CC BY
11УДК 910.3:504.062
DOI: 10.24412/cl-36359-2021-720-727
УПРАВЛЕНИЕ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ В БАССЕЙНЕ Р. ЧУМЫШ WATER RESOURCES MANAGEMENT IN CHUMYSH RIVER BASIN
ЕЮ. Седова ЕТи. Sedova
Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Россия Institute forWater and Environmental Problems SB RAS, Barnaul, Russia
E-mail: zhenya_sedova@mail.ru
Аннотация. В статье представлены результаты поиска путей оптимизации управления водными ресурсами посредством оценки совокупной антропогенной нагрузки, а также изучения территориальной организации природопользования (ТО ПП) для выявления конфликтов развития между субъектами Федерации.
Полученные карты-схемы ранжирования территории бассейна р. Чумыш по степени антропогенной нагрузки и особенностям территориальной организации природопользования позволяют выявить проблемы хозяйственного использования субъектов и оценить перспективы их дальнейшего развития, что является первым этапом разработки мероприятий по оптимизации управления водными ресурсами.
Ключевые слова: управление водными ресурсами, речной бассейн, антропогенная нагрузка, территориальная организация природопользования, р. Чумыш.
Abstract. The paper presents the results of a search of ways forwater resources management optimization throughassessing the total anthropogenic load and studying the territorial organization of nature management to identify development conflicts between the RF subjects.
The constructed schematicmaps ranking the territory of the Chumyshriver basin by the degree of anthropogenic load and peculiarities of the territorial organization of nature managementenable to reveal the problems of economic resources use by the subjects and to assess the prospects for their further development. Indeed, it is the first stage in working out measures for optimization of water resources management.
Keywords: water resources management, river basin, anthropogenic load, territorial organization of nature management, R. Chumysh.
Введение. В настоящее время управление водными ресурсами России находится в состоянии застоя, проявляясь, прежде всего, в ухудшении водохозяйственной и водно-экологической ситуации в регионах. Следствием этих процессов является повышение антропогенной нагрузки, негативное изменение качества воды на водосборы. Одной из причин развивающихся процессов выступает спорадическое и несогласованное нормотворчество в сфере природопользования, отсутствие единой экологической политики в пределах одного речного бассейна, направленной нареализацию комплекса социально-правовых и эколого-экономических принциповрационального использования природных ресурсов регионов. В этой связи возникает необходимость разработки системы мер, способных скорректировать стратегические направления совершенствования природоохранного законодательства в целях управления природопользованием и рациональным водопользованием.
Использование современных методов в управлении водными ресурсами таких, как программно-целевое и проблемно-ориентированное планирование, признано малоэффективным и фрагментированным. Востребованным подходом во многих странах стала методология интегрированного управления водными ресурсами (ИУВР). Одним из принципов ИУВР является комплексность изучения водосбора для выявления проблем управления водными ресурсами и их решения в рамках бассейнового подхода. Такой подход позволяет выявить водохозяйственные проблемы регионов в зависимости от природно-экологических и социально-экономических условий на водосборе, что в дальнейшем ведет к внедрению на
практике механизмов целевого использования водных объектов в зависимости от их социально-экологической значимости [13, 17].
Проблемы управления водными ресурсами характерны для речных бассейнов, территория которых находится в пределах нескольких регионов. Зачастую они интенсивно используются только в одном субъекте федерации, а при этом довольствоваться сложившимся качеством воды приходится соседним регионам. Примером такого нежелательного соседства является бассейн р. Чумыш, который расположен в пределах Кемеровской, Новосибирской областей и Алтайского края.
В связи с разнонаправленностью и несогласованностью в использовании и управлении водными ресурсами между административными субъектами бассейна, предлагается изучить геоэкологические условия функционирования водохозяйственного комплекса данной территории. В качестве инструмента такого изучения выступает оценка антропогенной нагрузки на водосбор и территориальная организация природопользования, которые помогут выделить основные тренды хозяйственного использования регионов и перспективы их дальнейшего развития. Представление о ТО 1111 бассейна позволяет также выявить конфликты развития территорий с конкретизацией их в части управления водными ресурсами.
Целью исследования является поиск путей оптимизации управления водными ресурсами посредством оценки антропогенной нагрузки на водосбор и изучения территориальной организации природопользования на территории бассейна.
Объект исследования - бассейн р. Чумыш - в природном отношении расположен в пределах Салаирского кряжа и Бийско-Чумышской возвышенности. Главная река бассейна -Чумыш - является правым притоком р. Обь. Длина водотока составляет 644 км. Площадь его водосбора - 23 400 км2. Крупные притоки Чумыша - реки Уксунай, Сунгай, Аламбай, Тогул.
Исток Чумыша расположен в Кемеровской области, на территории одной из самых развитых в угледобывающем плане части Кузбасса, здесь река образуется путем слияния Кара-Чумыша и Томь-Чумыша. Далее Чумыш пересекает границу Алтайского края. В пределах бассейна в этом субъекте федерации расположены аграрно развитые сельские территории (восемь муниципальных районов).
Для бассейна характерно большое разнообразие ландшафтов - лесостепные участки в западной части с преобладанием колочной березово-осиновой растительности сменяются горнотаежными ландшафтами с преобладанием осиново-пихтовой и кедрово-пихтовой растительности на востоке [19]. Такое природное разнообразие способствовало развитию различных типов и форм ТО 1111 в бассейне.
По данным Алтайского ЦГМС, за 2017-2019 гг. качество воды в р. Чумыш изменилось с «загрязненная» на «грязная». Ухудшение качества воды произошло за счет превышения концетраций таких показателей как фенолы летучие, медь, легкоокисляемые органические соединения, нефтепродукты, азот аммонийный [2-4].
Бассейн р. Чумыш, согласно водохозяйственному районированию РФ, представляет собой единый водохозяйственный участок (ВХУ). В пределах него водопотребление в среднем ежегодно составляет 40-60 млн м3 забранных вод, в отдельные годы - до 80-90 млн м3. При этом из поверхностных водных объектов потребляется более 80-85% общего объема используемых вод, остальная часть приходится на подземные водные источники [1].
Как показывают расчеты, территория надежно обеспечена водными ресурсами: 13,0 тыс. м3/чел. в годы минимальной водности и 20,0 тыс. м3/чел. в средние по водности годы, что соответствует высокой степени водообеспеченности по международным нормам и критериям [20, 21, 5].
Согласно государственной статистической отчетности (2ТП-водхоз), коэффициент изъятия водных ресурсов колеблется от 1,5% в средние по водности годы до 2,1-2,3% в минимальные годы 95%-ной обеспеченности и трехлетние минимальные периоды с учетом безвозвратного водопотребления. Даже при самых высоких объемах водопотребления, которые случаются в отдельные годы, коэффициент изъятия не превышает 3,5%, что соответствует низкому значению водного стресса (до 10%) [2]. Следует отметить, что предложенные расчеты
не отражают реальной ситуации на разных участках водосбора, поэтому предлагается оценить антропогенную нагрузку на водосборе.
Методы и материалы. Множество методик оценки антропогенной нагрузки использует различные показатели и способы их обработки. В условиях недостатка исходной информации для оценки в бассейнах средних и малых рек предлагается адаптированная методика пространственного анализа прямых (сосредоточенных) и косвенных (площадных или рассредоточенных) воздействий на водные объекты и их водосборные территории [6, 18]. Для определения условий функционирования водохозяйственного комплекса в бассейне р. Чумыш использованы методики, предложенные Н.А. Кургановичем и А.В. Шаликовским, И.Д. Рыбкиной и Н.В. Стоящевой [11, 12, 16, 18]. Этот подход позволяет выполнить сравнительную оценку вклада прямых и косвенных нагрузок с помощью показателей демографического, промышленного, сельскохозяйственного и транспортного развития муниципальных образований, расположенных в пределах речного бассейна.
Прямые воздействия на водные объекты определяются средними объемами изъятия речного стока и сброса сточных вод за трехлетний период 2013-2017 гг. В каждой категории параметров косвенного воздействия выделены основные и усугубляющие показатели, которые нормируются для приведения их к безразмерному виду (таблица 1). На основе выполненных расчетов по совокупной антропогенной нагрузке становится возможным провести зонирование территории речного бассейна.
В качестве исходной информации использованы государственные статистические данные Росстата, Росводресурсов. Исходная водохозяйственная информация получена на основе данных крупных водопользователей, согласно государственной статистической отчетности по форме № 2-ТП (водхоз).
Изучение ТО ПП бассейна проведено в рамках подхода, предложенного Т.Г. Руновой с соавторами [11], а также на основе методик В.П. Каракина, Т.Ю. Зенгиной, В.В. Скрипко [7, 16], которые позволили выделить формы и типы территориальной организации природопользования.
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
В соответствии с выбранным подходом, на территории бассейна выделены две группы форм ТО ПП: природно-зональная, которая основывается на площадном использовании природных ресурсов, и фокусно-узловая - образуется под влиянием расселения. Каждой форме соответствуют свои типы ПП, которые характеризуются индивидуальным набором показателей (таблица 2).
Для анализа структуры ТО ПП в бассейне был выделен преобладающий тип ТО путем выбора экономически значимых отраслей. Для этого выбран подход «отношение к субъекту» [10], при котором оценивается вклад определенного типа ПП по административному району в этот же тип ПП по субъекту в целом.
Таблица 2.
Показатели для выделения типов ТО ПП
Группа форм ТО ПП Форма ТО Типы форм ТО ПП Показатель
Природно-зональная Фоновая Сельскохозяйственный Стоимость произведенной продукции растениеводства и животноводства, тыс. руб.
Лесохозяйственный Объемы производства лесозаготовительной и лесообрабатывающей отрасли, м3
Дисперсная Природоохранный Территория заказников, км2
Фокусно-узловая Крупноочаговая Горнопромышленный Стоимость произведенной продукции добывающей и обрабатывающей промышленности, (тыс.руб.)
Очаговая Промышленный
Линейная Транспортный Автомобильные дороги с твердым покрытием, км
Результаты и их обсуждение. Полученные результаты оценки совокупной антропогенной нагрузки представлены на карте-схеме ранжирования территории бассейна р. Чумыш (рисунок 1).
По показателям косвенных воздействий очень высокую нагрузку имеет Прокопьевский район Кемеровской области. Он характеризуется высоким уровнем как демографического, так и промышленного и транспортного развития. Высокая нагрузка отмечается в Целинном районе Алтайского края из-за значительной доли распаханности территории. Средняя нагрузка - в Заринском, Косихинском, Тальменском, Черепановском и Павловском районах. В целом эти районы выделяются интенсивным развитием сельскохозяйственной отрасли, имеют значительную степень заселенности и транспортной освоенности. Низкая нагрузка характерна для Таштагольского, Ельцовского, Троицкого, Гурьевского, Новокузнецкого, Тогульского, Беловского, Первомайского и Кытмановского МО. Некоторым из них присвоена низкая интенсивность антропогенных воздействий ввиду того, что оценке подлежали наименее освоенные части районов (в Новокузнецком, Беловском и Первомайском МО). Очень низкая нагрузка наблюдается в Солтонском, Маслянинском, Шелаболихинском и Залесовском районах.
По доле показателей в структуре косвенных воздействий имеются различия. В Целинном, Ельцовском, Заринском и Кытмановском районах Алтайского края лидирует сельскохозяйственная отрасль, в т. ч. лесозаготовительная. В Первомайском, Тальменском районах Алтайского края и Маслянинском районе Новосибирской области преобладает доля транспортной нагрузки. Промышленные виды косвенных воздействий имеют высокую долю в пределах Новокузнецкого, Прокопьевского районов Кемеровской области и Черепановского, Маслянинского районов Новосибирской области.
По показателям прямых воздействий ситуация характеризуется следующими показателями. В среднем общий забор воды в бассейне р. Чумыш составляет 36,3 млн м3/год. Наибольшие объемы водозабора приурочены к территории Прокопьевского района и г. Прокопьевска - центра добывающей промышленности, они составляют 17,4 млн м3. По этому показателю выделяются также Новокузнецкий район с объемом водозабора 9,3 млн м3 и Ельцовский район с общим водозабором 6,1 млн м3. Сброс сточных вод в бассейне в среднем составляет 18,2 млн м3/год с наибольшим значением у Новокузнецкого района - 9,4 млн м3 (52% общего объема).
Рисунок 1. Ранжирование территории бассейна р. Чумыш по совокупной антропогенной нагрузке.
Совокупная антропогенная нагрузка по показателям прямого и косвенного воздействия отражает сложившуюся водохозяйственную ситуацию с пиковыми значениями на территории Кемеровской области. По косвенным воздействиям выделяется Алтайский край - 60 %. Вклад Кемеровской и Новосибирской областей составляет 30 % и 10 % соответственно.
Полученные результаты в целом согласуются с оценками качества вод основного водотока по данным Росгидромета, приведенным выше. Детализировать обстановку на водосборе предлагается путем изучения ТО 1111.
Пространственное расположение типов 1111 природно-зональной группы имеет неоднородный характер проявления в бассейне. Сельскохозяйственный тип фоновой формы 1111 преобладает в большей части административных районов и приурочен к лесостепной зоне. Наибольшую долю имеет Тальменский район (18%). Лесохозяйственный тип 1111 тяготеет к ресурсной базе, основные лесозаготовки осуществляются в Залесовском (55%), Заринском (30%) и Тогульском (15%) районах. Дисперсная форма ПП представлена в бассейне территориями заказников (Тогульским, Ельцовским, Сары-Чумышским, Талицким и Инским) и имеет природоохранный характер. Заказники преимущественно расположены на участках черневой тайги, только один из них приурочен к Приобской лесостепи (Инской). Фокусно-узловая группа представлена в бассейне крупноочаговой и очаговой формами ПП. Горнопромышленный тип соответствует центрам добычи каменного угля в Прокопьевском
районе (81%). Именно здесь находятся крупные месторождения. Промышленный тип 1111 в бассейне также представлен центрами обрабатывающих производств в городах Черепаново, Заринск, селах Залесово, Голуха. Наибольшая доля этой формы по отношению ко всей структуре в бассейне отмечена в Черепаново (49%). Линейная форма соответствует транспортному типу и представлена автомобильными дорогами, плотность которых здесь составляет 0,13 км/км2 (рисунок 2).
Заказники
1 Инской
2 Талицкий
3 Тогульский
4 Епьцовский
5 Сзоы-Чумышский
Природно-зонэльная группа форм Фоновая форма
Типы форм Сельскохозяйственный
Лесохозяйственный
Е£]'
лесонготовкэ
Дисперсная форма
Типы форм
Природоохранный
Границы
_я область,
адми нистратн вный район
ЗАРИНСК 1 населенный Звпесоео / ™унст
расте мне водство животноводство
Фокусно узловая группа форм Крупноочаговая форма Типы форм Горно-промышленный
■ добыча
каменного угля Очаговая форма Типы форм
Промышленный 0 коксохимическая
О строительных материалов деревообработка Ф машиностроение ф пищевая
Линейная форма
Типы форм
Транспортная
-----\ автомобильные дороги
Рисунок 2. Карта-схема современной территориальной организации природопользования и использования водных ресурсов в бассейне р. Чумыш.
Сравнительный анализ ТО 1111 с особенностями использования водных ресурсов в бассейне показал, что максимальный объем водопотребления соответствует фокусно-узловой группе, главным образом крупноочаговой и очаговой формам ТО 1111. Наибольшее использование водных ресурсов связано с промышленным производством (коксохимическая, угледобывающая, пищевая отрасли производство стройматериалов) и хозяйственно-питьевыми нуждами (таблица 3).
Таблица 3.
Конфликты административных районов в^бассейне р.Чумыш в сфере водопользования
Муниципальный район Конфликт
Районы с преобладанием промышленного типа ПП
Прокопьевский район Лреобладание трех и более типов природопользования, высокая доля изъятия воды для промышленного производства и хозяйственно-питьевых нужд
Заринский, Черепановский районы Лреобладание трех и более типов природопользования, высокая доля изъятия воды для промышленного производства и хозяйственно-питьевых нужд
Районы с преобладанием экологоприемлемых типов ПП
Залесовский, Кытмановский, Первомайский, Тогульский, Тальменский, Едьцовский, Целинный, Маслянинский, Новокузнецкий Испытывают негативное влияние от «соседей»
Выводы. В условиях недостаточности исходной информации по бассейнам средних и малых рек предложенный подход оценки совокупной антропогенной нагрузки на примере бассейна р. Чумыш позволяет установить вклад прямых и косвенных воздействий, провести инвентаризацию источников загрязнения с определением участков интенсивного использования.
Изучение ТО ПП способствует выявлению ключевых проблем водопользования, отражая существующий конфликт между промышленной и аграрной направленностью развития МО бассейна р. Чумыш. Становится явным дисбаланс между верховьями, где расположен угледобывающий центр, представляющий собой фокус эколого-водохозяйственного неблагополучия, и остальной частью бассейна на территории аграрно развитых соседних регионов.
Полученные результаты дают возможность оптимизировать процессы управления водными ресурсами как на уровне отдельных муниципалитетов рассматриваемых субъектов Федерации, так и в бассейне в целом. Полагаясь на них, следует рекомендовать межрегиональное сотрудничество при разработке программ природо- и водоохранных мероприятий в речном бассейне р. Чумыш, которое может быть реализовано в рамках осуществления работы бассейновых комиссий или советов.
Работа выполнена в рамках госбюджетного проекта «Изучение механизмов природных и антропогенных изменений количества и качества водных ресурсов Сибири с использованием гидрологических моделей и информационных технологий».
Список литературы
1. Георгиевский В.Ю., Коронкевич Н.И., Алексеевский Н.И. Водные ресурсы и гидрологический режим рек РФ в условиях изменения климата // Докл. VII Всерос. Гидрологического съезда (СПб, 19-21 нояб. 2013 г.). СПб: Гидрометеоиздат, 2013. С. 1-5.
2. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в алтайском крае в 2017г. Барнаул, 2018. 145 с. [Электронныйресурс]. Режим доступа: http ://minprirody.alregn.m/doklady/eko_doklady/.
3. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в алтайском крае в 2017 г. Барнаул, 2019. 194 с. [Электронныйресурс]. Режим доступа: http://minprirody.alregn.ru/doklady/eko_doklady/.
4. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в алтайском крае в 2017 г. Барнаул, 2020. 200 с. [Электронныйресурс]. Режим доступа: http://minprirody.alregn.ru/doklady/eko_doklady/.
5. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Потребление воды: экологические, экономические, социальные и политические аспекты. М.: Наука, 2006. 221 с.
6. Исаченко А.Г. Экологическая география России. СПб, 2001. 328 с.
7. Каракин В.П. Территориальные сочетания типов природопользования на российском Дальнем Востоке // Вестник ДВО РАН. 2011. № 2. С. 39-44.
8. Клементова Е., Гейниге В. Оценка экологической устойчивости сельскохозяйственных ландшафтов // Мелиорация и водное хозяйство. 1995. № 5. С. 33-34.
9. Курганович Н.А., Шаликовский А.В. Оценка антропогенной нагрузки на водосборы рек Забайкальского края // Вестник ЗабГУ. 2014. № 10 (113). С. 4-10, 17.
10. 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. Т. 12. № 1(4). 2010. С. 963-966.
11. Рунова Т.Г. Территориальная организация природопользования: монография / Т.Г.Рунова, И.Н. Волкова, Т.Г.Нефедова. - Москва: Наука, 1993. 210 с.
12. Рыбкина И.Д., Стоящева Н.В., Курепина Н.Ю. Методика зонирования территории речного бассейна по совокупной антропогенной нагрузке (на примере Обь-Иртышского бассейна) // Водное хозяйство России. 2011. № 4. С. 42-52.
13. Рыбкина И.Д. Водоресурсное обеспечение долгосрочного регионального развития Западной Сибири (на примере Обь-Иртышского бассейна): диссертация ... д-ра геогр. наук. Барнаул, 2020. 249 с.
14. Седова Е.Ю., Рыбкина И.Д. Особенности использования водных ресурсов и оценка антропогенной нагрузки в бассейне реки Чумыш // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2018. № 6. С.28-38.
15. Скорняков В.А. Учет распределения природных факторов и антропогенных нагрузок при оценке качества воды в реках // Проблемы гидрологии и гидроэкологии. 1999. Вып. 1. С. 238-261.
16. Скрипко В.В., Пестерева Н.Н. Современная территориальная структура природопользования Заринского муниципального района (Алтайский край) // География и природопользование Сибири, 2010. № 12. С. 139-154.
17. Социально-правовые механизмы природопользования (Анализ концепций и подходов): Аналит. обзор / Ю.Г. Марков, В.Н. Турченко, Е.А. Чиркин, С.А. Юрков; РАН Сиб. отделение. ГПНТБ; Ин-т философии и права. Новосибирск, 1995. 150 с.
18. Ясинский С.В. Формирование гидрологического режима водосборов малых равнинных рек: автореф. дис. ... д-ра геогр. наук. М.: Институт географии РАН, 2009. 52 с.
19. Altajskij kraj: Atlas // Atlas of Altai Krai. Vol. 1, 1978. Barnaul, 151 p.
20. Falkenmark M., Lundqvist J., Widstrand C. Macro-scale Water Scarcity Requires Micro-scale Approches: Aspects of Vulnerability Semi-arid Development // Natural Resources Forum, 1989. V. 13. № 4. P. 258-267.
21. Shiklomanov I.A. The dynamics of river water inflow to the Arctic Ocean // The Freshwater Budget of the Arctic Ocean. Dordrecht. The Netherlands, Kluwer Academic Publishers, 2000. p. 281-297.
