Повышение устойчивости гидроэнергетического сектора Таджикистана к изменениям климата

1. Повышение устойчивости гидроэнергетического сектора Таджикистана к изменениям климата Роб Уилби Университет Лафборо Майкл Фридхоф «SKM» Риченда Коннели Бен Рабб «Acclimatise» Насредин Миникулов, Анвар Хомидов, Музаффар Шодманов «Таджикгидромет» Надежда Леонидова «Лоиха-Гидроэнерго» Кайраккумская ГЭС и водосброс, вид снизу Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

2. Общие цели этапа I ППУИК (A4) • Две главные цели: • подготовить анализ климатической уязвимости гидроэнергетического сектора Таджикистана; • 2. вынести рекомендации в отношении того, как можно применять результаты этого анализа при планировании инвестиций, включая использование ресурсов этапа II ППУИК, для содействия осуществлению конкретных адаптационных мероприятий, ведущих к повышению устойчивости гидроэнергетического сектора к изменению климата. Кайраккумское водохранилище, 2012 год Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

3. Общий вид - Кайраккум Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

4. Общий вид – Нурек Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

5. Основные задачи этапа I ППУИК (A4) • Шесть мероприятий: • 1. Сбор и анализ гидроклиматических тенденций в прошлые годы • 2. Подготовка синтеза региональных сценариев изменения климата • 3. Разработка гидрологических моделей для оценки последствий • 4. Анализ климата параллельно с другими опасными природными явлениями • 5. Оценка возможных сценариев для гидроэнергетики • 6. Выбор вариантов повышения устойчивости к изменениям климата Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

6. Рамки анализа Сценарии изменения климата Гидрологические модели РЕГМВБСТВ Регулирование речного стока выше по течению Анализ опасных явлений Месячное/годовое испарение Факторы, влияющие на месячный/годовой сток Отложение наносов Безопасность водохранилища Водный баланс водохранилища Сценарий регулирования водосброса Модель выработки электроэнергии Сценарии восстановления и модернизации Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

7. Мероприятие №1 – Сбор данных и анализ тенденций Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

8. Примеры источников данных Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

9. Местные гидроклиматические тенденции Выявленная на основе данных наблюдений динамика среднегодовой температуры [T] , осадков [P] и стоков [Q] для Кайраккума (верхний ряд) и Нурека (средний ряд) по сравнению со средними значениями 1961 – 1990 годов. Красной пунктирной линией для Худжанда отмечен ретроспективный прогноз Миссии спутникового измерения количества осадков в тропиках (TRMM) среднего количества осадков в верховьях бассейна Сырдарьи. Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

10. Снежный покров Кривые продолжительности существования снежного покрова (КПС) для верховья бассейна Вахша в 2010 году Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

11. Мероприятие № 2 – Сценарии изменения климата Изменение температуры и количества осадков по всей Азии согласно имитационным моделям MMD – A1B. Источник : Christensen et al. (2007). Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

12. Региональные сценарии изменения климата Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

13. Ориентировочные сценарии изменения климата Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

14. Сценарии испарения Распределение кумулятивной вероятности увеличения годовой PE (изменения по сравнению с базовым уровнем 1961 – 1990 гг., в %), спрогнозированные с использованием ансамблей, включающих метод оценки PE, сценарий выбросов и результаты МОЦ (для ближайших к Кайраккумскому водохранилищу координатных точек). Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

15. Неопределенность климатической модели и даунскейлинг Изменения среднегодовой температуры и количества осадков в Худжанде при использовании различных сценариев выбросов парниковых газов к 2080-м годам Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

16. Применение даунскейлинга Зафиксированные в ходе наблюдений (черная) и рассчитанные методом даунскейлинга (красная) среднегодовые значения температуры в Худжанде Зафиксированные в ходе наблюдений (черная) и рассчитанные методом даунскейлинга (серая) среднесуточные значения температуры в Ляхше в 1993 году Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

17. Мероприятие №3 – Гидрологическое моделирование Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

18. Данные гидрологического моделирования и анализа чувствительности к изменению климата Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

19. Моделирование испаряемости Оценочные значения PE за 1961 – 1990 гг. рассчитаны методами Торнтуэйта, Блэйни-Кридла и Хеймона с учетом фактических значений температуры. Приводятся также оценки PE, рассчитанные на основе баланса масс по Кайраккумскому водохранилищу Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

20. 1. Регрессионная модель Фактический (серая линия) и моделированный по РЕГ (черная линия) годовой сток в Акжаре в 1955 – 2010 годах. График также показывает прогнозируемый сток в 2050-х годах, рассчитанный с использованием трех сценариев изменения климата (цветные линии) Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

21. 2. Модель водного баланса Q = (A.P.k) + (G.ΔT) – (A.E) ± S ± D Сток Сыр-Дарьи в Акжаре Q– величина стока (км3), A– площадь бассейна (км2), P– годовая сумма осадков (км), k– поправочный коэффициент, G– общий сток, образующийся в результате таяния снега и ледника, за год при изменении температуры на ΔT (км3/в год/°C), E– суммарное годовое испарение (км), S – изменение запасов воды выше по течению (км3), D– забор воды для орошения и сброс в реку сточных вод (км3). Сток Вахша в Дарбанде Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

22. 3. Модель стока талых вод (СТВ) Qn+1 = [CSn · αn (Tn + ΔTn) Sn + CR · Pn] A · v (1 – kn-1) + [Qn · rn+1] Сводный график среднесуточного стока в Дарбанде в 2001 – 2010 годах на основе фактических данных и СТВ Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

23. Мероприятие №4 – Анализ опасных природных явлений Источник: Информационно-аналитический центр (ИАЦ) Таджикистана. Зарегистрированные события вблизи Кайраккума в 1992 – 1998 годах. Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

24. Стихийные бедствия, 1992–1998 годы Данные ИАЦ о периодичности стихийных бедствий в 1992–1998 годах (в виде процентной доли от их соответствующего общего числа). Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

25. Возможность (определенного) прогнозирования бедствий Наложение сообщений об оползнях и паводках с 5 по 11 мая 2011 года на данные TRMM о дождевых осадках Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

26. Мероприятие № 5 – Гидроэнергетические сценарии Кайраккумская плотина и здание ГЭС – общий план Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

27. Изменение батиметрических показателей Были рассчитаны кривые зависимости уровня воды от накопленного объема за 1965, 1975 и 2009 годы. Кроме того, имеется первоначальная кривая зависимости уровня воды от накопленного объема за 1957 год. Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

28. Сценарии стока – сток для реки Нарын выше по течению от Токтогульского водохранилища Calibration based on 7 snow cover images Фактические данные и рассчитанные с использованием СТВ оценки суточного расхода при существующих и изменившихся климатических условиях (сценарии «жаркий-сухой», средний и «теплый-влажный») для 2050-х годов. Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

29. Сценарии стока – сток для реки Нарын выше по течению от Токтогульского водохранилища Calibration based on 15 snow cover images Фактические данные и рассчитанные с использованием СТВ оценки суточного расхода при существующих и изменившихся климатических условиях (сценарии «жаркий-сухой», средний и «теплый-влажный») для 2050-х годов. Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

30. Резюме сценариев изменения стока * Параметры СТВ сдвинуты на 15 дней на каждый градус потепления; ** Фиксированные параметры, используемые в СТВ (подробнее см. в приложении 1). Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

31. Режим регулируемого притока Сырдарья – среднемесячный расход (м3/с) в Акжаре Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

32. Режим регулирования стока Средний уровень воды в Кайраккумском водохранилище (м) в начале каждого месяца Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

33. Ежемесячная выработка электроэнергии – калиброванная модель Фактические и рассчитанные с помощью модели данные о ежемесячной выработке электроэнергии на Кайраккумской ГЭС при условии расчетной эффективности в 88% Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

34. Сценарий изменения обеспеченной мощности электростанций Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

35. Варианты мер адаптации (Кайраккум) • a) Изменение режима регулирования водостока • Повысить максимальный уровень воды на 0,85 м для увеличения объема воды в водохранилище (при условии сглаживания пиковых значений паводков Токтогульским и Андижанским водохранилищами) • Изменить режим регулирования водосброса для максимального увеличения напора и сведения к минимуму водослива • b) Структурные/физические изменения • Довести мощность ГЭС до 147 МВт путем модернизации генераторов и системы контроля • c) Комбинированный подход • Повысить нормальный подпорный уровень на 0,5 м и довести мощность ГЭС до 147 МВт • d) Прочие меры • Повысить высоту плотины • Обеспечить комплексное и согласованное управление работой плотин, расположенных выше по течению • Установить дополнительный генератор Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

36. Результаты реализации различных мер адаптации – при повышении влажности в будущем Годовая выработка электроэнергии при использовании различных стратегий в случае реализации сценария «РЕГ средний» (увеличение стока на 21%) Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

37. №6 Рекомендации в отношении повышения устойчивости PPCR Workshop on Climate Resilience and the Energy Sector 6-7 March 2012, Barki Tojik, Dushanbe, Tajikistan

38. 1) Проведение дальнейшей аналитической работы и мониторинга Укреплять сеть гидрометрических станций Увеличить период измерения снежного покрова Использовать полученные путем измерения данные о водосливе и стоке через турбины для совершенствования модели водного баланса Провести оцифровку гидрометеорологических записей, которые до сих пор существуют в бумажной форме, и удостовериться в их качестве Разработать надежные протоколы оценки маловероятных событий, угрожающих безопасности плотин, в меняющихся условиях Осуществить географическую привязку данных об опасных явлениях для прогнозирования изменения климата Проанализировать целесообразность сезонного прогнозирования для регулирования уровня воды в водохранилищах Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

39. 2) Подготовка кадров и взаимодействие Укреплять национальный потенциал в области оценки климатических рисков посредством развития партнерских отношений, совместной работы и организации обменов Укреплять возможности управления данными и ведения архивов Наращивать взаимодействие с международными партнерами из числа научных исследований, инженеров и учебных заведений Направлять результаты исследований в рамках ППУИК в международные научные журналы для их изучения другими учеными Проводить технические семинары по вопросам диагностики климата, оценки климатических рисков и сезонного прогнозирования Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)

40. 3) Инвестиции в гидроэнергетические сооружения Возможные меры на Кайраккумской ГЭС a) Использовать часть резервного объема для приема избыточного притока воды в целях увеличения объема воды в водохранилище b) Изменить режим регулирования водосброса, с тем чтобы максимально увеличить напор и свести к минимуму водослив c) Повысить мощность ГЭС в ходе запланированной модернизации d) Комбинированный подход e) Принять меры по регулированию содержания наносов Возможные меры для Вахшского каскада (данные отсутствуют) a) Строительство Рогунской ГЭС и обусловленное этим изменение режима регулирования водосброса для Нурека b) Повышение мощности Нурекской ГЭС c) Меры на случай чрезвычайных ситуаций в случае поступления обоснованных предупреждений об оползнях, вызванных дождями Семинар ППУИК по вопросам устойчивости энергетического сектора к изменениям климата 6 – 7 марта 2012 года, «Барки Точик», Душанбе (Таджикистан)