Влияние антропогенных и иных факторов на изменение водных экологических систем бассейна реки Кубань
Общепризнанно, что наиболее адекватным показателем экологического здоровья любого региона является состояние водных экосистем.
Водная экологическая система - взаимозависимое единство среды и обитающей в ней биоты (организмов), объединенное эволюционным процессом в конкретном водном объекте [2].
В количественном отношении водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) и возобновляемых запасов. Первые считаются неизменными и постоянными в течение длительного времени, возобновляемые ресурсы оцениваются объемом годового стока. Оценка запасов водных ресурсов Российской Федерации приведена в табл. 1 [3].
По данным Росгидромета, возобновляемые водные ресурсы Российской Федерации в 2011 г. составили 4398,7 км3, превысив среднее многолетнее значение более чем на 3,0 %. Большая часть этого объёма - 4238,3 км3 - сформировалась в пределах России, и 160,4 км3 воды поступило с территорий сопредельных государств. При этом возобновляемые водные ресурсы речного бассейна Кубани в 2011 г. уменьшились более чем на 7,0 % и составили 12,9 км3 [3].
При оценке состояния поверхностных пресных вод по гидрохимическим показателям использованы следующие классы качества воды: 1-й класс - «условно чистая»; 2-й класс - «слабо загрязненная»; 3-й класс - «загрязненная» («а» - загрязненная, «б» - очень загрязненная); 4-й класс - «грязная» («а», «б» - грязная, «в», «г» - очень грязная); 5-й класс - «экстремально грязная» [3].
В 2011 г. существенных изменений в качестве поверхностных вод бассейна Кубани не произошло. Последние семь лет качество воды оценивалось по классу 3-б (2010 г. - 3-а) [3].
Состояние окружающей природной среды на территории бассейна реки Кубань тесно связано с географическим положением и местными климатическими особенностями.
Гидрографическая сеть бассейна Кубани представлена как естественными водными объектами (реки, озера, ледники), так и антропогенными (водохранилища, пруды). Бассейн реки имеет резко выраженную асимметричную форму. Почти вся его площадь образована левыми (южными) притоками, стекающими с горной части Главного Кавказского хребта (рис. 1). В бассейне Кубани протекает более 14 тыс. средних и малых рек. Преобладающая часть - самые малые, длиной менее 10 км, на которые приходится более 95 % от общего числа и 63 % от общей длины. Рек средних, длиною более 101 км, всего 25, или 0,1 % от общего числа, 11,4 % от общей длины. Сток Кубани и ее притоков зарегулирован 15 водохранилищами с суммарным объемом 3 675 млн м3 и площадью 641,7 км2.
Распределение озер по высотным зонам в бассейне реки Кубани таково, что наибольшее их число сосредоточено на высоте от 2000 до 2800 м над уровнем моря. Основная часть горных озер расположена в пределах Главного и Бокового хребтов. Всего насчитывается 617 озер площадью 1 771 км2, в том числе: горных и предгорных - 291, с площадью несколько больше 20 км2; плавневых и дельтовых -326 с площадью 1751 км2. [4-6].
В бассейне р. Кубань насчитывается 408 ледников общей площадью 280 км2. Практически все ледники располагаются на Главном Кавказском хребте и его северных отрогах. С ледников берет начало основное количество истоков рек - притоков р. Кубани. Самый крупный ледник в бассейне р. Кубань находится на вершине горы Эльбрус. Площадь его составляет 144 км2. Значительную роль в питании рек играют воды, образующиеся от таяния ледников и снежников высокогорной зоны, обуславливающие высокое и продолжительное летнее половодье, сток которого составляет 50-80 % годового. Кратковременные дождевые паводки придают волне половодья гребенчатый вид. Термический режим рек бассейна определяется высотным положением и различием питания: дождевое, снеговое и ледниковое. От ледниковых истоков до нижней границы бассейна талые воды пробегают за 1-1,5 суток на гребне половодья и за 2-2,5 суток в межень. Глубокий врез речных долин и их преимущественное меридиональное направление препятствуют значительному прогреву воды, поэтому влияние талых снеговых и ледниковых вод ощущается во всех створах бассейна [4-7].
Рис. 1. Гидрографическая сеть бассейна р. Кубань
Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на водное население водоемов, сравнительно немногие имеют ведущее экологическое значение. К таким факторам относятся физико-химические свойства самой воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура и свет, а в последнее время - загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.
Экосистема реки Кубань и её притоков в целом представляет собой сложный комплекс, характеризующийся разнообразием региональных, высотных и ландшафтных образований, подвергающихся весьма ощутимому антропогенному воздействию.
По высоте над уровнем моря, с учётом антропогенного воздействия, бассейн реки Кубань можно разделить на 4 основные зоны:
♦ I - высокогорную, свыше 1500 м над уровнем моря;
♦ II - горную, от 700 до 1500 м;
♦ III - предгорную и низкогорную, от 200 до 700 м;
♦ IV - равнинную, до 200 м.
Физико-химические свойства самой воды и грунта, растворенные и взвешенные в воде вещества, температура и свет (абиотические факторы), а также состав водной флоры и фауны, накопление их массы (биотические факторы) и их взаимодействие в реках бассейна реки Кубань меняются кардинальным образом от истоков к устью.
Характерным для химического состава вод бассейна реки Кубань является тенденция нарастания минерализации и усложнение их химического состава в пространстве от ледников и снежников вниз по течению. В период половодья минерализация воды в реке Кубань повышается от 30 мг/л в верховьях до 300 мг/л в среднем течении, затем снижается к устью до 150-250 мг/л, при этом отличается широким диапазоном варьирования показателей температуры и прозрачности воды, скорости ее течения, концентрации в воде кислорода и биогенных солей, а также видового состава биоты [8].
Бассейн рассматривается как ландшафтная система с взаимосвязанными звеньями (почва, вода, донные отложения, живые организмы). Элементы ландшафта, представляющие начальные, наиболее высокорасположенные звенья, геохимически автономны, и поступление в них загрязняющих веществ ограничено, за исключением поступления их из атмосферы. Такие элементы ландшафта характерны для I и II зон бассейна. В этих зонах отсутствуют крупные промышленные и коммунальные предприятия. Сельское хозяйство представлено в основном отгонным животноводством, а вырубка леса ограничена. Сток рек не зарегулирован. Горные озера и ледники не подвержены антропогенному воздействию. Большую часть территории занимают заповедники, заказники и другие особо охраняемые природные территории (ООПТ). Основной и наиболее динамично развивающийся вид экономической деятельности - рекреация. Влияние антропогенных факторов на экосистемы водных объектов минимальное, а к изменениям природноклиматических факторов гидробионты в достаточной степени адаптировались. Экосистемы устойчивы и не нуждаются в каких-либо мероприятиях.
Элементы ландшафта, образующие более низкие ступени геохимической системы, представляют собой гетерономные элементы, которые наряду с поступлениями загрязняющих веществ из атмосферы получают часть загрязняющих веществ из более высокорасположенных звеньев ландшафтно-геохимического каскада. Образующиеся на водосборе загрязняющие вещества за счет миграции в природной среде рано или поздно попадают в водные объекты, преимущественно с поверхностным и грунтовым стоками, постепенно накапливаясь в них [8].
Комплекс мероприятий по усилению режима использования рек бассейна Кубани существенно сказался на их гидрологическом режиме, при этом наибольшее влияние оказали переброска части вод реки Кубань через Невинномысский (1948) и Большой Ставропольский (1967) каналы (рис. 2) и создание Краснодарского водохранилища на участке среднего течения реки. Расход воды в реке Кубань в 1968-1975 гг. сократился на 38 %. Забор воды каналами отразился на характере стока по всей длине Кубани вплоть до ее устья. Из притоков р. Кубани изменения стока произошли на реках Маруха, Аксаут и Малый Зеленчук, после введения в строй в 1999 г. Зеленчукского канала, и на реках Белая и Пшиш, после сооружения канала БелГЭС в 1953 г. [7].
В последние годы в связи с нарастающими объемами сельскохозяйственного производства все большую значимость приобретает проблема загрязнения природных вод стоком с полей, лесов, животноводческих угодий. Условно загрязнение этим видом стока можно разделить на 3 группы:
1) биогенные вещества, поступающие в реки и водоемы в результате вымывания из почвы;
2) ядохимикаты (пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты и др.), смываемые с полей или распыляемые с самолетов;
3) продукты водной эрозии почв, включающие в себя органические и неорганические вещества, а также ядохимикаты.
Эти вещества попадают в водоемы и водотоки без какой-либо очистки, а потому имеют высокую концентрацию различных загрязнителей. При таких концентрациях для большинства свободноплавающих организмов условия в экосистемах становятся близкими к летальным.
Наиболее негативно воздействуют на надземные и подземные воды свалки. В местах складирования отходов формируются антропогенные водоносные горизонты, превышающие по уровню загрязнения все существующие техногенные образования в подземной гидросфере. Основной источник поступления загрязнителей в поземные горизонты грунтовых вод - уникальный по своей токсичности фильтрат, формирующийся в в аэробных условиях в толще свалки в результате процессов сбраживания, гумификации органического вещества. В фильтрате присутствуют ионы аммония и хлора, в высокой концентрации макрокомпоненты, содержание которых составляет несколько грамм на 1 литр, тяжелых металлов (цинк, свинец, никель, хром, кадмий и другие). В фильтрате формируются органические соединения смешанных рядов, ароматические, ациклические и карбонильные соединения всех классов опасности [4-5, 9].
Рис. 2. Усть-Джегутинский гидротехнический узел
Промышленность бассейна представлена нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслями, предприятиями машиностроения, электроэнергетики, топливной, химической, лесной, деревообрабатывающей и пищевой промышленностью. Значительную опасность представляют газодымовые соединения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Они образуются при сжигании твердых бытовых отходов на мусоросжигательных заводах и от выбросов предприятий теплоэнергетики и заводов по производству удобрений.
Ежегодно в поверхностные водные объекты бассейна р. Кубань сбрасывается более 2500 млн м3 сточной воды, содержащей более 60 тыс. тонн загрязняющих веществ. Основные загрязнители - промышленное производство, орошаемое земледелие, предприятия ЖКХ.
Система бассейна реки Кубань загрязнена рядом химических соединений, включая тяжелые металлы и нефтепродукты. Весьма загрязнены химическими веществами воды притоков Кубани - реки Лаба, Зеленчук и др. Самые распространенные загрязненные участки реки Кубань расположены в районе городов Армавир, Кропоткин и Краснодар, где сконцентрированы производства, широко использующие нефть и нефтепродукты [6-7].
Превышение концентраций железа, меди, марганца над рыбохозяйственными ПДК наблюдалось практически по всей длине водных объектов, максимальные значения концентраций этих веществ в воде составило до 10 ПДКр. и выше. Экстремальные значения меди доходили до 70 ПДКр.
Массовый характер приобрело выделение земель под дачи и огороды в пределах прибрежных полос малых рек. Параллельно с устройством многочисленных дамб была уничтожена береговая растительность, а берега практически распаханы до уреза воды. Все это привело к быстрому заилению и обмелению рек. Особую тревогу вызывает загрязнение рек сельскохозяйственными и иными предприятиями с малоэффективными очистными сооружениями или совсем без них. До 30 % вносимых в почву удобрений и других химикатов вымывается и попадает в реки. Реки обмелели, общий объем их стока уменьшился. Прогрессируют процессы заболачивания, засоления, заиления. На заиленных реках развиваются большие площади тростниковых и рогозово-тростниковых сообществ, которые за счет транспирации в 3 раза увеличивают безвозвратные потери воды и приводят к замору рыбы.
Загрязняющие вещества попадают в водоемы не только с сосредоточенными сбросами промышленных и сельскохозяйственных предприятий или очистных сооружений городских стоков - значительная доля их поступления обусловлена смывом поллютантов с водосборных территорий. Более того, нередко общая картина загрязнения рек и водоемов бывает сформирована именно рассредоточенными источниками. Причем, в отличие от сосредоточенных стоков, которые хотя бы в принципе могут быть контролируемы и регулируемы, диффузное загрязнение водоемов практически не поддается прямому контролю и ограничению.
Зарегулирование стока р. Кубань, растущий объем безвозвратного изъятия вод при возрастающем объеме сброса загрязненных стоков привели к ухудшению экологической обстановки в бассейне, что привело к изменению состава его ихтиофауны, снижению численности популяций ценных видов рыб и резкому падению промысла. По сравнению с 30-40 гг. XX в. уловы осетровых, рыбца, шемаи, судака и тарани в Азово-кубанском районе снизились в настоящее время более чем в 20-25 раз Длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы, обеднению видового состава животного и растительного мира, а также росту заболеваемости населения и ухудшению качества жизни [11].
Оценивая состояние водных объектов бассейна р. Кубань на основе экоси-стемного анализа, можно отметить, что в настоящее время большая часть их являются экологически неполноценными, т.е. неспособными выполнять основную функцию - поддерживать сложившееся в результате длительной эволюции биологическое разнообразие и равновесие.
Анализ природных и антропогенных систем в пределах всего бассейна с учетом степени их деградации и загрязнения позволяет заключить, что ландшафтные системы в целом пока еще достаточно динамичны и способны к самовосстановлению при ослаблении антропогенного давления на них, а выполнение хотя бы части предложенных мероприятий будет благоприятствовать их устойчивому развитию и повышению продуктивности их растительных сообществ.
Наряду с мероприятиями по уменьшению сбросов загрязняющих веществ в водные объекты необходимо кардинально решить вопрос по упорядочению регулирования забора воды, особенно при перераспределении стока рек. Минимальный сброс в основное русло на гидроузлах должен определяться в первую очередь по экологическому принципу. Приоритет при использовании водных ресурсов должен отдаваться экологическим требованиям, а затем по остаточному принципу (или по экономическим соображениям) должны решаться водохозяйственные задачи. Экологический попуск ниже створа регулирования или изъятия воды не может быть постоянной величиной и должен изменяться по величине расходов воды от определенного минимума до максимума, приближаясь в определенных пределах к естественному режиму.
Смотрите так же
Комментариев нет:
Отправить комментарий