Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

Оценка влияния водохранилища и всего каскада Нижне-Нарынских ГЭС на качество воды в р. Нарын показала, что оно многофакторное и ведущими среди факторов являются микробиологические и гидрогеохимические процессы в чаше водохранилища, исходный состав воды, состав и количество приточных вод, режим работы ГЭС и др.

Приток в Токтогульское водохранилище обеспечивается рядом постоянных водотоков, дающих более 98% суммарного притока, на остальные небольшие ручьи и речки приходится около 2%.

Гидрологическая характеристика рек, впадающих в Токтогульское водохранилище.

Более 85% притока в водохранилище обеспечивает река Нарын, следовательно, и доля привноса солей и других компонентов остается ведущей и наибольшей за этой рекой. По многим показателям состав и минерализация нарынской воды выше, чем в других притоках.

Несколько иная картина распределения в воде биогенных компонентов, загрязняющих и других веществ. Здесь приоритет принадлежит притокам Кетмень-Тюбинской (Токтогульской) впадины, особенно по фосфору минеральному и нефтепродуктам, которые в воде р. Нарын практически отсутствуют, т.е. она является чистой, тогда как в других водотоках, особенно в р. Узун-Ахмат, эти соединения присутствуют, хотя их количество пока не выходит за пределы ПДК.

Очевиден тот факт, что с речным притоком в Токтогульское водохранилище поступление загрязняющих веществ на данном этапе сравнительно невелико за счет относительно небольшой антропогенной нагрузки на водотоки, впадающие в водоем, а также достаточно эффективной деятельности местных экологических подразделений и служб охраны природы.

Результаты годового цикла наблюдений за составом воды в Токтогульском водохранилище, проведенные Кыргызгидрометом, показали, что общая минерализация и содержание отдельных макрокомпонентов в воде водохранилища обусловлены усредняющей ролью водоема, пополняемого притоками с различающимся исходным составом воды: в водохранилище средняя минерализация воды выше, чем в р. Узун-Ахмат, но несколько ниже, чем в р. Нарын.

Вместе с тем, степень загрязнения воды в водохранилище существенно выше, чем в воде впадающих в него рек. Это, прежде всего, связано с антропогенной нагрузкой на собственно водоем, обусловленной отсутствием или неэффективной работой очистных сооружений, бытовыми, канализационными и промышленными стоками объектов, расположенных вблизи водохранилища и даже в его водоохранной зоне, рекреационной нагрузкой в летний период, использованием водномоторного транспорта на акватории, стоками временных заправок в период восстановительных работ на трассе «Ош-Бишкек».

Таким образом, собственно водохранилище является местом сбора и накопления загрязняющих р. Нарын компонентов, которые при его отсутствии в несколько меньшей степени попадали в реку, и загрязнение выносилось вниз по течению, т.е. происходил процесс естественного самоочищения. Следовательно, наличие водохранилища создало условия не только для временной консервации речной воды, но и для интенсификации микробиологических, биохимических и физико-химических процессов самоочищения.

Для оценки влияния Нижне-Нарынского каскада водохранилищ в целом и Токтогульского в частности на изменения состава воды в р. Нарын были взяты два створа: входной в Токтогульское водохранилище - «Уч-Терек» и нижний - ниже бьефа Курпсайской плотины («Ташкумыр» - верхний»).

На участке между выбранными створами наиболее существенно снижается содержание хлор-иона, что вполне объяснимо увеличением разбавляющей роли боковой приточности р. Нарын, формирующейся на территории, бедной хлоридными соединениями и растворами. В целом же можно считать, что уже в условиях стационарного гидрологического режима Токтогульского и Курпсайского водохранилищ существенных изменений макрокомпонентного состава воды р. Нарын не произошло. Процесс переработки берегов, а также вынос из прибрежной зоны солей из толщи неогена еще не завершился, но, будучи растянутым по времени на десятилетия, он не приводит к заметному изменению состава воды. Возрастание минерализации воды в Токтогульском водохранилище за счет превышения испаряемости с поверхности воды над осадками оказалось в пределах нескольких десятков миллиметров в год, вследствие чего его можно не учитывать.

Анализ биогенных компонентов, органических и неорганических загрязняющих веществ показывает несколько иную гидрогеохимическую роль водохранилищ Нижне-Нарынского каскада.

Вода, выходящая через плотину Токтогульской ГЭС, является более чистой, чем наблюдаемая на створе «Ташкумыр - верхний», т.е., относительно очищенная в чаше водохранилища, по пути к створу она снова обогащается органическими и другими веществами антропогенного характера.

Изменения климата в зоне действия водохранилища.

Влияние горных водохранилищ аридной зоны на климат имеет те же тенденции, что и равнинные, но носит более сглаженный характер и гораздо меньшую полосу распространения влияния.

Создание Токтогульского водохранилища повлияло на микроклимат побережья. По данным МС Токтогул, расположенной в 5 км. от северного побережья Токтогульского водохранилища, на высоте 983 м, среднегодовая температура воздуха увеличилась на 2,30, а по данным МС Итагар, расположенной в 20 км, на высоте 2011 м, влияние водохранилища значительно меньше. Здесь среднегодовая температура воздуха увеличилась лишь на 0,20.

Анализ среднемесячных значений температуры воздуха, определенных за периоды до и после создания водохранилища по МС Токтогул и Итагар, показал, что произошло повышение температуры воздуха в осенне-зимнее время и последние месяцы лета. В весенний период температура воздуха понизилась, что связано с охлаждающим воздействием водохранилища. Наиболее значительное потепление произошло в зимние месяцы. В весенний период на побережье наблюдается понижение температуры.

Анализ полученных данных показывает, что наблюдается тенденция зависимости температуры воздуха от объема воды в водохранилище.

Влажность воздуха при его движении над водной поверхностью изменяется аналогично температуре воздуха: отмечается понижение относительной влажности воздуха на 2,3 - 12% в 5-ти км. от побережья, а на расстоянии 40 км. от водохранилища влияние его практически не наблюдается.

С созданием водохранилища уменьшились максимальные значения относительной влажности в среднем на 4%, и произошло его смещение на один месяц (январь). Минимальные значения относительной влажности также сместились на месяц раньше и теперь наблюдаются в августе, причем величина их уменьшилась на 4-12%. В остальные месяцы года значения относительной влажности воздуха после создания водохранилища изменились несущественно.

В котловине Токтогульского водохранилища, в десятикилометровой зоне побережья, отмечено увеличение атмосферных осадков на 5-8%. При этом наблюдается смещение максимума осадков на месяц раньше. Так, до создания водохранилища максимальное количество осадков приходилось на май месяц, а минимальное - на октябрь. После создания водохранилища максимальное количество осадков сместилось на апрель, и их количество увеличилось в среднем на 8%, а минимальное - в августе, с увеличением на 50%. В зимний же период наблюдается уменьшение осадков. Влияние водохранилища отмечается в пределах 40-километровой зоны.

С созданием водохранилища значительно изменился и ветровой режим. Сравнительный анализ данных наблюдений до создания водохранилища и после показал, что скорость ветра увеличилась в зимний период в пределах 50 - 200%, в теплый - от 5 до 21%. Направление преобладающих ветров не изменилось, так как оно определяется другими факторами, что подтверждается данными повторяемости (розой ветров), построенными до и после создания водохранилища. Наблюдается усиление ветров восточного направления. Таким образом, на основании анализа данных по изменению климатических характеристик в котловине Токтогульского водохранилища можно сделать вывод, что в горных условиях создание водохранилища не оказывает очень существенного влияния на изменение климата. Наиболее значительные изменения температуры воздуха, относительной влажности и скорости ветра наблюдаются лишь в радиусе пяти километров. Однако некоторое смягчение резко континентального климата отмечается в радиусе до 40 - 50 километров с отепляющим эффектом в холодный период и охлаждающим - в теплый. Произошло увеличение безморозного периода на 1 - 2 недели, а также некоторое повышение температуры почвы, благоприятно влияющее на сельскохозяйственное производство в районе влияния водохранилища.

Роль и значение водохранилищ на современном этапе развития Кыргызстана

Все возрастающее потребление воды для ирригации и водоснабжения, необходимость борьбы с наводнениями и селевыми потоками, рост электропотребления служат предпосылками для создания большого числа водохранилищ в республике. В условиях единого пространства в составе СССР это осуществлялось планомерно, и было согласовано с соблюдением интересов соседних республик (Узбекистана, Казахстана). На современном этапе суверенного развития Кыргызстана и соседних государств этот вопрос стал очень проблематичным, требующим особого подхода и решений, исключающих возникновение конфликтных ситуаций. Особенно остро интересы государств сталкиваются при режиме эксплуатации Токтогульского водохранилища, имеющего ирригационно-энергетическое назначение. Причем в интересах экономики и хозяйства Кыргызстана главную роль приобретает его энергетическое значение (поскольку в топливно-энергетическом балансе республики основная роль принадлежит гидроресурсам), а в интересах Узбекистана - ирригационное, поскольку воды р. Нарын орошают земли наиболее земледельческой Ферганской долины. Для эффективного использования запасов воды водохранилища в целях энергетики максимальные пропуски должны производиться в зимний период, когда отмечается наибольшая потребность в электроэнергии. Наибольшее потребление воды для ирригации приходится на летний период. Поэтому на практике приходится учитывать и увязывать противоречивые интересы и требования энергетики и ирригации (а в политическом плане интересы двух государств) в отношении режима эксплуатации и характера регулирования стока Токтогульского водохранилища и всего каскада Нарынских ГЭС. В конкретных условиях Центральноазиатского региона эта увязка может быть достигнута путем создания двойной системы водохранилищ, позволяющей регулировать и перераспределять сток между основными потребителями. Первая система водохранилищ и крупные гидроузлы с большими напорами, определяющие работу ГЭС с максимальной эффективностью, создаются в высокогорной зоне (в данном конкретном случае это каскад Нарынских ГЭС, но с завершением строительства Камбаратинского гидроузла).

В предгорных районах при этом создается вторая система водохранилищ, задачей которой является вторичное регулирование и перераспределение стока для целей ирригации.

Такая система регулирования позволит наиболее полно и удачно сочетать интересы энергетики и ирригации.

Как видно из приведенных примеров, все крупные водохранилища Кыргызстана имеют межгосударственное значение.

Гидроэнергетические ресурсы.

В предыдущих разделах были рассмотрены запасы водных ресурсов в аспекте водоснабжения и водообеспечения как наиболее приоритетных и жизнеобеспечивающих. Между тем, на данном этапе экономического развития Кыргызстана как суверенного государства особую значимость и актуальность приобретает гидроэнергетическая отрасль водного хозяйства, поскольку гидроэнергетика стала важнейшей частью топливно-энергетического баланса республики, заменяя дорогостоящие газ и уголь.

Кыргызстан - одна из немногих стран азиатского региона, богатая гидроэнергетическими ресурсами. Бурные горные реки с большими перепадами высот и уклонов несут в себе огромный потенциальный запас энергии, способный заставить работать турбины многочисленных ГЭС, как больших, гигантских, так и совсем малых. В составе бывшего Советского Союза Кыргызстан по запасам гидроэнергоресурсов занимал 4-е место. И именно на максимальное использование этих ресурсов делался основной упор. Были построены многочисленные малые ГЭС районного, местного значения (каскад Аламединских ГЭС, Быстровская ГЭС, Сосновская ГЭС и др.), мощные гиганты гидроэнергетики - каскад Нарынских ГЭС. Однако гидроэнергетический потенциал республики и на сегодняшний день используется лишь на 15%, что крайне недостаточно. Если учесть, что это экономически наиболее дешевый и рентабельный, возобновляемый вид энергетического сырья, экологически чистый и безотходный, то можно с уверенностью сказать, что именно за ним будущее энергетики Кыргызстана.

Различают следующие виды гидроэнергетических ресурсов: потенциальные, т.е. теоретические запасы энергии рек; технические, учитывающие все потери при их использовании (в расходах рек, в напорах и электромеханические); экономические - проектная выработка электроэнергии действующих и строящихся ГЭС, их также называют промышленным потенциалом гидроэнергетических ресурсов, оценка которых и приводится в данном разделе.

Потенциальные гидроэнергетические ресурсы речного стока.

Для расчетов энергетического потенциала были использованы характеристики стока 278 рек в зоне его формирования и 97 ирригационных каналов. Выбор рек для оценки ГЭР соответствовал требованиям инструкции по составлению Водоэнергетического кадастра в части подразделения на три категории учета ресурсов: основная река, ее притоки и малые реки. При этом использовался метод сплошного руслового или линейного подсчета ресурсов.