Еколого-економічні проблеми переводу екосистеми річки Дніпро до режиму сталого функціонування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Еколого-економічні проблеми переводу екосистеми річки Дніпро до режиму сталого функціонування

Постановка проблеми

Проблема, яку ми сьогодні розглядаємо, має суттєве значення не тільки для нас, але й для прийдешніх поколінь, бо р. Дніпро була, є і буде великим даром природи, який обумовив розвиток як Київської Русі, так і сучасної незалежної України. З позиції теорії сталого розвитку ми повинні забезпечити самовідтворювальне функціонування екосистеми р. Дніпро, бо це в значній мірі обумовлює стан навколишнього середовища та умови життєдіяльності на території України від північних до південних кордонів.

Теоретично всі сценарії розвитку території басейну р. Дніпро можна розділити на дві групи. Перші віддають перевагу природному стану Дніпра, який є найбільш комфортним для людини. Такий стан потребує мінімальних витрат на його підтримку, забезпечує збереження сировинних ресурсів, земель, рослинності, ґрунтів, лісів, біорізноманіття, задовольняє потреби населення в рекреації і туризмі. Природні екосистеми мають унікальні можливості до самовідтворення, самовідновлення та саморегуляції, що забезпечує стабільне і надійне майбутнє.

Другі ґрунтуються на можливостях каскаду водосховищ, які створювали умови витрат на підтримку функціонування. Вони швидко застаріли. Більшість з них потребують реконструкції, це передбачає значні витрати фінансових, людських та інших ресурсів. Наслідки функціонування таких об'єктів змінюють навколишнє середовище в негативний для людини бік. Це потребує додаткових заходів на очищення, укріплення, перетворення.

Так яка природа нам потрібна, образно кажучи храм чи майстерня? Це питання сьогодні постає для нас з новою актуальністю.

Стає очевидним те, що двадцять перше сторіччя потребує пошуку нових рішень технологічних, екологічних, соціальних, навіть, гуманітарних проблем. На часі є зміна стратегій природокористування, оперативного реагування, сміливих, іноді радикальних рішень. Інформаційна революція останніх десятиліть спонукає до переходу від консервації проблем до їх вирішення з застосуванням всіх інтелектуальних та організаційних можливостей, які в сучасному глобальному світі є надзвичайно потужними.

Відомо, що застосування новітніх технологій у виробництві, сільському господарстві, транспорті, комунальній сфері дозволяє суттєво скоротити витрати енергії, водних, земельних та інших ресурсів. Це потребує змін у структурі економіки, відмови від функціонування шкідливих, витратних, екстенсивних об'єктів. Зазвичай такими є штучно створені технічні гіганти ери індустріалізації початку минулого сторіччя (заводи, гірничо-збагачувальні комбінати, греблі та ін.), які вичерпали свій технологічний, виробничий, навіть, віковий ресурс.

Формальна задача полягає у виборі одного з можливих сценаріїв розвитку таких об'єктів: закриття та ліквідація наслідків, модернізація з використанням новітніх технологій, продовження застарілого використання з компенсацією витрат. Наукове обґрунтування такого вибору потребує комплексних та системних досліджень.

Одним із таких «монстрів» індустріалізації є каскад дніпровських водосховищ, який фактично заміняє р. Дніпро, одночасно створюючи низку екологічних, технологічних, безпекових, гуманітарних проблем. Вичерпна оцінка їх до цього часу не виконана, хоча існує цілий ряд результатів досліджень з різних наукових галузей.

Аналіз основних досліджень та публікацій

Фундаментальне вивчення р. Дніпро та його стану виконано інженером шляхів сполучення Н.І. Максимовичем, який працював на початку минулого століття. В його капітальних працях висвітлюються не тільки проблеми проходження р. Дніпро суднами, але й питання державних та громадських турбот щодо збереження боліт і збільшення лісистості, закріплення берегів, розчистки та поглиблення русла тощо [1, 2]. Він відзначає, що жоден проект покращення судноплавства не передбачав затоплення порогів, а базувався лише на підриві вузьких проходів, будівництві обхідних каналів чи шлюзуванні.

Питання екологічного стану р. Дніпро турбували не тільки наших пращурів, але й сучасне суспільство. Безліч статей про стан головної артерії України можна побачити у газетах, журналах та Інтернет виданнях [3-7]. Разом з тим науковими виданнями активно обговорюється питання незадовільного стану р. Дніпро як з позиції якості питної води, так і з позиції загибелі прибережно-водних екосистем [8-14]. Але в більшості випадків поверхневий аналіз стану озерної системи р. Дніпро не дає змоги робити однозначні критичні висновки щодо можливості кардинального її покращення.

Первинний стан

Що ж це за унікальний природний ресурс - р. Дніпро? За оцінками грецького історика Геродота «Борисфен із скіфських рік після Істру (Дунаю) найбільша річка і, на нашу думку, найбагатша поживними продуктами не тільки між скіфськими ріками, але й між усіма взагалі опріч Єгипетського Нілу». Французький військовий інженер Г.Л. де-Боплан пише, що під час нересту риби спущений у воду спис зберігав вертикальне положення - такі щільні йшли косяки риби. І навіть у минулому столітті до 30-х років р. Дніпро забезпечувала попит населення рибою від бичка до оселедця та осетра. Велич Дніпровських порогів (водоспади, мальовничі силуети та грізний рокіт води) зачаровували путівників (рисунок 1). Скіфи і алани обожнювали пороги і поклонялися цьому диву природи. Бо й було за що: на відрізку довжиною майже 70 км річка створила 9 мальовничих порогів та більше 30 заборів (рисунок 1). Ми певні, що у сучасних умовах на цьому місці існував би курорт екстремальних видів водного спорту всесвітнього значення. По опосередкованим даним плавні в районі Запоріжжя та Нікополя могли би забезпечити овочевою продукцією центральну Україну. У кінці кінців р. Дніпро забезпечує біля 30% населення питною водою. А цей ресурс в найближчий час стане вирішальною умовою розвитку більшості країн світу. Ось що собою являє унікальна екосистема р. Дніпро в Україні: водозбірна його площа складає 290 тис. кмІ, довжина - 2 201 км, в нього впадає 15 380 приток різного порядку, площа боліт та лісів сягає 9 млн га. Треба пам'ятати, що водозбірна площа всього Дніпра на 19 та 23 відсотків припадає на Росію та Білорусь, що треба буде у деяких випадках враховувати. Характерно, що у цих країнах не існує проблем, аналогічних українським, пов'язаних зі штучними водосховищами.

До ХІХ сторіччя екосистема р. Дніпро розглядалася переважно з позиції її наземно-водної продуктивності та транспортних можливостей. У зв'язку з бурхливим розвитком економіки півдня Росії транспортна складова набувала все більшого значення, оскільки дешева та розгалужена мережа доріг була відсутня. Тому у царській Росії всі питання, пов'язані з важливою транспортною артерією, якою була р. Дніпро, вирішувались у міністерстві шляхів сполучення. І гідрографія, і клімат, і лісистість, і кількість атмосферних опадів, і терміни льодоставу, і якість води, і навіть проблеми збереження навколишнього середовища та охорона лісів та боліт на всій водозбірній площі р. Дніпро були важливими завданнями досліджень та управління саме цього міністерства. За своєю суттю була створена добре скоординована на той час система комплексного моніторингу всього басейну р. Дніпро, на основі якого всі рішення приймало одне міністерство, чого ми не маємо навіть до цього часу. Все це добре висвітлено у двох капітальних працях інженера шляхів сполучення Н.І. Максимовича [1, 2].

Після встановлення радянської влади на теренах Російської імперії, радикально змінилося ставлення до природи, а саме: природа не храм, а майстерня і людина в ній господар. Це дало поштовх для велетенських перетворень у навколишньому середовищі, в тому числі і в екосистемі р. Дніпро. У 1927 р. було прийнято рішення про будівництво Дніпровської ГЕС, для чого на ділянці від м. Запоріжжя до м. Дніпродзержинськ створювалося Дніпровське водосховище загальною площею 30 тис га та висотою підйому води на греблі 37 м. Головними мотивами цього будівництва виступали: прохід без перевантаження суден, отримання дешевої електроенергії та можливість суттєво збільшити площу зрошувальних земель. В короткий термін ці позитивні результати були отримані та навіть використовувались як доказ переваг соціалістичного ладу, хоча такі підходи до використання річок у світі були відомі. Але при цьому не були враховані наступні негативні фактори. Втрати від знищення такої перлини як Дніпровські пороги та зовсім недосліджених історичних пам'яток скіфсько-алансько-козацького часу. Не взято було до уваги, що замулення водосховища призведе до перетворення з часом річки в озерно-болотний тип, хоча вже була відома інформація про повне замулення за 13 років Гіндукушського водосховища, а водосховище на р. Курі більш ніж на 60% [16]. Не було взято до уваги, що при запланованому затопленні виникає велика кількість мілководних ділянок з наступним цвітінням води, а зарегульованість річки та зміна рівня води для потреб гідроенергетики призведе до знищення окремих видів риб та зменшення обсягів їх вилову. Не враховані були тенденції розвитку транспортних засобів, хоча США та Канада у той час масштабно будували автошляхи з застосуванням найбільш мобільних засобів.

Динаміка стану

Ось при такому обґрунтуванні почалася реалізація проекту Дніпровської ГЕС і вже у 1931 р. були затоплені два нижніх пороги, у 1934-1935 рр. водосховище було майже сформоване. Характерно, що у 1927 р. була заснована Дніпропетровська гідробіологічна станція для досліджень акваторії р. Дніпро на ділянці затоплення. Ось деякі результати її досліджень: на мілководних ділянках була відмічена поява синьо-зелених водоростей, швидкість течії ріки суттєво зменшилася. Так, швидкість течії р. Дніпро у 1929 р. біля м. Дніпропетровськ складала 0,63-0,83 м/с, а біля порога Вільного - 1,27-4,7 м/с. Після затоплення вона зменшилася відповідно до 0,03-0,88 м/с та 0,01-0,19 м/с. Прозорість води після порога Вільного збільшилася з 0,80 см до 200 см, а товщина шару мулу складала 11-25 см. При цьому за три роки товщина шару мулу збільшилася приблизно у 2 рази, тобто чітко проявився озерний тип водойми. Суттєво погіршився хімічний склад води. Так, за більше ніж 100 років доля сухого залишку у пробах біля м. Дніпропетровськ зросла на 30-50%, більше ніж у 2 рази збільшився вміст хлору та аміаку, заліза у 7 разів. Обумовлено це як зростанням промислового виробництва, так і вже розглянутою вище зарегульованістю стоку.

Незважаючи на це, у післявоєнний період (1950-1975 рр.), створюється ще 5 водосховищ і річка Дніпро стає повністю зарегульованою по всій території України (таблиця 1). Таким чином «великий» план перебудови екосистеми р. Дніпро було завершено. Що ж ми отримали в результаті?

Перш за все, з'явилася можливість перевезення пасажирів і вантажів без перевантаження. Але динаміка зміни цих показників свідчить, про постійне зменшення долі водного транспорту в загальних обсягах перевезень (рисунок 2, 3).

Таблиця 1 - Каскад Дніпровських ГЕС

Рисунок 2 - Динаміка перевезення вантажів та пасажирів р. Дніпро

Рисунок 3 - Вантажообіг усіх видів транспорту загального користування

Пояснюється це падінням виробництва, розбудовою розгалуженої сітки залізничних та автомобільних шляхів з характерними для них великими швидкостями перевезень та мобільністю поставок (таблиця 2). Така ж тенденція до зростання кількості автомобільних і залізничних перевезень та спаду річкових буде проявлятися і в майбутньому.

Таблиця 2 - Перевезення вантажів та пасажирів р. Дніпро [14, 17-19]

Другим важливим мотивом створення водосховищ було будівництво гідроелектростанцій, що начебто, дозволило б отримати дешеву й екологічно чисту електроенергію. Дійсно, якщо відкинути факт знищення прибережних екосистем, то вона буде відносно чистою. Весь каскад виробляє 9 млрд кВт год. в рік, що складає 5-7% виробленої в Україні електроенергії. Каскад Дніпровських ГЕС використовується як додаткове джерело енергії для виконання функції аварійного резерву потужностей енергосистеми країни (рисунок 4). В результаті утримання каскаду Дніпровських ГЕС обходиться країні у 6-30 разів дорожче вартості енергії, що на них виробляється. Кожні 10 років країна має вкладати кошти, що перевищують балансову вартість гребель у 17 разів [19, 20-22]. Як бачимо не така вже й дешева наша гідроенергетика!

Очікуване збільшення вилову риби при створенні каскаду водосховищ не відбулося. Різкий підйом вилову риби в перші роки створення водосховищ до 100 000 т (1973 р.) повністю припинився та вже у 1991 році склав близько 30 000 т і на цьому рівні він знаходиться дотепер (рисунок 5).

У Дніпрі зовсім зникло чимало видів типових річкових риб, в тому числі прохідні риби - білуга, шип, чорноморсько-азовський осетер та оселедець, лосось, річковий вугор, а також, катастрофічно зменшилась чисельність стерляді, подуста, головня, в'язя, жереха, линка. Їх місце зайняли озерні форми: лящ (близько 40% вилову), щука, сом, короп (свійська форма сазана, потрапила в річку зі ставкових господарств), плітка, окунь. В останні роки все більшого розмаху набуває розвиток популяцій вселенців: товстолоба та білого амуру, які потребують штучного підрощення малька. Все це стало наслідком цвітіння води, знищення природних нерестилищ, відсутності можливості подолання гребель при міграції до місць нересту, загибелі риби, малька в гідроагрегатах ГЕС, неприйнятне коливання рівня води протягом однієї доби, забруднення води і неефективність штучного риборозведення.

Рисунок 5 - Динаміка вилову риби в р. Дніпро

Дослідження первинної іхтіофауни р. Дніпро наведено в численних роботах вітчизняних гідробіологів [24-26]. Дослідження іхтіофауни водосховищ виконували Г.Б. Мельников, Л.Д Беляев., В.Л. Булахов, П.Г. Сухойвайн, Л.И. Вятчанина, В.І. Владимиров, К.С. Бугнай, Ф.Я. Щербухи та інші [27-31].

Під час проходження води через гідроагрегати ГЕС знищується до 60% фітопланктону та 15% зоопланктону, ще 50 % зоопланктону травмується. Такий сильний вплив негативним чином впливає на планктоноценоз водосховищ, визиває невпинну його деградацію [11].

Сучасний флористичний склад фітопланктону сформувався шляхом зникнення більшості річкових видів. За рахунок зниження інтенсивності розвитку діатомових та протококових водоростей переваги отримали синьо-зелені. Показники розвитку загальної біомаси фітопланктону закономірно знижуються під час руху вниз по каскаду. Водосховища негативно впливають на продукційні можливості водних екосистем [33-35].

Зоопланктон водосховищ є кладоцерним комплексом озерного типу, який повністю замінив коловратковий річковий комплекс. В останні роки спостерігається суттєве зниження показників біомаси зоопланктону в нижній течії р. Дніпро та в пригирловій частині Чорного моря [36-39].

Все більшого поширення набувають синьо-зелені водорості, максимальне продукування яких в Дніпровських водосховищах спостерігається в липні - серпні при температурі 20-24°. Товщина поверхневого шару водоростей коливається від декількох мм до 15 см. Щільність нагінних мас синьо-зелених водоростей у поверхневому шарі може досягати 10-40 кг/м³. Сезонна загибель водоростей супроводжується утворенням масляної кислоти, ацетону, етилового і бутилового спиртів. У зонах їх розкладу підвищується вміст у воді аміаку (2-3 мг/дм³), органічного азоту (40-125 мг/дм³), мінерального і органічного фосфору.

У період «цвітіння» в цих водосховищах виникають неприємні присмаки і запахи води, погіршується її санітарно-гігієнічна якість, забиваються фільтри очисних споруд. Все це веде до збільшення витрат на водопостачання. Використання води для питного водоспоживання з еутрофних водойм веде до виникнення гафської хвороби, визиває кишкові враження свійських тварин. Під час розкладання синьо-зелених водоростей утворюються вторинні аміни, які взаємодіють з нітратами та нітритами з утворенням канцерогенних нітрозоамінів. Сезонна «атака» синьо-зелених водоростей є нищівною та невідворотною для всієї біоти [40].

Традиційною проблемою для існування будь-яких водосховищ є накопичення донних відкладів. Їх дослідження відобразили роботи кількох поколінь радянських та вітчизняних спеціалістів Д.О. Свіренко (1938); Л.С. Калітаєва (1938); Г.Б. Мельникова та ін. (1948); А.І. Імшенецького (1960); Ю.Г. Майстренко (1965); І.К. Паламарчука (1971,1972); Є.П. Нахшиної (1973, 1978, 1983); А.И. Денисова и др. (1975, 1977, 1979); Т.М. Синайскої, А.І. Іванова, (1973); І.А. Запольского та ін. (1974, 1976); Ж.С. Василенко та ін. (1976); Б.І. Новікова (1977, 1979, 1980, 1981, 1985); Б.І. Новікова, П.А. Гладкої (1982); Б.І. Новікова, П.В. Сипченко (1982); А.И. Денисової, Е.П. Нахшиної, Б.І. Новікова, А.К. Рябова (1987), А.І. Денисова та ін. (1989); Н.І. Дрозда (1976); Б.Г. Еськова, А.Ю. Митропольского (1978); А.Ю. Митропольского, Б.Г. Єськова (1976); В.І. Огородникова (1992, 1994, 1995), В.І. Огородникова, В.В. Канивця (1993, 1995).

За приблизними оцінками закордонних фахівців щорічно заповнюється мулами до 1 % відсотка об'єму водосховищ. За оцінками вітчизняних спеціалістів відносний показник накопичення складає 0,07 % за даними Б.І. Новікова (30 млн т/рік), 0,2 - 0,3 % за даними В.І. Огородникова. Накопичення осадів веде до значного збільшення площі мілководь, які негативно впливають на стан екосистеми.

В верхів'ях водосховищ, різко знижується, швидкість течії, формуються зони акумуляції, утворюються, так звані, внутрішні дельти. У Кременчуцькому водосховищі вже утворилися десятки гектарів таких вторинних островів, які вийшли з-під затоплення. Аналогічні фантомні острови з'являються з-під води в оз. ім. Леніна під час скидання рівня Дніпровською ГЕС (рисунок 6).

Хімічний склад донних відкладів вивчався спорадично. Основними забруднювачами донних відкладів водосховищ є біофільні макроелементи (C, P, N), важкі метали (Zn, Cu, Mn) та найбільш довгоживучі радіонукліди (137Cs, 90Sr) [41-42].

Біофільні елементи здатні переходити у придонні шари води і сприяти її вторинному забрудненню. Таке забруднення веде до стимулювання розвитку фітопланктону і подальшої евтрофікації водоймища. Накопичення біомаси може сягати 80 г/м³.

Донні відклади здатні поглинати більшість забруднюючих речовин з води, в тому числі, і радіонукліди. Встановлено, що вміст важких металів зазвичай не перевищує встановлених норм, але поблизу джерел забруднення (металургійних, гірничодобувних підприємств) може сягати 10 ПДК. Не виключається можливість вторинного забруднення води з донних відкладів.

Недостатньо дослідженими залишається просторове положення донних відкладів, які розміщуються у водосховищах явно нерівномірно. Зберігається необхідність продовження досліджень динаміки їх хімічного складу.

Створення каскаду Дніпровських водосховищ активізувало абразійні, гравітаційні, суфозійно-карстові та інші руйнівні екзогенні процеси. Вони вже привели до знищення прибережних екосистем, лісової рослинності, чорноземних ґрунтів, будівель та споруд, доріг, комунікацій і продовжують свою негативну дію (рисунок 7). Абразія берегів привела до зникнення земель в прибережній полосі Київського водосховища шириною до 450 м [43].

Розвиток абразійних процесів залежить від властивостей гірських порід берега, швидкості вітру, висоти хвиль. Найбільше поширення вони мають на молодих водосховищах Дніпровського каскаду (таблиця 3).

Таблиця 3 - Розвиток екзогенних руйнівних процесів на берегах дніпровських водосховищ (за матеріалами геологічної служби України)

Берегоукріплення являє собою складну інженерну і технологічну задачу, потребує значних витрат на проектування та будівництво. Виконання таких робіт потребують тисячі км берегової лінії.

Одною з самих гострих регіональних екологічних проблем стала загибель малих річок. Більшість з них відноситься до басейну р. Дніпро і всі вони знаходиться під впливом дії каскаду дніпровських водосховищ. Сучасні дослідження свідчать, що до басейну Дніпра належать 20,5 тисяч дуже малих, малих, середніх та великих річок загальною довжиною понад 105 тис. км [44]. Малі річки містять у собі основну масу запасів прісних вод України і відіграють величезну роль в економіці проживаючого в їх басейнах населення [45]. За оцінками спеціалістів, вони формують 60 % водних ресурсів України [46].

Вивченню проблем малих річок присвячені роботи Л.Б. Бишовець, Є.О. Богатова, П.Г. Вакулюка, І.М. Величко, В.І. Вишневського, П.Ф. Вишневського, М.М. Вінника, М.Г. Галущенко, З.А. Горецкої, Й.В. Гриба, А.В. Деревицького, Д.В. Закревського, І.О. Запольського, І.М. Коротуна, М.В. Корбутяка, І.Я. Кофмана, С.Г. Кочубея, С.С. Левківського, О.Г. Лутовинова, Б.Ю. Лясковського, В.О. Манукало, О.І. Мережко, О.П. Канаша, В.П. Молодих, О.Г. Ободовського, В.І. Осадчого, В.О. Осадчука, М.М. Паламарчука, П.С. Пастернака, А.П. Пасічного, В.І. Пелешенко, О.М. Петрука, М.М. Приходько, С.І. Сніжко, Е.Е. Соболєвського, Е.К. Хільчевського, Є.С. Цайтца, А.П. Чернявської, Ю.А. Чирви, І.М. Худошина, Ю.В. Швейкина, Є.О. Яковлєва, А.В. Яцика.

Підйом рівня водного дзеркала значно зменшив уклін русла, і, слідом, швидкість течії [47].

Русла стали накопичувати величезні обсяги делювіальних відкладів, потужність яких стала сягати 9 м (За матеріалами меліоративних вишукувань інст. «Дніпрогіпроводгосп»). Більшість малих річок, які раніше були судноплавними втратили цю здатність (р. Кільчень, Багатенька, Грушівка, Самара, Оріль та інші). Тільки в Дніпропетровській області замулення малих річок виключили можливість судноплавства на відстані більш як 250 км.

Невпинно змінюється хімічний склад вод малих річок в бік погіршення їх якості. Зменшення проточності веде до зростання мінералізації, вмісту заліза, марганцю, амонію, нітратів і нітритів різноманітного походження. Тут проходять аналогічні процеси евтрофікації водойм, накопичення забруднення, розмноження синьо-зелених водоростей. Спостерігається загальна деградація екосистем малих річок, особливо біотичних складових, перериваються трофічні зв'язки, втрачається флористичне та зоорізноманіття [48-49]. Більшість малих річок басейну Дніпра мають екологічний стан, який класифікується або як катастрофічний, або як поганий [45].

Розчистка малих річок виконується не завжди досконалими методами. Донні відклади, зазвичай, складуються на берегах річки і стають джерелом їх вторинного замулення [50]. Крім того, заходи з розчистки не можуть вплинути на головну причину замулення - водосховища, і діють тимчасово.

Важливим напрямком використання водосховищ є забезпечення стабільності водоспоживання і забезпечення водою маловодних районів Донбасу та Криму.

Відомо, що середній річний стік р. Дніпро складає 53,5 км³ , в надто маловодні роки він може зменшуватись до 30 км³. Загальне водоспоживання за даними статистичної звітності сьогодні не перевищує 15 км³. Таким чином, природним стоком Дніпра забезпечується стабільне водоспоживання, потреба в існуванні водосховищ відсутня.

Одним з аргументів необхідності створення Дніпродзержинської ГЕС було потреба будівництва каналу Дніпро - Донбас для забезпечення маловодних районів Донбасу, перекидання частини стоку р. Дніпро у р. Сіверський Донець. Але з моменту його створення він використовувався максимум на 30 %, а в 2000 р лише на 8 %. Цей канал досяг тільки Орільського водосховища в Харківській області, друга черга до Донбасу так і не була побудована. Прибутки від зрошувальних систем, які були побудовані або запроектовані в межиріччі р. Орілі та р. Самари залишилися лише на папері. Тобто, декларації про здобутки від цього каналу залишилися примарними [51].

Донбас опинився в парадоксальній ситуації, коли нема куди дівати шахтні води, і має дефіцит води на споживання. В останні роки тут розвиваються технології використання шахтних вод з мінералізацією до 3,0 г/дм3 для промислового водопостачання, а також, очищення шахтних вод для питного водопостачання, вартість якого не перевищує витрат на традиційне підземне водопостачання [52].

Аналогічна ситуація складається і в Криму. Сьогодні очевидно, що вся система водозабезпечення Криму потребує перебудови, особливо, потребує реконструкції сам Північно-Кримський канал.

Швидко зростають втрати води під час транспортування у зв'язку з втратами на фільтрацію, в період 1998-2003 роки вони збільшилися з 23 до 52 %. Ці величезні відсотки важким тягарем лягають на екологічний стан території у вигляді підтоплення, деградації земель.

Канал є головною артерією транспортування води у посушливі райони, але потужність його потребує корегування в сторону зменшення. Факти свідчать про те, що за останні двадцять років водоспоживання Криму знизилося від 4 км³/рік до 2,3 км³/рік. Динаміка загального споживання спрямовується до зниження витрат на зрошення в 3,8 рази, господарсько-побутові потреби в 2,0 рази, на промислові потреби - в 2,8 рази.

Взагалі функціонування каналу в принципі не потребує існування Каховського водосховища. Сучасне обладнання забезпечує технічну можливість підйому води до початкових споруд каналу і з первинного рівня води у р. Дніпро.

Таким чином, фактично обґрунтованим є висновок про те, що існує і технічна, і ресурсна можливість забезпечення сучасних потреб водоспоживання і без існування водосховищ.

Створення каскаду водосховищ на Дніпрі давало змогу ввести в дію велику кількість поливних земель. На сьогодні створено 12 зрошувальних систем з водозабором безпосередньо з водосховищ чи магістральних каналів. В цілому в Україні налічувалось 2,2 млн. га зрошувальних земель. Але за даними інвентаризації 2005 року технічні можливості меліоративних систем дають змогу поливати лише 943 тис. га (43%), а в останні роки поливається близько 700 тис. га (32 %). Яскравим прикладом ресурсозабезпеченості та ефективності використання зрошувальних земель є Херсонська область, землі якої внаслідок недостатнього природного зволоження потребують додаткових поливних заходів. Однак як свідчать статистичні дані цього не спостерігається (рисунок 8, 9).

Великі витрати води та недосконала дренажна система призвела до підтоплення близько 210 населених пунктів, площа підтоплення сільськогосподарських угідь складає 90 тис. га. Загальний обсяг відбору води з водосховищ можна було б значно зменшити в разі ліквідації витрат води в каналах і магістральних мережах, а також при впровадженні крапельного зрошення (до 10%), що могло б знизити обсяг водовідведення з р. Дніпро на 1,8 км³ в рік. Розпаювання земель та відсутність належних умов для збереження мережі і надалі будуть призводити до зменшення площі зрошування, а підтоплення територій - до засолення, осолонцювання та оглеєння земель (зараз 10 % від загальної площі).

Рисунок 8 - Динаміка змін показників зрошуваних земель у Херсонській області (за даними ІЗЗ)

Рисунок 9 - Зменшення показників зрошення земель у Херсонській області (за даними ІЗЗ)

Результати моніторингу стану зрошуваних земель, який виконує Держводгосп, свідчать про значні зміни меліоративного стану земель, які зрошуються з Каховського водосховища (таблиця 4).

Таблиця 4 - Оцінка еколого-меліоративного стану зрошуваних земель за показниками еколого-меліоративного моніторингу (1) та меліоративного кадастру (2) [53]

Таким чином, стає очевидним, що близько половини зрошуваних земель знаходиться в незадовільному, або у задовільному з загрозою погіршення еколого-меліоративному стані. Наведені показники екологічного стану мають стійки тенденції до погіршення.

Разом з тим, все більш явною стає економічна недоцільність зрошення, витрати для отримання врожаю, зазвичай, перевищують прибутки (таблиця 5).

Таблиця 5 - Співвідношення фактичної та економічно доцільної врожайності сільськогосподарських культур на зрошуваних землях [53]

Примітка. * Фактична урожайність в АР Крим; ** Економічна доцільна врожайність обчислена з використанням цінових співвідношень 1998 р.

За даними Скадовської райдержадміністрації в результаті нераціонального зрошення врожайність за останні 20 років знизилася у 1,5-2,5 рази, за тими ж даними, значно розширюються площі, що вимагають витратного інженерного захисту. На таких землях втрачається від 25 до 75 відсотків врожаю.

Для ринкових перетворень в зрошуваному землеробстві необхідно застосування нових технологій зрошення (краплинне зрошення) або заходів охорони ґрунтів, які передбачають значне скорочення витрат на водоспоживання.

Основні наслідки спорудження водосховищ

Як видно з наведеного аналізу, всі розглянуті мотиви створення каскаду водосховищ явно неоднозначні, тому цікаво було б співставити позитивні та негативні наслідки створення каскаду водосховищ (таблиця 6). Для оцінки наслідків використані статистичні та офіційні дані, а в деяких випадках застосовано експертну оцінку. З таблиці 6 випливає дуже несподіваний висновок - функціонування каскаду водосховищ навіть економічно збиткове. При цьому слід відзначити, що негативні наслідки перевищують позитивні у 3-9 разів.

Таблиця 6 - Економічні наслідки спорудження водосховищ на р. Дніпро

Екологічні наслідки. Багатопланові дослідження абіотичних та біотичних складових екосистеми каскаду водосховищ, результати роботи системи екологічного моніторингу були узагальнені в роботах А.В. Яцика, Є.О. Яковлєва, В.О. Осадчука, В.І. Осадчого, Л.Н. Горева, С.І. Дорогунцова, М.А. Хвесика, В.М. Шестопалова та інших [14, 32, 54-62]. Але, ґрунтовної оцінки екологічного стану каскаду водосховищ с точки зору сталого розвитку до цього часу не було виконано. В той же час функціонування водосховищ веде до загострення глобальних екологічних проблем: зпустелення земель, втрати водних ресурсів, втрати біорізноманіття, загибелі екосистем, змін клімату, порушення шляхів міграції тварин (таблиця 7).

Будівництво дамб порушило природне функціонування річки: баланс природних процесів, виносу акумуляції алювіальних відкладів, формування русла та заплави, засолення та розсолення ґрунтів та інших.

Навіть якщо припустити, що при підрахунках вкралися якісь помилки, то вони не можуть бути такими великими, щоб виправдати (раніше) необхідність створення каскаду водосховищ, а зараз відстоювати необхідність їх функціонування. Що ж у цій ситуації робити?

Сьогодні в Україні діють розроблені на державному та регіональному рівні програми з оздоровлення р. Дніпро. Але всі вони направлені на покращення якості води, що дуже важливо для економіки та здоров'я населення України, а вирішення проблеми повернення умов природного функціонування р. Дніпро не передбачають. В той же час, неодноразово і досить давно вже пропонувалось ліквідувати водосховища, але такі пропозиції не були сприйняті досить серйозно ні владою, ні суспільством по наступним причинам.

Таблиця 7 - Перелік та оцінка негативних екологічних наслідків

По-перше, ці пропозиції базувались на одному або декількох фактах негативного впливу, а комплексні оцінки не проводилися.

По-друге, відсутність бажання брати на себе відповідальність, бо наслідки спуску водосховищ дуже масштабні і виникаючі при цьому зміни в господарюванні викличуть необхідність вкладати великі кошти. Але якщо ліквідувати всі витрати на підтримання функціонування водосховищ і ГЕС та сконцентрувати фінанси, то їх вистачить на пристосування господарювання до нових екологічних умов.

По-третє, недостатнє уявлення про процеси, які виникнуть у мулі при його висиханні після спуску водосховищ, а також застереження деяких учених, що наслідки цього можливо будуть співпадати з Чорнобильською аварією. Викликає побоювання можливість винесення разом з пилом важких металів та радіонуклідів з мулу. Дійсно, таких спеціальних досліджень не виконувалось, але є переконливий довід, який накопичено у 1941-1945 рр., після підриву греблі Дніпровського водосховища. Ніяких пилових буревіїв не відзначалося, а після оголення берегів, вони заросли спочатку трав'янистою рослинністю, а потім чагарником та деревами. Більш того, спуск води може бути не раптовим, а поступовим з попередньо заданими термінами етапів цього спуску як всіх, так і кожного окремого водосховища.

Нарешті, ще одна важлива причина - складність визначення компенсаційних заходів, які треба буде реалізувати в процесі спуску водосховищ і після його завершення.

Перш за все, це стосується витрат 5-7% електроенергії, яка виробляється ГЕС. Однак, як вже відмічалося в Україні немає дефіциту електроенергії, а обсяг видобутої потужності легко може бути замінений альтернативними джерелами (сонце, вітер, біогаз і т. ін.) і буде спонукати Україну виконувати свої обов'язки з цього приводу і довести їх долю до 10-20% від загального виробництва електроенергії. В Україні з 2003 року функціонує Закон України «Про альтернативні джерела енергії» [63], видано ряд наказів та законів про надзвичайну важливість та необхідність переходу на використання альтернативних джерел енергії, Президентом України започатковано 10 національних проектів щодо формування системи альтернативних джерел енергії. Однак, поки що ситуація не змінюється. В той час як у Швеції альтернативні джерела енергії від загального енергетичного балансу складають більше 30%, в Угорщині - більше 17%, у США, Франції та Китаї - більше 10 %, у Данії 25% електроенергії виробляється за рахунок вітру, територія Камчатки Російської Федерацій на 30% забезпечується енергією геотермальних джерел, Україна «пасе задніх» зі своїми 3% та з останніх сил чіпляється за існуючу систему енергозабезпечення.

Наступною проблемою є забезпечення засушливих та зрошувальних земель дніпровською водою. При цьому хотілося б наголосити що треба не визначати скільки нам потрібно води на потреби суспільного господарювання, а засвоїти, що з р. Дніпро без загрози для сталого функціонування його екосистеми можна відібрати лише частину його стоку. Цю величину необхідно ще обґрунтувати, а поки що зменшити водовідведення на 20-25 % за рахунок ліквідації витрат води при її транспортуванні як у населених пунктах, так і у водовідвідних каналах, а також за рахунок перегляду всіх нормативів постачання води як у промисловості та сільському господарстві, так і в комунальній сфері. Такі заходи, як свідчать попередні підрахунки, призведуть до зменшення водовідведення з 14-15 км³ до 6-7 км³ при загальному стоці р. Дніпро 30-53 км³ на рік.

Як видно з наведеного, нас чекає величезний обсяг робіт, але це не привід для таких висновків: якщо наші попередники припустилися помилки, створюючи водосховища, то ми не повинні помилитися знову, спускаючи їх.

Логічно тут постає питання, а що з цього приводу коїться на «Заході». Там теж був період бурхливого будівництва дамб на річках для досягнення різних цілей господарювання. Але тепер і у їхньому суспільстві панує думка, що таке будівництво призводить до знищення річкових екосистем і реалізується практика ліквідації дамб. Так, у США з 1999 року ліквідовано 350 дамб. Світовим банком та рядом країн відмовлено або зупинено фінансування будівництва дамби на р. Ксінгу, дамби Сардар Саровар (Індія), Арун ІІІ у Непалі, дамби «Три пащі» у Китаї, дамби Ілісу у Туреччини та ін. Дуже показовим є проект ліквідації двох дамб на р. Елваха у США. За термін експлуатації близько 100 років у водосховищах накопичено 8,5 млн кубічних ярдів крупнозернистих осадів і 9,2 млн кубічних ярдів мулу. Після ліквідації дамб протягом 3-х років планується відродити ліси на звільненій від води площі. По проекту підраховано прибуток у 164 млрд доларів за 100 років за рахунок бізнесу, туризму та спортивного рибальства [64-68].

Виконане Державним регіональним проектно-дослідницьким інститутом «Дніпродіпроводгосп» техніко-економічне обґрунтування «Оздоровлення екологічного стану р. Дніпро в межах м. Дніпропетровська в рамках Національної програми оздоровлення басейну Дніпра та поліпшення якості питної води» у 2009 році підтверджує доцільність та ефективність хоча б часткового повернення р. Дніпро у природний стан навіть у межах лише одного м. Дніпропетровська. А виконана нами оцінка впливу на навколишнє середовище цього проекту свідчить про реальність таких підходів. Для виявлення прогнозованих економічних наслідків спуску водосховищ, нами проведено попередній економічний аналіз наслідків спуску Каховського водосховища на р. Дніпро (таблиця 8). Результати аналізу спуску Каховського водосховища свідчать про переважання позитивних наслідків від спуску водосховища над негативними принаймні у 5 разів. Звісно баланс позитивних та негативних наслідків для інших водосховищ буде іншим, але загальна тенденція збережеться.

Ми бачимо, все наведене свідчить про необхідність спуску водосховищ, а це нам дає наступне:

1. Будуть створені умови для самовідновлення природного стану р. Дніпро та його приток.

2. Буде ліквідована загроза надзвичайних ситуацій в разі навмисного підриву дамб.

3. Буде виконана у більшості населених пунктів вимога Закону України про водоохоронні зони річок.

4. Буде отримано для освоєння 668 тис. га родючих земель.

5. Буде відновлено рибне стадо та підвищено у рази вилов риби.

6. Буде розбудовано екзотичний курорт «Дніпровські пороги» для започаткування річкового спорту з екстремальних видів.

Кожному зрозуміло, що реалізувати такий масштабний проект зі спуску водосховищ на р. Дніпро миттєво неможливо. Для цього треба розробити та започаткувати з 2012 р. цільову програму по науковому обґрунтуванню заходів для переводу екосистеми р. Дніпро до режиму сталого функціонування, в якій передбачити:

- виконання оцінки якості води та донних осадів;

- проведення зйомки дна водоймищ по фарватеру та характерних поперечників, приділивши особливу увагу Дніпровським порогам;

- визначення обсягу мулу по водосховищах;

- виконання прогнозу змін гідрогеологічного режиму прилеглих до водосховищ територій;

- обґрунтування шляхів відродження рибного стада;

- дослідження з відновлення рослинності та методів його прискорення;

- наукове обґрунтування нормативів відбору води без загрози для сталого функціонування річкової екосистеми;

- розроблення програми компенсації витрат електроенергії при ліквідації ГЕС;

- дослідження ефективності заходів з транспортування через пороги шлюзуванням, обхідними каналами чи шляхом перевантаження;

- обґрунтування основних містобудівних напрямків створення курорту «Дніпровські пороги»;

- обґрунтування системи екологічного моніторингу р. Дніпро та його водозбірної площі при спуску водосховищ та у відновленому природному стані;

- обґрунтування основних положень технічного завдання на виконання ТЕО повернення екосистеми р. Дніпро в природний стан сталого функціонування.

Можливо, запропонований перелік робіт не повністю вичерпаний, але основні завдання, на наш погляд, сформульовані. Вважаємо за необхідне повернути Басейновій раді р. Дніпро функції єдиного органу відповідального за прийняття рішення по використанню ресурсів всього басейну р. Дніпро. Виконання цільової програми дасть можливість зробити остаточні висновки про перелік основних заходів технічного та екологічного напрямку та терміни їх виконання.

Таблиця 8 - Прогнозовані економічні наслідки спуску Каховського водосховища на р. Дніпро

Висновки

1. Існування каскаду водосховищ на р. Дніпро призводить до значних економічних витрат на підтримання їх функціонування, які з кожним роком збільшуються. Збільшуються також негативні екологічні наслідки від впливу водосховищ на прибережно-водні екосистеми.

2. Дніпровські водосховища стали причиною низки негативних перетворень : підтоплення земель; деградації малих річок; абразії берегів; накопичення донних відкладів; затоплення унікальних природних явищ - Дніпровських порогів; погіршення якості води, загибелі річкової екосистеми з заміною цінних аборигенних видів риб на вселенців, катастрофічного розвитку синьо-зелених водоростей, які негативно впливають на якість води, загибелі заплавних екосистем, лісів, лук, водно-болотних угідь, ріллі, їх біорізноманіття.

3. Попередні розрахунки свідчать про те, що ліквідація дамб призведе до сталого функціонування річкової екосистеми, що проявиться у забезпеченні населення чистою водою, отриманні додаткових площ земель для сільськогосподарського використання, підвищенні ефективності рибного господарства, відновленні заплавних екосистем та інших позитивних економічних та екологічних ефектах. Економічний аналіз свідчить, що збитки від використання водосховищ у 3-9 разів перевищують прибутки.

4. Екологічні збитки включають втрату земель, порушення функціонування гідросфери, загибель природних екосистем долини, втрату біорізноманіття, емісію парникових газів, порушення традиційних міграцій тварин.

5. Міжнародний досвід свідчить про загальний напрямок вирішення басейнових екологічних проблем полягає в припиненні будівництва та демонтажі водосховищ. В США за останнє десятиліття було демонтовано 350 дамб.

6. Управління споживанням та відновлення ресурсів екосистеми р. Дніпро має будуватись на басейновому принципі. Слід відновити функціонування Басейнової ради р. Дніпро та наділити її повноваженнями з розробки пропозицій з розвитку річки Дніпро та експлуатації її ресурсів.

7. Попередній прогноз змін від демонтажу Каховського водосховища свідчить про переважання позитивних наслідків над негативними принаймні у 5 разів.

Перелік посилань

дніпро водосховище екологічний збиток

1. Максимович Н.И. Днепр и его бассейн / Н.И. Максимович. - Киев: типография С.В. Кульженко, 1901. - 370 с.

2. Максимович Н.И. Поверстный перечень р. Днепра, от истоков до лимана, на протяжении 2107 верст / Н.И. Максимович - Киев: типография С.В. Кульженко, 1901. - 112 с.

3. Биленко Ж. Судоходство по Днепру: реальнос...