Водопользование в бассейнах рек Республики Татарстан как фактор экологического состояния водных объектов

Water use in river basins of the Republic of Tatarstan as a factor of ecological state of water bodies

Рысаева И.А.

Irina A. Rysaeva
 

Казанский (Приволжский) федеральный университет  (Казань, Россия) 

Kazan Federal University (Kazan, Russia)
 

УДК 504.4.054

Рассмотрены современные направления водопользования в бассейнах рек Республики Татарстан. На примере водотоков выявлено, что наиболее распространенными видами использования вод являются промышленное, сельскохозяйственное и коммунально-бытовое, рекреация, гидротехническое и иное строительство. Водопользование, осуществляемое в бассейнах рек, определяет их эколого-гидрологическое состояние, воды исследуемых рек можно охарактеризовать как «очень загрязненные» и «грязные».

Ключевые слова: водопользование; качество вод; речной бассейн; хозяйственная деятельность

Modern directions of water use in river basins of the Republic of Tatarstan are considered. On the example of watercourses, it was revealed that the most common uses of water are industrial, agricultural and communal, recreation, hydraulic and other construction. Water use carried out in river basins determines their ecological and hydrological state, the waters of the studied rivers can be described as “very polluted” and “dirty.”

Keywords: zoobenthos; eutrophication; Volga-Kama Nature Reserve

Анализ водопользования территории является предпосылкой сбалансированного использования и охраны вод и проводится через показ обеспеченности территории водными ресурсами с последующим выявлением пространственной организации водопользования.

Водопользование в Республике Татарстан осуществляется за счет поверхностных и подземных вод, площадь водной поверхности региона 4,4 тыс. км². Основу гидрографии формирует речной сток местного значения – 8,1 км³/год, в т.ч. 7 км³ за счет малых рек, транзитный сток – 230,8 км³/год. Реки региона многочисленны – 4098 единиц и, преимущественно, маловодны, а по водоносности наиболее крупными являются транзитные водотоки – Свияга, Ик, Иж, Шешма и др. (Водные объекты, 2006).

Обеспеченность региона речным стоком предопределила разнообразное и многоцелевое использование вод, ввиду этого можно выделить следующие основные направления водопользования: строительство, водный транспорт, разработка полезных ископаемых, рекреация, сельское хозяйство и др.

В структуре использования вод региона ключевое значение имеет затраты воды на нужды секторов экономики – промышленность, сельское и коммунальное хозяйство. В соответствии с отраслевой спецификой региона можно выявить пространственные закономерности организации водопользования: северо-запад, северо-восток и юго-восток региона, – многоцелевое, с ведущей ролью промышленного использования вод; юг, юго-запад – выраженное сельскохозяйственное водоснабжение при сохранении роли других видов водопользования (рис. 1).

Рис. 1. Хозяйственное освоение рек Республики Татарстан

Fig. 1. Economic development of the rivers of the Republic of Tatarstan

Зоны многоцелевого водопользования определяет функционирование здесь объектов сельскохозяйственного, хозяйственно-бытового и промышленного секторов, выраженность последнего обеспечивается размещением промузлов - Казанско-Зеленодольского на северо-западе с ориентацией на обрабатывающие отрасли, Нижнекамского, Альметьевско-Бугульминского на юго-востоке, образованного в связи с промышленной разработкой нефтяных и газовых месторождений. Объекты производства и сельского хозяйства в пределах зоны, а также населенные пункты и основные ареалы расселения тяготеют к бассейнам р. Волги, Камы и Вятки. 

Комплексность водопользования в бассейне Волги можно проследить на примере р. Казанка – водоток местного формирования длиной 142 км, площадь водосбора до залива, при НПУ Куйбышевского водохранилища 53,0 м БС составляет 2 789 км². Освоение бассейна определяется непосредственным изъятием вод на нужды секторов экономики, в т.ч. сферы услуг, и косвенным воздействием – застройка акватории р. Казанка и ее берегов объектами делового, спортивного и культурно-массового назначения, рекреационное использование, ливневые стоки населенных пунктов, что в итоге определяет экологический облик водотока.

Масштабная стройка на водном объекте начала проводиться с 2007 г. (объекты – Кремлевская набережная, «Казань Арена», Дворец водных видов спорта) и реализовывалась путем крупных намывов песка, без инженерных защитных сооружений, препятствующих размыву. Более 150 га песка с этих намывов со временем начало оседать ниже по руслу реки, а площадь Казанки в нижнем ее течение около 600 га. В 2008 г. перед сбросом воды в Куйбышевское водохранилище, река полностью закрывала песчаные насыпи около правого берега, на котором расположены аквапарк «Ривьера» и «Чаша», и после сброса «стащила» большую часть песка в воду. Река Казанка является малой рекой в подпоре, она не в силах перенести песок на большие расстояния, как следствие образование больших по площади участков мелководий, изменение конфигурации дна реки, ее глубин и ширины по сравнению с периодом слабонарушенного состояния водотока (рис. 2, 3).

Рис. 2. Акватория р. Казанка в 1988 году

Fig. 2. Water area of the river Kazanka in 1988

Рис. 3. Акватория р. Казанка в 2019 году

Fig. 3. Water area of the river Kazanka in 2019

Последствия хозяйственной деятельности на состояние реки проявились в уменьшении площади акватории, изменении гидрохимического режима, снижении биоразнообразия и проявления экологического регресса сообществ водных организмов, самоочищающей способности Казанки (Никаноров и др., 2010). Воды реки в черте г. Казань с 2016-2018 гг. соответствовали 3 и 4 классу загрязненности и характеризовались как очень загрязненные (3 «б») и грязные (4 «а», «б») (Государственный доклад, 2019). Отмечено в них стабильно высокое содержание сульфат-ионов, соединений меди, марганца, азота нитритного, ХПК, поступающие со сточными водами предприятий в бассейне Казанки.

Опосредовано негативное воздействие гидротехнического строительства на гидрологический режим рек и ее экосистемы. Так, на р. Степной Зай, что на востоке региона, было создано Заинское водохранилище, первоначально для работы Заинской ГРЭС, в настоящее время оно используется также в рекреационных целях и производстве товарной рыбы. С момента его эксплуатации произошло существенное изменение ландшафта речной долины, а регулирование им стока преобразило естественный гидрологический режим реки в пределах подпора (Иванов и др., 2011). Особое значение в связи с его сооружением приобрело уменьшение половодий, в результате чего ухудшились условия нереста рыб и произрастания трав на пойменных лугах; фиксируется заиливание водоема из-за подмыва берегов и осаждения взвесей, верховья водохранилища заболочены. 

Наряду с гидротехническим строительством, состояние водотока определяет рекреация, значение которой возрастает в связи с созданием на реке Заинского водохранилища. На левом берегу водохранилища располагается г. Заинск, на северо-востоке микрорайон Старый Заинск, т.е. на берегу водоема проживает около 40 тыс. человек и около 800 тыс. человек располагаются в пределах 1–1,5 часовой транспортной доступности, что позволяет жителям города, в т.ч. прилегающих населенных пунктов, использовать его для отдыха. Спрос на рекреацию обусловлен также размещением на его берегу или в непосредственной близости туристических баз, домов отдыха, спортивно-оздоровительных учреждений, что значительно обогащает занятия спортом и сам отдых. На берегу Заинского водохранилища расположены спортивный центр «Ялта-Зай», на удалении 50 км от которого находится городской центр Набережные Челны, что потенциально способно увеличить приток отдыхающих, в т.ч. на водном объекте; база отдыха «Жемчужная» на р. Степной Зай (рис. 4).

Рис. 4. Объекты рекреации на р. Степной Зай и Заинском водохранилище

Fig. 4. Recreation facilities on the river Steppe Zai and Zainsky reservoir

Использование вод региона в рекреации определяется гигиеническими нормативами, в т.ч. санитарно-химическими и микробиологическими. На территории Заинского района доля проб в водоемах, используемых для рекреации, не соответствовала в последние годы нормативам по санитарно-химическим показателям в 13–20%, что превышает среднереспубликанские значения; по микробиологическим показателям отклонения по району не выявлены. В силу неудовлетворительного состояния водохранилища, в т.ч. по гигиеническим нормативам, в последние годы усилиями Заинской ГРЭС проводятся мероприятия по оздоровлению водоема и его расчистке.

Вне границ водосбора, особенностью водопользования на р. Степной Зай является промышленное водопользование со специализацией на нефте- и газодобыче на фоне других направлений использования вод. Использование вод на эти цели формирует качество вод, где класс качества вод в 2016–2018 гг. соответствовал 4 «а» — грязные в пунктах контроля г. Альметьевск, г. Бугульма; в пределах 3 «б» — очень загрязненные был зафиксирован в створе г. Заинск. В водах реки в точках контроля отмечены в эти годы превышения ПДК р.х. по марганцу (20,0), железо (3,7), нитриты (12,13), БПК5 (14,6), аммоний (6,4), нефтепродукты (1,72) и др.

Юг и юго-запад региона отличает выраженное сельскохозяйственное водоснабжение, что предопределено аграрной спецификой хозяйства территории. На долю сельскохозяйственного водоснабжения приходится 59% от общего, около 35% – промышленность, 6% – коммунально-бытовой сектор. Стержневой рекой зоны является р. Свияга – левый транзитный приток Волги длиной и площадью водосбора в пределах региона 161 км и 7,1 тыс. км², соответственно. Принимает 79 притоков, наиболее крупные из которых – Карла, Кубня, Бирля, Була, Цильна, Улема.

С сельскохозяйственным освоением территории связаны возможные угрозы – пестицидное загрязнение вод и антропогенное эвтрофирование реки. В бассейне Свияги показатель пестицидной нагрузки в пределах 0,55−0,81 кг/га, наиболее высок по территории в Буинском и Кайбицком, менее – в Зеленодольском и Тетюшском районах.

Наряду с агрообъектами в бассейне р. Свияги размещены предприятия промышленности, коммунального хозяйства, тем самым, на каждый километр течения реки в среднем приходится как минимум один водопользователь (ОАО «Буинский сахарный завод», «Буинский спиртзавод», ОАО «Кайбицкий рыбхоз», ООО «Коммунальные сети Дрожжаное» и др.) (рис. 5). 

Рис. 5. Использование вод бассейна р. Свияга

Fig. 5. Using the waters of the river basin Sviyaga

Источники потребления вод реки в сочетании с транзитным характером стока определяют уровень загрязнения и качество вод Свияги (табл. 1).

 Таблица 1. Загрязнение вод бассейна р. Свияга по данным 2ТП-водхоз
Table 1. Pollution of the waters of the river. Sviyaga according to 2TP-water farm 

Наиболее загрязненными притоками Свияги, как видно, являются Карла и Улема, наряду с основными источниками в бассейне Улемы эффект загрязнения дополнительно усиливает привнос сточных вод ОАО «Тетюши-Водоканал» (Рысаева, 2021).

В среднем течении, воды реки особенно загрязнены азотсодержащими соединениями, отсюда Свияга уже только трансформирует стоки, пассивно продвигая их вниз по течению, т.к. все процессы механизма самоочищения реки с участием биологического слоя, сведены к минимуму. В 2016–2018 гг. в водах Свияги (г. Буинск) характерными показателями загрязненности были трудноокисляемые органические вещества по ХПК, соединения меди, азот нитритный, марганец. Среднегодовые и максимальные концентрации составили: органических веществ по ХПК – 1,1 и 1,5 ПДК, азота нитритного – 1,1 и 2,7 ПДК, соединений меди – 3,3 и 6,4 ПДК, марганца – 1,3 и 6,0 ПДК, соответственно. Уровень загрязнения поверхностных вод Свияги (г. Буинск) за аналогичный период соответствовал 3 классу качества, изменяясь в пределах класса от 3 «а» загрязненные до 3 «б» очень загрязненные. В нижнем течении загрязненным притоком Свияги является р. Бирля, воды которой используются местным населением для бытовых нужд, полива и водопоя скота. В последние годы отмечается улучшение состояния вод реки в связи с сокращением поступающих в нее стоков и, в целом, усилением контроля за сбросом недостаточно очищенных сточных вод в поверхностные источники региона. 

Косвенно, на состояние водотока могут оказывать влияние инженерные коммуникации, пересекающие реку и ее притоки, несанкционированная добыча полезных ископаемых на водосборе. На р. Свияга сооружены мосты в г. Буинск, Бурундуки, мост по трассе М7; автодорога «Цивильск-Ульяновск» и железнодорожная линия «Свияжск-Ульяновск» на р. Малая Цильна; трасса на р. Улема. Несмотря на то, что на данный момент точные данные по влиянию таких объектов на р. Свияга отсутствуют, проектирование и функционирование инженерных коммуникаций через водный поток ведет к деформациям русла рек, а также формирует их режим и качественное состояние.

Черты современного водопользования в регионе позволяют говорить в целом о комплексном характере освоения речных бассейнов с ведущей ролью того или иного вида водопользования по территории. Качество водоисточников, как видим, определяемое составом поступающих стоков с предприятий разных отраслей и иными видами хозяйственной деятельности взаимоувязано с экологическими и социально-экологическими аспектами водопользования.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Водные объекты Республики Татарстан. Гидрологический справочник. – Казань: ПИК «Идельпресс», 2006. – 504 с.  
2. Государственный доклад «О состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2018 году». – Казань, 2019. – 402 с.
3. Иванов Д.В., Шагидуллин Р.Р., Зиганшин И.И., Осмелкин Е.В. Донные отложения Заинского водохранилища // Ученые записки Казан. ун-та. 2011. Т.153, Кн. 1. С. 190–202.
4. Никаноров А.М., Захаров С.Д., Брызгало В.В., Жданова Г.Н. Реки России. Часть III. Реки Республики Татарстан (гидрохимия и гидроэкология). – Казань: ИПК «Бриг», 2010. – 224 с.
5. Рысаева И.А., Рысаева М.А. Водопользование как фактор водных конфликтов в Республике Татарстан // Сборник материалов XVII Большого географического фестиваля. – СПб.: Свое изд-во, 2021 – С. 434–439.

Доклад поступил в редакцию 29.10.2021

Об авторе

Рысаева Ирина Анатольевна − Rysaeva Irina A.

старший преподаватель
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia), кафедра географии и картографии 

rysira85@mail.ru

ORCID - https://orcid.org/0000-0003-2120-526X

Корреспондентский адрес: Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д.18, КФУ. Телефон (843) 206-55-16.

ССЫЛКА:

Рысаева И.А. Водопользование в бассейнах рек Республики Татарстан как фактор экологического состояния водных объектов // Материалы Международной дистанционной научно-практической конференции «Водные экосистемы в современном мире»

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Water use in river basins of the Republic of Tatarstan as a factor of ecological state of water bodies

Irina A. Rysaeva

Kazan (Volga region) Federal University (Kazan, Russia)

Modern directions of water use in river basins of the Republic of Tatarstan are considered. On the example of watercourses, it was revealed that the most common uses of water are industrial, agricultural and communal, recreation, hydraulic and other construction. Water use carried out in river basins determines their ecological and hydrological state, the waters of the studied rivers can be described as “very polluted” and “dirty.”

Key words: water use, water quality; river basin; economic activity

References

1. Gosudarstvennyj doklad “O sostoyanii prirodnyh resursov i ob ohrane okruzhayushchej sredy Respubliki Tatarstan v 2018 godu” [State Report “On the State of Natural Resources and Environmental Protection of the Republic of Tatarstan in 2018.”] Kazan, 2019. 402 p. (In Russ.)  
2. Ivanov D.V., Shagidullin R.R., Ziganshin I.I., Osmelkin E.V. Donnye otlozheniya Zainskogo vodohranilishcha [Bottom deposits of the Zainsky reservoir]. Uchenye zapiski Kazan. un-ta [Scientific notes Kazan. un-ta]. 2011. 153, 1. P. 190–202 (In Russ.)
3. Nikanorov A.M., Zakharov S. D., Bryzgalo V.V., Zhdanova G.N. Reki Rossii. III. Reki Respubliki Tatarstan (gidrohimiya i gidroekologiya) [Rivers of Russia. Part III. Rivers of the Republic of Tatarstan (hydrochemistry and hydroecology)]. IPK Brig, Kazan, 2010. 224 p. (In Russ.)
4. Rysaeva I.A., Rysaeva M.A. Vodopol'zovanie kak faktor vodnyh konfliktov v Respublike Tatarstan [Water use as a factor of water conflicts in the Republic of Tatarstan]. Collection of materials of the XVII Great Geographical Festival. Svoe izd-vo, St. Petersburg, 2021 P. 434–439 (In Russ.)
5. Vodnye ob’ekty Respubliki Tatarstan. Gidrologicheskij spravochnik [Water bodies of the Republic of Tatarstan. Hydrological directory]. PIK “Idelpress”, Kazan, 2006. 504 p. (In Russ.)

Author

Rysaeva Irina A.

Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia

rysira85@mail.ru

ORCID - https://orcid.org/0000-0003-2120-526X

ARTICLE LINK:

Rysaeva I.A. Water use in river basins of the Republic of Tatarstan as a factor of ecological state of water bodies // Materials of the International Distance Scientific and Practical Conference “Aquatic Ecosystems in the Modern World”

When reprinting a link to the site is required

Адрес - info@hydrosphere-ecology.ru

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

На ГЛАВНУЮ

К разделу ПУБЛИКАЦИИ