбопродуктивности реки неблагоприятно отразились сокращение нерестилищ, более позднее половодье с интенсивным нарастанием и быстрым спадом воды, изменение температурного режима водохранилищ, изменение распределения стока по сезонам и по рукавам дельты Волги. Исправить положение пытались сооружением вододелителя (около г. Астрахани); с помощью его шлюзов в половодье вода должна была направляться равномерно во все рукава дельты для обводнения нерестилищ. Однако, он оказался не эффективным в эксплуатации. Прогноз ряда негативных экологических последствий заставил отказаться и от проекта дамбы протяженностью 430 км (от пункта 30 км южнее г. Каспийского до полуострова Бузачи с созданием Северокаспийского водохранилища), и от проекта Черноморо-Каспийского канала [8]. В.И. Лукьяненко [9] к этому списку добавляет еще острое и хроническое отравление рыб в результате загрязнения водных масс многочисленными поллютантами.

Продемонстрируем только один результат неправильного прогноза в рамках проекта "Большая Волга" (табл.3). Правда, эта таблица свидетельствует о том, что и резкого падения рыбопродуктивности не произошло (мы не рассматриваем структуру уловов) - падение уловов после 1991 г. требует специального анализа (оно скорее связано с перестройкой экономики). Следует так же учитывать, что загрязнение Волги по сравнению с уровнем 1938 г. многократно возросло. "Обвальное" падение уловов осетровых в последние годы (с 16,8 тыс. т в 1983 до 2,0 тыс. т в 1994 г. и 0,7 тыс. т в 2000 г.) связано с политоксикозом вследствие загрязнения - только в 1988 г. погибло 8,5 тыс. производителей (газета "Зеленый мир", 1995, № 3) - и "жутким" браконьерским ловом.

Наконец (третий этап), индустриализация региона, "привязка" к ГЭС крупных промышленных предприятий ("дешевая", по социалистическим меркам, энергия и развитая строительная индустрия, справившаяся с возведением плотин), игнорирование экологических возможностей территорий к самоочищению, несовершенство технологических процессов и "опережающие" темпы строительства, когда очистные сооружения шли по остаточному принципу, - все это привело к резкому росту загрязнения территории Волжского бассейна и самой Волги, превратившейся в каскад водохранилищ. По-видимому, это стало "последней каплей" обострения экологической ситуации в регионе.

2.Экспертная информационная система REGION-VOLGABAS, как инструмент анализа пространственно-распределенной информации

Созданная в ИЭВБ РАН база пространственно-распределенных данных по территории Волжского бассейна и экспертно-информационная система (ЭИС) REGION-VOLGABAS неоднократно служили предметом рассмотрения [1,11].

Эколого-экономическая информация по Волжскому бассейну собиралась в виде различного рода карт распределения тех или иных параметров (рабочие масштабы - 1:2.500.000 и 1:4.000.000 ). Масштаб ЭВМ-карт, примерно, равен 1:10.000.000. Вся территория Волжского бассейна была разделена на 210 квадратов, каждый площадью около 6,5 тыс. кв. км (примерно, 80х80 км). Всего ЭИС REGION-VOLGABAS содержит 509 параметров-карт, из них 85 - обобщенных показателей. Для математической обработки данных, хранящихся в ЭИС REGION-VOLGABAS, разработано специальное программное обеспечение, составляющее единую инструментальную среду пользователя. Кроме общепринятых методов многомерного статистического анализа (регрессионный и факторный анализы, различные алгоритмы обработки временных рядов, кластерный анализ и т.д.), использованы алгоритмы построения прогнозирующих моделей по методу самоорганизации (метод группового учета аргументов, эволюционное моделирование; [12]). Разработана эвристическая процедура "модельного штурма" [13], которая реализует синтез модели-гибрида из частных моделей-предикторов (прогноз с помощью одного из алгоритмов или по интуиции) и апостериорной информации о структуре и динамике анализируемой эколого-экономической системы. При построении коллективного прогноза ищется экстремум показателя качества прогнозирования не только по параметрам отдельного прогноза, и не только путем выбора лучшего среди заданного списка отдельных моделей-претендентов, но и по возможным суперпозициям частных прогнозов [14].

Пространственно-распределенная информация в ЭИС REGION-VOLGABAS позволила провести эколого-экономическое районирование территории Волжского бассейна [1], оценить структуру и динамику природоохранных затрат [15], дать предложения по организации экологического мониторинга и управлению рациональным природопользованием в Волжском бассейне [1]. Эти предложения были учтены при подготовке Федеральной целевой программы "Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна ("Возрождение Волги")", в разработке которой сотрудники ИЭВБ РАН принимали самое активное участие.

3. "Экологический каркас" городов как способ реализации устойчивого развития

В выполненных ранее работах [16] дан критический анализ некоторых из предложенных в последнее время концепций устойчивого развития России. По большинству из этих документов можно сделать три принципиальных, на наш взгляд, замечания.

1. Все предлагаемые концепции - "линейны", а не "объемны", то есть они написаны для России в целом без представления о том, как будут реализовываться "на местах" [исключение - предложения А.И. Солженицына [16] о введении земской системы управления и выделении 40 крупных городов России для рассредоточения жизни и объединения вокруг них российской провинции].