Экологическое состояние и проблемы реки Алей на рубеже XX-XXI вв

а) природный потенциал самоочищения речной воды и его изменение;

б) хозяйственная деятельность на водосборе и расположение источников загрязнения;

в) изменение речного стока как по годам, так и по сезонам года.

В целом р. Алей имеет низкий потенциал самоочищения, изменяющийся по течению реки. Наибольший потенциал характерен для нижнего и среднего течения реки, наименьший – для верхнего течения (рис. 2.8)^ При этом на участке реки с. Красноярское – пгт. Поспелиха – пгт. Шипуново – с. Урюпово отмечается самым высоким для р. Алей потенциал (0,75), который постепенно понижается от г. Алейска (0,2) до с. Усть-Алейка (0,18).

Рис. 2.8. Природный потенциал самоочищения р. Алей (1998 г.).

Рис. 2.9. Динамика антропогенной нагрузка на р. Алей (1998 г.).

Изменение антропогенной нагрузки по годам (1994-1998 гг.) и сезонам года рассчитано на ключевом участке реки створ "Гидроузел" – створ "с. Захарово", в районе г. Рубцовска (рис. 2.10). Выбор данного участка в качестве ключевого обусловлен тем, что: а) город Рубцовск является крупнейшим промышленным центром и важнейшим источником загрязнения р. Алей; б) это единственный город бассейна, использующий воду р. Алей для питьевых целей; в) только Рубцовский центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора проводит постоянный и развернутый анализ качества речной воды в бассейне р. Алей.

Антропогенная нагрузка на р. Алей в районе г. Рубцовска рассчитывалась по створам:

• 
  "Гидроузел", расположенный выше плотины и являющийся фоновым для г. Рубцовска;
  
• 
  "с. Безрукавка" (2-3 км ниже г. Рубцовска) – контрольный створ Южного и Северного промузлов, где расположены основные промышленные предприятия города;
  
• 
  "ниже оз. Горького” – контрольный створ сброса хозяйственно-бытовых сточных вод;
  
• 
  “с. Захарово” (12 км ниже г. Рубцовска) - результирующий контрольный створ.
  

В
течение расчетного периода (1994-1998 гг.) сохраняется тенденция повышения антропогенной нагрузки на всем протяжении ключевого участка (рис. 2.11).

М
инимальная нагрузка отмечается в створе выше гидроузла, где нет влияния сточныхвод г. Рубцовска. Антропогенная нагрузка здесь обусловлена влиянием сточных вод горнорудного производства в г. Горняк. При этом значение антропогенного фактора в годовой динамике изменяется пропорционально масштабам производственной деятельности, осуществляемой в этом промышленном центре (рис. 2.12).

В створе выше с. Захарово регистрируется снижение антропогенной нагрузки, однако ее уровень превышает исходный выше гидроузла (рис. 2.11). При этом с 1996 г. антропогенная нагрузка на р. Алей постепенно сокращается (рис. 2.12).

Проведенное исследование свидетельствует о бассейновом характере изменения природной среды региона: рост антропогенной нагрузки увеличивается по течению реки. При этом основными источниками воздействия на водную среду бассейна р. Алей являются промышленные и коммунально-бытовые предприятия городов и поселков бассейна: антропогенная нагрузка возрастает ниже г. Рубцовска и г. Алейска. После непродолжительного спада промышленного производства на предприятиях крупнейшего промышленного центра бассейна - г. Рубцовска – и снижения антропогенной нагрузки, с 1998 г. вновь наблюдается их рост, что подтверждает необходимость решения проблем природопользования в бассейне р. Алей.
И.В. Жерелина
Ученый секретарь Института водных и экологических проблем СО РАН

доцент, к.г.н.
Водно-экологические проблемы в бассейне р. Алей
Впервые водно-экологические проблемы в бассейне р. Алей возникли в XVIII в. в горнорудный период освоения водосбора. Литогенная основа ландшафта была нарушена созданием стволов шахт, отвалов пустой породы и металлургических шлаков, что привело к возникновению депрессивных форм рельефа и локальному изменению режима грунтовых вод; в пределах г. Змеиногорска до сих пор сохранились заброшенные шахты, шурфы, отвалы пустой породы (Кованова, 1980). В этот период лесные массивы в верховьях р. Алей уничтожались; территории вырубок как в верховьях реки, так и в ее пойме до сих пор остаются безлесными, самовосстановления не произошло (Красноярова, 1999, с.140). Зарождающаяся в этот период промышленность – сереброплавильные, шубные, винокуренные заводы – положила начало химическому загрязнению и изменению гидрологического режима р. Алей.

Интегральными показателями трансформации природной системы бассейна является качество воды и изменение стока р. Алей.

Загрязнение речной воды начинается уже в верховьях, достигает максимума в среднем течении и сохраняется к замыкающему створу. Важнейшими источниками загрязнения являются промышленность городов и пгт (Алейск, Рубцовск, Змеиногорск, Горняк, Поспелиха, Шипуново); рудники (Золотушинский и Змеиногорский); сельские селитебные территории (около 230 населенных пунктов); поля фильтрации; водохозяйственные и мелиоративные системы (пруды, водохранилища, участки обводнения и орошения) и животноводческие фермы.

Для поверхностных вод бассейна наибольшую опасность представляют сточные воды промышленных предприятий, которые являются основными загрязнителями, приносящими в реки нефтепродукты, взвеси, СПАВ, нитросоединения, кальций, магний, цинк, медь, свинец и др. Рубцовский, Змеиногорский и Горнякский промышленные узлы сбрасывают загрязненные сточные воды непосредственно в природные водные объекты (рр. Алей, Золотуха, Корболиха, озера Горькое, Ракиты); Алейский промузел – на поля фильтрации, расположенные вблизи рек, с которых недостаточно очищенные сточные воды также попадают в реки. В общей сложности от промышленных предприятий поступает в реку Алей и его притоки около 85% сточных вод (Ландшафтно-индикационный..., 1999).

Коммунально-водопроводные хозяйства городов имеют смешанные системы водоотведения. Часть хозяйственно-фекальных и ливневых стоков поступает на городские очистные сооружения, а после очистки сбрасывается в р. Алей, другая часть – в поверхностные воды без предварительной очистки.

В сельской местности загрязнение поверхностных вод происходит, в основном, за счет стоков с животноводческих ферм и, в меньшей степени, промышленными стоками пивоваренных заводов, хлебозаводов, маслосыроваренных заводов и мясокомбинатов. Стоки от более 100 животноводческих ферм (в основном сосредоточеных в южной части бассейна), непосредственно примыкающих к р. Алей и ее притокам, являются основной причиной загрязнения природных вод биогенными и токсичными веществами (Ландшафтно-индикационный..., 1999, с. 125).

В целом на всем своем протяжении вода в р. Алей является загрязненной. По данным Алтайского ЦГМС (1994-2003 гг.), класс загрязненности воды по годам меняется с 3 (умеренно загрязненная) по 4 (загрязненная). В 2003 г. индекс загрязненности воды ниже г. Рубцовска составил 1,74, что соответствует 3 классу качества – умеренно-загрязненная вода. По сравнению с 2002 г. (2,06) ИЗВ уменьшился за счет снижения сброса нефтепродуктов, железа, фенолов. Увеличение произошло по показателю БПК₅, взвешенным веществам (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Ниже по течению реки (г. Алейск) индекс загрязненности воды в 2003 г. составил 2,34, что также соответствует 3 классу качества – умеренно-загрязненная вода. ИЗВ увеличился по сравнению с 2002 г. (2,02) за счет увеличения среднегодовых концентраций загрязняющих веществ: БПК₅, азоту нитритному. Снижение концентраций произошло по взвешенным веществам, нефтепродуктам, железу (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Показатели загрязнения воды р. Алей, г. Алейск

Поверхностный и подземный сток, наряду с загрязнением речной воды, также существенно изменился за годы хозяйственного освоения бассейна. В 1970-1980 годы Д.С. Чураковым (1977, 1979, 1980, 1989) в результате выполненного анализа графических связей интегрированных кривых стока на расчетных участках р. Алей (исток – с. Старо-Алейское, с. Старо-Алейское – с. Локоть, с. Локоть – г. Алейск, г. Алейск – с. Хабазино) установлена однозначная зависимость (уменьшение) стока под влиянием хозяйственной деятельности.

Сокращение подземного стока, по сравнению со среднемноголетним его значением составило в створах с. Старо-Алейское - 15 %, с. Локоть – 25 %, г. Алейск – 25 %, с. Хабазино – 32 % (Чураков, 1979; 1980), а снижение объема годового стока ориентировочно в створах составило с. Старо-Алейское – 3 %, с. Локоть – 3,9 %, г. Алейск – 8,9 %, с. Хабазино – 15 %. При этом снижение как подземного, так и годового стока увеличивается от истока к устью р. Алей (рис. 2.13, 2.14).

Рис. 2.13. Изменение подземного стока по сравнению со среднемноголетними значениями под влиянием хозяйственной деятельности.

Рис. 2.14. Изменение годового стока по сравнению с нормой под влиянием хозяйственной деятельности.

В
бассейне р. Алей пашня составляет 70% и занимает преимущественно (Ландшафтно-индикационный..., 1999, с. 121) предгорные равнины, плоские и слабоволнистые водораздельные поверхности плато и слаборасчлененные склоны плато, а также, частично, высокие речные террасы, слабоволнистые ложбины стока, дельты ложбин древнего стока и холмисто-увалистые низкогорья (рис. 2.15). Существующий уровень распашки значительно превосходит не только оптимальный (40 %), но и допустимый лимит, составляющий 60%, что приводит к развитию деградационных процессов.

Рис. 2.15. Хозяйственное использование земель в бассейне р. Алей (Хозяйственное использование земель Алтайского края, 1993 (фрагмент карты))

В северной и центральной частях бассейна, испытывающих недостаточное увлажнение и значительную, а ниже г. Алейска – сильную, ветровую эрозию происходит наложение антропогенной нагрузки на неблагоприятные природные факторы, что обуславливает увеличение дефляции земель, ведет к потере плодородного слоя почв и ухудшает экологическую обстановку. В зоне преимущественного распространения ветровой эрозии (Рубцовский, Алейский, Шипуновский, Поспелихинский, Топчихинский районы) находится 769 тыс. га (около 35 % территории бассейна).

В южной части бассейна с достаточным увлажнением, но с увеличением уклона местности, распашка склонов ведет к усилению водной эрозии и оврагообразования. В зоне преимущественного распространения водной эрозии (Змеиногорский, Калманский, Курьинский, Третьяковский, Локтевский районы) находится 1041,8 тыс. га (свыше 47 % территории бассейна). Оврагообразование проявляется как в лево-, так и в правобережье р. Алей на всем ее протяжении. Овраги развиваются как на пойме (район с. Староалейское), так и на террасах и коренных склонах (Винокуров, Малолетко, 1980, с. 17-18). В результате развития оврагов в категорию неудобий и неиспользуемых земель перешло около 2% пашни (Бурлакова, Булатов, 1989).

Интенсивная распашка водоразделов малых рек и водотоков, пойменных земель почти до береговой кромки р. Алей, разработка карьеров в русле реки, строительство земляных дамб и перемычек, развитие овражно-балочной эрозии, вынос грунта в речную сеть способствуют обмелению и заилению русла рек. Почти на всех малых и средних реках бассейна зафиксировано значительное уменьшение водности и заиление русла, прекращение стока во временных водотоках (Чураков, 1976, 1980). Как результат этого рр. Устьянка, Солоновка, Моховушка, Таловка, Землянуха, Лобаниха, Крутиха, Поспелиха и др. превратились в сухие балки и овраги. Их обмеление, в свою очередь, вызывает понижение уровня воды в р. Алей (Чураков, 1989).

Длительное мелиоративное освоение (с 40-х годов) на фоне неблагоприятной природной обстановки (слабая дренированность территории, относительно близкое исходное залегание грунтовых вод) вызвали ряд негативных последствий, среди которых наиболее значительные – подъем уровня грунтовых вод и вторичное засоление (около 80 %) орошаемых земель (Ландшафтно-индикационный..., 1999, с. 121). За время эксплуатации Алейской оросительной системы (АОС) уровень грунтовых вод на орошаемых площадях поднялся с 5-8 м до 1-3 м. По данным Ю. В. Кравцова (Винокуров, Малолетко, 1980, с. 19), главными причинами подъема грунтовых вод явились потеря воды из каналов (40-50%) и избыточные поливные нормы (1500-2000 м³/ га вместо 600-700 м³/ га). Наибольшие площади вторично засоленных и солонцеватых орошаемых земель также находятся на территории АОС, в Рубцовском и Поспелихинском районах. Если в 1930-х годах первичное засоление орошаемой территории составляло 3-5% площади, в 1968-1977 – 45%, то в середине 1980-х годов – 76% (Генеральная..., Кн. VIII, с. 74). Процесс вторичного засоления продолжается и в настоящее время – площадь вторично засоленных земель составляет 7 тыс. га, а 11 тыс. га староорошаемых земель по причине засоления полностью выведено из эксплуатации. (Винокуров, Малолетко, 1980, с. 19).

Зарегулированность стока р. Алей и ее притоков водохранилищами и плотинами (до 30 %) привела к сокращению частоты затопления поймы, что вызвало остепнение травостоя, снижение их продуктивности, увеличение процессов засоления и зарастание озер, старичных и болотных понижений (Терехина и др., 1979; Бурлакова, Брыкина, 1997).

Давнее и интенсивное хозяйственное освоение бассейна не могло не сказаться отрицательно на биологических ресурсах, наиболее чутко реагирующих на изменение человеком окружающей среды. Именно этим и определяется острота проблемы воспроизводства и охраны биологических ресурсов (Винокуров, Малолетко, 1980, с. 22).

На величину стока р. Алей и ее притоков оказывает влияние состояние природных комплексов бассейна и, прежде всего, степень облесенности территории. В 1960 г. она составляла 12% (Ресурсы..., 1962, с. 380), а спустя 20 лет, снизилась до 4,8 % (Крывшенко, 1979) и, в результате рубок, продолжает сокращаться в настоящее время, Сегодня она ниже оптимальной лесистости (20-25 %) в 5 раз, что не могло не привести к снижению стока речной системы Алея.

Помимо сокращения общей площади лесов отмечается раздробление в прошлом единого ареала на изолированные участки. Наиболее крупные лесные массивы еще сохранились в верховьях р. Алей по рекам Восточный Алей и Чесноковский Алей. Западнее, по логам и склонам долин, сохранились отдельные березовые колки (Винокуров, 1980, с. 23-24). Полностью уничтожена восьмая лента уникальных ленточных боров – "Склюихинский борок", площадью 7-9 тыс. га (Крывшенко, 1979).

Загрязнение речных вод и обмеление малых и средних рек бассейна р. Алей являются важнейшими причинами резкого сокращения рыбных ресурсов. Еще в 50-х годах р. Алей была рыбной рекой. По данным В. П. Соловова (Винокуров, Малолетко, 1980, с. 28), уловы рыбы на каждом километре реки составляли 400-500 кг. В уловах преобладал чебак (57,4%), а также окунь (17,4%) и щука (14%). В настоящее время промысел рыбы в Алее прекращен, лишь в устьевой части р. Алей добывается в год 40-50 ц рыбы, зашедшей из р. Обь.

Таким образом, в результате анализа водно-экологических проблем можно сделать вывод, что основные водно-экологические проблемы взаимосвязаны и носят общебассейновый характер. Качество речной воды и изменение объемов стока являются интегральными показателями состояния природной системы бассейна, а загрязнение речной воды и уменьшение объема стока – важнейшими экологическими проблемами бассейна. Загрязнение воды в р. Алей увеличивается от истоков к центральной части (г. Рубцовск) и несколько сокращается к устью, а снижение объемов стока нарастает по течению реки.