KrasnodarMedia, 8 июня. Краснодарский край оказался в парадоксальной ситуации: две трети его территории находятся в условиях дефицита влаги, основная водная артерия — река Кубань — регулируется стареющим водохранилищем, а системного прогнозирования водного баланса региона не ведется на протяжении десятилетий. Ученые Русского географического общества (РГО) фиксируют критические изменения: полезный объем Краснодарского водохранилища сократился на 41%, процесс заиления уже необратим, а степные реки региона, по выражению экспертов, находятся "в удручающем состоянии".
В эксклюзивном интервью экспертной площадке доктор географических наук, профессор, член Ученого Совета Краснодарского регионального отделения РГО Анатолий Валерьевич Погорелов и преподаватель кафедры геоинформатики, главный специалист компании АГМ Системы (производитель лазерных средств измерения и геоинформационного программного обеспечения) Андрей Александрович Лагута представили актуальную картину состояния водных ресурсов региона. В разговоре были затронуты управленческие решения прошлого, чей эффект сегодня оценивается неоднозначно, а также дефицит стратегического планирования. Серьезную обеспокоенность экспертов вызывают и масштабные экологические проблемы Азовского побережья.
Андрей Лагута и Анатолий Погорелов. Фото: ИА KrasnodarMedia
Территория дефицита: две трети Кубани и "смутные представления" о балансе
Как отметил Анатолий Погорелов, аксиомой является тот факт, что две трети территории Краснодарского края находятся в условиях дефицита воды (семиаридная зона). Водный баланс любой территории складывается из приходной (атмосферные осадки) и расходной (испарение, техногенный забор и др.) частей. При этом основная ставка делается на реку Кубань, однако ее бассейн неполностью находится в пределах региона.
— Водным балансом края никто вообще серьезно не занимался, — заявил Погорелов. — У нас очень смутные представления о том, как он изменяется, как формируется именно в количественных показателях.
По его словам, если в советское время отдельно взятые водные объекты изучались, то системного понимания водообмена на уровне всего региона сегодня нет. Отсутствуют даже базовые оценки того, насколько восполняется тот объем, который потребляет растущая агломерация и сельское хозяйство.
Тем не менее, гидрологическая сеть позволяет фиксировать сток Кубани: среднегодовой показатель составляет около 13 кубических километров. Эта цифра заметно варьируется в зависимости от метеорологических условий года. Примерно 60% стока формируется за счет осадков, 15% — подземное питание, и порядка 20% — талые снеговые воды, поступающие с горных территорий. Ледниковая составляющая для территории края малозначима и находится в пределах погрешности. Однако эта структура постепенно меняется на фоне изменения климатической ситуации.
Рис и паводки: двойная функция исчезающего резервуара
Краснодарское водохранилище, введенное в эксплуатацию в 1975 году (строительство началось в конце 1960-х), является системообразующим элементом сельского хозяйства, в первую очередь — рисосеяния. Как пояснил Андрей Лагута, весь водохозяйственный комплекс Нижней Кубани так или иначе основан на работе этого гидроузла.
— Согласно установленному режиму эксплуатации, наполнение Краснодарского водохранилища до отметки нормального подпорного уровня (НПУ) 32,75 м БС завершается к началу апреля, — объяснил Лагута.
Андрей Лагута. Фото: ИА KrasnodarMedia
Накопленный в этот период объем обеспечивает водоподачу в меженный сезон, когда основная часть ресурса расходуется на ирригацию. Годовой водозабор на эти цели около 3.35 млрд кубометров.
Вторая, не менее важная функция — противопаводковая. Показателен в этом отношении экстремальный паводок 2002 г., напомнил Андрей Лагута: расход в верхнем бьефе достигал 4200 м³/с. Однако на нижней Кубани русло ограждено дамбами обвалования, высота которых задает предельный безопасный расход на уровне порядка 1200 м³/с; и при его превышении вода перехлестывает через дамбы и выходит на прилегающую пойму.
Защитная функция водохранилища распространяется на густонаселенные микрорайоны Краснодара — Юбилейный, часть Гидрстроя ("Яма"), район Завода Седина и НПЗ — и всю нижнекубанскую пойму и дельту. Ученые обращают внимание на уязвимость этих территорий: они расположены на пойменных террасах, генетически связанных с периодическими разливами Кубани.
— Эти микрорайоны расположены в пределах поймы реки, для которых в естественных условиях разливы в период половодья были бы ежегодным спутником; сегодня этот фактор исключен только благодаря регулирующей роли Краснодарского гидроузла, — отметил Лагута.
За 50 лет — минус 40%: катастрофическое заиление
Главная проблема, которую ученые называют "необратимой", — стремительное сокращение полезного объема водохранилища из-за отложений наносов.
— Ежегодно в среднем откладывается 5.9 млн кубометров твердого стока, — констатирует Андрей Лагута. — За полвека эксплуатации мы потеряли как минимум 0.5 км3 полезного объема. Проектный объем при нормальном подпорном уровне был 3 кубических километра, сейчас — максимум 2,5.
Анатолий Погорелов уточнил масштаб: учитывая сниженный в 1992 г нормальный подпорный уровень, процентов 40 потеряно. Полный объем сокращается, и это неизбежно. На картах, приведенных экспертами, видно, как сформировавшаяся дельта выдвижения Кубани (от Усть-Лабинска) длиной более 50 км со средней скоростью около 600 м/год буквально "съедает" акваторию. Эти наносы представляют собой не органический ил, а мелкую минеральную взвесь, которая аккумулируется на дне водохранилища.
Приращение слоя наносов. Фото: ИА KrasnodarMedia
Следствием стала фрагментация водоема. Крупные части акватории, в частности бывшее Тщикское водохранилище, оказались отчленены от основной части мощными перемычками из наносов Белой и Кубани. Эти барьеры за годы обезвоживания превратились в настоящие лесные массивы.
— Юридически это земли водного фонда, но фактически — пойменный лес, 60 квадратных км леса, — комментирует Андрей Лагута. — Регулировать эти водоемы проблематично, в настоящее время в теплый период года это просто испарители.
Протяженность этой залесенной зоны наглядно демонстрирует необратимость процесса. То, что когда-то было водной гладью и стратегическим запасом пресной воды, сегодня стало сушей, заросшей деревьями. Даже если возникнет острая потребность в воде из этих отсеченных частей (например, в экстремальную засуху), изъять ее без строительства новых гидротехнических сооружений и масштабной вырубки леса технически невозможно. Эти объемы фактически исключены из водохозяйственного баланса региона навсегда.
Административное решение: как снижение уровня на метр усугубило кризис
Спикеры указали на важный антропогенный фактор, ускоривший деградацию. Проектный нормальный подпорный уровень (НПУ) изначально составлял 33,65 метра. Однако в 1992 году по представлению властей соседнего региона он был понижен на 90 см — до 32,75 м.
— Это моментально сократило объем водохранилища и повлияло на все последующие процессы, — поясняет Погорелов. — При более высоком уровне аккумуляция ила в акватории и перемычки формировались бы иначе; когда уровень сбросили, заиление значительно ускорилось.
В результате сегодня дельта Кубани в водохранилище, рассекая водоем на части, стремительно движется к плотине. По оценкам ученых, до достижения дельтой верхнего бьефа осталось всего 19 км. Функциональный срок жизни водохранилища при сохранении текущих темпов ограничен буквально двумя-тремя десятилетиями, если не принять экстренных мер.
Климат меняется, а планов на десятилетие нет
Отвечая на вопрос о критичности ситуации, эксперты выделили три угрозы. Первая — нехватка воды для риса. Если полезный объем будет сокращаться дальше, ежегодных 3.35 млрд кубов для орошения может просто не накопиться. Вторая — утрата противопаводковой функции. Если, не дай бог, случится половодье, аналогичное 2002 году, существующей аккумулирующей емкости может не хватить для его срезки. Третья — экологическая деградация водоема и прилегающих территорий.
— Сейчас, к сожалению, преобладает модель реагирования на ЧС, при которой основные усилия направляются на оперативное устранение последствий, а не на их предотвращение, — отметил профессор Погорелов. — Многолетние изменения при этом часто не попадают в фокус внимания, поскольку управленческие структуры объективно ориентированы на решение ближайших, текущих задач.
При этом, как подчеркивают ученые, контрастность климата и повторяемость опасных явлений увеличивается. Зимой может выпасть много снега, а летом — интенсивные осадки, сменяющиеся засухой. Важную роль играет и состояние грунта в момент выпадения осадков. Особую тревогу экспертов вызывают обильные дожди весной, которые в последние годы фиксируются все чаще. Затяжные весенние дожди, выпадающие на уже насыщенный влагой грунт, могут наблюдаться всё чаще.
— Когда грунт достигает полного насыщения водой, его инфильтрационная способность падает практически до нуля, и дождевая вода, как по пленке, почти целиком уходит в поверхностный сток, — объясняет Андрей Лагута.
В этом и заключается главная опасность весенних дождей в условиях переувлажнения: почва теряет свою буферную функцию естественного поглотителя. Вода не уходит вглубь, а моментально скатывается в русла рек, формируя острый пик паводка. Если эти факторы накладываются на активное снеготаяние в горах или уже наполненное до предела водохранилище, гидротехническая система оказывается на грани управляемости.
Анатолий Погорелов. Фото: ИА KrasnodarMedia
— Власти не занимаются перспективным планированием на десятилетие, — заявил Анатолий Погорелов. — У них нет таких функций, таких полномочий и это не вина краевой администрации. Минприроды края? Там нет органов, которые бы занимались прогнозированием. Это даже не входит в их обязанности, они занимаются оперативной ситуацией. Это федеральный вопрос.
Основной документ планирования— генплан города — не учитывает долгосрочные климатические изменения. По мнению эксперта, в генплане Краснодара необходимо предусматривать меры по климатической адаптации всех служб по примеру Москвы, но в Краснодарском крае такие комплексные программы отсутствуют.
Степные реки в "удручающем состоянии"
Помимо Кубани, часть водного баланса края формируют степные реки — Эльбузд, Ясени, Челбас, Ея, Албаши, Кирпили, Понура. Однако их состояние вызывает у ученых особую тревогу.
— Эти реки степные, они большей частью формируются на территории края, — отмечает Погорелов. — И они находятся в удручающем состоянии. Это еще мягко сказано.
Эти водные артерии, в отличие от горных рек южного макросклона Кавказа (Черноморское побережье), имеют совершенно другой гидрологический режим. Они в значительной степени зарегулированы, мелеют и загрязняются, при этом функция самовосстановления у них утрачена. Проблема малых рек в регионе, а по сути — превращение их в пойменные водоемы, остается за рамками публичного обсуждения, хотя именно они обеспечивают влагой значительные территории степной зоны, где дефицит воды ощущается наиболее остро.
Экосистемные последствия: эвтрофикация, потеря естественных нерестилищ и размыв побережья
Застойные явления в отчлененных частях Краснодарского водохранилища и в самом водоеме ведут к серьезным экологическим изменениям. Как объяснил Андрей Лагута, основная часть Краснодарского водохранилища остается проточной (объем меняется за несколько недель), но отчлененные участки (Тщикский водоем) превратились в нерегулируемые "испарители".
По словам Андрея Лагуты, изолированные водоемы живут в своем гидрологическом режиме, и это уже привело к формированию там растительного покрова, заметно отличающегося от того, что характерен для открытой части акватории.
— Усиливается эвтрофикация — увеличение массы водорослей и микрофлоры. В Тщикском водоеме это видно даже невооруженным глазом. В условиях естественной циркуляции такой концентрации биогенных элементов не возникает, и это признак деградации водной экосистемы, — добавляет профессор Погорелов.
Однако последствия выходят далеко за пределы чаши водохранилища. Водоем перехватывает твердый сток, который раньше поступал в дельту Кубани в Азовском море.
— Баланс твердого стока должен соблюдаться, — предупреждает Погорелов. — Если какая-то часть откладывается в искусственном водоеме, она не участвует в естественных процессах формирования берегов Кубани и в азовской дельте.
Скорость потока ниже сбросного сооружения существенно возрастает, что придает ему повышенную размывающую способность. Однако наиболее показательно этот процесс сказывается на Азовском побережье в районе дельты Кубани. Как объясняет Анатолий Погорелов, вся эта часть побережья является аккумулятивной — то есть ее рельеф и форма береговой линии напрямую зависят от баланса твердого стока, который поступает с рекой Кубань.
— Если его не хватает, прибой начинает размывать пляжи, — предупреждает профессор. — Если его избыточное количество, начинают формироваться аккумулятивные образования в виде кос, баров и так далее.
Водохранилище, перехватывая миллионы кубометров твердого стока, обрекает прибрежную зону Азовского моря на трансформацию. Пляжи, которые являются естественной защитой берега от штормов и главным рекреационным ресурсом, лишаются "строительного материала", который веками приносила река. В одних местах береговая линия отступает (абразия), в других — хаотично намываются новые косы, что меняет обстановку и нарушает динамическое равновесие лиманов.
Кроме того, страдает ихтиофауна. Как отметил эксперт, рыба, шедшая на нерест по Кубани, "потеряла инстинкт". Рыбопропускные шлюзы в районе плотин имеют низкую эффективность. Зарегулирование стока нарушило естественные пути миграции осетровых и других ценных пород. Сегодня восстановлением популяций занимаются рыбоводные заводы, но это не решает проблему естественной репродукции в дикой природе.
Что делать? Гранты, геотубы и возврат к проекту
Отвечая на вопрос о научно обоснованном решении, Андрей Лагута отметил, что наиболее рациональным шагом стало бы рассмотрение возврата к проектному нормальному подпорному уровню 33,65 м БС. По его оценкам, это позволило бы сместить верхний край дельты вверх по течению и продлить срок эффективной эксплуатации водохранилища ориентировочно на 20 лет. Однако для полномасштабной реконструкции Краснодарского водохранилища требуется удаление накопленного ила. Объем отложений составляет сотни миллионов кубометров.
По словам Лагуты, поиск технологических решений по удалению наносов активно ведется несколькими научными коллективами. Так, представителями Новочеркасской гидромелиоративной школы предложен метод обезвоживания отложений в геотубах, а учеными Кубанского ГАУ — способ транзита твердого стока путем взмучивания и повышения скоростей течения с помощью земснарядов.
Но главный вопрос остается открытым: в случае извлечения наносов куда девать этот огромный объем мелкодисперсного материала?
— Экологическая утилизация ила — отдельная сложнейшая задача, без решения которой любая очистка водоема бессмысленна — резюмирует Погорелов.
Исследования ведутся в рамках научных грантов (РНФ и Кубанский научный фонд), а также при поддержке администрации Кубанского университета. Ученые публикуют данные и предоставляли их представителям Федерального агентства водных ресурсов, специально приезжавшим в Краснодар.
— Они запрашивали данные, интересовались результатами наших измерений и моделирования, потому что состояние водохранилища вызывает вопросы, — уточнил Погорелов. — Известно, что выделено более 5 млрд на реконструкцию. Но, насколько я понял, проект не предусматривает увеличения сокращающейся полезной емкости. Перемычку между основной чашей и Тщикским водоемом убирать не планируют, а без этого исходные эксплуатационные показатели восстановить невозможно.
Динамика изменения полезного объема. Фото: ИА KrasnodarMedia
Эксперты подчеркивают: федеральный объект требует системного подхода, совершенствования методов мониторинга и оперативных расчетов, адаптации всех водохозяйственных характеристик под новые реалии.
— Очевидна потребность в сущении сети мониторинга, — подчеркнул Андрей Лагута. — Водопользователям необходимы достоверные данные обо всех составляющих водного баланса, чтобы оценить, какая доля воды теряется на фильтрацию и испарение, а какая — из-за состояния инженерных сооружений. Ресурс действующей инфраструктуры должен быть использован с максимальной эффективностью.
Справка:
- Погорелов Анатолий Валерьевич— доктор географических наук, профессор КубГУ, член Ученого Совета Краснодарского регионального отделения Русского географического общества (КРО РГО), руководитель Комиссии ГИС и картографии КРО РГО.
- Лагута Андрей Александрович— преподаватель кафедры геоинформатики КубГУ, главный специалист компании АГМ Системы (производство лазерных средств измерения и геоинформационного программного обеспечения).
