CC BY
26УДК 631.67
ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ РАЗВИТИЯ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННО-МЕЛИ-ОРАТИВНОГО КОМПЛЕКСА РЕСПУБЛИКИ КРЫМ
Сейтумеров Э. Э., кандидат технически наук, старший научный сотрудник; ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»; Сторчоус В. Н., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
В статье рассмотрены и изучены проблемы в водохозяйственно-мелио-ративном комплексе Крыма, создавшиеся в результате прекращения подачи днепровской воды на полуостров, и предложены пути их решения. Одним из альтернативных источников повышения водообеспеченности Крыма может быть повторное использование сбросных и сточных вод. Главной задачей дальнейшего экономического развития и повышения объемов производства сельскохозяйственной продукции в Крыму является усовершенствование процессов рационального водопользования и эффективного управления водохозяйственным комплексом.
Ключевые слова: поверхностные и подземные водные ресурсы, сбросные и сточные воды.
PROBLEMS AND WAYS OF DEVELOPMENT OF WATER MANAGEMENT AND RECLAMATION COMPLEX OF THE REPUBLIC OF CRIMEA
Seytumerov E. Е., Candidate of Technical Sciences, Senior researcher; Scientific research Institute of agriculture of Crimea;
Storchous V. N., Candidate of Agricultural Science, Associate Professor; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
The article discussed and studied issues in water management and reclamation complex of Crimea created by the termination of the Dnieper water supply to the Peninsula and ways of their solution. One of the alternative sources of improved water supply to Crimea may be the reuse of waste and wastewater. The main challenge for further economic development and increase agricultural production in the Crimea is the improvement of rational water use and efficient water management complex.
Key words: surface and underground water resources, safety waste and waste water.
Введение. Полуостров Крым относится к регионам с низким водоресурс-ным потенциалом. В маловодные годы на 1 чел. приходится менее 1,0 тыс. м3 воды, что, по классификации ЮНЕСКО, характеризует Крым как вододефи-цитный регион [1]. Местный речной сток в средневзвешенный год составляет 0,91 км3, а в маловодный - всего 0,43 км3, что явно недостаточно для удовлетворе-
ния нужд региона. По разным оценкам, в средневодный год запасы местных водных источников могут обеспечить потребности народного хозяйства только на 15-20 %.
Крым до строительства Северо-Крымского канала (СКК) был выжженной степью. Полуостров был вообще практически безводный, именно поэтому в разные времена появлялись мысли об искусственном обводнении степной части Крыма. И только в советское время эта идея воплотилась в уникальное сооружение европейского значения. СКК берет свое начало от Каховского водохранилища на Днепре. Протяженность всего канала - 396,2 км, в том числе 292,7 км проходит по территории Крыма [2, 3].
Кроме самого канала построено 1500 км межхозяйственных каналов, 363. насосных станций, 23 водохранилища. Площадь орошения - 401,5 тыс. га, из них на местном стоке - 40,8 тыс. га. Главное назначение системы - обеспечение функционирования оросительных систем и водоснабжения крупных городов восточного Крыма. Потребности населения и отраслей экономики в воде на 85,4 % удовлетворялись водозабором из Северо-Крымского канала, из подземных горизонтов - 6,5 %, моря - 0,5 %, а также за счет привлечения воды в оборотные системы водоснабжения - 12,5 %. Основным потребителем воды (до 82,4 %) являлось сельское хозяйство. Изменение в заборе воды для удовлетворения нужд всех отраслей экономики Крыма по годам см. на рис. 1.
До перекрытия Северо-Крымского канала в Крыму большое внимание в процессе ведения рационального водопользования уделялось улучшению мелиоративного состояния земель, гипсованию, внедрению водосберегающих технологий, предотвращению подтопления сельскохозяйственных земель, населенных пунктов и т. д. В последние три года основная задача заключается в поиске дополнительных альтернативных источников воды. Одним из условий ее решения является усовершенствование процесса рационального водопользования.
Рисунок 1. Водные ресурсы в экономике Крыма, млн м3/год Следует подчеркнуть, что сегодня РК столкнулась с новыми вызовами, которые обусловили наличие следующих актуальных проблем в водохозяй-
ственном комплексе. После прекращения подачи воды по СКК в мае 2014 года водообеспеченность региона резко понизилась, и это привело к тому, что для орошаемого земледелия воды почти не осталось. В результате политые площади значительно сократились (с 137 тыс. га в 2013 г. до 11,4 тыс. га в 2016 г.).
Целью работы являлось изучить, проанализировать существующую базу водных ресурсов Крыма. Найти и подобрать наиболее подходящие в современных условиях способы и возможности ведения орошаемого земледелия.
Материал и методы исследований. Проанализирован широкий ряд данных водохозяйственных организаций и собственных натурных исследований авторов по использованию орошаемых земель с 1997 по 2016 гг., т. е. в период, когда на орошение использовалась днепровская вода, и в период без днепровской воды.
Результаты и обсуждение. На формирование и динамику поверхностного и подземного стока оказывают влияние особенности геологического строения Крымского полуострова. Общий уклон горного и равнинного Крыма к северу, образуя единое гидрологическое пространство, обусловливает характер и направленность преобладающей части поверхностного и подземного стоков. Другим важным фактором, влияющим на водный режим полуострова, является его климат [4, 5].
Климат Крыма определяется его географическим положением, рельефом и влиянием окружающих морей. На севере он умеренно континентальный с короткой малоснежной зимой и умеренно жарким засушливым летом. Климат горного юга переходный от степного континентального к средиземноморскому, с мягкой зимой, в предгорьях умеренно холодному на Главной гряде. Летом наблюдаются сильные ливни, которые образуют селевые потоки. Южному берегу Крыма присущ средиземноморский, близкий к субтропическому климат с очень мягкой зимой. Здесь возможен рост субтропических растений. В результате того, что континентальный воздух умеренных широт превращается в местный субтропический, на полуострове преобладает засушливая погода. Климатические отличия обуславливают специализацию сельского хозяйства. В степной части климат позволяет выращивать зерновые, эфиромасличные, плодовые культуры. Сухость климата - коэффициент увлажнения здесь равняется 0,4-0,55 - требует выведения засухоустойчивых сортов. В районах предгорья благоприятные условия для виноградарства, выращивания абрикосов, персиков, миндаля, инжира, и многих других плодовых растений.
Распределение атмосферных осадков в Крыму характеризуется максимумом в горах и минимумом на морском побережье. Годовая величина осадков 600 мм приблизительно отвечает границе леса. Атмосферные осадки являются основным естественным источником влаги. Для контроля за климатом на Крымском полуострове было построено 23 метеостанции в разных гидрологических областях. Среднее годовое количество осадков изменяется от 387 мм в Раздольном до 1049,6 мм на Ай-Петри, 90 % территории получает от 380 до 500 мм осадков за год. Осадки носят ливневый характер, который не дает возможности влаге проникать в более глубокие слои почвы.
Поверхностный сток основных водотоков аккумулируется в 15-ти водохранилищах с полным проектным объемом 250 млн м3 и фактическим наполнением в зависимости от водности года 100-120 млн м3, а также многочисленных прудах (их около 1900) с проектным объемом порядка 200 млн м3 и реальным наполнением 80-100 млн м3 (то есть 40-50 %).
Наиболее надежным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения из всех существующих в мировой практике являются подземные воды. В любые неблагоприятные периоды, обусловленные природными и техногенными факторами, в большинстве стран хозяйственно-питьевое водоснабжение на 80 % осуществляется за счет подземных вод, которые преимущественно являются напорными или межпластовыми, то есть они перекрыты слабоводопроницаемыми слоями горных пород и распространены на больших территориях. Водоносные горизонты содержат значительные объемы вод.
За почти 45-летний период вследствие влияния хозяйственной деятельности отмечались ухудшения качества подземных вод на отдельных водозаборах [6]. Появились новые загрязнители (например, фенолы и др.). Степной Крым и особенно Джанкойский район являются наиболее проблемными по качеству питьевой воды, поскольку водоснабжение во многих селах осуществляется из местных скважин. Характерной проблемой является высокая засоленность. Это связано, в первую очередь, с высокой, часто превышающей ПДК концентрацией хлоридов, сульфатов и нитратов, а также значительным содержанием кальция и магния в воде. Особенно высоки концентрации хлоридов, сульфатов, кальция и магния, они превышают ПДК или физиологические нормативы, установленные ГОСТ 2874-82 и СанПиН, в 1,5-2,0 раза. В связи с этим очень существенными являются также показатели сухого остатка и общей жесткости в воде из многих скважин Джанкойского района и других районов степного Крыма. Они часто превышают гигиенические нормативы в 1,5-4 раза.
Для природных вод, поступающих на ВОС г. Феодосии, а также пригородных поселков, характерны очень высокая цветность, мутность и окисляемость, что говорит о значительном содержании в воде органического вещества. В очищенной питьевой воде показатели цветности и окисляемости остаются на высоком уровне.
На территории г. Керчи для скважин, родников и колодцев характерно высокое содержание нитратов, часто превышающее ПДК, а в некоторых случаях -хлоридов (вода засолена). Такой характер загрязнения воды из этих источников свидетельствует о его антропогенном происхождении. Питьевая вода из системы централизованного водоснабжения г. Керчи имеет высокие показатели цветности и мутности, то есть содержит значительные количества органического вещества, что связно не только с качеством воды, подающейся на очистку, но и с аварийным состоянием водопроводной сети и ВОС.
Вода из водохранилищ, снабжающих г. Симферополь, имеет высокий показатель цветности и мутности, а также значительную бактериальную обсе-мененность. Вода из артезианских скважин, расположенных на территории
г. Симферополя и используемых для хозяйственно-питьевых целей, имеет высокую общую жесткость и сухой остаток. Эти показатели, как суммирующие, связаны со значительным содержанием сульфатов и особенно нитратов, а также кальция и магния в воде скважин. Концентрация нитратов нередко превышает ПДК в 1,2-2,0 раза. Родники в пределах Симферополя чрезвычайно загрязнены: концентрация нитратов колеблется в пределах 60-180 мг/дм3 при ПДК 45 мг/дм3.
Основной проблемой Симферопольского района, который снабжается водой хозяйственно-питьевого назначения из скважин и колодцев, является высокое содержание в ней нитратов. Превышение ПДК по этому показателю зафиксировано в 50-60 % проб воды. В целом ряде сельских населенных пунктов Крыма из-за отсутствия источников воды хорошего качества используют загрязненные минерализованные подземные воды или потребляют привозную воду, количество которой значительно меньше установленных санитарно-гигиенических норм. Повышенная минерализация подземных вод отмечается на 186 водозаборах. Особенно высокая степень минерализации наблюдается в Красноперекопском, Джанкойском, Раздольненском, Сакском, Первомайском и Красногвардейском районах, это водоносные горизонты сарматского яруса (в Первомайском, Сакском, Черноморском и Красногвардейском районах) и тарханкут-ского яруса нижнего миоцена (в Евпатории). Определенное влияние на минерализацию оказало подтопление горизонтов подземных вод солеными водами Черного моря вследствие интенсивной откачки подземных вод для хозяйственных нужд равнинного Крыма. В этой связи особое внимание необходимо обращать на недопустимость подсасывания соленых вод морей в горизонтах подземных вод.
В 70-е годы прошлого века в Крыму проводились экспериментальные и опытные работы по искусственному пополнению подземных вод в целях прекращения поступления в них соленых. Однако в настоящее время в связи с прекращением подачи воды по Северо-Крымскому каналу эти работы прекращены [5].
Неблагоприятная обстановка сложилась с загрязнением подземных вод нитратами. Так, содержание NO3 в подземных водах четвертичных аллювиальных отложений реки Салгир в Симферопольском районе колеблется от 76 до 132 мг/дм3 при норме 45 мг/дм3. В Кировском районе в долине реки Мокрый Индол содержание NO3 составляет 62 мг/дм3, в Белогорском районе в долине реки Кара-Су (КСП «Предгорье») - 74 мг/дм3, а воде аллювиальных отложений реки Зуя -937 мг/дм3. В водоносных горизонтах понтического яруса верхнего миоцена (пос. Штормовое Сакского района) содержание NO3 равно 93 мг/дм3, в отложениях сармата на территории Симферополя оно превышает ПДК в 1,2-2,1 раза, а в Сакском районе (пос. Фрунзе) - в 2,4 раза. В некоторых местах отмечается чрезвычайно высокое бактериальное загрязнение подземных вод. Так, коли-индекс в водах четвертичных отложений в районе ОАО «Крымская роза» и птицефабрики «Южная» колеблется от 460 до 1110, а в водах бахчисарайского яруса нижнего миоцена он равен 1100 при норме 3.
В условиях жесткого сокращения водных ресурсов полуострова и возрастающего потребления пресной воды наиболее актуальным в аграрном секторе
экономики Крыма становится научно обоснованное применение ресурсосберегающих и эколого-безопасных технологий водопользования. Основной акцент необходимо сделать на анализе ситуации, связанной с эффективностью возделывания сельскохозяйственных культур при орошении. На поливных землях должны выращиваться в первую очередь культуры, наиболее экономически выгодные, позволяющие с наибольшим экономическим эффектом окупить затраты, связанные с функционированием орошаемых земель. Для этого разработано научное обоснование технологий и технических средств ресурсосберегающего, эколого-безопасного водопользования в орошаемом земледелии Республики Крым.
Следует отметить, даже использование всех перечисленных водосберега-ющих технологий не решит проблему водообеспечения орошаемого земледелия. В перспективе важным вопросом в развитии орошаемого земледелия Крымского полуострова является использование предварительно очищенных сточных вод для целей полива сельскохозяйственных культур и реконструкция водотранспортирующей и разводящей сети [7]. Это позволит увеличить площадь орошения по сравнению с 2014 годом в 3 раза.
Одним из альтернативных источников повышения водообеспеченности Крыма может быть повторное использование сбросных и сточных вод. По оценке экспертов, в Крыму во внутренние водные бассейны и акваторию Азовского и Черного морей ежегодно сбрасывается более 200 млн м3 пресной воды различной степени минерализации и загрязнения техногенными химическими ингредиентами, а также около 120 млн м3 дренажно-сбросных вод мелиоративных систем и более 100 млн м3 городских коммунальных стоков. Однако повторно сточные воды практически не используются. Этот огромный резерв водных ресурсов необходимо в обязательном порядке учитывать и применять для преодоления дефицита водных ресурсов в Крыму. Сброс различных сточных вод (по степени очистки) в водные объекты Крыма приведен на рис. 2.
37%
I нормативно-очищенном ■ без очистки
нормативно-ч истои I недостаточно очищенной
Рисунок 2. Сброс сточной воды в водные объекты Крыма
Выводы. По общему мнению экспертов и специалистов водозозяйствен-ной отрасли, защиты природных ресурсов, в создавшихся условиях, в связи с прекращением подачи воды по Северо-Крымскому каналу (СКК) необходимо:
Первое: провести тщательный анализ имеющихся данных о водных ресурсах Крымского полуострова, состоянии воспроизводства, накопления, хранения, транспорта и потерь воды, разработать обоснованные предложения по организации рационального использования водных ресурсов в различных секторах экономики, в том числе экономически и технологически возможных альтернативах (опреснение морской и подземной воды, очистка дренажных и канализационных стоков и др.).
Второе: обратить особое внимание в сложившихся реалиях на то что, «Стратегия водообеспечения Республики Крым» должна быть разработана на основе использования местных водных ресурсов, их комплексного использования и интегрированного управления, с учетом принятых решений ФЦП «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020 годы» (принятой постановлением Правительства Российской Федерации от 12 октября 2013 г. № 922).
Третье: решить стратегические задачи построения в Республике Крым инновационной модели управления водообеспечением экономики, основанной на современных технологиях, новых производственных укладах и научно-технических достижениях.
В рамках решения задач водообеспечения Республики Крым необходимо:
- создание территориальных (или бассейновых) органов управления водными ресурсами;
- создание структур, ответственных за воспроизводство водных ресурсов;
- разработка нормативно-правовой базы, обеспечивающей развитие и проведение реформ в управлении отраслью;
- внедрение экономических механизмов регулирования;
- разработка целевых программ и проектов реконструкции и развития водохозяйственного комплекса;
- разработка программы финансирования отрасли;
- организация экомониторинга, в том числе общественного;
- доступ к информации, участие общественности в обсуждении проблем и принятии решений, создание территориальных (бассейновых) водных советов с участием представителей власти, бизнеса и общественности.
Список использованных источников: References:
1. Данилов-Данильян В. И. На су- 1. Danilov-Danilyan V. I. News-хом пайке? О дефиците пресной воды paper Search: For dry rations? About Крыма // Газета Поиск poisknews. shortage of fresh water to the 11Crimea ru>theme/science/10432/. poisknews.ru"theme/science/10432/
2. Экология Крыма. Угрозы устой- 2. The Ecology Of The Crimea. Thre-чивому развитию. План действий. - Сим- ats to sustainable development. A plan of ферополь: ИТ «Ариал», 2014. - 176 с. action. Simferopol: it «Arial», 2014. - 176 p.
3. Устойчивый Крым. Водные ресурсы. - Симферополь: Таврида, 2003. - 413 с.
4. Водные ресурсы и основы водного хозяйства: учеб. пособие. - 3-е изд., испр. и доп. - СПб.: Лань, 2012. - 320 с.
5. Водное хозяйство Крыма / под ред. П. Ф. Дудкова. - Симферополь: Доля, 2008. - 264 с.
6. Иванютин Н. М. Подземные воды Крыма. Проблемы и перспективы использования // Сборник научных трудов: «Таврический вестник аграрной науки». - N° 2. (4) - Симферополь, 2015. - С. 95-101.
7. Сейтумеров Э. Э. Устойчивое развитие орошаемого земледелия в условиях резкого дефицита водных ресурсов в Республике Крым / Э. Э. Сейтумеров, В. Н. Сторчоус // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. -Симферополь: ИП Гальцовой Н. А., 2015. - № 1 (164) - С. 40-49.
Сведения об авторах:
Сейтумеров Эдем Эмирсалиевич -кандидат технически наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма», 295493, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150.
Сторчоус Владимир Николаевич -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: Samuljanec@yandex.ru, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
3. Sustainable Crimea. Water resources. - Simferopol: Tavrida, 2003. - 413 p.
4. Water and basis of water management: proc. allowance. - 3rd ed. Rev. and additional - SPb.: Doe, 2012. - 320 p.
5. Water management of the Crimea, ed. by P. F. Gudkova. - Simferopol: Share, 2008. - 264 p.
6. Ivanutin N. M., Ground waters of Crimea. Problems and application potential. // Collection of scientific works: «Taurida Herald of the Agrarian Sciences». - № 2. (4) - Simferopol, 2015. - P. 95-101.
7. Seytumerov E. E., Sustainable development of irrigated agriculture in the conditions of sharp deficiency of water resources in the Republic of Crimea / E. E. Seytumerov, V. N. Stor-chous // Bulletin of agricultural science of Taurida. - Simferopol: Galtso-voy N. A. SP, 2015. - №1(164) - P. 40-49.
Information about the authors:
Seytumerov Edem Emirsaliyevich -Candidate of Technical Sciences, State budgetary institution of the Republic of Crimea «Research institute of agriculture of the Crimea», 295493, Republic of Crimea, Simferopol, Kievskaya. str., 150.
Storchous Vladimir Nikolaevich -the Candidate of Agricultural Sciences, the Associate Professor, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University, e-mail: Samuljanec@yandex.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
