Оценка уровня загрязнения и охрана водных ресурсов бассейна реки Сырдарьи

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ БАССЕЙНА РЕКИ СЫРДАРЬИ

Ф.Р. Жандаулетова, Ж.С. Абдимуратов

В статье приведены водопотребление отраслей экономики и качество воды, а также динамика изменения водных ресурсов за многолетний период в Казахстанской части бассейна реки Сырдарьи. Установлено, что в условиях нарастания дефицита воды и усугубления экологической обстановки, в особенности на территории Казахстана, необходимо пересмотреть стратегию использования водных ресурсов как в маловодные, так и в многоводные года. 

Вода в Казахстане является лимитирующим ресурсом, и от стратегии использования водных ресурсов зависит развитие природных и хозяйственных систем в бассейнах рек. Основные инвестиции направляются на реконструкцию оросительных систем, водохозяйственные и водоохранные мероприятия, позволяющие рационально использовать водные ресурсы и улучшать экологическую ситуацию в бассейнах рек, улучшение водообеспеченности отраслей экономики и на совершенствование инженерных сооружений и оборудования. Изменение приоритетов в пользу реконструкции и обновления основных фондов водохозяйственного комплекса, преобразование схемы использования водно-земельных ресурсов бассейнов  рек крайне актуально.

Указанный «клубок» проблем наиболее остро ощущается в бассейне реки Сырдарьи. Уровень загрязнения водных ресурсов оценивается отдельно для определения степени их истощения и загрязнения.

Истощение ресурсов поверхностных вод. В качестве основного показателя оценки степени истощения водных ресурсов взята норма безвозвратного изъятия поверхностного стока. При этом за норму принят предельно допустимый объем безвозвратного изъятия поверхностного стока, составляющий 10 - 20% от среднемноголетнего значения естественного стока. Проблемам обоснования критериев оценки уровня загрязнения посвящено значительное количество исследований [1-3].

Ниже представлены методы расчета некоторых показателей, характеризующих загрязнение водных объектов и деградацию водных экосистем.

Расчет формализованного суммарного показателя химического загрязнения (ПХЗ-10) вод: ПХЗ-10 рассчитывается только при выявлении зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Расчет по десяти соединениям, максимально превышающим ПДК, имеет следующий вид:

сырдарья вода дефицит

Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей. Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования. Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов.

Разрешение дефицита водных ресурсов связаны как с вопросами рационального использования их, так и с разработкой стратегии деления воды между сопредельными суверенными   государствами.   С  другой   стороны,   в  многоводные   годы  возникают проблемы пропуска максимальных расходов воды через гидротехнические объекты. Максимальные расходы в низовьях бассейна реки Сырдарьи формируются на основе естественных процессов, а в некоторых случаях - и в результате несогласованных действии государств, находящихся в вышерасположенных участках. Поэтому разработка концепции вододеления трансграничных бассейнов рек, а также пропуск максимальных расходов воды, формируемых как природными, так и искусственными процессами для Республики Казахстан, являются наиболее актуальными проблемами.

Водные ресурсы реки Сырдарьи формируются, в основном, в верхней и средней частях ее бассейна [4,5], на территориях Кыргызской Республики, Республики Узбекистан и Республики Таджикистан. В пределах Республики Казахстан в реку Сырдарья впадают ее правобережные притоки реки Келес и Арысь, а также немногочисленные малые водотоки в пределах хребта Каратау.

Среднемноголетний сток бассейна реки Сырдарьи до 1960 годов был равен 39,0 км3 воды в год. Сток реки в годы 50 %-ой обеспеченности составляет 37,4 км3 воды. На современном уровне водные ресурсы реки Сырдарьи составляют 37,203 км3.

В бассейне реки Сырдарьи развито ирригационно-мелиоративное строительство. Орошаемые земли возросли с 1073 тыс. га (до границы Республики Казахстан) до 3500 тыс. га. Верховья реки Сырдарьи используются для гидроэнергетических целей. В общей сложности построены 25 относительно крупных районных и несколько десятков мелких ГЭС с суммарной установленной мощностью 776,7 тыс. кВт.

Гидрологический режим стока реки Сырдарьи на территории Казахстана изучались в створах: с. Кокбулак (1992 - 2007 гг.), г. Шардара (1971 - 1980, 1990, 1992 - 2001 гг.), с. Коктобе (1976-1980, 1992-2001 гг.), с. Томенарык (1965-1980гг.), г. Кызылорда (1942-1962,1965-1980, 1990, 2000 гг.), с. Жусалы (1942-1962, 1965-1980  гг.),

г. Казалинск (1942-1944, 1947, 1950-1960, 1962, 1965-1980, 1990, 1992-1994, 2000 гг.),  с. Каратерень (1995-2007 гг.) [1,4]. Анализ показывает, что наблюдения производились бессистемно, эпизодически, за разные периоды.

Для установления зависимости изменения водных ресурсов от уровня развития отраслей экономики приняты следующие расчетные периоды: до 1960 г., до 1970 г., до 1980 г., до 1990 г., до 2000 г. и до 2010 года. Водные ресурсы реки Сырдарьи в створе с. Кокбулак (приграничный створ) составляют 581,7 м3/с (18,3 км3 воды в год). Сток реки в створе г. Кызылорда до 1960 г. был равен 21,2 км3 (673,6 м3/с), и он больше стока до 2000 г. в 1,48 раза. Откуда можно предположить, что среднемноголетний сток реки Сырдарьи в створе с. Кокбулак до 1960 г. был равен 18,3*1,48=27,1 км3 воды в год.

Основными водопотребителями в казахстанской части бассейна реки Сырдарьи являются регулярное орошение, сенокосы, пастбища, сельхозводоснабжение, прудовое хозяйство, природные комплексы, в том числе Аральское (Малое Северное) море. Объемы водозабора из реки Сырдарьи по Кызылординской области возросли с 1420 млн. м3 в 1932 году до 8036 млн. м3 в 1972 году и в дальнейшем их объемы снижались, составляя в 1980 году 7459,0 млн. м3, в 1990 году 5514 млн. м3 и 3894,03 млн. м3 в 2011 году. Соответственно с 2001 года водозабор в области возросли с 3894 в 2011 году до 8811 млн. м3 в 2012 году, (таблица 1). Резкое колебание потребности в воде отраслей экономики вызваны колебаниями потребности в воде регулярного орошения. Водопотребление регулярного орошения в Кызылординской области возрастало с 600 млн. м3 (1932 г.) до 7146 млн. м3 (1972 г.) и составляло 6514 млн. м3 (1980 г.), 4629 млн. м3 (1990 г.) и 2913,21 млн. м3 в 2006 г. Использование воды в отрасли орошения за 2001- 2007 годы возрастают и составляют 2277-2993 млн. м3. Необходимо отметить, что в выше приведенных цифрах не учтены требования природных комплексов как вдоль водотока по территории Казахстана, так и потребности Аральского моря. Данные на 1995 год в размере 470,5 млн. м3, отмеченные как требования экологии и природоохранных нужд, не отвечает своему предназначению. Очевидно, это одноразовое, непланомерное мероприятие, так как требования к воде экологии в другие годы отсутствуют.

Таблица 1 - Водопотребление в бассейне реки Сырдарьи за 2006-2012 гг., млн.м3

Отсюда можно заключить, что потребности в воде отраслей экономики  в 2000 годы не превышают 4,0 км3, в том числе используемые объемы водных ресурсов составляют в пределах 3,0 км3 воды в год. Требования к воде природных комплексов в казахстанской части бассейна реки Сырдарьи - 11,1 км3.

Потребности в воде отраслей коммунально-бытового, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения и прудового хозяйства не превышают 0,6...0,8 км3 воды в год.

Приток  воды  в  Аральское  море  в  1960  годы  был  равен  14,0  км3.  Природные комплексы всей территории в Казахстанской части бассейна реки Сырдарьи были равны 11,1 км3 воды в год. Причем, около 2,0 км3 воды в год составляли объемы водозабора на орошение. Из 11,1 км3 воды 8,0 км3 составляют потребность придельтовой системы озер [3]. Тогда потребности в воде природных комплексов на территориях Южно-Казахстанской и Кызылординской областях составляют 3,1 км3 воды в год.

Динамика изменения водных ресурсов реки Сырдарьи за различные периоды (до 1960, до 1970, до 1980, до 1990, до 2000 и до 2010 годов) показывает, что во всех створах наблюдается уменьшение стока по сравнению с предыдущими периодами. Например, в створе г. Кызылорда среднемноголетнее значение расходов реки уменьшилось с 673,6 м3/с в период до 1960 годов; до 470,5 м3/с - в период до 1980 годов; до 456,2 м3/с - в период до 2000 годов и до 467,4 м3/с - в период до 2010 годов. Соответственно, в створе г. Казалинск - с 507,2 м3/с в период до 1960 годов; до 315,9 м3/с - в период до 2000 годов; до 237,6 м3/с - в период до 2010 годов. Уменьшение стока составляет 30-40%.

Однако динамику изменения водных ресурсов можно отчетливо наблюдать, если сопоставлять среднемноголетние значения их за различные десятилетия. Анализ показывает, что наибольшее уменьшение стока приходится на 1971-1980 и 1981-1990 годы. По створам г. Кызылорды, с. Жусалы и г. Казалинска уменьшение стока составляет 200 и более процентов. Анализ изменения стока реки Сырдарьи по ее длине по данным гидрометрических наблюдений за различные периоды показывает, что её водные ресурсы в результате развития отраслей экономики как на территориях сопредельных государств, так и в Республике Казахстан непрерывно снижаются. Некоторое исключение составляют 1991-2007 годы. Приток в Республику Казахстан за 2001-2007   годы  был  несколько   выше  по  сравнению   с  предыдущими    периодами.

Соответственно приток составил 12,2 км3 в 2001 году и 22,6 км3 в 2005 году и 16,1 км3 в 2007 году. Причина - наступление цикла многоводных лет и переход государств Центральной Азии на рыночную экономику.

По данным [4,5], если в 1970-1980 годы приток воды по реке Сырдарья составлял 20-30 км3, то в 1989-1990 годы - 5-8 км3. Из 3000 озер в Кызылординской области остались не более 140. Площади сенокосов сократились в 4 раза, саксаульников - на 760 тыс. га, тростниковых зарослей - с 800 до 30-50 тыс.га, тугайных лесов - на 130 тыс.га. Число видов млекопитающих и птиц, обитающих на побережье, сократилось с

70 до 30 и с 319 до 168 соответственно. Водные ресурсы реки Сырдарьи сильно загрязнены. На территории Кызылординской области в реку со 140 коллекторов сбрасывается в общем 10-12 км3 воды в год. В пограничном створе содержание азота аммонийного составило до 0,2, азота нитритного - до 0,18, фенолов - 0,006, нефтепродуктов - 0,02, фтора -0,5, сульфатов -538 мг/л. Далее, в пределах Южно- Казахстанской области также сбрасываются в реку высокоминерализованные, содержащие пестициды коллекторно-дренажные воды.

В результате в планктонах, бентосе и в рыбах Шардаринского водохранилища интенсивно накапливаются ядохимикаты. Концентрация хлорорганических соединений в рыбах достигли таких высоких пределов, которые могут привести к их гибели. Частичная гибель рыб отмечается в период их нереста. В общей сложности, качественная характеристика воды реки Сырдарьи в пределах казахстанской части бассейна реки Сырдарьи ухудшается, (таблица 2). Если минерализация речной воды в верховьях составляла 0,25 г/л и в устье реки - 0,5 г/л, то после 1960 годов она начала интенсивно возрастать. Так, в 1980 годы в нижнем течении среднегодовые значения минерализации составили 1,50-1,80 г/л. Отдельные компоненты солевого состав воды возросли в 1,5-2 раза, составляющие органического содержания повысились  в несколько раз (рисунок 1).

Целью управления водными ресурсами являются разработка методологических подходов по обеспечению потребности в воде водопотребителей и предотвращение наводнений в казахстанской части бассейна реки Сырдарьи на основе учета требований энергетических и неэнергетических потребителей водных ресурсов. Отсутствие точных и оперативных данных о предстоящем стоке по среднемесячным и максимальным значениям не позволяет своевременно проводить мероприятия по управлению водными ресурсами в казахстанской части бассейна реки. Анализ принципов деления воды показывает, что там не содержатся предложения о сохранении экологического равновесия в окружающей среде.

Причем не принимается во внимание, что трансграничный сток принадлежит не только Кыргызской Республике, но и Узбекистану, и Казахстану.

Основной причиной возникшей проблемы является противоречивые требования энергетических и неэнергетических потребителей водных ресурсов. В результате Казахстан за последние годы терпит огромный материальный и моральный ущерб от искусственно возникаемых наводнений.

Рисунок 1 - Качественная характеристика вод реки Сырдарья за 1998-2012

Применение результатов   исследований   позволит   обосновать   техническую возможность и экономическую целесообразность предлагаемых вариантов решения использования водных ресурсов трансграничных рек Казахстана. Затраты электроэнергии в насосном режиме при работе 3-4 часа в сутки составит около 50•106 кВт час в год. При тарифе на электроэнергию в ночные часы «провала» суточной нагрузки тепловых станций Казахстана Т 1,0 за 1 кВт•час, годовые затраты от потребления электроэнергии составят Т50•106. При строительстве ГАЭС доход от реализации электроэнергии с учетом турбинного и насосного режимов работы составит около Т 100,0•106, а с учетом защиты от наводнения, экономии воды в водохранилище с последующем использованием для орошения и эффекта от охраны природы, годовой доход Т 0,5 млрд. является реальным.

В результате выполнения основных задач можно предполагать получение следующих результатов: рекомендации по использованию стока трансграничных рек РК и проспект предложения по техническому решению возникших негативных социально-экономических ситуаций при использовании водных ресурсов трансграничных рек.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шульц В.Л. Реки Средней Азии. Том I и II - Л.: Гидрометеоиздат, - 691 с.

2. Коренистов Д.В., Крицкий С.Н., Менкель М Ф., Шимельмиц И.Я. Проблема Аральского моря // Водные ресурсы. - 1972, №1.-С.138-162.

3. Бурлибаев М.Ж., Достай Ж.Д., Турсунов А.А. Арало-Сырдаринский бассейн (Гидроэкологические проблемы, вопросы водоотделения). - Алматы: Д?уір, - 180 с.

4. Кипшакбаев Н.К., Соколов В.И. Водные ресурсы бассейна Аральского моря - формирование, распределение, водопользование // Водные ресурсы Центральной Азии: Матер, науч.-пр. конф., посвященной 10-летию МКВК. 20-22 февр. 2002 г. - С. 47-55.

5. Заурбек А.К., Сулейменова, С.Ж. К классификации природоохранных мероприятий // Гидрометеорология и экология. - 2002, №4. - С.208-212.

Размещено на Allbest.ru