Топляк в якутских реках

От редакции: О рентабельности подъема затонувшей древесины можно судить исходя из оценки примерного объема топляка и вариантов его использования. В предлагаемой статье это сделано на примере одной реки Республики Саха.

В республике протекает почти 0,5 млн рек и речек, суммарная длина которых более 1,5 млн км, поэтому ее можно назвать самым водонаполненным регионом в России. Наиболее важные водные артерии – Лена, Алдан и Вилюй. Самые большие города в Якутии построены на их берегах.

Речная сеть Якутии относится к бассейнам двух морей: Лаптевых и Восточно-Сибирского. Все крупные реки в верхнем течении – горного характера, в среднем – горно-равнинного, а в нижнем – типичные равнинные. Питание рек обеспечивают снеговые и дождевые воды, в меньшей степени ледники, наледи и подземные воды.

Для большинства рек характерны высокие весенние половодья, обусловленные таянием снегов при подстилании многолетнемерзлого водоупора, и ежегодно повторяющиеся летние и осенние паводки, связанные с дождями, а также продолжительная и низкая зимняя межень. Основной сток рек проходит в теплое время года. Ежегодно якутские реки сбрасывают в арктические моря около 900 км³ пресной воды. Ледостав продолжается 6–8 месяцев, толщина ледяного покрова достигает трех метров.

Хозяйственное значение рек Якутии велико. Большинство населенных пунктов расположены в речных долинах. Крупные реки – основные транспортные артерии республики. На долю рек республики приходится почти половина гидроресурсов Восточной Сибири и свыше 15% запасов стран СНГ. Гидроэнергопотенциал якутских рек оценивается приблизительно в 700 млрд кВт. Строительство ГЭС в регионах с очень длинной зимой сопряжено с созданием гигантских водохранилищ. При этом затопляются большие площади плодородных земель и значительные объемы древесины попадают в воду. Если падающие деревья не вылавливать, они затонут, со временем образуются топляки – большие скопления затонувшей древесины, которая разлагается в анаэробных условиях, что негативно сказывается на экосистеме водоемов, в частности на качестве воды. Таким образом подобные преобразования приводят к нарушению экологической обстановки на огромных территориях.

Засорение рек плавающей и затопленной древесной массой происходит не только вследствие хозяйственной деятельности человека, но и в результате действия природных факторов. Крупные реки ежегодно размывают берега, и растущие на них деревья падают в воду. Из-за глобального потепления мерзлотные грунты в Якутии размываются все интенсивнее.

Для сохранения целостности и воспроизводимости экосистемы гидросферы необходимо вылавливать плавающую и затонувшую древесину, а для сокращения бюджетных затрат на очистку рек – найти эффективный способ ее использования.

Выловленная древесина обычно не годится для изготовления столярных изделий или пиломатериалов, но вполне может служить в качестве топлива. Это тем более актуально, поскольку немало котельных в Якутии работают на угле, что негативно сказывается на экосистеме и здоровье населения. Уголь можно частично заменить выловленным топляком.

Оценить засорение древесиной речной сети Якутии можно на примере реки Яна, относящейся к крупным. Длина реки 870 км, площадь бассейна – 238 000 км². Яна образована слиянием двух рек: Сартанг и Дулгалах (рис. 1). После слияния речная долина расширяется до 10 км и более, русло разделяется на протоки. Река течет по бескрайней тайге и тундре, среди заболоченных мест и горных массивов.

Питание Яны преимущественно дождевое и снеговое. С мая до августа проходит до 90% годового стока. Лед на реке становится в октябре, а вскрывается во второй декаде мая.

Яна река не глубокая – средняя глубина примерно 10 м, а в некоторых местах даже мелкая, с быстротечными перекатами, поэтому судоходство возможно лишь в период большого разлива. Суда могут пройти только на 730 км от устья. Наиболее крупные порты – Верхоянск, Усть-Куйга, Батагай и Нижнеянск, расположенный в устье.

По данным местных жителей, ширина ежегодного размыва берегов Яны – шесть метров.

В прибрежных поселках вылавливают часть топляка и используют как топливо, остальная древесина тонет (северная древесина очень плотная) или выносится в море.

Используя вышеприведенные данные, можно рассчитать примерный объем топляка в реке Яна.

Площадь ежегодного размыва берегов 870 000 × 6 = 5220 тыс. м² = 522 га.

Если средний запас древесины на одном гектаре 40 м³, то ежегодно в реку из-за размыва берегов попадает 522 × 40 = 20 880 м³ древесины. Допустим, можно выловить 50% падающих деревьев, то есть объем извлекаемой древесины 20 880 : 2 = 10 440 м³.

Стоит оценить возможность использования выловленной древесины как топлива. При плотности древесины 0,7 т/м³ получается в год вылавливается 10 440 × 0,7 = 7308 т древесного топлива.

Теплотворная способность свежей древесной щепы составляет 8,12 МДж/ кг. Тогда теплотворная способность выловленной древесины равна 7308000 × 8,12 = 59340960 МДж/ кг.

При продолжительности отопительного сезона 300 дней ежедневно можно получать 59340960 : 300 = 197803,2 МДж тепловой энергии. Теплотворная способность щепы составляет 63% теплотворной способности бурого угля. Следовательно, выловленная древесина может заменить 7308 × 0,63 = 4604 т угля. Сжигать щепу в угольной котельной из-за конструктивных особенностей сложно, но уголь можно заменить топливными брикетами.

При цене угля на карьере 1150 руб./т получается 4604 ×1150 = 5294,6 тыс. руб. А в поселках цена угля 40 тыс. руб./т, и тогда выход составит 4604 × 40000 = 184160 тыс. руб. Сумма весьма внушительная, и вполне может покрыть затраты на вылов и транспортировку древесины, а также подготовку ее к сжиганию. А если дать еще и финансовую оценку экологической составляющей – очистки реки от топляка и улучшения экологической обстановки при отказе от использования угля?

Текст Ольга Куницкая, д-р техн. наук, профессор кафедры ТОЛК, АГАТУ