Антропогенное воздействие на озера и их последствия

УДК 551.438:556.55(470.6)
Ю. В. ЕФРЕМОВ*, А. А. БАЗЕЛЮК**, В. Д. ПАНОВ**
*Кубанский государственный университет, г. Краснодар
**Северо-Кавказское управление гидрометеослужбы, г. Ростов-на-Дону
АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОЗЕРА СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
На основе анализа топографических карт различных лет съемки, экспедиционных исследований на Северном
Кавказе, а также опубликованных материалов получены сведения, характеризующие антропогенные воздействия на
озера, происшедшие в основном во второй половине XX столетия.
Ключевые слова: лиманы, антропогенные озера, эволюция озер, зарегулирование рек, озерные экосистемы, эвтрофирование озер.
Analysis of topographic maps from different years of survey, expedition-based research results for the Northern Caucasus as
well as of published evidence provided information characterizing the anthropogenic impacts on the lakes that occurred largely
during the latter half of the 20th century.
Keywords: limans, anthropogenic lakes, evolution of lakes, river regulation, lacustrine ecosystems, eutrophication of lakes.
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
С начала ХХ в. на Северном Кавказе резко усилилась хозяйственная деятельность, причем как
сельскохозяйственная, так и горнодобывающая, также активно развивалась перерабатывающая промышленность, что привело к увеличению потребления водных ресурсов и значительному изменению
© 2012 Ефремов Ю. В. ([email protected]), Базелюк А. А. ([email protected]), Панов В. Д.
([email protected])
51
гидрографической сети. В связи с этим водные объекты Северного Кавказа исследовались в разных
аспектах [1–6]. Поскольку вопросы рационального использования и охраны природных вод с каждым
годом приобретают все большее значение, необходимо рассматривать весь комплекс воздействий на
ландшафты озерных бассейнов, в результате которых происходят существенные, а порой и необратимые изменения в водоемах.
Основные природные факторы, оказывающие влияние на ход эволюции озер (климат, сток рек,
морфометрия озерных котловин, характер растительности в озерном бассейне и пр.), в естественных
условиях не столь динамичны, как антропогенные (распашка земель, вырубка лесов, промышленное
и городское строительство в бассейнах озер, изменение гидрографической сети и др.) [7].
Оценка влияния хозяйственной деятельности на водные ресурсы региона (в данном случае на
озерные водоемы) находится в начальной стадии изучения и в большинстве случаев имеет качественный характер. Сложность природных связей, с одной стороны, и недостаточная изученность количественных взаимодействий и зависимостей между физическими, химическими и биологическими
процессами, с другой, затрудняют прогнозирование дальнейшего развития этих процессов. На практике при антропогенном воздействии на ландшафты широко используются метод экспертных оценок
и вероятное прогнозирование природных процессов на основе численного анализа рядов наблюдений
и выявленных тенденций развития природных систем.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Территория исследований включает равнины и предгорья Северного Предкавказья и горные
области Большого Кавказа, в пределах которых находятся озера различных размеров и генезиса.
Работа выполнена на основе обобщения многочисленных литературных источников [1, 5, 8–10]
и фондовых материалов, включающих отчеты по экспедиционному обследованию озер Северного
Кавказа в 1990–2007 гг. Сведения о качестве озер, их размерах и динамике получены по топографическим картам съемки 1925, 1950, 1970 и 1995 гг., а также по космическим снимкам 1995–2000 гг.
Современное состояние озерных вод, т. е. основной химический состав и отдельные ингредиенты
загрязняющих веществ, определялось по результатам гидрохимического анализа, проводимого в лабораториях Северо-Кавказского управления гидрометеослужбы и мониторингу окружающей среды.
Количественная оценка отдельных озер или групп озер осуществлялась картографическим методом (сравнением размеров водоемов по картам разных лет изданий) и топографическим, т. е. проведением инструментальных съемок озер.
АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОЗЕРА И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ
При строительстве водохранилища, в результате затопления поймы рек, происходит сокращение
количества озер. Так, на территории исследования в середине ХХ в. по долинам рек Западный Маныч
и Восточный Маныч создано четыре значительных водохранилища: Усть-Манычское, Весёловское,
Пролетарское и Чограйское общей площадью 1282 км2. При этом было затоплено 81 озеро общей
площадью 428 км2, в числе которых оз. Маныч-Гудило площадью 344 км2. Всего за ХХ столетие
в Кумо-Манычской долине количество озер сократилось на 44, а площадь их уменьшилась на
745,3 км2.
Сокращение числа озер происходит и в результате их использования в виде дополнительных
водохранилищ на оросительно-обводнительных системах. В Предкавказье, в бассейне р. Зап. Маныч,
чтобы не создавать хранилище для воды, перебрасываемой из р. Кубани, затоплено оз. Сенгилеевское.
При этом его площадь увеличилась на 27,1 км2, объем на 570 млн м3, а уровень воды повысился на
25 м. Кроме того, если озеро было непроточным, то теперь из водохранилища осуществляется сброс
воды в р. Егорлык в весьма значительном объеме.
Другое озеро, которое также превращено в водохранилище, — Бол. Баталпашинское (Бол. Солёное), расположенное на трассе Большого Ставропольского канала. На его основе создано Кубанское
компенсационное водохранилище. При этом увеличились площадь водохранилища на 41,6 км2, глубина на 23 м и объем на 550 млн м3. Одновременно произошло рассоление водоема. Если раньше из
этого озера с соленой водой добывалась соль, то теперь водохранилище имеет пресную воду.
Превращение озер в водохранилища произошло и в бассейнах других рек. Так, в дельте Терека
на месте бывших 25 озер (Юзбаши, Бол. Ачиколь, Ачиколь, Бешенное и др.) общей площадью
28,06 км2 было создано четыре водохранилища (Бол. Ачиколь, Бешенное, Океан и Травяное) общей
площадью 223 км2.
Искусственное понижение уровня озер в низовьях многих рек осуществляется с целью уменьшения заболачиваемости местности; с этой же целью в некоторых районах производится и осушение
озер. Данные мероприятия осуществлялись в низовьях рек Зап. Маныч, Кума, дельтах Терека и Ку52
Таблица 1
Характеристика озер, затопленных и уничтоженных при мелиоративных работах в Предкавказье [по 3, 7, 9]
Бассейн реки
Зап. Маныч
Вост. Маныч
Дельта Терека (Аграхан)
Дельта Терека (Кизляр)
Кума
оз. Сенгилеевское
оз. Бол. Баталпашинское
Всего
Кол-во
озер
Площадь
озер, км2
35
46
25
5
82
1
1
195
424,44
3,60
28,06
8,29
5,95
8,60
15,00
493,94
Примечание
Затоплены при сооружении водохранилищ
То же
»
Осушены
Исчезли в результате мелиоративных работ
Превращено в водохранилище
То же
бани. В низовьях р. Кумы мероприятия с целью уменьшения заболачиваемости проведены на озерных
системах Красный Флаг–Куликашкино–Каракизово. После сооружения отводных каналов и соответствующих мелиоративных работ уровень воды в озерах резко понизился, в результате чего из
132 озер осталось только 50, а их площадь уменьшилась на 5,95 км2. Остальные озера высохли. С целью
создания благоприятных условий для сельского хозяйства в Кизлярском районе (дельта Терека) также было проведено осушение пяти озер (Городское, Ялга, Кутанаульское, Печка, Байбус) общей
площадью 8,29 км2 (табл. 1).
Как образование новых, так и увеличение размеров и объемов существующих озер происходит в
районе магистральных, оросительных и сбросных каналов или в результате фильтрации воды из них,
или сброса воды в озера, находящиеся в непосредственной близости от каналов. Наиболее интенсивно развиты эти процессы в районе Кумо-Манычского, Черноземельского, Терско-Кумского и Большого Ставропольского каналов. Например, в зоне прохождения Черноземельского канала (в районе
оз. Матхир) образовалось три довольно значительных озера — Матхир-1, -2 и -3 с площадью водного
зеркала 1,9 км2. Также образовался целый ряд новых озер в районе прохождения Кумо-Манычского
канала. Всего в бассейне р. Вост. Маныч за 1950–1995 гг. образовалось 10 новых озер общей площадью 8 км2. За 1950–1995 гг. площадь некоторых озер, расположенных в зоне прохождения Кумо-Манычского канала, возросла на 6–80 % в результате сброса в них воды из каналов (табл. 2).
Подобные озера наблюдаются вдоль Невинномысского, Большого Ставропольского, ТерскоКумского и других каналов. Размеры озер преимущественно небольшие, не превышающие 0,3–0,5 км2.
Необходимо отметить, что часть таких озер в бассейне р. Вост. Маныч и в районе правобережья
Чограйского водохранилища, образовавшихся в 1970–1990 гг., исчезли к 2000 г. в связи с резким
сокращением подачи воды по Кумо-Манычскому, Черноземельскому, Садовскому и Арзгирскому
каналам.
Значительное антропогенное влияние оказывается на дельтовые озера. Основными факторами,
связанными с деятельностью человека, является уменьшение притока речных вод в эти водоемы в
связи с зарегулированием рек и, как следствие, с обмелением и активным зарастанием лиманов водТаблица 2
Динамика площади озер в бассейне р. Восточный Маныч за 1950–1995 гг.
Озеро
Мал. Солёное
Довсун
Сага-Бирючья
Матхир
Матхир-1
Матхир-2
Матхир-3
Турксад-1
Турксад-2
Турксад-4
Назарова-1
Назарова-2
Назарова-3
Площадь озера,
км2
Изменение
площади
Примечание
1950 г.
1995 г.
км2
%
2,56
8,32
6,80
2,8
—
—
—
0,20
0,16
—
0,35
0,50
—
2,72
10,8
7,40
3,12
1,90
0,88
1,60
1,00
0,26
0,80
—
—
5,60
+0,16
+2,48
+0,60
+0,32
+6
+30
+9
+11
Образовалось после 1970 г.
То же
»
+0,80
+0,10
+500
+62,5
—0,35
—0,50
—100
—100
Образовалось после 1970 г.
Высохло в 1988 г.
То же
Образовалось после 1970 г.
53
ной растительностью и ростом биомассы озер. Поступление в озера сбросных вод с орошаемых полей,
в том числе с рисовых систем, имеющих повышенное содержание биогенных веществ (минеральный
азот), приводит к интенсивному росту биомассы [10].
Хозяйственная деятельность на берегах горных озер, направленная на удаление лавинно-селевых
отложений, а также обвальных и камнепадных масс, осуществляется с целью расчистки дорог, смотровых площадок, сооружений магистральных трубопроводов. Так, при расчистке автомобильной
дороги вблизи оз. Туманлыкель (бассейн р. Теберды) часть лавинно-осыпного материала сбрасывается в озеро, в результате чего оно за последние 50 лет уменьшилось в размерах и изменило свою
конфигурацию. Другой пример: при прокладке газопровода Владикавказ–Тбилиси в акваторию оз. Тба
(вблизи пос. Чхери на Военно-Грузинской дороге) сбрасывался грунт с трассы магистрали. В результате водоем обмелел и стал зарастать водной растительностью.
Интенсивная хозяйственная и рекреационная деятельность в пределах озерного водосбора (распашка земель, вытаптывание травянистого покрова скотом, вырубка леса, строительство дач, туристических баз и т. п.) приводят в конечном итоге к усиленному плоскостному смыву и линейной
эрозии. Продукты смыва интенсивно заиливают озерные водоемы. Например, неумеренный выпас
скота вблизи оз. Псенодах (бассейн р. Белой), распашка склонов по берегам оз. Рябово (бассейн
р. Бол. Лабы) способствовали их обмелению. Вырубка леса в районах Скалистого, Пастбищного и
Лесистого хребтов, а также в горах Внешнего Дагестана привела к почти полному уничтожению многих озер (Белянкина, Сязь и др.). В связи с распашкой земель в Кумо-Манычской впадине (бассейны
рек Зап. Маныч и Вост. Маныч) в 1925–1995 гг. исчезло 51 озеро площадью 15,20 км2.
Нередко вырубка леса способствует возникновению оползней и селевых потоков. В декабре 1921 г.
на р. Псоу (Западный Кавказ), в 22 км от ее впадения в Черное море, произошел оползень. Одной из
причин образования этого оползня стали площадные вырубки, проводившиеся здесь систематически
в течение нескольких лет. Целостность склонов была нарушена двух-трехъярусной нарезкой трелевочных путей для вывозки леса. Продолжительные и интенсивные осадки насытили водой оползневой
массив, а паводки, сформировавшиеся в русле реки, подрезали его у основания и спровоцировали
крупный оползень. Оползневая масса перекрыла реку на значительное расстояние (до 300 м), образовав эфемерное озеро [3].
В прибрежной зоне Черного моря в районе мыса Бол. Утриш фактически ликвидировано оз. Змеиное. Оно было углублено, а перемычка, отделяющая его от моря, взорвана, в результате чего озеро
превратилось в морской залив, который в настоящее время используется для стоянки морских судов.
Значительным изменениям подверглось и расположенное рядом оз. Дельфинье, которое тоже было
углублено, и укреплена пересыпь (бар). Озеро использовалось для дельфинария.
В отдельных случаях осуществляется восстановление озер. Так, вблизи станицы Ахметовской
(бассейн Бол. Лабы) находилось несколько угасших озер, которые специально заполнились водой и
в настоящее время используются в сельском хозяйстве. Подобное восстановление высохших озер
отмечается в Предкавказье, в Кумо-Манычской впадине.
Загрязнение озерных вод токсичными соединениями, т. е. нефтепродуктами, пестицидами, солями тяжелых металлов, радионуклидами и другими веществами, оказывает губительное влияние на
экосистемы, ухудшая качество воды и уничтожая все живое в водоемах. Такое неблагоприятное влияние наблюдается на оз. Бол. Нефть (бассейн р. Псекупс). Имеются подобные озера у буровых вышек
в Ставрополье, Дагестане и Чечне, а также озера в бассейне р. Нефтянка (бассейн р. Сунжа). Многие
небольшие озера, расположенные в равнинной части рек Аргун, Хулхулау, загрязнены нефтепродуктами в результате значительных разливов нефти [8].
Увеличение стока биогенных веществ происходит в результате их поступления в водоемы при
сбросе хозяйственно-бытовых, сточных вод с животноводческих комплексов и товарных ферм, с
сельскохозяйственных полей и т. п. При обогащении воды биогенными элементами (в основном
накопления фосфора) наблюдается перестройка экосистем и усиливается антропогенное эвтрофирование водоемов [6].
При строительстве автомобильных и железных дорог, прокладке высоковольтных линий и трубопроводов активизируются геоморфологические процессы — эрозия склонов, оползни, обвалы, селевые потоки. Они нередко служат причиной образования недолговечных запрудных озер, прорыв
которых приводит к катастрофическим паводкам и селевым потокам. Яркий пример тому — запрудное озеро в Гуамском ущелье (р. Курджипс, левый приток р. Белой). Оно возникло 20 декабря 1989 г.
в результате стихийного уникального многофакторного явления, совместившего сразу три процесса:
обвал, селевой поток и оползень. Причинами образования обвала послужили необычно дождливая
погода в горах и дорога, проложенная в скальном трещиноватом склоне [3].
Антропогенные озера образуются у артезианских скважин в результате самоизливания воды из
них. Много таких озер имеется в бассейне р. Вост. Маныч, а также в междуречье рек Кума и Терек.
Озера, как правило, небольшого размера − 0,01–0,02 км2, но в отдельных случаях их площадь дости54
гает 0,1–0,2 км2. Их динамика и водный баланс определяются дебитом скважин, достигающих в отдельных случаях 7–12,5 тыс. л/ч (правобережье р. Вост. Маныч к юго-западу от с. Соста). Часто эти
озера используются для водопоя скота.
Еще одна группа небольших антропогенных озер возникла в результате добычи полезных ископаемых открытым способом, когда образующиеся обширные карьеры и выемки заполняются грунтовыми водами. Подобные озера имеются в Предкавказье, в предгорной зоне в бассейнах рек Белая
(пос. Тульский), Кубань (г. Кропоткин), Лаба (пос. Мостовой), Аргун (г. Аргун), Хулхулау (аул Цоцин-Юрт) и др. Размеры озер незначительные, площади их не превышают 0,05 км2, однако глубины
этих озер могут достигать 20–30 м.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования показали, что антропогенное воздействие на озера приобрело весьма
широкие масштабы в Предкавказье, предгорьях Большого Кавказа и на побережье Азовского, Черного и Каспийского морей. Наибольшее воздействие на озера отмечается в Предкавказье в бассейнах
рек Западный и Восточный Маныч, Кума и в дельтах рек Терек и Кубань. В меньшей степени затронуты хозяйственной деятельностью озера Большого Кавказа, находящиеся на высотах более 1000 м.
Ниже расположенные озера уже испытывают определенное антропогенное влияние (озера Самурское,
Каракёль, Рябово, Тба и др.).
В ближайшие десятилетия можно ожидать дальнейшего увеличения антропогенной нагрузки на
озера. При этом в связи с возрастанием потребности в воде возникает необходимость не только в
сохранении озер, но и в улучшении качества воды в них. Поэтому специалистами предлагаются различные комплексные мероприятия по сохранению озер и улучшению качества воды в них [8, 10].
Примерная схема комплексных мероприятий по сохранению озер и улучшению качества их воды
приведена в табл. 3.
Мероприятия по защите и оздоровлению озер, а также система их контроля потребуют строгого
соблюдения существующих законов по охране водных объектов и, вероятно, уточнения и дополнения
некоторых пунктов существующего законодательства.
Таблица 3
Схема комплексных мероприятий по сохранению озер и улучшению качества воды [по 4, 8]
1. Оценка состояния и
прогноз изменения водного,
гидрохимического и гидробиологического режимов озер
1.1. Оценка природных
факторов
1.2. Оценка антропогенных
воздействий
1.3. Построение модели
экосистемы водоема
1.4. Прогноз антропогенных
изменений гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов
1.5. Рекомендации о
возможных мероприятиях
по сохранению водоема и
улучшению качества воды
2. Мероприятия по защите и оздоровлению озер
3. Система контроля
2.1. На водосборе
2.1.1. Выделение водоохраной зоны
2.1.2. Создание водоохранных лесонасаждений
2.1.3. Установление пределов распашки
2.1.4. Создание буферных
водоемов
2.1.5. Разработка рекомендаций по установлению
технологии применения
удобрений
2.1.6. Рациональное размещение животноводческих
ферм и других сельскохозяйственных производств
2.2. В водоеме
2.2.1. Увеличение проточности озера и водообмена
2.2.2. Изъятие водной
растительности
2.2.3. Искусственная
аэрация
3.1. Гидрометеорологическая, гидрохимическая,
гидробиологическая
3.2. Введение ограничений
по степени трофности
(ПДВ, ПДС)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Базелюк А. А. Изменение гидрографической сети бассейнов рек Западный и Восточный Маныч в XIX–XX
столетиях // Материалы междунар. научно-практ. конференции «Сохранение биоразнообразия водно-болотных угодий и устойчивое использование биологических ресурсов в степной зоне». — Ростов- на-Дону:
Изд-во Ростов. ун-та, 2007. — С. 59–65.
2. Базелюк А. А. Изменение озер Кумо-Манычской впадины в ХХ столетии // Материалы VI Международной
конференции «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий». — Владикавказ:
Терек, 2007. — С. 183.
3. Ефремов Ю. В. Горные озера Западного Кавказа. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 112 с.
55
4. Ефремов Ю. В., Панов В. Д., Базелюк А. А., Лурье П. М. Озера Предкавказья и Большого Кавказа. — Ростов-на-Дону: Дон. издат. дом, 2010. — 239 с.
5. Панов В. Д., Лурье П. М., Базелюк А. А. Реки Западный и Восточный Маныч: гидрография и речной сток. —
Ростов-на-Дону: Дон. издат. дом, 2009. — 431 с.
6. Шикломанов И. А. Антропогенное изменение водности рек. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 302 с.
7. Антропогенное воздействие на малые озера. — Л.: Наука, 1980. — 172 с.
8. Ефремов Ю. В. Современное состояние озерных водоемов и мероприятия по улучшению качества их вод //
География Краснодарского края. — Краснодар: Изд-во Кубан. ун-та, 1994. — С. 37–43.
9. Оценка природного потенциала и экологическое состояние территории Чеченской Республики / Под ред.
М. Ч. Залиханова. — СПб: Гидрометеоиздат, 2001. — 158 с.
10. Троицкий С. К. Основные задачи мелиорации и эксплуатации кубанских лиманов // Труды АзНИИРХ. —
1961. — Вып. 4. — С. 44–54.
Поступила в редакцию 13 декабря 2010 г.
56