CC BY
47
УДК 504 А.Я. Гиенко
СКТБ «Наука» СО РАН, Красноярск Л.А. Пластинин, В.П. Ступин ИрГТУ, Иркутск
ОПЕРАТИВНЫЙ ДИСТАНЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ПРИАНГАРЬЯ В ИНТЕРЕСАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
В статье приведен опыт использования методов и материалов оперативного дистанционного зондирования в интересах мониторинга зоны влияния водохранилищ ангарского каскада. Освещены проблемы этих водохранилищ, связанные с эксплуатацией лесных и минеральных ресурсов.
A.Y. Gienko
SKTB «NAUKA» SB PAS, Krasnoyarsk, Russia Federation
L.A. Plastinin, V.P. Stupin
Irkutsk State Technical University (ISTU)
83 Lermontova UI, Irkutsk, Russian Federation
OPERATIVE REMOTE MONITORING OF ANGARSKI KRAI IN INTERESTS OFMAINTENANCE OF RATIONAL WILDLIFE MANAGEMENT AND EFFICIENT CONTROL
In the article experience of use of methods and materials of operative remote sounding in interests of monitoring of a zone of influence of water basins of the Angarsk cascade is resulted. Problems of these water basins connected with operation of wood and mineral resources are shined these.
В последнее время все больше утверждается мнение о необходимости «разумного ограничения» уровня потребления природных ресурсов и недопущении их бездумного расходования. Сохранение биосферы является одним из условий устойчивого развития территорий, характеризующихся высокими темпами развития. Но, несмотря на государственное регулирование охраны окружающей среды и природопользования, существуют экологические и технологические риски, связанные с эксплуатацией природных ресурсов, работой промышленных объектов и гидротехнических сооружений. Все крупные техногенные сооружения являются потенциально опасными объектами и требуют систематического мониторинга режима эксплуатации и их технического состояния. Авария на Саяно-Шушенской ГЭС показала, что угрозу катастроф нельзя недооценивать даже на самых «надежных» объектах.
Приангарье является регионом, которому отведена важная роль в развитии Восточной Сибири. С середины прошлого столетия на Ангаре было развернуто масштабное гидроэнергетическое строительство, что позволило задействовать уникальные природные ресурсы и обеспечило интенсивное развитие экономики региона. Но сейчас стало ясно, что при реализации
многих программ не были учтены экологические императивы, в результате чего возникли проблемы, требующие неотложного оперативного
мониторинга природной среды и корректировки стратегии
природопользования.
Основные социально-экологические проблемы в бассейне Ангары связаны с преобразованием речной сети, строительством водохранилищ и ГЭС, загрязнением воды, а также эксплуатацией лесных и минеральных ресурсов. Для анализа ситуации по этим направлениям природопользования выбраны 3 эталонных участка: район деятельности Усть-Илимского
лесопромышленного концерна, район строительства Богучанской ГЭС и район золотодобычи в бассейне реки Каменка - правого притока Нижней Ангары. Предполагается, На этих участках предполагаются систематические наблюдения за изменением природной среды с использованием
геоинформационных технологий.
Проблемы, связанные с преобразованием водных объектов
В настоящее время примерно 940 км Ангары (53% общей протяженности) представляют собой водохранилища Иркутской ГЭС (наполнено в 1956-1960 гг.), Братской ГЭС (наполнено в 1961-1967 гг.) и Усть-Илимской ГЭС (наполнено в 1974-1977 гг.). Общая площадь этих водохранилищ составляет 7546 кв. км, суммарный объем водной массы -230.3 куб. км. Общая длина береговой линии равна 12 тыс. км, из них на долю абразионных, абразионно-обвальных, абразионно-оползневых и других сложных берегов приходится, по нашей оценке, до 50% длины берегов.
В 455 км от устья Ангары завершается строительство очередной в каскаде Богучанской ГЭС. После ввода в эксплуатацию этого объекта под водохранилищами окажется 74% длины Ангары, ее продольный профиль продолжит формирование ступенчатой формы (рис.1). В результате такого крупномасштабного гидротехнического строительства произошло нарушение естественного гидрологического режима Байкала (в связи с подпором уровня воды плотиной Иркутской ГЭС), всей Ангары (в связи с зарегулированностью стока), а также нижнего участка Енисея. Как следствие этих преобразований в Ангаре замедлился водообмен, существенно снизилась способность самоочищения воды.
Рис. 1. Продольный профиль Ангары. Расстояния даны по фарватеру реки
Любое речное водохранилище представляет собой проточное озеро и само по себе не является источником загрязнения воды. Но в Ангару сбрасывается значительное количество недостаточно очищенных стоков с урбанизированных территорий и промышленных предприятий Иркутской области, что крайне отрицательно влияет на состояние водных экосистем построенных на ней водохранилищ. Отметим здесь, что после планируемого ввода в эксплуатацию Богучанского гидроузла с отметкой НПУ водохранилища 208 м в новом водоеме будут аккумулироваться стоки с Усть-Илимского ЛПК (рис. 2), что вызовет локальное вторичное загрязнение воды. Этот вопрос требует внимательного рассмотрения и эффективного решения: рационально снизить уровень подпора БО ГЭС с целью сохранения проточного участка Ангары в нижнем бьефе Усть-Илимской ГЭС до границы с Красноярским краем.
Рис. 2. Выпуск сточных вод в Ангару с Усть-Илимского ЛПК. Съемка 28
августа 2009 г.
Кроме того, на состояние воды оказывает большое влияние качество подготовки ложа водохранилищ. Так, на Братском водохранилище затоплена третья часть лесов, на Усть-Илимском - практически вся древесная масса. В результате гниения древесины и поступления сточных вод качество воды в водохранилищах ниже Иркутска ухудшилось и по ряду химических и биологических показателей не соответствует требованиям рыбохозяйственного и хозяйственно-питьевого водопользования. Задачей оперативного аэрокосмического мониторинга является отслеживание, оценка и прогноз изменений состояния ангарской водной системы (проблемы -определение площади водной поверхности в случае аварийных ситуаций на плотинах и продвижения волны прорыва, фиксация ареалов возможного
поверхностного загрязнения воды, контроль за переформированием берегов, определение мест скопления плавающей древесины и др.) и прибрежных территорий (анализ антропогенной составляющей изменений местности). Проблемы, связанные с эксплуатацией лесных ресурсов С середины прошлого века в бассейне Ангары осуществляется интенсивная эксплуатация лесных ресурсов, в результате чего леса на значительных территориях истощены. Так, в Верхнем и Среднем Приангарье уже вырублена примерно половина лесных массивов (рис. 3).
В этих условиях важной задачей является регулирование лесохозяйственной деятельности с целью воспроизводства лесного фонда, обеспечения рационального лесопользования, исключения незаконных рубок.
Рис. 3. Приангарская тайга в районе нижнего бьефа Усть-Илимской ГЭС (среднемасштабный космический снимок эталонного участка № 1). Пятна светлого тона - вырубленные и горелые леса.
При сравнительном анализе данных разновременного дистанционного зондирования уверенно выделяются наиболее изменяемые элементы местности, регистрируемые на материалах космической съемки. В частности, к ним относятся все нарушения естественного состояния лесных массивов.
На район строительства Богучанской ГЭС (эталонный участок № 2) планируется разработка карт динамики природной среды в масштабе 1:750 000 с использованием космических снимков, топографических карт и других материалов картографического значения. На них будут выделены
разновременные вырубки, гари, сельскохозяйственные земли, дорожная сеть, линии электропередач и другие объекты. Отслеживание динамики изменений местности, связанных с деятельностью человека в районах нового хозяйственного освоения Приангарья, является важной научно-практической задачей, решение которой возможно на основе мониторинга природной среды дистанционным и картографическим методами.
Проблемы, связанные с эксплуатацией минеральных ресурсов
Крупномасштабным изменениям природной среды подвергаются практически все районы, в которых производятся открытые горные разработки. Для оценки нарушенности такой геосистемы выбран один из бассейнов малых рек Нижнего Приангарья, где добыча россыпного золота открытым способом ведется уже более века. В качестве ключевого полигона намечен бассейн р. Удерей - приток р. Каменка, впадающей в Ангару у подножия Енисейского кряжа (эталонный участок № 3).
При проведении горных разработок дражно-гидравлическим способом на днищах долин рек и ручьев формируется специфический техногенный грядово-бугристый рельеф с высотным расчленением до 5-7 м. С перестройкой строения днищ долин связано изменение естественных гидрогеологических условий в бассейне, что влечет за собой повышение инфильтрационных свойств толщи рыхлых отложений, трансформацию гидрологического режима водотоков и разбалансированность природных связей. Почвенно-растительный покров днищ долин полностью уничтожается. Дражные полигоны являются опасными загрязнителями рек. Нарушенность природной среды на таких полигонах четко фиксируется на материалах дистанционной съемки (рис. 4), что позволяет объективно и оперативно отслеживать происходящие изменения и разрабатывать комплекс природоохранных мероприятий, направленных на минимизацию негативных техногенных нарушений долинных экосистем.
Рис. 4. Дражные разработки в бассейне р. Каменка (Нижнее Приангарье).
Среднемасштабный космический снимок эталонного участка № З
В заключение отметим, что решение поставленных задач требует адаптирования методик космического мониторинга к специфическим условиям Приангарья. Оперативные дистанционные мониторинговые наблюдения могут обеспечить контроль за реализацией концепции
рационального природопользования в региональном масштабе. Устойчивое развитие Приангарья должно базироваться на внедрении в экономику экологически безопасных технологий, обеспечивающих сохранение естественных экологических систем и природных комплексов.
© А.Я. Гиенко, Л.А. Пластинин, В.П.Ступин, 2010
