CC BY
16
УДК 504.453; 504.5 Б01: 10.24412/1728-323Х-2022-5-99-105
ОЦЕНКА ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАГРУЗКИ НА КРУПНЕЙШИЕ РЕКИ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
С. И. Шапоренко, кандидат географических наук, Институт географии РАН, зег-зкарогепко, г. Москва, Россия
Аннотация. Исследуется изменчивость нагрузки на речной сток Волги, Дона, Днепра и основных их притоков за счет колебания водности, изъятия водного стока, сброса загрязненных и нормативно очищенных сточных вод на основе сведений ежегодной государственной статистической отчетности. В качестве комплексной характеристики использован ранее предложенный автором параметр. Он рассчитывается как отношение доли изъятия речного водного стока к доле очищенных стоков от общего количества подлежащих очистке.
Повышенные нагрузки (140—180 %) испытывают локальные водосборы верхних течений Волги (Иваньковское водохранилище) и Дона (до створа г. Лиски), а также нижнего течения этой реки. Максимальные нагрузки приходятся на водосборы рек Москва и Клязьма (до 1000 %). Минимальная нагрузка приходится на водосбор Волгоградского водохранилища Волги (менее 1 %). К локальным водосборам с повышенной нагрузкой приурочены участки рек с худшим качеством воды, которые индексируются Росгидрометом показателями УКИЗВ разрядов 3б—4б.
Abstract. The variability of the load on the Volga, Don, Dnieper and their main tributaries runoff due to fluctuations in water availability, removal of water runoff, discharge of polluted and normatively treated wastewater is investigated due to the information from annual state statistical reports. As a complex characteristic the author uses the parameter proposed by him. It is calculated as the ratio of the share of water runoff withdrawal to the share of the treated wastewater from the total amount to be cleaned (in %).
Increased loads (140—180 %) are experienced by the local catchments of the upper reaches of the Volga (the Ivankovo Reservoir) and the Don (up to the town of Liski), as well as the lower reaches of this river. The maximum loads (up to 1000 %) fall on the catchments of the Moscow and Klyazma Rivers. The minimum load falls on the catchment area of the Volgograd Reservoir of the Volga-River (less than 1 %). The sections of rivers with the worst water quality, which are indexed by the Roshydromet with SCIWP indicators (specific combinatorial index of water pollution) of categories 3b —4b, are associated with local catchments, that have increased load.
Ключевые слова: водохозяйственная нагрузка, сточные воды, комплексный параметр, Волжские водохранилища, река Дон.
Keywords: water management load, wastewater discharge, complex parameter, the Volga Reservoirs, the Don River.
Введение. Хозяйственная деятельность по берегам крупнейших европейских рек на протяжении веков служила определяющим фактором их экологического состояния [1]. Водопользование оказывает прямое воздействие на речной водный сток за счет изъятия его части и сброса в водные объекты сточных вод, с которыми могут поступать разнообразные загрязняющие вещества, набор которых варьирует от целей и технологии использования водных ресурсов. Оценка нагрузки на речной водный сток при водопользовании остается важной задачей для проведения экологических мероприятий по ее ограничению при реализации различных водохозяйственных проектов.
Для комплексных оценок нагрузки могут применяться как отдельные показатели водозабора, сброса сточных вод, поступления отдельных загрязняющих веществ, так и совокупности характеристик природных условий водосбора, хозяйственного использования территорий и развитости инфраструктуры. Многообразны и алгоритмы оценки, которые могут претендовать на учет различных аспектов воздействия, таких как сезонная изменчивость водного стока реки и сточных вод, изменчивости концентраций загрязняющих веществ, наличия их диффузных потоков [2, 3]. Учет многообразия факторов влечет за собой ус-
ложнение процесса оценки за счет роста объемов необходимой исходной информации.
Оценка водохозяйственной нагрузки на разных уровнях обобщений (вплоть до административного или водохозяйственного региона, речного бассейна) на первый взгляд не представляется особо сложной задачей и требует только достоверную информацию и использование адекватных методов и моделей. Но именно в низком качестве исходных сведений кроется причина недоверия к государственной отчетности по этому виду деятельности, скомпонованной в статистических ежегодниках и обзорах. Освобождение от отчетности небольших водопотребителей (не более 50 м3 в сутки), уклонение от регистрации, включение в отчетность не фактических объемов сбросов загрязняющих веществ, а допустимых по нормативам и другие моменты служат причинами искажения сведений. На эти недостатки указывалось и в самих официальных изданиях [4, 5].
Как отмечалось ранее, с начала 1990-х примерно до середины 2000-х годов почти на всех крупных реках происходило сокращение водозаборов, сбросов сточных вод и загрязняющих веществ [6, 7]. В однонаправленных тенденциях вызывают сомнения наличие хорошо выраженной синхронности в межгодовых колебаниях разных показателей внутри отдельных водосборов и
между одинаковыми характеристиками на водосборах разных рек [7]. Помимо этого, в показателях отсутствует, как правило, компенсационное увеличение объемов очищенных стоков, которые должны бы замещать снижение загрязненных. Также многими исследователями отмечалось отсутствие соответствующего улучшения качества речных вод (хотя это может объясняться вторичным загрязнением за счет донных отложений). В связи с этим остается актуальным поиск характеристик, позволяющих провести по возможности адекватную оценку нагрузки, при этом сохраняя ее простоту за счет использования официальных статистических сведений.
Автором ранее был предложен комплексный показатель, в котором для оценки нагрузки используются не объемы загрязненных стоков и количества загрязняющих веществ в них, как делается обычно, а объемы очищенных вод в долях от общего объема стоков, которые требовалось очистить. Вторым членом в показатель входит традиционно используемое отношение объема водозабора к объему речного стока [8]. По сути, он характеризует эффективность работы водохозяйственного комплекса в пределах речного бассейна в плане предотвращения сбросов загрязняющих веществ и отражает нагрузку за счет изъятия части речного стока. Повышает доверие к такому подходу отсутствие синхронности в колебаниях очищенных сточных вод, в среднем доля которых для российских рек составляет 10—11 %. Безразмерный вид показателя удобен для сопоставления бассейнов.
Использованные материалы и их обработка. Для анализа пространственно-временной изменчивости показателей водохозяйственной нагрузки использована информация статистических ежегодных справочников и обзоров, выпускаемых Государственным гидрологическим институтом и Научно-производственным объединением «Природа». Расчеты проведены по годовым значениям водного стока и характеристик водопользования: забор воды из поверхностных водных объектов и сброс в них сточных вод (категории без очистки, недостаточно очищенные, чистые без очистки и нормативно очищенные). Комплексный параметр рассчитан по формуле:
к = П/К2 _ К4 :
V
V х V,
(1)
очистку стоков, или данные отсутствуют, для исключения неопределенности можно искусственно назначать объем нормативно очищенных стоков в пределах точности оценки 0,0001 км3/г.
В связи с отсутствием гидрометрических створов, для замыкающего створа р. Москвы взята среднемноголетняя величина годового стока, а годовые значения стока для замыкающего створа Клязьмы даны по створу г. Ковров, которые в свою очередь частично восстанавливались по расходам в г. Владимир (коэффициент корреляции между этими створами г2 = 0,796 при статистической значимости р = 0,01). Средние многолетние величины параметров рассчитаны для периодов 2001—2009 и 2012—2019 гг.
Показатели средней нагрузки по водосборам. Оценка средней годовой водохозяйственной нагрузки в целом для всего водосбора реки приме -нялась ранее и в определенной степени оправдала себя, так как позволила выявить некоторые загрязняющие вещества и их ассоциации с категориями сточных вод, влияющих на гидрохимические показатели речных вод в устьевых створах [7, 9]. Вместе с этим была показана общая для всех крупных речных водосборов закономерность снижения нагрузки в течение 1990-х г одов д о ми -нимумов в 2000-е годы, а после этого небольшой ее «откат» в сторону роста в 2010-е годы. Такая
Таблица 1 Средние многолетние характеристики водохозяйственной нагрузки на реки Волга, Дон и некоторые их притоки, %
3' '4 '3 А '2 где — объем водозабора на водосборе по соответствующему створу или участку реки, К2 — водный сток реки в этом створе или на участке, V? — объем нормативно очищенных сточных вод, К* — объем сточных вод, который подлежал очистке. Если очистные сооружения вообще не проводят
Речной бассейн Интервалы осреднения, гг. К ¥х/¥г ¥з/¥2 ¥з/¥,
Волга 2001—2009 2012—2019 81,2 72,2 7,87 6,66 2,95 2,36 9,81 9,69
Ока 2001—2009 2012—2019 121 383 8,33 8,27 7,62 7,01 7,16 2,61
Москва 2001—2009 2012—2019 744 1775 30.5 21.6 39.6 29.7 4,52 1,42
Клязьма 2001—2009 2012—2019 9541 783 6,72 15,6 11,2 7,75 0,73 5,24
Дон 2001—2009 2012—2019 107 260 20,5 25,1 3,12 3,71 19,7 10,1
Хопер 2001—2009 2012—2019 8,28 12,2 0,62 0,56 0,41 0,34 8,05 5,59
Днепр 2001—2009 2012—2019 758 145 2,29 0,79 1,06 0,85 0,34 4,36
Примечание. В шапках столбцов буквами обозначены комплексный параметр (К) и категории сточных вод (V]— ¥5 — пояснения в тексте). ¥5 — объем загрязненных сточных вод.
динамика могла объясняться активизацией производственной деятельности после перестроечной рецессии. Применение предложенного комплексного показателя с анализом изменения величин составляющих его параметров позволяет несколько по-иному оценивать текущие изменения в водохозяйственной деятельности (табл. 1).
В последнее десятилетие по сравнению с предыдущим для водосбора Волги в целом произошло снижение водохозяйственной нагрузки на 9 %. Более резкое снижение наблюдается по водосбору Днепра, а по водосбору Дона — рост в 2,5 раза. Основными причинами послужили улучшения в работе очистных сооружений на первых двух реках и снижение доли очищенных сточных вод на водосборе Дона. Хотя здесь их доля была значительно выше, чем на Волге, и особенно выше, чем на Днепре. На водосборе Дона свою роль сыграло наступившее длительное маловодье и высокая доля изъятия стока (25 %). В период с 2012 по 2019 г. водосбор Волги в среднем испытывает удельную водохозяйственную нагрузку в два раза ниже, чем водосбор Днепра, и в 3,6 раза ниже, чем Дона.
Относительное благополучие для водосбора Волги по водохозяйственной нагрузке наблюдается, несмотря на резкий рост нагрузки на водосборы ее притоков — Оки и Москвы (в 3,2 и 2,4 раза соответственно), остающейся весьма высокой нагрузке на водосбор Клязьмы, хотя здесь
и происходит ее существенное сокращение (см. табл. 1). На р. Москве произошло снижение водозабора в 1,4 раза, однако показатель работы очистных сооружений резко изменился в худшую сторону в 3,2 раза, что и повлияло в итоге на увеличение нагрузки. Низкое качество воды в этих реках в связи с поступлением загрязняющих веществ от точечных источников отмечалось в работе [5]. По сравнению с водосборами притоков Волги водохозяйственная нагрузка на водосбор Хопра — притока Дона — имеет наиболее низкую величину комплексного показателя.
Формирование водохозяйственной нагрузки вдоль русел Волги и Дона. Площади водосборов Волги и Дона равны соответственно 1360 тыс. км2 и 422 тыс. км2 и занимают 45 % площади европейской части России без Калининградской области. Средняя нагрузка по водосбору — характеристика для оценки состояния речной системы полезная, но не дает возможности без дополнительных показателей хозяйственной деятельности сравнить влияние различных региональных особенностей на формирование качества вод таких крупных рек. Приблизиться к решению данной задачи позволяет оценка нагрузки по участкам русла основной реки. Имеющиеся справочные данные дают возможность провести расчеты по створам плотин водохранилищ Волги (табл. 2) и по участкам между основными створами Дона (табл. 3).
Таблица 2
Водохозяйственная нагрузка на отдельные речные участки водосборов Волги и Дона, %.
В скобках — ошибка среднего
Локальные водосборы Интервалы осреднения, гг. К VI/ Уг У5/У2 У3/У4
Волга, вдхр. Иваньковское 2001—2009 2012—2019 160 (16,1) 177 (41,6) 41,6 (4,50) 42,1 (9,38) 0,99 (0,09) 1,20 (0,24) 26,25 (1,08) 24,12 (0,55)
Угличское вдхр. 2001—2009 2012—2019 42,6 (8,51) 61,6 (20,4) 3,46 (0,29) 8,55 (2,79) 0,60 (0,05) 0,51 (0,07) 11,60 (1,65) 14,12 (2,29)
Рыбинское вдхр. 2001—2009 2012—2019 53,4 (24,0) 3,22 (0,57) 2,04 (0,19) 1,12 (0,17) 0,36 (0,05) 0,19 (0,02) 24,65 (4,32) 38,10 (2,65)
Горьковское вдхр. 2001—2009 2012—2019 351 (43,9) 67,9 (7,83) 4,11 (0,26) 4,34 (0,41) 0,74 (0,07) 0,48 (0,04) 1,37 (0,15) 6,64 (0,29)
Чебоксарское вдхр. 2001—2009 2012—2019 67,7 (5,56) 141 (19,7) 4,05 (0,21) 3,49 (0,25) 3,59 (0,20) 2,92 (0,15) 6,23 (0,25) 3,06 (0,41)
Куйбышевское вдхр. 2001—2009 2012—2019 15,8 (0,86) 15,17 (2,72) 2,16 (0,04) 1,58 (0,09) 0,75 (0,02) 0,64 (0,04) 14,11 (0,58) 13,41 (1,87)
Саратовское вдхр. 2001—2009 2012—2019 1,99 (0,08) 5,11 (1,56) 0,44 (0,02) 0,34 (0,02) 0,19 (0,00) 0,14 (0,00) 22,07 (0,12) 15,00 (3,20)
Волгоградское вдхр. 2001—2009 2012—2019 0,22 (0,05) 0,47 (0,02) 0,05 (0,00) 0,10 (0,01) 0,001 (0,000) 34,79 (5,51)
Плотина Волгоградского вдхр. — с. Верхнее Лебяжье 2001—2009 2012—2019 1,54 (0,22) 0,26 (0,01) 0,54 (0,03) 0,06 (0,00) 0,06 (0,01) 42,67 (6,12)
Примечание: сокращения в шапках столбцов, как в табл. 1. Прочерки означают отсутствие данных.
Анализ результатов расчета параметра К и его составляющих позволяет выделить несколько крупных участков на реках, водохозяйственная нагрузка на которых существенно отличается от расположенных рядом. Повышенную нагрузку испытывают самые верхние участки рек — Иваньковское водохранилище на Волге (К = 160— 180 %) и водосбор по створу г. Лиски на Дону (К = 150—170 %). Причинами служат на Волге высокий коэффициент изъятия стока за счет переброски в канал им. Москвы (42 %), а на Дону плохая очистка сточных вод (доля очищенных стоков снизилась в последнее десятилетие с 10 до 3 %, на этом участке самые высокие объемы сбросов загрязненных сточных вод в расчете на водный сток реки). Основные загрязнители — «Новомосковский городской водоканал» выше города и ООО «Коммунальные ресурсы ДОН» ЗАО «ЕЗСК-сервис», ОАО «Донской завод радиодеталей» и др. — ниже г. Донского. В р. Воронеж поступают загрязняющие вещества с АО «Липецкая городская энергетическая компания», АО «Воронежсинтезкаучук», АО «Воронежский завод полупроводниковых приборов — Сборка» [10].
Ниже по течению по обеим рекам нагрузка снижается. По боковому водосбору Рыбинского водохранилища в последнее десятилетие она значительно снизилась за счет уменьшения объемов водозабора (дополнительно нивелируется негативный эффект переброски стока в канал им. Москвы), увеличения доли очищенных сточных вод и сокращения сбросов загрязненных сточных вод. Наибольшее техногенное влияние оказыва-
Примечание: сокращения в шапках столбцов, как в табл. 1.
ли источники загрязнения Череповецкого района: МУП «Водоканал» г. Череповца, АО «Апатит», ПАО «Северосталь», зона влияния которых может распространяться по акватории водохранилища на 30 км [10]. На Горьковское и Чебоксарское водохранилища приходится второй пик высокой нагрузки, при этом если на водосборе первого происходит ее резкое снижение (с 350 в нулевые годы до 68 % в 2010-е годы), то на Чебоксарском — рост с 68 до 140 %. На этих участках реки основным фактором играет также качество работы очистных сооружений. В Горьковское водохранилище поступают сточные воды из г оро-дов Тутаев, Ярославль, Кострома, Кинешма. На химический состав воды в Чебоксарском водохранилище влияют сточные воды предприятий жилищно-коммунального хозяйства, лесной, цел-люлозно - бумажной, нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также судоходство [10]. В водохранилище впадает р. Ока, испытывающая высокую антропогенную нагрузку по разнообразным загрязняющим веществам.
На водосборе в пределах Куйбышевского водохранилища нагрузка существенно снижается и остается стабильной в течение последнего 20-летия (15—16 %). Здесь на загрязнение вод влияют стоки предприятий ЖКХ, нефтехимической промышленности в городах Зеленодольск, Казань, Ульяновск, Тольятти, Чистополь, а также сельского хозяйства [10]. В районе Саратовского и Волгоградского, а также на участке от плотины Волгоградской ГЭС до створа Верхнее Лебяжье нагрузка становится минимальной (от менее 1 до 5 %). Происходит это синхронно с ростом доли
Таблица з
Водохозяйственная нагрузка на отдельные речные участки водосбора Дона, %.
В скобках — ошибка среднего
Локальные водосборы Интервалы осреднения, гг. К ¥х/¥г ¥5/¥2 ¥з/¥4
Дон выше г. Лиски 2001—2009 2012—2019 57,7 (4,33) 166 (18,1) 5,48 (0,33) 4,89 (0,44) 4,26 (0,18) 3,46 (0,26) 9,99 (0,63) 3,12 (0,23)
г. Лиски — ст. Казанская 2001—2009 2012—2019 0,47 (0,05) 5,89 (0,58) 0,22 (0,03) 0,23 (0,02) 0,06 (0,00) 0,11 (0,01) 45,2 (0,89) 7,17 (2,49)
ст. Казанская — г. Цимлянск 2001—2009 2012—2019 65,9 (7,90) 10,43 (2,27) 2,33 (0,10) 0,65 (0,05) 0,34 (0,02) 0,27 (0,02) 3,99 (0,28) 14,6 (4,29)
г. Цимлянск — ст. Раздорская 2001—2009 2012—2019 20,2 (1,84) 61,2 (5,75) 9,97 (0,70) 13,3 (0,43) 0,49 (0,04) 0,82 (0,05) 51,1 (1,80) 23,5 (1,75)
ст. Раздорская — устье Дона 2001—2009 2012—2019 93,1 (13,6) 142 (9,08) 8,28 (1,73) 10,0 (0,62) 1,08 (0,09) 1,37 (0,09) 10,3 (0,78) 7,07 (0,21)
очищенных до нормативного состояния сточных вод, поступающих от предприятий микробиологической промышленности, цветной и черной металлургии, ЖКХ.
Водосбор р. Москвы испытывает наибольшую нагрузку от загрязненных сточных вод предприятий ГУП «Мосводосток», ОАО «Воскресенские минеральные удобрения», Люберецких очистных сооружений, АО «Лыткаринский завод оптического стекла» [10].
Выделенные участки с наибольшей водохозяйственной нагрузкой по участкам Волги хорошо корреспондируют с административными единицами в работе [2].
На Дону наиболее подверженный загрязнен -ными сточными водами участок водосбора по створу г. Лиски сменяет участок с наиболее низкой водохозяйственной нагрузкой до ст. Казанской (в пределах 6 %). Это обусловлено минимальными водозаборами и высокой долей очищенных стоков. Однако, следует заметить, прослеживаются негативные тенденции по ее росту за счет сокращения доли очищенных сточных вод и росту сбросов загрязненных стоков. От створа ст. Казанской до створа г. Цимлянска в последнее десятилетие нагрузка резко снизилась (с 66 до 10 %) за счет уменьшения водозабора и роста доли очищенных сточных вод. Основными загрязнителями Цимлянского водохранилища остаются предприятия г. Цимлянска и Волгодон-
ска, рыбного и сельского хозяйства, суда маломерного флота [10].
После г. Цимлянска нагрузка вновь значительно возрастает до максимальных значений (142 %) в нижнем течении. Это происходит в основном за счет самых высоких объемов водозаборов на хозяйственные нужды (10—13 %). Водохозяйственная нагрузка на нижнее течение Дона одного порядка с нагрузкой на верхнее течение до г. Лиски. В низовьях за счет изъятия водного стока, в верховьях — за счет относительно плохой очистки сточных вод.
Водохозяйственная нагрузка и качество воды. Качество воды в водных объектах может служить, с одной стороны, косвенным критерием оценки водохозяйственной нагрузки, а с другой стороны, результаты оценки нагрузки могут быть показателем ожидаемого качества воды. Учитывая сложные взаимосвязи между этими сторонами процесса природопользования, влияние состава воды выше по течению реки, многообразие факторов самоочищения и диффузного загрязнения, не стоит ожидать их четкого соответствия. Пространственное распределение качества воды по показателю УКИЗВ проанализировано по д анным регулярного мониторинга предприятиями Росгидромета [10]. В сокращенном виде гидрохимические характеристики качества воды приведены в таблице 4 (по три наиболее характерных загрязняющих веществ).
Таблица 4
Качество воды по УКИЗВ и наиболее характерные загрязняющие вещества на отдельных участках и створах Волги, Дона, Днепра и их притоков в 2019 г. Концентрации среднегодовые в ПДК, БПК5 и ХПК в мгО/л [10]
Створ, участок реки УКИЗВ Характеристика (концентрация) Створ, участок реки УКИЗВ Характеристика (концентрация)
Иваньковское 3а—3б Си (2—5), гп (2—3), р. Дон — г. Донской 4б/4а Си (3—6), БПК5 (6,31—8,31),
вдхр. Бе (1—2) N-N02" (3)
Рыбинское 3а—4а Бе (2—4), Си (2—4), р. Дон — г. Задонск 1/2 БПК5 (1,76—3,51), Си (2)
вдхр. ХПК (31,5—51,5)
Горьковское 3а—4а Си (1—5), Бе (<1—3), р. Дон — г. Лиски 3а/3б Си (1—3), ХПК (20,3—27,3),
вдхр. гп (< 1—2) N02" (1—3)
Чебоксарское 2—3а—3б Си (1—5), Бе (1—2), р. Дон — г. Волго- 3а Си (3), Бе (2),
вдхр. М—МИ+ (< 1—2) донск БПК5 (3,45—3,55)
Куйбышев- 2—4а Си (< 1—4), Мп (< 1—4), р. Дон — г. Ростов- 4 НФПР (2—3), Си (1—2),
ское вдхр. ХПК (20,2—32,1) на-Дону ХПК (30,7—31,5)
Волгоградское 3а Си (2—3), НФПР (1—3), р. Москва — г. Мос- 4а—4в N—N02" (2—11),
вдхр. гп (1) ква N—NH4 (<1—7), НФПР (1—5)
р. Волга — 3б Си (4), НФПР (3), р. Клязьма — г. Вла- 4а Бе (7—9), Си (6—7), Ф (5)
г. Астрахань гп (2) димир
р. Ока — 3б/4а N—N02" (1—5), р. Днепр — г. Смо- 3б Бе (2,5—3), Си (3—4),
г. Коломна N—^4. (1—2), Си (1—2) ленск ХПК (23,3)
Примечание. НФПР — нефтепродукты; Ф — фенолы летучие.
В р. Волге в большинстве створов (52 %) вода оценивалась как «очень загрязненная», в 36 % створов как «загрязненная» 3 класса. Наиболее загрязненные воды 4 класса «а» (6,5 % створов) отмечались в Рыбинском вдхр. около г. Череповца, в черте г. Чкаловск в Горьковском вдхр., в Куйбышевском вдхр. выше г. Зеленодольска, а также в рукаве Бузан. В целом более загрязненные воды характерны для среднего течения реки, местам с повышенными количествами загрязненных сточных вод и повышенными величинами водохозяйственной нагрузки (кроме Рыбинского водохранилища). Соединения меди — наиболее характерные загрязнители для реки.
Наиболее низкое качество воды (4-й класс разряда «а») в р. Оке наблюдается около городов Алексин в Тульской области, Серпухов, Кашира и Коломна в Московской, выше и ниже г. Рязань.
Под влиянием сточных вод предприятий г. Щелково качество воды в р. Клязьма регулярно снижается от 4 класса «а» до 5-го класса «экстремально грязная».
В верхнем течении р. Москвы качество воды колеблется в пределах градаций 3а—3в. В пределах г. Москвы под влиянием сточных вод предприятий ГУП «Мосводосток», Курьяновские очистные сооружения и др. качество воды ухудшается до градаций 4а—4б, а ниже Бесединского моста ухудшается до разряда 4в и 4г и остается такой до устья.
Качество воды вдоль русла Дона меняется сначала в сторону улучшения: от 4 разряда «грязная» на участке от истока до г. Донского до «слабо загрязненной» 2 класса в створах гор. Данкова и Задонска и даже 1 класса «условно чистая» в створе г. Лебедянь. Ниже по течению к г. Воронежу качество ухудшается до 3 класса. Здесь негативное влияние оказывает р. Воронеж. В верхнем течении до створа г. Липецка качество воды в этой реке оценивается 2-м классом «слабо загрязненной», в нижнем течении резко ухудшается. В Воронежском водохранилище она стабильно в течение 5 лет держится на уровне 4а «грязная», а органические вещества являются основными загрязнителями (по БПК5 и ХПК среднегодовые концентрации соответственно 4,01 и 38,7 мг/л). Концентрация соединений меди — на уровне 6 ПДК, при этом максимальные концентрации этого ингредиента также, как и фосфатного фосфора, достигали 8 ПДК. В нижнем течении вода в р. Дон держится на уровне 4 класса. Выше 10 ПДК в водах Дона наблюдали концентрации фенолов, соединений меди, органического вещества по БПК5. В целом качество воды отражает пространственный ход комплексного показателя водохозяйственной нагрузки, хотя имеются отдельные
исключения за счет несовпадения пространственных масштабов представления информации.
Заключение. Водохозяйственная нагрузка на водосборы Волги и Дона испытывает значительные временную и пространственную изменчивость. Использование комплексного показателя показывает, что наиболее заметно в последнее десятилетие она снизилась в пределах локального водосбора Рыбинского водохранилища до 3,2 %. Понизилась, но остается также высокой (62 %) на локальном водосборе Горьковского водохранилища. Наиболее низкая нагрузка в нижнем течении Волги, на водосборе Волгоградского водохранилища (0,2 %). На водосборе Иваньковского водохранилища держится стабильно высокой на уровне 160—180 %. В последнее десятилетие значительно возросла нагрузка на локальном водосборе Чебоксарского водохранилища за счет слабой очистки сточных вод. Связано это также с высокой нагрузкой на водосбор впадающей в водохранилище Оки со своими притоками — Москвой и Клязьмой.
Для водосбора Дона высокая нагрузка (140— 170 %) характерна, как и Волги, для верхнего течения до створа г. Лиски за счет комплекса негативных факторов (преимущественно плохой очисткой сточных вод) и для нижнего течения в основном за счет изъятия существенной доли водного стока (до 10—13 %).
Наиболее низкое качество воды в реках (категории 3б—4б по УКИЗВ) более характерно для водосборов с повышенной водохозяйственной нагрузкой.
Использование комплексного показателя в безразмерном виде, величина которого базируется на соотношении коэффициента водопотребле-ния и доли очищенных сточных вод к общему объему сточных вод, подлежащих очистке, позволяет сопоставлять водохозяйственную нагрузку на водосборы разных рек и на отдельные их участки. Расчеты на объем водного стока дают удельные значения, не зависимые от размеров рек и их водности. Работа может быть продолжена для оценки нагрузки на другие реки, водосборы которых обеспеченны необходимой информацией, с модификацией комплексного параметра путем включения в него количественного показателя поступления загрязняющих веществ.
Статья подготовлена в рамках гранта РНФ № 20-17-00209. Опубликовано при поддержке гранта РГО «Международная конференция «Трансграничные геоэкологические проблемы и вопросы природопользования в бассейне рек Внутренней Евразии в связи с изменением климата».
Библиографический список
1. Schletterer M., Shaporenko S. I., Kuzovlev V. V., Minin A. E., Van Geest G. J., Middelkoop H. and Gorski K. The Volga: Management issues in the largest river basin in Europe // River Res and Applic. — 2019. — Vol. 35. — P. 510—519. DOI: 10.1002/rra.3268
2. Белоусова А. П., Руденко Е. Э. Диагностика экологического состояния бассейна реки Волги // Вода и экология: проблемы и решения. — 2020. — № 2 (82). — С. 12—26.
3. Селезнева А. В., Беспалова К. В., Селезнев В. А. Технология определения антропогенной нагрузки на реки от точечных и диффузных источников загрязнения // Научные проблемы оздоровления Российских рек и пути их решения. Сб. научных трудов. М.: Студия Ф1, 2019. — С. 444—449.
4. Водные ресурсы Российской Федерации (Статистический сборник 2005). М.: НИА-Природа, 2006. 176 с. Интерактивная версия. www.pandia.ru. Дата обращения 05.04.2022.
5. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году». М.: Минприроды России; НПП «Кадастр», 2019. — 844 с.
6. Коронкевич Н. И., Барабанова Е. А., Георгиади А. Г., Долгов С. В., Зайцева И. С., Кашутина Е. А. Оценка антропогенных воздействий на водные ресурсы России // Вестник Российской академии наук. — 2019. — № 6. — С. 603—614.
7. Шапоренко С. И. Водохозяйственная нагрузка на водосборы северных рек России и ее влияние на качество вод в устьях // Научные проблемы оздоровления Российских рек и пути их решения. Сб. научных трудов. М.: Студия Ф1, 2019. — С. 559—565. ISBN 978-5-6043268-8-6
8. Shaporenko S. I. Water management load on water resources of the Volga reservoirs // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 834 012020. The VIII All-Russian scientific-practical conference with international participation "Modern problems of reservoirs and their catchments», 27—30 May 2021, Perm State University, Russian Federation. — 2021. — 7 p.
9. Шапоренко С. И., Георгиади А. Г. Современные тенденции водохозяйственной деятельности на водосборе Волги и изменений ее водности: их возможное влияние на гидрохимические характеристики устьевой зоны // Труды ИБВВ РАН. — 2018. — Вып. 83 (86). — С. 7—22.
10. Качество поверхностных вод Российской Федерации. Ежегодник. 2019. — Ростов-на-Дону, 2020. — 578 с.
ASSESSMENT OF WATER MANAGEMENT LOAD ON THE LARGEST RIVERS OF THE EUROPEAN PART OF RUSSIA
S. I. Shaporenko, Ph. D. (Geography) Institute of Geography Russian Academy of Sciences (IGRAS), ser-shaporenko@yandex.ru, Moscow, Russia
References
1. Schletterer M., Shaporenko S. I., Kuzovlev V. V., Minin A. E., Van Geest G. J., Middelkoop H. and Gorski K. The Volga: Management issues in the largest river basin in Europe. River Res and Applic, 2019. Vol. 35. P. 510—519. DOI: 10.1002/ rra.3268.
2. Belousova A. P., Rudenko E. E. Diagnostika jekologicheskogo sostojanija bassejna reki Volgi [Analysis of the environmental state of the Volga River basin]. Voda i jekologija. 2020. Vol. 2 (82). P. 12—26 [In Russian].
3. Selezneva A. V., Bespalova K. V., Seleznev V. A. Sb. nauchnyh trudov "Nauchnye problemy ozdorovlenija Rossijskih rek i puti ih reshenija". Nizhny Novgorod (Proc. Conf. "Scientific problems of improving Russian rivers and ways to solve them". Nizhny Novgorod). Moscow: Studia F1, 2019. P. 444—449 [In Russian].
4. Vodnye resursy Rossijskoj Federacii (Statisticheskij sbornik 2005) [Water resources of the Russian Federation (Statistical collection 2005)]. Moscow, NIA-Priroda. 2006. 176 p. available at: www.pandia.ru, date of access 05.04.2022 [In Russian].
5. Gosudarstvennyj doklad "O sostojanii i ob ohrane okruzhajushhej sredy Rossijskoj Federacii v 2018 godu" [State Report "On the State and Environmental Protection of the Russian Federation in 2018"]. Moscow, Minprirody Rossii; NPP "Kadastr". 2019. 844 p. [In Russian].
6. Koronkevich N. I., Barabanova E. A., Georgiadi A. G., Dolgov S. V., Zaitseva I. S., Kashutina E. A. Ocenka antropogennyh vozdejstvij na vodnye resursy Rossii [Assessment of anthropogenic impacts on Russian water resources]. Vestnik Rossijskoj akademii nauk. 2019. No. 6. P. 603—614 [In Russian].
7. Shaporenko S. I. Sb. nauchnyh trudov "Nauchnye problemy ozdorovlenija Rossijskih rek i puti ih reshenija". Nizhny Novgorod (Proc. Conf. "Scientific problems of improving Russian rivers and ways to solve them". Nizhny Novgorod). Moscow: Studia F1, 2019. P. 559—565 [In Russian].
8. Shaporenko S. I. Water management load on water resources of the Volga reservoirs. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 834 012020. The VIII All-Russian scientific-practical conference with international participation "Modern problems of reservoirs and their catchments", 27—30 May 2021, Perm State University. 2021. 7 p.
9. Shaporenko S. I., Georgiadi F. G. Sovremennye tendencii vodohozjajstvennoj dejatel'nosti na vodosbore Volgi i izmenenij ee vodnosti: ih vozmozhnoe vlijanie na gidrohimicheskie harakteristiki ust'evoj zony [Modern trends in water management complex in the Volga River basin and water runoff: their possible influence on the hydrochemical characteristics of the es-tuarine zone]. Transactions of Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS. 2018. Vol. 83 (86). P. 7—22 [In Russian].
10. Kachestvo poverhnostnyh vod Rossijskoj Federacii. Ezhegodnik 2019. (The quality of surface waters of the Russian Federation. Yearbook 2019). Rostov-on-Don, 2020. 578 p. [In Russian].
