CC BY
8Раздел 3. Региональные проблемы природопользования
УДК 626.01
НЕРАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРУДОВ БАССЕЙНА РЕКИ САЛГИР
Захаров Р.Ю., Волкова Н.
ФГАОУ ВО Крымский федеральный университет им. В.И.Вернадского
Академия строительства и архитектуры
295943 г. Симферополь, ул. Киевская, 181, е-тай: zakharovr@mail.ru
Аннотация. В настоящее время большая часть прудов бассейна р. Салгир не используется. Данная ситуация характерна для всего Крыма. Это влечет за собой ряд негативных последствий, так как данные водоаккумулирующие сооружения фактически в настоящее время являются бесхозными, а каждый объект строительства требует регулярного наблюдения и ухода. В результате некачественного функционирования этих прудов можно отметить значительные дополнительные потери воды на испарение и фильтрацию, повышения риска возникновения аварий, ухудшение санитарной обстановки на данных водных объектах. Для решения данной проблемы в первую очередь необходимо провести техническое и экологическое обследование этих гидротехнических сооружений и усовершенствовать методологические подходы к управлению экологической безопасностью водохозяйственных экосистем.
Ключевые слова: бассейн реки, бесхозное низконапорное гидротехническое сооружение, пруд, плотина, орошаемое земледелие, потери на фильтрацию и испарение.
ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
В настоящее время в качестве поверхностных источников воды для целей орошения используют реки, пруды и водохранилища. На долю прудов приходится около 18% от всей площади орошаемых земель, привязанных к местному стоку (7393 га). Большая часть данных сооружений сосредоточена на территории бассейна р. Салгир, к ним привязано почти 3000 га орошаемых земель. В настоящее время большая часть этих прудов не используется. Данная ситуация характерна для всего Крыма. Это влечет за собой ряд негативных последствий, так как данные водоаккумулирующие сооружения фактически в настоящее время являются бесхозными, а каждый объект строительства требует регулярного наблюдения и ухода. В противном случае, например, русловой пруд может стать угрозой для расположенных ниже по течению населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий, флоры и фауны самого водотока.
Исходя из вышеизложенного, была сформулирована цель данной работы - оценить эффективность использования прудов бассейна р. Салгир для целей орошения и выявить проблемные моменты, на которых следует акцентировать внимание при принятии управленческих решений, направленных на рационализацию использования поверхностного стока и обеспечение экологической безопасности исследуемой водохозяйственной экосистемы.
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПУБЛИКАЦИЙ
Вопрос бесхозных водоаккумулирующих сооружение и их воздействия на окружающую среду
поднимался в ряде публикаций, среди которых возможно отметить следующие:
- «Оценка воздействия водохозяйственной системы на окружающую среду» Попова Т.Ю., Шерстюк С.О. [1] - в данной публикации отмечено, что проблема бесхозных низконапорных гидротехнических сооружений характерна так же и для других регионов Российской Федерации. Так согласно итогам отчета по объекту «Мониторинг» за 2003-2004 гг., полученных при проведении гидротехнического и экологического обследования малых водохранилищ и прудов, их водоохранных зон и водосборных площадей на наличие источников загрязнения и режимов использования земель, а также в результате анализа проб воды на выборочных объектах, получены данные, свидетельствующие о том, что около 80% объектов имеют те или иные отрицательные экологические характеристики и не соответствуют санитарным требованиям к водоемам;
- «Инвентаризация и оценка опасности некапитальных низконапорных гидротехнических сооружений (на примере Воронежской области)» Минникова И.В., Сарычева Д.В., Нестерова Ю.А. [2];
- «Проблемы безопасности бесхозных гидротехнических сооружений» Щурского О.М., Пименова В.И., Волосухина В.А. [3];
- «Факторы, определяющие безопасность гидротехнических сооружений водохозяйственного назначения» Волосухина В. А., Бондаренко В. Л. [4].
На основе данных публикаций можно сформулировать основные негативные последствия функционирования бесхозных
водоаккумулирующих сооружений, которые характерны и для Республики Крым:
- бессмысленные потери водных и нерациональное использование земельных ресурсов;
- повышение риска аварийных ситуации;
- ухудшение санитарного состояния.
В публикациях «Модель малого водохранилища как объекта проведения оценки целесообразности дальнейшего его использования» Косиниченко Ю.М., Косиниченко М.Ю. и Савенковой Е.А. [5], «Обеспечение безопасности и надежности низконапорных гидротехнических сооружений» [6], «Теоретическое обоснование структуры классификатора критериев безопасности ГТС мелиоративного водохозяйственного комплекса» Карпенко Н.П., Юрченко И.Ф. [7] рассматриваются подходы к оценке безопасности бесхозных низконапорных гидротехнических сооружений и целесообразности их дальнейшего функционирования. Как и строительство, ликвидация водоаккумулирующего сооружения влечет за собой ряд воздействий на окружающую среду, поэтому данное решение должно быть обосновано и исходить из сочетания технических, экономических и экологических факторов, определяющих данный выбор. Исходя из этого, так же хотелось бы отметить работу Попова А.Н. и
Штыкова В.И. «О ликвидации прудов, малых, средних водохранилищ с последующей рекультивацией ложа и береговой полосы» [8].
Вопрос целесообразности
функционирования бесхозных низконапорных гидротехнических сооружений актуален в Крыму, но перед тем как приступить к оценке эффективности их работы и влияния на окружающую среду, необходимо обрисовать ситуацию в целом, чтобы обозначить масштаб необходимых работ, а затем определить метод выработки и принятия управленческих решений.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
Согласно проектным данным к бассейну р. Салгир привязано 19,1 тыс. га. Ниже в таблице 1 приведена более детальная информация о привязке площадей орошения к водоисточникам бассейна. Более 70% орошаемых земель рассматриваемого бассейна реки привязано к государственной системе - Симферопольскому, Балановскому, Белогорскому и Тайганскому водохранилищам, около 14% - к прудам, а оставшиеся 12% - к рекам.
Таблица 1.
Водоисточник Площадь, га % от общей площади орошения
1 2 3
Балановское водохранилище 871 4,56
Белогорское водохранилище 1680 8,79
Тайганское водохранилище 7097 37,15
Симферопольское водохранилище 4268 22,34
Итого по госсистеме 13916 72,84
р. Кучук-Карасу 798 4,18
р.Бурульча 522 2,73
р. Зуя 61 0,32
р. Сары-Су 41 0,21
р. Фундуклы 9 0,05
р. Биюк-Карасу 112 0,59
р. Бештерек 51 0,27
р. Салгир 699 3,66
р. Малый Салгир 77 0,40
пруды 2818,05 14,75
Итого по хозсистеме 5188,05 27,16
Итого по бассейну 19104,05 100
Как было отмечено выше одним из источников воды, используемых для целей орошения, являются пруды. Ниже в таблице 2 приведена информация по наличию прудов в бассейне р. Салгир, наполняемых за счет поверхностного стока и родников, и согласно проектным данным предназначенных для
ирригационных нужд. Из анализа таблицы 2 наглядно видно, что по итогам 2014 г. из 259 прудов, ранее предназначавшихся для целей орошения, только 32 используется по своему прямому назначению, а 143 - вообще не применяются.
Таблица 2.
Наименование района Кол-во прудов, шт. Площадь зеркала, га Объем при НПУ, тыс. м3 Фактическое применение, шт.
орошение используются для других целей не используется
Белогорский 80 249,2 9296,9 12 38 30
Нижнегорский 22 92,6 1259,5 2 0 20
Красногвардейский 14 50,5 1562,4 7 0 7
Симферопольский 139 218,8 5378,7 11 44 84
Советский 4 12,7 236,9 0 2 2
Итого по бассейну 259 623,7 17734,4 32 84 143
Следует отметить, что подобная ситуация характерна не только для 2014 года. За исследованный период 2007-2014 годы, данная ситуация фактически не изменялась: на территории Симферопольского района от прудов поливали в основном только КФХ «Генезис» и пайщики Новоандреевского сельского поселения, по Белогорскому району - подсобное хозяйство КРПБ, ГОХ «Крым Роза», пайщики Зуйского поселкового поселения и Зеленогорского сельского поселения.
Без должного ухода гидротехнические сооружения начинают разрушаться и, вследствие
этих процессов, будут представлять угрозу для населения, прилегающих сельскохозяйственных угодий, флоры и фауны водотока. Ниже в таблице 3 отражены результаты обработки данных по техническому состоянию плотин и дамб прудов бассейна р. Салгир, приведенных в отчетах Белогорского, Красногвардейского, Нижнегорского, Симферопольского и Советского филиалов Государственного бюджетного учреждения РК «Крымское управление водного хозяйства и мелиорации».
Таблица 3.
Техническое состояние плотин/ дамб прудов бассейна р. Салгир,
Наименование района Имеют плотину/ дамбу Кол-во прудов, исходя из технического состояния плотины
хорошее удовлетворительное неудовлетворительное
Белогорский 66 0 61 5
Нижнегорский 14 0 6 8
Красногвардейский 12 0 12 0
Симферопольский 128 4 116 8
Советский 4 0 4 0
Итого по бассейну 224 4 199 21
По результатам анализа данных таблицы 3 можно сделать вывод, что большая часть прудов (плотинного типа), исходя из состояния основного элемента (перегораживающего сооружения), находится в удовлетворительном состоянии, а часть - требует срочного ремонта (а при необходимости и реконструкции).
Если говорить об оценке риска аварии на данных гидротехнических сооружениях, то согласно [9] при интегральной оценке уязвимости ГТС, при определении 1-го показателя уязвимости, которое производится на основе анализа результатов визуальных и инструментальных наблюдений, осмотров, комиссионных обследований, степень уязвимости плотин и дамб, находящихся в эксплуатации более 40-50 лет, повышается на один уровень. Причем следует отметить, что 1-ый показатель уязвимости, а согласно методики их 4, имеет наибольший коэффициент значимости - 0,35,
по остальным трем показателям он колеблется от 0,15 до 0,3. Исходя из данной методики, коэффициент уязвимости ГТС рассчитывается по
формуле 1:
И=1
* ь, • V,-,
(1)
где: ф1 - коэффициент значимости 1 показателя, Ь1 - значение кода 1 показателя, у0 -нормирующий множитель показателя уязвимости. Отсюда следует, что очень значимым показателем уязвимости перегораживающего сооружения является срок его эксплуатации (распределение прудов, оборудованных плотинами или дамбами, по бассейну р. Салгир по данному показатели приведено на рис. 1).
пределах водоохраной зоны (рисунок 2). Эти воздействия в дальнейшем могут привести к ухудшению качества воды, уменьшению эстетической привлекательности водоема, негативно отразиться на его биоте и очищающей способности.
Рис. 1. Распределение низконапорных гидротехнических сооружений бассейна р. Салгир по группам, в зависимости от срока эксплуатации
Более 50% прудов, оборудованных плотиной/дамбой, имеют эксплуатационный срок службы более 40 лет, а, следовательно, при определении первого показателя уязвимости, более чем для половины его необходимо увеличить на единицу.
Отсутствие пользователя у
водоаккумулирующего сооружения оказывает негативное воздействие не только на его техническое, но и санитарное состояние. Согласно требованиям, прописанным в водном законодательстве РФ, при оформлении «Решения о предоставлении водного объекта в пользование» необходима разработка «Программы ведения регулярных наблюдений за водным объектом и его водоохраной зоной», то есть в настоящее время пользователь отвечает за поддержание эксплуатируемого пруда в хорошем санитарном состоянии. При визуальном осмотре ряда не используемых прудов на территории Симферопольского района, было отмечено замусоривание берегов и самого водного объекта, расположение несанкционированных свалок в
Таблица 4.
Зависимость потерь на фильтрацию от гидрогеологических условий [10]
Рис. 2. - Водоохранная зона пруда рядом с селом Фонтаны
Еще один показатель, на котором хотелось бы акцентировать внимание, - это потери на испарение и фильтрацию из низконапорных гидротехнических сооружений, запроектированных для целей орошения и фактически не используемых в настоящее время.
Потери на фильтрацию из прудов были оценены исходя из зависимости от следующих трех градаций гидрогеологических условий,
приведенных в таблице 4: хорошие гидрогеологические условия - ложе сложено водонепроницаемыми грунтами, близко залегают грунтовые воды в бортах; средние; плохие - ложе сложено водопроницаемыми грунтами, водоносные горизонты отсутствуют.
Гидрогеологические условия Потери на фильтрацию
в год в месяц
Хорошие 50 см или 5-10% 4 см или 0,5-1%
Средние 50-100 см или 10-20% 4-8 см или 1-1,5%
Плохие 100-200 см или 20-40% 8-16 см или 1,5-3%
В данной работе, исходя из гидрогеологических условий, было принято, что потери на фильтрацию составляют около 10% от объема прудов.
Величина испарения за безледоставный период рассчитывалась по формуле 2 [11]:
IV = IV
исп цсиО
(2)
где
Wи
- среднемноголетний объем
испаряемой воды, тыс. м ;
8 - площадь акватории водоема, км ;
- Wисп 0 - величина испарения с поверхности водоема, мм.
В данной работе величина испарения с поверхности водных объектов бассейна реки в среднем была принята равной 800, 900 и 1080 мм соответственно для лет 50%, 75% и 95% обеспеченности (осредненный показатель, взятый по паспортам прудов Симферопольского района). Результаты расчетов потерь воды на испарение и фильтрацию сведены в таблицу 5.
Таблица 5.
Потери на испарение и фильтрацию из прудов, предназначенных для целей орошения и фактически не _используемых_
Наименование района Потери на фильтрацию, 3 тыс. м Потери на испарение, тыс. м3
50% 75% 95%
Белогорский 344,6 394,7 447,1 530,2
Красногвардейский 113,4 98,0 111,0 131,6
Нижнегорский 74,3 282,9 320,5 380,0
Симферопольский 130,1 214,6 243,1 288,3
Советский 6,0 10,0 11,3 13,4
Итого по бассейну 668,3 1000,1 1133,0 1343,5
Следует отметить, что в 2015 г. из водоаккумулирующих сооружений бассейна р. Салгир было отобрано всего 92 тыс. м3 воды (оперативные данные по итогам поливного сезонна 2015 г.), а как показано в таблице 5 потери на испарение и фильтрацию из прудов, предназначенных для целей орошения и фактически не используемых в настоящее время, составляют более 1,5 млн. м3.
Основополагающим документом,
определяющим рациональность использования водотока и расположенных, на территории его бассейна водоаккумулирующих сооружений, является «Схема комплексного использования и охраны водных объектов». Методические указания по разработке данного документа утверждены приказом МПР РФ от 04.07.2007 № 169 [12]. Однако изложенная в схеме методология не дает возможности воссоздать полную картину эффективности использования
водоаккумулирующих сооружений в целом, и требует усовершенствования по ряду показателей, с учетом, как это было отмечено ранее в [5,6,7], технических, экологических и экономических факторов.
ВЫВОДЫ
Бесхозные водоаккумулирующие
сооружения представляют опасность для населения, сельскохозяйственных угодий, способствуют крайне нерациональному использованию водных ресурсов и могут привести к ухудшению санитарной обстановки. Для решения данной проблемы, необходимо:
- провести техническое и экологическое обследование прудов Республики Крым, в том числе запроектированных для целей орошения;
- оценить эффективность использования по каждому водному объекту и определить риски возникновения аварийных ситуаций, исходя из их технического состояния;
- усовершенствовать методологические основы управления экологической безопасностью водохозяйственных экосистем в аридной зоне с целью обеспечить рациональное использование не только водных, но и земельных ресурсов, с последующей оптимизацией количества прудов на водотоке.
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ
В условиях резкого дефицита водных ресурсов для устойчивого развития региона необходимо обеспечить рациональное
использование имеющихся водных ресурсов, с обязательным соблюдением экологических норм и требований. Строительство прудов изначально предполагало более рациональное использование воды, защиту населенных пунктов и сельхозугодий от паводковых явлений. Нарушение требований, предъявляемых к эксплуатации данных сооружений, привело к значительным негативным последствиям, к тому же на территории Республики Крым можно отметить большое количество прудов, которые в настоящее время фактически не используются, или используются не в тех объемах, на которые были изначально запроектированы. Это в первую очередь ведет к значительным дополнительным потерям воды, что для условий Крымского региона является недопустимым. Исследования и работы в данном направлении будут продолжены. В дальнейшем предполагается провести оценку возможности возникновения рисков аварии на данных гидротехнических сооружениях и эффективность их использования для усовершенствования
методологии управления экологической
безопасностью водохозяйственных экосистем Республики Крым с последующей оптимизацией количества прудов на водотоках.
ЛИТЕРАТУРА
1. Попова, Т.Ю. Оценка воздействия водохозяйственной системы на окружающую среду/ Т.Ю. Попова, С.О. Шерстюк// Вологдинские чтения. - Владивосток, 2009. - №76. - С. 84-86;
2. Минников, И.В. Инвентаризация и оценка опасности некапитальных низконапорных гидротехнических сооружений (на примере Воронежской области)/ И.В. Минников, Д.В. Сарычев, Ю.А. Нестеров // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. - 2016. - №2. -С. 81-90;
3. Щурский, О.М. Проблемы безопасности бесхозных гидротехнических сооружений/ О.М. Щурский, В.И. Пименов, В. А. Волосухин
//Безопасность в техносфере. - 2013. - №1(40). - С. 31-34;
4. Волосухин, В.А. Факторы, определяющие безопасность гидротехнических сооружений водохозяйственного назначения / В. А. Волосухин, В.Л. Бондаренко // Наука и безопасность. - 2014. -№3(12). - С.7-8;
5. Косиниченко, Ю.М. Модель малого водохранилища как объекта проведения оценки целесообразности дальнейшего его использования / Ю.М. Косиниченко, М.Ю. Косиниченко, Е.А. Савенкова // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации.- 2012. - №3. - С.123-136;
6.Обеспечение безопасности и надежности низконапорных гидротехнических сооружений: монография. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2016. -283 с.;
7.Попов, А.Н. О ликвидации прудов, малых, средних водохранилищ с последующей рекультивацией ложа и береговой полосы / А.Н. Попов, В.И. Штыков. - Екатеринбург: Российский научно-исследовательский институт использования и охраны водных ресурсов, 2013. -112 с.;
8. Карпенко, Н.П. Теоретическое обоснование структуры классификатора критериев безопасности ГТС мелиоративного водохозяйственного комплекса
/ Н.П. Карпенко, И.Ф. Юрченко // Природообустройство. - 2015. - №1. - С. 12-15;
9.Методические рекомендации по оценке риска аварий на гидротехнических сооружениях водного хозяйства и промышленности. 2-ое издание, переработанное и дополненное. - М.: «ДАР/ВОДГЕО», 2009. - 64 с.;
10. Воскресенский, К. П. Гидрологические расчеты при проектировании сооружений на малых реках, ручьях и временных водотоках (Методические основы и практика) / К.П. Воскресенский. - Ленинград: Гидрометеорологическое изд-во, 1956. - 467 с.;
11. Приказ МПР РФ от 30.11.2007 N 314 "Об утверждении Методики расчета водохозяйственных балансов водных объектов" [Электронный ресурс] // Справочно-правовая система «Консультант Плюс». Версия Проф. - Последнее обновление 29.12.2007;
12. Приказ МПР РФ от 4 июля 2007 г., №169 "Об утверждении Методических указаний по разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов" [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://base.garant.rU/12155160/#block 1000, свободный.
THE EFFICIENCY OF PONDS OF SALGIR BASIN IN IRRIGATED AGRICULTURE.
PROBLEMS AND PROSPECTS
Zakharov R.Y., Volkova N.
Annotation. Currently, a large part of the ponds of the river Salgir is not used. This situation is typical for the whole of the Crimea. This entails a number of negative consequences, as these water accumulating structures actually are currently abandoned, and every construction project requires regular monitoring and care. As a result of poorly functioning of these ponds there are large losses of water to evaporation and filtering, increases the risk of accidents, deteriorating health situation in these water objects. To solve this problem it is first necessary to conduct a technical and environmental inspection of these hydraulic structures and improve the methodological approaches to the management of ecological safety of water ecosystems.
Keywords: river basin, orphan, low-pressure hydraulic structure, pond, dam, irrigated agriculture, seepage losses and evaporation.
