CC BY
2УДК 556.5;504.4.062.2(574)
Л. С. ТОЛЕУБАЕВА
ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА ВОДООБЕСПЕЧЕННОСТИ ПРНРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННЫХ СИСТЕМ КАЗАХСТАНА
Су цаутсадш туралы тусшктщ цалыптасуы мен судам келетт цауттщ ce6enmepi царастырылган, сонымен цатар республикада сумен цамтамасыз етудщ эртурл1 болжамдъщ цусцаулары багаланган. Нэтижелер1 картограмма туршде керсеттген.
Формулируется понятие водной безопасности, рассматриваются причины и следствия водных опасностей, дается оценка прогнозных сценариев водообеспеченияреспублики. Результаты представлены в виде картограмм.
In article the concept of water safety is formulated, causes and effects of water dangers are considered, the estimation scripts of water delivery of republic is given. Results are submitted as cartograms.
Оценка водохозяйственных и гидроэкологических ситуаций в речных бассейнах свидетельствует о том, что характер водопользования в республике не является устойчивым и водные ресурсы становятся фактором, ограничиващим развитие [1]. В перспективе весьма реально:
обострение межгосударственных водных отношений в трансграничных бассейнах;
возникновение и развитие зон экологической нестабильности в связи с истощением и загрязнением природных вод;
срыв долгосрочных программ социально-экономического развития республики в связи с изменением располагаемых ресурсов прироных вод.
В этих условиях проблема водной безопасности страны становится одним из факторов национальной безопасности. Основными направлениями обеспечения водной безопасности Республики Казахстан являются:
развитие международного сотрудничества в трансграничных бассейнах на принципах интегрированного управления водными ресурсами;
переход на водосберегающий тип общствен-ного производства в республике, обеспечивающий снижение удельных затрат воды на единицу продукции в промышленности и сельском хозяйстве, сфере водорегулирования и водорас-пределения;
реализация мероприятий по увеличению располагаемых водных ресурсов страны путем глубокого регулирования речного стока, межбассейнового и трансграничного перераспределения водных ресурсов, освоения подземных вод.
В основу вариантных прогнозов водообес-печенности Республики Казахстан до 2030 года
положены научные гипотезы развития водопо-требления и динамики располагаемых водных ресурсов в разрезе отдельных бассейнов. Опыт прошлых лет и выполненные исследования позволяют сформулировать две граничные гипотезы, охватывающие практически весь диапазон возможных траекторий развития. Следует отметить, что гипотезы не претендуют на исчерпывающую полноту охвата всех возможных подходов к развитию водопотребления и водообеспечения. Сама формулировка гипотез представляется еще не решенной научной задачей, требующей серьезного внимания.
Первая гипотеза исходит из того, что как в ближайшей, так и в отдаленной перспективе технологические приемы использования воды не претерпят существенных изменений, удельные показатели затрат свежей воды на единицу продукции будут снижаться более низкими темпами, чем рост объемов производства продукции в водопотребляющих отраслях. Обеспечение потребности в воде в случае реализации такой гипотезы может быть осуществлено за счет увеличения использования местных водных ресурсов - главным образом поверхностных и подземных вод различного качества.
Вторая гипотеза исходит из предпосылки разработки и применения в перспективе во всех водопотребляющих производствах принципиально новых прорывных технологий водопользования (например, безотходных, безводных), обеспечивающих резкое снижение затрат воды на единицу продукции (в несколько раз и даже на порядок); в ней учитывается техническая возможность полного исключения загрязнения водных ресурсов отходами производства. В этом случае рост общего водопотребления
может иметь более низкие темпы и даже возможна его стабилизация в перспективе. Водо-обеспечение предполагается осуществить за счет более полного использования местных водных ресурсов и привлечения речного стока бассейнов рек Волги и Оби, т.е. за счет трансграничного и межбассейнового территориального перераспределения стока в крупных масштабах [2]. Указанные гипотезы положены в основу разработки двух граничных сценариев развития водных ситуаций в республике: инерционного и инновационного.
Инерционный сценарий предполагает реализацию сложившихся в последние десятилетия тенденций в водопользовании и факторов, их определяющих. Согласно этому сценарию суммарный спрос на воду в республике будет расти и достигнет на уровне 2030 года 82,7 км3/год. При этом спрос будет увеличиваться за счет роста водопотребления отраслей экономики при стабильности экологических нормативов на воду [1].
По сценарию располагаемые водные ресурсы республики уменьшатся до 74,5 км3/год за счет снижения трансграничного стока в связи с хозяйственной деятельностью в сопредельных государствах и сокращения местного стока в связи с глобальными и региональными изменениями климата [1].
Инновационный (прорывной) сценарий предполагает реализацию в республике стратегии инновационного преобразования водного сектора экономики на принципах устойчивого развития (сбалансированного водопользования). По сценарию суммарное водопотребление в Казахстане стабилизируется и в перспективе не будет превышать уровня 2005 года (73,2 км3/год). Таким образом, водоемкие отрасли производства в республике будут развиваться за счет интенсификации использования водных ресурсов. Предполагается, что ожидаемое сокращение располагаемых водных ресурсов в республике в значительной степени будет компенсировано территориальным перераспределением природных вод: трансграничными и межбассейновыми перебросками речного стока. Наиболее перспективными вариантами привлечения стока российских рек в Казахстан являются Верхне-Катунское и Волжское направления. По условиям водного баланса на уровне 2030 года в бассейн Верхнего Ертиса (Буктар-
минское водохранилище) может быть переброшено 5,0 км3/год стока рек бассейна Верхней Катуни, в низовья бассейна Сырдарии -3,0 км3/год волжской воды из Волгоградского водохранилища (рис. 1) [3].
Перспективным вариантом крупномасштабного территориального перераспределения водных ресурсов в республике является межбассейновая переброска части стока Ертиса в водо-дефицитные районы Центрального, Северного и Южного Казахстана с водозабором из Шуль-бинского водохранилища 7,5 км3/год, а также в бассейн озера Балкаш с водозабором из Буктар-минского водохранилища 4,0 км3/год [4].
Прогноз развития водных ситуаций в стране по инерционному и инновационному сценариям выполнен в разрезе восьми водохозяйственных бассейнов, в границах которых осуществляются государственное планирование и управление водными ресурсами: Арало-Сырдариинского, Балкаш-Алакольского, Ертисского, Нура-Сарысуйского, Тобыл-Торгайского, Жайык-Каспийского, Шу-Таласского. При этом Бал-каш-Алакольский и Жайык-Каспийский бассейны вследствие существенной неоднородности их территории по условиям водообеспечения разделены на расчетные водохозяйственные районы: Илейский, Жонгар-Алакольский и Се-веро-Прибалкашский; Жайыкский и Мангиста-уский. Особенностью выделенных районов является то, что Северо-Прибалкашский и Манги-стауский бассейны являются бессточными, а Илейский и Жайыкский - трансграничными [5].
В качестве интегральных индикаторов современных и прогнозных водных ситуаций в выделенных водохозяйственных районах приняты удельная водообеспеченность территории, характеризующаяся величиной располагаемых водных ресурсов на единицу площади, а также степень водообеспеченности района, характеризующаяся отношением располагаемых водных ресурсов к суммарному спросу на воду. При этом в структуре суммарного спроса на воду выделяются социальная, экологическая и производственная составляющие, выполняющие соответственно жизнеобеспечивающие, средооб-разующие и сырьевые функции природных вод. Водные ситуации в водохозяйственных районах описываются степенью водообеспеченности интегрального //. социального //г. экологического // ; и хозяйственного /Зх компонентов.
РОССИЯ
- Трассы трансграничных перебросок речного стока
I - Волга-Сырдария II - Катуиь-Ьуктарма
Гранины
Государственные -Водохозяйственных районов
Населенные пункты О Столица • Областные центры
•Свыше 1 ООО ООО жителей Водохранилища: ^^^ - существующие - планируемые
Рис. 1. Перспективные варианты привлечения стока российских рек
Для условий различной водности в водохозяйственных районах (ВХР) принята следующая схема межкомпонентного водораспреде-ления:
при дефиците воды в ВХР водоограниче-ние компонентов проводится по схеме жестких приоритетов в последовательности: хозяйство, экология, социум;
в условиях многоводья избыток воды относится полностью на экологический компонент.
Очевидно, что принятая схема водораспре-деления, исключающая возможность компромиссных решений, является достаточно условной и в конкретных ситуациях может быть скорректирована.
Для качественной оценки степени водо-обеспеченности в ВХР по степени остроты использована пятиступенчатая классификация. Удовлетворительная степень водообеспечен-ности ВХР предполагает наличие резерва воды в условиях различной водности. Напряженная степень водообеспеченности ВХР характеризуется бесперебойным удовлетворением суммарного спроса на воду. Критическая степень водообеспеченности ВХР предполагает нали-
чие дефицита воды с необходимость водоогра-ничения наименее ответственного хозяйственного компонента.
Кризисная степень водообеспеченности ВХР предполагает наличие достаточно глубокого дефицита водных ресурсов в бассейне, при котором осуществляется водоограничение хозяйственного и экологического компонентов. Катастрофическая степень водообеспеченности ВХР характеризует наличие очень глубокого дефицита водных ресурсов в бассейне, при котором неизбежно водоограничение наиболее ответственного социального компонента.
Первые две ступени водообеспеченности ВХР по степени остроты следует рассматривать как нормативные водные ситуации, последние три ступени - как чрезвычайные ситуации. Качественная градация водных ситуаций в ВХР представлена в таблице.
Для качественной оценки удельной водобес-печенности территории Казахстан использована также пятиступенчатая градация, согласно которой к районам с высокой удельной водообеспе-ченностью отнесены территории, где возобновляемые ресурсы речного стока составляют более
80 тыс. мЗ в год на 1 км2 площади, значительной - 40 м7км2, незначительной - 10-25 м7км2, низкой - менее 10 м7км2.
Выполненные оценки свидетельствуют о том, что современное состояние Республики Казахстан по индикатору «степень водообеспеченно-сти» характеризуется как «нормативное» в восьми водохозяйственных районах и как «чрезвычайное» в трех (уровень 2005 года) (рис. 2).
Развитие водопользования в республике по инерционному сценарию приводит к увеличению районов с чрезвычайной водной ситуацией до восьми (рис. 3). Развитие водопользования по инновационному сценарию обеспечивает достижение «нормативной водной ситуации» на всей территории Казахстана (рис. 4).
Необходимо отметить, что осуществление мероприятий в рамках инновационного сценария развития требует длительного времени: проектирование, строительство и ввод объекта в эксплуатацию занимает до 10-15 лет. Это означает, что крупные водохозяйственные мероприятия должны быть обоснованы с большой заблаговременностью (порядка 25 лет), а ввод в нормальную эксплуатацию должен опережать потребности в воде на 5-10 лет. Игнорирование этого принципиального положения может привести к развалу водохозяйственного баланса практически по всем районам Казахстана с густым населением и развитой экономикой.
Водообеспеченность Казахстана Современное состояние
РОССИЯ
5 < 10 - низкая
14 10-25 - незначительная Границы
_13 25-40 - умеренная -Государственные
-У 2 «-80 - значительная -водохозяйственных
О 1 >80-««зия Р"*0«"
степень водообеспеченности
удельная водообеспеченность
Степень водообеслеченноста
I удовлетворительная
II напряженная
III критическая
IV кризисная ИИ^И V катастрофическая
Градация водных ситуаций в ВХР
Качественная Количественная
характеристика характеристика
водообеспеченности водообеспеченности
Р Рс Рэ Рх
I Удовлетворительная >1,5 1,0 >1,0 1,0
II Напряженная 1,0-1,5 1,0 >1,0 1,0
III Критическая <1,0 1,0 1,0 <1,0
IV Кризисная <1,0 1,0 <1,0 0,0
V Катастрофическая <1,0 <1,0 0,0 0,0
Рис. 2. Современная водообеспеченность Казахстана - 17 -
Водообеспсченноеть Казахстана Инерционный сценарий на 2030 год
РОССИЯ
J_И 2 40-80 - ЭНЙЧИ10ЛЫ1&Я
Ш_¡1 >80-высокая
II - степень водообеспеченмости 3 I удельная еодообеслеченность
I удоалотворитолы»ла
II напрнм»4ная
III фит»меская
IV кризисная
V катастрофическая
Рис. 3. Инерционный сценарий развития в о до обеспеченности Казахстана
Водообеспеченпость Казахстана Инновационный сценарий на 2030 год
РОССИЯ
_! з 26-40 - умеренная — Государственные
I I ' 12 40-в0 - значительная .11 >80 высокая
степень еодооСеспечвниости удегьная водообеоимвииостъ
Степень аадоовеслеченностм
I удовлетворительная
II напряжен ►чая II фитическая
IV кризисная
V
Рис. 4. Инновационный сценарий развития водообеспеченности Казахстана
ЛИТЕРАТУРА
1. Малъковский ИМ. Географические основы водо-обеспечения природно-хозяйственных систем Казахстана. Алматы, 2008. 204 с.
2. Медеу А.Р., Малъковский И.М., Толеубаева Л.С. О водных ресурсах и обеспечении водной безопасности Республики Казахстан // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Института географии АО ЦНЗМО РК «Географические проблемы устойчивого развития: теория и практика», 27-29 августа 2008 г. Алматы, 2008. С. 278-287.
3. Медеу А.Р., Малъковский ИМ., Толеубаева Л.С. Перспективы использования стока российских рек для
водообеспечения Казахстана. Актуальныепроблемы наук о Земле // Материалы международной научно-практической конференции «Сатпаевские чтения», 10-11 апреля 2008 г. Алматы, 2008. С. 169-172.
4. Медеу А.Р., Малъковский ИМ., Толеубаева Л.С. Территориальное перераспределение водных ресурсов: перспективы трансграничных и межбассейновых пе-ребрсок речного стока для водообеспечения Казахстана // Вопросы географии и геоэкологии. Алматы, 2008. № 2(21). С. 5-11.
5. Малъковский ИМ., Толеубаева Л.С. Проблемы гидроэкологии Республики Казахстан. // Материалы XI международной конференции МАНЭБ «Экология и развитие общества», 24-27 мая 2008 г. СПб., 2008. С. 147-154.
