CC BY
98
УДК 504.455
С.П. Казьмин, О.В. Климов СибНИГМИ, Новосибирск
МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БЕЛОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИЛЕГАЮЩЕЙ ТЕРРИТОРИИ
Приведены результаты батиметрической съёмки Беловского
водохранилища и дана оценка экологического состояния водосборной территории по степени благоприятности.
S.P. Kazmin, O.V. Klimov
Siberian Regional Research Hydrometeorological Institute,
30 Sovietskaya St, Novosibirsk, 630099, Russian Federation
MORFOMETRICHESKY FEATURES OF THE BELOVSKY WATER BASIN AND ECOLOGICAL ESTIMATION OF ADJOINING TERRITORY
Results bathymetries shootings of water area of the Belovsky water basin are resulted and the estimation of an ecological condition of water modular territory is given.
Беловское водохранилище руслового типа было искусственно создано в 1964 г. на р.Иня. Водоём сезонного регулирования образован подпорными гидросооружениями Беловской ГРЭС, расположенными у с. Коротково Беловского района Кемеровской области в 547 км от устья реки. Длина водохранилища по руслу реки Ини достигает 19 км, средняя ширина около 1 км.
С целью оценки современной структуры акватории водоёма по заявке Беловской ГРЭС Кузбасского филиала ОАО «Кузбассэнерго», как водопользователя Беловского водохранилища, в июле 2010 г. лабораторией прикладной экологии и климата ГУ «СибНИГМИ» была проведена батиметрическая съемка рельефа дна. Работы сделаны в соответствии с «Правилами гидрографической службы. Съемка рельефа дна: требования и методы» (ГУНИО, 1984). С помощью навигационного эхолота Fishfrnder 250, установленного на маломерном судне, были промерены глубины дна в 400 точках. Точки промера на профиле закладывались при спокойном рельефе на расстоянии ~ 200-250 м друг от друга. В расширенной глубоководной нижней зоне водоёма, где отмечается перепад рельефа дна и выявлены отдельные локальные впадины, работы выполнены с детализацией (до 100-150 м между точками). Все маршрутные точки и треки привязаны к координатной сетке и переданы с устройства Garmin на электронные карты при помощи программы MapSource V.6.16.2. Результаты батиметрической съёмки послужили исходным
материалом для построения цифровой модели Батиметрической карты Беловского водохранилища (2010 г.) в масштабе 1:25 000 с использованием программного пакета АгсМо 9.3. На карте дано изображение подводного рельефа при помощи изобат (линий равных глубин). Сечение изобат проведено через 1 метр, за исключением первой, проведённой через 2 метра (рис. 1).
Рис. 1. Батиметрическая карта Беловского водохранилища (2010 г.)
Рельеф дна является одним из факторов, влияющих на экологическую ситуацию водоёма. Оказывая воздействие на направление и скорость придонных течений, он в большей степени определяет пути переноса загрязняющих веществ и области их накопления. Рельеф дна Беловского водохранилища, в целом выровненный и не имеет резких перепадов. Отмечаются отдельные локальные впадины. Максимальные глубины дна зафиксированы в нижней зоне водохранилища в районе плотины (до 11,6 м) и ~200 м севернее спасательной станции (до 12,2 м). В прибрежной части выделяется мелководная зона, в пределах которой глубина изменяется от 0 до 2 метров. В экологическом плане серьёзный интерес представляют понижения дна (впадины) с низкой скоростью придонных течений. Именно они являются зонами накопления загрязняющих веществ.
Беловское водохранилище относится к долинному типу, поэтому объём водной массы вычислялся методом призм по уравнению:
(Ъ + х Н1 + (Ъ + х Н2+...+ (4-2 + ^У2 х Нд-1 + (£-1 + ^У2 х Нд,
где Ъ0 - площадь зеркала водохранилища,
Ъ1, Ъ2 ... 4 - площади, ограниченные изобатами,
Hi, H2... Hn - вертикальное расстояние между изобатами.
В результате выполненных расчетов установлено, что в настоящее время объём водной массы в Беловском водохранилище ^ф) равен 49,07 x 106 м3.
Общий объём заиления (W3) водохранилища определяется как разность между проектным объёмом водной массы (Wnp) и объёмом, вычисленным по данным батиметрической съёмки ^ф): Wпp- Wф.
В нашем случае это 59,0 x 106 м3 - 49,07 x 106 м3 = 9,93 x 106 м3, что составляет 16,8% от проектного объёма воды в водоеме Беловской ГРЭС.
Площадь зеркала Беловского водохранилища по данным цифровой
Л
обработке уточненной топоосновы на июль 2010 г. составила 12,8 км , что менее
Л
проектной величины акватории этого водоема (13,6 км ) при нормальном
Л
подпорном уровне (НПУ-189,60 м) на 0,8 км (~1%). Разница в площади зеркала водохранилища, по-видимому, объясняется тем, что исследования при батиметрической съёмке проводились при уровне воды в водоеме - 189,57 м. Также при подсчёте площади водоёма была вычтена площадь островов (0,25 км2). Площадь мелководий до 2 м по данным промеров глубины дна составило -3,36 км2.
Максимальная глубина водохранилища составила - 12,2 м, средняя глубина - 4,6 м при уровне воды (БС) - 189,57 м.
Исследования, полученные в результате совмещения дистанционного зондирования земной поверхности, топокарт различного масштаба и необходимого комплекса полевых работ, позволили оценить пространственные масштабы урбанизации, промышленного и агропромышленного освоения водосборной площади Беловского водохранилища на современном этапе. Геоэкологическая ситуация оценивалась по степени её благоприятности (безопасности) на основе учета следующих факторов:
- Наличия и интенсивности опасных геологических явлений и процессов;
- Возможности активизации опасных геологических процессов в результате антропогенного (техногенного) нарушения природного (экологического) равновесия;
- Распространения и интенсивности геохимического загрязнения поверхностных вод и донных отложений вредными элементами;
- Степени нарушенности рельефа и ландшафта в целом техногенным воздействием;
- Надежности природоохранных мероприятий.
Благоприятные территории прослеживаются в районах распространения лесных массивов. Опасные геологические явления и процессы здесь отсутствуют, активизация их маловероятна. Природные и техногенные загрязнения локализованы на площади источников, геохимические аномалии либо отсутствуют, либо локальны и не превышают ПДК. Рельеф практически не нарушен. Природоохранные мероприятия практически не требуются или должны проводиться на локальных участках.
Территории с удовлетворительной обстановкой имеют следующие критерии выделения. Экзогенные геологические процессы и явления имеются, но не носят опасного характера, их активизация в катастрофическом масштабе маловероятна. Среди экзогенных геологических процессов, развитых на территории выделяются: плоскостной смыв почвогрунтов при распашке земель, оврагообразование, суффозионная просадочность, дефляция, оползни и обрывы, заболачивание земель, подтопление грунтовыми водами населенных пунктов, боковая речная эрозия, переработка берегов водохранилища. Плоскостной смыв наблюдается на пологих склонах с крутизной более 1-20 и заключается в сносе почвы водой, стекающей в виде многочисленных струй в период снеготаяния и ливневых дождей по легкоразмываемым суглинкам и распаханным полям. Оврагообразование приурочено к долинам местных рек. Овраги молодые, стенки обрывистые, осыпные. Проявлению их способствует хозяйственная деятельность человека: выпаса скота, нарушение почвенного покрова, колеи от машин. Суффозионно-просадочные явления широко развиты на возвышенных участках междуречий. Понижения разнообразной формы и различных размеров (от нескольких метров до 50-100 м в поперечнике) и глубиной преимущественно 0,3-1,5 м приурочены к ровным плоским участкам, сложенным просадочными лессовидными суглинками. Степень воздействия дефляции зависит от рельефа местности и скорости ветра. В первую очередь ветровой эрозии подвергаются выпуклые распаханные участки поверхности и ветроударные склоны, сложенные неуплотненными лессовидными осадками. С подъёмом уровней грунтовых вод и выходом подземных вод на поверхность связано развитие небольших оплывин и оползней на склонах, заболачивание в верховьях местных водотоков, подтопление застроенных территорий населённых пунктов. Переработка берегов водохранилища представляет комплекс процессов разрушения берегов. Одновременно с переработкой берегов водохранилища развивается процесс его заиления, т.е. заполнения чаши водохранилища осадками, поступающими в акваторию за счёт разрушения берегов, твердого стока притоков и сноса с окружающих пространств. В процессе разрушения берегов принимают участие такие процессы как оползни и обвалы. На аэроснимках хорошо просматривается не только мелководная прибрежная часть водохранилища, но и глубокие его части, наиболее динамичная часть акватории, циркуляция водных масс, перенос взвешенных веществ, участки зарастания тростником и камышом, места скапливания фитопланктона. Природные и техногенные загрязнения распространены за пределами источников, но отмечаются наличие участков, где содержание загрязняющих веществ, превышает нормируемые показатели до 10 ПДК. Рельеф в основном нарушен распашкой земель, пастбищами, размещением селитебных и рекреационных зон, коллективными садами и дорогами. Природоохранные мероприятия должны выполняться в пределах опасных участков.
На напряженных территориях главным фактором преобразования природы являются техногенные процессы. Компоненты природной среды в пределах агропромышленных агломераций и их окрестностях загрязняются широким
спектром токсичных элементов различного класса опасности, поэтому являются объектами тщательного изучения природоохранных организаций.
Для поддержания природного (экологического) равновесия и защиты распаханных территорий от ветровой и водной эрозии на обрабатываемых землях в левобережье водохранилища участками размещены лесополосы. Также вдоль железной дороги и основных автомагистралей высажены защитные лесополосы, защищающие атмосферный воздух от выбросов загрязняющих веществ транспортом (рис. 2).
Рис. 2. Схема оценки экологического состояния территории, прилегающей к
Беловскому водохранилищу.
Водные ресурсы водоёма и его береговая зона используются комплексно. На берегах расположены базы отдыха предприятий и организаций города, района, частных лиц. Наиболее крупным промышленным техногенным объектом, примыкающим к акватории Беловского водохранилища, является Беловская ГРЭС, филиал ОАО «Кузбассэнерго». В настоящее время является актуальным вопросом пересмотр утверждённой в 2005 г. Верхне-Обским БВУ
ширины водоохраной зоны и приведения её в рамки со ст. 65 существующего Водного кодекса РФ (2007). Соблюдения режима использования водоохраной зоны в соответствии с природоохранными законодательными документами, заключениями органов надзора позволят до минимума снизить антропогенное воздействие на компоненты окружающей среды.
© С.П. Казьмин, О.В. Климов, 2011
