Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

«При эксплуатации водохозяйственной системы за­прещается: … производить забор (изъятие) водных ресурсов из водного объекта в объеме, оказываю­щем негативное воздействие на водный объект».

«Водный кодекс РФ», ст. 60

Интенсивное использование водотоков, водоемов и подзем­ных вод как источников водозабора может привести к истощению водных ресурсов поверхностных и подземных вод региона даже в зоне достаточного увлажнения. Истощение водных запасов мо­жет произойти не только в бассейнах малых, но и средних рек и таких же озер. Существенное падение уровней воды и уменьшение расходов в результате изъятия вод приводит к нарушению эколо­гического равновесия и условий водопользования. Прежде всего истощение вод может наблюдаться в период минимального стока и быть столь существенным, что коренным образом изменит вод­ный режим в меженный период. Резкое уменьшение стока, а тем более его прекращение в меженный период, произошедшее в ре­зультате вмешательства человека и неучтенное ранее, может соз­дать аварийное положение, например, на теплоэлектростанции, поскольку для обеспечения ее работы требуется бесперебойная подача необходимого количества воды.

Значительное уменьшение речного стока, особенно в межен­ный период, который может длиться несколько месяцев, может происходить в особо маловодный год или в результате строитель­ства или работы водозаборов для промышленных нужд, на ороше­ние или переброску стока.

Влияние промышленных и коммунально-бытовых водозабо­ров на речной сток в наибольшей мере сказывается в районе боль­ших городов. На отдельных участках реки оно может быть очень велико. Длительная и интенсивная эксплуатация речных и подзем­ных вод приводит к созданию депрессионной воронки и прекра­щению питания реки подземными водами в зоне ее действия. Пре­вышение водозабора над пополнением подземных вод приводит к образованию депрессионных воронок, занимающих на поверхно­сти земли площадь от нескольких квадратных километров до 10­20 тыс. км2 и более.

Питание рек подземными водами (равно как и озер), которое является основным в меженный период, зависит от положения уровня грунтовых вод по отношению к уровню воды в русле реки (или озера). Если уровень грунтовых вод ниже уровня в русле ре­ки, то начинается фильтрация речных (озерных) вод в берега, а при падении уровня ниже тальвега реки происходит отток воды из реки. Чем ниже опускается горизонт подземных вод, тем интен­сивнее происходит фильтрация из реки и тем больше участок реки, на котором происходят потери стока.

Наиболее интенсивно указанные процессы развиваются в рай­онах, где водопонизительные работы осуществляются горноруд­ными предприятиями с целью разработки месторождений полез­ных ископаемых открытым способом.

Созданию депрессионных воронок способствует урбанизация территорий. Территория городов имеет твердое покрытие (асфаль­тированные улицы, крыши зданий), производится уборка и вывоз снега, что ведет к резкому уменьшению инфильтрации осадков в почво-грунты и падению уровня подземных вод.

Влияние орошения на истощение водных объектов носит се­зонный характер и проявляется в основном в период вегетацион­ного развития растений, который совпадает с летним меженным периодом на реках. При этом чем раньше начинается межень и чем она длиннее, тем большее влияние на сток оказывает забор воды для орошения. Это влияние повышается при систематическом орошении. В случае интенсивного испарения, когда вся забирае­мая на орошение вода тратиться на растения и испарение, влияние орошения становиться наибольшим и может обусловить прекра­щение стока на малых и части средних рек, что и происходит ле­том на многих реках засушливых территорий. Крайним случаем этого влияния является полный разбор речных вод больших водо­токов (реки Сырьдарья, Амударья, Терек и др.) для удовлетворе­ния сельскохозяйственных нужд.

Наиболее сильное уменьшение меженного стока рек под воз­действием орошения происходит в маловодные годы. При этом его влияние возрастает по территории, поскольку наряду с системати­ческим орошением начинает действовать и периодическое орошение.

Аналогичная картина наблюдается при рассмотрении влияния забора воды на орошение из озер. Степень влияния в еще большей ме­ре будет зависеть от соотношения объема озерной воды и водозабора.

Орошение значительных территорий, вызывая снижение ме­женного стока в первой половине лета, обычно обусловливает его возрастание в конце лета, осенью и даже зимой, когда сначала со­кращается, а потом и прекращается забор воды на орошение и на­чинается приток накопившихся подземных возвратных вод в реч­ную сеть.

Оценка влияния орошаемого земледелия на меженный сток должна осуществляться с учетом местных физико-географических особенностей территории, характера орошения, а также норм и сроков полива. Расчетным значением естественного стока обычно является минимальный 30-суточный расход воды 75-80 %-ной обеспеченности за летний меженный период.

Особый режим истощения рек и водоемов наблюдается при наличии в руслах и на водосборах прудов и водохранилищ. Непро­точные пруды перехватывают весь меженный сток. Они имеются обычно на малых реках, а также в верховьях речного бассейна на логах и балках в зоне недостаточного увлажнения. Проточные пруды пропускают часть стока, однако в меженный период могут задерживать весь сток. Использование прудов и небольших водо­хранилищ для орошения обусловливает наибольшие безвозврат­ные потери стока и, следовательно, его максимальное снижение в вегетационный период. Меньшие потери воды происходят при наличии прудов, созданных для рыбоводства и птицеводства, если они являются проточными, поскольку основные потери воды про­исходят за счет испарения летом и ледообразования зимой.

При определении возможного забора воды из реки или озера необходимо знать, в каком состоянии он находится — в естествен­ном или нарушенном состоянии он находится, особенно в межен­ный период, т. е. количественно оценить степень влияния хозяйст­венной деятельности на водосборе и в русле реки.

Для определения степени влияния на сток того или иного хо­зяйственного фактора или их комплекса необходимо иметь доста­точно надежные данные о природном стоке рек рассматриваемого района с учетом его циклических колебаний. Последние позволя­ют установить характер водности в имеющийся период наблюде­ний за стоком.

Количественно оценить влияние хозяйственной деятельности на речной сток можно путем сравнения стока за естественный и нарушенный периоды или балансовым методом. В первом случае производится исследование многолетних колебаний стока в рас­сматриваемом створе реки, происходящих под влиянием природ­ных факторов, и на их фоне осуществляется оценка размеров на­блюдающихся изменений стока под влиянием хозяйственной дея­тельности в ее бассейне. Способ сравнения позволяет определить результирующее влияние хозяйственной деятельности, ее направ­ление и размер непосредственно на данном водосборе реки или в отдельных регионах. При этом необходимо иметь пункты с дли­тельным периодом наблюдения за стоком в естественных и нару­шенных условиях.

При балансовом методе исследований изучаются водный, те­пловой и, при необходимости, солевой баланс участков водосбо­ров, на которых производится орошение и другие виды хозяйст­венной деятельности, а также участки русел рек, находящихся в зоне влияния депрессионной воронки, водозаборов и пр. Балан­совый метод позволяет установить индивидуальное влияние кон­кретного фактора хозяйственной деятельности на речной сток, вскрыть физическую сущность этого процесса и определить его влияние в будущем. Несложно произвести оценку руслового вод­ного баланса с учетом влияния водозаборов и сбросов на сток ре­ки. Однако использование балансового метода требует производ­ства специальных трудоемких полевых исследований.

Наиболее простым является метод восстановления естествен­ного стока реки, находящейся в нарушенных условиях, по связи с рекой-аналогом, имеющей естественный сток. Сопоставляемые реки должны иметь длительный период одновременных наблюде — ний за стоком в нарушенных и ненарушенных условиях. Опреде­ление влияния водозаборов происходит с помощью графика связи интегральных значений стока реки с нарушенным режимом и ре­ки-аналога. Период нарушений выделяется на графике как зона однозначного отклонения эмпирических точек от общего прямо­линейного направления линии связи. Наибольшие отклонения происходят в меженный период.

Использование интегральных кривых для оценки нарушений стока рек в результате хозяйственной деятельности позволяет оп­ределить размеры общих нарушений, но не влияние каждого из антропогенных факторов. Поэтому этот способ целесообразно применять при явно выраженном одном виде влияния.

Наиболее детально изменение речного стока по длине реки, происходящее в результате забора воды, может быть определено при составлении руслового водного баланса. В целях наибольшего сбора информации необходимо осуществить комплекс полевых работ, включающий сбор сведений об объеме хозяйственного ис­пользования речных вод и проведение гидрометрических съемок на исследуемых участках рек.

При планировании водозабора из реки (или озера) необходимо определить минимально допустимый расход воды (или объем во­ды), который должен там остаться. Определение минимального допустимого расхода воды, оставляемого в реке при ее хозяйст­венном использовании, является комплексной проблемой.

В результате большого водозабора может происходить изме­нение биологических и гидрохимических показателей воды, ухуд­шающих условия существования водной и околоводной флоры и фауны, увеличение концентрации примесей (усиливается процесс загрязнения реки), может развиться процесс заиления и зарастания (вследствие уменьшения скорости течения воды), могут ухуд­шиться условия энергетического использования реки, а также ус­ловия судоходства, могут возникнуть проблемы водоснабжения на ниже расположенных водозаборах.

Оставляемый расход воды должен удовлетворять ряду требо­ваний. Необходимо обеспечить сохранение условий жизнедея­тельности гидробионтов, удовлетворить потребности в воде ниже расположенных по реке водопользователей, не ухудшить качество воды в результате водозабора. Этот остаточный объем воды в ра­ботах [5, 7, 20, 21] называется экологическим стоком. В трактовке других исследователей он именуется природоохранным или ба­зисным стоком.

При расчете минимально допустимого расхода воды, остав­ляемого в водотоке, необходимо учитывать водный режим в ме­женный период и минимальный сток. В период продолжительной и устойчивой межени создаются самые неблагоприятные условия для заборов воды из реки. Поэтому расчет минимального допус­тимого расхода воды в реке должен производиться с учетом ми­нимального 30-суточного расхода воды и длительности меженного периода.

Обычно для сохранения природного состояния рек достаточно оставлять в них сток (не нарушая качества воды), соответствую­щий величине подземного питания, т. е. близкий к естественному меженному стоку. Однако большая продолжительность меженных периодов (2-3 месяца летом и 5-6 месяцев зимой), особенно в ма­ловодные годы, обостряет проблемы водозаборов. Поэтому наи­большее значение имеет анализ естественного состояния рек в са­мые маловодные годы при наименьших значениях стока в межен­ный период. Если в таких условиях в реке сохраняется экологиче­ское благополучие, то это значение меженного (или минимально­го) стока может быть принято как минимально допустимое или как исходное для расчетов.

Расчетный экологический расход воды определяется по кри­вой обеспеченности минимального 30-суточного стока. Единого мнения о назначении обеспеченности нет. Имеются предложения назначать такой расход в диапазоне обеспеченностей от 75 до 95 %, учитывая комплекс факторов, отражающих хозяйственное значе­ние реки, ее биохимический и гидрохимический режим, способ­ность к самоочищению, вид загрязнений, объем забираемых и сбрасываемых вод и другие условия, влияющие на количество и качество воды реки.

Ф. А. Иманов (1994 г.) предложил использовать для оценки экологического стока рек, находящихся под влиянием хозяйствен­ной деятельности, следующую схему его определения:

— для расчетов используются среднемесячные расходы воды за каждый год за весь период наблюдений;

— выделяют два периода — с естественным и нарушенным режимом речного стока;

— за естественный период определяют значение экологиче­ского стока;

— полученное значение экологического стока сопоставляется со среднемесячным расходом за период нарушенного стока и если оно больше, то состояние реки считается неудовлетворительным;

— возможный водозабор из реки определяют по разности зна­чений наблюденного и экологического стока.

Значение экологического стока, оставляемого в водном объек­те, необходимо уточнить, если имеется сброс сточных вод. Это можно сделать путем сопоставления соответствующих показате­лей качества воды с ПДК при значениях расходов воды, соответст­вующих экологическому стоку.

Комментарии запрещены.