CC BY
94
Раздел 1
ЭКОЛОГИЯ
КУРАТОР
РАЗДЕЛА
Геннадий Геннадьевич Морковкин
- доктор сельскохозяйственных наук, профессор, проректор по науке Алтайского государственного аграрного университета, г. Барнаул.
РЕДАКТОР
РАЗДЕЛА
Александр Васильевич Пузанов -
доктор биологических наук, профессор, заместитель директора по НР Института водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул.
РЕДАКТОР
РАЗДЕЛА
Александр Викторович Шитов -
кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геоэкологии Горно-Алтайского государственного университета, г. Горно-Алтайск.
УДК 504.4.006+556.024
А.И. Балдаков, В.П. Галахов, А.Т. Зиновьев, К.В. Марусин, А.А. Шибких
ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ УСТАНОВЛЕНИИ ГРАНИЦ ВОДООХРАННЫХ ЗОН И ПРИБРЕЖНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОЛОС РЕК РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ (В УСЛОВИЯХ НОВОГО ВОДНОГО КОДЕКСА РФ)
Установление границ водоохранных зон и прибрежных защитных полос (ВЗ и ПЗП) для выделения территорий со специальным режимом хозяйственной деятельности вблизи водных объектов является важной задачей для улучшения качества их воды. Введение в действия с 1 января 2007 г. новой редакции Водного кодекса Российской Федерации изменило некоторые положения водоохранного законодательства в части порядка выполнения данных работ. В настоящее время при определении границ водоохранных зон и прибрежных защитных полос необходимо проведение определенных гидрологических исследований. В статье на примерах отдельных участков рек республики Алтай рассматриваются виды таких исследований в зависимости от гидрологической изученности водного объекта.
1. Введение
Водный кодекс РФ является актом, регулирующим водные отношения и имеющим в этой сфере после Конституции РФ наибольшую юридическую силу [1]. Водные отношения могут регулироваться иными федеральными законами и законами субъектов РФ, указами Президента РФ, а также нормативными актами Правительства РФ, федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ и органов местного самоуправления, в случае если они не противоречат Конституции РФ и Водному кодексу.
Введение с 1 января 2007 г. в действие новой редакции Водного кодекса РФ существенно изменило отдельные положения водоохранного законодательства, в том числе и в отношении ВЗ и ПЗП [2]. Изменения затрагивают как режим осуществления на их территории хозяйственной и иной деятельности, так и порядок установления их границ относительно водного объекта. При этом существенно возросла роль гидрологических исследований при определении положения водного объекта. Утвержденные методические указания проведения гидрологических работ при установлении границ ВЗ и ПЗП в настоящее время отсутствуют. Поэтому имеющийся опыт подобных исследований представляет интерес с точки зрения его анализа и последующего обобщения.
2. Изменения законодательных положений о водоохранных зонах
В Водном кодексе РФ, действовавшим до 1 января 2007 г. [3], было дано определение ВЗ и ПЗП. Границы
ВЗ и ПЗП определялись Постановлением Правительства РФ от 23 ноября 1996 г. № 1404. В п. 3. Постановления определялась минимальная ширина ВЗ и ПЗП, а в п. 2 Постановления определялось, что "размеры и границы водоохранных зон и прибрежных защитных полос, а также режим их использования устанавливаются исходя из физико-географических, почвенных, гидрологических и других условий с учетом прогноза изменения береговой линии водных объектов...". С 12 июля 2000 г. Приказом МПР РФ были отменены методические указания, обеспечивающие единый методический подход к проектированию ВЗ и ПЗП. В соответствии с действующим законодательством, положение границ ВЗ и ПЗП вне территорий городов и других поселений, как правило, устанавливалось следующим образом [4]:
1. Определялось положение границ ВЗ и ПЗП в соответствии с требованием об их минимальной ширине.
2. В соответствии с авторскими методиками [5,6], границы водоохранных зон и/или прибрежных защитных полос корректировались с учетом ландшафтных особенностей местности.
В связи с отсутствием единого методического подхода, границы водоохранных зон на территории городов и других поселений устанавливались также индивидуально, исходя из конкретных условий территории в соответствии с утвержденными генеральными планами застройки [7].
Когда при проектировании границ ВЗ и ПЗП принималось решение, что они будут проведены в соответст-
вии с ландшафтными особенностями местности (искусственный или естественный водораздел, граница поймы, граница застройки и т.д.), точность определения границ ВЗ и ПЗП в основном зависела от точности определения положения элементов ландшафта, по которым эти границы проводились. При этом роль исследований, в том числе и гидрологических, по установлению положения береговой линии и выявлению русловых процессов, способных привести к изменению ее положения, сводилась к доказательству удаленности проектируемых границ ВЗ и ПЗП от водного объекта вне населенных пунктов на расстояние, превышающее минимально допустимое. В границах населенных пунктов достаточным являлось схематическое определение положения береговой линии.
Действующий в настоящее время Водный кодекс РФ (ст. 65, пп. 3-14) однозначно определяет ширину водоохранных зон в зависимости от типа и характеристик водного объекта, а ширину прибрежных защитных полос в зависимости от типа водного объекта и уклона берега. В связи с этим возникает прямая зависимость между точностью определения положения береговой линии водного объекта, для которого устанавливаются ВЗ и ПЗП, и точностью определения положения их границ.
3. Гидрологические работы по определению положения береговой линии реки
Рассмотрим принятый порядок выполнения гидрологический исследований на примерах работ по установлению границ ВЗ и ПЗП на участках рек Республики Алтай. Перед проведением полевых изысканий необходимо произвести оценку гидрологической изученности участка исследований, в том числе определить наличие водомерных постов выше и ниже по течению относительно участка исследований и период наблюдения за расходами и уровнями воды. Участок реки возле водомерного поста можно считать гидрологически изучен-
ным для надежного определения среднемноголетних уровней воды в различные гидрологические сезоны, если:
- период наблюдений (не обязательно непрерывный) на водомерном посту составляет не менее двадцати лет;
- период наблюдений является репрезентативным, т. е. сроки наблюдений охватывают годы разной водности;
- водный режим со времени наблюдений не изменился.
Основными причинами изменения водного режима на участке исследования могут быть:
- изменение геометрии водосборного бассейна;
- изменение климатических характеристик (прежде всего температуры и осадков) на водосборном бассейне как в количественном отношении (средние значения в летний или зимний периоды), так и в качественном;
- изменение водопотребления (прежде всего безвозвратного забора воды) на водосборном бассейне;
- изменение соотношения площадей лесных, луговых, степных и пустынных ландшафтов на водосборном бассейне;
- появление или исчезновение на водосборном бассейне озер, прудов или водохранилищ, выполняющих функции регуляторов водного стока.
Так, гидрологически изученными нужно считать следующие участки рек Республики Алтай, на которых в 2007 г. проводились работы по установлению границ ВЗ и ПЗП:
- р. Бия от истока (озерный водомерный пост в с. Артыбаш) до с. Кебезень (речной водомерный пост в с. Кебезень (см. рис.));
- р. Чулышман от с. Балыкча (речной водомерный пост в с. Балыкча) до устья (озерный водомерный пост в с. Артыбаш);
- р. Катунь от с. Чемал (речной водомерный пост в с. Чемал) до с. Усть-Сема.
Рис. Река Бия, водомерный пост в с. Кебезень. Среднемноголетние уровни воды в период летне-осенней межени.
Данные наблюдений за 39 лет.
Соответствующая граница водного объекта - береговая линия реки определяется по уровню воды 50 % обеспеченности в период летне-осенней межени. Если участок реки возле водомерного поста является гидрологически изученным, то расчет среднемноголетнего уровня воды в конкретный гидрологический сезон производится с помощью методов математической стати-
стики. Для получения эмпирической оценки вероятности превышения уровня воды (Рт) в летне-осеннюю межень по водомерному посту может быть использована формула Крицкого-Менкеля [8, 9]:
т
Р =--------
т п + Г
где п - количество наблюдений; т - номер года [1..п], расположенного в порядке убывания значения среднего уровня воды в период летне-осенней межени.
Для построения кривой распределения вероятностей для ряда среднемноголетних уровней воды может быть использован графоаналитический метод с применением клетчатки вероятностей биномиального распределения. Графоаналитический способ позволяет установить величину параметров аналитической кривой непосредственно применительно к той кривой обеспеченности, кото-
рая в большей мере соответствует расположению эмпирических точек [8].
С применением разработанной в ИВЭП СО РАН программы "Гидростатистика" [10], использующей описанные выше методы математической статистики, были рассчитаны уровни воды в период летне-осенней межени различной, в том числе и 50 %, обеспеченности (для рассматриваемого участка р. Бия рассчитанные уровни приведены в табл. 1).
Таблица 1
Характерные уровни воды летне-осенней межени для водомерного поста в с. Кебезень
P (%) 0.З 1 2 З 10 25 50 70 90 99
Нр (м) З26.69 З11.84 З02.88 297.44 280.14 264.9З 250.63 241.З0 2З0.З6 219.61
Натурные исследования по установлению положения соответствующей береговой линии выполняются в соответствии с требованиями нормативных документов по инженерно-геодезическим и инженерно-гидрографическим изысканиям и топографическим работам и включают в себя:
- рекогносцировочное обследование участка реки;
- разбивка исследуемого участка реки на однородные в гидроморфологическом отношении расчетные отрезки (или отрезки длинной около 1 км);
- закрепление на местности границ расчетных отрезков и топографическая привязка знаков закрепления;
- съемка продольного профиля участка реки однодневной связкой бытовых уровней воды возле знаков закрепления.
Расчет уровня воды 50 %о обеспеченности в летнеосеннюю межень на конкретном участке реки производится с учетом следующих предположений:
- бытовой уровень воды в пределах расчетного отрезка изменяется линейно;
- разность между бытовым и рассчитываемым уровнем воды в пределах участка между водпостами изменяется линейно.
Гидрологически неизученными следует считать участки рек Эликманар и Чемал, на которых в 2007 г. также проводились работы по установлению границ водоохранных зон и прибрежных защитный полос. Для определения среднемноголетних уровней воды в различные гидрологические сезоны на малоизученных или неизученных реках существуют методики, разработанные с учетом природных особенностей региона [11]. Помимо описанных выше натурных исследований, данные методики требуют съемки поперечных профилей русла реки.
4. Рекомендации органам исполнительной власти по распространению водоохранных мероприятий на смежные территории
Новый Водный кодекс РФ фактически формализовал определение положения на местности границ ВЗ и ПЗП без учета природных и антропогенных особенностей территории.
Ширина водоохранной зоны для рек, протяженностью от 50 км и более (включая Бию, Чулышман, Катунь, Чемал и Эликманар) устанавливается равной 200 м. Ширина прибрежной защитной полосы рек устанавливается в пределах от 30 до 50 м в зависимости от уклона берега. На исследуемых участках рек республики Алтай уклон берега, как правило, превышает 3, что соответствует ширине прибрежной защитной полосы, равной 50 м.
Расчет положения границ ВЗ и ПЗП производится с применением геоинформационных систем. Результаты этих расчетов должны быть представлены двумя способами:
- в виде линий на картографической (топографической) основе для визуального представления границ ВЗ и ПЗП;
- в виде набора координат для определения положения границ ВЗ и ПЗП на местности.
Органы исполнительной власти разных уровней изданием отдельных нормативных актов могут распространить особый режим осуществления хозяйственной и иной деятельности на территории, прилегающие к ВЗ и ПЗП участков рек. Основанием для этого могут являться выводы, полученные в результате научных исследований, в том числе и гидрологических:
- определение и прогнозирование особенностей водного режима;
- выявление и прогнозирование русловых процессов, приводящих к изменению положения береговой линии;
- выявление рисков возникновения экстремальных гидрологических явлений.
Экологические последствия взаимного влияния участка реки и прилегающей территории необходимо оценивать с учетом существующего водного режима, который определяется географическим положением водосборного бассейна и природными условиями: рельефом местности, климатическими факторами, растительным и почвенным покровом. Также необходимо дать прогноз водного режима в случае выявления причин возможного его изменения.
Интенсивные русловые процессы за короткий срок могут привести к существенному изменению положения береговой линии вплоть до выхода русла реки, ее рукавов или проток за пределы прибрежной защитной полосы или же водоохранной зоны. Для оценки возможных изменений положения береговой линии необходимо провести анализ руслового процесса как на рассматриваемом участке реки, так и в непосредственной близости от него выше и ниже по течению. Цель анализа состоит в том, чтобы установить тип руслового процесса, оценить интенсивность плановых деформаций и на этой основе дать прогноз изменения положения береговой линии на перспективу. Особую актуальность такие задачи приобретают для меандрирующих и многорукавных русел, а также на устьевых участках рек. Так, сравнение данных натурных наблюдений и картографических материалов прошлых лет позволило выявить процессы русловых деформаций в устье р. Чулышман. Основное русло р. Чулышман и русло р. Бия практически устойчивы. В случае возникновения необходимости дополнительных исследований русловых процессов в условиях сложной гидроморфологической ситуации необходимо рекомендовать органам исполнительной власти инициировать такие работы.
Опасные гидрологические явления, связанные со
значительным повышением уровней воды, приводят к Выполненные в условиях действия нового Водного
затоплению территорий (в том числе и за пределами кодекса РФ работы по установлению границ ВЗ и ПЗП
водоохранной зоны), ранее не подвергавшихся или ред- на отдельных участках рек Республики Алтай позволяют
ко подвергавшихся затоплению. Оценка вероятности сделать следующее заключение: перечень гидрологиче-
возникновения и интенсивности экстремальных гидро- ских работ существенно зависит от гидрологической
логических ситуаций необходима для выработки меро- изученности водного объекта, с одной стороны, и от
приятий по предотвращению или уменьшению возмож- степени устойчивости русла реки, с другой стороны. В
ных негативных воздействий на качество воды рек. последнем случае существенно возрастает роль иссле-
Причины возникновения экстремальных гидрологиче- дований русловых процессов на рассматриваемом уча-
ских явлений зависят от природных и антропогенных стке реки для прогноза плановых русловых деформаций
особенностей конкретного водосборного бассейна. Для и их учета при установлении границ ВЗ и ПЗП. Пере-
рек Республики Алтай основными причинами являются чень гидрологических работ может быть расширен при
половодье и паводки низкой обеспеченности, а также необходимости учета взаимного экологического влия-
заторные явления и связанные с ними заторные навод- ния водного объекта и прилегающей территории в слу-
нения. чае опасных гидрологических ситуаций (половодья, па-
водки, заторные наводнения).
6. Заключение
Библиографический список
1. Российская Федерация. Законы. Водный кодекс Российской Федерации: федер. закон от 03 июня 2006 г. №74-ФЗ // Собр. зак-ва РФ. - 2006. - № 23. - Ст. 2381.
2. Российская Федерация. Законы. О введении в действие Водного кодекса Российской Федерации: федер. закон от 03 июня 2006 г. №73-ФЗ // Собр. зак-ва РФ. - 2006. - № 23. - Ст. 2380.
3. Российская Федерация. Законы. Водный кодекс Российской Федерации: федер. закон от 16 ноября 1995 г. №167-ФЗ // Собр. зак-ва РФ. - 1995. - № 47. - Ст. 4471.
4. Проект водоохранных зон и прибрежных защитных полос реки Издревая: гос. контракт: № 05-54-349-9 / ИВЭП СО РАН; рук. Винокуров Ю.И.; исполн.: Жерелина И.В. [и др.]. - Барнаул, 2005. - 85 с.
5. Жерелина, И.В. Опыт и проблемы проектирования водоохранных зон в современных условиях (бассейн Верхней Оби) / И.В. Жерелина, Н.В. Стоящева, А.А. Поляков, В.И. Кормаков // Водоохранные зоны: опыт практического применения и целесообразность развития: сб. докл. научно-практ. семин. ФАВР / НИА "Природа". - М., 2006. - С. 57-79.
6. Антипов, А.Н. Ландшафтно-гидрологическая организация территории / А.Н. Антипов, В.Н. Федоров - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. - 254 с.
7. Проект водоохранных зон и прибрежных защитных полос рек Обь, Барнаулка, Пивоварка, Власиха в пределах земель г. Барнаула: отчет о НИР (заключ.): №10-02 / ИВЭП СО РАН; рук. Винокуров Ю.И.; исполн.: Жерелина И.В. [и др.]. - Барнаул, 2002. -140 с.
8. Рождественский, А.В. Статистические методы в гидрологии / А.В. Рождественский, А.И. Чеботарев; - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 424 с.
9. Крицкий, С.Н. К вопросу об оценке вероятной повторяемости гидрологических величин / С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель // Метеорология и гидрология. - 1957. - №3. - С. 52-53.
10. Расчет аналитических кривых обеспеченности (Гидростатистика): св. об офиц. рег. прогр. для ЭВМ №2000610667, Российская Федерация, Институт водных и экологических проблем СО РАН / Жоров В.А., Воробьев Е.К., Ловцкая О.В., Яковченко С.Г. За-явл. 13.06.2000; Зарег. 20.07.2000.
11. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 15. Алтай и Западная Сибирь. Выпуск 1. Горный Алтай и Верхний Иртыш. Часть 1. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1969. - 317 с.
Материал поступил в редакцию 03.12.07.
УДК 556.11
Д. М. Безматерных
Уровень минерализации воды как фактор формирования зообентоса озер Барабинско-Кулундинской лимнобиологической области
В статье показано влияние уровня минерализации воды на таксономический состав и биомассу зообентоса озер. Выявлено, что с увеличением минерализации воды часть таксонов зообентоса элиминирует, а оставшиеся эврибионтные виды приспосабливаются к новым условиям среды. К эвригалинным организмам относятся личинки мух-береговушек, хироно-мид и частично мокрецов. К стеногалинным организмам относятся ракообразные, стрекозы, брюхоногие и двустворчатые моллюски, пиявки и личинки ручейников, встречающиеся в олигогалинных, и частью в мезогалинных озерах. Минерализация воды оказывает существенное влияние на состав и структуру зообентоса, при ее увеличении >3 г/л таксономическое разнообразие и уровень развития донных беспозвоночных, как правило, падает.
По солевому составу озера Барабинско-Кулундинской области самые разнообразные, от пресных до горько-соленых. На долю соленых озер приходится около 10% общей площади зеркала, при этом наибольшее их количество находится в Прииртышской части бассейна (рис. 1). Отличительная особенность озер этого региона - малая глубина озерных котловин. Основная масса озер относится к средним и малым озерам
с площадь от 200 до 2000 га, но имеются и крупные озера - Чаны, Убинское, Сартлан, Кулундинское [13].
Степень изученности гидробиологических характеристик отдельных озер и групп озер значительно отличается. По большой части малых озер подобные сведения отсутствуют, по многим имеются отрывочные рекогносцировочные данные, относящиеся к первой половине XX века [3, 8]. Лучше изучены крупные солонова-
