CC BY
24УДК: 556.18: 626/62
ОЦЕНКА СПОСОБОВ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ДЕФИЦИТА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ В КРЫМУ
Николенко И.В.1, Каримов Э. А2., Мельникова Н.С.3
1 3 ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им В.И. Вернадского», Институт «Академия строительства и архитектуры», 295493, Республика Крым, г. Симферополь, улица Киевская,181.
1e-mail: nikoshi@mail.ru 2Симферопольский филиал ГБУ РК "Крыммелиоводхоз" 2e-mail: karimov_ervin@mail.ru
Аннотация. В статье выполнена оценка возможных способов решения проблем дефицита водных ресурсов в Крыму на основе анализа многолетних характеристик наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова. Несмотря на разблокирование Северо-Крымского канала и восстановление подачи на полуостров Крым днепровской воды для вододефицитных периодов региона необходим поиск методов обеспечения водной безопасности на основе современных технологий. Анализ наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова за многолетний период показал, что их приток существенно различается для засушливых и водообильных лет. Показана целесообразность более полного использования водотоков в период весенних и летних паводков многоводных лет путем увеличения суммарного полезного объема водохранилищ естественного стока Крыма. Выполнена оценка применимости и адекватности разработанной модели по определению величины максимальных суточных объемов наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова при отсутствии технологического сброса из них. Проведен анализ полученных результатов, а также даны рекомендации по возможности их реализации.
Предмет исследования. Закономерности степени наполнение водохранилищ естественного стока Крымского полуострова в течении многолетнего периода наблюдений, как основных источников водных ресурсов, для оценки способов решения проблем обеспечения водной безопасности Республики Крым и города Севастополя Материалы и методы исследования: Выполнен сбор, систематизация, статистическая обработка и анализ закономерностей степени наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова в течении 38- летнего периода наблюдений по информации Государственного комитета по водному хозяйству и мелиорации Республики Крым. Проведен анализ объективных и субъективных факторов возникновения дефицита водных ресурсов на полуострове, на основе которого выполнена оценка способов его решения. Проанализированы факторы, влияющие на степень наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова, которые являются основным источником водоснабжения населения Крыма и во многом определяют социально-экономические условия жизнеобеспечения полуострова. Результаты. Установлены факторы, влияющие на степень наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова, а также обоснована необходимость увеличения их суммарного полного проектного объема. Представлена расчетная зависимость для определения величины максимальных суточных объемов наполнения водохранилищ естественного стока на основе данных многолетних наблюдений по их наполнению. Выполнена оценки применимости и адекватности представленной зависимости на основе данных по суточным объемам наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова за январь - апрель 2022 г. Установлены величины технологических сбросов, применение которых позволит увеличить суммарный полный проектный объем водохранилищ естественного стока. Выводы. По результатам выполненного анализа закономерностей степени наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова за многолетний период установлено, что одним из способов решения проблем дефицита водных ресурсов в Крыму является необходимость увеличения проектного полезного объема наполнения водохранилищ естественного стока до 318.. .323 млн. м3. Эти величины суммарного полезного объема водохранилищ естественного стока обеспечиваются за счет использования существующих в настоящее время технологических сбросов Ключевые слова: водные ресурсы, дефицит, водохранилище, естественный сток, неравномерность, годовой приток, объем наполнения, технологический сброс, расчетный объема наполнения
ВВЕДЕНИЕ
Запасы воды на Земле колоссальны, но возможность их использования ограничена в первую очередь природными факторами, в том числе экологическими. Увеличение населения и рост мировой экономики, сопутствующие этому изменения климата, увеличение антропогенной нагрузки на экосистемы и природные водные объекты, стали причиной возникновения нехватки воды во многих регионах мира. Дефицит водных ресурсов является глобальной мировой проблемой, которая становится одним из вызовов человечеству. Главными причинами дефицита является высокая неравномерность распределения водных ресурсов в
мире и различный уровень развития экономик регионов и стран мира как по уровню, так и по структуре. Для оценки уровня дефицита в современной науке о воде широко используются термины "водный стресс" и "водный кризис" [1]. Ситуация нехватки воды удовлетворительного качества и количества для обеспечения нужд людей и окружающей среды определяется как водный стресс, а распространенный и хронический недостаток безопасного и достаточного количества питьевой воды и канализации с высоким числом случаев водообусловленных заболеваний, с разрушением водно-болотных угодий и деградацией качества воды в водных объектах определяются как водный кризис. Эти определения имеют качественный характер, для их
использования необходимы количественные оценки, которые зависят от многих факторов, зависящих от уровня развития регионов и стран, климатических условий, уклада жизни, национальных традиций и т.д. Поэтому количественные оценки уровня дефицита водных ресурсов предлагаются в различных исследованиях, но часто эти оценки не совпадают. В качестве критерия водного стресса регионов и стран в директивах ООН указана удельная водообеспеченность менее 1700 кубических метров в год на человека [1]. Во многих работах для оценки водного стресса также используется соотношение водозабора из доступных водных источников к доступным возобновляемым водным ресурсам. Если это отношение менее 10%, то водного стресса нет, если от 10 до 20%, то существует слабая нехватка воды, если 20...40% - то умеренная, превышение 40% означает высокий уровень нехватки воды, который определяется как водный стресс.
Определением дефицита по воде страны или региона в других исследованиях принимается удельная водообеспеченность менее 1000 м3 в год или 2740 л на человека в день при котором нехватка воды становится серьезным препятствием для устойчивого развития, то есть для производства продовольствия, экономического развития и защиты природных систем [2].
Российская Федерация занимает второе место в мире по валовым ресурсам пресной воды после Бразилии, а по водообеспеченности в год на душу населения — третье место после Канады и Бразилии. На территории страны в реках, озерах, болотах, ледниках и снежниках, а также в подземных водных объектах сосредоточено более 20 процентов мировых запасов пресных вод [3]. Особенностью водных ресурсов Российской Федерации является значительная неравномерность распределения по территории страны. На освоенные районы европейской части страны, где сосредоточено более 70 процентов населения и производственного потенциала, приходится не более 10 процентов водных ресурсов [4]. Поэтому в районах интенсивной хозяйственной деятельности в маловодные годы возникают локальные дефициты водных ресурсов для обеспечения нужд питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения в Республике Калмыкия, Белгородской и Курской областях, Ставропольском крае, отдельных районах Южного Урала и юга Сибири, а также для обеспечения сельскохозяйственных и
рыбохозяйственных нужд на территориях Саратовской и Астраханской областей, в отдельных частях Волгоградской и Оренбургской областей, а также на Северном Кавказе [5]. К регионам России с дефицитом водных ресурсов относится и Крымский полуостров в виду природно-климатических условий и отсутствия крупных природных источников воды [6].
Вследствие почти повсеместного увеличения антропогенной нагрузки на водные ресурсы суши, а
также вследствие роста неопределенностей, связанных с изменениями климата, актуальными, а в некоторых случаях являются неотложными исследования особенностей многолетних изменений речного стока, регулируемого водохранилищами, и связей параметров стока с параметрами водохранилищ. Изменения режима осадков, обусловленные глобальным потеплением, для многих регионов России могут быть неблагоприятными. Ожидаемое существенное увеличение неравномерности выпадения осадков означает одновременное усиление угрозы, как наводнений, так и засух в некоторых регионах страны [7].
На Всемирных форумах по водным ресурсам определены важнейшие глобальные факторы возникновения их дефицита. Основными являются нерациональное и неправильное использование пресной воды, низкая эффективность технологий водопользования. Возрастающая антропогенная нагрузка на водные объекты, неадекватность используемых технологий водоочистки с дополнительно загрязняющими компонентами обусловливают приоритетную значимость экономических и экологических аспектов в решении проблем обеспечения безопасности водопользования, в том числе питьевого водоснабжения [1, 2, 3].
Основным источником водоснабжения населения Крыма являются водохранилища естественного стока. Исследования
закономерностей степени их наполнения, выполненные в данной работе, являются актуальными, так как фактические объемы наполнения, величины притока и забора во многом определяют социально-экономические условия жизнеобеспечения полуострова.
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
История водопользования на Крымском полуострове насчитывает несколько тысячелетий, но целый комплекс природно-климатических факторов периодически вызывал в регионе дефицит водных ресурсов разной интенсивности. Поэтому Республика Крым и город Севастополь относится к числу вододефицитных регионов Российской Федерации, по территории которого водные ресурсы распределены крайне неравномерно, что объясняется различными факторами, в том числе сложными формами рельефа, высотной поясностью Крымских гор, разнообразием климатических зон, сочетанием южного географического положения полуострова и влиянием морей и заливов. Распределение осадков неравномерно как по временам года, так и по регионам полуострова. Поэтому пресная вода в Крыму всегда имела важное значение, так как на полуострове нет крупных пресных озер и полноводных рек, а более 1600 малых рек и временных водостоков распределены крайне неравномерно, имеют стоки с существенными сезонными и годовыми
перепадами, запасы подземных пресных вод также размещены по территории неравномерно, а также различаются по степени пригодности их использования. Для рек и водотоков Крыма характерны обильные паводки, но при этом многие из них полностью пересыхают в межень. Без наличия достаточных объемов водных ресурсов и культуры водопользования в Крыму, его историческое развитие было бы не возможным [8].
Большие изменения в схеме водопользования Крыма произошли в конце прошлого века после строительства и запуска в эксплуатацию СевероКрымского канала (СКК) - самого большого по длине в Европе и его трех очередей с ответвлениями. На полуостров по СКК в разные годы поступало 1,5.1,8 млрд кубометров пресной воды, что превышает в два раза те объемы, которые в состоянии дать местные крымские источники. При этом более полувека вода, подаваемая по СКК составляла 70.85% всего объема ее потребления на Крымском полуострове с общими транспортными потерями на испарение и фильтрацию в подземные водоносные горизонты до 50%. Основная часть воды по каналу (до 80%) шла на нужды сельского хозяйства, в том числе большая часть (60%) на выращивание риса, самой влагоемкой сельскохозяйственной культуры. Фильтрация воды из русла СКК достигала 40% и являлась одной из основных причин подтопления территорий, вторичного засоления почв и смену биоценозов вдоль канала. Поэтому по многим показателям СКК показал низкую эффективность по техническим, экономическим и экологическим показателям [9, 10]. До 20% воды, подаваемой по СКК шла на водоснабжение и технические нужды, а также направлялась в наливные водохранилища общим объемом 145 млн. м3, которые являлись источниками водоснабжения населения Восточного Крыма, и обеспечивали аварийные запасы на случай вододефицитных периодов, как дополнительный источник пресной воды.
В мае 2014 года Украина заблокировала СКК и перекрыла подачу днепровской воды на Крымский полуостров, что существенно изменило структуру и объемы водопользования. Это сильно ударило и нанесло значительный ущерб
сельскохозяйственным предприятиям Крыма, которым пришлось менять направления и структуру своего производства с применением менее влагоемких культур. Восемь лет в результате перекрытия СКК и водной блокады жители и предприятия Крыма получали воду только из местных источников.
Одним из важных итогов первого этапа специальной военной операции Российской Федерации на Украине в феврале 2022 года стало разблокирование СКК и восстановление подачи на полуостров Крым днепровской воды, которая рождается на территории России и Белоруссии. Восстановление подачи по СКК днепровской воды требует изменения и оценки структуры водопользования Крымского полуострова. Эти
новые подходы должны создаваться и реализовываться с учетом исторической памяти отношения к водным ресурсам в регионе, а также современных технологий и методов обеспечения водной безопасности в вододефицитных регионах, на основе научной обоснованности водохозяйственных решений и принципов интегрированного управления с ориентацией на собственные водные ресурсы. При этом следует учитывать, что эффективное использование воды создает новый источник водоснабжения, а современные технологии и методы водопользования позволяют сократить потребности в воде в сельском хозяйстве на 10.50%, в промышленности на 40.90%, а в жилищно-коммунальном хозяйстве на 30.35%, не создавая социальных, экономических и экологических издержек [2]. Сокращение объемов потребления воды, за счет более эффективного ее использования различными потребителями, уменьшает водопотребление, что фактически создает новый источник водоснабжения. Уменьшение
водопотребления приводит к снижению антропогенной нагрузки на водные объекты, что создает условия к сохранению водных ресурсов и к улучшению качества воды [6].
Серьезная региональная проблема нехватки пресной, в том числе и питьевой воды на Крымском полуострове решалась в 2020 и 2021 годах. К объективным факторам возникновения дефицита водных ресурсов на полуострове кроме перекрытия подачи пресной воды по СКК в 2014 году, относились цикличные изменения климатических условий по атмосферным осадкам, глобальные изменения климата, испарения с открытых поверхностей водных объектов, нерациональное использование водных ресурсов, в том числе применение устаревших водоемких технологий в сельскохозяйственном производстве, а также отсутствие комплексных и системных мероприятий по водосбережению и водоэффективности [6, 8]. К субъективным факторам возникновения дефицита водных ресурсов в Республике Крым и городе Севастополе можно отнести отсутствие системы управления общественными, экономико-хозяйственными и социальными
взаимоотношениями на основе интегрированного трехуровневого водного баланса для полуострова, с учетом всех источников водных ресурсов и их потребителей, для позитивных, негативных и наиболее вероятных прогнозируемых условий. Огромные потери водных ресурсов в водообильные годы, путем технологического сброса в море пресной воды поверхностного стока, сброс очищенных сточных вод без их повторного использования для сельскохозяйственных и технических целей, потери в системах водоснабжения, связанные с конструктивными, технологическими и эксплуатационными причинами, отсутствие разработок долгосрочных и сверхдолгосрочных стратегий внедрения рециклинга воды для сельскохозяйственных,
промышленных и рекреационных предприятии. Негативно влияет на ситуацию отсутствие планов финансирования научно-исследовательских,
поисковых и опытно-конструкторских работ по обоснованию и решению региональных проблем дефицита водных ресурсов, обеспечивающих разработку современных подходов и механизмов нормативно-правового, технического,
технологического и информационного обеспечения развития водохозяйственного комплекса для обеспечения водной и водно-экологической безопасности Крыма. Немаловажный фактор не только для сегодняшнего дня, но и для будущего развития водохозяйственного комплекса Крыма -дефицит специалистов и их подготовки по решению на современном уровне проблем водопользования -гидроинформатике и акватронике.
Водные ресурсы по территории Крыма распределены крайне неравномерно, что объясняется различными причинами: сложными формами рельефа, высотной поясностью Крымских гор, разнообразием климатических зон, сочетанием южного географического положения полуострова и влиянием морей и заливов. Распределение осадков неравномерно как по временам года, так и по территории Крымского полуострова. Средние суммы осадков: в степных районах Крыма имеют минимальные значения 250.300 мм, на Южном берегу Крыма 600.800 мм, в горной зоне 800.1000 мм, а максимальные значения более 1000 мм на плато в зоне горы Ай-Петри. По величине осадков большая часть степных районов Крыма относится к зоне относительно недостаточного увлажнения.
По временам года структура месячных осадков по климатическим зонам Крыма характеризуется также относительно высоким уровнем разнообразия. Для южнобережной и в горной зонах максимальные осадки наблюдаются в зимние месяцы, величина которых в 1, 5.2 раза больше осадков в летние месяцы. В степной зоне максимальные осадки наблюдаются в летние месяцы, величина, которых в 1.3.1.7 раза больше осадков в зимние месяцы. Кроме неравномерного распределения осадков по временам года для Крымского полуострова характерна и неравномерное распределение режима водопотребления, что связано с сезонным увеличением численности населения в летние месяцы и обуславливает максимум водопотребления в этот период. Следует также учитывать, что на временную неравномерность распределения водных ресурсов на Крымском полуострове оказывают влияние цикличные изменения климатических условий по атмосферным осадкам и глобальные изменения климата.
В связи с ярко выраженной территориальной и сезонной неравномерностью осадков и речного стока, который является одним из основных источников пресной воды, для ее сезонного накопления и дальнейшего использования на территории Крымского полуострова сооружено 15
водохранилищ естественного стока общим полным объемом до 253.0 млн м3. Все крымские водохранилища естественного стока были построены во времена СССР, четыре еще в довоенные годы. Истоки рек, которые питают водохранилища естественного стока в основном расположены в Крымских горах. Самым крупным водохранилищем естественного стока Крыма, обеспечивающим водоснабжение г. Севастополя, стало Чернореченское, которое после реконструкции 1984 г. в результате наращивания плотины имеет полный проектный объем 64.2 млн м3.
Для решения задач водообеспечения Крыма за счет эксплуатации СКК в 70-ые и 80-ые годы прошлого века было построено 9 наливных водохранилищ системы СКК общим полным объемом до 145 млн. м3. Для водоснабжения городов и поселков наливные водохранилища расположены преимущественно в Восточном Крыму на Керченском полуострове, а также в равнинном Крыму, за исключением Межгорного и Старо-Крымского водохранилищ, относящихся к зоне Предгорья Крымских гор. Межгорное водохранилище, которое было заполнено в 1989 году, является самым крупным наливным из системы СКК с проектным полным объемом 50 млн.
м3.
На рис. 1 показан годовой приток в водохранилища естественного стока Крымского полуострова и наливных СКК с 1983 по 2021 г., представленные по информации Государственного комитета по водному хозяйству и мелиорации Республики Крым, средний многолетний приток в эти водохранилища и суммарный средний приток в водохранилища за рассмотренный период. Средний годовой приток за этот период в водохранилища естественного стока составили 270 млн м3. Средний приток в наливные водохранилища системы СКК рассмотрен для трех расчетных временных отрезков: 1-й период - 1983-1989 годы приток в наливные водохранилища до наполнения Межгорного водохранилища, 2-й период - 19892013 годы при функционировании всех 9 наливных водохранилищ, 3-й период - 2013-2020 годы наполнение наливных водохранилищ после перекрытия СКК. В период после перекрытия СКК наливные водохранилища Восточного Крыма служат для аккумулирования вод Просторненского, Нежинского и Новогригорьевского артезианских водозаборов и части стока р. Биюк-Карасу и с учетом дополнительного переброса воды из Белогорского водохранилища естественного стока. Эти три подземные месторождения артезианской воды в северо-восточной части Крымского полуострова разведаны ещё в советское время и были до 2014 года законсервированы. Средний приток в наливные водохранилища СКК в 1 -й период составил - 85 млн м3, за период с 1989 по 2013 г.- 140 млн м3, за 3-й период с учетом вышеуказанных источников пресной воды - 40 млн м3. Суммарный среднемноголетний приток в
водохранилища Крымского полуострова в 1 -й рассмотренный период составил - 356 млн. м3, во 2-й период - 414 млн. м3, а в 3-й период - 286 млн. м3.
Рис. 1. Годовой приток (млн м3) в водохранилища Крымского полуострова за 1983-2021 г.: 1 - приток в водохранилища естественного стока; 2 - среднемноголетний приток в водохранилища естественного стока; 3 - приток в наливные водохранилища СКК; 4 - среднемноголетний приток в наливные водохранилища СКК; 5 - суммарный приток в водохранилища; 6 - среднемноголетний суммарный приток в водохранилища
Анализ, представленного на рис. 1 годового притока в водохранилища Крыма естественного стока, показал, что они могут отличаться более чем в 6 раз. Максимальный приток за рассмотренные 38 лет был в 1997 г. и составил 628 млн м3, а минимальный приток - 97 млн м3 был в 1994 г. Эти экстремальные значения наблюдались
соответственно в 2, 3 раза больше среднемноголетнего притока за рассмотренный период и в 2,8 раза меньше среднего. Приток в водохранилища естественного стока с величиной в 1,4.1,6 раза больше среднего значения появляется с периодичностью 5-7 лет.
Анализ притока в наливные водохранилища СКК в период с 1983 по 1989 г. имел величину выше среднего в 1,4 раза в 1986 г., а ниже среднего в 1,3 раза в 1984 г. Из анализа притока в наливные водохранилища СКК во 2-ом рассмотренном временном отрезке следует, что в период с 1989 по 1999 г. он имел величину выше среднего, в том числе приток 1993 г., который был в 1,5 раза выше среднего значения, а в период с 2005 по 2013 г. приток в наливные водохранилища СКК был меньше среднемноголетнего значения за весь рассмотренный период, в том числе в 2011 г. в 2,2 раза ниже среднемноголетнего. В 3-й рассмотренный период, после перекрытия СКК, в наливных водохранилищах Восточного Крыма было аккумулировано вод подземных водозаборов и части стока р. Биюк-Карасу с величиной годовых притоков в диапазоне 20.56 млн м3, в том числе в 2014 г. приток был в 2 раза меньше
среднемноголетнего притока, а в 2015 г. в 1,4 раза выше.
Основным источником водоснабжения населения Крыма является система существующих водохранилищ. Анализ суммарного притока в водохранилища Крымского полуострова показал, что за рассмотренный 38-летний период в течении 21 года годовой приток был меньше среднемноголетнего суммарного. Такое распределение отражает чередование большего числа лет с осадками меньше среднемноголетних, с меньшим числом лет с осадками больше среднемноголетних, то есть периодов, которые были с относительным дефицитом водных ресурсов. При этом за рассмотренный 1 -й период суммарный приток в 1998 г. - 514 млн. м3 был в 1,44 раза выше среднемноголетнего, а минимальный в 1984 г. - 227 млн. м3 был в 1,57 раза меньше. За 2-й рассмотренный период суммарный приток в 1997 г.
- 785 млн. м3 был в 1,9 раза выше среднемноголетнего, а минимальны в 2001 г. - 285 млн. м3 был в 1,45 раза меньше. За 3-й рассмотренный период суммарный приток в 2015 г.
- 458 млн. м3 был в 1,6 раза выше среднемноголетнего, а минимальный в 2020 г. - 152 млн. м3 был в 1,88 раза меньше. Выполненный анализ показал, что суммарный приток в водохранилища Крымского полуострова в основном определяется притоком водохранилищ естественного стока, который существенно зависит от количества суммарных осадков на полуострове. Фактическая степень наполнения водохранилищ
также зависит от времени года, температурных режимов, а также от величин заборов воды.
В целях обеспечения устойчивого водоснабжения Республики Крым и г. Севастополя реализуются мероприятия комплексного плана, утвержденного распоряжением Правительства РФ № 2668 от 16.10.2020 г. Выполнение мероприятий этого комплексного плана, обеспечивает важные оперативные решения по преодолению проблем водного дефицита Республики Крым и г. Севастополя. Реализация всех мероприятий комплексного плана обеспечит увеличение годовых объемов водоснабжения на 100 млн. м3, что составляет до 50% от максимального дефицита водных ресурсов в маловодные годы. Одним из важных источников пресной воды стало геологическое изучение и разведка водозаборов в целях увеличения использования подземных водозаборов. В силу сложившихся природных условий Крымского полуострова запасы пресных подземных вод распределены неравномерно -большая часть приходится на Красногвардейский, Джанкойский, Нижнегорский и частично Сакский районы. Оценить возможность использования подземных вод Крымского полуострова в качестве гарантированного источника хозяйственно -питьевого водоснабжения с прогнозируемым временем сохранения качественного состава, удовлетворяющего действующим нормативным требованиям, и в заданных уровнях водоотбора возможно при одновременном выполнении целого комплекса мероприятий [11]. Наиболее важным является создание постоянно действующей гидродинамической модели для анализа и прогноза режима подземных вод, гидрологического обоснования рационального использования и охраны геологической среды.
Поиск методов решения вопросов обеспечения водной и водно-экологической безопасности Крымского полуострова должен основываться на современных подходах к водопользованию в
вододефицитных регионах, с учетом научной обоснованности водохозяйственных решений, принципов интегрированного управления с ориентацией на собственные водные ресурсы региона. Поэтому в данной работе выполнен анализ наполнения водохранилищ естественного стока, как основных источников водных ресурсов, рассмотрены пути решения проблем обеспечения водной безопасности Республики Крым и города Севастополя.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цикличные изменения сумм атмосферных осадков в 2020 г. на Крымском п-ове вызвали аномально малый приток в водохранилища естественного стока, что привело к серьезным проблемам нехватки пресной, в том числе и питьевой воды. Существенным фактором возникновения дефицита водных ресурсов на полуострове в этот период стало перекрытие СКК в 2014 г., так как не стало резервных запасов водных ресурсов в наливных водохранилищах СКК, которые могли стать дополнительным источником пресной воды [7].
Для анализа объемов аккумулированной воды в водохранилищах естественного стока Крыма за период возникновения дефицита водных ресурсов рассмотрим на рис. 2 временной ход суточных значений фактического наполнения водохранилищ, который построен на основе суточных данных ГБУ РК "Крыммелиоводхоз". Для этого рассмотрены суточные ходы объемов наполнения водохранилищ за 2020 и 2021 г., а также суточные значения объемов: максимального (max), среднего (cp) и минимального (min) стока в течении 34 лет (19872021). При построении выбирались значения за характерные 3 дня недели.
Рис. 2. Временной ход фактического наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова за 2020 и 2021 г.: 1 - максимальный объем наполнения за 1983 - 2021 г.; 2 - минимальный объем наполнения за 1983 - 2021 г.; 1 -
среднемноголетний объем наполнения за 1983 - 2021 г.; 4 - фактический объем наполнения за 2021 г.; 5 - фактический
объем наполнения за 2020 г
Максимальные значения наполнения водохранилищ естественного стока соответствует 1997 г. - самому многоводному году по осадкам за рассмотренный период наблюдений. Большая часть временного хода минимального наполнения водохранилищ естественного стока соответствует 1994 г. - самому маловодному году по осадкам за рассмотренный период наблюдений. Однако из анализа, представленного на рис. 2 временного хода следует, что в конце не самого маловодного 2020 г. наполнение водохранилищ естественного стока стало меньше многолетних минимальных значений. Фактическое наполнение водохранилищ естественного стока Крыма превысило минимальный многолетний уровень в первой декаде марта 2021 г., а уровень наполнения предыдущего 2020 г. - в середине июня. С середины сентября 2021 г. фактический уровень наполнения водохранилищ естественного стока достиг 90.94% от среднемноголетнего наполнения, а с середины декабря превысил его. В конце 2020 г уровень фактического наполнения был в 3,7 раза меньше среднемноголетнего значения и в 6,4 раза меньше максимального значения, а в конце 2021 г. уровень фактического наполнения был в 1,1 раза больше среднемноголетнего значения и в 1,6 раза меньше максимального значения.
Анализ наполнения водохранилищ
естественного стока Крымского полуострова за рассмотренный многолетний период показал, что отношение средних уровней наполнения к минимальным находится в диапазоне 3.0.5.6, причем меньшие значения соответствуют летним месяцам, а большие - зимним. Отношение максимальных уровней наполнения к средним находится в диапазоне 1.3.1.9, причем меньшие значения соответствуют летним месяцам, а большие - зимним. Из анализа представленных данных по наполнению водохранилищ естественного стока Крыма за многолетний период следует, что максимальный объем наполнения этих водохранилищ занижен. В частности, в июне многоводного 2015 г. из водохранилищ естественного стока Крыма было сброшено паводковых вод 31 млн. м3, в том числе из Симферопольского водохранилища в объеме 9.9, Партизанского - 11.1 и Загорского - 9.9 млн м3. Этот объем практически вдвое выше, чем минимальные фактические объемы наполнения, которые были во всех водохранилищах естественного стока в декабре 2020 г. и в первом квартале 2021 г.
Основным источником водоснабжения населения Крыма являются водохранилища естественного стока, которые наполняются в основном за счет осадков, которые имеют годовую, сезонную и территориальную неравномерность. Степень фактического наполнения водохранилищ естественного стока во многом определяет социально-экономические условия
жизнеобеспечения полуострова. Необходимость
увеличения суммарного полного проектного объема водохранилищ естественного стока Крымского полуострова качественно подтверждается следующими факторами:
- существенным различием суммарных осадков в мало- и многоводные годы, которые могут отличаться в 2,5.6 раз, а число мало- и многоводных лет за рассмотренный период одинаково;
- современные данные по гидрологии рек Крыма показывают, что суммарный полный проектный объем водохранилищ естественного стока составляет 25.27% от среднемноголетнего стока рек, которые их наполняют;
- срок эксплуатации действующих водохранилищ естественного стока Крыма составляет от 40 до 80 лет, что не позволяет по их техническому состоянию обеспечить использование полного проектного объема;
- суммарный мертвый объем водохранилищ естественного стока составляет не менее 25 млн. м3;
- большие сбросы воды из водохранилищ естественного стока в многоводные годы, которые уходят с водами рек в море.
Для количественной оценки суммарного полного проектного объема водохранилищ естественного стока Крыма рассмотрены суточные значения минимальных, максимальных и средних многолетних объемов наполнения за последние 35 лет. Для выполнения такой оценки в работе [8] предложено применить значения
среднемноголетних суточных объемов наполнения водохранилищ
™СР1 =
ж*
(1)
где Щ£ах1 - максимальные суточные объемы фактического наполнения водохранилищ при отсутствии сброса из них; .- минимальные суточные фактические объемы наполнения водохранилищ.
Многолетние суточные значения величин Шср1 и
для водохранилищ естественного стока
Крымского полуострова известны из данных ГБУ РК «Крыммелиоводхоз». Эти данные являются основой расчета величины максимальных суточных объемов наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова при отсутствии сброса из них по расчетной зависимости, предложенной в работе [8]
W1
maxрасч
i = 2^ i - W1
(2)
где "ср 1 - суточные значения среднемноголетнего наполнения водохранилищ естественного стока.
Определим по зависимости (2) по исходным данным по водохранилищам Крымского полуострова за 35 лет значения расчетных суточных
2
максимальных объемов наполнения водохранилищ естественного стока, при котором суточные средние объемы наполнения будут действительно средними. Результаты вычисления по формуле (2) по исходным данным представленным на рис. 2 расчетных значений суточных максимальных объемов наполнения показаны на рис. 3, на которых, кроме зависимостей многолетних суточных значений максимального, среднего и минимального наполнения водохранилищ естественного стока, показан график расчетных значений максимального наполнения, суммарный полный полезный объем водохранилищ, суммарный мертвый объем, а также расчетный суммарный полный объем, который получен в результате расчета по зависимости (2). Мёртвый объём водохранилищ —в нормальных условиях эксплуатации несрабатываемая часть полного проектного объема, который в регулировании стока не участвует.
Мертвый объем и соответствующий ему уровень мертвого объема определяют для каждого водохранилища расчетами с учетом батиграфических кривых, среднемноголетних объемов годового стока и его мутности, плотности
отложений, срока заиления, а также требований санитарно-технических норм. На водохранилищах, используемых для коммунально-бытового водоснабжения, главными факторами,
определяющими значение и отметку уровня мертвого объема, являются санитарно-технические требования и условия обеспечения необходимого качества воды. Эксплуатация водозаборных сооружений водохранилищ на уровнях мертвого объема существенно ухудшает условия работы водоочистных сооружений и увеличивают технологические потери воды. Анализ временного хода многолетних суточных значений минимального наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова, представленного на рис. 3, показал, что в маловодные годы фактические объемы наполнения с середины сентября по середину декабря могут достигать мертвых объемов. Увеличение технологических потерь водоочистных сооружений водохранилищ при работе на уровнях мертвого объема дополнительно уменьшает доступные объемы воды в период дефицита водных ресурсов, которые в эти периоды являются ограниченными.
Рис. 3. Временной ход расчетного суммарного суточного максимального объема наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова по результатам анализа многолетнего среднего и минимального фактических объемов наполнения за 35 лет: 1 - многолетние суточные значения максимального фактического объема наполнения; 2 - многолетние суточные значения минимального фактического объема наполнения; 3 -среднемноголетние суточные значения фактического объема наполнения; 4. - расчетные значения суточного максимального фактического объема наполнения по формуле (2); 5 - полный проектный объем водохранилищ естественного стока на 2022 г.; 6 - расчетный полный проектный объем водохранилищ естественного стока; 7 - мертвый
объем водохранилищ.
Из анализа графических зависимостей приведенных на рис. 3 установлено, что значения многолетних средних суточных объемов наполнения водохранилищ достигают
максимальных значений = 192 ... 194 млн. м3 в конце апреля и начале мая. В эти периоды многолетние минимальные суточные объемы наполнения водохранилищ естественного стока
составляют = 65.66 млн. м3. В результате
расчета по зависимости (2) установим значение максимального расчетного суточного полезного объема наполнения водохранилищ естественного стока по результатам анализа многолетних средних и минимальных значений объемов наполнения Щпащ = 318.323 млн. м3. Эти величины необходимо принимать в качестве оценки
суммарного полезного объема водохранилищ естественного стока. С учетом, рекомендуемой расчетной величины мертвого объема 5.10% от полного проектного получим, что суммарный полный проектный объем водохранилищ естественного стока Крыма необходимо увеличить как минимум до 330.350 млн м3. В результате, определим, что полный проектный объем водохранилищ естественного стока Крымского полуострова должен быть равным среднему расчетному значению максимального объема водохранилищ естественного стока №таХ1=340 млн. м3. которое необходимо обеспечить в периоды максимального притока, то есть в конце апреля, начале мая для более полного использования водотоков в период весенних и летних паводков.
Для оценки применимости и адекватности зависимости (2) по определению величины максимальных суточных объемов наполнения водохранилищ естественного стока Крымского
полуострова при отсутствии сброса из них составим временной ход фактического объема наполнения водохранилищ за январь - апрель 2022 г., который представлен на рис.4. Технологические сбросы за этот период выполнялись на 7 водохранилищах естественного стока: Аянское, Симферопольское, Партизанское, Белогорское, Тайганское, Загорское и Кутузовское. Технологический сброс из Аянского водохранилища поступал в Симферопольское, поэтому в расчетах его величина не учитывалась. Технологический сброс из Белогорского и Тайганского поступал в реку Биюк-Карасу, а из нее по каналу сбрасывался в СКК для подачи в наливные водохранилища Восточного Крыма. С учетом того, что в настоящее время СКК начал работать в эксплуатационном режиме, то расчет выполнялся для двух вариантов. В первом варианте учитывался весь технологический сброс из водохранилищ естественного стока, а во втором варианте сброс из Белогорского и Тайганского водохранилищ не учитывался.
Рис. 4. Временной ход фактического и расчетного объема наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова за январь - апрель 2022 г.: 1 - многолетние суточные значения максимального фактического объема наполнения; 2 - среднемноголетние суточные значения фактического объема наполнения; 3 - расчетные значения суточного максимального фактического объема наполнения по формуле (2); 4 - суммарный фактический объем наполнения за 2022 г.; 5 - фактический объем наполнения за 2022 г. с учетом технологического сброса из всех водохранилищ (первый вариант расчета); 6 - фактический объем наполнения за 2022 г. с учетом технологического сброса из водохранилищ Симферопольское, Партизанское, Загорское, Кутузовское (второй вариант расчета).
Как показал анализ фактического объема наполнения водохранилищ естественного стока в начале 2022 г. их суммарный объем наполнения превышал среднемноголетние значения на 20%, несмотря на то, что в 2021 г. как видно из рис. 1., годовой приток в водохранилища естественного стока был меньше среднемноголетнего притока. Многолетние суточные значения максимального фактического объема наполнения водохранилищ
естественного стока Крымского полуострова в начале 2022 г. были на 38% выше, чем суммарный объем наполнения этого года. К середине апреля фактический объем наполнения половины водохранилищ естественного стока превышал 90% полного проектного объема, в том числе 5 наиболее крупных водохранилищ Крымского полуострова с объемами более 20 млн. м3. К середине марта 2022 г. было зафиксировано максимальное фактическое
суммарное наполнение водохранилищ
естественного стока 206 млн. м3, что было больше среднемноголетнего значения на 29%, но меньше суточных значений максимального фактического объема наполнения всего на 12%. Высокие уровни фактического наполнения и обильные осадки начала года обусловили необходимость технологических сбросов для предотвращения переполнения водохранилищ естественного стока с февраля 2022 г. При расчетах фактического наполнения водохранилищ с учетом технологического сброса по первому варианту, то его величина 226 млн. м3, в том числе технологический сброс 31 млн. м3 соответствовала суточным значениям максимального фактического объема наполнения к концу февраля, а с учетом технологического сброса по второму варианту, то его величина 230 млн. м3, в том числе технологический сброс 28 млн. м3 соответствовал максимальным значениям наполнения в первой декаде марта.
Результаты расчета наполнения водохранилищ естественного стока при отсутствии сброса из них по расчетной зависимости (2) по данным для третьей декады апреля 2022 г. показал, что расчетный объем по первому варианту расчета, с учетом суммарного технологического сброса 84 млн. м3, составляет 302 млн. м3, что больше среднемноголетнего значения на 61%, многолетнего значения на 22% и меньше расчетного многолетнего
Из анализа представленной картодиаграммы следует, что технологические сбросы выполнены из водохранилищ естественного стока, которые
значения по формуле (2) всего на 3%. Расчетный объем по второму варианту расчета с учетом суммарного технологического сброса 56 млн. м3, составляет 273 млн. м3, что больше среднемноголетнего значения на 45%, многолетнего значения на 11% и меньше расчетного многолетнего значения по формуле (2) на 14%. Представленные результаты свидетельствуют о применимости и адекватности метода определения величины максимальных суточных объемов наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова при отсутствии сброса, который был предложен в работе [8]. Разность в оценках, которые получены по первому и второму вариантам расчета обусловлены тем, что расчетные значения на основе многолетних наблюдений объемов наполнения водохранилищ выполнены для всех водохранилищ, а в основе второго варианта расчета учитываются технологические сбросы только из 4 водохранилищ.
Важным фактором, влияющим на режимы водопользования Крымского полуострова, является сезонная и территориальная неравномерность распределения осадков, что существенно влияет на режимы наполнения водохранилищ естественного стока. На рис. 5 изображены картодиаграммы географического положения, проектных полных объемов водохранилищ естественного стока из которых в рассмотренный период 2022 г. совершался технологический сброс, а также величины этих сбросов.
/
питаются реками, истоки которых в основном расположены на северных склонах Крымских гор. С середины сентября 2021 г. уровень наполнения
Рис. 5 Картодиаграммы географического расположения, полных проектных объемов и технологических сбросов в январе - апреле 2022 г. водохранилищ естественного стока Крымского полуострова
водохранилищ естественного стока Крымского полуострова достиг 90.94% от среднего многолетнего наполнения [8]. К концу 2021 г. только два водохранилища (Аянское и Загорское) имели уровень наполнения более 85% от полного проектного объема, что обуславливало технологические сбросы из них. К концу апреля 2022г. в 9 водохранилищах из 15 процент наполнения превысил 85% от полного проектного объема. Суммарный проектный объем водохранилищ естественного стока из которых выполнялся сброс за этот период превышает 80% от полного проектного объема всех водохранилищ такого вида. Технологический сброс из водохранилищ по отношению к полному проектному объему составил 15.250%, где минимальное значение соответствует
технологическому сбросу из Тайганского водохранилища, а максимальное значение - для Аянского.
Подача воды по СКК и его распределительным каналам кардинально изменила режимы водопользования Северного и Восточного Крыма, так как позволит полностью обеспечить водой сельское и жилищно-коммунальное хозяйство. Эти изменения по значительному увеличению доступных водных ресурсов в Крыму естественно положительно повлияют на хозяйственную деятельность полуострова. Несмотря на это схема водопользования Южного Берега Крыма практически не измениться. Реки и водостоки, выклинивающиеся на южных склонах Крымских гор, имеют относительно малые длины и площади поверхностного водосбора, но отличаются значительной разницей среднемноголетних расходов от максимальных в паводок. Поэтому существующая система подачи воды в системы водоснабжения населенных пунктов Южного берега Крыма из этих источников не способна использовать огромный потенциал водных ресурсов в режиме их наибольших расходов. В результате, большая часть пресной воды, пригодной для системы водоснабжения, уходит в море. Поэтому этот район Крыма в настоящее время обладает наибольшим потенциалом неиспользуемых водных ресурсов, пригодных для питьевого водоснабжения.
Естественными для климата Крымского полуострова являются неравномерности распределения осадков по его зонам и временам года, а также периодическое чередование водообильных периодов с обильным притоком в водохранилища и вододефицитных периодов с засухой разной интенсивности. Эти особенности могут быть одними из причин водного дефицита. Поэтому более полное использования водотоков в период весенних и летних паводков многоводных лет путем увеличения суммарного полезного объема водохранилищ естественного стока Крыма является одним из путей решения проблем дефицита водных ресурсов в Крыму.
Для обоснования путей решения проблем обеспечения водной безопасности республики
Крым и города Севастополя необходимо создание перспективной балансовой схемы водного хозяйства полуострова Крым с разработкой схемы "Всекрымского водовода" с поэтапным объединением в единую систему источников водоснабжения, для распределения воды по водохранилищам в разных зонах полуострова с исключением сброса водных ресурсов. Такая модель разрабатывается с учетом ограниченных возможностей регулирования объемов наполнения водохранилищ естественного стока для удовлетворения ресурсной потребности всех видов потребителей, а также недостаточной комплексности использования водных ресурсов на отдельных водохозяйственных участках [9].
Водное хозяйство Крымского полуострова долгое время развивалось под определяющим давлением текущих, кратко и среднесрочных экономических и социальных интересов. Поэтому долгосрочные перспективы и последствия этого развития комплексно и системно не анализировались, и недостаточно принимались во внимание при выборе соответствующих мер. Важным этапом обеспечения устойчивого развития систем водоснабжения Крыма, в новых условиях открытия подачи воды по СКК, является разработка концепции развития водного хозяйства на основе перехода к его интенсивным методам водопользования и современным технологиям решения проблем водного дефицита. В концепции развития необходимо учитывать
воспроизводственный потенциал природных гидросистем Крыма, воздействие на них не только непосредственно водного хозяйства, но всех сфер деятельности и отраслей экономики, с разработкой долгосрочных прогнозов изменений потребности в пресной воде.
ВЫВОДЫ
Для оценки способов решения проблем дефицита водных ресурсов в Крыму необходимы комплексные исследования закономерностей фактического наполнения водохранилищ естественного стока, так как они являются главным источником водоснабжения населения и во многом определяют социально-экономические условия жизнеобеспечения полуострова.
Восстановление подачи днепровской воды по СКК позволяет полностью обеспечить сельскохозяйственное водоснабжение полуострова, существенно улучшить водоснабжения населения Восточного Крыма, а также обеспечить аварийные запасы на случай вододефицитных периодов, как дополнительного источника пресной воды. Несмотря на это, возобновление эксплуатации СКК требует модернизации и переоценки структуры водопользования Крымского полуострова с учетом современных технологий и методов обеспечения водной безопасности в вододефицитных регионах.
Представлена расчетная зависимость для количественной оценки суммарного полного
проектного объема водохранилищ естественного стока на основе многолетних значений суточных минимальных и средних объемов фактического наполнения. На основе этой зависимости выполнен анализ временного хода фактического наполнения водохранилищ естественного стока Крыма за многолетний период, на основании которого установлено, что для этих водохранилищ суммарный полный проектный объем занижен на 70 млн м3.
Оценка применимости предложенного метода расчета выполнена на основе анализа временного хода фактического объема наполнения водохранилищ Крымского полуострова за январь -апрель 2022 г., который позволил определить величины максимальных суточных объемов наполнения водохранилищ при отсутствии сброса из них. Представленные результаты, на основе анализа фактических данных, свидетельствуют об адекватности предложенного метода для определения величин максимальных суточных объемов наполнения водохранилищ естественного стока Крымского полуострова при отсутствии технологического сброса.
Наибольшим потенциалом неиспользуемых водных ресурсов, пригодных для питьевого водоснабжения населенных пунктов обладают местные источники Южного берега Крыма, так как существующая система подачи воды в системы водоснабжения из этих источников не способна использовать огромный потенциал водных ресурсов в режиме их наибольших расходов. В результате, большая часть пресной воды, пригодной для системы водоснабжения, уходит в море.
Решение проблем дефицита водных ресурсов на Крымском полуострове в маловодные периоды должно быть основано на создание перспективной балансовой схемы водного хозяйства всего полуострова с поэтапным объединением в единую систему источников водоснабжения для распределения воды по водохранилищам в разных зонах полуострова, а также более полного использования водотоков в период весенних и летних паводков многоводных лет с исключением технологических сбросов водных ресурсов путем увеличения суммарного полезного объема водохранилищ естественного стока.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Потребление воды: экологический, экономический, социальный и политический аспекты // М.: Наука, 2006. 221 с.
2. Postel. The last oasis. Facing water scarcity. -London: Earthscan Publications Ltd., Worldwatch Institute, 1992. - 226 p
3. В.И. Данилов-Данильян. Водные ресурсы мира и перспективы водохозяйственного комплекса России. — М.: ООО «Типография ЛЕВКО», 2009. — 88 с.
4. Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года. Распоряжение Правительства РФ от 27 августа 2009 г. N 1235-р. Электронный ресурс: режим доступа http://government.ru/docs/10049/(дата обращения 10.03.2022 г.)
5. Постановление Правительства РФ от 19.04.2012 N 350 (ред. от 31.05.2017) "О федеральной целевой программе "Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах". Электронный ресурс: режим доступа: http://government.ru/docs/37156/(дата обращения 10.03.2022 г.)
6. Николенко И.В., Копачевский А.М. Основные направления разработки комплекса мер по решению проблем дефицита воды в Крыму// Строительство и техногенная безопасность .№21(73)
- 2021. - 147 - 160.
7. С. Г. Добровольский, И. П. Лебедева, М. Н. Истомина, И. В. Соломонова. Водохранилища мира: анализ количественных параметров и воздействия на структуру многолетних изменений стока регулируемых рек// Водные ресурсы, 2020, том 47, № 1, с. 3-15.
8. И.В. Николенко, А.М. Копачевский, Э.А. Каримов. Анализ наполнения водохранилищ естественного стока для обоснования путей решения проблем обеспечения водной безопасности Республики Крым и города Севастополя// Водные рксурсы, 2022, том 49, № 4, с. 1-16
9. Каюкова Е.П., Барабошкина Т.А., Бударина
B.А. Ресурсный потенциал пресных вод Крыма. Статья 2. Водные ресурсы, экология и политика // Вест. Воронеж. гос. ун-та. Серия: геология. 2016. № 1. С. 131-135.
10. Каюкова Е.П., Юровский Ю.Г. Водные ресурсы Крыма // Геоэкология. инженерная геология. гидрогеология. Геокриология. 2015. № 6.
C. 505-512.
11. Лущик А.В., Горбатюк Н.В., Морозов В.И. Водоотбор и его влияние на подземные воды пригодные для хозяйственно-питьевого водоснабжения в Крыму// Строительство и техногенная безопасность №2(54) - 2016. - 83 - 91.
REFERENCES
1. Danilov-Danilyan V.I., Losev K.S. Water consumption: ecological, economic, social and political aspects // Moscow: Nauka, 2006. 221 p.
2. Postel. The last oasis. Facing water scarcity. -London: Earthscan Publications Ltd., Worldwatch Institute, 1992. - 226 p
3. V.I. Danilov-Danilyan. Water resources of the world and prospects of the water management complex of Russia. — M.: OOO "Tipografiya LEVKO", 2009.
— 88 p.
4. Water strategy of the Russian Federation for the period up to 2020. Order of the Government of the Russian Federation of August 27, 2009 N 1235-R. Electronic resource: access mode
http://government.ru/docs/10049 /(accessed
10.03.2022)
5. Decree of the Government of the Russian Federation of 19.04.2012 N 350 (ed. of 31.05.2017) "On the federal target program "Development of the water management complex of the Russian Federation in 2012-2020". Electronic resource: access mode: http://government.ru/docs/37156 /(accessed 10.03.2022)
6. Nikolenko I.V., Kopachevsky A.M. The main directions of the development of a set of measures to solve the problems of water scarcity in the Crimea// Construction and technogenic safety №21(73) - 2021. -147 - 160.
7. S. G. Dobrovolsky, I. P. Lebedeva, M. N. Istomina, I. V. Solomonova. Reservoirs of the world: analysis of quantitative parameters and impact on the structure of long-term changes in the flow of regulated rivers// Water Resources, 2020, volume 47, No. 1, pp. 3-15.
8. I.V. Nikolenko, A.M. Kopachevsky, E.A. Karimov. Analysis of the filling of natural runoff reservoirs to substantiate ways to solve the problems of ensuring water security of the Republic of Crimea and the city of Sevastopol// Water Resources, 2022, volume 49, No. 4, pp. 1-16
9. Kayukova E.P., Baraboshkina T.A., Budarina V.A. Resource potential of fresh waters of the Crimea. Article 2. Water resources, ecology and politics // West. Voronezh. State University. Series: Geology. 2016. No. 1. pp. 131-135.
10. Kayukova E.P., Yurovsky Yu.G. Water resources of the Crimea // Geoecology. engineering geology. hydrogeology. Geocryology. 2015. No. 6. pp. 505-512.
11. Luschik A.V., Gorbatyuk N.V., Morozov V.I. Water sampling and its effect on groundwater suitable for domestic drinking water supply in the Crimea// Construction and technogenic safety №2(54) - 2016. -83 - 91.
ASSESSMENT OF WAYS TO SOLVE DEFICIT PROBLEMS WATER RESOURCES IN CRIMEA
Nikolenko I.V.1, Karimov E. A. 2., Melnikova N.S.3
1 3 V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Academy of construction and architecture, 181, Kievskaya str., Simferopol, 295050, Russian Federation 'e-mail: nikoshi@mail.ru Simferopol branch of GBU RK "Krymmeliovodkhoz" 2e-mail: karimov_ervin@mail.ru
Abstract. The article evaluates possible ways to solve the problems of water scarcity in the Crimea based on the analysis of long-term characteristics of filling reservoirs of natural runoff of the Crimean peninsula. Despite the unblocking of the North Crimean Canal and the restoration of the supply of Dnieper water to the Crimean peninsula, for water-deficient periods of the region, it is necessary to search for methods of ensuring water safety based on modern technologies. The analysis of the filling of reservoirs of the natural flow of the Crimean Peninsula over a long period showed that their inflow significantly differs for arid and watery years. The expediency of more complete use of watercourses during spring and summer floods of high-water years by increasing the total useful volume of reservoirs of natural flow of the Crimea is shown. The assessment of the applicability and adequacy of the developed model for determining the maximum daily volumes of filling of reservoirs of natural flow of the Crimea is carried out.
The subject of the researches. Regularities of the degree of filling of reservoirs of the natural flow of the Crimean Peninsula during a long-term observation period, as the main sources of water resources, to assess ways to solve the problems of ensuring water security of the Republic of Crimea and the city of Sevastopol.
Materials and methods of research: The collection, systematization, statistical processing and analysis of the regularities of the degree of filling of reservoirs of the natural flow of the Crimean Peninsula during the 38-year observation period was carried out according to the information of the State Committee for Water Management and Land Reclamation of the Republic of Crimea. The analysis of objective and subjective factors of the occurrence of water scarcity on the peninsula was carried out, on the basis of which an assessment of ways to solve it was carried out. The factors influencing the degree of filling of the reservoirs of the natural flow of the Crimean peninsula, which are the main source of water supply for the population of Crimea and largely determines the socio-economic conditions of the peninsula's life support, are analyzed.
Results. The factors influencing the degree of filling of reservoirs of the natural flow of the Crimean peninsula are established, and the need to increase their total design volume is justified. The calculated dependence for determining the maximum daily filling volumes of natural runoff reservoirs based on long-term observations of their filling is presented. An assessment of the applicability and adequacy of the presented dependence was carried out based on data on the daily volumes of filling of reservoirs of natural runoff of the Crimean Peninsula for January - April 2022. The values of technological discharges have been established, the use of which will increase the total design volume of natural runoff reservoirs.
Conclusions. According to the results of the analysis of the regularities of the degree of filling of reservoirs of natural runoff of the Crimean peninsula over a long period, it was found that one of the ways to solve the problems of water scarcity in the Crimea is the need to increase the design useful volume of filling reservoirs of natural runoff to 318 ...323 million m3. These values of the total useful volume of natural runoff reservoirs are provided through the use of currently existing technological discharges Key words: water resources, shortage, reservoir, natural runoff, unevenness, annual inflow, filling volume, technological discharge, estimated filling volume
