Глава II. ПРИРОДНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА КУРСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1 Водные ресурсы Курской области и их динамика

На территории Курской области насчитывается 902 постоянных (река, ручей) и временных водотоков общей длиной 7600 километров, в том числе 188 водотоков, длиной более 10 километров с общей протяженностью 5170 км. Все они принадлежат бассейнам рек Днепр и Дон. Средний многолетний объем поверхностного стока, формируемый в пределах области, составляет 2350 млн. м³ в год. Наиболее крупные из них - река Сейм (общая длина водотока - 748 км., на территории Курской области - 504 км.), река Свапа (на территории Курской области - 197 км.), река Тускарь (на территории Курской области - 108 км.), река Псел (общая длина водотока - 717 км., на территории Курской области - 159 км.), река Тим (общая длина водотока - 120 км., на территории Курской области - 72 км.), река Кшень (общая длина водотока - 135 км., на территории Курской области - 75 км.), река Оскол (общая длина водотока - 472 км., на территории Курской области - 68 км.), река Олым (общая длина водотока - 151 км., на территории Курской области - 67 км.). Коэффициент густоты речной сети - 0,25 км/км². В пойме р. Сейм находятся крупные озера Лезвино, Малино, Фитиж, Маковье. В области построено 785 искусственных водоемов - прудов и водохранилищ, из которых 147 имеют объем воды от 1 до 5 млн. м³., и 4 водохранилища объемом более 30 млн. м³.

На территории области разведано 82 месторождения подземных вод с общими эксплуатационными запасами 1211 тыс. м³/сут. (на 2001 г.).

Известно, что природная система в естественных условиях стремится к сбалансированному состоянию. Хозяйственная деятельность человека способна выводить из состояния равновесия природную среду за очень короткое время. Это касается и водной среды. Поверхностные воды Курской области и сопредельных областей подвергаются интенсивному антропогенному воздействию. В результате хозяйственной деятельности человека в реки и водоемы попадает большое количество веществ, загрязняющих воды и выводящих из экологического равновесия гидробиоценозы и в целом природную среду.

По исследованиям В. М. Смольянинова, в Центрально-Черноземной лесостепи в X-XI в.в. водный баланс еще был естественным. Большая часть осадков из атмосферы задерживалась почвенно-растительным покровом. Эти осадки затем расходовались на инфильтрацию и питание грунтовых вод. Подземный сток составлял подавляющую часть местного стока, а режим рек формировался за счет равномерного притока грунтовых вод и отличался от современного отсутствием бурных паводков, что объясняется естественной зарегулированностью весеннего стока на речных водосборах. В последующие столетия гидрологические и гидрогеологические условия в Центрально-Черноземном регионе значительно изменились. С XVIII в. здесь проходило сельскохозяйственное освоение. Это вело к сокращению площади лесов и целинных степей. Например, в 1700 году было распахано лишь 9 % территории, в середине XIX века - 40 %, а в конце XX века - более 65 %. Площади лесов и целинных степей сократились за это время с 50 % до 10 %. Это привело к существенному изменению водного режима, для которого стали характерны интенсивные весенние паводки, связанные с ухудшением водорегулирующей способности речных водосборов. Деятельность человека привела к нарушению естественного равновесия в природной среде, что повлекло за собой развитие многих негативных природных процессов. Значительны непосредственные антропогенные воздействия на водные ресурсы: водоотбор поверхностных и подземных вод для хозяйственных нужд, водопонизительные откачки при добыче полезных ископаемых, строительство прудов, орошение земель, загрязнение природных вод при их использовании промышленностью и коммунальным хозяйством. Воздействия эти приобрели большой масштаб лишь в последние десятилетия, но успели вызвать загрязнение природных вод, образование депрессивных воронок подземных вод, сокращение меженного стока рек, истощение ресурсов подземных вод и большие объемы безвозвратных потерь водных ресурсов.

Курская область расположена в лесостепной зоне, которая относится к региону неустойчивого увлажнения. Хозяйственная деятельность вносит существенные изменения в естественный водный режим и водный баланс речных бассейнов. В настоящее время в области практически не осталось водосборов рек с ненарушенным гидрологическим режимом. Малые реки (часть их на территории области значительна) мелеют, а их водность имеет тенденцию к уменьшению. Эту гипотезу можно подтвердить практическими наблюдениями, проводимыми с конца 40-х - начала 50-х г.г. XX века и проанализированными в 1991 году с помощью воднобалансовых методов и исследования колебаний стока в опорных гидростворах в совокупности с анализом стокообразующих метеорологических факторов и развития хозяйственной деятельности (сопоставление многолетних колебаний стока за два периода, отличающихся уровнем хозяйственной деятельности). Данные приведены в нижеследующей таблице.

Таблица 1

Изменение годового стока малых рек Курской области под влиянием хозяйственной деятельности.

Примечание: по данным Павлова С. А., 1999.

Постоянные наблюдения на малых реках свидетельствуют, что нарушение стока рек обнаружено в 1968-1970 г.г. В свою очередь, на кривых осадков отклонений не обнаружено. Нарушение стока в данном случае следует относить за счет влияния хозяйственной деятельности, уровень которой с 1968 по 1986 годы значительно возрос по отношению к предыдущему периоду. Причем нарушений стока средних рек (Сейм, Тускарь) не обнаружено. Нарушения стока связаны с внедрением в середине 60-х годов интенсивной зяблевой пахоты и глубокой вспашки в земледелии, широким развитием снегозадержаний и развитием лесоразведения, массовым строительством искусственных водоемов. Все это внесло существенные изменения на водосборах, большая часть которых приходится на сельскохозяйственные угодья.

2.2 Комплексная оценка ресурсов поверхностных вод Курской

области

Для оценки обеспеченности Курской области водными ресурсами и экологической обстановки водных объектов необходимо проанализировать водохозяйственные показатели устойчивого развития области. Это можно сделать, проработав и проанализировав исследования Скорнякова В. А., Масленниковой В. В., Нокелайнен Т. С., касающиеся водохозяйственного аспекта устойчивого развития субъектов Российской Федерации. Понятие ,,устойчивое развитие” понимается как ,,развитие, удовлетворяющее потребности настоящего времени, но не ставящее под угрозу способность будущих поколений удовлетворить свой собственные потребности” в определенном виде природных ресурсов (Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию, 1989). Некоторые ученые используют термин ,,сбалансированное развитие”(Тикунов В. С. и Цапук Д. А.).

Вопрос о необходимости оценки водных ресурсов как одного из важнейших лимитирующих факторов жизни общества особенно остро возник при обсуждении условий перехода к устойчивому развитию каждого из отдельных субъектов РФ.

Водные ресурсы являются элементом устойчивого развития и характеризуются по многим качественно-количественным показателям. Наиболее значимыми критериями являются природная обеспеченность субъекта водными ресурсами, степень их использования (относительный водозабор) и качество вод.

Основной количественный показатель - природная обеспеченность территории водными ресурсами, которая в количественном отношении выражается в средней годовой величине речного стока, приходящейся на 1 км² площади или на одного жителя. Оценка водообеспеченности каждого субъекта федерации должна учитывать как местные водные ресурсы (формирующиеся в его пределах), так и речные воды, поступающие на территорию данного субъекта из соседних территорий. Значения этого показателя соответствуют следующим характеристикам водообеспеченности: 1-3 - очень высокая, 3,5-5 - высокая, 5,5-7 - средняя, 7,5-10 - недостаточная, 10-12 - крайне ограниченная. По этой характеристике природная водообеспеченность Курской области недостаточная (в баллах- 7,5-8).

Степень использования водных ресурсов (относительный водозабор) высчитывалась отношением объема свежей воды, извлекаемой из поверхностных водных объектов для нужд всех отраслей хозяйства и населения, к величине местных и общих водных ресурсов. Вычисленные значения характеристик разделены соответственно на 6 и 5 категорий. Каждой из категорий присваивалось определенное количество баллов: 1балл - менее 0,1%, 2 - от 0,1 до 1 %, 3 - 1-10 %, 4 - 10-50 %, 5 - 50-100 %, 6 - более 100 % , причем 6 баллов - только для второго показателя. Значение суммарного показателя варьирует в различных субъектах от 2 до 11 баллов. Здесь степень использования водных ресурсов - 6 баллов, что соответствует средней величине водозабора.

В целом для значительных территорий (субъект РФ) основной вклад в антропогенную нагрузку, а, значит, и в качество вод приходится на загрязненные сточные воды (ЗСВ), которые сбрасываются в водные объекты в результате использования водных ресурсов в промышленности, сельском хозяйстве, коммунально-бытовом хозяйстве.

Для оценки интенсивности поступления загрязненных сточных вод был использован удельный объем их сброса в поверхностные водные объекты. Использовались усредненные данные за 1996-1998 г.г. в м³/м² и перевод в баллы.

Таблица 2

Градация интенсивности сброса загрязненных сточных вод.

Этот показатель в Курской области показывает значительную и умеренную степень антропогенной нагрузки (1 - 4 балла).

Для выявления тенденций изменения годовых объемов сброса загрязненных сточных вод использовались данные за десятилетний срок (1990 - 1999 г.г.). По этому показателю в Курской области наблюдалась стабилизация величин сброса ЗСВ в 1997 - 1999 годы на относительно низком уровне (среднее значение в 1997 - 1999 г.г. ниже, чем среднее за предыдущий период). В перспективе при подъеме производства следует ожидать увеличения объема сброса сточных вод и концентрации в них загрязняющих веществ. Это не приведет к ухудшению условий устойчивого развития, если при этом будут приниматься меры, и это будет сочетаться с другими природоохранительными мероприятиями. Возможно даже уменьшение загрязнения водных ресурсов, если будут осуществляться мероприятия по сокращению забора свежей воды. К таким мероприятиям относится экономия свежей воды в результате введения повторно-оборотного ее использования. Это в настоящее время показатель эффективности использования водных ресурсов в отраслях промышленности.

Для оборотного водопотребления в общем водопотреблении была взята доля в среднем за 1996 -1999 годы. Выделено 6 категории, переведенных в баллы. Более 90% - 0,5 балла, от 80 до 90 % - 1 балл, от 60 до 80 % - 1,5 балла, от 40 до 60 - 2 балла, от 20 до 40 % - 2,5 балла, менее 20 % - 3 балла. Во взятый период доля оборотного водопотребления в общей доле водопотребления соответствовала в Курской области 0,5 - 1 баллам, т. е. в промышленности области в системе оборотного водопотребления занято от 80 до 90 % вод.

Если проследить динамику развития этого процесса во времени (сравнить с показателями 2001 года в таблице), то можно убедиться в стабильности численного значения оборотного водопотребления в Курской области (среднее значение доли оборотного водопотребления в общем водопотреблении в основных отраслях промышленности области - 87,7 %), а при рассмотрении доли по этому показателю по отдельным отраслям (топливно-энергетический комплекс, легкая промышленность, горнодобывающий комплекс) она приближается к 100%, что говорит о довольно высокой эффективности использования водных ресурсов и, следовательно, о меньшей нагрузке на естественную среду, частью которой являются водные ресурсы.

Важным фактором, влияющим на устойчивое развитие региона, является загрязнение вод, вызываемое авариями. Причины аварий могут быть различными, но, в основном, связаны они со старением основных фондов водного хозяйства, применением устаревших технологий на промышленных предприятиях, природными катаклизмами, нарушением трудовой дисциплины и др. Информацию для оценки этого фактора дала карта из Экологического атласа России, составленная Масленниковой В. В. и Скорняковым В. А. При расчете баллов, характеризующих аварийность, учитывалось число пунктов с авариями, число случаев аварий и превышение предельно-допустимых концентраций химических элементов (ПДК) в водных объектах при авариях (аварии, не создающие высокого загрязнения, когда ПДК в 10 раз не были превышены, не принимались во внимание). Этот подсчет позволил выделить 4 категории субъектов: 0 баллов - нет аварий, 1 балл - низкая степень аварийности, 2 балла - средняя степень аварийности, 3 балла - высокая степень аварийности. В Курской области по данному показателю 0-2 балла, что говорит об отсутствии аварий или средней степени аварийности в зависимости от периода времени. Для улучшения обстановки по данному показателю необходима замена старого технического оборудования на промышленных предприятиях, транспортных коммуникациях, очистных сооружениях. Требуется также повышение технологической и трудовой дисциплины, профессионализма кадров, обслуживающих данные установки.

Водные объекты обладают ценнейшим свойством - способностью к самоочищению. Для экологического состояния водных объектов наибольшее значение имеют процессы, приводящие к преобразованию неконсервативных загрязняющих веществ в безвредные или менее вредные вещества. К ним относится большинство органических веществ, соединения, содержащие азот и фосфор. Но в данном случае не рассматривается процесс физического самоочищения, то есть разбавления содержания загрязняющих веществ водными массами в водных объектах. Способность к самоочищению находится в прямой зависимости от многих факторов, как природных, так и связанных с человеческой деятельностью. Интенсивность самоочищения в водном объекте зависит от температурных условий, интенсивности перемешивания воды в потоке или водоеме. По сочетанию этих двух показателей на территории РФ выделено 4 категории условий самоочищения (Экологический атлас России): крайне неблагоприятные (3 балла), неблагоприятные (2 балла), средние (1 балл) и благоприятные (0,5 балла). Подавляющее большинство субъектов РФ относится к категории, характеризующейся преобладанием водных объектов с крайне неблагоприятными и неблагоприятными условиями самоочищения природных вод. Водные объекты Курской области характеризуются средними условиями самоочищения, и лишь некоторые водные объекты - неблагоприятными.

При оценке качества воды по данным непосредственных наблюдений за химическими характеристиками водных объектов основным критерием был принят ИЗВ - индекс загрязненности вод (используется Гидрометеослужбой), который показывает степень превышения фактического содержания загрязненными водами ПДК. Исходя из этого критерия, выделены пять классов качества воды - от относительно чистых до чрезвычайно грязных (в численном значении по преобладанию одного из пяти классов - от 1 до 6 баллов). По качеству природные воды Курской области соответствуют средним показателям качества среди субъектов Российской Федерации. Ситуация относительно качества вод в Курской области не очень благоприятная.

Исходя из проанализированных показателей в соответствии с полученным суммарным показателем, все субъекты РФ были разделены на шесть категории - от ,,крайне неблагоприятных” до ,,очень благоприятных” (приложение 1). Курская область по интегральной оценке водохозяйственных факторов устойчивого развития отнесена к региону с ,,умеренными” условиями для устойчивого развития (рисунок 1). К этой группе относится наибольшее число субъектов (более 1/3 части по числу, по занимаемой площади - 32 %). Они разделены на две группы (IVа и IVб). Первая подгруппа характеризуется несколько лучшей водообеспеченностью и меньшей степенью использования водных ресурсов. Вторая, куда входит Курская область, приурочена в основном к лесостепной зоне и характеризуется худшей, по сравнению с подгруппой IVа, водообеспеченностью, но лучшими показателями качества воды. Дефицит водных ресурсов вызывает необходимость установления достаточно жестких ограничений по их использованию. В промышленных зонах целесообразно ограничение развития водоемких производств и внедрение технологий с экономным расходованием воды, в частности с повторно-оборотным ее использованием.

Для использования поверхностных вод необходимо уделять особое внимание их качеству. В Курской области постоянно проводятся исследования по оценке качества природных вод по гидрохимическим и гидробиологическим показателям. Один из их авторов - Кумани М. В.

В научной и методической литературе используются различные критерии оценки качества воды поверхностных водоемов. В таблице представлены классы качества поверхностных вод и ряд критериев, которые используются для их определения.

Таблица 3

Классы качества воды природных водоемов в зависимости от биологических и гидрохимических показателей.

Примечание: по Кумани М. В. ,,Исследование поверхностных вод Курской области биоиндикационными методами”.

Но нет общепринятой комплексной классификации качества воды в зависимости от ее гидрохимических и гидробиологических показателей. Каждому из 6 классов качества вод соответствует определенный уровень сапробности обитающих в водоеме организмов и соответствующий уровень сапробности самого водоема: ксеносапробный, олигосапробный, бетамезосапробный, альфабетамезосапробный, альфамезосапробный, полисапробный и гиперсапробный. Но не всегда уровень сапробности напрямую связан с загрязненностью водоема, так как иногда возрастание сапробности совпадает с их эвтрофикацией, которая, в свою очередь, вызывается не только антропогенными, но и природными факторами. А, с другой стороны, загрязнение водоема промышленными и сельскохозяйственными стоками препятствует жизнедеятельности водных организмов и, следовательно, снижает его сапробность. Поэтому автором предложена классификация водоемов на основе двух критериев.

Таблица 4

Классификация водоемов по уровню сапробности и загрязненности.

Примечание: по Кумани М. В. ,,Исследование поверхностных вод Курской области биоиндикационными методами”.

Исследовалось более 30 водотоков Курской области в ключевых районах. В таблице (приложение 2) приведены результаты исследований.

В сферу гидробиологического мониторинга попали водные объекты практически всех типов, характерных для Курской области и всего Центрального Черноземья: от самых больших рек (Сейм, Псел, Свапа), до самых малых (Виногробль, Песочная, Рясник). Эти реки испытывают все типы антропогенной нагрузки по характеру и интенсивности.

Ни одна река не попадает в 1 и 2 классы качества вод по геохимическим показателям. У большинства загрязнение классифицируется как ,,незначительное” или ,,умеренное” (воды могут быть отнесены к 3 классу). Экологическая ситуация на этих водных объектах по гидрохимическим показателям может быть оценена как относительно удовлетворительная.

Некоторые пункты наблюдений имеют 4 класс качества вод (,,загрязненные”). Это Тускарь в верхней части обследованного участка, р. Песочная, Чернь, Псел у с. Гуево. К ,,сильно загрязненным” относятся воды Сейма и Тускари ниже Курска, Сновы, Виногробля, Речицы. В ,,чрезвычайно загрязненные” попадает один объект - Свапа ниже сброса очистных сооружений г. Железногорска. Эти воды находятся в состоянии экологического бедствия.

Теперь следует указать особенности биологических показателей качества вод. Все природные водоемы, как упоминалось выше, делятся на 6 групп. М. В. Кумани ввел еще промежуточную градацию - альфабетамезосапробный уровень. Он обосновывает это достаточно частой встречаемостью этого уровня сапробности на реках нашего региона. Нововведения можно увидеть в таблице.

Таблица 5

Классификация водоемов по значениям (ИС).