Комплексное обустройство (мелиорация) водосборов на примере рек западного Башкортостана

При годовых осадках - 645 мм и эвапотранспирации - 328 мм, подземный отток из элювиальной в транзитную фацию составляет 24% годовой суммы осадков. Пониженная супераквальная фация испытывает значительный приток влаги (45 % годовых осадков). Группе рекомендуются орошение в среднесухие и сухие по влагообеспеченности годы, осушение пониженных фаций систематическим дренажем и их ограждение от притока подземных вод со склонов. Изменения водных режимов фаций лесолуговой группы водосборов при водных мелиорациях аналогичны изменениям лесной группы (таблица 8).

Результаты прогноза водного режима лесолуговой группы водосборов

Фации	Ситуация	Статьи водного баланса, мм	Пр, мм	Ур, в долях
		ВпВЛ	Ор	Этр	Дст	Лст	Пот
Подгруппа -близкие к увлажненным катены
Элювиальная	естественный режим	447	-	324	-	36	123	110	0,60
	водные мелиорации	456	21	328	0	36	128	115	0,60
Транзитная	естественный режим	451	-	277	-	10	161	175	0,67
	водные мелиорации	448	0	278	0	9	163	177	0,67
Супераквальная	естественный режим	279	-	308	-	311	46	-182	0,32
	водные мелиорации	418	0	290	349	41	372	130	0,55
Подгруппа - неувлажненные катены
Элювиальная	естественный режим	542	-	347	-	10	194	181	0,54
	водные мелиорации	611	79	392	0	7	204	189	0,89
Транзитная	естественный режим	524	-	325	-	4	181	192	0,55
	водные мелиорации	522	0	332	0	3	207	186	0,58
Супераквальная	естественный режим	310	-	389	-	285	115	-240	0,31
	водные мелиорации	484	0	367	477	30	617	137	0,57

Примечание: ВпВЛ - впитывание воды в почву весной и летом; Ор - оросительная норма; Этр - эвапотраспирация; Дст - сток в дренаж; Лст - летний поверхностный сток; Пот - подземный отток на пониженные фации; Пр - промываемость почвы; Ур - относительная урожайность.

Увеличение урожайности фаций катен, близких к увлажненным, происходит за счет осушения супераквальных фаций до 0,68 м, неувлажненных катен - орошением элювиальных фаций при предполивной влажности 0,75 ППВ и осушением суперавкальных фаций. Урожайность после водных мелиораций катен, близких к увлажненным, возрастает в 1,2 раза; неувлажненных катен водосборов - 1,4 раза.

Лесостепная группа. Лесостепная группа объединяет 11 водосборов. По увлажненности она подразделяется на подгруппы: неувлажненные (восемь водосборов) и близкие к засушливым (19 водосборов) катены. Прогнозные расчеты и анализ результатов проведены раздельно по подгруппам (таблица 9).

Результаты прогноза водного режима лесостепной группы водосборов

Фации	Ситуация	Статьи водного баланса, мм	Пр, мм	Ур, в долях
		ВпВЛ	Ор	Этр	Дст	Лст	Пот
Подгруппа - неувлажненные катены
Элювиальная	естественный режим	399	-	319	-	17	80	77	0,42
	водные мелиорации	440	29	344	0	17	175	80	0,71
Транзитная	естественный режим	382	-	294	-	6	125	89	0,50
	водные мелиорации	410	0	317	0	6	256	96	0,76
Супераквальная	естественный режим	240	-	347	-	252	25	-219	0,31
	водные мелиорации	422	0	344	669	7	676	71	0,52
Подгруппа - близкие к засушливым катены
Элювиальная	естественный режим	389	-	327	-	5	63	65	0,55
	водные мелиорации	487	82	372	0	4	113	115	0,83
Транзитная	естественный режим	365	-	297	-	2	108	71	0,51
	водные мелиорации	384	0	319	0	1	198	76	0,68
Супераквальная	естественный режим	269	-	371	-	250	22	-169	0,37
	водные мелиорации	406	0	375	595	2	596	33	0,70

Примечание: ВпВЛ - впитывание воды в почву весной и летом; Ор - оросительная норма; Этр - эвапотраспирация; Дст - сток в дренаж; Лст - летний поверхностный сток; Пот - подземный отток на пониженные фации; Пр - промываемость почвы; Ур - относительная урожайность.

При годовых осадках - 597 мм и эвапотранспирации - 318 мм, подземный отток из элювиальной в транзитную фацию составляет 13 % годовых осадков. Пониженная супераквальная фация испытывает приток влаги - 39 % годовых осадков.

Водосборам группы рекомендуются регулярное орошение возвышенных фаций. При этом необходимо предусмотреть ловчую дрену, ограждающую пониженные фации от притока подземных вод со склонов. Осушение пониженных фаций лесостепной группы остается актуальной. Нормы орошения и осушения должны обеспечивать мелиоративную составляющую экологической устойчивости не ниже 1,0. Экологически безопасная оросительная норма составляет 29ч82 мм в год, осушительная норма - 1,0 м. Средняя относительная урожайность пониженных фаций увеличивается у неувлажененных катен - на 0,52; у близких к засушливым катен - на 0,7 от потенциальной урожайности.

Все значения статей водного баланса элювиальной и транзитной фаций обеих подгрупп при водных мелиорациях больше, чем в естественных условиях. В среднем подземный отток увеличивается на 48%, впитывание - на 10%, эвапотранспирация - на 8%. Экологически безопасная предполивная влажность 0,72 ППВ обеспечивается оросительной нормой у неувлажненных катен 21 мм, близких к засушливым - 82 мм в год. Урожайность катен группы возрастает в 1,6 раз.

Лугостепная и степная группы. Лугостепная группа объединяет три, степная - два водосбора. Все относятся к подгруппе близких к засушливым.

При средних по группам годовых осадках - 471 мм и эвапотранспирации - 370 мм, подземный отток из элювиальной в транзитную фацию составляет 9%, а приток влаги в пониженную фацию - 37% годовых осадков.

В направлении от элювиальной к супераквальной фации весеннее увлажнение и впитывание в почву в обеих группах уменьшается, а подземный отток и промываемость увеличивается. Урожайность в естественных условиях у лугостепной группы составляет 0,50; степной группы - 0,17 потенциальной урожайности. Рекомендуется регулярное орошение у лугостепной группы - элювиальных и транзитных фаций, у степной группы - всех фаций. Осушение пониженных фаций проводить систематическим дренажем, понижающим минимальные уровни грунтовых вод до значений, вызывающих незначительную промываемость почв (до 5 мм/год). Нормы орошения и осушения не должны ухудшать экологическое состояние водосборов. Регулярное орошение фаций с экологически обоснованными нормами выравнивает значения статей водного баланса водосборов, и их вариация при водных мелиорациях, в основном, происходит в зависимости от рельефа местности и глубины заложения грунтовых вод (таблица 10).

Результаты прогноза водного режима лугостепной и степной групп водосборов

Фации	Ситуация	Статьи водного баланса, мм	Пр, мм	Ур, в долях
		ВпВЛ	Ор	Этр	Дст	Лст	Пот
Лугостепная группа
Элювиальная	естественный режим	406	-	373	-	12	32	34	0,57
	водные мелиорации	453	85	409	0	9	44	45	0,85
Транзитная	естественный режим	391	-	335	-	4	66	62	0,55
	водные мелиорации	439	85	325	4	4	142	70	0,63
Супераквальная	естественный режим	293	-	443	-	125	54	-176	0,37
	водные мелиорации	410	0	392	350	5	246	24	0,72
Степная группа
Элювиальная	естественный режим	369	-	312	-	6	51	60	0,12
	водные мелиорации	765	195	583	0	0	182	171	0,90
Транзитная	естественный режим	344	-	362	-	2	149	62	0,36
	водные мелиорации	745	195	324	0	0	503	47	0,72
Супераквальная	естественный режим	313	-	409	-	0	187	-153	0,31
	водные мелиорации	797	85	555	293	0	635	293	0,97

Примечание: ВпВЛ - впитывание воды в почву весной и летом; Ор - оросительная норма; Этр - эвапотраспирация; Дст - сток в дренаж; Лст - летний поверхностный сток; Пот - подземный отток на пониженные фации; Пр - промываемость почвы; Ур - относительная урожайность.

При осушении пониженных фаций нормой 0,7ч1,1 м будет обеспечена экологическая безопасность и будет наблюдаться небольшая промываемость почв. При водных мелиорациях впитывание воды в почву увеличивается на 41%, эвапотранспирация на - 14%, подземный отток на - 69% и отностительная урожайность - в 2,49 раза. Экологически безопасная предполивная влажность 0,72 ППВ обеспечивается средней оросительной нормой: у лугостепной группы - 85 мм, степной группы - 385 мм в год. Урожайность катен лугостепной группы возрастет в 1,5 раза, у степной группы - в 3,3 раза.

На основе результатов прогнозных расчетов изучено влияние орошения и осушения на водный режим фаций катен водосборов. Построены графические зависимости изменения статей водного баланса по ландшафтным группам и установлены их линейные тренды.

На графиках зависимостей впитывания воды в почву в естественных условиях во всех фациях у лесолуговой и лугостепной групп водосборов образуются незначительные пики (рисунок 4). Объясняется это наличием у данных групп водосборов более благоприятных условий для впитывания воды по их тепловлагообеспеченности.



Рисунок 4 Изменение впитывания воды в почву по ландшафтным группам водосборов

Общий тренд впитывания воды в почву у элювиальных и транзитных фаций в сторону снижения, а у супераквальной фации - повышения. Снижение впитывания воды в почву между лесной и степной группами составляет 17%, а повышение - 28% по отношению к лесной группе. Между смежными группами водосборов, соответственно - 4% и 7%.

Водные мелиорации водосборов изменяет тренд впитывания воды в почву во всех группах в сторону повышения. До степной группы впитывание воды аппроксимируется линейной зависимостью, у степной группы наблюдается значительное нелинейное повышение впитывания. В среднем приращение впитывания воды в почву между смежными группами составляет: у элювиальных фаций - 14%, транзитных фаций - 16% и супераквальных фаций - 23% по отношению к лесной группе. Роль орошения и осушения в увеличении впитывания воды в почву от лесной к степной группе повышается.

Графики зависимостей эвапотранспирации по ландшафтным группам в естественных условиях и при водных мелиорациях аналогичны ранее рассмотренным графикам (рисунок 5).



Рисунок 5 Изменение эвапотранспирации по ландшафтным группам водосборов

Общий тренд эвапотранспирации у всех фаций по отношению к лесной группе в сторону повышения. В среднем приращение между смежными группами составляет: у элювиальных фаций - 4%, транзитных и супераквальных фаций - 9% по отношению к лесной группе.

При водных мелиорациях направление тренда не меняется, в среднем приращение эвапотранспирации между смежными группами составляет: у элювиальных фаций - 24%, транзитных фаций - 5% и супераквальных фаций - 23% по отношению к лесной группе. У элювиальных и супераквальных фаций при водных мелиорациях приращение эвапотранспирации между смежными группами увеличивается, у транзитных фаций - несколько снижается.

Тренд подземного оттока воды в пониженные фации водосборов от лесной до степной группы в естественных условиях снижается. Снижение подземного оттока воды между смежными группами водосборов от элювиальной к транзитной фации составляет в среднем 21%, от транзитной к супераквальной фации - 11% оттока лесной группы водосборов (рисунок 6, а).

При орошении и осушении тренд подземного оттока воды из элювиальных фации не меняется, а из транзитных фаций водосборов от лесной до степной группы повышается. Орошение существенно меняет тренд подземного оттока воды в пониженные фации водосборов степной группы. Повышение подземного оттока воды у степной группы объясняется орошением всех фаций катен водосборов. Так, подземный отток воды из элювиальных в транзитные фации в водосборах степной группы повышается на 13%, а из транзитных в супераквальные фации - на 31%. (рисунок 6, б).

Рисунок 6 Изменение подземного оттока воды в пониженные фации по ландшафтным группам водосборов: а) при естественном режиме; б) при водных мелиорациях

Тренд водообмена аналогичен тренду подземного оттока воды в пониженные фации. Снижение водообмена между смежными группами водосборов элювиальной фации составляет в среднем 21%, транзитной фации - 17% и супераквальной фации - 8% по отношению к лесной группе (рисунок 7).



Рисунок 7 Изменение водообмена между корнеобитаемым слоем почвы и подстилающими его слоями по ландшафтным группам водосборов

При орошении и дренаже у элювиальной и супераквальной фаций тренд водообмена от лесной до лугостепной группы снижается, от лугостепной к степной группе повышается. Причина - орошение всех фаций степной группы водосборов. Снижение водообмена между смежными группами водосборов у элювиальной и супераквальной фаций составляет 20% по отношению к лесной группе. Повышение водообмена, соответственно 14% и 50% по отношению к лесной группе. Тренд водообмена транзитной фации при водных мелиорациях остается без изменения, также не меняется величина снижения водообмена между смежными группами водосборов.

В пятой главе «Повышение экологической устойчивости водосборов при их комплексном обустройстве» изучается воздействие техногенных факторов на природные компоненты, выполняются сравнительная оценка экологической устойчивости и оптимизация инфраструктуры водосборов.

Современное состояние водосборов Западного Башкортостана определяется значительной освоенностью и функционированием в них природно-техногенных комплексов. Природно-техногенные комплексы сформировались под техногенным воздействием нефтегазового, добывающего и перерабатывающего полезные ископаемые, строительного, дорожного, гидротехнического и агропромышленного комплексов. Экологическое состояние водосборов многими учеными оценивается как неудовлетворительное. Большая степень освоенности и интенсивное использование земель водосборов в сочетании со сложными природными условиями, привели к деградации почвенного и растительного покрова на значительных площадях республики.

Наиболее масштабные деградации почвенного покрова вызывают процессы эрозии. Причинами возникновения и развития эрозии являются нарушение структуры землепользования, высокая распаханность и низкая лесистость земельных угодий водосборов. В наибольшей степени (более 80% площадей сельхозугодий) плоскостной эрозии подвержены земли водосборов Бирь, Быстрый Танып, Тюй; части водосборов Уршак, Дема, Ик, Белая. Процессы глубинной эрозии, с интенсивным проявлением овражной эрозии на территориях более 5% от всей площади, наблюдаются у водосборов южной и юго-западной частей Западного Башкортостана. Средняя плотность овражно-балочной сети в республике составляет 0,3-1,2 км/ км2, а местами достигает до 3,5 км/ км2 площади. В результате эрозии и переуплотнения почвы происходит сокращение мощности гумусового горизонта пахотных земель. За последние 35 лет мощность гумусового горизонта почв равнинных водосборов сократилась на7-8 см.

В настоящее время общая площадь орошаемых сельскохозяйственных угодий составляет 43,9 тыс. га, осушенных - 32,3 тыс.га. Орошаемые площади расположены на водосборах левых притоков реки Белой южной и юго-западной частях Западного Башкортостана. Осушенные земли находятся на водосборах правых притоков реки Белой северной части Западного Башкортостана. Мелиорированные площади характеризуются низкой обустроенностью и неудовлетворительным техническим состоянием. Более 59% орошаемых и 12% осушенных земель нуждаются в проведении работ по повышению технического уровня гидромелиоративных систем.

Для проведения анализа и оценки экологической устойчивости водосборов выявлены основные типы хозяйствования на их территориях. Они предопределяют негативные изменения природных компонентов и приоритетные экологические проблемы водосборов (Таблица 11).

Результаты исследований хозяйственно-техногенных состояний водосборов

Водосборы	Группы	Изменение природных компонентов	Экологические проблемы
Лемеза, Юрюзань, Ай, Тюй	Лесная	Эрозия овражная и плоскостная, локальный карст, изменение растительности лесов и болот	Вырубка и сведение лесов, дигрессия пастбищ, истощение почв.
Уса, Сим, Уфа	Лесолуговая	Эрозия плоскостная, локальный карст, изменение растительности и состава вод водоемов, оглеение, загрязнение нефтью	Истощение и эрозия почв, загрязнение почв нефтепродуктами.
Быстрый Танып, Нугуш, Бирь, База, Зилим, Дема, Буй, Инзер, Сюнь, Чермасан	Лесостепная	Эрозия овражная и плоскостная, локальный карст, изменение растительности и состава вод водоемов, оглеение, загрязнение нефтью, засоление	Дефляция, дигрессия пастбищ, загрязнение нефтепродуктами, истощение и эрозия почв, высокая рекреационная нагрузка, загрязнение атмосферы.
Уршак, Усень, Куганак	Лугостепная	Эрозия овражная, повсеместный карст, засоление, изменение растительности и состава вод водоемов, загрязнение нефтью	Истощение и дефляция почв; комплексное загрязнение почв, атмосферы, подземных и поверхностных вод.
Кармасан Ашкадар	Степ-ная	Эрозия плоскостная, локальный карст, изменение растительности водоемов, засоление, загрязнение нефтью	Истощение и эрозия почв, комплексное загрязнение почв, атмосферы, подземных и поверхностных вод.

Примечание: Для водосборов рек Кама, Белая, Уфа, Ик и Сим хозяйственно - техногенные характеристики соответствуют совокупным характеристикам их притоков.

Проведенный анализ хозяйственно-техногенного состояния водосборов показал, что воздействие техногенных факторов особенно сильно сказалось в степных и лугостепных зонах, где произошли необратимые изменения естественной растительности и других природных компонентов. Существенные негативные изменения природных компонентов отмечаются и на водосборах, охватывающих густонаселенные промышленные районы.

На устойчивое функционирование водосборов существенно влияет трансформация земельных угодий, осуществляемая человеком для решения экономических задач: увеличение запасов продовольствия, добыча полезных ископаемых, строительство. При комплексном обустройстве водосборов возникает необходимость оценки экологического состояния водосборов и разработки мер по повышению их экологической устойчивости.

Вопросы экологической устойчивости территорий рассматриваются в работах И. П. Айдарова, В. А. Баранова, М. А. Глазовской, А. И. Голованова, Л. В Кирейчевой и др. Вклад в развитие исследований экологической устойчивости ландшафтов Башкортостана внесли работы И.К. Хабирова, Ф.Ш. Гарифуллина, А. В. Шакирова и др. Для сравнительной оценки водосборов нами использованы коэффициент экологической устойчивости (стабильности) и уровень эколого-геохимической устойчивости М. А. Глазовской.

Коэффициент экологической устойчивости (стабильности) техноприродных или квазиприродных систем на водосборах (КЭУ) определен по формуле:

,

где: F - площадь водосбора, га; fi - площадь i-го угодья, га; - коэффициент стабильности -го угодья. Для широколиственных лесов принят 1,0; болот, водотоков и водоемов - 0,79; пастбищ - 0,68; смешанных лесов - 0,63; лугов - 0,62; садов, лесных культур, лесополос - 0,43; хвойных лесов - 0,38; пашен в среднем - 0,14; прочих земель (выходы горных пород, овраги, пески, то есть не используемые земли) - 0,0. Урбанизированные территории резко уменьшают экологическую стабильность водосбора, поэтому для них коэффициент стабильности принимается отрицательным и ориентировочно равным - 1 (И. П. Айдаров); - коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа водосбора. Зависит от уклона поверхности земли, площадей оврагов, крутых склонов, оползней и изменяется от 1 (стабильный рельеф) до 0,7 (нестабильный рельеф).

Для расчета коэффициентов экологической устойчивости водосборов (КЭУ) определены площади всех земельных угодий, формирующих территории исследуемых водосборов Западного Башкортостана. Сбор информации осуществлен с применением ГИС технологий и путем совмещения карт водосборов с соответствующими картами, в их увязке и некоторой схематизации. Картографический материал дополнялся и уточнялся графическим, табличным и иллюстративным материалами. При создании ГИС собрана следующая тематическая картографическая информация: карты водосборов, лесов и защитных лесных полос, земельного фонда, заболоченности и овражной эрозии территории Западного Башкортостана.

Анализ вычисленных коэффициентов экологической устойчивости водосборов показал, что общая устойчивость водосборов Башкортостана низкая, 0,33 < 0,47 < 0,50. Экологическая устойчивость по водосборам: Камы - низкая 0,33 < 0,46 < 0,50; Оби - средняя 0,51 < 0,58 < 0,66 и Урала - средняя 0,51 < 0,53 < 0,66.

По бассейну реки Камы высокой степенью экологической устойчивости обладают две вторых, средней - две вторых и четыре третьих, низкой - две первых, девять вторых и один третьих, очень низкой - один первых, две вторых и один третьих притоков (таблица 12).

Экологическая устойчивость водосборов бассейна реки Камы

Притоки реки Камы	Степень экологической устойчивости
	высокая	средняя	низкая	очень низкая
	-	-	Кама	-
первые	-	-	Белая, Буй	Ик
вторые	Зилим, Нугуш	Сим, Уфа	Бирь, База, Дема, Кармасан, Чермасан, Быстый Танып, Усень, Сюнь, Уршак	Куганак, Ашкадар
третьи	-	Юрюзань, Ай, Лемеза, Инзер	Уса	Тюй

Самое благополучное экологическое состояние среди водосборов Башкортостана наблюдается по водосборам бассейна реки Сим, где Кс = 0,53ч0,66. Их залесенность составляет более 82% (леса преимущественно широколиственные), а распаханность - 7,5%. Наиболее существенная трансформация земельных угодий осуществлена на водосборах бассейна реки Ик. У них самое неблагополучное экологическое состояние Кс = 0,25ч0,38. Распаханность водосборов доходит до 60%, застроенность - более 6%. Экологическая устойчивость водосборов по ландшафтным группам снижается от лесной к степной группе (Таблица 13).

Экологическая устойчивость водосборов

Группы водосборов	Экологическая устойчивость
	отдельных водосборов	средняя по группе
Лесная	0,33ч0,63	0,58
Лесолуговая	0,44ч0,58	0,54
Лесостепная	0,31ч0,73	0,47
Лугостепная	0,32ч0,38	0,35
Степная	0,31ч0,38	0,35

Уровни эколого-геохимической устойчивости оценены по М. А. Глазовской.

По этой градации эколого-геохимическая устойчивость групп водосборов к кислотным воздействиям и загрязнению тяжелыми металлами возрастает в направлении с севера на юг (таблица 14). Наибольшей устойчивостью обладают водосборы юго-восточной, а наименьшей - северо-западной части Западного Башкортостана.

Эколого-геохимическая устойчивость водосборов

Группы водосборов	Эколого-геохимическая устойчивость
	к кислотным воздействиям	к загрязнению тяжелыми металлами
Лесная	ниже средней	средняя
Лесолуговая	ниже средней	средняя
Лесостепная	средняя	средняя
Лугостепная	средняя	выше средней
Степная	выше средней	выше средней

Практически для всех водосборов Западного Башкортостана (кроме водосборов Зилима и Нугуша) требуется разработка мер по повышению их экологической устойчивости, заключающаяся в оптимизации их экологической инфраструктуры и/или проведении природоохранных мероприятий.

Оптимизация экологической инфраструктуры водосбров сводится к формированию и поддержанию такого соотношения земельных угодий, которое обеспечивает целесообразное экологическое равновесие и необходимую устойчивость водосборов. При этом коэффициент экологической устойчивости водосборов (КЭУ) должен быть не ниже установленного уровня.

Природоохранные мероприятия разрабатываются с учетом степени нарушенности ландшафтов водосборов и рассмотрены в шестой главе.

На основе исследований хозяйственно-техногенных характеристик водосборов Западного Башкортостана и имеющихся работ по проблеме устойчивости (стабильности) территорий, установлены следующие уровни экологической устойчивости водосборов:

- КЭУ > 0,66 - экологическая инфраструктура водосборов устойчива (стабильна). Оптимизация инфраструктуры и проведение природоохранных работ не требуется;

- 0,66 ? КЭУ ? 0,51 - экологическая инфраструктура водосборов устойчива, но имеются экологические проблемы. Оптимизация инфраструктуры не требуется, но необходимо проведение природоохранных мероприятий;

- КЭУ < 0,51 - экологическая инфраструктура водосборов неустойчива. Требуется оптимизация инфраструктуры и проведение природоохранных мероприятий.

С учетом вышеизложенного выполнена оптимизация экологической инфраструктуры водосборов Западного Башкортостана. Оптимизация в основном проведена за счет перевода части пашен в пастбища. Учитывая сложность перевода лесов и урбанизированных территорий в другие виды земельных угодий, их площади не корректировались.

Водосборы лесной группы занимают 14,6 тыс. км2 (12,8% водосбора Камы по РБ) и включают четыре водосбора. Экологическая устойчивость группы - средняя (Кс = 0,58) и оптимизация не требуется, но необходимо проведение природоохранных мероприятий. Оптимальное соотношение земельных угодий, при которых экологическая инфраструктура водосборов будет устойчивой (КЭУ > 0,66) следующее: 44% (широколиственные леса) + 20% (болота, водоемы, водохранилища, луга, сенокосы и пастбища) + 14% (хвойные леса, лесополосы и сады) + 20% (пашни) + 2% (урбанизированные и прочие земли).

Водосборы лесолуговой группы занимают 29,8 тыс. км2 (26,1% водосбора Камы по РБ) и включают три водосбора. Экологическая устойчивость группы - средняя (Кс = 0,54) и оптимизация не требуется, но необходимо проведение природоохранных мероприятий. Оптимальное соотношение земельных угодий следующее: 44% (широколиственные леса) + 13% (болота, водоемы, водохранилища, луга, сенокосы и пастбища) + 20% (хвойные леса, лесополосы и сады) + 20% (пашни)+ 3% (урбанизированные и прочие земли).

Водосборы лесостепной группы занимают 66,47 тыс. км2 (58,2% водосбора Камы по РБ) и включают 14 водосборов. Экологическая устойчивость группы - низкая (Кс = 0,47) и общая задача оптимизации - повышение средней экологической устойчивости водосборов. После решения задачи, оптимальное соотношение земельных угодий следующее: 34% (широколиственные леса) + 38% (болота, водоемы, водохранилища, луга, сенокосы и пастбища) + 6% (хвойный лес, лесополосы и сады)+18% (пашни) + 4% (урбанизированные и прочие земли).

Лугостепная группа водосборов занимает 7,9 тыс. км2 (6,9% водосбора Камы по РБ) и включает три водосбора. Экологическая устойчивость группы - низкая (Кс = 0,35) и общая задача оптимизации - повышение средней устойчивости водосборов. При оптимальном соотношении земельных угодий (17% (широколиственные леса) + 58% (водоемы, водохранилища, луга, сенокосы и пастбища) + 1% (лесополосы и сады) + 18% (пашни) + 6% (урбанизированные и прочие земли)) КЭУ группы максимально повышается в 1,5 раза, но это не является достаточной для обеспечения экологической устойчивости водосборов (КЭУ > 0,66). Для поддержания экологической устойчивости на достигнутом уровне требуется разработка природоохранных мероприятий.

Степная группа водосборов занимает 8,8 тыс. км2 (7,7% водосбора Камы по РБ) и включает три водосбора. Экологическая устойчивость группы - низкая (Кс = 0,35). Задача оптимизации и пути решения этой задачи такие же, как у лугостепной группы. После оптимизации КЭУ повышается в 1,5 раза, но не достигает экологически устойчивого состояния. Оптимальное соотношение земельных угодий следующее: 14% (широколиственные леса) + 63% (водоемы, водохранилища, луга и пастбища) + 18% (пашни) + 5% (урбанизированные и прочие земли). Для поддержания устойчивости водосборов на достигнутом уровне требуется разработка природоохранных мероприятий.

Анализ полученных оптимальных соотношений земельных угодий показал, что площади антропогенных и абиотических элементов должны быть не более 22ч24% от общей площади водосборов. Остальные площади водосбора должны быть заняты природными и полуприродными элементами. Результаты наших исследований совпадают с результатами исследований других авторов. Так, по данным Н. Ф. Реймерса площади пахотных земель для степной зоны не должны превышать 20ч40 %, а по расчетам И. П. Айдарова для Урало - Поволжского региона - 25ч30 % от общей площади.

Для повышения экологической устойчивости водосборов, с установившимися соотношениями земельных угодий, рекомендуются водные мелиорации. КЭУ мелиорированной пашни должен быть не ниже 0,67 или 0,51. При КЭУ ? 0,51, для поддержания достигнутого экологического состояния, требуется проведение комплекса природоохранных мероприятий. Повышение экологической устойчивости водосборов орошением и осушением катен достигается только при соблюдении требуемого для данной зоны мелиоративного режима. Согласно работам И. П. Айдарова и А. И. Голованова, КЭУ орошаемой пашни можно повысить в 1,63 раза, а осушаемой - в 3-5 раз. В то же время, выполненные И. П. Айдаровым оценки показывают, что экологическая устойчивость орошаемых земель в настоящее время в России колеблется в пределах 0,09ч0,15, то есть стабильность поливных земель ухудшается.

В работе определены величины мелиоративной составляющей устойчивости и КЭУ мелиорированной пашни у водосборов Западного Башкортостана, обеспечивающие экологическую устойчивость (таблица 15).

Коэффициенты экологической устойчивости (КЭУ) и мелиоративные составляющие устойчивости () по ландшафтным группам

Параметры экологической устойчивости	Группы водосборов	Сред.
	лесная	лесолуговая	лесостепная	лугостепная	степная
При КЭУ > 0,66
КЭУ мелиорированной пашни	0,50	0,65	0,67	0,75	0,77	0,67
	3,57	4,64	4,78	5,36	5,50	4,77
При КЭУ ? 0,51
КЭУ мелиорированной пашни	не нормируется	не нормируется	0,25	0,45	0,46	0,39
	-	-	1,78	3,21	3,29	2,76

Анализ данной таблицы показал, что для обеспечения экологической устойчивости водосборов без проведения природоохранных мероприятий, КЭУ мелиорированной пашни должен быть не ниже 0,67. Полученное значение совпадает с результатами исследований других авторов (Л. В. Кирейчева и др.). При проведении дополнительных природоохранных мероприятий по поддержанию их экологической устойчивости, КЭУ мелиорированной пашни может быть уменьшен в 1,7 раза.

В шестой главе «Технология комплексного обустройства и рекомендации по ее практической реализации» разработаны обобщенная функционально-технологическая схема, упрощенный метод расчета водообмена и обоснования водных мелиораций, практические рекомендации по комплексному обустройству водосборов.

Обобщенная функционально-технологическая схема комплексного обустройства включает систему мероприятий по регулированию всех основных процессов, режимов и компонентов водосборов, в том числе:

1. Оптимизацию структуры и восстановление экологического каркаса водосборов. Работы направлены на повышение экологической устойчивости сельскохозяйственных угодий водосборов. Показателями эффективности работ использованы коэффициенты экологической устойчивости и степень нарушенности структуры водосборов определяемая отношением интенсивно используемых земель к общей площади водосбора:

,

 где - площадь интенсивно используемых земель, га; - общая площадь водосбора, га. Различают слабую степень нарушенности ландшафтов ( ? 0,15ч0,20) означающую, что экологический каркас сохранил непрерывность; среднюю ( ? 0,21ч0,40) - экологический каркас близок к разделению на отдельные природные массивы; сильную ( ? 0,41ч0,50) - экологический каркас разделен на крупные природные массивы, способные к саморегуляции; критическую ( > 0,50) - экологический каркас разделен на отдельные природные массивы, неспособные к саморегуляции.

С учетом степени нарушенности ландшафтов должны разрабатываться природоохранные мероприятия, поддерживающие экологическую устойчивость, и практические рекомендации по восстановлению экологического каркаса водосборов. С этой целью нами изучены и определены степени нарушенности структуры водосборов и ландшафтов Западного Башкортостана (таблица 16).

Степени нарушенности структуры водосборов и ландшафтов Западного Башкортостана

Степень нарушенности	Группы водосборов
	лесная	лесолуговая	лесостепная	лугостепная	степная
структуры водосборов	0,27	0,40	0,41	0,57	0,55
ландшафтов	средний	средний	сильный	критический	критический

2. Облагораживание местной гидрографической сети и создание искусственных водоемов. Искусственные водоемы (водохранилища) формируют природно-техногенные комплексы «водохранилище - речной бассейн», облагораживают местную гидрографическую сеть и повышают экологическую устойчивость водосборов (КЭУ водоемов в 5,6 раза выше, чем у пашен). Водохранилища позволяют перераспределить поверхностный сток рек во времени и повысить базис эрозии.

В Башкортостане по данным ФГУ «Управление «Башмелиоводхоз»» эксплуатируются 450 водохранилищ, из них 394 - на территории Западного Башкортостана. Наибольшее количество водохранилищ сосредоточено на западной и юго-западной частях республики. По административным районам наибольшее количество водохранилищ насчитывается в индустриально развитых районах: Дюртюлинском (39 водохранилищ), Буздякском (24 водохранилища) и Аургазинском (21 водохранилище); по ландшафтным группам - на левобережной части водосбора Белой в лесостепной и степной зонах.

3. Предупреждение и борьбу с эрозией и дефляцией почв, борьба с оврагами. Работы подразумевают применение агротехнических приемов, устройство лесных полезащитных насаждений и залужение транзитных фаций катен водосборов. Борьба с оврагами предусматривает закрепление дна и берегов оврагов, создание в существующих овражно-балочных сетях прудов и водохранилищ. Ориентировочно эрозионно-опасные территории определяются по доле транзитных фаций на катенах водосборов.

4. Регулирование эколого-геохимической устойчивости почв водосборов. Мероприятия включают снижение содержания водно-растворимых солей и поглощенного натрия в почвах за счет известкования, промывок и гипсования. Мелиорация и рекультивация земель (водная, химическая, тепловая, геотехническая) устраняет кислотность, засоленность, осолонцованность и загрязненность почв. Работы по повышению эколого-геохимической устойчивости почв рекомендуются проводить с учетом уровней эколого-геохимической устойчивости М.А. Глазовской (таблица 14).

5. Водные мелиорации земель водосборов. Базовая роль при комплексном обустройстве водосборов принадлежит водным мелиорациям. Для достижения надлежащего эффекта рекомендуется совместное (комплексное) применение различных способов мелиорации на всех фациях водосборов. Мелиоративный режим должен формироваться экологически безопасными предполивной влажностью и относительным водообменом. Современные инновационные методы расчетов режима орошения и размеров оросительных норм должны учитывать водообмен. Водообмен влияет на почвообразовательные процессы, формирует грунтовые воды и определяет нагрузку на местный речной сток. От водообмена зависит размер экологически безопасной оросительной нормы.

Водообмен бывает в виде восходящих (капиллярное подпитывание) или нисходящих (промываемость почвы) вертикальных потоков влаги между корнеобитаемым слоем почвы и подстилающими его слоями. Существующие справочные руководства по орошению учитывают возможное капиллярное подпитывание, но совершенно не учитывают промываемость почвы. Хотя в зоне неустойчивого увлажнения даже без орошения наблюдается устойчивый речной сток в межень, следовательно, имеет место промываемость почвы. Для условий Башкортостана промываемость почв находится в пределах 30-70 мм/год, для степных районов России - в пределах 20-60 мм/год и более. На поливных землях, за счет большего увлажнения почвы, промываемость может увеличиваться в два раза. Поэтому важна оперативная объективная оценка промываемости почв при водных мелиорациях, то есть возможность достаточно быстрого и простого определения величины водообмена.

Водообмен можно определить на основе строгого расчета по модели функционирования катен или по упрощенным методам А. И. Голованова и нашим, приведенным ниже.

Величина и направление водообмена, при водных мелиорациях для ровного горизонтального рельефа, зависят от глубины грунтовых вод и от предполивной влажности. Для таких условий А. И. Головановым разработана методика расчета водообмена и получены серии номограмм зависимостей водообмена от глубин грунтовых вод и предполивных влажностей. Эта методика положена в основу разработанного нами упрощенного расчета.

Применительно к водосборам, когда их катены схематизированы сопряженными фациями возвышенности, склона и низины, водообмен зависит еще от крутизны склона и коэффициента поверхностного стока. Крутизна склона таких водосборов ц определяется как обратная величина коэффициента морфоизографа (таблица 6), а коэффициент поверхностного стока - по рекомендациям А. Н. Костякова. Разработанная модель функционирования катен водосборов позволяет учитывать в расчетах эти параметры. Варьируя на компьютерной модели значениями крутизны склона и коэффициента поверхностного стока, рассчитаны величины водообмена и построены номограммы зависимости коэффициента водообмена от крутизны склона ц при различных коэффициентах поверхностного стока (рисунок 8).

Рисунок 8 Зависимость коэффициента водообмена от крутизны склона водосборов при различных коэффициентах поверхностного стока

Тогда, годовой водообмен катены водосбора при водных мелиорациях определяется по формуле:

,

где - годовой водообмен, определяемый по номограммам А. И. Голованова; - коэффициент водообмена, определяемый по рисунку 8.

Разработанный метод позволяет определить мелиоративную составляющую коэффициента экологической устойчивости мелиорированной катены водосбора при известной предполивной влажности почвы. 6. Регулирование баланса гумуса на обустраиваемых территориях водосборов. Экологические функции почв в сельскохозяйственных землях водосборов регулируются активным управлением биологического круговорота, критерием которого служат запасы гумуса. При обустройстве водосборов с помощью водных мелиораций повышается продуктивность сельскохозяйственных земель. Урожайность катен водосборов Западного Башкортостана увеличивается в 1,3ч3,3 раза и вместе с этим увеличивается сработка гумуса. Для сохранения плодородия почв необходимо поддержание существующего баланса гумуса на сельскохозяйственных землях. С этой целью нами изучена сработка запасов гумуса после водных мелиораций и необходимость дополнительного внесения органических удобрений. В качестве показателей состояния запасов гумуса на мелиорируемых землях использованы: относительное увеличение урожайности, образуемый дефицит гумуса и количество дополнительно вносимого органического удобрения после водных мелиораций (таблица 17).

Результаты изменения запасов гумуса после водных мелиораций

Группы водосборов	Культура	Состояние сельскохозяйственных земель после мелиорации
		увеличение урожайности	дефицит гумуса, т/(га*год)	количество дополнительно вносимого удобрения, т/(га*год)
Лесная	Картофель Травы	2,0 1,4	0,42 нет	6,4 0
Лесолуговая	Картофель Травы	1,8 1,2	0,44 нет	6,9 0
Лесостепная	Картофель Травы	1,7 1,3	0,14 нет	0,7 0
Лугостепная	Картофель Травы	2,0 1,2	0,04 нет	0,7 0
Степная	Картофель Травы	3,1 7,5	0,96 нет	14,9 0

На основе исследованных материалов и полученных результатов для каждой ландшафтной группы водосборов разработаны практические рекомендации по комплексному обустройству, позволяющие поддерживать и при необходимости повысить экологическую устойчивость водосборов:

Принято, что экологический каркас водосборов состоит из биоцентров (ядра экологического каркаса), биокоридоров (транзитные территории), буферных зон (буферные территории, защищающие биоцентры и биокоридоры от непосредственного негативного влияния хозяйственной деятельности).

Лесная и лесолуговая группы. С учетом степени нарушенности ландшафтов (таблица 16) необходимо проведение следующих природоохранных мероприятий:

- прекратить вырубку лесов в биоцентрах и биокоридорах, осуществлять рекультивацию пастбищ и создавать культурные ландшафты;

- восстановить биокоридоры, путем создания водоохранных зон вдоль водотоков и лесополос вдоль пашен;

- проводить противоэрозионные мероприятия, в первую очередь на водосборах Ай, Уса, Тюй и части водосбора Уфа. Эрозионноопасные территории составляют 45 ч 53 % площади водосборов;

- оптимизировать плодородие почв путем улучшения агрофизических свойств и теплового режима почв, активизации биологических процессов, обогащения почв органическими веществами;

- рекультивировать нефтезагрязненные почвы на водосборах Тюй и Уса.

Регулярное орошение лесной группы не требуется. Рекомендуется осушение более 50% площади водосборов с нормами до 1,1 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,41 в долях от впитывания воды в почву и 0,64 в долях от суммарного испарения.

На водосборах лесолуговой группы рекомендуется орошать возвышенные фации (32% площади водосборов) в сухие и среднесухие годы по влагообеспеченности с предполивной влажностью 0,74 ППВ. Рекомендуется осушение супераквальных и трансаккумулятивных фаций (до 20% площади водосборов) с нормами до 0,8 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,33 в долях от впитывания воды в почву и 0,51 в долях от суммарного испарения.

Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 1,3 раза. При выращивании картофеля для покрытия дефицита гумуса 0,4ч0,44 т/(га*год) нужно ежегодно под картофель вносить 6,4ч7,2 т/(га*год) полуперепревшего навоза. При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, баланс гумуса будет бездефицитным.

Лесостепная группа. Требуется оптимизация их инфраструктуры путем сокращения пахотных земель до 18% за счет трансформации сильно - и среднеэродированных земель (до 55% площади водосборов) в улучшенные сенокосы и пастбища.

Рекомендуется проведение природоохранных работ по восстановлению экологического каркаса водосборов:

- восстановить и формировать новые биокоридоры вдоль водотоков и пашен;

- создать буферные зоны вокруг мест активного природопользования с соблюдением всех санитарных требований;

- исключить деградацию пастбищ, истощение и эрозию почв. Практиковать сохранение на окраинах полей многолетней растительности, создающей дополнительные предпосылки для размножения энтомофагов;

- жестко регламентировать работы нефтегазового комплекса, проводить рекультивацию загрязненных нефтью почв и водоемов;

- оптимизировать рекреационные нагрузки на водосборы Нугуша и верхней части Белой, организовать буферные зоны с северной части национального парка Башкортостана.

Рекомендуется регулярное орошение элювиальных фаций (31% площади водосборов) с предполивной влажностью 0,72 ППВ. При повышении мелиоративной составляющей устойчивости орошаемых катен до 4,78, экологическая инфраструктура водосборов будет устойчивой (КЭУ > 0,66).

Рекомендуется осушение супераквальных и основания трансаккумулятивных фаций (до 25% площади водосборов) с нормами до 1,0 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,2 в долях от впитывания воды в почву и 0,25 в долях от суммарного испарения.

Относительная продуктивность водосборов в результате орошения и осушения возрастет в 1,6 раза. При выращивании картофеля для покрытия дефицита гумуса 0,1 т/(га*год) нужно ежегодно под картофель вносить 2,2 т/(га*год) полуперепревшего навоза. При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, баланс гумуса будет бездефицитным.

Лугостепная и степная группа. Согласно таблице 16, для них необходима природоприближенная реконструкция всего экологического каркаса:

- восстановить ядра экологического каркаса, путем увеличения буферными зонами площадей биоцентров до 1000 га и более. В буферных зонах культивировать луговую и степную растительность, обладающую высоким потенциалом восстановления;

- восстановить и формировать новые биокоридоры вдоль всех природных и антропогенных линейных элементов, перевести 31% пашен в пастбища, сооружать искусственные водоемы;

- создать санитарно-защитные зоны вокруг мест активного природопользования, проводить обвалование загрязненных территорий, предусмотреть защитные зеленые насаждения, рекультивировать почвы и поверхностные воды;

- обустроить места активного природопользования. Принять меры по минимизации техногенных нагрузок, установить мониторинг за местами активного природопользования, организовать контроль за изменением природной среды.

На водосборах лугостепной группы рекомендуется регулярное орошение элювиальных и трансэлювиальных фаций (74% площади водосборов) с предполивной влажностью 0,72 ППВ. Рекомендуется осушение супераквальных фаций (до 14% площади водосборов) с нормами до 0,7 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,12 в долях от впитывания воды в почву и 0,16 в долях от суммарного испарения. На водосборах степной группы рекомендуется регулярное орошение всех фаций водосборов с предполивной влажностью 0,72 ППВ. Рекомендуется осушение супераквальных фаций (до 15% площади водосборов) с нормами до 1,1 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,18 в долях от впитывания воды в почву и 0,53 в долях от суммарного испарения.

Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций у водосборов лугостепной группы возрастет в 1,5 раза, степной группы - 3,3 раза. У водосборов лугостепной группы при выращивании картофеля для покрытия дефицит гумуса 0,05 т/(га*год) нужно ежегодно под картофель вносить 0,7 т/(га*год), а у водосборов степной группы при дефиците 0,96 т/(га*год) - 14,9 т/(га*год) полуперепревшего навоза. При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, баланс гумуса будет бездефицитным.

ВЫВОДЫ

В работе рассмотрены 35 катены 23 водосборов Западного Башкортостана, составляющие 79% всех земель Башкортостана. Западный Башкортостан является частью Русской равнины с зональными ландшафтами умеренного климата. По работе сформулированы следующие выводы:

1. Обзор научных работ по проблеме комплексного обустройства водосборов показал необходимость разработки единой методики комплексного обустройства водосборов, позволяющей рациональное использование их территории, сохраняя и повышая при необходимости их экологическую устойчивость. Существующие научные исследования недостаточно учитывают взаимосвязь между природными компонентами и, в основном, направлены на изучение отдельных компонентов водосборов. Методы и технологии комплексного обустройства должны позволять решать стратегические задачи крупных геосистем, примером которой в нашем случае является территория Западного Башкортостана. Разнообразие структур, литологического и геологического строения, форм рельефа, природно-климатических характеристик рассматриваемых водосборов представляет всю совокупность особенностей функционирования данной геосистемы и позволяет разработать единую программу комплексного обустройства равнинных водосборов Западного Башкортостана.

2. Анализ методологических подходов и приемов моделирования в мелиорации показал, что исследования по комплексному обустройству водосборов необходимо проводить с использованием всей совокупности существующих методологических подходов в мелиорации, выделяя приоритетными геосистемный и катенарный подходы. При этом обоснована оптимальность использования математических моделей для описания природных процессов, происходящих в таких сложно организованных системах, как водосборы.

3. Применение геосистемного и катенарного подходов расширило представления о моделировании катен водосборов и позволило представить структуру водосборов в виде иерархического ряда: фаций, катен и арен. Установлена взаимосвязь между водосборами и физико-географическими районами, ландшафтными зонами: по ГТК Селянинова и коэффициенту увлажнения. Границы фаций определены по морфометрическим схемам водосборов.

4. Создана морфометрическая модель катены водосбора, состоящая из четырех фаций с разным высотным расположением: элювиальной, трансэлювиальной, трансаккумулятивной и супераквальной. Для адаптации модели катены к изучаемым условиям, выполнен геоморфологический анализ водосборов Западного Башкортостана. На основе картографических исследований получены морфометрические показатели и сконструированы геоморфологические схемы катен, учитывающие морфометрические особенности водосборов Западного Башкортостана. Разработаны расчетные модели для 35 катен водосборов Западного Башкортостана, учитывающие многолетние (1978ч2009 годы) метеорологические и почвенно-геологические условия водосборов, мелиоративные режимы рассматриваемых катен.

5. На основе теоретических исследований усовершенствована математическая модель влагопереноса в катенах водосборов, базирующаяся на дифференциальном уравнении двумерного передвижения влаги в почве и под уровнем грунтовых вод. Разработана компьютерная модель функционирования катен водосборов, позволяющая определять параметры водного режима и продуктивности катен водосборов, моделируя почвенно-геологические, геоморфологические и метеорологические условия, различные мелиоративные режимы на водосборах. Модель позволяет выполнить численный эксперимент и моделировать комплексные задачи, возникающие при обустройстве водосборов. Правильность разработанных схем и расчетных моделей, достоверность полученных результатов подтверждены сходимостью рассчитанных по модели значений среднемноголетнего годового местного стока в период с 1978ч2009 годы с аналогичными данными, приведенными на официальных картах стока (расхождение не более 10%).

6. Систематизированы и классифицированы водосборы Западного Башкортостана по физико-географическим и природно-климатическим показателям. Классификации водосборов разработаны на основе физико-географического и ландшафтного районирования, осуществляемые по ландшафтно-бассейновому принципу и учитывающие характерные особенности структуры почвенного покрова, растительного сообщества, гидрографии, рельефа и условия тепловлагообеспеченности территорий. Показано, что для оценки экологического состояния и выработки единой целостной системы комплексного обустройства водосборов больше подходит классификация водосборов по природно-климатическим показателям (по тепловлагообеспеченности).

7. Результаты модельных исследований позволили обосновать необходимость водных мелиораций фаций катен при комплексном обустройстве водосборов, объединенных в ландшафтные группы. На водосборах лесной и лесолуговой групп регулярное орошение не требуется. На остальных группах водосборов требуется регулярное орошение: у лесостепных - элювиальных, лугостепных - элювиальных и трансэлювиальных, степных - всех фаций водосборов. Рекомендуется осушение супераквальных фаций всех групп водосборов. Проведенная оценка экологической устойчивости водосборов при проведении водных мелиораций, позволила определить экологически безопасные оросительные и осушительные нормы по ландшафтным зонам. Оросительные нормы при регулярном орошении по группам составляют: в лесостепной - 30ч80 мм, в лугостепной - 50ч120 мм и в степной - 220ч550 мм в год; осушительные нормы всех групп - 0,7ч1,1 м. Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 1,3ч3,3 раза.

8. На основе результатов модельных и теоретических исследований выявлены динамики изменения составляющих поверхностного стока и статей водного баланса водосборов при орошении и осушении по лесной, лесостепной и степной ландшафтным зонам. По полученным графическим зависимостям следует, что при орошении и осушении требуемых фаций с экологически безопасными нормами в направлении от лесной к степной зоне, тренды впитывания воды в почву во всех фациях, а подземного оттока у элювиальных и водообмена у супераквальных фациях меняются в сторону повышения; тренды эвапотранспирации во всех фациях не меняют своего направления.

9. Решена задача оптимизации экологической инфраструктуры водосборов путем установления рациональных соотношений земельных угодий, обеспечивающих экологическую устойчивость водосборов по ландшафтным зонам. У водосборов Западного Башкортостана проведена комплексная оценка современного состояния, оценены степени экологической устойчивости и оптимизированы инфраструктуры. Водосборы, занимающие более 70% площади Западного Башкортостана обладают низкой и очень низкой степенью экологической устойчивости. По ландшафтным зонам экологическая устойчивость водосборов снижается от лесной к степной зоне в направлении с северо-запада на юго-восток. Воздействие техногенных факторов особенно сильно сказалось в степных и лугостепных зонах, где произошли необратимые изменения естественной растительности и других природных компонентов. Оптимизировать структуру и повысить экологическую устойчивость водосборов рекомендуется варьированием площадей и/или проведением водных мелиораций пашен водосборов.