«ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по Договору № №020/009 от 12 мая 2009 (итоговый) (проект ПРООН/ГЭФ 00047701 Сохранение биоразнообразия водно-болотных угодий Нижней Волги. Компонента 2 Укрепление ...»

Основными параметрами гидрологического режима, определяющими условия сохранения биоразнообразия Нижней Волги, являются продолжительность половодья, даты наступления его фаз, интенсивность изменения уровня воды на подъеме и спаде половодья, высота уровней и значения расходов воды на пике половодья, температуры воды и интенсивность их изменения в период половодья. Для всех перечисленных параметров рассчитаны средние значения за периоды естественного и зарегулированного режима стока. Анализ результатов показал, что особое внимание следует обратить на последние 20 лет – период 1991-2010гг. В этот период зафиксированы значительные изменения всех перечисленных характеристик, обусловленные как естественными климатическими изменениями и общим увеличением стока воды в бассейне Волги, так и изменениями в режиме регулирования.

гидрологических наблюдений на двух гидрологических постах – г/п г.Волгоград, характеризующий условия в вершине Волго-Ахтубинской поймы, и г/п с.Верхнее Лебяжье, характеризующий условия в вершине дельты Волги.

В табл. 11, 12 цветом выделены параметры гидрологического режима, подвергшиеся наибольшим изменениям в период зарегулированного режима, анализ показал, что максимальные изменения по обоим рассматриваемым участкам произошли на фазе подъема половодья.

Основные параметры гидрологического режима Нижней Волги в створе г.Волгограда в 1936-1957гг. (естественный режим) и 1961-2009гг.

Характеристика Параметр ный режим ность половодья и его фаз Даты наступления характерных фаз половодья Характерные отметки уровня воды в половодье Характерные расходы воды в половодье Интенсивность изменения уровня Амплитуда изменения уровня Характерные температуры воды в половодье Амплитуда изменения температуры воды Сумма температур воды в половодье Продолжительность периода половодья в вершине ВАП сократилась с 95 дней в период естественного режима до 64 дней в зарегулированных условиях (табл. 11), причем основное сокращение произошло на фазе подъема половодья (рис. 14) – ее продолжительность уменьшилась на дней (практически в 2 раза). Продолжительность фазы спада половодья уменьшилась в среднем на 12 дней.

Основные параметры гидрологического режима Нижней Волги в створе с. Верхнее Лебяжье в 1936-1957гг. (естественный режим) и 1961-2009гг. (зарегулированный режим).

Характеристика Параметр ный режим ность половодья и его фаз Даты наступления характерных фаз половодья Характерные отметки уровня воды в половодье Характерные расходы воды в половодье Интенсивность изменения уровня Амплитуда изменения уровня Характерные температуры воды в половодье Амплитуда изменения температуры воды Сумма температур воды в половодье Верхнее Лебяжье Продолжительность периода половодья в вершине дельты Волги сократилась с 108 дней в период естественного режима до 74 дней в зарегулированных условиях (табл. 12), причем основное сокращение произошло на фазе подъема половодья (рис. 15) – ее продолжительность уменьшилась на 22 дня. Продолжительность фазы спада половодья уменьшилась в среднем на 12 дней.

Рис.14. Продолжительность фазы подъема половодья на Нижней Волге в створе г.Волгограда и средние значения по периодам. 1936-2009 гг.

Рис.15. Продолжительность фазы подъема половодья в вершине дельты Волги в створе с.Верхнее Лебяжье и средние значения по Необходимо подчеркнуть, что в вершине ВАП дата начала половодья в зарегулированных условиях – 18.IV – практически не изменилась по сравнению с естественными условиями – 19.IV, лишь в последние 20 лет, в 1991-2009 гг., начало половодья наблюдается в среднем 16.IV. Пик половодья в зарегулированных условиях в среднем наблюдается 11.V, а в 1991-2009гг. – 9.V, что на 20 дней раньше, чем в естественных условиях (рис.16). Аналогичные изменения произошли в вершине дельты Волги (рис.17, табл.12).

Такое значительное изменение одного из важнейших параметров половодья влечет за собой изменения других параметров, в том числе интенсивности роста уровня и температуры воды на фазе подъема половодья, которые во многом определяют состояние экосистем Нижней Волги.

Рис.16. Дата наступления пика половодья на Нижней Волге в створе г.Волгограда и средние значения по периодам. 1936-2009 гг.

Рис.17. Дата наступления пика половодья в вершине дельты Волги в створе с.Верхнее Лебяжье и средние значения по периодам.

Характерные отметки уровня воды в период половодья по данным г/п г.Волгоград в 1961-2009гг. снизились в среднем на 0,65м по сравнению с периодом естественного режима (табл.11). Это снижение во многом обусловлено интенсивным размывом русла в нижнем бьефе Волжской ГЭС, что отмечено в ряде работ [1, 5, 8, 9]. Совмещенные кривые связи уровней по г/п г.Волгоград и расходов воды (сбросов) в нижний бьеф ГЭС в период зарегулированного режима за 1961, 1980 и 2009гг. (рис.18) показывают, что если в первые десятилетия эксплуатации ГЭС снижение уровней воды при соответственных расходах фиксировалось лишь в меженных условиях, то в последние годы это снижение стало проявляться по всей амплитуде колебаний расходов воды.

В меженных условиях, при соответственных расходах воды Q= м3/с, снижение уровня воды к 2009г. достигло 1,5м по сравнению с 1960-ми годами. Для компенсации и поддержания меженных уровней воды в нижнем бьефе ГЭС, в районе г.Волгограда, обеспечивающих нужды транспортной, коммунальной и других отраслей хозяйства, в последние лет расходы воды в предполоводный период повышены в среднем на 30по сравнению с периодом 1961-1990гг. (табл.11).

На пике половодья при Q=25000-27000 м3/с уровни по г/п г.Волгоград снизились на 0,3-0,4 м по сравнению с началом периода зарегулированного стока (рис.18). Это приводит к уменьшению поступления воды в русло Ахтубы и в истоки основных водных трактов Волго-Ахтубинской поймы на пике половодья и, как следствие, к устойчивому снижению обводнения территорий поймы в пределах Волгоградской области. Отметки уровня и расходы воды на пике половодья и в конце половодья снизились в зарегулированных условиях на 10-13% по сравнению с естественными условиями.

Рис.18. Кривые связи отметок уровня воды по данным г/п г.Волгоград (Z, м БС) и сбросов в нижний бьеф Волжской ГЭС (Q, м3/с) в 1961, Наиболее значительным изменениям, имеющим огромное значение для биоценозов Нижней Волги, подверглась интенсивность роста уровня воды на фазе подъема половодья (Int, см/сутки) [3, 4]. За счет раннего продолжительности фазы подъема и увеличения амплитуды роста уровня воды в этот период в зарегулированных условиях значение параметра Int по данным г/п г.Волгоград (рис.19) увеличилось более чем в 2 раза – с 15,34 см/сутки до 32,95 см/сутки (табл.11). По данным г/п с.Верхнее Лебяжье значение параметра Int увеличилось с 7,88 см/сутки в естественных условиях до 11,79 см/сутки в зарегулированных условиях (табл.12, рис.20).

Рис.19. Интенсивность роста уровня воды по г/п г.Волгоград (Int, см/сутки) и средние значения по периодам. 1936-2009 гг.

Рис. 20. Интенсивность роста уровня воды в вершине дельты Волги в створе с.Верхнее Лебяжье (Int, см/сутки) и средние значения по Неестественно быстрое повышение уровня и расхода воды в короткий срок не обеспечивает постепенного прогрева воды, равномерного поступления воды в мелкую русловую сеть и водоемы Волго-Ахтубинской поймы, нарушает условия развития флоры и фауны Нижней Волги.

наблюдений на Нижней Волге и данных дистанционного зондирования Земли из космоса позволил выделить на фазах подъема и спада половодья несколько характерных периодов, от продолжительности которых зависит обводнение территорий [4, 6]. Последовательный переход от периода к периоду фиксируется по изменению среднесуточных значений параметра интенсивности Int изменения (роста или спада) уровня воды.

Рис. 21. Среднесуточные отметки уровня воды (Z, м БС) и среднесуточные значения интенсивности изменения уровня воды (Int, м/сутки) по г/п г.Волгоград в период половодья 1952г. (черный цвет) и 1997г. (красный цвет), N-порядковый номер дня.

На рис. 21 показан ход уровня воды в период половодья в естественных (1952г.) и в зарегулированных (1997г.) условиях по данным г/п г.Волгоград и изменение интенсивности роста и спада уровня.

Эти два года выбраны для сравнения, поскольку продолжительность половодья и амплитуда изменения уровня в 1952 и 1997гг. близки. В начале половодья, когда идет наполнение русловой сети, параметр Int растет быстро, затем происходит резкое снижение интенсивности роста уровня, которое говорит о начале выхода воды на пойму и начале заливания. На пике половодья - от 2-5 до 2-30 дней - значение интенсивности изменения уровня может быть близко к нулю, т.е. уровни воды на данном гидрологическом посту не изменяются. На спаде половодья также отмечается период незначительного изменения интенсивности, который соответствует сходу воды с пойменных территорий, начало резкого роста параметра характеризует прекращение пойменного стока и сосредоточение его в русловой сети. На рис.21 хорошо видны существенные изменения, произошедшие на фазе подъема половодья.

Сокращение фазы подъема половодья и двукратное увеличение значения параметра приводит к значительному сокращению продолжительности периода затопления и стояния высоких вод на пойменных территориях Нижней Волги – одного -из важнейших факторов, обеспечивающих сохранение биоразнообразия этого региона.

Необходимо подчеркнуть, что в последние 20 лет (1991-2009 гг.) зафиксировано значимое снижение интенсивности роста уровня на фазе подъема половодья (рис.19, 20, табл.11, 12).

Одной из характеристик гидрологического режима, определяющих экологические условия Нижней Волги, является межгодовая изменчивость параметров на пике половодья. В естественных условиях расходы воды, высота уровня и продолжительность заливания пойменных территорий менялись от года к году в широких пределах, обеспечивая условия для зарегулированных условиях максимальные значения уровней и расходов приближены к общему среднему значению, лишь в годы с экстремально низким или экстремально высоким стоком эти величины отклоняются (рис.22).

Рис.22. Отметки уровня воды (Z, м БС) на пике половодья по г/п г.Волгоград и средние значения по периодам. 1936-2009гг.

Дисперсия значений Z на пике половодья в вершине ВАП (г/п г.Волгоград) уменьшилась в три раза - с Dz=1,01 в естественных условиях до Dz=0,36 в зарегулированных. Отметим, что из ряда наблюдений 1961гг. для расчета дисперсии в зарегулированных условиях был исключен 2006г. В 2006г. отметка уровня воды на пике половодья была искусственно занижена и составила Z2006= -5,87мБС, что является абсолютным зафиксированы для значений максимальных расходов воды на пике половодья, дисперсия этих величин снизилась с DQ=74,5 в естественных гидрологического режима могут привести в ближайшем будущем к деградации тех растительных сообществ, для существования которых необходимо чередование многоводных и маловодных лет.

Для развития биоценозов Нижней Волги важнейшим параметром гидрологического режима является температура воды в период половодья.

На основе данных наблюдений на г/п г.Волгоград и г/п с.Верхнее Лебяжье проведен анализ изменений характерных значений температуры и рассчитаны суммы температур воды в период половодья в естественных и зарегулированных условиях (табл.11, 12). Температура воды в русле Волги в вершине ВАП (г/п г.Волгоград) в начале половодья увеличилась с +2,66С в естественных условиях до +3,44С в зарегулированных (рис.23).

зарегулированных условиях в межень вода поступает в нижний бьеф Волжской ГЭС только через водозаборы турбин, которые расположены в нижней части плотины. Зимой и в начале весны, сразу после очищения ото льда, температура воды в придонном слое водохранилища выше, чем на поверхности.

Данные г/п с.Верхнее Лебяжье, расположенного в вершине дельты Волги, значительно южнее г/п г.Волгоград, показали (табл.12), что среднее значение температуры воды на дату начала половодья увеличилось с +4,62С в естественных условиях до +7,51С в зарегулированных (табл.12, рис.16).

Рис.23. Температура воды на дату начала половодья по г/п г.Волгоград и средние значения по периодам. 1936-2008 гг.

Рис.24. Температура воды на дату начала половодья в вершине дельты Волги в створе с.Верхнее Лебяжье и средние значения по периодам.

В естественных условиях среднее многолетнее значение температуры воды на пике половодья по данным г/п г.Волгоград составляло +14,76С, амплитуда роста температуры воды на подъеме половодья в вершине ВАП – 12,10С. В зарегулированных условиях температура на пике половодья поднимается в среднем до +8,59С (рис.25), а амплитуда роста температуры составляет всего 5,15С, сумма температур на подъеме половодья по данным г/п г.Волгоград снизилась с 344 до 138 градусов (табл.11).

Рис.25. Температура воды на пике половодья по г/п г.Волгоград и средние значения по периодам. 1936-2008 гг.

Аналогичные изменения произошли и в вершине дельты Волги (табл.12, рис.26). Среднее значение температуры воды на пике половодья снизилось с +18,40С до +14,07С, амплитуда изменения температуры снизилась с 13,78С до 6,56С.

интенсивности роста уровня вода в этот период не успевает прогреваться.

Поэтому теплозапас на фазе подъема в зарегулированных условиях в 2,0раза ниже, чем в естественных. Такое снижение теплозапаса и амплитуды температуры на фазе подъема половодья не может не сказываться на темпах развития живых организмов и растений, связанных с водой.

Рис.26. Температура воды на пике половодья в вершине дельты Волги в створе с.Верхнее Лебяжье и средние значения по периодам.

В естественных условиях температура воды в конце половодья по г/п г.Волгоград достигала +22,54С, а теплозапас за период половодья составлял 1417 градусов. В зарегулированных условиях к концу половодья вода успевает прогреться лишь до +18,39С, что на 4,15С ниже, теплозапас в 1961-2008гг. в целом за половодье составляет 711 градусов, что в 2 раза ниже, чем в естественных условиях (рис.27).

Рис.27. Сумма температур воды (теплозапас) за период половодья по г/п г.Волгоград и средние значения по периодам. 1936-2008 гг.

Рис.20. Сумма температур воды (теплозапас) за период половодья в вершине дельты Волги в створе с.Верхнее Лебяжье и средние значения В вершине дельты Волги теплозапас за период половодья снизился с зарегулированных (табл.12, рис.28).

Столь значительные изменения температурного режима Нижней Волги происходят главным образом вследствие изменений основных параметров гидрологического режима на фазе подъема половодья в зарегулированных условиях.

Анализ многолетней изменчивости стока Нижней Волги в створе г.Волгограда показал, что при практически равных среднемноголетних значениях, годовой сток Волги в зарегулированных условиях характеризуется меньшей амплитудой межгодовых колебаний и, соответственно, меньшей величиной стандартного отклонения, по сравнению с естественным режимом.

Значительно изменилось внутригодовое распределение стока. В зарегулированных условиях объем стока за апрель-июль уменьшился на 30%, а объем стока за декабрь-март вырос более чем в два раза по сравнению с естественными условиями, объем стока за август-ноябрь вырос на 14%.

Зафиксировано значимое снижение межгодовой изменчивости важнейших параметров – уровней и расходов воды на пике половодья, что является закономерным следствием и одной из основных целей регулирования.

Анализ параметров половодья в естественных и зарегулированных условиях показал, что в наибольшей степени изменения затронули фазу подъема. Если продолжительность периода половодья в целом сократилась с 95 дней в период естественного режима стока до 64 дней в зарегулированных условиях, то продолжительность фазы подъема уменьшилась в два раза.

Отмечено, что практически неизменной осталась дата начала половодья, при этом пик половодья стал наступать раньше на 20 суток, что приводит к более раннему заливанию пойменных массивов. Сокращение продолжительности фазы подъема привело также к резкому увеличению интенсивности роста уровня воды и, как результат, к изменению термического режима Нижней Волги. Температура воды на пике половодья снизилась на 40%, амплитуда роста температуры - на 60%. Теплозапас в период половодья снизился на 50%, причем на фазе подъема половодья снижение составило 60%.

Отмеченные изменения параметров гидрологического режима Нижней Волги являются прямым следствием зарегулирования стока Волжской ГЭС. Изменение важнейших параметров половодья весьма значительны и влекут за собой изменения в условиях весеннего развития биоценозов Нижней Волги.

Необходимо подчеркнуть, что в последние 20 лет зафиксированы положительные тенденции в изменении параметров регулирования, которые, по нашему мнению, являются прямым следствием представления согласованных требований Калмыкии. Волгоградской и Астраханской областей на заседаниях Межведомственной оперативной группы по регулированию режимов работы водохранилищ Волжско-Камского каскада.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Атлас русловой морфодинамики Нижней Волги (Волгоград – Астрахань). Под ред. В.Н. Коротаева, Д.Б. Бабича, Р.С. Чалова. М. Изд-во Московского университета, 2009. 232 с. илл.

2. Гидрологический ежегодник. Том 4, Вып. 4, 8-9. 1936-1989гг.

3. Горелиц О.В. Характеристика уровенного режима дельты Волги в период половодья. "Водные ресурсы", 1994, т.24, №4, Издательство МАИК Наука, Москва, С. 457-462.

4. Горелиц О.В., Землянов И.В. Исследование сезонных процессов в устьевой области Волги с использованием данных дистанционного зондирования. "Водные ресурсы", 2005, т.32, №3, Издательство МАИК Наука, Москва, С. 261-273.

морфометрических характеристик русла при планировании мероприятий по водообеспечению территорий Нижней Волги. // Сборник докладов Международной конференции « Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях». 4-5 июня 2008 г. Москва. С.306-307.

6. Землянов И.В., Горелиц О.В. Основные задачи реализации мониторинга водных объектов Нижней Волги.// В сб.: Водные ресурсы Волги: настоящее, будущее, проблемы управления. Издательство АГУ.

Астрахань. 2008. С.132-146.

7. Линдберг Ф.Н. Характеристика режима уровня воды дельты р.Волги в условиях зарегулированного стока. // Сборник трудов Астраханской ГМО. вып. 1. Ростов-на-Дону. 1970. С.16-43.

8. Мажбиц Г.Л., Буланов Е.П. Изменение положения кривой связи расходов и уровней воды и русловые процессы в нижнем бьефе Волжской ГЭС. // В сб.: Водные ресурсы Волги: настоящее, будущее, проблемы управления. Издательство АГУ. Астрахань. 2008. С.232-240.

9. Нижняя Волга: геоморфология, палеогеография и русловая морфодинамика (под ред. Г.И. Рычагова и В.Н. Коротаева). М.: ГЕОС, 2002. 242 с.

Волгоградского водохранилища на р.Волге. Москва, 1983. 36стр.

11. Поляков Б.В.. Гидрологические исследования Нижней Волги. М.Л., Госстройиздат, 1938. 160 с.

3.5. Оценка современного гидрологического режима и баланс стока воды на проектных территориях Нижней Волги.

зарегулирования стока на гидрологический режим проектных территорий ВАП и ЗПИ - были проведены циклы специализированных экспедиционных работ в период половодья. Кроме материалов работ 2009-2010гг. для анализа распределения стока привлечены данные, полученные коллективом исполнителей в предыдущие годы, в рамках работ на ранних стадиях подготовки и реализации Проекта ПРООН/ГЭФ «Сохранение биоразнообразия Нижней Волги».

Изучение характера распределения стока воды на проектных территориях – один из основополагающих аспектов в составе гидрологических, гидрографических и экологических исследований. Поэтому работам по измерению расходов воды и составлению схем распределения стока по водотокам, обеспечивающим обводнение проектных территорий, уделено большое внимание. Экспедиционные гидрометрические работы на проектной территории ВАП проводились специалистами ГОИНа совместно с коллективом ВОЛГУ под руководством О.В.Филиппова, работы на проектной территории ЗПИ проводились коллективом Астраханского ЦГМС под руководством Л.Г.Синенко в 2008-2010г. Для анализа использованы также материалы, полученные этими коллективами в последние 10 лет.

ПРОЕКТНАЯ ТЕРРИТОРИЯ ВАП

Экспедиционный отряд ГОИНа совместно с ВОЛГУ провел комплексные исследования распределения стока в период половодья («весенний спецпопуск») на проектной территории ВАП. В соответствии с Временными правилами эксплуатации Волжской ГЭС в период «весеннего спецпопуска» не происходит внутрисуточного регулирования. Поэтому в период максимальных сбросов Q=26000-28000 м3/с на пике половодья («сельскохозяйственная полка»), продолжительность которых составляет 7-10сут., и в период продолжительностью 20-30 сут., уровни воды и скорости течения практически не изменяются. Параметры движения потока в этот период наиболее близки к параметрам квазиустановившегося движения. Для проведения работ по измерению расходов воды в целях получения балансовых оценок притокаоттока на исследуемой территории наличие периодов квазиустановившегося движения является архиважным. Именно в этих условиях были приурочены гидрометрические работы 2008-2010гг.

В 2008г. работы проводились в период стояния расходов воды Q=17000м3/с («рыбохозяйственная полка»), в 2010г. – на пике половодья в квазиустановившихся условиях, когда расходы воды (сбросы ГЭС) к моменту проведения гидрометрических работ не изменялись в течение 5-7 суток.

Для оценки баланса стока расходы воды были измерены по длине русла Ахтубы от истока до моста в г.Ленинск, в истоках отводящих водотоков и на замыкающих створах вдоль южной трансекты Ленинск-Покровка.

Использование современных доплеровских измерителей скоростей течений и расходов воды ADP “SonTek RiverSurveyor” позволяет проводить такие масштабные работы в течение 2-3 дней, что дает возможность получать в квазиустановившихся условиях практически мгновенную картину распределения стока по водотокам и его баланса на проектной территории.

Поэтому проведенные работы и полученные результаты имеют важное методическое, теоретическое и практическое значение.

Необходимо подчеркнуть, что выполнение такого объема работ в столь сжатые сроки было бы невозможно без тесного сотрудничества с ГУ «ПП ВАП», который предоставил для работы плавсредства, транспорт и сопровождающих специалистов.

Для проведения учета стока на территории ВАП были намечены гидростворов, позволяющих замкнуть баланс без значимых инструментальных потерь. На рис. 29 приведена общая схема расположения гидростворов на проектной территории ВАП в 2008-2010 гг.

Рис. 29. Схема расположения гидростворов для измерений расходов воды на проектной территории ВАП в 2008-2010 гг.

Для исследования распределения стока и составления схемы баланса стока на территории ВАП измерения расходов воды проводились в русле Ахтубы выше и ниже истоков основных отводящих водотоков, и в истоках самих водотоков. На рис. 30 и 31 приведены примеры расположения гидростворов при измерении расходов воды в истоках отводящих водотоков.

На рис.31 показано, как значительно увеличилась ширина реки за счет заливания пойменных территорий при высоких уровнях воды на пике половодья 2010г.

Рис. 30. Схема расположения гидростворов для измерений расходов воды в районе истока ер. Старая Ахтуба в 2008-2010 гг.

Рис. 31. Схема расположения гидростворов для измерений расходов воды в Результаты измерений расходов воды на проектной территории ВАП в мае 2008 (сброс ГЭС – 17000 м3/с) и в мае 2010 (сброс ГЭС – 27000 м3/с).

№ п/п Гидроствор Для повышения точности результатов на каждом гидростворе измерения расходов воды проводились от 2-х до 6-и раз. В табл.13 приведены результирующие осредненные величины, полученные после обработки и анализа всех материалов полевых работ.

Данные табл.13 показывают, что на пике половодья для водообеспечения территорий ВАП из русла Ахтубы по основным отводящим водотокам уходит до 700 м3/с. В период стояния «рыбохозяйственной полки» величина суммарного гидрометрически учтенного стока снижается до 170 м3/с – более чем в 4 раза!

Это соотношение показывает, что для обводнения проектного участка ВАП расходы воды (сбросы ГЭС) на уровне Q=17000 м3/с не имеют большого значения. При таких расходах многие отводящие водотоки в районе трансекты Ленинск-Покровка уже теряют гидравлическую связь с основным руслом, сток в них прекращается, или направлен в обратную сторону.

На пике половодья, в условиях максимальных сбросов Q=27000м3/с в течение 5-7 суток, зафиксирован рост расходов воды по отводящим водотокам, но в этот период он еще не достигает своих максимальных значений (табл.13).

По ер.Булгаков, например, в 2010г. на пике половодья зафиксирован расход воды 32 м3/с, который в 2 раза меньше, чем на «рыбохозяйственной полке» в 2008г. – 65 м3/с. Этот факт говорит о том, что на фазе подъема половодья в результате крайне быстрого роста уровней и расходов воды в магистральных руслах Волги и Ахтубы русловая сеть ВАП не успевает заполниться. К моменту завершения максимальных сбросов на пике половодья вода только начинает поступать в отводящие водотоки. За счет очень короткого стояния максимальных расходов (7-9 суток) и последующего быстрого спада в водотоки ВАП успевает поступить весьма незначительные объемы стока, недостаточные для обводнения территорий.

На основе полученных экспедиционных материалов 2008-2010гг.

составлены две балансовые схемы – для русла Ахтубы на участке исток – г.Ленинск (рис.32а,б), и для проектной территории ВАП до трансекты ЛенинскПокровка (рис.33а,б).

Рис.32а. Схема баланса стока в русле Ахтубы на участке исток – г.Ленинск Рис.32б. Схема баланса стока в русле Ахтубы на участке исток – г.Ленинск В условиях «рыбохозяйственной полки» Q=17000 м3/с в исток Ахтубы поступает около Q=1150 м3/с. Измерения расходов воды в истоках четырех основных отводящих водотоков показали, что суммарный отток в ВАП составил 169 м3/с. Здесь необходимо отметить, что если ерики Ст.Ахтуба, Бугроватый и Бугай при сбросах ГЭС Q=17000 м3/с продолжают активно работать и отводить воду на территорию поймы, то ерик Проран уже практически полностью теряет свое транзитное значение (на схеме это показано коричневым цветом стрелки, в отличие от голубого цвета активно работающих водотоков). Сток в истоке ер.Проран минимальный (Q=10 м3/с). Опрос местных жителей показал, что при небольшом снижении уровня воды в Ахтубе ер.Проран уже работает в обратную сторону – т.е. отводит воду с поймы. На основе этих материалов можно сделать вывод о том, что для обводнения нижнего участка проектной территории ВАП «рыбохозяйственная полка» с расходами воды Q=17000 м3/с играет весьма незначительную роль.

Для оценки баланса стока собственно проектной территории ВАП проведены специальные измерения расходов воды на трансекте Ленинск – Покровка и по Каширинскому водному тракту. На схеме (рис.33а,б) коричневым цветом показаны водотоки, которые в момент проведения работ уже не имели постоянной гидравлической связи основными водными трактами, течение в них практически не наблюдалось, либо оно было направлено в обратную сторону.

Расход воды в истоке тракта (ер.Ст.Ахтуба) в 2008г. составил 88 м3/с, а в 2010г. – 210м3/с. Расход, измеренный в ер.Булгаков на трансекте ЛенинскПокровка составил 65 м3/с и 32 м3/с соответственно. Подчеркнем, что работы проводились в период свободного прохода воды по всей длине тракта (происходил свободный перелив через гребень водослива в верховьях и не были закрыты шандоры Булгаковской плотины в низовьях).

Эти данные показывают, что основной тракт ВАП на пике половодья забирает значительный сток в истоке, который расходуется на заполнение более мелких водотоков и пойменных водоемов ниже по течению. В период стояния рыбохозяйственной полки по тракту добегает значительный объем стока, который может быть использован на обводнение окружающих территорий.

После перекрытия плотины в низовьях тракта и осыхания порога водослива в истоке в водотоке будет аккумулирован большой запас воды на период летней межени.

Анализ результатов гидрометрических работ на замыкающей трансекте ВАП показал, что в условиях половодья 2008 г. при продолжительности стояния максимальных сбросов (более 27000 м3/с) на пике – 9 суток, произошло заполнение пойменных водоемов и водотоков. В период проведения полевых работ (10-16 мая 2008 г.), при сбросах ГЭС Q=17000 м3/с водотоки в районе трансекты Ленинск-Покровка пропускали суммарный расход 185 м3/с, что превышает суммарный расход, полученный по истокам основных питающих ериков. Этот факт говорит о том, что активное обводнение поймы при сбросах ГЭС Q=17000 м3/с заканчивается, по водотокам низовьев добегает вода, поступившая в пойму ранее. На пике половодья 2010 г. расход воды через трансекту достигал 330 м/с, что в 2 раза меньше суммарного расхода, зафиксированного в истоках отводящих водотоков. Очевидно, что 300-350 м3/с на пике половодья расходуется на заполнение пойменных водоемов и водотоков. Чем дольше продолжается «сельскохозяйственная полка» c Q>27000м3/c, тем более равномерно заполнится водой территория ВАП.

На «рыбохозяйственной полке» 2008г. на пойме была зафиксирована активная сработка паводковых вод с затопленных территорий. В процессе работ выявлены водотоки, активно отводящие воду (Булгаков, Калинин, Лопушок), и водотоки, потерявшие связь с поймой, сток по которым уже прекратился (Марченко, Беляевский, Лемяшиха). Отмечены водотоки, в которых могут наблюдаться как прямые, так и обратные течения, связанные с незначительными колебаниями уровня воды (Боярский, Гусиный, Огибной).

Рис. 33а. Схема баланса стока на проектной территории ВАП, 2008 (сброс ГЭС Q=17000 м3/с) Рис. 33б. Схема баланса стока на проектной территории ВАП 8-9.05.2010 (сброс ГЭС Q=27000 м3/с)

ПРОЕКТНАЯ ТЕРРИТОРИЯ ЗПИ

На проектной территории ЗПИ специализированные работы по учету стока и измерению расходов воды регулярно с начала 2000-х гг. проводит Астраханский ЦГМС под руководством Л.Г.Синенко. Для контроля притока-оттока в ильмени в период половодья открыто 19 временных гидростворов, на которых несколько раз в период половодья проводятся измерения расходов воды вертушкой ГР-21 и поплавками (на каждом створе измерено 5-8 расходов). Измерения проводятся с мостов вдоль трассы Астрахань-Оля. Список водотоков, на которых проводились наблюдения, приведен в таблице 14, схема расположения гидростворов показана на рис.34 (пункты с номерами 11-27). Некоторые створы расположены очень близко друг к другу, поэтому на схеме они обозначены одним значком.

Рис. 34. Схема расположения временных гидростворов АЦГМС для измерений расходов воды на проектной территории ЗПИ.

Список временных гидростворов АЦГМС для измерений расходов Наблюдения над уровнями воды в западных подстепных ильменях проводились АЦГМС под руководством Л.Г.Синенко в период половодья 2005-2007 гг. на режимных водпостах Росгидромета и на временных постах. На рис. 35 приведен пример хода уровней воды в период половодья на основных водпостах: Верхнее Лебяжье, Астрахань, Икряное.

На рис.36а-г приведены примеры хода уровня воды в 2005-2007 гг. на различных участках ЗПИ.

IKRYANOE

Рис.35. Ход уровня воды в период половодья Анализ данных наблюдений над уровнями воды в западных подстепных ильменях, выполненных в период половодья 2005-2007 гг., позволил определить некоторые характерные особенности уровенного режима исследуемого района.

-23. -23. -24. -24. -24. -24. -24. -25. Рис.36. Ход уровня воды в период половодья в ильменях (2005-2007гг.) Начало повышения уровней воды в период половодья в западных ильменях происходит позже, по отношению к питающим ильмени водным уровней воды в западных ильменях (по отношению к гидрологическому посту Астрахань) были на 5-13 суток позже, а в 2007 г. на 2-17 суток.

Причиной этому является различия в дальности ильменей от Волги и Бахтемира; достаточно слабая руслопроводящая сеть; обособленность многих ильменей; заносимость и зарастаемость русел водотоков, малоэффективная работа существующих гидротехнических сооружений, несвоевременная разваловка земляных валов и дамб. В определенные годы начало повышения уровней воды может быть и более поздним, например;

в маловодном 2006 г. повышение уровня воды в ильмене Япрак у с.

Линейное началось месяц спустя повышения уровня воды по г/п Астрахань.

Важной характеристикой уровенного режима является наступление территории. В районе ЗПИ максимальные половодные уровни воды наступают с заметным опозданием. В окраинных ильменях разность в датах может достигать трех и более недель.

половодные воды в последние годы не поступают. Данными наблюдений 2006-2007 гг. установлено, что с момента начала половодья и до наступления его пика половодные воды не достигли окраинных ильменей у населенных пунктов Буруны и Михайловка. Такое явление объясняется длительным временем добегания волны половодья в силу различных гидролого-морфологических характеристик водных объектов на территории западных подстепных ильменей, а также техногенного воздействия на территории исследуемого района. Не следует забывать, что самотечное поступление половодных вод в западные ильмени по большинству водных трактов происходит лишь при переходе уровня воды (по посту Астрахань) через абсолютную отметку -23.50 мБС.

половодья как продолжительность стояния максимальных уровней воды.

По данным наблюдений на отдельных ильменях в 2007 г. она колебалась от 2 до 5 суток. На спаде половодья многие водотоки, соединяющие ильмени, перегораживаются земляными дамбами и уровень воды в них остается длительное время стабильным, за исключением потерь воды на испарение и транспирацию. По данным наблюдений 2006 г., в ильменях Садовый, Япрак продолжительность стояния высоких уровней воды (с колебаниями в пределах 5 см) составила от 19 до 25 суток. В 2007 г., после прохождения пика половодья, уровни воды с колебанием 1-10 см наблюдались: на ильмене Шушай (с. Курченко) – 36 дней; протоке Кунькунинский (с. Камышово) – 40 дней; ильмене Передний Хатын (с.

Караванное) – 35 дней; только после 20 июня 2007 г. начался процесс понижения уровней воды, имеющий на отдельных водных объектах, весьма интенсивный характер.

Представляет интерес вопрос об интенсивности повышения уровней воды на подъеме половодья. Данные наблюдений в 2005-2007 гг. над уровней воды на ряде ильменей показывают, что по мере более западного расположения водных объектов интенсивность повышения уровней воды уменьшается в 2-19 раз. В качестве примера, приведем сведения о средней интенсивности повышения уровня воды на различных водных объектах в 2007 г.: р. Волга – г. Астрахань – 9.4 см/сутки; ильмень Шушай – с.

Курченко – 2.0 см/сутки; проток Кунькунинский – с. Камышово – 5. см/сутки; ильмень Передний Хатын – с.Караванное 0.5 см/сутки.

Наиболее важный вопрос гидрологического режима западных подстепных ильменей заключается в исследовании дальности проникновения половодных вод в западном направлении. В этой связи, выполненные ГОИН и ГУ «Астраханский ЦГМС» нивелирования горизонтов воды малоисследованных ильменей, дают дополнительную информацию об уровенном режиме западных ильменей. К сожалению, разреженная сеть государственных реперов, не позволяет привести некоторые данные нивелирования к абсолютным отметкам. Между тем, даже информация об уровнях воды в условных отметках, дает возможность (по оценке приращения уровня воды) судить о дальности проникновения половодных вод вглубь территории западных подстепных ильменей.

Источниками естественного поступления и оттока воды служат протоки, отделяющиеся от Волги и Бахтемира: Каньга, Малая Дарма, Дарма, Ножевский, проток у с. Красные Баррикады, Бертюль, Алгаза, проток у с. Бахтемир, проток у пос. Зверева, Хурдун, Икрянка, Верхний, Бирючий, Бушма, Данилин, Копьев, проток в 0.5 км к северу от протока Таранхол, Таранхол, а также протоки Три ерика и Арбузный.

Наибольший абсолютный и относительный приток воды в западные ильмени в половодье происходит по протоку Хурдун. Далее по водности следуют протоки Бертюль, Ножевский; последующие по водности являются Верхний или Дарма в зависимости от объема половодья.

На основании многолетних наблюдений установлено, что процесс притока-оттока воды в западные ильмени носит чрезвычайно сложный характер. Имеет место разнонаправленность течения в различные фазы гидрологического режима. Смена направления течения обусловлена различными факторами: 1) работой водорегулирующих сооружений (типа шлюзов, затворов); 2) перекрытием русел водотоков временными земляными дамбами; 3) направлением и скоростью ветра; 4) разными уклонами водной поверхности между водными объектами в районе западных ильменей и рукава Бахтемир.

В процессе исследований установлены основные закономерности в поступлении объема воды в ильмени: чем больше объем половодного стока, тем меньше долевой сток присущ протокам Хурдун, Бертюль, Верхний, Ножевский. Данное явление следует объяснять тем, что по мере увеличения объема стока, поступающего в западные, начинают принимать участие в пропуске половодных вод мелкие протоки.

При любом объеме стока наибольший отток стока воды происходит по протоку Три ерика; затем по водности следует Таранхол, Данилин, Арбузный. В конце спада половодья достаточный отток наблюдается по протокам Бертюль (4-10%), Бирючий (0.5-3.0%), Бушма (1.0-3.0%). При увеличении отточного стока уменьшается долевой сток протока Три ерика в силу начала пропуска вод из ильменей по другим протокам.

направлении автомобильные дороги (рис.37):

1) Астрахань – Линейное;

2) Икряное – Басы;

3) Оля – Лиман – Зензели.

Дороги делят названную территорию ЗПИ на три участка:

• северный участок, расположенный севернее дороги Астрахань Астрахань – Линейное и дорогой Икряное – Басы;

• южный – между дорогой Икряное – Басы и дорогой Оля – В меридиональном направлении водообмен между участками практически отсутствует. Между тем, информация о приточности – отточности стока воды на этих участках представляет практический интерес.

Территория северного участка заливается водами протоков Каньга, Малая Дарма, Дарма; отток воды из этого участка незначительный, т.к. в их истоках имеются шлюзы или затворы. По руслам протоков от Ножевского до протока у пос. Зверева поступает вода Бахтемира на второй участок; на спаде половодья начинается отток стока. Водные объекты третьего участка заполняются водами ряда протоков от Хурдуна до Таранхола; по протокам Три ерика и Арбузный происходит отток стока из участка, а на спаде по остальным протокам. Общая схема баланса стока воды на проектной территории ЗПИ по данным работ АЦГМС представлена на рис.37.

Рис. 37. Схема баланса стока воды на проектной территории ЗПИ В период половодья наибольший приток воды наблюдается на южном участке 0.71-2.89 км3 (от 59 до 70 % всего объема поступающего стока); на центральный участок поступает 0.28-1.72 км3 (28-36 %); на северный от 0.03 до 0.23 км3 (2-5%).

Отток воды из ильменей в период половодья происходит на всех участках, однако наибольший отток бывает на южном участке 0.20-1. км3 (70-93 %), далее на центральном 0.06-0.12 км3 (7-24 %) и северном 0.001-0.008 км3 (0.1-7 %).

Чем больший объем стока воды поступает в ильмени, тем больше доля стока поступает на северный и центральный участки и тем меньше доля стока южного участка. Для отточного стока характерна следующая ситуация: при большем объеме стока наблюдается и больший долевой сток на южном участке; для остальных участков однозначной зависимости не установлено.

3.6. Результаты исследования солевого состава водных объектов, расположенных на территории ЗПИ.

В соответствии с Техническим заданием на проведение работ по теме: «Анализ экологических последствий эксплуатации Волгоградского водохранилища для сохранения биоразнообразия основных водноболотных территорий Нижней Волги» был выполнен объем работ по определению солевого состава водных объектов, расположенных на территории западных подстепных ильменей в дельте р. Волги.

До настоящего времени исследования солевого состава вод ильменей и озер имели место, однако они проводились: 1) в узконаправленных целях; 2) на ограниченном количестве водных объектов; 3) по различным методикам лабораторного анализа; 4) без учета фаз гидрологического режима; 5) по краткому перечню исследуемых ингредиентов солевого состава вод. Вышеуказанное позволяет считать, что ранее полученные результаты исследований не позволяют определять тенденцию изменчивости любого из ингредиентов солевого состава. Полученные данные настоящих исследований отличаются рядом преимуществ, заключающихся: 1) в единой (на основе государственных стандартов) методике отбора, анализа и обобщения данных наблюдений; 2) в синхронности и гидрологической фазовости отбора проб воды; 3) в интерпретации результатов наблюдений; 4) в пространственном размещении пунктов наблюдений.

В процессе изучения солевого состава вод ильменей, протоков анализу подлежали следующие характеристики: кальций, магний, натрий + калий, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, общая минерализация и жесткость воды.

Район исследований и критерий выбора пунктов наблюдений В течение 2009 г. на 14 водных объектах, расположенных на территории западных подстепных ильменей, были выполнены работы по изучению солевого состава вод (рис.38).

Рис.38. Схема расположения исследованных водных объектов на проектной территории ЗПИ и классификация по категориям (в соответствии с данными табл.15 и табл.16).

Гидрологические исследования западных ильменей в 2005-2008 гг.

позволили определить первоначальный критерий выбора пунктов наблюдений над солевым составом. В основу определения были положены гидрологические условия тех или иных водных объектов и, в первую очередь, наличие постоянной или временной проточности водотоков и ильменей, заполняемость ильменных котловин половодными водами, периодичность заполнения котловин, обособленность и бессточность отдельных ильменей.

Анализ гидрологических данных дает основание выделить шесть категорий водных объектов для изучения их солевого состава (табл.15), расположение выделенных категорий приведено на схеме (рис.38) Категории водных объектов ЗПИ для изучения солевого состава № категории Характеристика водных объектов водотоки, проточные только в период половодья;

ильмени, заполняющиеся половодными водами и ильмени, заполняющиеся водой периодически при ильмени, не заполняющиеся водой в течение 1-2 лет;

Другим критерием выбора пунктов наблюдений явилась удаленность ильменей от основных питающих ильмени водных объектов (Волги и Бахтемира). Разовые данные наблюдений прежних лет свидетельствуют о наличии изменчивости отдельных компонентов солевого состава вод ильменей по мере их удаленности от источников питания в западном направлении.

В целях установления внутригодовой изменчивости солевого состава пробы воды отобраны в различные фазы гидрологического режима: в период ледостава, на пике половодья, в периоды летней и осенней межени.

Перечень пунктов наблюдений, их географические координаты, а также даты отбора проб и результаты лабораторного анализа приведены в Табл. 16, схема расположения исследованных ильменей приведена на рис.38.

Солевой состав вод западных подстепных ильменей п/п географического отбора географические Полученные результаты наблюдений дают основание считать, что современный солевой состав вод ильменей и протоков во многом изменениям, как во временном, так и в пространственном отношении.

Сравнение осредненного компонентного солевого состава вод по группам водных объектов показало, что отчетливо прослеживается повышение общей минерализации и концентраций ингредиентов от первой (проточные водотоки) до шестой группы (обособленные ильмени) (табл.17).

Осредненный солевой состав вод по категориям водных объектов ЗПИ в зависимости от гидрологических условий Категория объектов водных По всем группам водных объектов преобладающими являются анионы (61-86 %). Установлено, что по мере увеличения абсолютных концентраций ингредиентов постепенно понижаются относительные значения содержания кальция, магния, гидрокарбонатов при неясно выраженной изменчивости значений натрия + калия, сульфатов и повышении долевого участия хлоридов. Особый интерес представляет долевой состав вод обособленного ильменя Горчичный с подавляющим преобладанием хлоридов (Табл.17), (Рис.39).

Ионный состав вод западных ильменей и протоков подвергается значительным изменениям в течение года. Изменчивость состава ионов в зависимости от фазы гидрологического режима проявляется довольно отчетливо.

Наибольшие колебания компонентов солевого состава наблюдаются между периодом ледостава и пиком половодья. После прохождения половодья составляющие солевого состава не имеют четкого максимального или минимального количественного проявления, что свидетельствует о сложном характере формирования солевого состава вод ильменей.

Анализ относительного распределения осредненного солевого состава вод указывает на преобладание среди анионов хлоридов, хотя среди отдельных групп водных объектов в летнюю межень наибольшая доля может принадлежать сульфатам. Среди катионов заметное лидирующее положение занимают натрий + калий. Таким образом, в различные фазы гидрологического режима воды исследуемого района относятся к хлоридному классу (табл.18, рис.40).

Примеры диаграмм осредненного солевого состава вод для различных категорий водных объектов ЗПИ в минерализацией отличаются воды окраинных ильменей и, в первую очередь, за счет хлоридов.

Распределение компонентов солевого состава вод для различных в различные фазы гидрологического режима, % п/п Раздолье, Газын, Хаптха, Распределение компонентов солевого состава вод в различные фазы гидрологического режима, %. Водные объекты ЗПИ, категории 2, 5.

(по данным экспедиционных работ ГУ АЦГМС) Результаты исследований, полученные в отчетном году, дают общее представление о солевом составе вод западных ильменей и протоков и его пространственно-временной изменчивости. При этом следует учитывать, что в качестве объектов исследования выбраны отдельные ильмени и протоки. Более детальная характеристика солевого состава вод ильменей, протоков и озер возможна при условиях дальнейших наблюдений с привлечением к изучению дополнительных водных объектов. Необходимо помнить, что район западных ильменей в дельте р. Волги по праву относится к числу уникальных природных объектов и его дальнейшее исследование вряд ли вызывает сомнение.

4. Краткая характеристика работы Волжско-Камского каскада ГЭС.

В состав Волжско-Камского каскада на Волге и ее главном притоке Каме в настоящее время входят 13 водохранилищ, из которых водохранилищ образуют непрерывный каскад на Верхней Волге, водохранилища образуют каскад на Каме. Эти водохранилища контролируют до 95% водных ресурсов бассейна Волги, поступающего в Нижневолжскую часть каскада, включающую 3 водохранилища – Куйбышевское, Саратовское и Волгоградское.

Куйбышевское водохранилище - самое крупное водохранилище Волжско-Камского каскада, дающее возможность проводить в современных условиях внутригодовое (сезонное) регулирование стока Волги в створе Куйбышевского гидроузла (полный объём водохранилища – 58,0 км3, и полезным – 34,6 км3).

Саратовское водохранилище (полный объём – 12,87 км3, полезный – 1,75 км3), является водохранилищем недельного регулирования стока с большим водообменном (т.е. транзитным для водных ресурсов).

Волгоградское водохранилище (полный объём – 31,45 км3, полезный – 8,25 км3) также является водохранилищем недельного регулирования.

В настоящее время вся Волга от Твери до Волгоградского гидроузла находится в режиме подпора (за исключением небольшого участка ниже плотины Нижегородской ГЭС). Волгоградский гидроузел расположен в вершине Волго-Ахтубинской поймы, сток через плотину Волжской ГЭС поступает на Нижнюю Волгу и распространяется дальше вплоть до акватории Каспийского моря в естественном, безподпорном режиме.

Приведенная ниже краткая обзорная информация в целом по Волжско-Камскому каскаду важна для понимания решаемой задачи по рациональному использованию водных ресурсов и сохранения биоразнообразия Нижней Волги.

Необходимо обратить внимание на следующие важные моменты:

1. Несмотря на то, что Волжско-Камский каскад состоит из отдельных водохранилищ и плотин, при использование водных ресурсов все они взаимосвязаны и регулируются едиными оперативными указаниями Росводресурсов.

2. Роль отдельных водохранилищ не равнозначна, и они по отдельности не в состоянии решать проблему использования водных ресурсов в целом по каскаду и Нижней Волги.

Ошибочность утверждения, что «после образования Волгоградского водохранилища, гидрологический режим Нижней Волги (ниже плотины Волжской ГЭС включая Волго-Ахтубинскую пойму), регулируется работой Волжской ГЭС», приводит к неправильному пониманию процесса регулирования в период весеннего половодья (2 квартал).

Реализация на практике в 2010 году регулирования сброса в период половодья за счет только Волгоградского водохранилища привела к крайне негативным последствиям для водных биоресурсов и среды их обитания самого Волгоградского водохранилища и населения прилегающей территории.

3. Основным водным объектом в каскаде, способным к выполнению функций сезонного регулирования, является Куйбышевское водохранилище, но не Саратовское и Волгоградское водохранилища, хотя они и имеют определенную регулирующую емкость (недельную).

4. Основу объема стока весеннего половодья, также как и годового стока, поступающего на Нижнюю Волгу, составляет приточность к водохранилищам бассейна Верхней Волги (от Иваньковского до Чебоксарского) и водохранилищам бассейна Камы.

5. Режимы наполнения и сработки водохранилищ, пропуск паводков на ГЭС устанавливает и регулирует Министерство природных ресурсов в лице Росводресурсов. Непосредственно Указания о режимах работы гидроузлов принимаются на основании рекомендаций Межведомственной водохранилищ Волжско-Камского бассейна. В состав МОГ входят представители всех заинтересованных министерств и ведомств, организаций, деятельность которых связана с использованием водных объектов, в том числе ОАО «РусГидро», МЧС России, Минсельхоза России, Росморречфлота, Росгидромета, Росрыболовства, ОАО «СО ЕЭС», ФГУП «Центр Регистра и Кадастра», администрации Астраханской и Волгоградской областей.

текущую водохозяйственную обстановку и необходимость обеспечения специального рыбохозяйственного попуска. При этом обводнение ВолгоАхтубинской поймы является одной из важнейших задач регулирования Волжско-Камского каскада, осуществляемого Росводресурсами. В соответствии со складывающейся гидрологической и водохозяйственной обстановкой, на основании рекомендаций МОГ Росводресурсы устанавливают режимы работы гидроузлов каскада, (но не энергетики самостоятельно, как часто ошибочно трактуют при обсуждении этого вопроса).

6. Нормативные акты, регламентирующие использование водных ресурсов:

Волгоградского водохранилища на р. Волге (утверждены Министерством мелиорации и водного хозяйства РСФСР, Постановление Правительства РФ от 13 августа 1996 г. N 997" Об утверждении Требований по предотвращению гибели производственных процессов, а также при эксплуатации транспортных магистралей, трубопроводов, линий связи и электропередачи" (с изменениями от 13 марта 2008 г.) Водный кодекс Российской Федерации.

Важнейшей задачей при осуществлении регулирования является определение и согласование приоритетов в использовании водных ресурсов. В современных условиях определение приоритетов отраслей хозяйства (энергетика, водный транспорт, водоснабжение, рыбное и сельское хозяйство и др.) и интересов субъектов федерации чрезвычайно затруднительно ввиду сложности, а зачастую и невозможности совместить заявляемые сторонами требования.

Даже для одной отрасли – рыбного хозяйства, интересы и требования для водных объектов рыбохозяйственного значения Волгоградской и Астраханской областей могут не только не совпадать, а находиться при определенных обстоятельствах в прямом противоречии.

Необходимо особо подчеркнуть, что требования каждой их сторон направлены на создание оптимальных условий (например, для естественного воспроизводства рыбных ресурсов), исходя из конкретной ситуации в регионе, и по своей сути вполне оправданы, что в свою очередь требует нахождения компромиссных решений, которые и обсуждаются на заседаниях МОГ.

Основой возникновения конфликтов интересов при определении приоритетов, как показывает практика, является:

материальная составляющая водных ресурсов – физические объемы стока (в том или ином сезоне или промежутке времени);

антропогенный фактор – собственно регулирование (принятие управленческих решений), а также использование водных ресурсов при различной хозяйственной деятельности.

Наличие и острота конфликтов приоритетов находится в прямой зависимости от объема стока. Это и понятно, поскольку удовлетворить разные потребности отраслей хозяйства и субъектов федерации при малых объемах стока - задача сложная и часто физически не выполнимая, в отличие от объемов стока при многоводных весенних половодьем.

Следует обратить внимание, что до 2006 года конфликт интересов рыбной отрасли (сроки и объемы спецпопуска) и сельского хозяйства Астраханской области преобладал над другими (энергетика, водоснабжение, водный, транспорт).

С 2006 года для территории Волгоградской области в пределах Волго-Ахтубинской поймы, первостепенное значение имеет водоснабжение населения и хозяйствующих субъектов, т.е. отмечается дефицит непосредственно водных ресурсов в поверхностных водных объектах и подземных водах.

Дефицит водных ресурсов в пределах Волго-Ахтубинской поймы в современных условиях может являться определяющим фактором при регулировании использования водных ресурсов в маловодные годы.

Анализ многолетних (с 1961 года) данных об объемах весеннего спецпопуска через плотину Волжской ГЭС за второй квартал показывает, что среднемноголетнее значение равно 106 км3.

Данный показатель предлагается взять в качестве критерия построения гидрографа специального попуска в оптимальном режиме сброса через Волжскую ГЭС (как модель, определив основные критерии для фаз спецпопуска).

Вопрос первый и главный – возможно ли при таком объеме, обеспечить удовлетворение интересов отраслей, субъектов федерации, сохранения биоразнообразия водно-болотных угодий Нижней Волги и как должен выглядеть график попусков по каждой фазе (подъем, максимальные расходы, снижение до рыбохозяйственной полки, продолжительность и объем рыбохозяйственной полки, снижение до меженных значений).

Таким образом, если удастся оптимизировать график спецпопуска с объемом стока 106 км3, то:

1. При значениях объема стока выше указанных проблем с регулированием быть не должно, а показатели по фазам гидрографа могут находиться и в еще более оптимальных значениях по продолжительности и показателям среднесуточных объемов сброса через Волжскую ГЭС.

2. При меньших значениях объема стока, конфликт приоритетов будет возрастать по мере приближения объема к минимальным значениям.

В том случае, когда фактические объемы стока не могут обеспечить благоприятные условия для функционирования всех заинтересованных отраслей, субъектов, приоритет должен отдаваться на:

рыбохозяйственной полки с целью максимально заполнить Волго-Ахтубинскую пойму водой);

сохранение биоразнообразия водно-болотных угодий Нижней При этом должна исключаться крайне негативная практика (например, 2010 года) увеличения объемов сброса (продолжительности рыбохозяйственной полки) исключительно за счет сработки Волгоградского водохранилища.

Следует отметить, что при рассмотрении специального попуска, как правило интересы Волгоградского водохранилища как водного объекта учитываются в последнюю очередь. Характерно, что это происходит постоянно при любой водности года, за исключением очень многоводных лет (например, 2005г. с объемом стока второго квартала 132 км3.) Примеры негативных последствий сработки уровня Волгоградского водохранилища проиллюстрированы на рис.41, 42.

Количественная оценка негативного воздействия уровенного режима в Волгоградском водохраниилще в период естественного материалам исследований Саратовского отделения ГосНИОРХ) Ущерб, т Рис. 41. Ущерб водным биоресурсам от сработки уровня в Волгоградском водохранилище в период естественного График на рис.42 наглядно показывает, что уровни воды в Волгоградском водохранилище, несмотря на период половодья, и транзитного прохождения значительных объемов воды, из года в год подвержены значительным колебаниям и находятся ниже оптимальных значений для условий естественного воспроизводства водных биоресурсов водохранилища, катастрофичным для водохранилища оказался 2010 год.

Рис. 42. Колебания уровня Волгоградского водохранилища в период естественного воспроизводства водных 5. Анализ влияния действий человека, которые происходили одновременно с зарегулированием стока.

биоразнообразия на исследуемых территориях, как непосредственно, так и посредством локальных изменений гидрологического режима территорий, является деятельность человека. Основными видами деятельности, развернутой на Нижней Волге после зарегулирования стока, является сельскохозяйственное производство, рыбоводство, расширение территорий существующих населенных пунктов и организация новых поселений, чаще всего дачных и садоводческих хозяйств, развитие транспортной сети и коммуникаций, а также рекреационная деятельность.

Для осуществления деятельности человека требуется проведение локальных гидротехнических мероприятий, направленных на устойчивое и безопасное водообеспечение. В составе этих мероприятий основными являются обвалование орошаемых территорий, рыбохозяйственных водоемов, населенных пунктов, находящихся под угрозой затопления в период половодья. Для обеспечения пропуска паводковых вод в условиях интенсивного обвалования территорий Нижней Волги в 60-70-е гг. велось активное строительство местных малых гидротехнических сооружений.

Наибольшее развитие в первые десятилетия после зарегулирования стока получило создание систем магистральных водоподающих трактов, которое сопровождалось строительством насосных станций, обеспечивавших подкачку воды на территории ВАП и ЗПИ в условиях снижения пиков паводков и продолжительности стояния высоких вод.

Также активно создавались водопропускные регулируемые сооружения в дамбах обвалования и дорогах, которые позволяли волжским водам свободно распространяться и обводнять территории Нижней Волги.

В последние десятилетия масштабы влияния этих локальных мероприятий на гидрологический режим Нижней Волги соизмеримы, а часто превышают масштабы влияния природных факторов.

В рамках работ по Договору были выполнены оценки влияния различных видов социально-экономической активности на состояние ландшафтов Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги. Для различных участков использовались различные методы оценки отдельных факторов социально-экономической активности или комплексного воздействия антропогенных факторов на экосистему отдельных регионов.

5.1. Характеристика социально-экономической инфраструктуры и оценка экономической ценности северной части Волго-Ахтубинской поймы.

Исходя из определения понятия «инфраструктура»1 к ее элементам относится следующее: автодороги, связь, транспорт, хозяйствующие предприятия, внешнее энергоснабжение, водоснабжение, спортивные сооружения, предприятия по обслуживанию населения, в том числе рекреационные.

Инфраструктура северной части Волго-Ахтубинской поймы может быть разделена на два типа – элементы линейной инфраструктуры и элементы точечной инфраструктуры. Из всех элементов социальноэкономической инфраструктуры на территории поймы наиболее явно представлены: автодороги, внешнее энергоснабжение и водоснабжение, 1 ИНФРАСТРУКТУРА (от лат. infra — под, структура) — совокупность отраслей, предприятий и организаций, входящих в эти отрасли, видов их деятельности, призванных обеспечивать, создавать условия для нормального функционирования производства и обращения товаров, а также жизнедеятельности людей. Различают производственную и социальную инфраструктуру. В инфраструктуру включают дороги, связь, транспорт, складское хозяйство, внешнее энергоснабжение, водоснабжение, спортивные сооружения, озеленение, предприятия по обслуживанию населения. Иногда к инфраструктуре относят науку, образование, здравоохранение [Райзберг Б. А., Лозовский Л. Ш., Стародубцева Е. Б.Современный экономический словарь. 5-е изд., перераб. и доп. — М.: ИНФРА-М,2007. — 495 с. — (Б-ка словарей "ИНФРА-М")].

которые относятся к элементам линейного типа инфраструктуры. К элементам точечной инфраструктуры относятся газифицированные и планируемые к газификации населенные пункты, предприятия, турбазы, гостиницы, Визит-центры природного парка, водозаборы и др..

В целом, социально-экономическая инфраструктура интересующей территории характеризуется развитием транспортной сети, от которой зависит функционирование других элементов инфраструктуры (рис. 43).

Неравномерность распределения населения в пойме определило и состояние социально-экономической инфраструктуры. Наибольшей освоенностью территории отличается Среднеахтубинский район, который характеризуется высокой густотой инфраструктурной сети.

Рис. 43. Социально-экономическая инфраструктура северной части Анализируя рис. 43. можно отметить, что наиболее густо сетью дорог, газопроводов и проектируемых водопроводов Волго-Ахтубинское междуречье охвачено в Среднеахтубинском районе. Однако, и здесь остаются населенные пункты, которые требуют подвода газопровода, асфальтированных дорог и водопроводных сетей. В Светлоярском районе внутри поймы располагается всего два населенных пункта, в которых отсутствуют водопровод и газ. В Ленинском районе наиболее полно охвачены социально-экономической инфраструктурой населенные пункты, располагающиеся недалеко от Волги. Так, Каршевитое и Степана Разина являются газифицированными населенными пунктами, в то время как Лещев, Покровка, Горная Поляна, Зубаревка – планируются к газификации.

Несмотря на кажущуюся развитость транспортной инфраструктуры на территории Волго-Ахтубинской поймы в пределах Волгоградской области состояние дорог требует качественного усовершенствования.

Лишь незначительная их часть имеет асфальтовое покрытие, дороги с щебеночным покрытием почти отсутствуют (за исключением небольшого участка дороги, идущего от трассы Ленинск-Покровка на Зубаревку), а основную массу дорог составляют дороги грунтовые (рис. 44).

Так, на рис. 44 отмечается, что в пределах Волго-Ахтубинской поймы в Волгоградской области нет ни одного населенного пункта, обеспеченного центральным водопроводом. Некоторые населенные пункты, такие как Красный Буксир, Лебяжья Поляна, Кировец, Краснослободск, Бурковский, Закутский, Великий Октябрь, Вязовка, Репино, Кривуша, Клетский, Ямы, Куйбышев, Калинин, Суходол, находящиеся на территории Среднеахтубитнского района; а также Зубаревка, Каршевитое, Глухой, Долгий, Булгаков, Горная Поляна, Степана Разина, Покровка, расположенные на территории Ленинского района, планируются к проведению в них хозяйственно-питьевого водопровода. При этом ни один населенный пункт из двух, находящихся в Светлоярском районе, не планируется снабдить подобными сетями инженерной инфраструктуры.

Рис. 44. Существующие и проектируемые объекты инфраструктуры Среднеахтубинском и Ленинском районах, которые смогут обеспечить газом жителей следующих населенных пунктов: Закутский, Великий Октябрь, Клетский, Репино в Среднеахтубинском районе и Каршевитое, Зубаревка, Горная Поляна, Степана Разина, Лещев в Ленинском районе.

Сеть асфальтированных дорог охватывает почти всю часть поймы в Среднеахтубинском районе, соединяя наиболее крупные населенные пункты. Основная дорожная артерия, секущая пойму от Ахтубы до Волги – трасса Средняя Ахтуба – Краснослободск была реконструирована в недалеком прошлом. В 2009 году был открыт мост через Волгу, соединяющий центр г. Волгограда с трассой. С одной стороны, это делает доступным социально значимую инфраструктуру г. Волгограда для жителей населенных пунктов поймы, с другой – повышает вероятность увеличения потока туристов в пойму.

Названная трасса соединяется с населенными пунктами слева и справа от нее асфальтированными дорогами: Третий Решающий – Лебяжья Поляна, Бурковский – Приканальный, Краснослободск – Репино, Бурковский – Клетский, Средняя Ахтуба – Куйбышев – Суходол. В Ленинском районе располагается еще одна трасса, секущая пойму от асфальтированных ответвлений.

Особо следует отметить сеть мест для отдыха – турбаз и пляжей.

Наибольшее количество турбаз располагается в Среднеахтубинском районе, причем их размещение связано с водными объектами, что справедливо и для Ленинского района Однако, в Ленинском районе расположено только 5 мест размещения турбаз, в то время как в Среднеахтубинском – их около 20.

В настоящее время изменяется использование территории поймы, что обусловливает изменение подходов к размещению социальноэкономической инфраструктуры. Социально-экономическая инфраструктура лишь обеспечивает комфортное существование людей в обществе. Для таких территорий, как Волго-Ахтубинская пойма весьма важным является вопрос взаимодействия общества с природой.

Природные условия Волго-Ахтубинской поймы обусловили характер природопользования на ее территории. Традиционно здесь широкое применение получило сельское хозяйство. В середине XX века в ВолгоАхтубинской пойме в пределах Волгоградской области получило широкое распространение овощеводство, плодоводство, бахчеводство, возделывание зерновых и кормовых культур, которое осуществлялось «преимущественно в пределах обвалованных участков»2. «Обвалование земель… начали впервые проводить после 1930 г»3, и было обваловано 28% земель колхозов и совхозов. Тип территориальной организации производства с обвалованием отдельных участков характерен для чисто пойменного ведения хозяйства, он приурочен к ближайшим к Волгограду местностям, «где посевы овощей и картофеля занимают наибольшие площади и являются главной основой хозяйства. … По мере удаления от интенсивных отраслях, сельскохозяйственное производство строится уже не на основе сочетания обвалованных и необвалованных земель в пределах поймы, а на основе сочетания пойменных лугов с внепойменными, пустынно-степными угодьями»4.

В современных условиях наблюдается спад в развитии сельского хозяйства на территории поймы. Площадь орошения за предыдущие годы в Среднеахтубинском районе уменьшалась в 4,5 раза, в Ленинском районе – в 2,4 раза (в 2003 году орошалось 2500 га, около 15% от всей пашни).

Среднеахтубинского района преобладает растениеводство: выращивание зерна и овощей. Средняя урожайность сельскохозяйственных угодий составила для зерновых – 7,86 ц/га; для овощных культур – 78,75 ц/га. Эти значения были приняты как справедливые для всей территории поймы в пределах Волгоградской области. Общая площадь распаханной территории поймы составляет около 12,38 тыс. га.

Ракитников А.Н. Общая характеристика сельского хозяйства и вопросы его развития. // Природа и сельское хозяйство Волго-Ахтубинской долины и дельты Волги / Под ред. М.А. Глазовской и М.А.

Ракитникова. – М.: Изд-во МГУ, 1962. – С. 223.

Ильичева Н.С. Район I. Волгоградский пригородный. // Природа и сельское хозяйство ВолгоАхтубинской долины и дельты Волги / Под ред. М.А. Глазовской и М.А. Ракитникова. – М.: Изд-во МГУ, 1962. – С. 252.

Ракитников А.Н. Общая характеристика сельского хозяйства и вопросы его развития // Природа и сельское хозяйство Волго-Ахтубинской долины и дельты Волги / Под ред. М.А. Глазовской и М.А.

Ракитникова. – М.: Изд-во МГУ, 1962. – С. 225.

Кроме сельского хозяйства в Волго-Ахтубинской пойме в настоящее прилегающие к Волгоградско-Волжской агломерации. Эти территории наиболее густо населены, здесь плотность размещения турбаз и дачных сообществ наибольшая по сравнению с другими территориями поймы.

преобладающим видом деятельности на территории Волго-Ахтубинской сельскохозяйственного использования территории поймы в сторону рекреационного.

Что касается причин деградации природных экосистем в ВолгоАхтубинской пойме, то многочисленные исследования данной территории позволяют сделать следующие выводы:

1. Основной фактор, определивший существенное изменение характера увлажнения поймы, что, в свою очередь, привело к постепенной смене важных характеристик некоторых природных комплексов, - это сооружение плотины Волжской ГЭС, которая поймы. Недостаточное количество воды и сократившееся время затопления участков поймы во время весеннего паводка привели к снижению продуктивности заливных лугов, к тому, что пойменные нерестилищ осетровых рыб сократились до 400 га, что составляет Коринец В.В., 1995; Шеппель П.А., 1986; Соловьева В.А., Сохина Э.Н., 2002-2005.

около 12% от прежнего нерестового фонда в дельте и ВолгоАхтубинской пойме». территории оказывает значительное влияние на экосистемы ВолгоАхтубинской поймы. В современных социально-экономических условиях, приведших к исчезновению колхозов и совхозов, многие ранее обрабатываемые земли были брошены, что привело к появлению вторичных агроценозов, не характерных для поймы в естественном состоянии. С другой стороны, грамотная организация сельскохозяйственных предприятий и регулирование рекреации на территории поймы может дать положительные результаты, как для экономики региона, так и для развития природоохранного дела в (особенно тех участков, которые расположены близ городов Волгограда и Волжского) оказывают промышленные предприятия, расположенные за пределами поймы. Кроме того, существует постоянная опасность проникновения в Ахтубу с грунтовыми водами загрязненных сточных вод из пруда-испарителя «Большой лиман».

Важным показателем в процессе взаимодействия общества и природы является величина экономической ценности природы. Данный показатель определяется нами как сумма двух ценностей: заключенной в содержащейся в способности пойменных лесов депонировать углерод. По данным Е.С. Бугаева смешанные лиственные леса, произрастающие на Нижней Волге способны поглощать от 0,6 до 1,5 т углерода на 1 га в год.

Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в г.».– М., Центр международных проектов, 1995.

Стоимость депонирования 1 т углерода равна 10 долларов7. Общая площадь государственного лесного фонда в Волго-Ахтубинской пойме Волгоградской области составляет 49,6 тыс. га. Исходя из имеющихся данных, получим стоимость депонирования углерода пойменными лесами, которая составляет от 8466,72 до 21166,80 тыс. рублей.

Кроме этого, экосистемная функция природы в Волго-Ахтубинской пойме оценивалась с помощью условно-опросного метода8. Для его проведения было исследовано распределение населения по пойме в пределах Волгоградской области. Пойма в пределах Волгоградской области расположена на территории трех административных районов:

Среднеахтубинского, Светлоярского и Ленинского (рис. 45).

неравномерно. Общая численность населения Среднеахтубинского района, расположенного на территории поймы составила 28,9 тыс. человек; в то время, как на территории Ленинского района в пойме проживает всего 2, тыс. человек, а в Светлоярском – 115 человек9. Общая численность населения в пойме составила 31,155 тыс. человек.

. Социально-экономические и правовые основы сохранения биоразнообразия / Кавтарадзе В.Н., Овсянников А.А., Олескин А.В. и др. – М.: Изд-во науч. и учебно-методич. центра. – 2002. – С. 303.

Существенная помощь при проведении исследований условно-опросным методом была оказана ООО Агентство маркетинговых коммуникаций «Вьюпоинт».

Воробьев А.В. Поселения Волгоградской области. – 2-е изд. – Волгоград: Станица-2, 2000.

Рис. 45. Административные районы Волгоградской области, имеющие территорию в Волго-Ахтубинской пойме Результаты проведенного исследования позволяют вычислить общую экономическую ценность поймы в пределах Волгоградской области. Так, слагающими ОЭЦ являются стоимость использования и стоимость неиспользования территории. Вычисленная стоимость использования территории поймы как сельскохозяйственных угодий равна 210702,86 тыс. рублей в ценах 2000 года. Зная индекс потребительских цен за каждый год до настоящего времени, мы имеем возможность проиндексировать стоимость использования территории в целях сельского хозяйства и получить современную ее величину. Таким образом, современная стоимость использования территории поймы в целях растениеводства составляет 212817,34 тыс. рублей.

Косвенная стоимость использования, заключающаяся в возможности связывать углерод, колеблется, как уже было указано, в пределах от 8466,72 до 21166,80 тыс. рублей. Для того чтобы получить результат ОЭЦ, вычислим среднее значение косвенной стоимости использования. Оно равно 14816,76 тыс. рублей. Стоимость существования, определенная с помощью использования метода субъективной оценки равна 38828,74 тыс.

рублей (табл. 19).

Некоторые результаты денежной оценки территории ВолгоАхтубинской поймы в пределах Волгоградской области Прямая стоимость использования, связанная с 212817, сельским хозяйством Косвенная стоимость использования, связанная с 14816, депонированием углерода Стоимость существования, определенная 38828, методом субъективной оценки Оценка была проведена лишь для некоторых объектов природной среды в Волго-Ахтубинской пойме. Это связано с трудностями, заключающимися в недоступности информации по конкретным угодьям.

Так, имеющаяся информация в ГИС Природного парка «ВолгоАхтубинская пойма» на настоящий момент позволяет дать лишь площадные характеристики водно-болотных угодий, ядер концентрации биоразнообразия, пойменных дубрав и охотничьих угодий. Совместная работа специалистов из разных областей знания (биология, география, экономика природопользования) по сбору информации позволит в дальнейшем провести более полную комплексную оценку экосистемы Волго-Ахтубинской поймы в пределах Волгоградской области.

Однако, несмотря на то, что проведенная оценка приблизительна и, несомненно, требует уточнений, и она позволяет сделать некоторые выводы.

интенсивного ее использования с целью извлечения прибыли и создания продуктов и услуг. Это обусловливается сложным социально-экономическим положением в стране, влияющим на модели поведения людей и на их приоритеты.

2. Подобная оценка позволяет увидеть реальное положение вещей в деле использования территории и ее ресурсов. Применение геоинформационных технологий для интерпретации результатов анализа внутри различных блоков концепции ОЭЦ дает реальное представление о том, какие территории и в каких направлениях следует использовать. Подобный анализ позволяет вскрыть отношения в общественных группах, которые являются субъектами экономического механизма природопользования и выяснить их отношение к окружающей среде и ее компонентам, которые, в свою очередь, предстают как объекты этого механизма.

3. Конкретизация подобных исследований, направленность их на интересующие объекты, позволит более детально изучить особенности интересующего объекта, выяснить перспективы его развития и риски, которым он может быть подвергнут.

4. Метод субъективной оценки целесообразно применять именно при исследовании антропогенно преобразованных территорий, когда одни субъекты экономического механизма способны со стороны оценивать деятельность других субъектов или свою собственную деятельность, особенно если ее результаты проявляются в изменении окружающей среды.

5.2. Оценка влияния социально-экономической активности на биоразнообразие Волго-Ахтубинской поймы с использованием картографических методов.

В рамках работ по Договору для проведения сравнительного анализа и интеграции полученных результатов была создана геоинформационная система «Нижняя Волга», включающая картографическую основу и тематические слои, материалы для которых были собраны коллективами исполнителей. Благодаря тому, что в качестве одного из инструментов исследований была использована созданная специализированная ГИС «Нижняя Волга», исполнители получили возможность провести количественные оценки влияния отдельных видов хозяйственной деятельности на природную среду.

Основными источниками данных для картографического анализа территории послужили следующие материалы:

1. Растровые топографические карты М1:25000. Состояние местности на 1936г.

2. Растровые топографические карты М1:25000. Состояние местности на 1986г.

количественных картометрических оценок на основе имеющихся топографических карт были созданы дополнительные векторные слои:

1. Береговая линия по картам масштаба (год) 1:25000 с отметками абсолютных высот.

2. Изолинии глубин в основном русле Волги.

3. Контуры островов.

4. Контуры водоемов постоянных и пересыхающих.

5. Границы территорий, занятых под сельскохозяйственные угодья по состоянию на 1986г.

Схемы положения листов топографических карт 1936 и 1986гг приведены на рис. 46-47.

Поскольку материал для картографического анализа за периоды до и после зарегулирования стока был представлен только для территории картографического метода, носят оценочный региональный характер. Но, тем не менее, по нашему мнению, на основании полученных данных правомерно делать выводы о тенденциях и степени влияния различных видов хозяйственной деятельности на природную среду всего региона Нижней Волги.

Анализ картографического материала подтверждает выводы о количественных и качественных изменениях, которым подверглась гидрографическая сеть исследуемой территории. После строительства водохранилища произошло общее изменение количества постоянных и временных водоемов и водотоков, а также произошло изменение направленности и интенсивности.

Учитывая неравномерное покрытие картографическим материалом исследуемых территорий были некоторые оценки были выполнены для территории ВАП в пределах Волгоградской области, ограниченной с юга границей Природного парка Волго-Ахтубинская пойма, а некоторые в пределах тестового полигона (Рис. 47.).

Рис. 46. Общая схема покрытия исследуемого участка листами топографических карт М1:25000 (состояние местности на 1936г.) Рис. 47. Схема покрытия исследуемой территории Волго-Ахтубинской поймы топографическими картами М1:25000 (состояние местности 1986г.) и положение тестового полигона В целом, для всего исследуемого района (территории ВолгоАхтубинской поймы в пределах Волгоградской области, ограниченной с юга границами Природного парка), была выполнена количественная оценка площадей занятых по мелиорированные земли. Работа выполнялась по картам М1:25000 по состоянию местности на 1986г. Аналогичных карт с более новыми данными в настоящее время не существует, но следует отметить, что период 80-х годов прошлого века был периодом максимального расцвета агропромышленного комплекса на Нижней Волге и приведенные оценки можно считать максимальными на период после зарегулирования стока.

Для получения количественной оценки площади мелиорированных земель на топографических картах были выделены объекты отмеченные соответствующими условными знаками Рис. 48.

Рис. 48. Мелиорированные земли на территории ВАП.

Подсчет площадей показал, что при общей площади исследуемого участка 1593 км2 площадь мелиорированных земель в его пределах составила 98 км2, что составляет 6,2%. Однако, следует учесть, что наблюдается значительная неравномерность в распределении мелиорированных земель по площади исследуемого участка. Общее представление об этом можно получить исходя из анализа рис. 49, на котором приведена общая картина распространения мелиорированных площадей (выделено красным) по территории ВАП в пределах Волгоградской области.

Неравномерность распределения с/х использования территорий ВАП и особенности планирования и расположения мелиорированных массивов, о которых будет сказано ниже, привело к существенному антропогенному изменению гидрологического режима в пределах этих территорий и, соответственно, к максимальной нагрузке на естественную флору и фауну.

Для территории Средне-Ахтубинского района Волгоградской области с использованием топографических карт 1936 и 1986 гг. удалось оценить общее количество утраченных водоемов. По нашей оценке число утраченных за этот период водоемов составило 261. Положение исчезнувших водных объектов схематически показано на карте, приведенной на рис. 50.

Рис. 49. Общая схема распределения площадей мелиорированных земель по территории Волго-Ахтубинской Рис. 50. Положение утраченных вследствие развития сельского хозяйства водоемов в пределах СреднеАхтубинского района Волгоградской области. Красными точками отмечено положение утраченных водных Для проведения более детального сравнительного анализа изменения гидрографической ситуации после зарегулирования стока был выбран характерный район с наибольшей площадью озер и пахотных земель (рис.47).

Данный участок представляет собой показательный и емкий пример, позволяющий на прикладном уровне проследить за осушением озёр, изменением структуры землепользования и увеличением площади земель, занятых под населенные пункты. Отметим, что рассматриваемый участок представляет собой достаточную предметную базу для разностороннего изучения развития процессов по всем трем обозначенным выше направлениям.

Район представляет собой квадрат площадью 9,2 х 9,2 км. Границы выбранного квадрата проходят по озерам Ямы, Чубатое, Нарезное, Кривое (верхний правый угол), Кочковатое, Б.Калач.

Анализ картографического материала за 1936 и 1986гг. данных и экспедиционных исследований по уточнению состояния гидрографической сети в пределах исследуемого участка показал, что после строительства плотины Волжской ГЭС и заполнения Волгоградского водохранилища произошли многочисленные изменения морфометрии и площади озер и постоянных и временных водотоков, неоднозначные по направленности и интенсивности изменений.

На рис. 51 приведена совмещенная карта-схема тестового полигона, где поверх топографической карты 1936г. нанесены контуры современных водотоков и водоемов и контуры площадей, переведенных за прошедший с того времени период в разряд сельскохозяйственных.

Имеющийся картографический материал позволяет оценить причины тех или иных изменений гидрографической сети. Картометрический анализ площадей водных объектов, проведенный с использованием ГИСтехнологий, показал (рис. 51), что основной причиной исчезновения водоемов в пределах тестового полигона стало широкое развитие сельского хозяйства и распространение в пределах ВАП большого количества мелиорированных площадей (рисовых чеков).

Рис. 51. Тестовый полигон в пределах ВАП.

На рис.51 голубым цветом показана поверхность водных объектов, полученная по данным карт 1936 г. Заштрихованные полигоны нанесены там, где, в соответствии с картами 1986г., расположены массивы мелиорировнных земель. Следует отметить, что расширение площади мелиоративных земель не затронуло лесные массивы, а было проведено в основном за счет пойменных луговых террас.

Внимательный анализ ситуации, показанной на картах в пределах тестового полигона позволяет выделить несколько механизмов исчезновения водных объектов и изменения ландшафтов на исследуемой территории.

1. Исчезновение водоемов и водотоков вследствие размещения на их площадях массивов мелиорированных земель. Характерный 2. Пересыхание водотоков и распад крупных водоемов на более мелких вследствие нарушения гидрологического режима территории. Характерный пример приведен на рис. 53.

3. Смена характера землепользования на менее экологичный, наносящий существенно больший ущерб биоразнообразию исследуемых территорий. Характерный пример приведен на позволили получить количественные характеристики изменения структуры его ландшафта с точки зрения наличия водных объектов. При сравнении карт 1936 и 1986 гг. на тестовом полигоне зафиксировано:

Водоемы, площадь которых увеличилась — 1, Водоемы, площадь которых уменьшилась — 17.

Изменение площади водоемов в результате хозяйственной деятельности (строительство рисовых чеков, перевод земель в другие с/х категории) - в пределах тестового участка площадь водоёмов, сведенных под с/х угодья составила 1,43 км2,.

Рассчитанная площадь сведенных садов в пределах тестового участка составила 12,14 км2.

Рис. 52. Исчезновение водоемов вследствие развития массивов Рис. 53. Фрагмент сводной электронной карты озер за 1936 и 1986 гг.

На рис. 53 представлен фрагмент сводной электронной карты, на которой отчетливо прослеживается общее сокращение площади озер и образование из одного нескольких озер. Буквами указаны территории:

А – на участках бывших озер созданы сельскохозяйственные угодья.

Б – процесс высыхания водотоков, образование из одного нескольких небольших озер.

Рис. 54. Фрагмент листа карты 1936 г. контуром современных сельскохозяйственных угодий. В пределах выделенного фрагмента отмечается смена характера с/х использования территории — замена На рис. 55, 56 представлены примеры - озеро Запорное, площадь которого сократилась на 1/4, северо-западная часть озера занята теперь под мелиорированные территории, а также район пос. 2-ая Пятилетка, где современные мелиорированные земли полностью заняли территории небольших водных объектов.

Рис. 55. Фрагмент листа карты 1936 г. с наложением векторных слоев современного состояния поверхности озера и окружающих земель Рис. 56. Фрагмент листа карты 1936 г. контуром современных За период с 1936 г. гидрографическая сеть исследуемой территории подверглась существенным количественным и качественным изменениям.

После строительства водохранилища произошло как общее изменение количества постоянных и временных водоемов и водотоков, так и изменение морфометрии существующих водных объектов неоднозначное по направленности и интенсивности.

Основной причиной количественных и качественных изменений гидрографической сети следует признать интенсивное развитие сельского хозяйства на отдельных участках исследуемой территории. Весьма незначительны те изменения гидрографической сети в пределах исследуемых территорий, которые нельзя было бы объяснить активными локальными антропогенными процессами.

5.3. Комплексные индикаторы состояния биоразнообразия водноболотных угодий в условиях антропогенных нагрузок Совершенствование системы мониторинга состояния природных объектов в условиях влияния деятельности человека и постоянного роста антропогенных нагрузок происходит непрерывно. От объективности полученных данных зависит правильное планирование и эффективность природоохранной деятельности. Наиболее важным этапом мониторинга является итоговая оценка состояния экосистемы – установление наличия и уровня нарушенности, требующего ответных менеджмент-мер. Проблема усложняется высокой динамичностью природных систем, наличием большого числа абиотических и биотических характеристик, по-разному реагирующих на внешние воздействия. Однако и в этих условиях необходимо осуществлять «диагностику», определять причины, принимать меры по снятию негативного воздействия, осуществлять текущий мониторинг адекватности принимаемых мер, а также итоговый контроль успешности проведенных мероприятий.

Существует два основных подхода к контролю за состоянием природных комплексов.

Первый подход, вышедший ещё из СССР, основан на нормативах предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ (Организация …, 1992). Эти нормативы определяются в лабораторных экспериментах на изолированных популяциях, принадлежащих к нескольким (немногим!) тестовым видам, по избранным физиологическим и поведенческим реакциям организмов. Этот метод широко применяется и в настоящее время, хотя его адекватность современным требованиям к мониторингу справедливо критикуется (Левич, 1994).

Второй подход в качестве альтернативы использует методы оценки состояния среды по комплексу биологических параметров. Биотическая концепция предполагает существование причинной связи между уровнями воздействий на экосистему и откликом биоты. А именно, определенные уровни воздействия обеспечивают нормальное функционирование экосистем, другие же уровни - закономерно приводят к патологическим состояниям. Граница между ними названа экологически допустимым уровнем (ЭДУ) нарушающих воздействий (Левич А.П., Терехин А.Т., 1997). В рамках этой концепции оценка состояния среды имеет две ступени – «норма» и «патология». Однако для естественных систем далеко не всегда удается однозначно провести этот рубеж. К тому же, разные биологические группы проходят его при разных условиях.

В последнее время в ряде стран, в связи с проведением масштабных работ по восстановлению деградированных экосистем, в первую очередь, водно-болотных угодий (ВБУ) активно разрабатывается система показателей, объединенных под названием Показатель биологической или биотической целостности, ПБЦ. В англоязычной литературе эта система показателей имеет название - Index of Biotic Integrity, IBI.

IBI – оригинальный мультиметрический индекс, который впервые был использован Дж. Карром для описания небольших тепловодных водотоков в Иллинойсе и Индиане (Karr, 1981). В работе индекс IBI используется для характеристики уровня целостности ихтиоценозов. При этом не проводится жесткая граница «нормы», а осуществляется ранжирование объектов по величине индекса в сравнении с наилучшими для данной местности (референтными) условиями.

В основе метода лежит комплексная оценка биоты или одной из модельных групп по стандартному набору разнонаправленных показателей. Оригинальная версия (Karr, 1981) имеет 12 метрик, которые отражают видовое богатство рыб и их сочетаний, число и обилие индикаторных видов, трофическую организацию и функционирование, репродуктивное поведение, продуктивность популяции и кондиции отдельных индивидов. Каждый показатель (метрика) имеет шкалу из ступеней. Наиболее высокий балл (5) присваивается показателю, если он отражает условия с минимальным влиянием человеческой деятельности, наименьший (1) – если условия максимально отклоняются от референтных (ненарушенных).

IBI – мощный научный инструмент, который используется для идентификации и классификации типов и уровней нарушенности экологических параметров ВБУ. Этот показатель является индикатором силы антропогенных воздействий.

Важнейшей особенностью показателя IBI является его комплексный характер, отражающий состояние экосистемы в целом, через набор метрик по отдельным группам организмов. При широком использовании этого метода в разных регионах необходима адаптация шкал, которые, безусловно, имеют узко региональное применение. Важно также применение в необходимых случаях статистических методов для оценки естественной изменчивости показателей биологических и экологических объектов в пределах ареала.

В отличие от химического тестирования, которое дает экспрессоценку для данного момента времени, IBI позволяет оценить интегральный эффект продолжительного воздействия стрессоров на структуру сообщества.

В рамках ряда проектов, поддержанных ПРООН/ГЭФ, в 2008-2009гг.

нами была предпринята попытка использования этого подхода для оценки состояния ВБУ Волго-Ахтубинской поймы. В качестве модельных групп были выбраны макрофиты и макрозообентос. Полевые материалы обработаны пока лишь частично, но уже полученные результаты позволяют говорить о высокой чувствительности метода, а также о его преимуществах при организации долговременного мониторинга.

Для характеристики модельных групп и расчета Показателя биологической целостности (ПБЦ) использовалось по 10 характеристик для макрофитов и зообентоса со шкалой, имеющей 10 ступеней.

Для определения уровня антропогенной нагрузки (АН) был также применен метод экспертной оценки. Этот подход широко используется при оценке антропогенных воздействий, имеющих комплексную природу и складывающихся из многих разнонаправленных параметров. Нами была разработана шкала для оценки уровня антропогенной нагрузки для ВБУ Нижней Волги, представленная в табл. 20.

При разработке и использовании показателя антропогенной нагрузки (АН) могут быть применены два похода:

подбор показателей для комплексной оценки антропогенного воздействия на весь биоценоз;

подбор показателей для оценки антропогенного воздействия на конкретную группу биоразнообразия.

При подборе показателей для шкалы в нашей работе мы исходили из необходимости отбора признаков, важных для разных групп биоразнообразия. Поэтому шкала может рассматриваться как универсальная. В то же время, очевидно, что значимость отдельных параметров для конкретных групп сильно отличается. Это снижает чувствительность шкалы, однако позволяет применять её для сравнительной оценки состояния биоценозов в целом при разных уровнях антропогенных нагрузок на ВБУ.