5.3. Анализ приоритетных эколого-географических проблем трансграничного бассейна реки Урал.
Бассейн р. Урал целиком лежит в приграничных областях России и Казахстана и последствия межгосударственного раздела реки проявляются особенно остро [Чибилёв, Сивохип, 2006б]. Для разработки международных программ по совместному управлению водными ресурсами р. Урал в первую очередь необходимо идентифицировать проблемы, связанные с водохозяйственной деятельностью в пределах бассейна и выделить региональные различия. Следует учесть, что в ходе осуществления водохозяйственной деятельности возникают конфликты интересов, источники которых различны - потребительское водопользование, регулирование стока, сброс сточных вод и загрязнение органическими и опасными веществами, интенсивный вылов биологических ресурсов и др. Для трансграничного бассейна р. Урал сложность идентификации проблем, связанных с водопотреблением определяется не только несоответствием водохозяйственных мероприятий между суверенными государствами – Россией и Казахстаном, но и между субъектами Российской Федерации (Республика Башкортостан, Челябинская и Оренбургская области).
Трансграничные территории (в т.ч. речные бассейны) и их составные части характеризуются как единством, так и определенными противоречиями, которые необходимо учитывать при анализе и оценке особенностей управления пограничными территориями. Единство трансграничной территории определяется в первую очередь целостностью природных геосистем, через которую проходит граница, и, следовательно, едиными законами функционирования природных комплексов [Глобальная оценка … , 2002]. Природная специфика трансграничного бассейна р. Урал, связана, прежде всего, с гидрологическими особенностями, обусловленными его физико-географическим положением. Река, пересекая лесную, лесостепную, степную и полупустынную природные зоны, характеризуется чрезвычайной неравномерностью годового и многолетнего стока, режимом поверхностных и подземных вод бассейна. Распределение нормы стока соответствует в основном изменению климатических факторов и характеризуется общим убыванием с севера на юг. Значительное колебание объемов стока в разные по водности годы является ведущим фактором, определяющим общий гидрологический фон бассейна р. Урал, структуру и динамику аквальных геосистем, видовой состав ихтиофауны, рекреационно-туристский потенциал территории и др.
Противоречия, характерные для трансграничных речных бассейнов, наиболее ярко выражаются в социально-экономической и природоохранной сферах [Ганзей, 2004]. Для российско-казахстанского приграничья, в пределах бассейна р. Урал, основные противоречия возникают в ходе водохозяйственной деятельности.
Мощными факторами являются промышленное водопотребление, определяющее безвозвратные потери стока и промышленное водоотведение, которое является опаснейшим источником загрязнения. По архивным источникам Главного управления комплексного использования водных ресурсов Минводхоза был проведен анализ динамики забора воды из природных водных объектов в бассейне р. Урал в период 1970-2000 гг. [Демин, 2007]. Отмечается стабильный рост этого показателя в 70-80-е гг., а к середине 80-х гг. показатели водопотребления резко возросли за счет введения в эксплуатацию Ириклинской ГРЭС. После 1990 г. объем водозабора в российской части сократился с 2,9 до 2,0 км3, а в казахстанской части – с 1,7 до 0,9 км3.
Так же, в пределах российской и казахстанской частей бассейна значительно отличается структура водопотребления. На территории Российской Федерации развит металлургический комплекс, добыча и переработка газа, химическая промышленность, энергетика, основная часть водных ресурсов используется на производственные нужды – около 85%, остальная часть – на хозяйственно-питьевые нужды (12%) и 2% на орошение земель. В пределах Казахстана только 7% объема воды используется на производственные нужды, 8% - на хозяйственно-питьевые, 44% - на регулярное и лиманное орошение, 41% - на прудовое рыбное хозяйство [Демин, 2007].
Для разработки межгосударственной стратегии управления трансграничным бассейном р. Урал, необходимо провести инвентаризацию трансграничных экологических проблем с выделением ключевых приоритетных вопросов (рис. 5.5.1). Оценка приоритетности экологических проблем в пределах исследуемого бассейна основывается на последовательном анализе ряда критериев – трансграничный статус проблемы, масштаб негативного воздействия на экосистемы, хозяйственную деятельность и здоровье человека, отсутствие прогресса в решении конкретной проблемы на национальном уровне и др.
Рисунок 5.5.1 – Приоритетные экологические проблемы трансграничного бассейна р. Урал
В качестве общего комментария к данной схеме отметим, что наиболее актуальными проблемами, требующими разработки первоочередных управленческих мер являются нарушение гидрологического режима подземных вод, затопление и подтопление территорий, а также химическое загрязнение речных вод. При разработке управленческих технологий необходимо учитывать взаимосвязь между отмеченными проблемами, а также, что при решении одной из проблем может быть найдено решение и для других.
В частности, одной из ключевых приоритетных экологических проблем в трансграничном бассейне р. Урал является нарушение гидрологического режима. Выше отмечалась сложность естественного режима р. Урал с характерным неравномерным распределением объемов стока на всех участках реки, особенно в среднем и нижнем течении.
Одной из причин нарушения гидрологического режима в бассейне р. Урал следует отметить интенсивное регулирование стока главной реки и ее притоков в верхнем и среднем течении (в пределах Российской Федерации) (таблица 5.5.1), что отражается на гидрологическом режиме нижних участков бассейна в пределах Республики Казахстан (таблица 5.5.2).
Проблема комплексного использования водных ресурсов Уральского бассейна возникла еще в 30-е гг. в связи со строительством Магнитогорского и Орско-Халиловского металлургических комбинатов. В «Схеме комплексного использования водных ресурсов реки Урала» 1934 г. была рассмотрена возможность строительства Ириклинского водохранилища выше Орска и Халиловского (Губерлинского) водохранилища ниже Орска, а также Рубежинского гидроузла выше города Уральска и ряда водохранилищ на реке Сакмаре. К реализации данной «Схемы» приступили лишь в послевоенные годы. В 1958 г. было завершено строительство Ириклинского водохранилища.
Таблица 5.5.1 – Крупнейшие водохранилища в бассейне р. Урал (верхнее и среднее течение, объемом более 10 млн. м3)
№ п/п |
Название |
Река |
Площадь водного зеркала, км2 |
Объем, млн. м3 |
Субъект |
Год заполнения |
1. |
Верхнеуральское |
р. Урал |
75,5 |
601 |
Челябинская область |
1964 |
2. |
Магнитогорское |
р. Урал |
33,4 |
189 |
Челябинская область |
1931 |
3. |
Акъярское |
р. Ташла |
7,8 |
49,4 |
Республика Башкортостан |
2001 |
4. |
Озеро Чебаркуль |
р. Янгелька |
15,5 |
34,2 |
Республика Башкортостан |
1984 |
5. |
Сакмарское |
р. Сакмара |
5,8 |
30,7 |
Республика Башкортостан |
2005 |
6. |
Бузавлыкское |
р. Бузавлык |
3,07 |
19,1 |
Республика Башкортостан |
2007 |
7. |
Таналыкское |
р. Таналык |
2,01 |
14,2 |
Республика Башкортостан |
1996 |
9. |
Ириклинское |
р. Урал |
260,0 |
3260,0 |
Оренбургская область |
1959 |
10. |
Красночабанское |
р. Мендыбай |
12,8 |
54,6 |
Оренбургская область |
1978 |
11. |
Верхне - Кумакское |
р. Б. Кумак |
12,7 |
48,0 |
Оренбургская область |
1963 |
12. |
Черновское |
р. Черная |
12,6 |
52,7 |
Оренбургская область |
1986 |
13. |
Красновское |
р. Таловая |
6,9 |
12,3 |
Оренбургская область |
1986 |
14. |
Ушкотинское |
р.Ушкотта |
2,8 |
10,0 |
Оренбургская область |
1973 |
15. |
Актюбинское |
р. Илек |
81,3 |
584 |
Республика Казахстан |
1990 |
16. |
Каргалинское |
р. Жаксы-Каргала |
22,3 |
186 |
Республика Казахстан |
1979 |
В 1971 Институт «Гидропроект» подготовил схему комплексного использования и охраны водных ресурсов реки Урала. В ней нашли отражение существенные изменения в водохозяйственном балансе Уральского бассейна. Схема предусматривала строительство на Урале и его притоках восьми новых водохранилищ - Актюбинское на Илеке (объем воды 584 млн. м3, площадь 81 км2), Янгельское в верховьях Урала (940 млн. м3, 140 км2), Алтнайское на Большом Кумаке (946 млн. м3, 100 км2), Медногорское на Сакмаре (1472 млн. м3, 73,2 км2) и др. Но, большинство из перечисленных проектов было приостановлено, что позволило сохранить первозданный облик экосистем р. Урал на отдельных участках среднего и нижнего течения.
Одним из негативных последствий регулирования стока является утрата уникальных пойменных экосистем р. Урал, универсальной системы лиманного орошения лугов и оазисного обводнения лесных угодий. Вся богатейшая флора и фауна уральской долины обязаны своим существованием естественному водному режиму реки.
Еще один из недостатков регулирования речного стока является безвозвратная потеря плодородного ила, смываемого с черноземных полей. В естественных условиях смытые с полей частицы почв участвуют в формировании отложений поймы и дельты Урала, в удобрении подводных почв Урало-Каспийского взморья. В водохранилищах же твердая часть весеннего стока превращается в донный ил, который ухудшает условия рыбоводства, эксплуатацию водозаборных сооружений и т. д.
Также следует отметить, что в условиях регулирования на отдельных участках реки происходит снижение самоочищающей способности, которые зависят от морфологических особенностей речного русла, в частности от сочетания широких плесов и песчано-гравийных перекатов.
Учитывая трансграничный аспект, необходимо отметить, что основная доля речного стока формируется в верхней части бассейна, в пределах Российской Федерации, а ниже г. Уральска (Республика Казахстан) боковая проточность отсутствует, и сток реки уменьшается за счет интенсивного водозабора и испарения в обширной пойме.
Таблица 5.5.2 – Средний многолетний расход р. Урал и его основных притоков [Курмангалиев и др., 2006].
Водоток, пункт наблюдения |
Средний многолетний расход, м3/с |
||
Среднегодовой |
75% обеспеченности |
95% обеспеченности |
|
Река Урал: г. Орск (среднее течение) г. Оренбург (среднее течение) г. Уральск (нижнее течение) с. Кушум (нижнее течение) |
67,5 107 320 333 |
29,6 52,1 174 190 |
9,32 22,7 85,4 97,6 |
Река Сакмара, устье |
146 |
96,5 |
51,2 |
Река Илек, устье |
42,5 |
18,3 |
6,93 |
Отдельно следует отметить зарегулирование стока крупного правого притока – р. Сакмара, выполняющего основную функцию формирования стока в нижнем течении р. Урал. Водосборная площадь Урала до слияния его с Сакмарой составляет 79,6 тыс. км2, а Сакмары — 30,2 тыс. км2. Тем не менее, Сакмара превосходит Урал по водности - средний годовой расход Урала у Оренбурга составляет 3,3 км3, а Сакмары — около 4,4 км3. Многоводность Сакмары связана с тем, что часть ее бассейна расположена на хорошо увлажняемом западном склоне Уральских гор.
В среднем 40% объема среднегодового стока р. Урал, поступающего на территорию Казахстана, формируется именно за счет р. Сакмара [Курмангалиев и др., 2006]. Можно утверждать, что именно благодаря своему главному притоку р. Урал обводняет свою обширную пойму и доходит до Каспия относительно полноводной рекой. В связи с этим, появившаяся тенденция строительства гидротехнических сооружений на р. Сакмара и других правых притоках может привести к нарушению гидрологического режима р. Урал в нижнем течении.
Еще одной приоритетной экологической проблемой в бассейне р. Урал является техногенная метаморфизация химического состава речных вод. Метаморфизация химического состава р. Урал связана с интенсивным промышленным и сельскохозяйственным освоением исследуемой территории (таблица 5.5.3).
Таблица 5.5.3 – Комплексная оценка антропогенной нагрузки в пределах трансграничного бассейна р. Урал.
Показатели |
Российская Федерация |
Республика Казахстан |
Среднее значение по бассейну |
||||
Республика Башкортостан |
Челябинская область |
Оренбургская область |
Актюбинская область |
Западно-Казахстанская область |
Атырауская область |
||
Плотность населения, чел/км2 |
28,6 |
39,7 |
17,1 |
2,4 |
4,1 |
4,3 |
16,03 |
Демографическая нагрузка, балл |
7 |
7 |
6 |
4 |
4 |
4 |
5 |
Плотность промышленного производства, тыс. руб/км2 |
3877,0 |
6237,0 |
2603,0 |
383,2 |
811,78 |
2146,65 |
2676,4 |
Промышленная нагрузка, балл |
6 |
8 |
5 |
4 |
4 |
5 |
5 |
Доля добывающей промышленности в общем производстве, % |
14 |
1,6 |
45,4 |
70,1 |
81,7 |
87,9 |
50,1 |
Доля обрабатывающей промышленности в общем производстве, % |
65,6 |
83,1 |
33,0 |
15,3 |
7,1 |
9,6 |
35,6 |
Доля продукции сельского хозяйства в совокупном продукте, % |
11,7 |
7,8 |
10,2 |
10,6 |
8,9 |
1,4 |
8,4 |
Распаханность, % |
21,6 |
20,9 |
32,4 |
2,7 |
4,3 |
0,03 |
13,6 |
Балл |
6 |
6 |
6 |
4 |
4 |
1 |
5 |
Животноводческая нагрузка, усл. голов/км2 |
11,7 |
4,8 |
5,6 |
1,48 |
2,9 |
1,45 |
4,65 |
Балл |
8 |
6 |
6 |
4 |
5 |
4 |
6 |
Сельскохозяйственная освоенность, балл |
7 |
6 |
6 |
4 |
4,5 |
2,5 |
5,5 |
Совокупная нагрузка, балл |
6,5 |
7 |
5,5 |
4 |
4,5 |
3,5 |
5 |
Следует учесть, что речные воды, принимая на себя интенсивную техногенную нагрузку, являются как непосредственными, так и вторичными реципиентами разнообразных вредных веществ, и кроме того, основным фактором их транспортировки [Исаченко, 2003]. Максимальная концентрация промышленных предприятий характерна для верхнего и среднего течения главной реки и притоков (рр. Худолаз, Таналык, Б. и М. Кизил и др.). Основными загрязняющими элементами являются тяжелые металлы, концентрация которых увеличивается в осенне-зимний период (таблица 5.5.4).
Таблица 5.5.4 - Содержание загрязняющих веществ в водотоках бассейна р. Урал (верхнее течение) (июль, 2010 г.)
Водоток |
Содержание загрязняющих веществ, мг/л |
|||||
Cl |
SO4 |
NO3 |
Zn |
Cu |
Pb |
|
исток р. Таналык |
3,42 |
11,96 |
2,16 |
- |
- |
- |
р. Таналык, г. Баймак |
50,62 |
165,28 |
18,2 |
- |
0,002 |
0,001 |
р.Таналык, ниже с.Акъяр |
116,72 |
119,19 |
5,24 |
0,002 |
0,002 |
|
руч. 1й Макан (левый приток р.Таналык) |
744,56 |
612,18 |
7,21 |
0,096 |
0,001 |
0, 004 |
р. Таналык, д. Таштугай |
115,44 |
119,18 |
0,42 |
0,190 |
0,006 |
- |
р. Урал, с. Уральск, Челябинская область |
114,26 |
193,16 |
- |
0,113 |
0,003 |
- |
р. Урал, выше с. Терекла, Гайский район |
59,51 |
90,03 |
- |
- |
0,007 |
- |
р. Урал, Ю п. Скалистого |
65,98 |
96,68 |
- |
0,001 |
- |
- |
р. Урал, д. Айтуарка (ГПЗ «Оренбургский») |
56,94 |
68,73 |
4,15 |
0,030 |
0,001 |
- |
р. Сакмара, д. Абдулкаримово |
7,24 |
22,78 |
0,42 |
0,003 |
0,002 |
0,003 |
р. Сакмара, д. Юлдыбаево |
8,16 |
23,84 |
- |
0,023 |
0,002 |
- |
р. Сакмара, с. Черный Отрог |
28,74 |
76,14 |
9,49 |
0,005 |
0,002 |
0,001 |
Для межгосударственного бассейна р.Урал проблема химического загрязнения актуальна еще и с точки зрения трансграничного переноса загрязняющих веществ. Трансграничный обмен речным стоком между Россией и Казахстаном составляет: приток в Россию из Казахстана 30,9 км3 в год, из России в Казахстан 10,6 км3 в год. Первая цифра относится, главным образом, к бассейну р. Оби, вторая — к реке Урал. Если бассейн Оби выходит далеко за пределы нового приграничья (Китай, Западная Сибирь), то бассейн Урала целиком лежит в приграничных областях России и Казахстана, и здесь последствия межгосударственного раздела реки проявились наиболее остро. Решение данной проблемы затрудняется сложностью оценки вклада в загрязнение реки различных источников, особенно в условиях, когда еще не утрачена самоочищающая способность рек и водоемов [Трансграничные проблемы … , 2003]. Одним из актуальных вопросов является трансграничный перенос шестивалентного хрома левым притоком – р. Илек, основным поставщиком которого является АО "Завод хромовых соединений" в г. Актобе [Куксанов и др., 2008]. В нижнем течении наиболее распространенными загрязняющими веществами являются марганец, стронций и бор. На отдельных участках р. Урал с трансграничным переносом связывают повышенное содержание железа (таблица 5.5.5).
Таблица 5.5.5 – Содержание загрязняющих веществ в трансграничных водотоках в бассейне р. Урал (нижнее течение) [Оценка развития … , 2009]
Водоток |
Содержание загрязняющих веществ, мг/л |
||||||
Feобщ |
Cu2+ |
Zn2+ |
Pb2+ |
Mn2+ |
Cd |
Нефтепродукты |
|
р. Урал, п. Жарсуат |
0,38 |
0,015 |
0,06 |
0,015 |
0,26 |
0,004 |
н.о. |
р. Урал, п. Январцево |
0,22 |
н.о. |
0,01 |
0,04 |
0,17 |
0,004 |
н.о. |
р. Урал, п. Кушум |
0,24 |
н.о. |
0,012 |
0,04 |
0,19 |
0,004 |
0,32 |
р. Урал, п. Индербор |
0,62 |
0,01 |
0,012 |
0,03 |
0,03 |
0,004 |
0,30 |
р. Илек, п. Чингирлау |
0,30 |
н.о. |
0,018 |
0,02 |
0,10 |
0,004 |
н.о. |
р. Шаган, п. Каменный |
сл. |
н.о. |
0,012 |
0,04 |
0,25 |
0,004 |
н.о. |
ПДК, мг/дм3: питьевой воды рыбохоз. водоемов |
0,3 0,1 |
0,1 0,01 |
0,1 0,01 |
0,1 0,03 |
0,1 0,1 |
0,005 0,001 |
0,3 0,05 |
С такой приоритетной экологической проблемой, как изменение биологического разнообразия связано истощение водно-биологических ресурсов, в первую очередь ценных промысловых видов осетровых рыб.
Начиная с XVII века Яик-Урал играл важную роль в рыбном хозяйстве России. Яицкое казачество, получив от царя монополию на рыбные промыслы, установило такие правила рыболовства, которые способствовали сохранению и воспроизводству осетрового стада. Добыча осетровых в реке Урал составляла в 1810 г. 150,0 тыс. ц., а в годы, когда казачество лишилось своих прав и был разрешен промысел осетровых в море, уловы составили в 1933 г. – 50,0 тыс. ц., а в 1964 г. – 20,0 тыс. ц. Многократно возросла роль Урала в мировой добыче осетровых в 70-е годы прошлого века. После зарегулирования реки Волги основные площади естественных нерестилищ на реках Каспийского бассейна сохранились только на Урале. В конце 70-х годов доля Урала в мировой добыче осетровых достигла 33% (104.0 тыс. ц. в 1977 г.), а по производству черной икры - до 40% [Песериди, 1979].
По данным Урало-Каспийского филиала ЦНИИ осетрового рыбного хозяйства в 60-е годы XX века Урал на единицу объема речного стока давал в 2-2,5 раза больше частиковых рыб и в 10 раз больше осетровых рыб, чем Волга. А в конце 70-х гг. "окупаемость" рыбой 1 м3 воды Урала превышала таковую по Волге - по судаку в 30 раз, сазану в 8 раз, жереху до 100 раз, осетровым в 15 раз [Песериди, 1979].
Эти данные были столь убедительны, что в 1979 г. Главрыбвод СССР принял решение о разработке Атласа нерестилищ и зимовальных ям осетровых реки Урал, аналогичного тому, что был создан для реки Волги в довоенные годы. В нижнем течении реки Урал ихтиологами ЦНИИ осетрового рыбного хозяйства было выявлено 70 нерестилищ осетровых общей площадью около 1700 га. В среднем течении реки Урал (от устья Илека до г. Уральска) - на участке, который в настоящее время служит границей между Россией и Казахстаном, паспортизацию нерестилищ и зимовальных ям осетровых проводила Оренбургская лаборатория мелиорации ландшафтов (ныне Институт степи УрО РАН). Здесь было выявлено 58 нерестилищ осетровых общей площадью 793 га [Чибилёв, 1997б]. Для сравнения можно сказать, что на всех остальных реках Каспийского бассейна (Волга, Терек, Кура и др.) площадь естественных нерестилищ после зарегулирования этих рек составляет всего 30 га [Песериди, 1979].
После ликвидации системы рыболовства советского периода уловы осетровых в реке Урал уже сократились более чем в 30 раз и составили в 1999 г. 3,1 тыс. ц, в 2000 г. – 2,8 тыс. ц. Основные причины этого снижения: узаконенное браконьерство, промысел осетровых в море и искусственное перекрытие русла реки затопленной баржей в низовьях и понтонным мостом в Индерборском. Численность производителей осетровых, в первую очередь белуги, русского осетра и шипа, приходящих на нерестилища среднего течения реки, т.е. на территорию России, по нашим данным, сократилась с 1983 г. в 40-45 раз! Видимо, практически полностью исчезли в Урале стада озимой расы белуги, русского осетра и шипа.
В заключение анализа эколого-географических проблем, связанных с трансграничным положением бассейна р. Урал, следует отметить, что при определении стратегических направлений управления водопользованием трансграничных речных систем необходимо:
- составить прогноз развития водохозяйственной деятельности трансграничных территорий с учетом изменяющихся социально-эколого-экономических условий приграничных субъектов;
- определить качественные и количественные критерии и параметры состояния трансграничных водных объектов, обеспечивающих устойчивое развитие приграничных регионов. При этом необходимо учесть особенности экономики приграничных регионов; интересы сопредельного государства в использовании общего водного объекта и в обеспечении государственного контроля;
- направить функционирование системы управления трансграничным водным объектом на уменьшение изменений, снижение опасности возможных угроз за счет грамотного управления, соблюдения законодательства и технологических режимов водопользования.
Учитывая вышесказанное, очевидным становится выбор определенной стратегии мониторинга и оценки последствий водохозяйственной деятельности в пределах трансграничного бассейна р. Урал, основу, которой должен составлять комплексный подход. Он предусматривает отказ от использования принципов, в рамках которых основное внимание уделяется локальному загрязнению и изолированному управлению отдельными компонентами экосистемы. При комплексном подходе учитывается «открытость» водных экосистем и их обмен материалом и энергией с окружающими экосистемами. Кроме этого, данный подход учитывает социально-экономические и геополитические факторы, связанные с деятельностью человека, который является одним из ключевых элементом эффективного функционирования всей системы. Для идентификации вопросов в процессе использования ресурсов трансграничной реки необходимо осуществить ряд мероприятий – определить функции и виды использования речного бассейна, составить кадастр на основе имеющейся информации, определить особенности водохозяйственного законодательства и др. Этих целей позволит добиться эффективно разработанная международная стратегия управления речным бассейном.
Подробнее...