Чибилёв А.А., Падалко Ю.А. Водно-экологическая безопасность окружающей среды в трансграничном бассейне реки Урал / Проблемы безопасности окружающей среды: Сборник статей. / НАН РА Центр эколого-ноосферных исследований; Отв. ред.: А.К.  Сагателян. – Ер.: Изд-во «Гитутюн» НАН РА, 2016. С.244-251.

ЧИБИЛЁВ А.А., ПАДАЛКО Ю.А.

Институт степи Уральского отделения РАН

ВОДНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ТРАНСГРАНИЧНОМ БАССЕЙНЕ РЕКИ УРАЛ

АННОТАЦИЯ:

В статье рассматриваются вопросы водно-экологической безопасности окружающей среды в трансграничном бассейне р. Урал. Представлены результаты оценки обеспеченности водными ресурсами, опасности наводнений и подмыва (разрушения) берегов в результате боковой эрозии по смежным регионам России и Республики Казахстан.

Chibilyov A.A., Padalko Yu.A.

WATER AND ECOLOGICAL SAFETY OF THE ENVIRONMENT IN THE TRANSBOUNDARY CATCHMENT AREA OF THE URAL RIVER

ABSTRACT:

In the article discusses the issues of water and ecological safety of the environment in the transboundary catchment area of the Ural River. It presents the results of the analysis of the water availability, the threats of flood and the degradation (destruction) by lateral erosion of river banks on adjacent regions of Russian Federation and Kazakhstan.

ВВЕДЕНИЕ

Трансграничный бассейн р. Урал расположен на территории трёх субъектов Российской Федерации и трёх регионов Республики Казахстан. Значительная индустриальная и селитебная освоенность территории бассейна оказывает большое влияние на перспективы социально-экономического развития и особенности международной интеграции. В настоящие время на территории бассейна проживает 4.1 млн. человек, более половины сосредоточены в крупных городах Российской федерации (Оренбург, Магнитогорск, Орск) и Республики Казахстан (Уральск, Актобе, Атырау). В городах сконцентрировано основное промышленное производство: черная и цветная металлургия, машиностроение, топливная промышленность, энергетика. На территории бассейна ведётся добыча рудных полезных ископаемых в горной области Южного Урала (восточная часть бассейна) и углеводородов на окраине Восточно-Европейской равнины (западная часть бассейна).
Природные особенности бассейна реки Урал обуславливаются его географическим положением в нескольких природных зонах: горной лесной, лесостепной, степной, полупустынной и пустынной. На водосборах первых трёх природных зон формируется основной поверхностный сток в бассейне р. Урал. Верховье речного бассейна, расположенное в горной лесной зоне, занимает склоны хребтов Южного Урала, которые служат препятствием для западного переноса влажных воздушных масс, обеспечивая неоднородность в стоке рек, дренирующих эти склоны. Притоки р. Урал в степной зоне имеют наибольшие площади водосборов, располагающихся в восточной и южной части бассейна. В степной зоне характерной чертой гидрологического режима является значительная вариация и асимметрия поверхностного стока, основная доля стока приходится на весенний период года. В полупустынной и пустынной части речного бассейна происходит снижение стока из-за природных процессов (испарения и инфильтрации), а также в результате водохозяйственной деятельности.
Сложившиеся хозяйство в бассейне р. Урал существенно зависит от водных ресурсов и их режима. Трансграничное положение и дифференцированное социально-экономическое развитие регионов усложняет процессы установки целей экологической политики в области интегрированного управления водными ресурсами и принятия решений по минимизации угроз безопасности населению и хозяйству в смежных регионах Российской Федерации и Республики Казахстан. Основными угрозами безопасности окружающей среды для территориального развития являются экстремальные водно-экологические ситуации, связанные с воздействием неблагоприятных гидрологических процессов на население и хозяйство. К ним можно отнести экстремальные водно-экологические ситуации, вызванные низким уровнем и расходом воды в водных объектах в лимитирующие периоды года, многоводьем и интенсивным развитием боковой эрозией в руслах рек.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В процессе исследования проводился гидрологический и статистический анализ данных по водным ресурсам поверхностного стока и его использования в регионах бассейна р. Урал. При этом учитывались планы по развитию водного хозяйства России и Республики Казахстан. Для этого привлекались сведения из схем комплексного использования и охраны водных ресурсов двух стран по бассейну р. Урал. Экстремальные водно-экологические ситуации, связанные с негативным воздействием многоводья, анализировались по сведениям, полученным по запросам в службы по чрезвычайным ситуациям и из их официальных интернет-ресурсов регионов бассейна р. Урал. С целью изучения интенсивности боковой эрозии в руслах рек применялись данные дистанционного зондирования – архивные спутниковые снимки среднего разрешения с 1985 по 2015 гг. Landsat (MSS, TM, ETM+, OLI).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В маловодные годы наблюдается дефицит воды в районах с интенсивной хозяйственной деятельностью, вследствие чего обостряются вопросы водообеспечения в трансграничном бассейне р. Урал. Водно-экологическая проблема из-за дефицита водных ресурсов является наиболее критической для безопасности окружающей среды в бассейне р. Урал. Для водно-ресурсного потенциала России в целом бассейн реки Урал имеет небольшое значение, но для регионов России и Республики Казахстан его доля составляют более 50% (в целом для Республики Казахстан более 10 %) поверхностного стока. В территориальном разрезе прослеживается неравномерное распределение водных ресурсов бассейна р. Урал между регионами (табл. 1).

Сток реки Урал подвержен значительным сезонным и многолетним колебаниям. Покрытие дефицита воды и гарантированное водообеспечение хозяйства осуществляется с помощью многочисленных водохранилищ и прудов. Крупные водохранилища сосредоточены в верхней части речного бассейна. Водохранилища аккумулируют до 1/3 среднегодового стока реки Урал. В наиболее маловодные годы с обеспеченностью стока 75 % и 95 % их полный объём может составлять 1/2 или почти соответствовать годовому стоку реки. В многоводье, при весеннем половодье и редких летних паводках, водохранилищами сдерживается негативное воздействие вод и затопление селитебных территорий.

В маловодные годы крупные водохранилища играют значительную роль в обеспечении недостатка в водных ресурсах в среднем и нижнем течении трансграничной реки Урал. Межгосударственные бассейновые соглашения по совместному использованию реки Урал с Республикой Казахстан обязывают компенсировать низкие сезонные расходы за счет крупных гидроузлов. Выполнение этой задачи отводится в основном Ириклинскому водохранилищу, которое также должно обеспечить работоспособность энергомощностей Ириклинской ГРЭС.

Таблица 1 Водохозяйственная характеристика регионов бассейна р. Урал [2, 4]

Регион

Площадь территории, тыс. кв. км

Численность населения (в границах бассейна),

тыс. чел.

Доля площади региона, занимаемая бассейном, %

Доля используемой воды в бассейне от общего забора воды из природных источников, %

Сток, формирующийся в пределах региона,

куб. км/год

Российская Федерация

Республика Башкортостан

142.9

276.6

20

4

4.4

Оренбургская область

123.7

1526.1

62

96

5.7

Челябинская область

88.5

517.8

15

25

0.64

Республика Казахстан

Актюбинская

область

298.7

849.6

15

56

1.4

Западно-Казахстанская область

151.2

346.5

34

27

1.5

Атырауская область

118.6

587.9

21

48

0.019

В некоторых регионах Российской Федерации и Республики Казахстан планируется увеличение объемов существующих водохранилищ и строительство новых гидротехнических сооружений для устойчивого водоснабжения хозяйства и развития районов с вододефицитом. В Республике Башкортостан планируется создание водохранилищ для водоснабжения и защиты от негативного действия вод с суммарным объемом свыше 1 км3 [3]. В Респуб-лике Казахстан разработана схема комплексного использования и охраны вод бассейна р. Урал [4]. Представленные в ней водохозяйственные балансы строятся с расчетом на гарантированные объёмы стока р. Урал с территории Российской Федерации. В Атырауской области обсуждался проект технико-экономического обоснования строительства гидротехнических сооружений Урало-Баксайской оросительно-обводнительной системы, по аналогии Урало-Кушумской. В составе оросительно-обводнительной системы проектируется строительство водохранилища и двух водоёмов с общим объёмом 200 млн. м3. Осуществление проекта приостановлено из-за необходимости проведения инженерно-изыскательных работ и их финансирования [6]. Реализация гидротехнических проектов требуется в основном для нужд развития сельского хозяйства, что предполагает безвозвратное изъятие водных ресурсов и дополнительные потери на инфильтрацию и испарение.

Несмотря на значительный фонд прудов и водохранилищ, регулирующих режим стока на территории бассейна р. Урал, имеются риски для населения и хозяйства, связанные с многоводьем, обусловленный весенним половодьем, дождевыми паводками в горной и предгорной части региона. Весеннее многоводье больше проявляется в степной части речного бассейна, где на него приходится 80 % и более годового стока [5]. Дождевые паводки редко формируют экстремальные водно-экологические ситуации в горной части бассейна р. Урал. Но при совпадении с дружным снеготаянием могут оказать негативное влияние в прохождение весеннего половодья, а в летний период привести к аварийным сбросам на гидроузлах.

Большая часть из более 400 подверженных угрозе затопления населенных пунктов, расположены на средних и малых притоках р. Урал. В основном это степные водотоки верхнего и среднего течения реки, в которых большая часть стока приходится на весенний период года. По территории бассейна, количество населенных пунктов подверженных риску затопления (подтопления) распределяется следующим образом: на верхнее течение р. Урал и его притоки приходится 21 %, на среднее – 38 % и нижнее 41 %.

В Российской части бассейна р. Урал около 200 населённых пунктов, в том числе 4 крупных города (Верхнеуральск, Магнитогорск, Орск, Оренбург). подвержены опасности затопления и подтопления. Общая ориентировочная численность населения, проживающая и попадающая в зону затопления (подтопления) составляет свыше 20 тыс. человек (табл. 2).

Таблица 2 Подверженность населенных пунктов регионов бассейна р. Урал риску затопления (подтопления)

Регион

Количество населенных пунктов подверженных угрозе затопления (подтопления)

Общая ориентировочная численность населения в зоне затопления (подтопления), тыс. чел.

Российская Федерация

Республика Башкортостан

63

1,5

Оренбургская область

92

14,8

Челябинская область

15

5,6/12,5*

Республика Казахстан

Актюбинская область

7

12,0

Западно-Казахстанская область

95*

110,0*

Атырауская область

93

81,8

 * с учетом аварий на ГТС. По данным [1, 3, 4].

Среди регионов российской части бассейна наибольшие негативные последствия от наводнений приходятся на Оренбургскую область. В результате прохождения половодья в Оренбургской области практически ежегодно подвергаются частичному затоплению (подтоплению) селитебные территории и временно нарушается транспортное сообщение районных центров с десятками населенных пунктов. В целом по Оренбургской области, Челябинской области и Республике Башкортостан весеннее половодье часто наносит ущерб инфраструктурным объектам регионов и населенным пунктам.

Нижнее течение р. Урал отличается более продолжительным половодьем с несколькими подъёмами. Значительные наводнения происходят в случае сов-падения половодья на местных притоках и максимальных транзитных расходах воды в р. Урал. В Республике Казахстан к неблагоприятным по угрозе затопления (подтопления) территориям относится Западно-Казахстанская область. В регионе подвержены затоплению (подтоплению) населенные пункты, в том числе отдельные части города Уральска, участки автомобильных дорог, опоры линий электропередач, а общая площадь затопления может составить около 6000 км2. В период многоводья особую опасность представляют сооружения и гидроузлы водохранилищ Урало-Кушумской оросительно-обводнительной системы. При аварии на гидросооружении с образованием волны прорыва повлечет разрушение каскада гидротехнических сооружений в результате этого в зоне затопления будут находится 34 населенных пункта с населением 30 тыс. человек [1,3]. В Атырауской области весеннее половодье длиться более 3 месяцев. В последние годы экстремальных водно-экологических ситуаций, связанных с многоводьем, не наблюдалось. Но возможная зона затопления (подтопления) с населенными пунктами составляет 3000 км2. На территории Актюбинской области так же, как и в Атырауской области наиболее часто подтопления происходят по причине скопления большого количества снега на возвышенных участках вблизи населенных пунктов с плохой дренированностью рельефа местности при дружном снеготаянии на промерзшем грунте.

Немаловажной проблемой на территории бассейна р. Урал является экзогенная деятельность речных потоков. В результате эрозионной деятельности только в российской части бассейна ежегодно утрачивается территория площадью более 1 км2, в том числе сельскохозяйственного назначения [3]. Развитие боковой эрозии на некоторых участках рек создаёт угрозу близко расположенным населенным пунктам, инфраструктурным сооружениям и осложняет демаркацию государственной границы по изменяющемуся фарватеру р. Урал (рис. 1).

Наиболее опасные проявления эрозионных процессов, связанных с русловыми процессами в бассейне р. Урал, сосредотачиваются в среднем и нижнем течении. На данной территории коренные осадочные породы Восточно-Европейской равнины чаще поддаются размыву. Максимальная интенсивность русловых процессов наблюдается на р. Сакмара и р. Урал. В настоящее время опасное проявление боковой эрозии р. Сакмары у с. Желтое Оренбургской области, где от кромки обрыва до края насыпи железнодорожного полотна осталось около 50 м, что угрожает межрегиональному транспортному сообщению. Неразрешенной остаётся обстановка на пограничном участке р. Урал Российской Федерации и Республики Казахстан. Граница между государствами привязана к руслу р. Урал. В результате русловых переформирований образовались спорные участки пойменной территории (рис. 1)

Значительные финансовые затраты требуются для строительства берего-укрепления для защиты селитебных территорий и инфраструктурных объек-тов. В Республике Казахстан для предотвращения негативного воздействия русловых процессов р. Урал у с. Облавка Западно-Казахстанской области транспортного сообщения Уральск – Оренбург в 2015 г. завершены берего-укрепительные работы общей стоимостью более 6 млн. долларов. Сопоставимые проектные расходы, озвучены администрацией Оренбургской области по реализации работ по береукрепления и отвода русла р. Сакмара у с. Желтое.

ВЫВОДЫ

Своеобразие географического положения бассейна р. Урал сформировали водно-экологическую систему, безопасность окружающей среды в которой имеет международное значение. В условиях значительной вариации поверхностного стока и изменения климата возрастают риски дефицита в водо-обеспечение хозяйства. Введение новых гидротехнических сооружений для экстенсивного развития сельского хозяйства усложняет систему регулирования стока и баланса водных ресурсов, что может иметь неблагоприятные последствия для устойчивого развития регионов и экосистемы речного бассейна в целом. Устойчивое использование водных ресурсов бассейна р. Урал один из важных вопросов, требующий согласованности действий в развитие водного хозяйства регионов РФ и РК.

Расположение селитебных территорий в пойменных зонах делает уязвимым безопасность населения и хозяйства в период весеннего половодья. Защита от экстремальных водно-экологических ситуаций, связанных с половодьем с помощью дополнительного регулирования и строительства дамб увеличивает риск природно-техногенных наводнений и создаёт угрозу затопления нижерасположенных территорий. В целях предотвращения негативного воздействия вод на населенные пункты необходимо введение особых условий использования территорий, подпадающих в зону затопления (подтопления). В настоящее время осуществляется взаимодействие служб двух стран по обеспечению безопасности населения и контроле качества вод.
В бассейне р. Урал из-за развития боковой эрозии в руслах рек возникли угрозы безопасности ряду населенных пунктов и инфраструктурным объек-там. В приграничной территории в результате русловых переформирований р. Урал образовались участки, имеющие спорную территориальную принадлежность. К таким территориям относится пойма и долина Урала ниже устья р. Илек до с. Рубежного Западно-Казахстанской области. Вследствие своих ландшафтно-ботанических особенностей эта территория давно уже рассмат-ривается в качестве места организации особо охраняемой природной территории [5]. Организация межгосударственной ООПТ укрепит партнерские отношения двух стран.

Исследования выполнены в рамках проекта УрО РАН «Природная среда Южного Урала в условиях изменяющегося климата и возрастающего антропогенного воздействия». Номер государственной регистрации: АААА-А 16-116020410173-2


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Комитет по чрезвычайным ситуациям Министерства внутренних дел Республики Казахстан. Официальный интернет-ресурс. [Офиц. сайт]. URL:http://emer.gov.kz (дата обращения: 15.03.2016)

2. Схемы комплексного использования и охраны водных объектов бассейна реки Урал (Российская часть)». - Екатеринбург: ФГУП РосНИИВХ, 2010.

3. Схема комплексного использования и охраны водных ресурсов бассейна реки Урал (Жайык) с притоками. – Алматы: «Институт Казгипроводхоз», 2007.

4. Сивохип Ж.Т., Падалко Ю.А. 2014. Географо-гидрологические факторы опасных гидрологических явлений в бассейне реки Урал // Известия РАН. Серия географическая, № 6. С. 53-61

5. Чибилёв А.А. 2011. Ландшафтное разнообразие Урало-Каспийского трансгранич-ного региона и перспективы развития сети ООПТ // Российско-Казахстанский трансграничный регион: история, геоэкология и устойчивое развитие. Екатеринбург: УрО РАН, С.118-124

6. В Атырауской области планируют построить каскад водохранилищ на 200 млн. кубометров [Электронный ресурс] // МИА «Казинформ». [Интернет-портал]. 02.03.2012 г. URL: http://www.inform.kz/rus/article/2445405 (дата обращения: 25.04.2016).


Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!