Влияние водохозяйственного комплекса водохранилища Насер на р. Нил на качество окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние водохозяйственного комплекса водохранилища

Насер на Р. Нил на качество окружающей среды

М.Р. Яссер

ФГОУ ВПО МГУП, г. Москва, Россия

Современные масштабы социально-экономического развития Арабской Республики Египет по-новому ставят проблему оценки последствий взаимодействия общества и природы. При этом вопросы использования и охраны водных ресурсов р. Нил, являющейся единственным поверхностным водоисточником, - наиважнейшая часть этой комплексной проблемы.

В настоящей работе рассматривается взаимодействие водохранилища Насер с окружающей средой и роль этого взаимодействия в управлении его водными ресурсами. В общем плане управление использованием водных ресурсов любого водохранилища осуществляется посредством комплекса мероприятий, направленных на достижение заданных социально-экономических показателей территории, находящейся в зоне его влияния.

В задачу управления входит также сведение к минимуму нежелательных, хотя порой и неизбежных, изменений окружающей среды. Процесс взаимодействия водохранилища с окружающей средой заключается, с одной стороны, в его воздействии на нее, а с другой, в воздействии окружающей среды на водохранилище. Интенсивность этих процессов и их тренды во многом связаны с географической зональностью и местными природными и социально-экономическими особенностями прилегающей территории. При этом следует иметь в виду, что как влияние водохранилища на окружающую среду, так и обратное влияние касается не только зоны наиболее интенсивного взаимодействия (береговая зона), но и весьма отдаленных территорий. Размеры зоны взаимодействия при этом определяются как природными условиями территорий, так и типом и масштабом ее хозяйственной освоенности. Кроме того, если водохранилище является последней ступенью каскада, то зона взаимодействия распространяется на нижнее течение реки, ее дельту и водоем, в который она впадает.

Водохранилище Насер является самым крупным из всех водохранилищ мира. Оно образовано высотной плотиной, перекрывающей русло р. Нил в 7,00 км южнее г. Асуан в пределах Египта (рис.1). Высота плотины (считая от дна реки) 111 м, длина - 3,60 км, длина водохранилища - 500 км, средняя ширина - 12 км, площадь водной поверхности - 6,50 тыс.км². Полный объем водохранилища 162 км³ на уровне НПУ (182 м. абс ) и 183км³ на уровне форсировки (185 м. абс). Полезный объем водохранилища 90 км³, мертвый объем 31 км³, а противопаводочный объем 41 км³. В комплекс водохранилища входит ГЭС общей мощностью 3,10 млн. кВатт и ежегодной выработкой 10 млрд. кВатт/ч электроэнергии.

Создание водохранилища было обусловлено потребностями интенсивно развивающейся во второй половине прошлого века экономики Египта. Водохозяйственный комплекс водохранилища, эксплуатация которого началось в 1970 г, включает гидроэнергетику, орошаемое земледелие, речной транспорт и рыбное хозяйство. Кроме того, водохранилище обеспечивает защиту от наводнений земель в нижнем течении и дельте р. Нил.

Рис.1. Карта р. Нил

Очевидно, что создание столь значительного водохранилища и последующие 35 лет его эксплуатации не могли не сказаться на развитии процессов в естественных и антропогенно преобразованных геоисистемах, расположенных в зоне его прямого и косвенного влияния, в результате совместного воздействия природных и антропогенных факторов. При рассмотрении вопросов влияния водохранилищ на качество окружающей среды обычно анализируются параметры и динамика процессов, на которые оно оказывает влияние: речной сток, качество воды, состояние водных и околоводных экосистем, изменение социально-экономических условий и др. Это позволяет выявить наиболее существенные закономерности в формировании природных и социально-экономических процессов до и после создания плотин и водохранилищ и научно обосновать мероприятия по усовершенствованию использования водных ресурсов и охране природной среды. С этих позиций и рассмотрим некоторые аспекты взаимодействия водохранилища Насер с окружающей средой.

Сток р. Нил. Зарегулирование стока р. Нил водохранилищем Насер резко изменило как межгодовую изменчивость, так и внутригодовые колебания стока реки (рис. 2,3). Для периода условно-естественного режима (до 1970 г.) среднемноголетний годовой сток р. Нил у г. Асуан составлял 90,1 км³/год с колебаниями от 42,1 (1913/14 гг.) до 142,4 км³/год (1878/79 гг.).

Рис.3. Вычисление среднемесячных расходов воды и обьемов стока р.Нил у г. Асуана за 1969/1970: 1 -условно-естественный сток; 2 - зарегулированный сток

насер водохранилище вода расход

До сооружения водохранилища суммарные затраты стока (водозабор, потери на испарение и фильтрацию) на участке г. Асуан-вершина дельты составляли 10…20 км³/год. В результате в дельту поступало в среднем 64…74 км³/год. С созданием водохранилища резко возросли потери воды на испарение с его водного зеркала, которые в начальный период достигали 15 км³/год (?20% естественного стока реки), а в настоящее время стабилизировались и составляют около 10км³/год. Возросли и объемы водозабора из водохранилища. В результате сток воды в нижнем бьефе водохранилища составил за период 1965/66-1989/90 гг. 56,2 км³/год, тогда как приток в него составил 74,4 км³/год (см.таблицу).

При этом также резко изменилась и межгодовая изменчивость стока. Так, коэффициент вариации притока равен 0,22, тогда как отток из водохранилища имеет C_V=0,04, то есть имеет место сток, близкий к постоянному и изменяющийся в пределах от 53 до 60 км³/год, при колебаниях годового притока в водохранилище за этот же период в пределах от 42 до 105 км³/год. В целом же за период существования водохранилища сток р. Нил уменьшился на 453 км³. В результате в условиях зарегулированного режима приток воды в дельту резко уменьшился- с 70 до 35 км³/год.

Зарегулирование стока резко изменило и внутригодовые его колебания. С конца 1960-х годов заметно уменьшился размах колебаний месячного стока. Если в естественных условиях сток колебался от 2 до 18 км³ в месяц, то в настоящее время этот диапазон сократился до 3…6 км³, причем минимальный месячный сток немного вырос, а максимальный резко уменьшился. Если до зарегулирования стока большая часть его (70…75%) приходилась на август-ноябрь, то в настоящее время распределяется в течение года более равномерно (рис. 3).

Подъем воды в половодье ниже створа водохранилища в естественных условиях составлял 6…7 м, а в долине Нила наблюдались сильные наводнения, приводившие к прорывам защитных валов и дамб. Водохранилище же сделало проблему борьбы с наводнениями в нижнем течении и дельте реки неактуальной.

Среднегодовой сток наносов до зарегулирования реки составлял 60…120 млн.т при максимальной мутности 1200…1300 г/м³. В настоящее время около 90% наносов осаждается в водохранилище и выходящих из него оросительных каналах. Минерализация воды в естественных условиях достигала 100…400 мг/л, а в условиях зарегулирования стока и его уменьшения в нижнем течении реки она повысилась до 500..800 мг/л.

Таким образом, водохранилище Насер в корне преобразовало водный режим р. Нил в его нижнем течении. И если устранение возможности катастрофических наводнений является положительным аспектом функционирования водохранилища, то уменьшение жидкого и твердого стока и повышение его минерализации можно отнести к отрицательным последствиям его создания.

Разумеется, такое преобразование режима стока р. Нил не являлось самоцелью столь масштабного проекта, а осуществлено с целью обеспечения в 60-70-е годы прошлого столетия интенсивно развивающейся экономики Египта электроэнергией и создания устойчивой основы производства продовольствия и сырья.

Социально-экономическое значение водохранилища Насер. Значение водохранилища для экономики Египта заключается в гарантированном снабжении сельскохозяйственных угодий оросительной водой. До создания водохранилища орошение во всей долине Нила зависело от естественного затопления паводковыми водами возделываемых земель. Эти воды в силу их значительной мутности и высокого содержания илистых фракций одновременно служили и естественным удобрением, а также вымывали соль из почвы, предотвращая ее засоление. При такой системе орошения площадь возделываемых земель и урожай сельскохозяйственных культур целиком зависели от объема (уровня) и продолжительности паводкового периода.

С окончанием строительства Асуанской плотины был осуществлен перевод имеющихся площадей бассейнового орошения на регулярное орошение с расширением площади орошения до 2,5 млн. га, в том числе под посевы риса 0,7 млн. га. Одновременно создались условия, позволяющие получать до 2..3 урожаев в год. Однако переход к регулярному орошению вызвал постепенное накопление соли в подпочвенном слое и подъем уровня грунтовых вод. В связи с этим на площади ?1,5 млн. га были созданы системы вертикального и горизонтального дренажа. Кроме того, переход к регулярному орошению существенно увеличил потребности в минеральных удобрениях, производство которых было осуществлено с использованием электроэнергии, вырабатываемой Асуанской ГЭС.

Гидроэнергетика является ведущим компонентом водохозяйственного комплекса водохранилища Насер и обеспечивает получение 10 млрд. кВатт/ч электроэнергии в год. Это полностью удовлетворяет потребности Египта в электроэнергии не только в настоящее время, но и в перспективе.

Одной из древнейших отраслей хозяйства Египта является рыболовство. За последние 50 лет вылов рыбы увеличился почти в 20 раз - с 6,7 тыс.т. до 120 тыс.т. При этом если до создания водохранилища основной улов (около 70%) приходился на дельту Нила, то в настоящее время ее доля составляет около 40%. В настоящее время основными районами рыбного промысла являются водохранилище Насер и р. Нил в Верхнем Египте. Однако к настоящему времени естественные ресурсы воспроизводства нильского окуня и теляпии в водохранилище практически исчерпаны.

Создание водохранилища привело к уменьшению поступления питательных веществ как в дельту Нила, так и в море. Это привело к резкому снижению вылова сардины. Кроме того, развитие регулярного орошения в дельте обусловило увеличение сброса дренажных вод в озера дельты. В результате вода в них стала менее соленой, что привело к их зарастанию. Следствием этого явилась замена солоноводных рыб, обитавших в этих водоемах ранее, пресноводными (особенно теляпией).

В целом же несомненно, что водохозяйственный комплекс водохранилища Насер дает стране значительные экономические выгоды и способствует устойчивому развитию ее экономики, тем более что затраты на его создание полностью себя окупили мене чем за два года. Однако также очевидно, что создание водохранилища привело и к отрицательным воздействиям на природную среду, наиболее существенными из которых являются: коренное изменение режима речного стока в нижнем течении реки, приведшее к ухудшению экологических условий в русле и дельте реки; ухудшение качества воды в водохранилище вследствие замедления водообмена и трансформации биологических и гидрохимических процессов; существенная переработка берегов водохранилища в связи с усилением ветроволновых процессов и колебания уровня воды; рост транспортирующей способности реки в нижнем бьефе водохранилища, вызванный почти полным задержанием речных наносов в нем и приводящий к интенсивному размыву берегов и русла реки; уменьшение притока воды и наносов в дельту Нила, что на фоне повышения уровня моря интенсифицирует процессы ее разрушения.

Следует также отметить, что в условиях развития водного хозяйства в бассейне Верхнего и Среднего Нила и вероятных изменений регионального климата возможно изменение параметров и режима притока речных вод в водохранилище в сравнении с принятыми при его создании. Это может потребовать и пересмотра правил управления водными ресурсами водохранилища, имея ввиду также сведение нежелательных последствий его функционирования к экологически и социально-экономически допустимым.

Размещено на Allbest.ru