Том 51, № 5 (2024)

Показаны изменения объемов водопотребления и водоотведения, массы сброса загрязняющих веществ в российской части бассейна в связи с изменяющимися социально-экономическими и технологическими условиями и оценена трансформация качества воды в р. Урал. Выявлено, что с 1990 по 2022 г. забор воды в российской части бассейна р. Урал для удовлетворения нужд населения и хозяйства сократился в 3.9 раза. Среднесуточное удельное водопотребление на 1 жителя снизилось во всех регионах. Коэффициент водооборота в бассейне вырос с 70.3 до 91.6%. Масса сброса большинства загрязняющих веществ, содержащихся в составе сточных вод, снизилась в 3–20 раз, но по пяти веществам отмечается заметный рост сброса. В верховьях р. Урал за 2008–2020 гг. качество воды по удельной величине комбинаторного индекса загрязненности воды практически не изменилось, в среднем течении наблюдается улучшение качества воды.

Актуальность исследований обусловлена необходимостью повышения водообеспеченности агропромышленного комплекса и сельского населения с целью создания условий для устойчивого водопользования, охраны водных ресурсов и снижения эколого-экономических рисков на территории бассейна р. Урал с учетом тенденций изменения климата. Выполнен анализ особенностей природных и ирригационно-хозяйственных факторов формирования водных ресурсов на территории трансграничного бассейна р. Урал (Республика Башкортостан, Челябинская и Оренбургская области), показавший устойчивый рост температуры воздуха на протяжении последних 30–130 лет. Оценка текущего состояния водных объектов, режимов работы гидротехнических сооружений, экологического состояния мелиорированных земель на площади 140 тыс. га позволила выявить ухудшение технического состояния мелиоративных систем за счет физического износа. Выполнен анализ водного баланса водосборной территории трансграничного бассейна р. Урал в естественных условиях и при орошении, а также особенности сельскохозяйственного водоснабжения. Рассмотрены виды экологической опасности, перерастающей в экономический риск при водопользовании, в том числе возможность возникновения дефицита водных ресурсов, развития процессов подъема уровня грунтовых вод, подтопления земель, вторичного засоления, осолонцевания, диффузного загрязнения водных объектов. Приведены зависимости для расчета рисков одномоментных, а именно затопления водами катастрофических паводков, и перманентных, таких как вторичное засоление, осолонцевание, подтопление и др. Предложена зависимость для интегральной оценки пространственно-временного развития эколого-экономических рисков. Проведенные исследования по выявлению экологически опасных процессов, связанных с использованием водных ресурсов в пределах российской части бассейна р. Урал, позволили сформулировать предложения по снижению рисков и повышению устойчивости функционирования мелиоративно-водохозяйственных систем.

Проведены анализ и оценка опасных и неблагоприятных гидрологических явлений на реках российской части бассейна р. Урала по данным многолетних наблюдений за уровенным режимом на гидрологических постах с установленными критическими уровнями воды. Использована методика, разработанная в Государственном гидрологическом институте, а также предложен обобщенный критерий, позволивший выявить посты с наибольшей опасностью наводнений. Проведенный анализ показал, что для постов, расположенных в селах Ащебутак, Сергиевка, поселках Майском, Адамовка, повторяемость опасных гидрологических явлений >10%, из них наиболее опасные наводнения отмечались для с. Ащебутак и пос. Адамовка. Повторяемость неблагоприятных гидрологических явлений для постов в городах Орске, Кувандыке, пос. Новоорске >50%. Для этих же постов выявлено многократное (до четырех раз за год) превышение отметки в разные фазы водного режима (половодье и паводки). Это указывает на необходимость принятия мер по предотвращению негативного воздействия вод на территориях, подверженных высокому риску затопления. Критические отметки низких уровней воды установлены для двух пунктов на р. Урал – городов Оренбурга и Верхнеуральска. Низший уровень воды поста г. Оренбурга ни разу не опускался ниже отметки опасного гидрологического явления. На посту г. Верхнеуральска на фоне существенных изменений низших уровней воды после 1975 г. уровень воды падал ниже отметки неблагоприятного гидрологического явления 4 раза.

Представлены результаты комплексной оценки экологического состояния водных объектов российской части бассейна р. Урал. Оценка проведена с использованием данных многолетнего государственного мониторинга качества вод, статистических данных, данных дистанционного зондирования, результатов специализированных научных исследований, а также материалов собственных полевых обследований водных объектов и водосборов и лабораторного анализа проб воды. На основе собранной базы материалов дана характеристика актуального экологического состояния водных объектов и пространственной неравномерности хозяйственного освоения территории водосбора. С учетом всех имеющихся материалов составлен каталог водных объектов, ранжированный по уровню нагрузки на водные объекты. Для водных объектов, испытывающих наибольшую нагрузку и характеризующихся значимыми нарушениями качества вод, предложен комплекс мер, направленных на улучшение их экологического состояния. Меры предложены на основе анализа российского и зарубежного опыта водоохранных мероприятий, в том числе с использованием технологий природоприближенного восстановления водных объектов. Предложения носят комплексный характер и опираются на бассейновый подход.

В бассейне р. Урал в течение последних десятилетий наблюдается довольно напряженная водохозяйственная и экологическая обстановка. Она характерна как для территории Российской Федерации, где происходит формирование основного количества водных ресурсов в целом по бассейну реки, так и для Казахстана. Количественное и качественное истощение водных ресурсов в последующем и резкое ухудшение экологических условий по многим участкам реки обусловливают необходимость широкомасштабного изучения имеющихся проблем на геосистемном уровне. Изложены результаты исследования малых рек бассейна р. Урал в пределах Российской Федерации, характеризующихся особенностями изменения речного стока и экологических условий в них в зависимости от влияния совокупности естественных и антропогенных факторов. В качестве методологической основы приняты геосистемный подход и бассейновый принцип, позволяющие всесторонне учитывать особенности влияния совокупности естественных и антропогенных факторов на формирование изменчивости количественных, качественных характеристик водотоков и экологических условий в них. Методы исследования следующие: обобщение и анализ материалов предшествующих исследований, проведение полевых изысканий и наблюдений, отбор проб воды и донных отложений, районирование изучаемой территории по видам и масштабам антропогенных нагрузок, определение характера загрязнения водотоков и изменения в них экологических условий в зависимости от влияния конкретных видов хозяйственной деятельности человека. В результате проведенного исследования выявлены особенности влияния хозяйственной деятельности человека на малые реки и природные комплексы их водосборов. Раскрыты характеристики пространственной и временной изменчивости факторов, влияющих на изменение склонового и речного стока. Изучены особенности влияния на качество воды в водных объектах и экологические условия в них антропогенных факторов, обоснованы предложения по экологической реабилитации, сохранению и восстановлению малых рек – притоков различного порядка трансграничной р. Урал.

По многолетним данным гидрохимического мониторинга Росгидромета установлены пространственно-временные закономерности изменения качества воды р. Урал. Выявлены тенденции изменения содержания различных загрязняющих веществ в речной воде за период 1986–2021 гг. Проведена оценка влияния межгодовой и внутригодовой динамики водного стока на качество воды. Установлено, что однозначной зависимости загрязненности речных вод от водности или сезона года в бассейне р. Урал не существует. Показано, что на уровень загрязнения речных вод как в многоводные, так и маловодные периоды существенное влияние оказывают точечные и диффузные источники загрязнения, расположенные на разных участках речной сети.

Выполнен анализ многолетних изменений эколого-гидрологических параметров обеспечения естественного воспроизводства осетровых. Установлено, что многолетние изменения гидрологических параметров происходят на фоне циклического характера развития фаз различной водности и трансформации внутригодового перераспределения стока. Рассмотрен вклад многолетнего регулирования стока Ириклинским водохранилищем в изменение водного режима р. Урал в пределах среднего течения. Сделан вывод о необходимости восстановления стада осетровых Северного Каспия. В качестве рекомендаций определены первоочередные меры, направленные на сохранение потенциала нерестилищ осетровых среднего течения р. Урал.