Физико-химическое исследование процессов солеобразования воды озера Балхаш и влияние на него реки Или

Ещё одним фактором, влияющим на экологию Или-Балхашского бассейна, являются выбросы Балхашского горно-металлургического комбината. В начале 1990-х годов объём выбросов составлял 280--320 тысяч тонн в год, и на поверхности озера оседало 76 тонн меди, 68 тонн цинка, 66 тонн свинца. С тех пор объём выбрасываемых загрязнителей увеличился почти вдвое. Вредные вещества также поступают в озеро через утечки в хвостохранилище при пылевых бурях. В качестве шагов по улучшению экологической обстановки предлагалось остановить заполнение Капчагайского водохранилища, проводить очистку сточных вод металлургического комбината, уменьшить необратимые потери на орошение и т. д. На Международном экологическом форуме по проблемам озера Балхаш в 2005 году было заявлено, что корпорация «Казахмыс» в следующем году завершит строительство экологически чистого производства, что позволит уменьшить выбросы на 80--90 %.

В связи с техногенными процессами, сложной конфигурацией ложа озера и особенностями расположения точек впадения питающих рек минерализация воды в Балхаше, содержание и количество солей распределено неравномерно в различных гидрохимических районах (Таблицы 6-8, рисунок 6). В результате анализа многолетних данных было установлено, что около 40-45% солей, содержащихся в воде озера, сосредоточено в восьмом гидрохимическом районе.

Таблица 6 - Минерализация воды в озере Балхаш, г/дм³

В последние годы, в связи с вводом в эксплуатацию Капчагайского водохранилища, гидрохимический режим дельты реки Или нарушен, и содержание солей в основных рукавах колеблется в пределах 0,4-0,6 г/дм³ (в летнее время). В естественных условиях минерализация воды здесь в летнее время составляла 0,2-0,3 г/дм³. Учитывая многолетний сток в озеро (ежегодно 10,3 км³ за 1971-1987 гг. и 11,2 км³ за 1988-1999 гг.), можно предполагать, что в последние годы в озеро Балхаш поступает около 5,04 млн. т солей (по реке Или), а в 1971-1987 гг. поступало около 4,360 млн. т.

Таблица 7 - Количество солей, растворенных в воде озера Балхаш, млн.т

Таблица 8 - Содержание солей в озере Балхаш

Рисунок 6 - Гидрохимические районы озера Балхаш

Ход средней минерализации в озере в целом и обеих частях представлен на рисунке 7,8.

За последние годы наблюдений за гидрохимическим режимом подотоков зафиксировано повсеместное превышение сульфатов над предельно допустимыми концентрациями (ПДК) водоемов рыбохозяйственного водопользования. Например, в Малом Сары-Шагане содержание сульфатов в 7,8-8,9 раза больше ПДК, в бухте Бертыс - в 7,7-9,5, в створе г. Балхаш - в 7,7-8,1 раза. Превышение ПДК наблюдается и в содержании хлоридов: в Малом Сары-Шагане в 1,3-1,5 раза, в бухте Бертыс и в створе г. Балхаш - в 1,3-1,6 раза.

Перманганатная окисляемость характеризующая загрязнённость водоема легкоокисляемыми органическими веществами, изменяется в пределах от 3,00 до 12,0 мг/дм³ атомарного кислорода. Бихроматная окисляемость озерной воды, характеризующая загрязнённость озера трудноокисляемыми органическими веществами, имеет размах колебаний от 5,00 до 52,00 мг О/дм³ при фиксированных средних величинах 10,1-25,4 мг О/дм³. При этом следует отметить, что некоторые статистические характеристики загрязнения озера органическими веществами таковы: нефтепродукты - от 0,040 до 0,100 мг/дм³ при ПДК 0,050 мг/дм³; фенолы - от 0,001 до 0,002 мг/дм³ при ПДК 0,001 мг/дм³.

Рисунок 7 - Уровень (1) и минерализация воды (2) в озере Балхаш

Рисунок 8 - Динамика уровня (3) и минерализации воды Западного (1) и Восточного (2) Балхаша

Если характеризовать загрязнённость озера Балхаш в целом, то получается следующая картина. Хлориды в процентном отношении от общего количества гидрохимических анализов превышают предельно допустимую концентрацию в 80,4% случаев, сульфаты и медь - 100%, цинк - 25,3%, фториды - 98,0%, нефтепродукты - в 40%, фенолы - в 33,3% случаев.

В воде озера Балхаш присутствует длинный ряд микроэлементов, среди которых тяжелые металлы занимают ведущее положение, благодаря геохимической особенности почвогрунта Прибалхашья, а также поступлению их в реки и озеро со сточными водами и частичным осаждением на поверхность водоема из воздушных выбросов промышленных объектов (таблицы 9,10).

Таблица 9 - Содержание тяжелых металлов в почвогрунтах Прибалхашья и в донных отложениях озера, мг/кг

Содержание марганца, меди, бария, титана, бора, никеля, цинка и кадмия в воде озера Балхаш (таблица 10) превышает ПДК тяжелых металлов для рыбохозяйственных водоемов.

Как видно(см. таблица 9), в донных отложениях озера содержание большинства элементов - титана, марганца, бария, ванадия, хрома, никеля, молибдена и кобальта - близкое к их кларкам в гранитном слое Земли или валовому их содержанию в почвогрунтах Прибалхашья. Постоянно превышают фоновое содержание стронций, медь, свинец, молибден, что объясняется влиянием антропогенных факторов.

Таблица 10 - Содержание тяжелых металлов в воде озера, мкг/дм³

На рисунке 9 иллюстрируется многолетняя динамика ряда элементов воде отдельной части озера, находящийся под влияние стока реки Или (залив Майтон), также подверженной антропогенному загрязнению.

Рисунок 9 - Динамика содержания меди (1) и цинка (2) в заливе Майтон

Приустьевой участке реки Или, впадающей в озеро Балхаш, титан, бор, медь и цинк присутствуют в концентрациях, превышающих ПДК (таблица 11).

Таблица 11 - Содержание микроэлементов в воде приустьевой участке реки Или, мкг/дм³

По результатам химико-аналитических работ, выполненных РГП «Казгидромет» в рамках проекта «Улучшение экологической обстановки озера Балхаш» в различных районах Или-Балхашского бассейна установлены следующие адресные загрязнения:

1) Река Или - пост Дубунь: от 1,8 до 4,5 ПДК по шестивалентному хрому; от 3,0 до 11,0 ПДК по меди; от 0,3 до 0,7 ПДК по свинцу;

2) Река Или - пост Ушжарма: от 6,0 до 11,0 ПДК по меди;

3) Река Или - 37 км ниже рабочего поселка Или: от 4,0 до 6,0 ПДК по меди; по свинцу до 6,9 ПДК;

4) Река Каратал - с. Уштобе: от 10,0 до 21,0 ПДК по меди; от 3,3 до 8,9 ПДК ПДК по цинку;

5) Озеро Балхаш - залив Малый Сарышаган: от 32 до 76 ПДК по меди; от 4,6 до 20,3 ПДК по цинку; до 1,2 ПДК по свинцу; до 2,1 ПДК по магнию; до 2,4 ПДК по натрий+калий; до 6,3 ПДК по сульфатам; до 1,0 ПДК по хлоридам; от 4,0 до 10,0 ПДК по фенолам; от 2,0 до 2,4 ПДК по фторидам;

6) Озеро Балхаш - залив Терангадык: от 2,0-2,1 ПДК по магнию; 2,0-2,3 ПДК по натрий+калий; 5,4-6,0 ПДК по сульфатам; 14,0-62,0 ПДК по меди; 12,0-92,0 ПДК по цинку; 0,40-0,67 ПДК по свинцу; 3,0-4,0 ПДК по фенолам; до 2,0 ПДК по фторидам; до 1,0 ПДК по СПАВ;

7) Озеро Балхаш - бухта Бертыс: от 2,0-2,4 ПДК по магнию; 1,4-1,6 ПДК по натрий+калий; 5,8-6,0 ПДК по сульфатам; 1,0-1,2 ПДК по хлоридам; 16,0-89,0 ПДК по меди; 10,0-92,3 ПДК по цинку; до 0,67 ПДК по свинцу; 4,0-6,0 ПДК по фенолам; 2,0-2,4 ПДК по фторидам.

Ухудшение экологической обстановки озера Балхаш передается по трофической цепи, отражаясь на жизнедеятельности гидробионтов, в том числе рыб, приводит в конечном итоге к ухудшению кормовой базы, условий воспроизводства рыб и сокращению их запасов.

Анализ многолетних изменений содержания токсикантов в тканях рыб (таблица 12) показывает тенденцию их увеличения в межгодовом аспекте. Из сравнения данных за 1993 г. со средними значениями за десятилетний период видно, что коэффициенты накопления (К_н) в мышцах рыб для большинства компонентов увеличились 1,3-3,3 раза; для меди в 5,7; свинца-в 10,7; молибдена в 7,6 раза. Максимальные значения К_н были зафиксированы для меди, бария, марганца - в 1996 и 2001 г.г.

Таблица 12 - Содержание металлов в мышечной ткани рыб (С, мг/кг сырой массы) и коэффициента накопления (К_н)

Со средними значениями за десятилетний период видно, что коэффициенты накопления (К_н) в мышцах рыб для большинства компонентов увеличились в 1,3-3,3 раза; для меди - в 5,7; свинца - в 10,7; молибдена - в 7,6 раза. Максимальные значения К_н были зафиксированы для меди, бария, марганца - в 1996 и 2001 гг.( К_н - 26,0-45,6); для цинка - в 1998 и 2001 гг. (К_н - 36,4-165); для свинца - в 1996, 1998 гг. (К_н - 53,1-86,8).

Пространственная неоднородность в распределении токсикантов выражена четко. Зависимость между содержанием микроэлементов в мышцах рыб и их концентрацией в воде и донных отложениях можно проследить на примере кобальта и меди. По данным исследований 1995 г., в мышцах больных особей сазана, выловленных в заливе Майтан, был обнаружен мышьяк в количестве 198 мг/кг сырой массы.

В связи с усилением интенсивности загрязнения водоемов и водотоков Или-Балхашского бассейна различными ядохимикатами, используемые в сельском хозяйстве, в приустьевых областях рек и в отдельных заливах нередко обнаруживается присутствие сельскохозяйственных ядохимикатов, которые оказывают отрицательное воздействие на развитие биоценоза в озере и резко ухудшают экологическую обстановку в прилегающих участках [8].

Загрязнённые воды поступают в Балхаш не только с горного комбината, но и из Китая -- на пограничных пунктах фиксируют сильное превышение содержания меди и других веществ, вода имеет V класс загрязнённости. На китайской территории происходит отбор 14,5 кмі воды в год из бассейна реки Или, причём планируется увеличение в 3,6 раза, текущая скорость увеличения забора составляет от 0,5-1 до 2-4 кмі/год (из-за активного роста населения Синьцзян-Уйгурского автономного района). По мнениям экспертов, несмотря на увеличение ледникового стока на Тянь-Шане, повышение норм забора даже на 10 % приведёт к катастрофе -- Балхаш может разделиться на две половинки с последующим высыханием восточной части.

Водные отношения Казахстана с КНР регулируются в рамках подписанного 12 сентября 2001 года «Соглашения между правительством Казахстана и правительством КНР о сотрудничестве в сфере использования и охраны трансграничных рек». В 2007 году Казахстан предложил льготный контракт на 10-летние поставки продовольствия в Китай в обмен на объём стока рек в Балхаш, однако Китай отверг его

В 2000 году в городе Алматы была проведена крупная конференция «Балхаш 2000», собравшая учёных-экологов из различных стран, а также представителей бизнеса и власти. В результате работы форума была принята резолюция и обращение к президенту, парламенту, правительству и международным организациям, раскрывающая новые принципы управления экосистемой Балхаш-Алакольского бассейна, которые предоставляют частному капиталу больше возможностей по софинансированию проектов в регионе [9].

Балхаш - голубая жемчужина, неожиданное чудо среди бесплодных пустынь. Сколько прежде на нем гнездилось птиц, если воздух был наполнен их криками; сколько в нем водилось рыбы, если прибрежные тростники трепетали от плавающих между ними сазанов.

Сегодня Балхаш угасает. Рыбный промысел упал, и от былого изобилия почти ничего не осталось. Уровень воды понизился на полтора метра. Пресная вода его западной половины стала фактически непригодной для питья, хотя многие поселки продолжают ею пользоваться, а в город Балхаш пришлось провести за сотни километров далеко не качественную воду из реки Токрау. Маленькие береговые рощицы деревьев и кустарников, служившие убежищем ветвистоусых комариков - пищи рыб - высыхают. И нет уже под их голыми остовами живительной тени [10].

4. Характеристика реки Или и Капчагайского водохранилища

Река Или по своей водности занимает третье место среди рек Средней Азии. Она образуется на территории КНР (провинция Синьцзянь) от слияния рек Кунгеса и Текеса, собирающих талые воды ледников и вечных снегов Тянь-Шань и Джунгарского Алатау. Из них большей является Текеса, (площадь водосбора 29600 км).

Длина Или считая за начало Текес, равна 1380 км, а длина собственно реки от слияния названых рек 950 км. Площадь водосбора 113000 км. Большая часть бассейна реки горная, расположена выше 1000 м над уровнем моря.

В 12 км ниже с. Илийского река на протяжении около 40 км проходит в ущелье глубиной до 175 м. Несколько ниже этого ущелья от реки справа отходит сухое русло Баканас, по-видимому, один из древних рукавов Или. Ближе к озеру Балхаш от Или отделяются большие действующие протоки - Кур-Ли, ак-УзекДжиде и др. При впадении в озеро река образует дельту, около половины которой занято тростниковыми зарослями. Водность Или значительна: по входе из гор ее средней годовой расход у с. Илийсского составляет 460 м/сек, а средний годовой сток 14,5 км. Разливаясь в дельте по многочисленным рукавам и протокам, Или при впадении в Балхаш теряет около четверти своего стока за счет потерь на испарение в дельте, в ее тростниковых зарослях.

Из притока Или следует отметить Хоргос, Усек и Борохудзир, а также Каскелен с притоками Малой и Большой Алматинками. По выходе из гор эти реки используются на орошение, и расход их сильно уменьшается; ниже полосы орошаемых земель сток их частично увеличивается за счет возвратных вод.

Река Или впадает в озеро Балхаш (по-казахски Ак-Денгиз - белое море) по площади водной поверхности, равной 173000 км, занимает пятое место, уступая Каспийскому и Аральскому морям, Байкалу и Ладожскому озеру (рисунок 10).

Река Или играет главную роль в водном балансе озера, так как, дает основную массу водного объема (таблица 13).

Таблица 13 - Сток и среднегодовые расходы воды реки Или (км³)

Рисунок 10 - Динамика стока реки Или в 1994-2004 г.г

Водохранилища - очень сложные объекты, позволяющие перераспределять сток рек во времени, они стали основой разностороннего и комплексного использования водных ресурсов. Являясь искусственными водоемами, водохранилища подчиняются закономерностям формирования и развития присущим естественным водоемам, но на все процессы, протекающие в них, большое влияние оказывает деятельность человека, прежде всего задаваемый им режим эксплуатации. Водохранилища вносят нежелательные изменения в гидролиз нижних бьефов: происходит затопление и подтопление земель, обрушение берегов, возникает необходимость переселения жителей и переноса объектов народного хозяйства; нарушаются сложившиеся транспортные и другие связи, изменяются микроклиматические условия, санитарно - гигиеническая обстановка, условия воспроизводства нагула рыб (особенно в низовьях рек). Следовательно, с созданием водохранилищ нарушается относительное равновесие, установившиеся в природе и начинается бурное развитие таких процессов как переформирование берегов и дна, повышение уровня грунтовых вод, изменение растительности климата, почвы и т.п.

Первые заслуживающие внимания, проектные переработки по использованию Капчагайского водохранилища и его побережья относятся к 1955 г., когда Гидроэнергопроект выполнил «Проектное задание Капчагайской ГЭС на реке Или». В 1958 г. Гидропроект переработал «Проектное задание », а 1959 г. совет министров КазССР утвердил его.

Окончательный вид работа приняла в 1956 г. после корректировки «Проектного задания» 1958 г. Казахским филиалом Гидропроекта, осуществленной при участии ряда специализированных организаций.

В «Проектном задании» 1964 г. вопросы использования акватории и побережья водохранилища рассмотрены в традиционном для гидротехники плане - в связи с решением инженерных задач подготовки ложа водохранилища к затоплению и возмещению отраслевых ущербов от затопления.

В зону водно-транспортного тяготения водохранилища попадали Алматинская область на участке от створа гидроузла до границы с Китаем. Судоходную трассу, проходящую вдоль правого берега, намечалось соответствующими законами, а службу судоходства - средствами транспорта, связи и т.д. Проектом предусмотрено и осуществлено: перенос участков железной и автомобильной дорог Алматы - Сары-Озек.

В порядке компенсации ущерба сельскому хозяйству на северном берегу водохранилища планировалось организовать Ченгельдинский (площадь 5000 га) и Актюбинский (6000 га) участки машинного орошения. Около 7000 га левобережных мелководий рекомендовалось использовать для выращивания дикого дальневосточного риса и аборигенных растений (рдеста, роголистника и д.р.) для корма скота.

Около 3000-3500 га мелководий по левому берегу было признано полезным для развития ондатры с общей промысловой задачей 50000-60000 шкурок ондатры в год.

Планировалось создать постоянную гидрологическую мониторинговую сеть на водохранилище в составе: озерной станции в п. Новоилийске, озерного поста на пристани Чилик, гидрологических постов выше зоны подпора водохранилища и в низовьях рек Каскелен и Чилик [11].

Постановление о строительстве Капчагайского водохранилища на реке Или было принято в 1966 году. Широкого обсуждения этого мероприятия, затрагивающего природу обширного региона, не было.

Административное командование подавило многочисленные возражения, в которых высказывались опасения о тяжелых последствиях этого шага. Расчеты некомпетентных разработчиков и чиновников были признаны не подлежащими сомнению и достаточными для немедленного претворения в практику. Главными аргументами были следующие:

1) Водохранилище даст электрический ток, обеспечив работу мощной гидроэлектростанции;

2) Позволит ввести в севооборот 400 тысяч пахотных земель;

3) Послужит регулятором уровня вод Балхаша.

А в сентябре 1969 года река Или была перекрыта. Пуск первого гидроагрегата состоялся 22 декабря 1971 года.

ГЭС построена по плотинному типу. Состав сооружений ГЭС:

1) Русловая плотина длиной по гребню 470 м, высотой 50 м и шириной по основанию 450 м, намыта из эоловых песков;

2) логовая плотина длиной по гребню 370 м, высотой 56 м и шириной по основанию 270 м намыта из щебнистых и песчано-супесчаных грунтов;

3) здание ГЭС с монтажной площадкой, состоит из четырех агрегатных секций;

4) Автор проекта ГЭС - академик Шафик Чокин.

Сегодня Капчагайская ГЭС имеет номинальную мощность 364 МВт (4 турбины x 91 МВт каждая). В реальности использовалось меньше (100 - 200 МВт), кроме 1998 года, когда уровень Капчагая был необычайно высок, и станция использовала около 300 МВт своей мощности (что привело к затоплению низовий реки.

Капчагайская ГЭС, которая имеет огромное водохранилище многолетнего регулирования. Она предназначалась для покрытия пиковой части графика нагрузки «Алматыэнерго», а также замены тепловых станций в случае аварий и стихийных бедствий. Режим работы ГЭС обусловливает чрезвычайно высокие (до 2 м) волны перемещения в низовьях реки Или, что вызывало общий размыв русла и небывалую активацию русловых процессов в дельте реки Или. Кербулакский контррегулятор, предусматривающийся для погашения этих волн, до сих пор не построен.

Водохранилище, с проектным объемом более 28 км³ (примерно два годовых стока реки Или), за более чем 40 лет эксплуатации было наполнено только наполовину, что связано потребностями озера Балхаш, с экологией дельты реки Или и потребностями других отраслей экономики. На базе этого водохранилища предполагалось довести площади орошаемых земель до 1 млн. га, что также не удалось выполнить, не смотря на строительства ирригационных систем. В настоящее время площади орошаемых земель в казахстанской части бассейна реки Или немногим превышают 320 тыс. га, а потери воды на испарение и фильтрацию из чаши водохранилища достигли 800 млн. м³/год.

Водохранилищем затопился участок автомобильной дороги Алматы - Сары-Озек протяженностью 16 км, вместе с дорогой затоплены отдельные участки линий связи, радиотрансляции, станционные сооружения бывшей Минсвязи КазССР.

Для санитарной подготовки ложа водохранилища потребовалось очитка территории населенных пунктов, животноводческих ферм, санитарная обработка кладбищ и скотомогильников.

Распространяясь далеко за приделы долины реки Или, водохранилище имеет пологие склоны, что способствует ограничению размеров берегоразрушений. По всему левобережью, начиная от плато Капчагая, до верховий водохранилища, формируются низкие аккумулятивные берега с прибрежными мелководьями. Подпор грунтовых вод и подтопление пологих склонов привели к образованию болотно-солонцовых побережий. При плотиной зоне переработка берегов имеет ничтожные размеры. Здесь формируются крутые абразионные берега на скалистом субстрате. На правобережной части в приделах урочища Мын-Булак (100-130 км выше плотины), характерны абразионно-аккумулятивные береговые отмели. Ширина зоны разрушения составляет 100-125 м, высота надводного уступа от 3,5-6,0м. По условиям распространения подпора грунтовых вод в пределах зоны влияния выделяют четыре характерных участка:

1) Приплотинный в пределах скального плота Капчагай;

2) Левобережная озерная часть побережья водохранилища;

3) Правобережье водохранилища в приделах озерной части;

4) Верховое водохранилище.

Береговая зона водохранилища Капчагайской ГЭС приходит по поверхности пологонаклонной аккумулятивной равнины и предгорным шлейфом отрогов Джунгарского Алатау. Уклоны современной поверхности этих равнин и шлейфов не превышают 6-10м. Наиболее пологими являются береговые склоны левобережной части водохранилища, углы наклона поверхностно аккумулятивной равнины здесь не выходят за приделы 130?.

Относительное распределение крутизны современной поверхности берегов на отметках составляет:

1) 0?-1?-3?-314,5км (73,2)

2) 1? -3? 70,5км(16,4%)

3) 3?- 6?-28,5км (6,0%)

4) 6?- 10?- 14,7км (3,4%)

5) 10?-4,5км (1,0%)

Из вышеприведенных данных видно, что на берега с пологими склонами (менее 3?) приходится около 90% от общей протяженности береговой линии водохранилища равной 430км.[12]

4.1 Проблемы, связанные с постройкой Капчагайского водохранилища

По физико-географическому делению территория, прилегающая к водохранилищу, относится к зоне полупустынь. В растительном покрове преобладают ксерофитные (полынь) и галофитные (солянки) формы. В предгорной равнине травостой носит пестрый (комплексный) характер. Основную его составляет полынь сероземная в сочетании с кейруком. В долины реки Или от русла до высоких старых террас наблюдается следующая смена растительности (естественная). В прибрежной полосе произрастает камыш, залитый слоем воды и тростник. Далее от русла растительность сменяется пырейно - вейниковыми и пырейными ассоциациями. Место обитания таких ассоциаций сегодня характеризуется избыточным увлажнением почвы, приводящим к сильному засолению почвы и гибели этих ассоциаций. Дальнейшие растительные смены связаны с понижением уровня грунтовых вод. На верхней террасе развиваются опустыненные полынные группировки. Создание Капчагайского водохранилища сильно изменило водный режим среднего течения, что привело к резкой смене растительности. Смена происходит от опустыненных через солончаковые и лугово-солончаковые к гидрофильным ассоциациям. Сухие луга получили максимальное увлажнение, что привело к полному господству влаголюбивого пырея, вейника, тростника. Полные группировки верхней террасы со временем занимались лугово-солончаковой растительностью. В южной части основная площадь прибрежной зона занята серо-бурыми почвами с эфемеро-полынной ассоциацией. На юго-западе много полыни, биюргуна, есть тамариск, джигида, чингил.

Почвенный покров побережья Капчагайского водохранилища представлен несколькими почвенными зонами, находящимися в различных условиях поверхностного и грунтового увлажнения. Илийская впадина лежит в специфической биоклиматической обстановке. Нижние ее части приближаются к области типичных пустынь, а верхние (в пределах левобережья) частично заходит в зону пустынно - степную. При использовании почв надо учитывать, что все почвы склоны к вторичному засолению. При сильном и неправильном орошении может произойти смыкание грунтовых вод с поливными, а затем, при интенсивном испарении подъем их к поверхности легкорастворимые соли. На орошаемых почвах, прежде всего, необходимо создание правильной оросительной сети одновременным устройством коллекторной дренажной сети, планировка полей и снижение уровня грунтовых вод.

Вода Капчагайского водохранилища используется в общей системе реки Или - озера Балхаш и идет на:

1) Орошаемое земледелие в бассейне реки Или, в том числе низовьях реки Или - на Акдаленском массиве, в бассейнах рек, впадающих в Восточный Балхаш;

2) Животноводство, базирующееся на заливных лугах поймы и дельты реки Или;

3) Рыбное хозяйство дельте реки Или, на озере Балхаш;

4) Ондатровый промысел;

5) Промышленность города Балхаш;

6) Гидроэнергетика.

Режим попусков воды из Капчагайского водохранилища должен быть подчинен задачам сохранения необходимого перетока воды из Западного Балхаша в Восточный для недопущения резкого повышения минерализации воды в районах Западного Балхаша. Величина попусков вод из Капчагайского водохранилища должна одновременно удовлетворять требованиям водопотребителей и водопользователей, зависящих от режима нижнего течения и дельты реки Или.

Суммарное понижение среднего уровня озера Балхаш с 1970 по 1980 гг. составляет 145см, средняя интенсивность снижения около 15 см в год, что превышает наблюдавшую величину снижения уровня в естественных условиях (таблица 14).

Таблица 14 - Уровень озера Балхаш во время заполнения Капчагайского водохранилища с 1970 по 1980 гг

Для наполнения Капчагайского (таблица 15) водохранилища минерализация воды в отдельных районах озера уже достигла придела допустимых значений, определяемых значений, определяемых по требованиям, предъявляемым качеству воды для использования. За период наполнения водохранилища имело превышение доступных нормативных требований к минерализации вод. Повышение минерализации здесь объясняется главным образом увеличение солености речных вод ниже Капчагайского водохранилища, уменьшением распресняющего действия стока Или при снижении притока к Западному Балхашу и увеличением доли перенесенных солей из Восточной части Балхаша в Западную с ветровыми течениями.

Несомненно, что наполнение Капчагайского водохранилища сказалось на изменении гидрологических условий дельты реки Или и самого озера Балхаш,понизился уровень озера, возросла соленость воды.

Обострившиеся в период наполнения водохранилища естественные неблагоприятные процессы в дельте реки Или, сказалось на развитии сельского хозяйства, ондатроводства, рыбного хозяйства.

В этой связи проанализируем изменение уловов рыбы в озере Балхаш и дельте реки Или и изменение заготовок ондатровых шкурок.

За период регулирования стока реки Или (1970-1979гг.) продолжалось ухудшение видового состава добываемой рыбы, произошло снижение уловов рыбы от 160 тон в 1970г. до 120-100 тон в1978-1980 гг.

Таблица 15 - Наполнения Капчагайского водохранилища с 1970 по 1980 гг

Кроме гидрологических факторов и изъятиями стока реки Или, на пополнение водохранилища, немаловажное влияние на состояние рыбных ресурсов бассейна оказывают непродуманные, порой случайные, мероприятия человеческого воздействия.

С одной стороны это чисто хозяйственные факторы - количественный уровень промысла, а со стороны ихтиологического (акклиматизация новых видов рыб), а также гидрологические и гидробиологические (осуществления необоснованных гидромелиоративных сооружений: проколов, дамб обновление, плотин, вызывающих обсыхание особенно важных для нагула рыб и воспроизводства ондатры р. Или).

По мере расселения ондатры в дельте реки Или и на побережье озера Балхаш (ондатра завезена в бассейн в 1935 году). Промысел постоянно возрастал и в 1956 г. достиг максимума -1243,5 тыс. шт. Дельта находилась в развитой фазе с обилием открытых водных пространств, уровень Балхаша был в фазе подъема, что вело к образованию обширных мелководий способствовавших расселению и развитию ондатры.

Заготовки шкурок ондатры сократились с 400 тыс. шт., в 1970г; сегодня они настолько малы, что потеряли промысловое значение, в связи с потерей угодий, расположенных на побережье озера Балхаш. Это связано с понижением уровня озера, уменьшением прибрежных разливов и медленным восстановлением растительности на вновь образовавшихся мелководьях (таблица 16).

Таблица 16 - Улов ондатры и рыбы

Для стабилизации уловов рыбы, хотя бы на современном уровне, при дальнейшем развитии орошения и объемах воды, для увеличения ондатровых угодий требуется проведение комплекса мелиоративных мероприятий, строительство нерестово-выростного хозяйства.

Экосистема озеро Балхаш находится в предкризисном состоянии: уменьшается приток воды по реке Или из китайской части бассейна, ухудшается качество воды. Поверхностные и подземные воды сильно загрязнены промышленными и сельскохозяйственными стоками, особенно воды озера Балхаш, где регулярно увеличивается содержание солей тяжелых металлов, в том числе канцерогенных элементов. Поверхностные воды благодаря их самоочищающей способности (жизнедеятельности биоценоза), как-то справляются с загрязнениями.

Заметно увеличивается потребление воды на нужды промышленности и коммунального хозяйства городов и поселков городского типа. По оценке Государственного гидрологического института (ГГИ, г. Санкт-Петербург), за 1971-1980 гг. водопотребление в этих отраслях возросло от 262 до 421 млн. м³. в год. Наиболее мощным потребителем и загрязнителем подземных вод является мегаполис г. Алматы. Его сточные воды без должной очистки переполняют накопитель Сорбулак и сбрасываются в реку Или ниже Капчагайского гидроузла.

Дельта реки Или снова заилилась, как и предсказывалось раньше, причем это произошло быстро, за срок около 15 лет, после гидравлического промыва в 1986-1989 гг. На очереди озерная фаза её развития, которая связано с неоправданными затоплениями и потерями речного стока для озера Балхаш. Виной быстрого заиления (15 лет вместо 50-70 лет) являются волны перемещения, обусловленные работой Капчагайской ГЭС в пиковой части графика нагрузки «Алматыэнерго» и аварийными пропусками гидроагрегатов.

Объем сброса сточных вод в природные объекты по Алматинской области (с г. Алматы) сотавляет 238,47 млн. м³. Следует отметить, что в Алматинской области преобладает безвозратное водопотребление.

Таким образом, основное антропогенное воздействие оказывается на гидрологический и гидрохимический режимы реки Или и озера Балхаш. Например при естественном режиме реки Или годовой сток составлял с обеспеченностью 25% - 16,46 км³; 50% - 14,34 км³; 75% - 12,92 км³; 95% - 10,97 км³. Результаты нарушенного гидрологического режима, то есть после ввода в эксплуатацию Капчагайского водохранилища, таковы: 25% - 13,40 км³; 50% - 11,88 км³; 75% - 10,62 км³; 95% - 9,20 км³. При кажущейся незначительности разности стоков (равных обеспеченности) при естественном и нарушенном гидрологическом режимах водотока они составляют при 25% - 3,06 км³; 50% - 2,46 км³; 75% - 2,30 км³; 95% - 1,77 км³, где совершенно непоставимы результаты внутригодового распределения стока. Такое положение объясняется тем, что основное предназначение Капчагайского водохранилища заключается в аккумулировании стока реки в чаше водохранилища для максимальной выработки электроэнергии в зимний период года с помощью сглаживания его внутригодового распределения. Аналогичная картина, т.е. антропогенное воздействие на количественные и качественные характеристики, наблюдается и в озере Балхаш.

В результате грязных технологии и хищнического ведения водного хозяйства, начиная с 1970 года, после начало заполнения Капчагайского водохранилища, уровень озера Балхаш стал быстро понижаться и уже к 1986 г достиг отметки 340,68 м (вековой минимум 340,52 м в 1983 году).

5. Меры, принимаемые для улучшения экологической ситуации в бассейне озера Балхаш

Уже в 80-х годах были предприняты усиленные меры по решению Или-Балхашской проблемы. ГКНТ СССР утвердил программу Комплексных научных исследований, правительство Казахстана выделило финансовые средства, и уже в 1983 г. Эти исследования развернулись в полную силу. Первыми результатами Комплексных исследований явились срочные, первоочередные мероприятия, которые «прямо с листа» начали внедряться. Мероприятия, которые удалось внедрить тот еще «советский» период, следующие: немедленное прекращение строительства «новых» оросительных систем и экстенсивных форм орошаемого земледелия; прекращение наполнения Капчагайского водохранилища; механическая очистка проток с последующей гидравлической промывкой дельты реки Или в суровую зиму 1986-1987 г. И ряд других первоочередных мероприятий. Все они были использованы при разработке второго этапа «Схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов рек Или, Каратал и озера Балхаш».

Благодаря своевременно разработанным и реализованным мероприятиям, с высокой эффективностью удалось использовать средний по водности 1987 и многоводный 1988 годы. Тем не менее, проблема озера Балхаш еще не решена. Удалось только сохранить биотоп, а биоценоз озера продолжает деградировать, так как, остались невыполненными рекомендации ученных, касающихся улучшения качества речных вод.

В последние годы к перечисленным выше бедам прибавился новый «неожиданный» факто. Начиная с 1990 года, происходит неуклонное уменьшение притока воды из китайской части бассейна реки Или. И это несмотря на увеличение объема осадков в горах и увеличение стока горных рек на казахстанской части бассейна озера Балхаш [8].

Экологическое катастрофа в бассейне Аральского моря оказалось хорошим уроком и, видимо, это оказалось главной причиной пересмотра планов по объемам Капчагайского водохранилища и развитию орошаемых площадей. Свою роль сыграло и широкое обсуждение проблем Балхаша, организованное неправительственными организациями. Был проведен ряд акций, международные форумы «Балхаш-2000», «Балхаш-2005» с участием представителей Правительства РК.

В 2001 г. Подготовлена концепция устойчивого развития Или-Балхашского бассейна, которая одобрено Мажилисом Парламента РК (от 30 ноября 2001 года № 9-9-605) и 2002 году утверждена Научно-техническим советом Министерство охраны окружающей среды РК.

В качестве одного из направлений реализации в концепции определены главные задачи сохранения экосистем Балхаша, в числе которых:

1) Обеспечение оптимального уровня озера 341-342 м (Балтийская система), обеспечивающего жизнеспособное функционирование экосистемы «Озеро-Дельта»;

2) Сохранение и восстановление экосистем дельты Или, восстановив естественный гидрологический режим реки Или посредством строительства Кербулакского котррегулятора с полезным объемом 20 млн. м³. Кроме того, осуществить комплекс гидромелиоративных мероприятий, включающих восстановление и сохранение 10 озерных систем, площадью 123,6 тыс. га;

3) Вовлечение в оборот дополнительных водных ресурсов для стабилизации водного баланса - воды в зоне рассеивания стока рек (до 4 км³), коллекторно-дренажных и сточных вод, увеличение доли подземных вод в обеспечении...