Презентация Валентины Георгиевны Дубининой

О МЕТОДОЛОГИИ НОРМИРОВАНИЯ
БЕЗВОЗВРАТНОГО
ИЗЪЯТИЯ РЕЧНОГО СТОКА
Дубинина В.Г.
ФГУ «Межведомственная
ихтиологическая комиссия», г. Москва
mik-com@yandex.ru
Под безвозвратным изъятием речного стока
следует понимать общие потери естественного стока
реки, включающие безвозвратное водопотребление
отраслями хозяйства,
потери на испарение с
водохранилищ
и
прудов,
межбассейновые
переброски стока и уменьшение поверхностного
стока в результате хозяйственной и иной
деятельности на водосборной площади (распашка
земель,
вырубка
леса
и
др.).
Единой методологической основой нормирования
безвозвратного изъятия речного стока (WДИ) и
установления
экологического
стока
(WЭС)
и
экологического попуска (WЭП) является принцип
устойчивого функционирования водных и околоводных
(пойменных) экосистем и сохранение условий
естественного размножения организмов, когда не
подрывается способность природных компонентов к
саморегулированию, то есть самоочищению и
самовозобновлению. В этом случае допустимая
повторяемость
экологически
неблагоприятных
гидрологических условий обитания и воспроизводства
гидробионтов должна определяться динамическими
особенностями
водных
экосистем
(их
инерционностью).
Под допустимым изъятием воды (WДИ)
понимается максимальное количество воды,
безвозвратно изымаемое из реки, при котором
сохраняются условия устойчивого и безопасного
функционирования
водных
и
околоводных
экосистем.
КРИТЕРИИ
В качестве экологических критериев, которые учитываются и
используются при разработке норм Wди, Wэс, Wэп и оценке
степени нарушенности экосистем рекомендуются следующие:
• условия естественного воспроизводства водных
биологических ресурсов и пойменной растительности;
• уровень биологической продуктивности экосистем;
• структура сообщества рыб, в т.ч. соотношение ценных и
мало ценных видов рыб, темпы их роста;
• видовое разнообразие организмов, смена сообществ
животных и растений;
• состояние русла реки и поймы, процессы дельтообразования
и др.
ПАРАМЕТРЫ
В качестве основных параметров при разработке норм Wди, Wэс, Wэп
используются:
• расход, сток и уровни воды, а также их внутригодовое распределение
(гидрограф) в годы различной водности;
• сроки весеннего половодья и паводков;
• площадь затопления поймы и дельты;
• характеристики водного режима русловых и пойменных нерестилищ
(скорость течения, глубина, температура и др.);
• уровенный режим, соленость воды, площади нагула молоди и
взрослых особей рыб и др. показатели для замыкающих водных
объектов;
• видовой состав, численность и биомасса планктонных и донных
организмов, динамика численности популяций рыб, характеристики
численности молоди конкретного года рождения («урожайность»
поколения), промысловый возврат (величина вылова рыб одного
поколения в течение всего жизненного цикла), запасы массовых и
ценных рыб.
Ключевой задачей является определение критических
для воспроизводства организмов и функционирования
экосистем гидрологических условий, методы определения
которых подразделяются на две основные группы:
1) методы на основе анализа связей биологических и
гидрологических характеристик состояния экосистем;
2) методы на основе критических экологических
параметров, основанных на использовании косвенных (в
том числе абиотических) характеристик состояния
экосистем.
Первый метод применяется для рек или их участков при
наличии многолетних данных по параметрам гидрологического
режима и биопродуктивности водных и околоводных экосистем.
Он является основным для водных объектов или отдельных
участков, имеющих особо важное значение для воспроизводства
биоресурсов.
Анализ зависимостей, например для бассейна Дона, показал,
что при условно естественном режиме р. Дон, при величине стока
обеспеченностью 50 % могут быть получены поколения судака и
леща в основном средней урожайности. В годы со стоком 90 и 95
%-ной обеспеченности естественное воспроизводство проходных
и полупроходных рыб находится на крайне низком уровне. В
целом критические условия для экосистемы возникают в годы со
стоком 96% обеспеченности, при величине годового стока 12-13
км³, весеннего (март-май) 7-10 км3, когда ниже указанных
величин практически не регистрируется размножение проходных
и полупроходных рыб (рис. 1, 2).
Рис. 1. Зависимость численности сеголетков леща,
судака и осетра от годового стока р. Дон
при условно естественном режиме реки.
Рис. 2. Зависимость численности сеголетков леща,
судака, осетра от весеннего стока (III-V) р. Дон при
условно естественном режиме реки
Второй метод используется при отсутствии количественных
зависимостей влияния элементов гидрологического режима на
состояние экосистем.
На основании этого метода определяются параметры
гидрологического режима, при которых создаются «критические»
условия для естественного воспроизводство биоресурсов, а также
нарушения природных процессов транспорта и осаждения наносов,
приводящего к интенсивному формированию предустьевого бара,
деформации. При этом в качестве показателей этого состояния
используются косвенные характеристики, которые различны для
разных водных объектов (скорость воды в потоке, температура,
уровень и соленость воды, площадь, сроки и продолжительность
затоплений поймы и др.).
При превалирующей роли поймы в функционировании водной и
околоводной экосистем на конкретном рассматриваемом участке и
отсутствии надежной информации о биологических характеристиках
их состояния, показатель обводнения поймы может быть использован
как основной для установления критического стока.
Общий алгоритм расчета
1. На основе анализа связей естественных (восстановленных) гидрологических
характеристик реки с продуктивностью водных экосистем или с характеризующими ее
косвенными показателями находятся переломные точки (Wкр), соответствующие критическому
состоянию водных экосистем в маловодные годы. При объемах воды ниже критических
(Wкр)практически не регистрируется процесс естественного размножения большинства
основных видов рыб и других водных животных и растений экосистем.
2. Определяется исторически минимальный объем стока ( Wист), в качестве которого
принимается, как правило, объем речного стока года 99% обеспеченности.
3. Сопоставлением критического объема стока с исторически минимальным
определяется та часть стока, которая может быть изъята из водного объекта с минимальным
ущербом для экосистемы. Объем допустимого безвозвратного изъятия Wди за год и отдельные
периоды определяется:
Wди = Wкр – Wист
(1)
При этом Wди принимается постоянным для лет различной водности с объемом
стока выше базового.
4. Сток базового года (Wб), т.е. минимальный сток, начиная с которого можно вести
изъятие стока в размере Wди, равен:
Wб = Wкр + Wди
(2)
5 В маловодные годы со стоком ниже Wб допускается изъятие воды только для
обеспечения приоритетных водопотребителей (хозяйственно-питьевого водоснабжения), при
этом объем изъятия определяется по формуле:
Wди(м)=Wi(м) - Wкр
(3)
где Wi(м) – маловодный год со стоком ниже Wб.
6. Исходя из установленной нормы Wди, рассчитывается экологический сток (Wэс):
Wэс =Wi-Wди
(4)
где Wi –естественный сток в годы различной водности.
7. Расчет экологического попуска (Wэп) в замыкающем створе расчетного
водохозяйственного участка ниже плотины водохранилища осуществляется в следующем
порядке:
на первом этапе по формуле (4) определяется величина экологического стока в
естественных условиях;
на втором этапе с учетом рыбохозяйственного, руслоформирующего, санитарного,
навигационного, энергетического и других видов попусков, а также боковой приточности
на участке формируется экологический попуск (Wэп),
осуществляемый из
водохранилища и обеспечивающий соблюдение (Wэс) в пределах установленной нормы
изъятия речного стока.
При установлении Wэп. приоритетом пользуется обеспечение экологических
требований к условиям естественного размножения рыб и других водных животных и
растений в нижних бьефах гидроузлов и нагула их в водных объектах, замыкающих
гидрографическую сеть.
8. Внутригодовое распределение Wди, Wэс, Wэп в годы со стоком различной
обеспеченности определяется в соответствии с их гидрографом условно-естественного
(восстановленного) стока. Если в отдельные периоды межени расчетное безвозвратное изъятие
стока приводит к регулярному снижению скоростей течения до значений менее 0,2 м/с,
обеспеченность Wист должна быть снижена, и расчет повторен для меньшего значения Wди до
достижения приемлемых скоростей течения в межень. Для пересыхающих и перемерзающих
рек корректировка по скорости течения не обязательна.
9. В тех случаях, когда на каких-либо водохозяйственных участках в отдельные
интервалы времени величина санитарной проточности превышает объем экологического стока,
в качестве последнего принимается санитарный расход.
Естественная уязвимость экосистем южных рек к быстрым и
глубоким изменениям в результате сокращения стока определяет
весьма незначительные объемы допустимого его изъятия.
Годовые нормы допустимого изъятия речного стока от
среднемноголетнего естественного (восстановленного) стока в
устьях большинства южных рек находятся в границах 8-13%.
Существующие объемы безвозвратного изъятия речного стока в
бассейнах южных рек (исключая бассейн Нижней Волги)
превысили в два более раза экологически безопасный уровень.
Сопоставляя установленную норму безвозвратного изъятия
речного стока для конкретного речного бассейна с
существующим современным безвозвратным водопотреблением,
а также учитывая показатели состояния водных биоресурсов,
можно оценить степень экологического неблагополучия водных
экосистем.
Спасибо за внимание