Ры́бинское водохранилище (Рыбинское море) находится на р. Волге; часть Волжско-Камского каскада водохранилищ. Образовано плотиной Рыбинского гидроузла высотой 35 м. Заполнение водохранилища до проектной отметки нормального подпорного уровня (НПУ) происходило в течение длительного времени (1941–1947 гг.), что определялось как маловодным периодом стока Волги, так и условиями военного времени.

Особенность Рыбинского водохранилища состоит в том, что оно было создано на водораздельных территориях трёх крупных рек – Волги, Мологи и Шексны, что предопределило его основные морфолого-морфометрические параметры, а также масштабное влияние на окружающую среду. Водохранилище имеет озеровидную конфигурацию и является основным регулятором стока Верхней Волги (коэффициент регулирования 0,61), осуществляя неполное многолетнее регулирование стока.

Нормальный подпорный уровень (НПУ) и уровень мёртвого объёма (УМО) водохранилища составляют 102 м и 97,1 м соответственно. Полный объём при НПУ – 25 420 млн м3, полезный объём – 16 670 млн м3. Площадь зеркала водохранилища при НПУ и УМО – 4 550 км2 и 2 385 км2 соответственно. Длина 250 км (от Угличского до Шекснинского гидроузла); максимальная ширина 56 км; средняя глубина 5,6 м, максимальная 30,4 м; протяжённость береговой линии 2,47 тыс. км. Расстояние от г. Углича до г. Рыбинска по судовому ходу 112 км. Рыбинское – крупнейшее водохранилище Ярославской и Тверской областей; в Вологодской области – крупнейшее по полезному и 2-е (после Верхнесвирского водохранилища) по полному объёму[*].

Коэффициент водообмена в разные по водности годы – 1,2–2,6 раз в год; период полного водообмена от 4,6 до 10 мес. Уровень колебаний воды в течение года до 4,9 м. Наполнение водохранилища до НПУ происходит не ежегодно; за 62 года эксплуатации водохранилища он достигался не более 20 раз и был меньше проектной отметки на 0,2–2,1 м, что, учитывая низменный (равнинный) рельеф береговой зоны водохранилища, существенно уменьшает площадь подтопления. Мелководные участки при НПУ составляют 21% площади водохранилища. (945 км2); при УМО доля мелководий составляет 63% (2915 км2). Доля осушенных мелководий при сработке водохранилища до проектной отметки равна 47% площади водохранилища при НПУ (2,115 тыс. км2).

Скорости течений в поверхностном слое воды в водохранилище на разных участках изменяются от 0,3 до 0,8 м/с. При попуске на верхнем участке водохранилищ больших объёмов воды из Угличского водохранилища, когда на полную мощность работают все гидроагрегаты расположенного выше гидроузла и водосбросные тракты высокого половодья, скорости поверхностных течений в двух-трёхкилометровой зоне влияния сбросов могут достигать 1,5–1,8 м/с. Скорости природных течений, обусловленных различными процессами, составляют 0,01–0,05 м/с. Высота ветровых (гравитационных) волн на водохранилище при штормовых ветрах со скоростью более 20 м/с (наблюдаются 1–2 раза в год) может достигать 3,5 м; слой волнового перемешивания в этих условиях может быть равным 9–10 м, при этом происходят интенсивные процессы аэрации (насыщение растворённым кислородом) водных масс водоёма.

Среднемноголетние расходы воды Рыбинского гидроузла в межень и половодье изменяются в сравнительно небольших пределах – от 581 до 1100 м3/с. При воскресных перерывах работы Рыбинской ГЭС величины сбросных расходов могут уменьшаться до 10–100 м3/с, т.е. быть существенно меньше (до 10 раз) величины минимального допустимого экологического (санитарного) расхода. Это приводит к возникновению обратных течений (со скоростью до 0,2 м/с) на верхнем участке расположенного ниже по течению р. Волги Горьковского водохранилища, когда загрязнённая вода из зон выпуска очистных сооружений имеет возможность перемещаться «вверх» по течению. Максимальная температура воды в поверхностном слое в летний период может достигать 24°С на хорошо прогреваемых мелководных участках (для Рыбинского водохранилища мелководная зона принимается при изобате 4 м, относительно к НПУ). Разница между поверхностными и придонными температурами воды может достигать 12°С. Минимальные значения температуры воды в придонном слое в зимний период (подо льдом) составляют 4,2–4,8°С, т.е. близки к температуре при максимальной плотности воды (около 4°С). Средняя продолжительность ледостава 152 суток (колебания от 117 до 177 суток), максимальная толщина льда в морозные зимы на отдельных участках водохранилищ 1 м. Средняя продолжительность безлёдного периода 195 суток (колебания от 168 до 222 суток).

Донные отложения Рыбинского водохранилища представлены затопленными почвами, песками и илистыми песками, песчанистыми серыми и серыми илами, торфом, торфогенными и торфянистыми илами. К 2009 г. доля песчаных отложений составила 55% площади дна; доля илистых отложений – наиболее продуктивных по зообентосу – составляет около 30%. Средняя толщина (мощность) донных отложений около 12 см, максимальная, в затопленных руслах, – до 3,0 м; среднегодовое накопление 2,3 мм в год. Расчётный срок заиления полезного объёма Рыбинского водохранилища более 400 лет. Прозрачность воды в водохранилище изменяется от 0,85 до 1,9 м, концентрация взвешенных веществ – от 3,2 до 43,6 мг/л; цветность воды в Волжском, Моложском, Шекснинском и Главном плёсах водохранилища 33–145° платиново-кобальтовой шкалы. Биохимическое потребление кислорода за 5 суток (БПК5) составляет 0,08–6,37 мг О/л, химическое потребление кислорода (ХПК) 17,2–61,9 мг О/л, минерализация воды 98–272 мг/л. Кислородный режим на большей части акватории благоприятный, даже в придонном слое концентрация растворённого кислорода составляет 3,38–14,10 мг/л (37–137% насыщения). По концентрации водородных ионов (рН) водная среда водохранилищ квалифицируется как нейтральная или щелочная, закисление воды (рН<6,0) не зафиксировано.

Общий объём сброса сточных вод в водохранилище составляет 2,5 км3/год, полного объёма водохранилища хватает лишь для минимально необходимого десятикратного разбавления загрязнённых вод. Среднее содержание общего азота 1,16 г/л (с колебаниями от 0,73 до 3,20 г/л), общего фосфора – 67 мкг/л с максимальными значениями до 152–240 мкг/л. Загрязнённость воды нефтепродуктами до 5 ПДК, железом – до 1,5 ПДК, БПК5 и ХПК – до 1,5–2 ПДК, среднегодовые концентрации фенолов – ок. 1,0–1,5 ПДК, меди – до 5 ПДК (по нормативам хозяйственно-питьевого водоснабжения). По экологическим рыбохозяйственным нормативам превышение ПДК до 10 раз отмечается для нескольких десятков показателей качества воды.

Несмотря на спад промышленного производства в 1990-е гг. и улучшение ряда гидрохимических показателей, токсикологические параметры воды ухудшились. В воде и донных осадках зафиксировано наличие крайне токсичных полихлорбифенилов (ПХБ) и полиароматических углеводородов (ПАУ), нано- и микрограммовые концентрации которых создают токсичную среду. На участках акватории, подверженных антропогенным воздействиям, вода в водохранилище квалифицируется как умеренно загрязнённая и загрязнённая. Наиболее загрязнённые участки на акватории верхней части Шекснинского плёса, подверженного воздействию крупного промышленного узла в г. Череповце, а также около населённых пунктов Коприно, Брейтово, Переборы. В период сильных морозов в конце декабря 1986 г. и в начале января 1987 г. в результате выведения из строя системы трубопроводов и поступления в водоём в течение двух недель неочищенных сточных вод произошла экологическая катастрофа в Шекснинском плёсе водохранилища у Череповца; критическая ситуация ещё более осложнилась в результате аварийного выброса производственным объединением «Аммофос» более 1 тыс. м3 концентрированной серной кислоты. Сильная и умеренная токсичность наблюдалась в 1987–1988 гг. на всей акватории Шекснинского плёса (около 30% площади водохранилища), в донных отложениях этого плёса определялось исключительно высокое содержание ртути. Для восстановления экологического состояния Шекснинского плёса понадобилось, по разным оценкам, не менее 5–7 лет.

Фитопланктон Рыбинского водохранилища насчитывает около 550 видов. В 1989–2000 гг. общая биомасса колебалась от 0,04 до 18,78 г/м3; основную продукцию фитопланкотона дают диатомовые и сине-зелёные водоросли. Ежегодно в Рыбинском водохранилище наблюдается цветение воды слабой и средней интенсивности. Высшая водная растительность представлена 202 видами, степень зарастаемости невысока – 146 км2, или 3,2% от площади акватории, что обусловлено незащищенностью от ветроволнового воздействия большей части мелководий. Общая ежегодная фитомасса оценивается в 76,72 тыс. т в сыром весе. Биомасса зоопланкотона изменяется по акватории водохранилищ от 0,45 до 8 г/м3; за 1956–2000 гг. средняя биомасса зоопланктона возросла примерно до 1,43 г/м3.

По зообентосу Рыбинское водохранилище может быть отнесено к высококормным, особенно для рыб-бентофагов (прежде всего леща, главного промыслового вида). Среднемноголетняя биомасса зообентоса в водохранилище составляет около 6 г/м3 с колебаниями по плёсам от 3,25 до 18,8 г/м3. За время существования водохранилища большое развитие в нём получил моллюск дрейссена, который за счёт фильтрации воды при питании существенно улучшает её качество.

В водохранилище обитают рыбы 38 видов; промысловое значение имеют лещ, судак, синец, дающие до 90% улова; остальные 10% приходятся на густеру, плотву, чехонь, щуку, налима и сома. В 1945–2000 гг. общий промысловый улов вырос с 1,6 до 4,3 тыс. т. В 1994 г. в водохранилищ проникла тюлька, в 2000 г. были отмечены скопления этого вида во всех плёсах, особенно в Главном плёсе и приплотинной зоне, где скопления достигали нескольких километров, а средняя плотность иногда превышала 2 экз/м3. В 2000-е гг. промысловый улов снизился до 1,0–1,2 тыс. т, уменьшилась доля наиболее ценных видов (леща и судака), снизились их размерные и весовые показатели, что обусловлено комплексом причин и не в последнюю очередь – большими масштабами браконьерства (водохранилищ «опутано» сотнями километров незаконно установленных сетей). Тем не менее стоимость ежегодно вылавливаемой из водоёма рыбы – до 120 млн руб. (в ценах 2009 г.).

Создание Рыбинского водохранилища оказало масштабное воздействие на окружающую среду. Было затоплено 434 тыс. га земель, в том числе 175 тыс. га сельско-хозяйственных угодий (11% – пашни) и 241 тыс. га лесов и кустарников (65%). Наибольшей потерей считается затопление 24% обширных высокопродуктивных пойменных лугов в междуречье Мологи и Шексны, на которых в 1920–1930-е гг. заготавливался весь запас сена для конницы Красной Армии. При создании водохранилищ было переселено 116 тыс. чел., был затоплен г. Молога с его каменными зданиями, храмами, жилыми постройками. Микроклиматическое влияние водохранилищ прослеживается до 5 км в сторону берега; на 5–10% изменились параметры ветра, температуры, облачности и влажности воздуха. Гидрогеологическое влияние (повышение уровней грунтовых и подземных вод) отмечается в береговой зоне на удалении до 8–10 км от водоёма. Протяжённость интенсивно перерабатываемых берегов составляет 30 км (1,4% от общей протяжённости), потери земель от переработки берегов – 30 км2 (0,6% площади водного зеркала); максимальная ширина зоны интенсивной переработки (отступания берегов) на нескольких участках составила 100–150 м. Площадь подтопления береговых территорий, по разным оценкам, достигла 230–509 км2 (5–11% площади водного зеркала при НПУ), ширина подтопленных участков выросла от 200 м до 1,5–2 км. Расчётные данные по подтоплению, основанные на локальных наблюдениях или проектных материалах, как показывает практика, в 2–3 раза меньше реальных величин, полученных по материалам аэрокосмических съёмок и данным ландшафтных профилей.

Экономическое значение водохранилища весьма велико: в первую очередь, оно используется для гидроэнергетики – установленная мощность Рыбинской ГЭС 330 МВт, среднегодовая выработка электроэнергетики около 1 млрд кВт×ч; обеспечен глубоководный путь с гарантированными глубинами (4,0 м) на участке между городами Угличем и Рыбинском; осуществляется большой объём водных перевозок готовой продукции самого крупного в Европе Череповецкого металлургического комбината. Кроме того, Рыбинское водохранилище широко используется для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения, общий объём водозабора до 3 км3 в год. Рекреационный потенциал водохранилища составляет 50 млн чел. в год; в действительности (на 2009 г.) он реализуется не более чем на 1/3. Наиболее развит отдых с использованием моторных и парусных маломерных судов, зимний и летний любительский лов рыбы, охота на водоплавающую дичь, стационарный береговой кратковременный (выходного дня) и продолжительный (до нескольких недель) отдых «у воды». Со дна водохранилищ ведётся добыча песчано-гравийной смеси.

Согласно распространенному ошибочному мнению, все негативные экологические явления в Волжском бассейне обусловлены созданием и эксплуатацией водохранилищ. Начиная с середины 1980-х гг. в средствах массовой информации неоднократно звучали требования уничтожить плотину, ликвидировать (спустить) водохранилище или понизить НПУ на 1,5–2 м. Этот вопрос даже был рассмотрен в 1987 г. экспертной подкомиссией Госплана СССР по поручению Совмина СССР.

Предлагавшийся спуск водохранилища привел бы к ликвидации Рыбинской ГЭС, вырабатывающей 1 млрд кВт×ч/год, и снижению выработки нижележащих ГЭС еще на 600 млн кВтч. Практически будет выведен из эксплуатации Волго-Балтийский водный путь, резко уменьшится транспортное использование Канала им. Москвы и Беломорско-Балтийского канала. Ликвидация Рыбинского водохранилища снизит судоходные глубины в его зоне примерно вдвое, что приведёт к свёртыванию транзитного судоходства, поскольку на выше- и нижележащих участках водного пути сохранятся глубины 4 м (для переключения существующих грузопотоков речного транспорта на железнодорожный требуется вложить в его развитие 1,5–1,8 млрд руб. в ценах 1987 г., т.е. не менее 150 млрд руб. в ценах 2012 г.). Спуск водохранилища повлечёт необходимость полного переустройства водоснабжения и транспортного обеспечения многочисленных населённых пунктов и предприятий, расположенных на его берегах. Существенный урон будет нанесен рыбному хозяйству района, рекреации, перелётным птицам, облюбовавшим этот водоём для отдыха в период сезонных миграций. Большие средства потребуются для защиты от наводнений населённых пунктов и многочисленных хозяйственных объектов, построенных за последние 50 лет ниже плотины водохранилища с учётом того, что оно регулирует сток Волги. Дно водохранилища после спуска будет представлять мозаичную картину песчаных и илистых участков, а также участков с остатками затопленного леса и т.п. В целом в границах ложа водохранилища на площади 450 тыс. га будет пустынная земля, которая до её освоения (а на это потребуются десятки лет и сотни млрд руб. капиталовложений) будет источником песчаных пыльных бурь, наносящих огромный ущерб населённым пунктам и сельскохозяйственным угодьям, поскольку около 60% площади дна занято песками. В силу этих причин спуск Рыбинского водохранилища и изменение его проектного режима признаны неприемлемыми.

В.П. Салтанкин