Проблемы водопользования в Ханты-Мансийске

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Проблемы водопользования в ХМАО

Выводы

Введение

На территории Ханты-Мансийского автономного округа протекает около тридцати тысяч больших и малых рек, общей протяженностью свыше 172 тысяч километров. Речную сеть формируют реки Обь - протяженность в пределах округа 928 км и Иртыш 222 км. Наиболее значительными реками округа являются притоки Оби: реки Вах, Аган, Тромъеган, Большой Юган, Лямин, Пим, Северная Сосьва, Казым; притоки Иртыша: реки Конда, Согом. В округе насчитывается более 300 тысяч озер, до 99% численности озер не превышают по площади 1 км ², средняя площадь озер составляет 8 га. Ханты-Мансийский автономный округ занимает площадь 534,8 тыс. км ², из них болота составляют 183,35 тыс. км 2, а озёра - 172,55 тыс. км ², густота речной сети достаточно высокая и изменяется от 0,36-0,38 в бассейне Северной Сосьвы до 0,20 км/км ² на юге территории (водосбор р. Кума), заболоченность речных водосборов достигает 60-70%, заозёренность - 25%.

1. Проблемы водопользования в ХМАО

Иртыш вместе с Обью составляют самую длинную реку России, которая считается второй по протяженности рекой в Азии и седьмой в мире. Их совместная длина составляет 5 410 км.

Иртыш река, проходящая по территории трех государств, беря свое начало в горах Китая, проходит по территории Казахстана, а затем и России. Название реки переводится с тюркского как "землерой", что историки связывают с бурным характером водной артерии, который своим течением разрывает берега, образуя необычные рельефы.

Важнейшими экологическими проблемами современности являются загрязнение и эвтрофирование поверхностных вод, служащих основным, а иногда и единственным источником водоснабжения населения и промышленности. Иртыш одна из немногих трансграничных рек Сибири испытывает тяжелый антропогенный пресс из-за загрязнения сточными водами промышленных комплексов и регулирования верхнего течения реки каскадом водохранилищ Бухтарминским (1960 г.), Усть-Каменогорским (1952 г.) и Шульбинским (1996 г.). Долина Иртыша издавна является территорией интенсивного земледелия, поэтому огромное влияние на экосистему реки оказывают стоки с сельскохозяйственных угодий, животноводческих комплексов, продукты эрозии почв и неочищенные сточные воды множества населенных пунктов. Водосборная площадь бассейна Иртыша в пределах Республики Казахстан подвержена значительному техногенному загрязнению тяжелыми металлами (Панин, 2000).

В сложившейся ситуации контроль состояния экосистемы Иртыша и качества его вод является весьма важной задачей. Проводимый на Иртыше в рамках Единой государственной системы экологического мониторинга контроль качества воды по химическим показателям имеет большое значение, но явно недостаточен для выявления направления процессов, происходящих в экосистеме реки. Наиболее полное представление о состоянии экосистемы Иртыша может дать сочетание химического и биологического мониторинга. Видное место при проведении биомониторинга принадлежит исследованиям фитопланктона первого звена трофической цепи, во многом определяющего функционирование водных экосистем и качество их вод. Видовой состав, структура и обилие фитопланктона являются важнейшими показателями, позволяющими оценить трофический уровень и санитарное состояние водных объектов, определить их экологическое состояние в целом и выявить направление происходящих в них процессов. Полученные при биомониторинге данные необходимы для планирования и проведения природоохранных мероприятий в водных бассейнах, особенно большое значение они имеют для трансграничных рек. экологический водоснабжение иртыш

Материалом для сообщения послужили сборы фитопланктона верхнеиртышских водохранилищ и реки Иртыш в среднем течении, проведенные в период с 1973 по 2003 гг. Исследования на Верхнем Иртыше проводили на акваториях Бухтарминского и Шульбинского водохранилищ. Отбор проб фитопланктона Среднего Иртыша проводили во время стационарных наблюдений в районе г. Омска в 1998-2001 гг. и в маршрутных наблюдениях по реке от границы с Республикой Казахстан до Тюменской области летом 2000 г. и по сезонам 2003 г. Осадочные пробы фитопланктона обрабатывали общепринятыми гидробиологическими методами. Оценку состояния экосистем проводили согласно концепции экологических модификаций ВА Абакумова (1991).

Сочетание засушливых лет (70-80 гг. XX века) и недостатков в регулировании водного режима Бухтарминского водохранилища привело к разрушению биоценозов высшей водной растительности и способствовало развитию в водоеме эвтрофирования по "фитопланктонному" типу (Баженова, 1980). Дальнейшее усиление эвтрофирования и резкий подъем уровня воды в начале XXI века вызвали значительную перестройку фитопланктонного сообщества:

· в его состав вошел индикатор антропогенного эвтрофирования Stephanodiscus hantzschii(Bacillariophyta);

· обнаружены в массовом количестве представители эвгленовых (Euglenophyta) и желто-зеленых (Xanthophyta) водорослей, ранее не встречавшихся в фитопланктоне;

· доминирующий комплекс возглавили мелкоклеточные виды цианобактерий (Microcystis pul-verea) и диатомовых водорослей (Stephanodiscus hantzschii);

· значительно расширился видовой состав зеленых (Chlorophyta) и золотистых водорослей (Chrysophyta);

· изменилось соотношение по численности и биомассе организмов, формирующих основу фитопланктона - диатомовых водорослей и цианобактерий.

Общая численность фитопланктона в настоящее время составляет в среднем по водохранилищу весной 6,65 млн. кл/л, а осенью - 51,36 млн. кл/л, при биомассе соответственно 1,71 и 5,0 г/м ³.

Отмеченные изменения структуры фитопланктона, распространения видов по акватории водохранилища, смена доминантов, появление новых крупных структурных таксонов водорослей (Euglenophyta и Xanthophyta) свидетельствуют о дестабилизации и расшатывании системных признаков фитопланктоценоза, сложившихся в предыдущий период существования водохранилища. На фоне продолжающегося эвтрофирования водохранилища фитопланктон начинает приспосабливаться к новым условиям жизни в водоеме: загрязнению органическими веществами, которое началось после того, как уровень воды впервые за многие годы поднялся до наивысшей отметки (402 м). При этом вода залила большие площади земель, послужившие источником органики, так как они долгое время использовались населением для выпаса скота и других хозяйственных целей. Другой причиной органического загрязнения водоема является усиление эвтрофирования, на определенных этапах которого источником органических веществ могут служить продукты разложения огромных масс отмирающего в конце вегетации фитопланктона (Россолимо, 1975; Хендерсон-Саллерс, Маркленд, 1990).

Загрязнение органическими веществами не могут преодолеть те виды водорослей, которые успешно боролись с основной причиной эвтрофирования обилием биогенных элементов, таких как мелкоклеточные виды цианобактерий, диатомовых и зеленых водорослей. Появившиеся в экосистеме новые лицензии (Левченко, Старобогатов, 1986) начинают занимать виды, способные более успешно перерабатывать органические вещества эвгленовые водоросли.

Обнаруженные в фитопланктоценозе изменения в совокупности характерны для одного из направлений метаболического прогресса экосистем экологической модуляции. Экологическая модуляция наиболее распространенное направление метаболического прогресса, не приводящее, как правило, к глубоким изменениям интенсивности метаболизма биоценозов. Она выражается в смене доминантных видов, в изменении состава руководящих комплексов, в общем изменении видового состава биоценозов и т.п. (Абакумов, 1991).

Загрязнение органическими веществами может послужить толчком к развитию начальной стадии экологического регресса экосистемы, который выражается в упрощении экологической структуры биоценозов и обычно ведет к деградации водоема. К основным причинам, которые могут вызвать в Бухтарминском водохранилище этот крайне негативный процесс, относятся резкие изменения уровня воды.

Согласно точке зрения ЮА Израэля и В.А. Абакумова (1991), допустимый уровень антропогенной нагрузки на экологические системы зависит от социально-экономического значения и категории природного объекта. Проведенные исследования показали, что Бухтарминское водохранилище относится к категории природных объектов с сильно преобразованными или искусственными антропогенными экосистемами. Для подобных водных объектов в условиях возрастающей антропогенной нагрузки недопустимы экологические модификации, ведущие одновременно к экологическому и метаболическому регрессу. Предпосылками этих направлений в развитии экосистем, как считает В.А. Абакумов, может служить усиленное загрязнение органическими веществами и тяжелыми металлами. Именно эти виды загрязнения в последние годы приобрели угрожающий характер в бассейне Верхнего Иртыша (Панин, 2000; Винокуров, Ротанова, Хлебович, 2003).

Шульбинское водохранилище занимает замыкающее место в верхнеиртышском каскаде, его фитопланктон был исследован впервые в 2003 г. По обилию фитопланктона (6,92+3,23 млн. кл/л и 1,23 ±0,55 г/м ³) и ряду других показателей оно находится на уровне мезотрофного водоема. По сравнению с фитопланктоном Бухтарминского водохранилища численность водорослей здесь ниже на порядок, а биомасса имеет близкие значения. Такое соотношение количественных показателей обилия фитопланктона свидетельствует, что Шульбинское водохранилище находится на более низкой стадии эвтрофирования, чем Бухтарминское. Отношение численности (N) к биомассе (В) летнего фитопланктона составляют в этих водохранилищах соответственно 5,62 и 20,55. Преобладание в составе доминирующего комплекса фитопланктона мелкоклеточных цианобактерий (Microcystis pulverea, Romeria gracilis, Gloeocapsa minima, Marssoniella elegans) и криптомонад (Chroomonas caudata) подчеркивают подверженность Шульбинского водохранилища эвтрофированию и загрязнению органическими веществами. Отмеченные факты свидетельствуют о необходимости периодического контроля состояния экосистемы этого водоема.

В фитопланктоне Среднего Иртыша по сравнению с серединой XX века (Скабичевский, 1959) произошли существенные преобразования видового состава, структуры и обилия: значительно возросло видовое богатство от

· 58 до 302 видовых и внутривидовых таксонов;

· исчезли некоторые виды водорослей, в основном обитатели чистых вод;

· резко возросла роль мелкоклеточных видов цианобактерий и водорослей различных отделов - зеленых, диатомовых и эвгленовых;

· значительно увеличилась относительная доля цианобактерий в формировании общей численности (43-45%) и зеленых водорослей в общей биомассе (17-38%) и численности (24-41 %) фитопланктона.

Преобладающая роль в создании общей численности фитопланктона в летне-осенний период принадлежит мелкоклеточным циано-бактериям (в основном Microcystis pulverea), периодически регистрируется массовое развитие индикатора антропогенного эвтрофирования Stephanodiscus hantzschii.

Как установлено на других водоемах и водотоках (Трифонова, 1980; Петрова, 1990; Михеева, 1992; Баженова, 1992), такие крупные преобразования структуры фитопланктона являются общепризнанными показателями процесса эвтрофирования. Как известно, эвтро-фирование поверхностных вод обусловлено, прежде всего, избыточным поступлением в них соединений азота и фосфора, причем определяющую роль в усилении этого процесса играет фактор накопления биогенных элементов в водной среде. Скорость и направление антропогенного эвтрофирования регулируются не только минеральными соединениями азота и фосфора, но и качественным составом органического вещества, поскольку целый ряд органических веществ разного происхождения способен играть роль стимулятора в биотических процессах. Основным источником биогенных элементов, поступающих в водные экосистемы на территориях интенсивного земледелия, в том числе и на юге Западной Сибири, где расположен бассейн Среднего Иртыша, являются вносимые в сельскохозяйственные угодья минеральные и органические удобрения. Плодородие почв Омской области в недавнем прошлом повышалось в основном за счет вносимых удобрений, максимум использования средств химизации был достигнут в 1986-1990 гг., когда в среднем на гектар пашни вносили 45 кг действующего вещества минеральных и 3,9 т органических удобрений. Хотя в дальнейшем внесение удобрений на поля резко сократилось, эвтрофирование поверхностных вод региона, и в особенности многочисленных притоков Иртыша, продолжается. Большое влияние на этот процесс оказывает в настоящее время вынос биогенных элементов с сельскохозяйственных угодий при интенсивно идущих процессах эрозии почвы в Омском Прииртышье (Рейнгард, 1999), поскольку попадание фосфора в водные объекты в значительной степени связано именно с эрозионными процессами. К тому же внесение удобрений на водосборе приводит к загрязнению водных объектов тяжелыми металлами. Как установлено, состав поверхностного стока с сельскохозяйственных угодий в значительной мере определяет величину водного стока не только фосфора и азота, не и таких тяжелых металлов, как Mn, Cu, Zn, Cr, N (Бреховских, Кочарян, Сафронова, 2002).

В значительной мере эвтрофированик: Среднего Иртыша способствовало сооружение в верхнем течении реки глубоководных водохранилищ. Придонный водосброс через их плотины обеспечивает поступление в реку водных масс, обогащенных биогенами, накапливавшимися в гиполимнионе этих предгорных водохранилищ. По образному выражению Ю. Одума (1986), "водохранилище в этом случае работает как ловушка тепла и экспортер биогенных элементов".

Согласно концепции экологических модификаций (Абакумов, 1991) экосистема Среднего Иртыша находится в состоянии антропогенного экологического напряжения, для которого характер увеличение разнообразия биоценоза, в частности увеличение общего числа видов, усложнение межвидовых отношений, увеличение пространственно-временной гетерогенности, усложнение временной структуры, усложнение пищевой цепи и ряд других явлений, вызванных антропогенными воздействиями.

Средняя численность фитопланктона Среднего Иртыша весной колеблется в пределах -1,61-3,68, летом- 1 1,84-19,04, осенью- 1 1,76-21,26 млн. кл/л, а биомасса соответственно в пределах- 1,14-1,67,- 1,97-4,06; 1,84-6,37 г/м 3. По уровню развития фитопланктона Иртыш в среднем течении относится к эвтрофным водам.

Межгодовые колебания обилия фитопланктона в Среднем Иртыше, в отличие от других крупных рек Сибири, выражены слабо и не зависят от водности года. Более существенное влияние водный режим реки оказывает на структуру фитопланктона. В многоводные годы доминирующий комплекс водорослей отличается богатством состава (34 вида'и разновидности) и насыщенностью видов различнь/х отделов, для маловодных лет характерно усиление вегетации мелкоклеточных зеленых водорослей и особенно цианобактерий.

По показателям сапробности воды Верхнего и Среднего Иртыша относятся к классу удовлетворительной чистоты и мезосапробной зоне. По сравнению с периодом относительно низкой антропогенной нагрузки (середина XX века) произошла перестройка структуры фитопланктона в сторону более интенсивной вегетации мезосапробов, что свидетельствует об усилении загрязнения экосистем Верхнего и Среднего Иртыша нетоксическими органическими веществами.

Выводы

Исследования показали, что в результате зарегулирования верхнего течения реки каскадом гидроэлектростанций и нерационального регулирования водного режима, созданных водохранилищ, экосистемы Верхнего и Среднего Иртыша подвержены экологическим модификациям негативного типа. Экосистема Бухтарминского водохранилища находится в состоянии экологической модуляции, но загрязнение органическими веществами может послужить толчком к развитию начальной стадии экологического регресса, и тогда возникнет угроза деградации водоема. Для регулированного течения реки Среднего Иртыша характерно состояние антропогенного экологического напряжения. На всем протяжении верхнего и среднего течения Иртыша его воды подвержены эвтрофированию.

В сложившейся экологической ситуации требует активного международного сотрудничества в решении проблем водопользования в бассейне Иртыша.

Размещено на Allbest.ru