География и геоэкология/Гидрология и водные ресурсы

 

Цибудеева Д.Ц.

Территориальный отдел водных ресурсов по Республике Бурятия Енисейского БВУ

Оценка интенсивности антропогенной нагрузки на водные объекты и водосборную территорию 

бассейна р. Хилок на территории республики Бурятия

Бассейн р. Хилок, составляющий согласно водохозяйственного районирования водохозяйственный участок ВХУ 16.03.00.003, на территории Республики Бурятия (РБ) административно принадлежит Бичурскому и Мухоршибирскому районам. Бичурский район простирается по Бичурскому межгорному понижению долины, ограниченной с севера склонами Заганского хребта, с юга - отрогами Бичурской гряды Малханского хребта, с запада - долиной р. Чикой. Мухоршибирский район занимает обширные пространства Тугнуйской и Сулхаринской степи,  окаймленные с юга Заганским хребтом, с севера – хр. Цаган-Дабан.

По физико-географическому районированию [1] бурятская часть бассейна расположена в пределах Селенгинско-Хилокской остепненной среднегорной провинции Южно-Сибирской горной области, где  преобладают равнинные степные и низкогорные лесостепные ландшафты.

Климат резко-континентальный, засушливый, отличается незначительным количеством осадков (200-300 мм/год), что обуславливает  невысокий коэффициент густоты речной сети, составляющий  в средней части бассейна р. Хилок  - 0,4-0,6 км/км2, в нижнем течении – 0,2-0,3 км/км2.  [2]. Согласно данным государственного водного реестра в р. Хилок  впадает 27 водотоков суммарной протяженностью  925 км, 63% из них имеют длину 26-100 км, 37% - менее 25 км [3]. При этом реки характеризуются  малыми среднегодовыми расходами воды (от 1,06 м3/с у р. Куйтунка  до 94,1 м3/с у р. Хилок) [4]. В зимнее время малая водность и низкие температуры воздуха приводят к быстрому истощению ресурсов подземных вод, понижению уровня грунтовых вод, глубокому сезонному перемерзанию почвогрунтов [5]. В результате, реки с площадью водосбора до 4–5 тыс. км2 перемерзают,  главный водоток бассейна -  р. Хилок - перемерзает эпизодически на 30-50 дней.

Тем не менее, бассейн реки в республике отличается благоприятными агроклиматическими условиями и поэтому наиболее аграрно развит. Здесь  наибольший удельный вес земель сельскохозяйственного значения: в Мухоршибирском районе площадь таких земель составляет 59%, в Бичурском 36%. Основой экономической деятельности является  сельскохозяйственное производство, специализирующееся на мясном и молочном животноводстве, производстве зерновых и кормовых культур, картофеле- и овощеводстве [6].

В структуре водопользования бассейн отличает значительный объем забора поверхностных вод для  орошения сельскохозяйственных угодий – в среднем, 12,2 млн м3/год. Кроме того, в Мухоршибирском районе освоение водных ресурсов связано с добычей каменного угля Тугнуйского угольного бассейна с отведением карьерных вод в приток р. Сухара – р. Тугнуй (Таблица 1).

Таблица 1 - Основные показатели водопользования в бассейне р. Хилок

Кол-во водопользователей

Приоритет. цель использо-вания поверхн. вод

Забор

Сброс сточных вод

Подземвод

поверхн вод

Отношение забора подзем. вод к забору поверхн.

Объем сброса

Категория очистки

млн м3

80

Орошение,

сброс сточных вод

9,30

12,20

0,72

7,11

Нормативно-очищенные

Для формирования целостного представления об экологической ситуации в бассейне проведена оценка интенсивности антропогенной нагрузки на водные объекты и водосборные территории по двум группам показателей прямого (непосредственного) и косвенного (опосредованного) воздействия. Уровень антропогенного воздействия на речные бассейны  рассчитывался по показателям плотности населения и  промышленного производства, сельскохозяйственной нагрузки. Последняя рассчитывается из учета распаханности территории (отношение площади пашни к общей площади бассейна, в %) и количество условных голов КРС в хозяйствах всех категорий на 1 км2 (животноводческой нагрузки). Совокупная антропогенная нагрузка определяется как среднее арифметическое балльных оценок демографической, промышленной и сельскохозяйственной разновидностей. Для итогового показателя принята 8-ступенчатая условная шкала с градацией интенсивности – от незначительной и очень низкой до высокой и очень высокой [7].

Нагрузка рек сточными водами и загрязняющими веществами сточных вод рассчитывалась по отношению объема сброса к среднегодовому расходу реки [8]. Коэффициент изъятия водных ресурсов определяется соотношением забора воды из поверхностных водных источников к доступным возобновляемым водным ресурсам [9].  Если это отношение менее 10%, то водный стресс не наблюдается; при 10-20% существует слабая нехватка воды; превышение 40% свидетельствует о высоком уровне вододефицита.

Проведенные расчеты показали средний уровень совокупной антропогенной нагрузки, обусловленный  наибольшей сельскохозяйственной нагрузкой: поголовье КРС – 3,99 гол/км2 и распаханность – 15,2 %. Плотность сельского населения составляет 4-5 чел/км2, поэтому демографическая нагрузка низкая.

Антропогенное воздействие в настоящее время связано с добычей каменного угля Олонь-Шибирского месторождения Тугнуйского угольного бассейна. При производстве горных вскрышных и добычных работ требуется производить откачку воды, которая осуществляется открытым водоотливом со сбросом карьерных вод в р. Тугнуй. С этой целью из недр извлекается до 10 млн м3/год подземных вод. В связи с увеличением объемов добычи растет и количество поступающих в реку карьерных стоков: с 4,4 млн м3/год в 2007 г. до 10,2 млн м3/год в 2012 г. Сброс осуществляется по двум выпускам от дренажного участка и скважин водопонижения, при этом происходит загрязнение реки взвешенными веществами, сульфатами, хлоридами, железом общим, СПАВ, нефтепродуктами, хромом, цинком.  Фактическое увеличение объемов сброса требует  уточнения нагрузки реки сточными водами. Сведений о расходах воды р. Тугнуй нет. Однако известны данные по р. Сухара, в которую впадает данный водоток [10]. Если принять в расчет среднегодовой расход воды, равным стоку р. Сухара, а именно – 45 млн м3/год, то при максимальном объеме сброса, равном 10 млн м3/год, он составляет 20% стока реки. В маловодный же период с годовым расходом 10 млн м3/год, максимальный объем сброса возрастает до объема  естественного стока реки. Поэтому оценка влияния сточных вод угольного разреза на экологическое состояние бассейнов рр. Тугнуй, Сухара и Хилок требует специального исследования.

Максимальный водозабор на уровне 2-2,5 млн м3/год осуществляется из рр. Бичура, Ара-Киреть и Шибертуй. Сведения о расходах воды имеются по трем постам наблюдений - р. Хилок наблюдается у с. Малый куналей и на з. Хайластуй, р. Сухара - у с. Цолга. Если в качестве реки-аналога при расчете коэффициента изъятия водных ресурсов использовать данные среднего годового стока р. Сухары, то при максимальном заборе в год с наименьшей водностью для р. Шибертуй он достигает 4,44, а для р. Бичуры - 5,56. В данном случае можно говорить об отсутствии в бассейне реки Хилок дефицита водных ресурсов.

Основным источником загрязнения на территории Бурятии являются карьерные воды ОАО «Тугнуйский угольный разрез», отличающиеся сложным химическим составом (Рисунок 1). По данным единственного гидрохимического поста в устьевой части р. Хилок у з. Хайластуй качество речной воды оценивалось в 2004-2009 гг. как «загрязненное» (3А класс), в 2011-2012 гг. уже как «очень загрязненное» (3Б класс). Среди основных загрязняющих веществ регистрируются фенолы, железо общее, медь, легко- и трудноокисляемые вещества и цинк [11]. По гидробиологическим показателям экосистема водотока характеризуется напряженным состоянием.   Хилок.JPG

Рисунок 1 – Линейная схема бассейна р. Хилок

Анализ нагрузки рек загрязняющими веществами сточных вод  показывает, что  в р. Тугнуй поступает максимальное количество фторидов и никеля, а  также  значительные объемы других вредных веществ техногенного происхождения, содержащиеся в карьерных водах - взвешенных веществ, сульфатов, железа, меди, цинка, хрома.

Если сравнивать уровень нагрузки рр. Селенга, Тугнуй, то нагрузка на р. Тугнуй больше, чем на р. Селенгу: по никелю в 1215, железу – 182, меди – 95, взвешенным веществам – 89, цинку – 70, сульфатам – 59, хлоридам – 9 раз соответственно.

В условиях планируемой интенсификации сельскохозяйственного производства особое внимание следует обратить на возможное перспективное избыточное изъятие воды из рек, особенно в периоды маловодья. Нерешенной проблемой остается отсутствие учета сельскохозяйственного диффузного загрязнения, которое может достигать 70% фосфора и 90% азота в общем антропогеном загрязнении. Кроме того, целесообразным представляется более детальное изучение  экологических последствий угледобычи, техногенное воздействие которой вызывает существенное прямое и косвенное воздействие на водные объекты и их водосборы как во время добычи, так и длительный период после ее окончания.

Литература:

1.                  Михеев В.С., Ряшин В.А. Физико-географическое районирование. Карта м-ба 1:8 000 000 // Ландшафты юга Восточной Сибири. Карта. М-б 1:1 500 000. — М.,1977.

2.                  Справочник по климату СССР. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров, вып. 22. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968. – 280 с.

3.                  Государственный водный реестр. Код доступа: http://www.textual.ru/gvr;

4.                  Гидрологическая изученность. Т.16. Ангаро-Енисейский район. Вып.3. Забайкалье / Под ред. В.И. Зильберштейн – Л.: - Гидрометеоиздат, 1966. – 158 с.

5.                  Гармаев Е.Ж. Сток рек бассейна оз. Байкал. – Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2010. – 272 с.

6.                  Бурятия в цифрах. 2012: Стат.Сб. № 01-01-13/ Бурятстат – Улан-Удэ, 2012 – 91 стр.

7.                  Рыбкина, И.Д. Оценка антропогенной нагрузки на водосборную территорию Верхней и Средней Оби / И.Д. Рыбкина, Н.В.  Стоящева // Мир науки, культуры и образования. – 2010. – № 6 (25). – Ч. 2. – С. 295-299.

8.                  Селезнева А.В. Антропогенная нагрузка на реки от точечных источников загрязнения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук – 2003 – т.5.- № 2 – с. 268-277.

9.                  Данилов-Данильян В.И. Потребление воды:  экологический, экономический социальный и политический аспекты   – М. – Наука, 2006. – 221 с.

10.              Государственный водный кадастр. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Т. 1. Вып. 14. Бассейн Байкала. – Л.:  Гидрометеоиздат, 1986.  – 363 с.

11.              О состоянии озера Байкал и мерах по его охране. Государственные доклады.  – Иркутск: Изд-во ФГУНПГП «Иркутскгеофизика», 2006-2013.