CC BY
0УДК910.3: 504.062
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-1207-1214
ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ В БАССЕЙНЕ Р. ЧУМЫШ PROBLEMS OF WATER RESOURCES MANAGEMENT IN THE CHUMYSH RIVER BASIN
Седова Е.Ю.
Sedova E.Yu.
Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Россия Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, Barnaul, Russia
E-mail: zhenya_sedova@mail.ru
Аннотация. В статье представлен результат оценки совокупной антропогенной нагрузки для дальнейшей корректировки процессов управления водными ресурсами как на уровне отдельных муниципалитетов рассматриваемых субъектов федерации, так и в бассейне в целом.
Полученные результаты оценки совокупной антропогенной нагрузки, проведенное ранжирование территории по степени хозяйственного воздействия позволяют выявить проблемы использования водных ресурсов, оценить перспективу развития территории и разработать ряд мероприятий, реализация которых создаст условия для устойчивого развития исследуемой территории.
Ключевые слова: управление водными ресурсами, речной бассейн, антропогенная нагрузка, р.
Чумыш.
Abstract. The paper presents the result of an assessment of the total anthropogenic load for further adjustment of water resources management processes both at the level of individual municipalities of the subjects of the federation under consideration and in the basin as a whole.
The obtained results of the assessment of the total anthropogenic load, the conducted ranking of the territory according to the degree of economic impact make it possible to identify problems of water resources use, assess the prospects for the development of the territory and develop a number of measures, the implementation of which will create conditions for the sustainable development of the studied territory.
Key words: water resources management, river basin, anthropogenic load, R. Chumysh.
Введение. Согласно Стратегии национальной безопасности РФ [1], одной из приоритетных задач для достижения целей устойчивого развития страны является улучшение водохозяйственной и водно-экологической ситуации в регионах, предотвращение загрязнения поверхностных и подземных вод. Повышенная антропогенная нагрузка в бассейнах рек, негативное изменение качества воды в водных объектах могут служить ограничивающими факторами для достижения поставленной цели. Одной из причин происходящих процессов является отсутствие единой экологической политики, спорадическое и несогласованное нормотворчество в сфере природопользования в пределах одного речного бассейна.
Наиболее остро эти проблемы проявляются в речных бассейнах, которые расположены в пределах нескольких регионов. Несогласованность управленческих решений между субъектами приводит к нерациональному использованию водных ресурсов, что зачастую ухудшает состояние бассейна в целом. Таким примером является бассейн р. Чумыш, который расположен в пределах трех субъектов Российской Федерации - Кемеровской, Новосибирской областей и Алтайского края.
Решение проблем управления и использования водных ресурсов в бассейне р. Чумыш предлагается в несколько этапов: 1) изучение геоэкологических условий функционирования территории; 2) анализ современного водопользования; 3) оценка антропогенной нагрузки на водосбор и водотоки. Проведенный анализ современного состояния бассейна, оценка воздействия позволит определить конфликты интересов между субъектами и предложить ряд мероприятий, реализация которых создаст условия для устойчивого развития исследуемой территории.
Материалы и методы. Объект исследования - бассейн р. Чумыш расположен в пределах Салаирского кряжа и Бийско-Чумышской возвышенности. Главной рекой является Чумыш -правый приток р. Обь. Длина водотока составляет 644 км, площадь его водосбора - 23 400 км2. Доли субъектов в общей площади бассейна распределились следующим образом: Алтайский край - 79%, Кемеровская область - 14%, Новосибирская область - 7%.
Для бассейна характерно большое разнообразие ландшафтов - лесостепные и степные участки в западной части сменяются горнотаежными ландшафтами на востоке [2], где в Кемеровской области развита добывающая промышленность. Для лесостепных и степных участков территорий Алтайского края и Новосибирской области освоение имеет преимущественно аграрную направленность.
Исток Чумыша расположен в Кемеровской области, здесь река образуется путем слияния Кара-Чумыша и Томь-Чумыша. Существенным фактом антропогенного преобразования бассейна является создание в истоках реки Кара-Чумышского водохранилища для хозяйственно-питьевых целей гг. Прокопьевска и Кисилевска. Для обеспечения населения питьевой водой в 2021 г. забрано почти 45 млн м3/год. Сброс сточных вод в бассейн р. Чумыш составляет порядка 16 млн м3/год, остальная часть сбрасывается в бассейн р. Томь.
Далее Чумыш пересекает границу Алтайского края. Здесь расположены аграрно развитые сельские территории, где ведущими отраслями хозяйства являются полеводство, свиноводство, птицеводство. Объем забранных и сброшенных вод в 2021 г. составил свыше 18 млн м3/год и около 4 млн м3/год соответственно.
В Новосибирской области объемы водопотребления и водоотведения незначительны и составляют 1-1,5 млн м3/год.
Бассейн р. Чумыш, согласно водохозяйственному районированию РФ, представляет собой единый водохозяйственный участок (ВХУ), в пределах которого водопотребление составляет 50-60 млн м3/год. Из поверхностных источников используется 80-85% от общего объема забранных вод, остальная часть из подземных источников. Вода используется на хозяйственно-питьевые и производственные нужды - 81 и 18% соответственно. Потери при транспортировке составляют 5-6%. Доля оборотного и повторно-последовательного водоснабжения высока и достигает 90-95% от объема использованных в производственных целях вод.
Следует отметить, что расчеты прямой нагрузки на водные ресурсы в виде изъятия и сброса воды, не отражают реальной ситуации на водосборе, так как остаются неучтенными источники диффузного стока, которые оказывают большое влияние на речные бассейны. Этот факт подтверждается данными Росгидромета [3-7], в соответствии с которыми водный объект остается в неудовлетворительном состоянии при том, что за последние пять лет в бассейне происходит сокращение объемов сброса сточных вод.
На р. Чумыш расположено два створа гидрохимического контроля за речной водой - в г. Заринск (среднее течение реки) и в р.п. Тальменка (устье реки) Алтайского края. По данным за 2017-2021 гг. класс качества речной воды по величине удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ) определяется как «очень загрязненная» (3Б) и «грязная» (4А) (рисунок 1). Наряду с основными загрязняющими веществами (фенолы летучие, нефтепродукты, железо общее), значительная доля в загрязнении водного объекта принадлежит периодическому превышению таких показателей, как легкоокисляемые органические соединения, азот аммонийный, азот нитритный, медь. Так, например, превышение по БПК5 в 2019-2021 годах составило 2,1-2,4 ПДК, что может являться следствием сельскохозяйственного освоения территории и поступлением легкоокисляемой органики с водосбора.
!!Н|
Рисунок 1. Динамика сброса воды (столбчатая диаграмма, млн м3) и качества воды в бассейне р. Чумыш (линейная диаграмма класс качества воды по УКИЗВ в створе Тальменка).
Таким образом, с учетом предыдущего опыта [8-9], для анализа современного состояния бассейна проведена оценка антропогенного воздействия на водосбор.
Для оценки антропогенной нагрузки, которая определялась с помощью методики пространственного анализа прямых (сосредоточенных или организованных) и косвенных (площадных или рассредоточенных) воздействий на водные объекты и их водосборные территории, использованы соответствующие группы показателей. Методика позволяет выполнить сравнительную оценку вклада прямых (организованных) и косвенных (опосредованных) нагрузок [10].
Прямые воздействия на водные объекты определялись средними объемами изъятия речного стока и сброса сточных вод за период 2017-2021 гг. Косвенные воздействия рассчитаны с помощью показателей демографического, промышленного, сельскохозяйственного и транспортного развития муниципальных образований, расположенных в пределах речного бассейна (таблица 1).
Таблица 1
Группы показателей для определения косвенного антропогенного воздействия
Группа показателей Основной показатель Усугубляющий показатель
Демографическая Плотность населения, чел/ км2 Доля городского населения, %
Сельскохозяйственная Площадь распаханной территории, га Количество внесенных минеральных удобрений на единицу распаханной территории, кг/га
Промышленная Выброс загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников, тыс. тонн Плотность стационарных источников загрязнения, шт./км2
Транспортная Плотность автомобильных дорог, км/км2 Плотность дорог с твердым покрытием, км/км2
Для того чтобы оценить долю определенного фактора в совокупной нагрузке, а также проиллюстрировать вклад отдельного региона в общую величину антропогенных воздействий в речном бассейне, в каждой категории параметров косвенного воздействия выделены основные и усугубляющие показатели.
Для сопоставимости неоднородных показателей, имеющих выражение в разных единицах измерений, был применен метод нормирования, который позволил представить и отобразить их в безразмерном виде [11]:
./ = х\ хтт
х< =
1 -х] ' х тт
где, Хт1П и Хтах - минимальные и максимальные значения показателя, j и i - индексы показателя муниципального образования [15].
Итоговая совокупная антропогенная нагрузка рассчитывалась масштабированием суммы индексов по каждому муниципальному району.
В качестве исходной информации для оценки нагрузки послужили данные государственной статистической отчетности по формам Росстата (данные муниципальной статистики) и Росводресурсов (форма 2ТП-водхоз). Исходная водохозяйственная информация получена, в том числе на основе материалов, предоставляемых крупными водопользователями, включающая в себя показатели забора и использования водных ресурсов.
На основе выполненных расчетов проведено ранжирование территории по степени антропогенной нагрузки. Выполненная работа позволяет выявить конфликты интересов между субъектами, что открывает возможности дальнейшей корректировки процессов управления водными ресурсов как на уровне отдельных муниципалитетов, так и в бассейне в целом.
Результаты и обсуждение. В результате расчетов антропогенного воздействия территория бассейна дифференцирована по уровню антропогенной нагрузки (таблица 2).
Таблица 2
Оценка косвенных антропогенных воздействий в бассейне р. Чумыш
Муниципальное образование (МО) Индекс промышленной нагрузки Индекс транспортной нагрузки Индекс сельскохозяйств енной нагрузки Индекс демографическо й нагрузки Индекс совокупной нагрузки Шкала интенсивности антропогенных воздействий
Солтонский 0,0 0,2 0,0 0 0,03 очень низкая менее 0,1
Шелабо лихинский 0,1 0,2 0,0 0 0,10 низкая 0,11-0,2
Таштагольский 0,1 0,3 0,0 0,00 0,11
Маслянинский 0,1 0,3 0,0 0,00 0,11
Троицкий 0,0 0,4 0,0 0,00 0,13
Ельцовский 0,0 0,4 0,1 0,01 0,15
Беловский 0,2 0,4 0,0 0,00 0,17
Залесовский 0,0 0,4 0,2 0,02 0,19
Гурьевский 0,7 0,0 0,0 0,00 0,23 пониженная 0,21-0,3
Новокузнецкий 0,5 0,2 0,1 0,01 0,28
Тогульский 0,1 0,4 0,5 0,02 0,33 средняя 0,31-0,5
Косихинский 0,0 1,0 0,0 0 0,33
Павловский 0,2 0,9 0,0 0 0,35
Первомайский 0,2 0,6 0,4 0,02 0,38
Кытмановский 0,1 0,3 0,9 0,02 0,44
Тальменский 0,1 0,8 0,5 0,07 0,51 повышенная 0,51-0,7
Целинный 0,2 0,6 1,0 0,02 0,63
Черепановский 0,6 0,4 0,6 0,51 0,74 высокая 0,71-0,9
Заринский 0,6 0,4 0,7 0,50 0,76
Прокопьевский 1,0 0,6 0,2 1,00 1,01 очень высокая более 0,91
По показателям косвенных воздействий очень высокая нагрузка у Прокопьевского района Кемеровской области. Общая численность населения в 2021 г. составила 120 тыс. чел., средняя плотность населения - 83 чел/км2, что соответствует высокому уровню воздействия. Доля городского населения составляет 91%. Территория заселена неравномерно, наибольшая плотность населения отмечается в границах г. Прокопьевск и прилегающей к нему территории. Для Прокопьевского района характерна высокая промышленная нагрузка (80 тыс. руб/км2) за счет интенсивно развивающейся угольной и машиностроительной отрасли.
Высокая нагрузка на водосбор отмечается в Черепановском районе Новосибирской области и в Заринском районе Алтайского края: в них в равной степени сочетаются как показатели демографического, промышленного освоения, так и сельскохозяйственного и транспортного развития. Плотность населения в Черепановском районе составила 24 чел/км2, в Заринском районе - 12 чел/км2, доля городского населения составляет 68% и 79% соответственно. В границах Черепановского района развит машиностроительный комплекс и производство стройматериалов. В г. Заринск промышленный комплекс представлен коксохимическим заводом ОАО «Алтай-Кокс», на территории района функционируют предприятия по переработке сельскохозяйственного сырья, лесоперерабатывающие предприятия, цементный завод (с. Голуха).
Повышенная нагрузка наблюдается в районах Алтайского края: в Тальменском и Целинном. Тальменский район выделяется высокими транспортными показателями, Целинный район отличается сельскохозяйственным освоением, в частности значительной долей распаханных земель. В целом, по бассейну, доля распаханности составляет 9%, соотношение распаханной территории к общей площади Целинного района составляет 43%, количество внесенных минеральных удобрений составляет 30,1 кг/га. Тальменском районе плотность автодорог местного значения составляет 0,47 км/км2, что соответствует самому высокому показателю в бассейне.
Группа районов средней нагрузки представлена Тогульским, Косихинским, Павловским, Первомайским, Кытмановским районами Алтайского края. В целом районы характеризуются высокой степенью развития сельскохозяйственной отрасли, отличаются высокими показателями по транспортному освоению. Отмечается высокая доля распаханности в Кытмановском (33 %) и Первомайском районах (25%). В среднем, по участку, плотность автомобильных дорог составляет 0,21 км/км2.
Пониженная нагрузка характерная для таких районов, как Гурьевский и Новокузнецкий в Кемеровской области. Здесь получила развитие только промышленная отрасль, другие показатели антропогенной нагрузки минимальны.
Низкая нагрузка наблюдается в Шелаболихинском, Таштагольском, Маслянинском, Троицком, Ельцовской, Беловском, Залесовском районах. Очень низкая нагрузка в Солтонском районе. Некоторым из них присвоена низкая и очень низкая интенсивность антропогенных воздействий ввиду того, что оценке подлежали малоосвоенные участки МО (рисунок 2).
По показателям прямого воздействия в среднем за период 2017-2021 гг. общий забор воды в бассейне р. Чумыш составил около 33 млн м3/год. Наибольшая доля водозабора приурочена к Прокопьевскому району, в частности к г. Прокопьевску - центру добывающей промышленности, которая составила 16,4 млн м3/год. По этому показателю выделяются Заринский район, с объемом забора воды 10 млн м3/год и Новокузнецкий район с общим водозабором 4,5 млн м3/год. Доля поверхностного водоснабжения от общего водозабора составляет 49%, с максимальными показателями в 2022 г. в Прокопьевском районе - 15 млн м3 и Новокузнецком районе - 7 млн м3. Сброс сточных вод в бассейне за период 2017-2022 гг. составил 33,37 млн м3/год с наибольшим значением у Прокопьевского района 14, 9 млн м3/год (47% от общей суммы), несмотря на незначительную площадь в бассейне.
Рисунок 2. Ранжирование территории бассейна р. Чумыш по совокупной антропогенной нагрузке.
В региональном разрезе, наибольший вклад в прямую антропогенную нагрузку в бассейне р. Чумыш вносит Кемеровская область. Показатель сброса сосредоточенных промышленных и коммунально-бытовых стоков составил 67% от общего сброса по бассейну. Здесь же отмечается максимум изъятия водных ресурсов - 62%. Остальная доля прямых воздействий приурочена к территории Новосибирской области.
По косвенным воздействиям вклад каждого из субъектов распределился следующим способом: Алтайский край - 70%, Кемеровская область - 25%, Новосибирская область - 5%.
В целом результаты проведенного пространственного анализа представляют возможность дальнейшей корректировки процессов управления водными ресурсами как на
уровне отдельных муниципалитетов рассматриваемых субъектов федерации, так и в бассейне в целом. Например, становится очевидным необходимость сотрудничества на уровне субъектов при разработке программ природо- и водоохранных мероприятий в речном бассейне р. Чумыш, что еще раз подчеркивает актуальность межрегионального аспекта проблем управления водными ресурсами в Российской Федерации.
Выполнив оценку антропогенной нагрузки на водосбор, можно прийти к выводу о необходимости разработки концептуальной региональной модели управления с учетом специфики трансграничного бассейна межрегионального уровня. На исследуемой территории актуальной проблемой является несогласованное управление водными ресурсами в административных границах, которое приводит ухудшению экологической ситуации. В бассейне присутствует «местнический эгоизм», когда не учитываются интересы других районов в водопользовании.
Таким образом, создание эффективной системы управления водными ресурсами в пределах бассейна должно быть нацелено на:
1. Обеспечение комплексного управления водными ресурсами в пределах бассейна, гласности и публичности принятия управленческих решений, вовлечение в обсуждение проблем всех заинтересованных сторон.
Реализация этого пункта может базироваться на создании региональных бассейновых программ водохозяйственной деятельности на основе стратегий социально-экономического развития районов. Также для принятия совместных решений по использованию водных ресурсов предлагается создание «консультативного совета», состоящего из заинтересованных лиц, вовлеченных в прямое или косвенное использование водных ресурсов в бассейне.
2. Развитие системы государственного мониторинга водных объектов (р. Чумыш) для оценки эффективности проводимых природоохранных мероприятий в бассейне и достижения целевых показателей качества вод.
В настоящее время, здесь функционируют два гидрологических поста, которые находятся в среднем и нижнем течении р. Чумыш, по показателям которых река является загрязненной (г. Заринск) и грязной (р.п. Тальменка). Необходимо создание дополнительных гидрологических постов, в частности в верхнем течении для возможности анализа изменений качества воды на протяжении всего водотока. Финансирование возможно за счет ресурсов частных компаний и производственных лабораторий.
3. Создание «прозрачной» схемы подачи отчетности по использованию водных ресурсов, контроль за достоверностью предоставляемых данных. Это позволит иметь аналитическую информацию высокого качества о водных ресурсах в бассейне, что улучшит мониторинг и создаст условия для разработки рекомендаций по улучшению водохозяйственной обстановки в бассейне.
Для достижения удовлетворительной водохозяйственной обстановки в бассейне предлагаются следующие мероприятия (таблица 3).
Таблица 3
Мероприятия по решению водохозяйственных проблем в бассейне р. Чумыш
№ п/п Наименование мероприятия Ожидаемый результат Целевой показатель
1 Разработка единого Бассейнового плана работ между региональными органами исполнительной власти для реализации принципа управления в пределах бассейна Оптимизация и контроль водопользования между субъектами Межрегиональное соглашение трех субъектов РФ
2 Создание органа самоуправления, состоящего из заинтересованных лиц (водопользователей) для принятия совместных управленческих решений Учет интересов водопотребителей Совет водопользователей
3 Разработка и принятие отдельных региональных нормативных актов, регулирующих порядок мониторинга за водными объектами в бассейне Правовое регулирование, контроль за осуществлением мониторинга водных объектов в бассейне Инструкции, Положение о мониторинге водного объекта
№ п/п Наименование мероприятия Ожидаемый результат Целевой показатель
4 Расширение и восстановление государственной наблюдательной сети, организация пунктов гидрохимических наблюдений, организация или возобновление наблюдений частными компаниями и производственными лабораториями Повышение достоверности информации о состоянии водного объекта, оценка и прогнозирование его состояния, обеспечение управленческих решений для заинтересованных лиц Дополнительные автоматизированные пункты наблюдения на р. Чумыш и ее притоках
5 Установление автоматизированных систем контроля качества воды в створах на границе субъектов (Кемеровская область и Алтайский край) Обеспечение непрерывного наблюдения за качеством воды Дополнительные системы контроля за качеством воды на р. Чумыш
6 Повышение уровня качества воды в водных объектах в бассейне р. Чумыш за счет мониторинга использования сельскохозяйственных угодий -площадей пашни, количества вносимых минеральных и органических удобрений; соблюдение норм внесения удобрений Улучшение экологического и санитарного состояния водных объектов, сокращение диффузного загрязнения Статистическое наблюдение по 3-5 показателям
7 Контроль органами исполнительной власти достоверности данных, подаваемых водопользователями в виде отчетности, создание, ГИС-системы речного бассейна Оптимизация принимаемых управленческих решений на основе проверенной водохозяйственной ситуации в бассейне Гис-система
Вывод. В рамках изучения геоэкологических условий функционирования бассейна, оценка совокупной антропогенной нагрузки позволяет установить интенсивность хозяйственного воздействия на водный объект и водосбор, далее ранжировать территорию по степени антропогенной нагрузки.
Полученные результаты дают возможность оптимизировать механизм управления водными ресурсами как на уровне отдельных муниципалитетов рассматриваемых субъектов федерации, так и в бассейне в целом. Полагаясь на них, можно сделать вывод, что для создания эффективной системы управления водными ресурсами в бассейне необходимо рассмотреть сотрудничество на уровне субъектов при разработке программ природо- и водоохранных мероприятий.
Предложенные мероприятия должны быть нацелены на обеспечение комплексного управления в пределах бассейна, гласности и публичности принятия управленческих решений, на развитие системы государственного мониторинга водных объектов, также на создание «прозрачной» схемы подачи отчетности по использованию водных ресурсов.
Список литературы
1. Указ Президента РФ от 02.07.2021 N° 400 «О Стратегии национальной безопасности Российской Федерации» // СПС «Консультант Плюс». URL: https://www.consultant.ru/document/cons_ doc_LAW_389271/ (дата обращения: 09.01.2024).
2. Алтайский край: Атлас // Атлас Алтайского края. Т. 1. Барнаул, 1978. 151 с.
3. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Алтайском крае в 2017 г.». Барнаул, 2018. 150 с.
4. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Алтайском крае в 2018 г.». Барнаул, 2019. 194 с.
5. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Алтайском крае в 2019 г.». Барнаул, 2020. 200 с.
6. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Алтайском крае в 2020 г.». Барнаул, 2021. 168 с.
7. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Алтайском крае в 2021 г.». Барнаул, 2022. 186 с.
8. Рыбкина И.Д., Стоящева Н.В., Курепина Н.Ю., Головин А.В., Седова Е.Ю., Машкина О.В. Оценка антропогенной нагрузки на водные объекты бессточной области Обь-Иртышского междуречья // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2023. Т. 87. № 2. С. 264-279.
9. Седова Е.Ю., Рыбкина И.Д. Особенности использования водных ресурсов и оценка антропогенной нагрузки в бассейне р. Чумыш // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2018. № 6. С. 28-38.
10. Курганович Н.А., Шаликовский А.В. Оценка антропогенной нагрузки на водосборы рек Забайкальского края // Вестник ЗабГУ. 2014. № 10(113). С. 4-10.
11. Минуллина А.А., Мустакимова И.В., Мавляутдинова Г.С. Расчет различных показателей состояния бассейна малой реки (на примере реки Степной Зай) // Известия Самарского научного центра РАН. 2010. Т. 12. № 1(4). С. 963-966.
