Геоэкологические проблемы состояния и функционирования экосистемы Краснодарского водохранилища

Геоэкологические проблемы состояния и функционирования экосистемы Краснодарского водохранилища

Министерство по образованию и науке Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра геоэкологии и природопользования

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Геоэкологические проблемы состояния и функционирования экосистемы Краснодарского водохранилища

Работу выполнила студентка

4 курса Щербакова Дария Владимировна

Факультет географический

Нормоконтролер канд. биол. наук., доц.         Н.А. Пикалова

Краснодар, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Природно-климатические условия территории водохранилища и Краснодарского края

.1 Физико-географическое положение

.2 Климат

.3 Почвы   

. Общие сведения о Краснодарском водохранилище

.1 Историческая справка

.2 Местоположение и основные функции

.3Основные параметры и характеристики водохранилища      

.3.1 Основные параметры водохранилища

.3.2 Морфометрическая характеристика        

.3.3 Уровенный режим водохранилища, режим поступления и сброса воды

. Характеристика сооружения водохранилища       

.1 Пропускная способность водохранилища

.2 Земляная плотина

.3 Водосбросное сооружение

.4 Механический рыбоподъемник

.5 Судоходный шлюз 

. Экологическое состояние водохранилища

.1 Температура воды

.2 Ветроволновой режим

.3 Ледовый режим

.4 Переформирование берегов

.5 Русловые процессы в нижнем бьефе водохранилища

.6 Гидрохимический режим

.7 Заиление водохранилища

.8 Растительный и животный мир

. Особенности загрязнения Краснодарского водохранилища

.1 Загрязнение реки Кубань и малых рек бассейна реки Кубань

.1.1 Река Кубань (участок реки от г. Невинномысска до Краснодарского водохранилища)

.1.2 Река Пшеха (приток р. Белой) - г. Апшеронск

.1.3 Реки Большой Зеленчук, Лаба, Белая, Пшиш, Псекупс

.2 Загрязняющие вещества, поступающие в водохранилище

.3 Основные пути решения экологических проблем Краснодарского края в области загрязнения поверхностных и подземных водных ресурсов

.4 Оценка воздействия Краснодарского водохранилища на окружающую среду

Заключение

Список используемых источников

водохранилище русловый водосбросное

ВВЕДЕНИЕ

Целью моей курсовой работы является описание геоэкологических проблем функционирования экосистемы Кубанского водохранилища. Задачами курсовой работы являются:

изучить природно-климатические условия территории водохранилища и Краснодарского края;

дать общие сведения о Краснодарском водохранилище;

дать характеристика сооружения водохранилища;

изучить экологическое состояние водохранилища;

описать особенности загрязнения Краснодарского водохранилища.

Данная проблема является в наше время очень актуальной, так как Краснодарское водохранилище - это крупнейшее на Северном Кавказе водохранилище, построено в 1973 году. После его заполнения водой оно слилось с Тщикским водохранилищем. Основным назначением крупнейшего искусственного водоема является: срезка пиков паводков и устранение угрозы разрушительных наводнений, обеспечение водой рисовых оросительных систем в Краснодарском крае и Республике Адыгея, осуществление ряда мероприятий по воспроизводству ценных пород рыбы Азовского моря, улучшению условий судоходства на реке Кубани. Береговая полоса водохранилища предназначена в качестве зоны отдыха для жителей населенных пунктов, расположенных вокруг него.

К числу положительных сторон Краснодарского водохранилища относят: сбор и аккумуляция воды, многолетнее и внутригодовое распределение стока, предотвращение разрушений паводками и половодьем, улучшение судоходства. Отрицательными сторонами водохранилища являются: затопление земель и населенных пунктов, большие потери воды на испарение, деформация берегов, подтопление земель и их заболачивание за счет повышения уровня грунтовых вод, изменение микроклимата прилегающей местности, а конкретно увеличение влажности воздуха и возможности образования туманов.

Краснодарское водохранилище построено в бассейне р. Кубань.

Река Кубань - главная артерия крупнейшей сельскохозяйственной зоны - Северного Кавказа. Зона Северного Кавказа, в особенности Краснодарский и Ставропольский края, является основным сельскохозяйственным районом России. Почвы здесь плодородные, но климат засушливый. Поэтому для обеспечения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур большое значение имеет ирригация. На орошение земель в Краснодарском и Ставропольском краях расходуется значительное количество кубанской воды. Потребителями кубанских вод в возрастающих объемах являются также многочисленные населенные пункты и промышленные предприятия, расположенные по берегам реки на всем ее протяжении.

Дальнейшее развитие ирригации в Краснодарском крае, обеспечение возрастающих нужд в воде рыбного хозяйства, населенных пунктов и промышленности лимитировались неравномерным распределением по времени стока р. Кубани. Кроме того, весной и летом во время больших паводков на обширных территориях в низовьях р. Кубани на площади свыше 600 тыс. га отмечались наводнения.

Чтобы уменьшить опасность наводнения, в 30-е годы были начаты работы по проектированию и строительству регулирующих водохранилищ на притоках р. Кубани. Первым таким водохранилищем было Тщикское, которое построено в 1940 г. на р. Белой - одном из самых крупных притоков р. Кубани. В 1952 г. было построено Шапсугское водохранилище, расположенное в 12 км юго-западнее г. Краснодара при впадении р. Афипс в р. Кубань. Эти водохранилища оказали существенное влияние на срезку пиков катастрофических паводков и облегчили борьбу с наводнениями. Однако они не решили проблему ликвидации наводнений на Кубани, так как их суммарная резервная паводковая емкость вдвое меньше необходимой для этих целей.

В связи с этим в 1964 г. было начато проектирование Краснодарского водохранилища объемом воды 3,1 млрд. м3. В мае 1973 г. русло р. Кубани было перекрыто и началось заполнение водохранилища. В июне 1974 г. накопленный объем воды в водохранилище превысил 1 млрд. м3, а к концу 1975 г. достиг проектной отметки 3,1 млрд. м3.

Начиная с 1973 г., с момента залития водохранилища, приступили к изучению биологических ресурсов, гидрологического и гидрохимического режимов, а также к разработке научных основ комплексного использования водных ресурсов водоема.

К настоящему времени накоплен обширный материал, характеризующий гидрологические и гидрохимические условия Краснодарского водохранилища, особенности продуцирования и состава кормовых беспозвоночных [Бузаров, 2001, с. 6].

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ И ТЕРРИТОРИИ ВОДОХРАНИЛИЩА

Чаша водохранилища расположена на территории двух субъектов Российской Федерации: Республики Адыгея (87 % площади) и Краснодарского края (13% площади) и простирается на пойменных землях р. Кубани от ст. Воронежской до г. Краснодара.

На левобережье водохранилища расположены Красногвардейский и Теучежский районы Республики Адыгея и Белореченский район Краснодарского края; на правом берегу - г. Краснодар, Динской и Усть-Лабинский районы Краснодарского края. Поэтому описывая природные условия Краснодарского водохранилища необходимо брать во внимание оба субъекта (Краснодарский край и Республику Адыгея).

.1 Физико-географическое положение

Краснодарский край расположен в западной части Большого Кавказа. В составе России это небольшая территория (0,4%), но в силу своего географического положения, особых природно-климатических условий край снискал себе славу «Жемчужины России». Краснодарский край расположен на стыке двух крупных природных территориальных комплексов (ПТК) - Крымско-Кавказской горной страны и Восточно-Европейской (Русской) равнины, занимая северо-западную часть Большого Кавказа и западную часть Предкавказья.

Территория края лежит в пределах следующих координат:

на севере - 46°50' с.ш. - х. Молчановка (Щербиновский район);

на юге - 43°30' с.ш. - с. Веселое (Адлерский район Большого Сочи);

на западе - 36°36' в.д. - мыс Тузла (Темрюкский район);

на востоке - 41°44' в.д. - х. Зеленчук-Мостовой. Отрадненский район.

Протяженность с севера на юг составляет около 372 км, с запада на восток - 380 км. Географические координаты исторического центра г. Краснодара - 45°02' с.ш. и 39° в.д. Параллель 45°с.ш. проходит в районе Краснодарского нефтеперерабатывающего завода, у железнодорожного моста через р. Кубань, это означает равное угловое расстояние до экватора и до Северного полюса, но в линейном отношении Краснодар ближе к экватору, чем к полюсу.

Меридиан 39° в.д. пересекает в Краснодаре озеро Карасун (у стадиона «Кубань»). Выгоды физико-географического положения Краснодарского края многосторонни: это и большой приход солнечного тепла и света, пышная растительность и плодороднейшие почвы, единственные теплые незамерзающие моря России (Черное и Азовское), благоприятствующие отдыху и лечению людей, особенно в районе Краснодарского Причерноморья, который является также и единственным районом выращивания субтропической сельскохозяйственной продукции.

Площадь края - 76 тыс. км2. В Северо-Кавказском экономическом районе по территории край занимает второе место, уступая Ростовской области. Границы края имеют протяженность 1540 км, из них морские - около 740 км, в том числе Черноморское побережье Краснодарского края протянулось на 390 км [Нагалевский, 2001, с. 5].

Город Краснодар расположен почти в центре Краснодарского края, в долине р. Кубани, в южной части. Геоморфологически город располагается на Западно-Кубанской аллювиальной и пролювиальной равнине, на второй надпойменной террасе. Рельеф ровный, спокойный, наблюдается общий уклон к северо-западу. Высота над уровнем моря колеблется от 19 до 32 м. Город расположен на правом высоком берегу Кубани и вовремя паводков не затапливается.

Река Кубань огибая город с юга и юго-запада, имеет здесь широкую (до 15 км) трапецеидальную форму, крутой (высотой до 12 м) правый берег и пологий левый. Ширина русла Кубани у Краснодара составляет около 150 м, глубина от 1,5 до 6,5 м.

Грунтовые воды залегают на глубине от 2 до 10 метров. Водоснабжение Краснодара базируется на напорных подземных водах, содержащихся в отложениях четвертичного периода в интервале глубин от 35 до 715 метров [Швер, 1990, с. 5].

.2 Климат

Факторы, влияющие на формирование климата Краснодара и его окрестностей, разнообразны. Основные из них - продолжительность и интенсивность солнечного сияния, зависящие от географической широты места. Как мы уже говорили, Краснодар находится почти посередине между экватором и Северным полюсом. Поэтому солнечные лучи падают здесь под углом, в летнее время приближающимся к прямому. Немаловажное значение для климата города имеет и его географическая долгота [Самойленко, 1988, с. 13].

Благодаря своему южному положению территория края получает много солнечного тепла. Годовое количество тепла составляет на севере края 115 - ккал/см2, а на юге - 120 ккал/см2 [Нагалевский, 2001, с. 63].

Климат республики Адыгея по большому счету обусловлен ее географическим расположением. Близость Черного моря, которое не замерзает зимой, широкие равнины, высота и распределение горных хребтов, которые играют свою роль в передвижении масс облаков, высокая влажность - все это формирует уникальную климатическую зону. Черное море является прекрасным «аккумулятором» тепла, которое накапливает его жарким летом и постепенно отдает окружающей среде зимой. Черное море так же формирует так называемые черноморские циклоны, которые снабжают необходимой влагой прибрежные районы. А скалы Кавказских гор, как говорилось выше, задерживают облака, пока они не выльют все дожди в долине. Это очень важно для увлажнения климата в весеннее-летний период. Именно поэтому осадков в Адыгее выпадает в два раза больше, чем в степях Краснодарского края. А влажность необходима для развития богатой флоры и фауны. Количество дней с осадками в целом за год бывает 115-150. Однако, осадки в предгорной и горной местности выпадают неравномерно. Наблюдается закономерность - чем выше горы, тем больше осадков. Но орография местности влияет на распределение осадков.

Несмотря на то, что республика Адыгея имеет относительно небольшую протяженность с севера на юг, которая составляет всего 200км, здесь очень разнообразный климат. Там, где располагаются северные равнины, климат умеренно-континентальный, где начинаются предгорья, ближе к югу - это уже теплый, влажный климат. А южная горная часть отличается холодным высокогорным климатом. Если говорить в общем, то климат Адыгеи благоприятен для развития сельского хозяйства и животноводства, ведь здесь обширные пастбища.

Так же в республике развита промышленность, транспорт и рекреация. Сезоны года отличаются друг от друга сменой климата. Зима в Адыгее не суровая, малоснежная, умеренно-холодная. Ее можно назвать мягкой. Период предзимья небольшой, но в некоторые годы зима резко сменяет летнее тепло. В период предзимья наблюдается постоянная смена погоды с потеплений на похолодания, снег выпадает и тает несколько раз, сменяя собой оттепели.

В долинах и равнинной части толщина снежного покрова составляет 6-10см, а в предгорьях и высокогорье - от 50 см до 2-5 м. Самая большая толщина снежного покрова регистрируется, в основном, на горе Фишта и может достигать шести метров. Промерзание почвы в равнинной части территории Адыгеи не превышает 15-30 см.

Весна обусловлена сдвиганием холодных зимних фронтов, поэтому к востоку и северо-востоку продвигаются средиземноморские теплые циклоны, которые несут с собой теплые воздушные массы. Температура воздуха быстро растет, почва оттаивает, начинает прогреваться, вскрываются реки, дружно тают снега. Отличительная черта весны - она наступает довольно резко и рано [Калачев, 2001, с. 15].

Температура воздуха постоянно меняется, причем выделяются как периодические колебания, определяющие суточный и годовой ход температуры, так и непериодические изменения, связанные с перемещением воздушных масс. Следует иметь в виду, что одни только средние значения температуры не могут дать полного представления о температурном режиме местности. Необходимо знать также предельные ее величины, то есть максимальные и минимальные значения температуры.

В целом территория Краснодарского края располагает высокими температурными ресурсами. Сумма температур воздуха выше 10°С колеблется от 1200°С в северной части до 3400°С в южной.

В крае температура изменяется как от севера к югу, так и в зависимости от высоты места. На большей части территории средняя годовая температура составляет 10-11°С. Повсеместно, за исключением Таманского полуострова, юга Черноморского побережья и предгорий, максимальные температуры могут достигать 40-42°С (абсолютный максимум 43°С), а минимальные - ниже 30°С (абсолютный минимум - 41°С). Однако абсолютные максимум и минимум температуры наблюдаются очень редко.

Наиболее удобными показателями для характеристики климата являются средние температуры июля и января.

Средние температуры января колеблются от -4°С (на равнине) до 5°С (на Черноморском побережье). Средние температуры июля 22-24°С, в горах на высоте 2200 м в январе -8°С, а в июле - 13°С.

Средняя суточная температура в теплый период года большей частью колеблется в пределах 20-25°С, значительно реже повышается до 30°С и далеко не каждый год достигает 35°С. При этом повышение среднесуточной температуры до 28-30°С наиболее часто наблюдается в северо-восточных районах края [Самойленко, 1988, с. 69].

Лето в Адыгее продолжается в среднем около 140 дней. На равнинах, где земля и воздух прогреваются лучше, оно наступает в первой декаде мая, а в горах - в первой половине июня. Летом температура в среднем составляет на равнинах 23 градуса, а в горных местностях - 20-22 °С. На равнине жаркое и сухое лето, которое становится намного прохладнее в предгорьях и горных районах. Зима в среднем в Адыгее начинается в конце ноября. В это время температура опускается примерно до минус пяти градусов. Самый холодный зимний месяц - январь. Зимой здесь длительные похолодания, когда температура воздуха понижается до минус 20-25°С. Иногда морозы достигают минус 30-35°С. Зимой может наступить резкая оттепель с повышением температуры до +5, +10°С и вызывающими таяние снега, взлом ледяного покрова и половодье на реках. Такие оттепели обусловлены теплым сухим ветром - феном. Уже в конце февраля, первой декаде марта наблюдаются потепления. Резко сходит снег с полей, а почва начинает прогреваться уже в конце февраля. В горах весна наступает позже - в конце марта, начале апреля. В течение двух-трех недель после наступления весны температура уже держится выше 5 градусов тепла, а к 10-20 апреля - уже выше 10 градусов. Заморозки на почве уже полностью прекращаются [Калачев, 2001, с. 24].

Ветровой режим

Необходимой характеристикой климата любой местности является направление и скорость ветра, так как они указывают на преобладание той или иной воздушной массы. Данные о ветре широко используются при проектировании, при обслуживании авиации, морского и речного транспорта, в сельскохозяйственном производстве и других отраслях хозяйственного комплекса. Ветер характеризуется скоростью и направлением, поэтому его можно представить в виде вектора. Направление ветра измеряется в градусах (от 0 до 360°) или в румбах, а скорость в м/с по шкале Бофорта.

Ветровой режим в Краснодарском крае формируется под воздействием широтной циркуляции и местных физико-географических особенностей. Основной причиной возникновения ветра является разность давления: чем она больше на единицу расстояния, тем сильнее ветер.

Преобладающими ветрами являются ветры восточной составляющей, зимой они относительно холодные, а в весенне-летний период носят суховейный характер. Летом увеличивается повторяемость западных влагонесущих потоков, особенно сильно увеличивающих количество осадков на юго-западных склонах Кавказского хребта и на Черноморском побережье. Скорость ветра зависит от многих причин, но зимой в крае она в среднем больше, чем летом. Среднегодовая скорость ветра составляет в Краснодаре - 3,2.

В отдельных частях края наблюдаются местные ветры: фены, бризы, а в горах Кавказа - горно-долинные вследствие барической неоднородности.

В Краснодаре в течение всего года преобладают ветры следующих направлений: восточного (22%), северо-восточного (20%), западного (15%). Повторяемость ветров других румбов, как правило, ограничивается 5-10%. По сезонам повторяемость ветров для Краснодара и других станций представлена на климатической карте Краснодарского края [Самойленко, 1988, с. 69].

Циркуляция воздуха летом в Адыгее не такая интенсивная, погода обусловлена формированием воздушных масс в медленно движущихся арктических антициклонах, которые обеспечивают большой приток солнечной радиации. Лето в Адыгее продолжается в среднем около 140 дней. На равнинах, где земля и воздух прогреваются лучше, оно наступает в первой декаде мая, а в горах - в первой половине июня. Летом температура в среднем составляет на равнинах 23°С, а в горных местностях - 20-22 °С. На равнине жаркое и сухое лето, которое становится намного прохладнее в предгорьях и горных районах [Калачев, 2001, с. 30].

Осадки

Наибольшей неустойчивостью характеризуются осадки в Краснодарском крае. Годовое количество осадков в степной части края составляет преимущественно 500- 600 мм, но в отдельные годы оно уменьшается до 300-400 мм, а в другие годы, наоборот увеличивается до 700 мм и более [Швер, 1990, с. 5].

Годовое количество осадков на территории Республики Адыгея увеличивается с севера па юг, с ростом высоты к горам Кавказа, играющим роль барьера, на склонах которого осаждается влага воздушных потоков. На равнинах Адыгеи годовая сумма осадков составляет 550-700 мм, в предгорьях до высоты 500 м - 700-800 мм, в горах от 1000 до 2000 мм и более. Максимум выпадения осадков приходится на май-июль. В это время осадки часто выпадают в виде ливней. Минимальное количество осадков в равнинной части республики выпадает в весеннее и осеннее время, в предгорной - в зимнее.

В году 115-150 дней с осадками. Распределение осадков неравномерно, особенно в горной местности, где на величину осадков влияют высота и положение склонов относительно воздушных потоков, приносящих влагу с Атлантики и Черного моря. Высота снежного покрова в республике колеблется из-за частых оттепелей. На равнинной части она составляет в среднем 5-10 см, в горах от 50 см до 1 м и более [Калачев, 2001, с.35].

.3 Почвы

Почвы Краснодарского края в связи с неоднородностью рельефа, климата, растительного покрова весьма разнообразны. Такое своеобразие почв вызвало необходимость выделить их в особую Предкавказскую почвенную провинцию. Типы почв отражают совокупное воздействие природных процессов, а также влияние человека (антропогенный фактор), и поэтому являются показателем типа географических комплексов. Придерживаясь географических принципов, почвы края можно подразделить на 4 основные группы:

почвы равнинной и предгорно-степной зоны края - это черноземы типичные, обыкновенные, карбонатные, выщелоченные, слитые, тучные, каштановые;

почвы лесостепи, горных и субтропических лесов - серые горно-лесные, темно-серые лесные и горно-лесные, светло-серые горно-лесные, бурые горно-лесные, горные дерново-карбонатные, горно-луговые, желтоземы;

почвы речных долин и дельты Кубани - луговые, луговочерноземные, лугово-болотные, аллювиально-луговые, плавневые, торфяные;

почвы плавневых районов Азовского побережья и Таманского полуострова - солончаки, солонцы, солоди.

Среди основных типов почв выделяют и подтипы, например, черноземы типичные, карбонатные, слитые, горные, различной степени заболоченности и засоленности.

Впервые почвы края были описаны В.В. Докучаевым во время его путешествий на Кавказ в 1898 и 1899 гг. [Нагалевский, 2001, с. 143].

Равнинная территория Адыгеи богата земельными ресурсами. Здесь самые плодородные в нашей стране типичные черноземы, лучшие условия рельефа для использования сельскохозяйственной техники, хорошее увлажнение, высокая обеспеченность теплом. Эта территория относится к основному сельскохозяйственному региону России.

По направлению к горам Кавказа почвенный покров Республики Адыгея изменяется в соответствии с природными условиями. Поэтому, наряду с черноземами (луговыми, выщелоченными и слитыми), в республике выделяют следующие типы почв: серые и бурые лесные, дерново-карбонатные, горно-лесные и горно-луговые почвы.

Все типы почв различны по своим физическим и агрономическим свойствам и требуют особых приемов обработки для получения высоких урожаев [Калачев, 2001, с. 57].

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КРАСНОДАРСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ

.1 Историческая справка

В октябре 1973г в краснодарских газетах появились первые заметки о грандиозном строительстве крупнейшего на Кубани водохранилища - Краснодарского. Оно сооружалось по распоряжению Совета Министров СССР. Сооружение водохранилища стало для Кубани «стройкой века» и по масштабу, и по последствиям. Зона водохранилища затрагивала пахотные земли и десятки хозяйств в пяти административных районах, в том числе Октябрьском города Краснодара; из нее требовалось переселить почти тринадцать тысяч человек. На территории, подлежавшей затоплению (более 35 тысяч гектаров), находилось 46 кладбищ. Те из них, которые не были перенесены, остались здесь, покрытые бетоном…

По данным Кубанского государственного университета за обозримую историю Кубани было зафиксировано более 100 катастрофических разливов на главной водной артерии Северного Кавказа.

Защита от наводнений, начиная с 1877г. велась посредством строительства водооградительных валов, дамб. Работы велись от случая к случаю, при полном отсутствии проектного обоснования, необходимых средств и землеройной техники. Паводок 1966г., принесший значительный ущерб, стал последним аргументом в пользу немедленного строительства Краснодарского водохранилища.

Водохранилище успешно выполняет свои основные функции, в частности благодаря ему 13 раз была предотвращена угроза крупных наводнений в низовьях реки Кубани [Нажева <#"794738.files/image001.gif">

Рисунок 1 - Схема Краснодарского водохранилища

2.3 Основные параметры и характеристики водохранилища

Площадь водосбора водохранилища 45,9 тыс. км2, в том числе: Краснодарский край - 24,1 тыс. км2, Республика Адыгея - 7,6 тыс. км2.

Годовой сток воды к водохранилищу при его проектировании рассчитывался по длительному периоду наблюдений, производимых на водпосту р. Кубань - г. Краснодар, расположенном в 17 км ниже створа гидроузла.

За годы, прошедшие со времени проектирования Краснодарского водохранилища, соответственно увеличился ряд наблюдений за стоком. При определении современных характеристик стока был удлинен и восстановлен ряд наблюдений с 1965 по 2010 г. В результате характеристики стока р. Кубани в створе плотины водохранилища изменились в сторону увеличения (таблица 1).

Таблица 1 - Характеристики стока реки Кубань в створе плотины [Удалов, 2008]

2.3.1 Основные параметры водохранилища

Основные параметры водохранилища приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные параметры водохранилища [Удалов, 2008]

Нормальный подпорный уровень (НПУ) - оптимальная наивысшая отметка водной поверхности <#"794738.files/image002.gif">         (1)

где: n - число веществ;- среднее значение концентрации i-го загрязняющего вещества за год (или период), мг/дм3;

ПДКi - предельно-допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества в воде, мг/дм3.

Гидрологические условия водохранилища таковы, что обеспечивается хорошее смешение вод и их обновление - 3-4 раза в год [Удалов, 2008, с. 21].

.7 Заиление водохранилища

Негативные последствия заиления водохранилища связаны, в основном, с потерей полезной емкости и уменьшением пропускной способности устьевых участков рек-притоков. Отмечаются осложнения, вызываемые заилением, в судоходстве по акватории.

По данным наблюдений в водохранилище осаждается 97-98% объема поступающего твердого стока. В среднем годовой сток наносов 5 основных рек (Кубань, Лаба, Белая, Псекупс, Пшиш) равен 6 млн. тонн. Значительную роль в заилении водохранилища играют продукты переработки берегов, которые составляли за период 1973-92 гг. 10-20% объема отложений. За период эксплуатации с 1973 по 2005 г. в водохранилище отложилось 255 млн. м3 наносов.

Полная емкость водохранилища (при ФУ = 35,23 м) за этот период сократилась на 255 млн. м3, что составляет 8,4% проектной. Полезная емкость (при НПУ = 33,65 м) за эти же годы уменьшилась на 203 млн. м3 (9,4%); противопаводковая емкость (при НПУ = 33,65 м) - на 8 млн. м3 (1,2%); мертвый объем - на 44 млн. м3 (18,6%) (таблица 9).

В водохранилище наблюдается относительно слабая заиляемость приплотинной части (в пределах мертвого объема) - 44 млн. м3 или 17,2% всех наносов и интенсивное заиление верховой части (в пределах полезной емкости при НПУ = 33,65 м) - 203 млн. м3 или 79,6% всех наносов.

% наносов (127,5 млн. м3) отложилось ниже отметки 29,60 м, 40% (100 млн. м3) отложилось между отметками 29,60 м и 31,50 м.

Таблица 9 - Современные емкости и площади зеркала водохранилища в сопоставлении с проектными данными [Удалов, 2008]

Нормальный подпорный уровень (НПУ) - оптимальная наивысшая отметка водной поверхности <#"794738.files/image003.gif">

Рисунок 2 - Схема распределения глубин в Краснодарском водохранилище

Таблица 10 - Распределение площадей акватории водохранилища по глубинам при НПУ = 32,75 м [Удалов, 2008]

Очевидно, что заиление водохранилища является значимой проблемой, оказывающей заметное отрицательное влияние на различные аспекты его эксплуатации.

.8 Растительный и животный мир

В 2008 году, в период проведения комплексных гидрометрических полевых работ, перепад уровней воды между собственно Краснодарским водохранилищем и отделившемся от него Тщикским водоёмом изменялся от 0,46 м (13.04.2008) в начале до 5,25 м (30.09.2008 г.) в конце периода натурных наблюдений и измерений уровней данных водоемов.

Наблюдения 2007-2008 гг. показали, что уровень Тщикского водоёма, систематически выше (от 0,46 до 5,25 м) уровня собственно Краснодарского водохранилища. Объясняется это тем, что Тщикский водоем как по высотным отметкам дна, так и уровня воды расположен выше соответствующих отметок вновь образованной акватории Краснодарского водохранилища.

В настоящее время ситуация только усугубляется. Размеры перемычки составляют уже более 8х8 км, а её площадь более 64 км2.

Перемычка представляет практически непроходимое ни для каких-либо видов пешего, наземного и водного транспорта пространство, с огромным количеством самого различного размера и формы озер-водоёмов, в основном заболоченных по дну и берегам отложениями илистых наносов и на 50-70 % своей акватории густо заросшей водной растительностью типа ряски.

В промежутках между озерами повсеместно густые заросли ивняка, кустарников, деревьев с густым подлеском из самой разной гидроморфной растительности с обилием подтопленных участков болотного типа с вязким илистым дном. Вся поверхность дельты чрезвычайно густо поросла лесом, преобладающей породой которого являются ивовые нескольких видов. Представлены также тополь, акация, орешник, а вдоль дамбы бывшего Тшикского водохранилища, узкой полосой, - одичавшие плодовые: яблоня, груша, тутовник. Высота деревьев также отражает хронологию образования дельты - по мере продвижения от коренного берега ( у аула Адамий) к устью высота деревьев уменьшается от 10-15 м до 1,5-2 и ниже, , а в зоне сегодняшнего впадения реки Белой в западную часть Краснодарского водохранилища заросли ивняка на берегах практически исчезают.

Вдоль бывшей дамбы Тщикского водохранилища прослеживается полоса старых деревьев высотой 8-12 м. На открытых влажных местах в изобилии произрастают камыш и прочая болотная растительность вперемешку с молодой порослью ивняка.

Главнейшей причиной возникновения перемычки, разделившей Краснодарское водохранилище на 2 независимых водоём явилось выдвижение в акваторию водохранилища надводной части дельты реки Белой. Формирование перемычки происходило за счет отложений наносов выносимых рекой Белой в акваторию водохранилища.

Средняя скорость выдвижения дельты, от зарождения до образования перемычки, составила 112 м/год, в том числе в период выдвижения в Тшикское водохранилище скорость её выдвижения составляла 161 м/год, а в период выдвижения в Краснодарское водохранилище - 66.6 м/год (рисунок 3).

Рисунок 3 - Трансформации, формирующиеся наносами р. Белой дельты выдвижения в ложе Краснодарского водохранилища за отдельные годы и изменение пощади дельты 1986-2005гг.

Фитопланктон Краснодарского водохранилища представлен 205 таксонами водорослей, относящимися к 9 группам: протококковые, диатомовые, вольвоксовые, синезеленые, эвгленовые, пирофитовые, желто-зеленые, десмидиевые, золотистые.

Максимальное количество видов водорослей отмечено в прибрежных мелководных, хорошо прогреваемых участках водохранилища. В более глубоких участках, в бывших руслах рек, видовой состав водорослей значительно беднее. Для микрофлоры водохранилища свойственна сезонная динамика, прослеживается прямая зависимость накопления численности от температуры воды. Летом численность и биомасса фитопланктона резко возрастает. В его составе в это время встречаются представители всех 9 групп водорослей. С увеличением глубины уменьшается биомасса и численность фитопланктона, видовой состав становится беднее. Так, биомасса фитопланктона уменьшается в среднем на глубине 2 метра на 50%, на глубине 5 метров - на 67% по сравнению с биомассой микрофлоры верхнего уровня [Москул, 1994, с. 17].

Краснодарское водохранилище заселено многими видами рыб, к числу которых относятся судак, лещ, сазан, толстолобик, а также плотва, краснопёрка и окунь. Лещ в водохранилище представлен несколькими возрастными группами. По своей способности к адаптации лещ не прихотлив, у него сравнительно ранний нерест и он способен к сохранению своей популяции, даже если условия жизни в водохранилище будут меняться.

В водохранилище также обитают голавль, усач, пескарь. В южной части много уклейки, чехони, судака и густеры. В верховьях водохранилища можно встретить сазана, линя, сома, плотву и тарань. Вдоль берега частым гостем бывает карп и карась [Москул, 1994, с. 136].

5. ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ КРАСНОДАРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Государственным мониторингом качества поверхностных водных объектов в зоне деятельности Кубанского бассейнового водного управления занимается гидрохимическая лаборатория ФГУ «Кубаньмониторингвод». Под исследование попадает и Краснодарское водохранилище.

К категории больших рек относится река Кубань, имеющая общую длину 870 км и водосборную площадь 57900 км2. Протяженность Кубани на территории Краснодарского края составляет 662 км. На территории края расположено крупнейшее на Северном Кавказе Краснодарское водохранилище с полной емкостью 2,914 км3.

Река Кубань является основной водной артерией, источником водоснабжения населения, хозяйственной и промышленной деятельности на территории края. Бассейн реки Кубань располагается в западной части Северо-Кавказского экономического района, ограничивается Главным Кавказским хребтом, Азовским морем и слабовыраженным водоразделом с реками равнинной части Ставропольского и Краснодарского краев.

В верхнем течении, примерно до г. Черкесска, Кубань представляет собой типичную горную реку, текущую в узкой долине с крутыми, местами обрывистыми склонами. В среднем течении долина реки расширяется, склоны её становятся более низкими и пологими. Ниже г. Краснодара долина реки расширяется до 12-15 км. Пойма преимущественно левобережная шириной 9-10 км. Русло реки извилистое, слабо разветвленное, деформирующееся, шириной 100-200 м. Средние уклоны около 0,1‰, скорости течения в половодье 1,0-1,5 м/с, в межень 0,4-0,6 м/с. Наибольшая глубина в межень на перекатах не превышает 1,5-2,0 м, на плесах 10-12 м и более.

В высотном отношении (над уровнем моря) бассейн реки Кубань делится на 4 основные зоны:

равнинную - высотой до 200 м,

предгорную - от 200 до 500 м,

горную - от 500 до 1000 м,

высокогорную - свыше 1000 м над уровнем моря.

Речная сеть в бассейне реки Кубань слагается из множества притоков, наиболее крупные из которых приведены в таблице 1. Суммарная длина всех её притоков протяженностью более 10 км - 13192 км (рисунок 4).

Рисунок 4 - Река Кубань с ее притоками

Особенностью строения гидрографической сети бассейна р. Кубань является резко правобережные притоки в верхнем течении малочисленны и невелики, а после резкого поворота на запад, протекая в непосредственной близости к водоразделу, в р. Кубань не впадает ни одного притока с правого берега.

По водному режиму реки бассейна р. Кубань можно разделить на 3 типа:

верховья р. Кубань, Малая Лаба и Большая Лаба относятся к типу рек с преимущественно снежно-ледниковым питанием и основным стоком в весенне-летний период;

река Лаба с притоками Фарс, Чамлык и другими, р. Уруп, р. Белая, а также среднее и нижнее течение р. Кубань относятся к типу рек со смешанным питанием, преимущественно дождевым, с преобладанием весеннее - летнего стока;

все притоки, впадающие в р. Кубань западнее р. Белой, относятся к типу рек со смешанным питанием и с преобладанием зимне-весеннего стока [Доклад « О состоянии…», 2013].

На участке водохранилища в р. Кубань впадали ее левобережные притоки: Лаба, Белая, Пшиш, Псекупс, Марта, Апчас. В настоящее время эти притоки, за исключением Лабы, впадают в водохранилище (таблица 11) [Удалов, 2008, с. 47]

Таблица 11 - Крупные притоки р. Кубань [Доклад « О состоянии…», 2013]

.1 Загрязнение реки Кубань и малых рек бассейна реки Кубань

Качество поверхностных вод края формируется, в основном, под воздействием влияния сброса загрязнённых и недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий, объектов жилищно-коммунального хозяйства, поверхностного стока с площадей водосбора, поступления загрязнённых пестицидами и другими. Сложившееся положение на водоёмах, в значительной степени, связано с недостаточной эффективностью действующих комплексов по очистке сточных вод, несоблюдением режима водоохранных зон и прибрежных защитных полос, которые распахиваются, используются под сельхоз использование, в результате чего загрязняющие вещества поступают в водные объекты с поверхностными сточными водами с водосборных площадей.

По данным мониторинга вода в створах наблюдения на реках бассейна реки Кубань не претерпела значительных изменений и относится к третьему и четвертому классам качества - «загрязненная» и «очень загрязненная».

В верхнем течении реки Кубани вода чистая, а вот в районе её выхода на равнину заметно сильное загрязнение глинистыми частицами - сама вода здесь желтоватого оттенка. На экологическое состояние реки Кубани также отрицательное влияние оказывают стоящие на ней 3 плотины, которые сокращают естественный речной сток, способствуют повышению концентрации вредных веществ после слива сточных вод, а также отрицательно влияют на способность реки к самоочищению [Доклад «О состоянии …» , 2009, с. 46].

.1.1 Река Кубань (участок реки от г. Невинномысска до Краснодарского водохранилища)

Таблица 12 - Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в реке Кубань (участок реки от г. Невинномысска до Краснодарского водохранилища)

Диаграмма 1 - Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в реке Кубань (участок реки от г. Невинномысска до Краснодарского водохранилища) (в долях ПДК)

Случаев высокого загрязнения не обнаружено. Водородный показатель выше нормы (8,79 в январе и 8,68 в октябре) был обнаружен в районе ст. Ладожской. В остальных створах рН - в пределах нормы.

Кислородный режим - удовлетворительный, дефицит кислорода не наблюдался.

Средняя величина БПК5, по сравнению с предшествующим годом, не изменилась и составила 1 ПДК с частотой превышения ПДК - 25% случаев.

Вода р. Кубань на описываемом участке содержит повышенные концентрации соединений тяжелых металлов и железа общего. Среднегодовое содержание железа общего не изменилось, по сравнению с предшествующим годом, и составило 2 ПДК с частотой превышения ПДК -46,4 % случаев. Максимальные концентрации железа общего обнаружены в июле выше г. Армавира (18 ПДК) и в августе в ст. Ладожской (9 ПДК).

Среднегодовое содержание соединений меди на описываемом участке составило 4 ПДК (2011 г.- 4 ПДК) с частотой превышения ПДК - 100% случаев.

Максимальная концентрации соединений меди была отмечена в январе в ст. Ладожской (8 ПДК).

Максимальная концентрация фенолов обнаружена в январе и октябре в ст. Ладожской(4 ПДК).

Среднегодовые концентрации азотов аммонийного, нитритного, нитратного, СПАВ, нефтепродуктов, цинка не превышали ПДК.

Хлорорганические пестициды (ХОП) не обнаружены.

В 2012г. качество воды р. Кубань, как и в 2011 году, во всех наблюдаемых створах характеризовалось 3-м классом разрядом «б» «очень загрязненная», за исключением створа реки Кубань в ст. Ладожской, качество воды в котором характеризовалось 4 классом разрядом «а» - «грязная». Значения УКИЗВ колебались в пределах 3,14- 4,21 (в 2011 г. от 3,30 до 3,73).

Изменение качества воды в сторону ухудшения наблюдалось в створе реки Кубань ст. Ладожская. Качество воды перешло из 3-го класса разряда «б» «очень загрязненная» в 4 класс разряд «а» «грязная» (таблица 12).

Наибольшей комплексностью загрязненность воды обладала в створах у ст. Ладожской, ниже г. Невинномысска, ниже г. Кропоткина, где осреднённое значение показателя составляло 42,3%, 36,5% и 34,6%, соответственно (диаграмма1).

Вода р. Кубань на участке от Невинномысска до Краснодара в 2012 году относится, как и в 2011 году, к 3 классу разряду «б» «очень загрязненная». УКИЗВ равен 3,75 (в 2011 г. - 3,64). Коэффициент комплексности равен 34,1% (в 2011 г.-31,9%). Показатель изменений (Пи) в 2012 году составил 25,2%.(в 2011 году 23,0%) [Доклад «О состоянии …», 2013, с. 54].

Исследования по химическим показателям качества воды источников централизованного водоснабжения населенных пунктов показали, что оно не отвечает требованиям ГОСТа «Вода питьевая» в 20 населенных пунктах. В ряде населенных пунктов процент нестандартных проб воды по содержанию нитратов близок к 100%. Содержание нитратов в пробах воды в 12 населенных пунктах в течение многих лет превышает ПДК в 2-4 раза. Питьевая вода в колодцах населенных пунктов не отвечает санитарным нормам, что создает крайне неблагоприятную ситуацию для здоровья населения [Доклад о состоянии … , 2009, с. 46].

По бассейну реки Кубань, в пределах Краснодарского края, основными источниками загрязнения являются:

По органическим веществам (по БПК5) - ООО «Краснодар Водоканал», ГУП КК «Северо-восточная водная управляющая компания».

По взвешенным веществам - ООО «Краснодар Водоканал».

По нефтепродуктам - ООО «Краснодар Водоканал».

По азоту аммонийному - КГП «Водоканал», п. Кавказский, ООО «Краснодарский Водоканал». [Доклад «О состоянии …», 2012. - 358 с. ]

.1.2 Река Пшеха (приток р. Белой) - г. Апшеронск

Пшеха - река <#"794738.files/image007.gif">

Водородный показатель в пределах нормы. Кислородный режим удовлетворительный. Среднегодовое содержание кислорода составило 9,93 мг/дм³ (2011 г. - 10,20 мг/дм³). Минимальная концентрация растворенного в воде кислорода не опускалась ниже 8,44 мг/дм³ (2011 г.- 8,78 мг/дм³).

Среднегодовая величина органических веществ (по БПК5), как и в 2011 году, не превышала 1 ПДК.

Среднегодовая концентрация железа общего, по сравнению с предыдущим годом, увеличилась и составила 2 ПДК (2011 г - 1 ПДК), с частотой превышения ПДК 75% случаев (в 2011 г.- 37,5 % случаев), меди - 8 ПДК (2011 г.- 4 ПДК), с частотой превышения ПДК -100 % случаев (в 2011 г.- 87,5 % случаев). Максимальные концентрации железа общего обнаружены в апреле и июле ниже г. Апшеронска (3 ПДК и 5 ПДК, соответственно).

Среднегодовые концентрации всех форм азота, СПАВ, нефтепродуктов, фенолов не превышали ПДК (таблица 13).

Ниже города Апшеронска качество воды ухудшилось, перейдя из 2 класса «слабо загрязненная» в 3 класс разряд «а» «загрязненная». УКИЗВ равен 2,54 (диаграмма 2).

УКИЗВ в целом по пункту равен 2,58 (в 2011 г. - 2,00). Вода реки относится к 3 классу разряду «а» «загрязненная», коэффициент комплексности равен 21,1% (в 2011 г. - 15,4%). Показатель изменений (Пи) в 2012 году составил 13,2 %.(в 2010 году 11,0%) [Доклад «О состоянии …», 2013, с. 115].

.1.3 Реки Белая, Пшиш, Большой Зеленчук, Лаба, Псекупс

Река Белая - левый приток Кубани <#"794738.files/image008.gif">

Таблица 15 - Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в реке Белая

Диаграмма 4 - Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в реке Белая

Обнаружено 3 случая экстремально высокого загрязнения (ЭВЗ) по меди: 23.10.2012 г. в р. Большой Зеленчук в районе г. Невинномысск - 65 ПДК; 24.10.2012 г. в р. Лаба, выше и ниже города Лабинска - 61 ПДК и 87 ПДК, соответственно. Причина не установлена.

Отмечены 4 случая повышенного содержания взвешенных веществ в р. Белая: 10.04.2012 г., 23.05.2012 г., 06.07.2012 г. в районе пос. Гузерипль - 1069 мг/дм³, 3674 мг/дм³ , 1090 мг/дм³, соответственно, и 10.07.2012 г. выше г. Майкопа - 1027 мг/дм³ вследствие схода селевого потока объемом не менее 1 млн. м³ в долине левого притока р. Мутный Тепляк, притока р. Белой.

Кислородный режим удовлетворительный. Водородный показатель в пределах нормы. Повышенные значения рН отмечены в январе в р. Лаба в районе х. Догужиев (8,71) и р. Белая в районе а. Адамий (8,55).

Среднегодовые величины БПК5 по всем рекам остались на уровне предыдущих лет и не превышали 1 ПДК.

Вода притоков Кубани содержит повышенное количество соединений тяжелых металлов.

Среднегодовые концентрации меди изменялись в створах от 4 до 18 ПДК (в 2011 году - от 2 до 5 ПДК). Максимальные концентрации меди в р. Белой обнаружены в январе в районе пос. Гузерипль (13 ПДК), в р. Пшиш в октябре ниже г. Хадыженск (13 ПДК), в р. Псекупс в октябре выше и ниже г. Горячий Ключ (19 ПДК и 14 ПДК, соответственно).

Среднегодовые величины железа общего в створах изменялись от 1 до 3 ПДК (2011 г. - от 1 до 2 ПДК). Максимальная концентрация железа общего обнаружена в августе в р. Белой в районе а. Адамий (6 ПДК).

Среднегодовые концентрации азотов аммонийного, нитритного, нитратного, СПАВ, нефтепродуктов не превышали ПДК. ХОП и трефлан - не обнаружены.

Наименьшим было загрязнение в створе р. Белая ниже г. Майкопа. Качество воды в этом створе осталось без изменения и характеризовалось классом 2 «слабо загрязненная».

Наибольшим было загрязнение в створах:

Река Белая, а. Адамий (УКИЗВ равен 3,28, в 2011 г. УКИЗВ равен 3,13), Коэффициент комплексности равен 28,9%, Показатель изменений (Пи) составил 17,9%. Качество воды осталось на уровне 2011 г. и относилось к 3 классу разряду «б» «очень загрязненная».

Река Белая, пос. Гузерипль (УКИЗВ равен 3,32, в 2011 г.- 1,67). Коэффициент комплексности равен 26,1%, показатель изменений (Пи) составил 20,0%. Качество воды ухудшилось, перейдя из 2 класса «слабо загрязненная» в 3 класс разряд «б» «очень загрязненная».

Река Псекупс выше и ниже города Горячий Ключ (УКИЗВ равен 3,48 и 3,12, в 2011 г.- 2,82 и 2,54), коэффициент комплексности равен 32,7% и 26,9%, соответственно, Показатель изменений (Пи) составил 25,0% и 20,6%.. Качество воды ухудшилось на 1 разряд, перейдя из 3 класса разряда «а» «загрязненная» в 3 класс разряд «б» «очень загрязненная».

В остальных створах качество воды описывалось 3 классом разряд «а» «загрязненная»: р. Большой Зеленчук, г. Невинномысск (УКИЗВ равен 2,52, в 2011 г. - 2,02, коэффициент комплексности равен 17,3%, показатель изменений (Пи) составил 12,6%.); р. Лаба, х. Догужиев (УКИЗВ равен 2,90, в 2011 г. - 2,79, коэффициент комплексности равен 26,9%, показатель изменений (Пи) составил 15,9%). Качество воды в этих створах осталось на уровне 2011 г.; р. Пшиш, г. Хадыженск выше и ниже города (УКИЗВ равен 2,20 и 2,46, в 2011 г. - 0,99 и 0,92, коэффициент комплексности равен 21,1% и 25,0%, показатель изменений (Пи) в 2012 году составил 16,2% и 19,1% соответственно); р. Белая вышег. Майкопа (УКИЗВ равен 2,01. в 2011 г. - 0,87, коэффициент комплексности равен 23,1%, показатель изменений (Пи) составил 17,6%). Качество воды ухудшилось, перейдя из класса 1 «условно чистая» в 2011 г. в 3 класс разряд «а» «загрязненная» в 2012 г.; р. Лаба выше и ниже г. Лабинска (УКИЗВ равен 2,48 и 2,46, в 2011 г. - 1,24 и 1,25 , коэффициент комплексности равен 18,9% и 13,9%, показатель изменений (Пи) составил 15,6% и 10,6%, соответственно). Качество воды ухудшилось, перейдя из 2 класса «слабо загрязненная» в 3 класс разряд «а» «загрязненная»; р. Пшиш, х. Фокин (УКИЗВ равен 2,50, в 2011 г.- 3,82, коэффициент комплексности равен 25,0%, показатель изменений (Пи) составил 19,1%). Качество воды улучшилось на 1 разряд, перейдя из 3 класса разряда «б» «очень загрязненная» в 3 класс разряд «а» «загрязненная» [Доклад «О состоянии …», 2013, с. 130].

.2 Загрязняющие вещества, поступающие в водохранилище

В 2012 году на Краснодарском водохранилище наблюдения велись в шести створах:

сброс с водохранилища,

аванпорт,

х.им. Ленина,

дамба обвалования, инженерная защита № 12 (а. Хатукай),

а. Адамий (р. Белая),

верхний бьеф.

По полученным данным вода Краснодарского водохранилища относится к слабощелочной (водородный показатель рН изменялся от 7,56 ед. до 8,7 ед.)

Водородный показатель, в основном, в пределах нормы. Повышенное значение рН = 8,7 отмечено в январе в поверхностном горизонте.

Рисунок 5 - Краснодарское водохранилище, наиболее значимые створы, в которых велись наблюдения

Содержание растворенного кислорода во время проведения исследований колебалось от 2,67 мг/дм3 до 13,3 мг/дм3 при допустимом нормативном показателе не менее 4 мг О2/ дм3.

В таблице 16 приведены данные по содержанию кислорода растворенного в пробах воды Краснодарского водохранилища.

Таблица 16 - Среднегодовое содержание кислорода растворенного в пробах воды Краснодарского водохранилища

Биогенные вещества.

Концентрации биогенных веществ (аммоний-ион, нитриты, нитраты, фосфаты) в пробах воды в 2012 году находилась ниже уровня ПДКрх. В таблице 17 приведены данные по содержанию биогенных веществ в пробах воды Краснодарского водохранилища.

Таблица 17 - Среднегодовое содержание биогенных веществ в пробах воды Краснодарского водохранилища

(ПДКрх - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь, промысловых)

Органические вещества.

Химическое потребление кислорода (ХПК). Значения ХПК в 2012 г. варьировали от 4,49 мг О2/дм3 (сброс с водохранилища) до 45,6 мг О2/дм3 (дамба обвалования, инженерная защита №12 (а. Хатукай).

Биохимическое потребление кислорода (БПК5). Содержание органических веществ (величина БПК5) изменялось от 1,14 мг О2/дм3 (сброс с водохранилища) до 6,46 мг О2/дм3 (а. Адамий). В таблице 18 приведены данные по содержанию БПК5 в пробах воды Краснодарского водохранилища.

Таблица 18 - Среднегодовое содержание БПК5 в пробах воды Краснодарского водохранилища

Результаты лабораторных исследований проб воды Краснодарского водохранилища показали, что в 2012 году по-прежнему основными загрязняющими веществами являлись железо общее, медь, марганец, фенолы, содержание которых превышали нормативы ПДКрх.

Значения содержания загрязняющих веществ в долях ПДКрх приведены в таблице 19.

Таблица 19 - Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в долях ПДКрх

Наименование створа контроля

Наименование определяемого показателя  (в долях ПДКрх)

Железо общее

Медь

Марганец

Фенолы

1.

Верхний бьеф

2,7

4,18

4,83

2,67

2.

Дамба обвалования, инженерная защита № 12, (а. Хатукай)

1,73

2,18

9,11

3,75

3.

а. Адамий

7,25

8,9

9,29

0,75

4.

х.им.Ленина

2,7

5,9

2,1

0,75

5.

Аванпорт

2,65

3,38

1,82

0,85

6.

Сброс с водохранилища

2,75

3,24

1,86

0,68

В 2012 году качество воды Краснодарского водохранилища по индексу загрязненности воды (ИЗВ), рассчитанному по результатам среднегодовых концентраций, осталось на уровне прошлого года. ИЗВ изменялся в створах наблюдения от 1,15 до 1,84, вода соответствовала III классу качества и характеризовалась как «умеренно загрязненная».

Расчет ИЗВ-6 на 2012 год:

ИЗВ-6 = (1,368+2,51+2,9+1+0,95+0,92)/6=1,6 (что соответствует III классу качества воды «умеренно загрязненная»)

Расчет проводился по шести компонентам: железо общее, марганец, медь, азот нитритный, ХПК, сульфаты.

Диаграмма 6 - Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в Краснодарском водохранилище на разных створах в 2012 году (в долях ПДК)

Таблица 20 - Динамика изменения содержания загрязняющих веществ, превышающих значение ПДК в период с 2006 по 2012 год

За данный период наблюдения отмечается повышенное содержание в воде железа общего, марганца, меди, растворенного кислорода, ХПК, сульфатов (с 2008 по 2012 год). Повышенная концентрация данных элементов связана скорее всего со стоком рек, впадающих в водохранилище, которые несут с собой вещества, вымываемые с сельскохозяйственных полей и животноводческих ферм. Увеличение БПК-5 связано со степенью загрязнения воды органическими соединениями, определяющими количество кислорода, необходимое для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Источник их поступления один и тот же - растворение марганцесодержащих минералов, а основной причиной поступления нитратов в поверхностные и подземные воды является миграции компонентов удобрений в почвах. Присутствие нитратных ионов в природных водах связано с внутриводоёмными процессами под действием нитрифицирующих бактерий; атмосферными осадками, которые поглощают образующиеся при атмосферных электрических разрядах оксиды азота; промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, особенно после биологической очистки.

.3 Основные пути решения экологических проблем Краснодарского края в области загрязнения поверхностных и подземных водных ресурсов

Основными путями решения существующих экологических проблем в области загрязнения поверхностных и подземных вод Краснодарского края можно считать следующие:

реконструкция существующих очистных сооружений и строительство новых, отвечающих современным требованиям к очистке сточных вод для сокращения сбросов загрязняющих веществ в водные объекты;

осуществление экологического мониторинга рек и морей края в соответствии с существующими нормативными документами;

обустройство населенных пунктов, в первую очередь расположенных по берегам рек и морей, ливневой канализацией со строительством очистных сооружений и принятие мер по недопущению вывода канализационных стоков прибрежных городов и поселков в реки и моря;

строительство системы ливневой канализации и очистных сооружений на выпусках дождевых коллекторов в населенных пунктах края;

строительство систем оборотного и повторного водоснабжения, где вода используется многократно и систематически очищается от загрязняющих веществ;

мероприятия по модернизации глубоководных выпусков и систем по очистке вод с целью снижения загрязнения прибрежной зоны Азовского и Черного морей;

мероприятия по выносу объектов, расположенных в водоохраной зоне рек и морей в нарушение существующего законодательства;

обеспечение безопасности водохозяйственных систем и ГТС, их мониторинг;

мероприятия по охране питьевых подземных вод от истощения и загрязнения.

.4 Оценка воздействия Краснодарского водохранилища на окружающую среду

Влияние водохозяйственных систем на окружающую среду может быть как положительным, так и негативным. В Краснодарском крае и Республике Адыгеи основное влияние на окружающую среду оказывает Краснодарское водохранилище.

Влияние водохранилища на население, окружающую среду, хозяйственную деятельность определяется как непосредственным воздействием водохранилища на прилегающую территорию (затопление, подтопление, абразия земель, изменение климатических факторов и др.), так и в результате выполнения им своих целевых функций (защита от наводнений, обеспечение водопотребителей и водопользователей водными ресурсами) и проявлением сопутствующих последствий (ущерб рыбных запасов и другое).

В соответствии с этими представлениями общая площадь территории в зоне влияния Краснодарского водохранилища оценивается 700 тыс.га, в том числе ниже плотины водохранилища - 600 тыс.га. с построением водохранилища образованны зоны постоянного, периодического временного и эпизодического затопления.

Зоной постоянного затопления принято считать территорию, покрытие водой которой по своей повторяемости, продолжительности высоте исключает возможность ее хозяйственной эксплуатации. Эта зона принимается в границах уреза воды в водохранилище при ИПУ с учетом кривой подпора при расходах летне-осенней межени обеспеченностью 10%.

Временное затопление - это периодическое затопление такой продолжительности и повторяемости, которое не исключает возможности хозяйственною использования территории и расположенных на ней объектов, однако осложняет его и требует изменения характера этого использования.

Зона периодического временного затопления это территории между НПУ и линией уреза воды при прохождении паводков обеспеченностью: 1% - для населенных пунктов, 5% - для сельскохозяйственных угодий.

Для Краснодарского водохранилища расчетная вероятность превышения при прохождении паводков была принята 1%. Максимальный подпорный уровень при этом МПУ1% = 34,48 м.

Эта зона охватывает территорию, затопляемую кратковременно при прохождении паводковых расходов с меньшей вероятностью превышения, чем указанные выше расчетные вероятности, принимаемые для зоны временного затопления.

При пропуске паводков редкой повторяемости (для Краснодарского водохранилища это 0,1%) допускается форсировка уровней до отметки ФУ - 35,23 м.

Площадь зоны эпизодического затопления - между МПУ1%=34,48 и ФУ0,1%=35,23 м, составляет 900 га.

За все годы эксплуатации зона эпизодического затопления затапливалась в 5 годах (1980, 1981, 1987, 1988,1992 гг.) продолжительностью до 80 дней в году (1980 г.).

Зоной повышения грунтовых вод считается территория между НПУ и горизонталями +2 м для населенных пунктов и +1 м - для сельскохозяйственных угодий.

После наполнения Краснодарского водохранилища подъем уровней грунтовых вод на 0,5-5 м в результате их подпора произошел на большей части прилегающих территорий. Максимальные значения повышения уровня отмечаются на части незащищенных дренажами прибрежных участков, а минимальные - на удалении 2-12 км от уровня воды в водохранилище.

В результате изысканий и прогнозных расчетов, выполненных в рамках этих работ, установлено, что влияние Краснодарского водохранилища на горизонт грунтовых вод и субнапорный водоносный горизонт сказывается в прибрежной полосе па расстоянии: от 1,0-1,5 км до 4-6 км от береговой линии на правом берегу водохранилища и от 2-4 км до 10-12 км на левом берегу.

В целом в зоне подпора максимальные уровни грунтовых вод находятся в пределах от 0 до 10 м.

Подпор грунтовых вод Краснодарским водохранилищем наряду с параллельно действующими факторами - наличием оросительных систем, прудов, понижений в рельефе в виде реликтов старых русел (старин), отсутствием организованного отвода поверхностных вод, утечек из водопроводно-канализационных систем населенных пунктов привел к подтоплению земель, в том числе сельхозугодий и застроенных территорий на отдельных участках зоны подпора.

Подтопление вызывает заболачивание или переувлажнение сельскохозяйственных, лесных и других угодий, ухудшает условия развития различных растений. Общая площадь подтопленных земель, определенная в 1989 г., в том числе по Краснодарскому краю 4,9 тыс. га, по Республике Адыгея 11,8 тыс. га.

За последние годы изменился уровенный режим водохранилища, среднегодовая отметка его уровня снизилась до 31,50-30,60 м. Очевидно, уменьшилась и зона повышения уровня грунтовых вод на его прибрежных территориях.

Влияние водохранилища на климат прилегающих территорий Краснодарское водохранилище в связи с его размерами является сравнительно малозначащим климатообразующим фактором и существенного влияния па климат прилегающей территории не оказывает, хотя и вносит свои коррективы.

За 30 лет увеличились значения некоторых климатических параметров: температурный режим изменился в сторону потепления; увеличились практически все характеристики осадков; максимальная скорость ветра с 30 м/с возросла до 44 м/с.

Влияние Краснодарского водохранилища распространяется на значительно небольшую территорию. Зона формирования местного климата по берегам водохранилища незначительна и в летнее время не превышает 2 км, а в отдельные дни распространяется только на 200-300 метров.

Зимой и летом водохранилище оказывает охлаждающее влияние на прибрежные территории (температура воздуха по берегам весной ниже на 0,5-1% oC, летом в дневные часы на 2-3 oC, чем над сушей). Осенью температура воздуха на берегу водохранилища несколько выше, чем в отдалении - на 0,5-2oC.

Относительная влажность воздуха над водохранилищем держится в теплое время года на 3-4% выше, чем над сушей.

Количество ветреных дней в районе водохранилища примерно на 10% больше, чем вдали от него. Испарение с водной поверхности в районе водохранилища в 1,3 раза больше, чем в г. Краснодаре.

Из атмосферных явлений наиболее заметны различия между городом и районом водохранилища в количестве и продолжительности туманов. В районе водохранилища туманы наблюдаются чаще, особенно в период с сентября по март. Но различие это невелико и составляет в среднем 1-3 дня. Продолжительность туманов в прибрежной зоне водохранилища также больше.

Зона влияния сезонного регулирования стока. В нижнем бьефе зона влияния сезонного регулирования стока Краснодарским водохранилищем охватывает пойму реки и обширную дельтовую равнину шириной 40-50 км (примерно 90 км по устьевому взморью), площадью 600 тыс. га, протяженностью около 250 км).

Регулируя паводки реки Кубани, Краснодарское водохранилище за годы эксплуатации 13 раз защитило низовья Кубани с населением более 300 тыс. человек от мощных наводнений, позволило практически без ограничений обеспечивать подачу воды на орошение, водоснабжение населенных пунктов, промышленных объектов, поддерживать навигацию на Нижней Кубани в течение 200-250 дней, осуществлять санитарный попуск по реке не менее 80 м3/с (со снижением до 60 м3/с в особо маловодные годы).

Зарегулирование стока Кубани позволило в низовьях Кубани создать крупномасштабный рисоводческий комплекс на ранее заболоченных крупных неиспользовавшихся земельных массивах.

Наряду с этим Краснодарское водохранилище оказывает и негативное воздействие в рассматриваемой зоне.

Нижняя Кубань всегда была подвержена глубинным и плановым деформациям. Краснодарское водохранилище, изменив гидрологический режим Кубани зарегулированием ее стока, ускорило наблюдавшийся до его строительства процесс глубинной эрозии. Заметное влияние водохранилища на глубинную эрозию и снижение уровня воды в реке наблюдается на I участке от плотины до аула Афипсип протяженностью 50 км.

Наибольшее снижение уровней воды в реке за время эксплуатации водохранилища произошло непосредственно в нижнем бьефе плотины на I участке длиной до 2 км и составило 1,5-2,5 м.

В последние годы глубинные деформации русла р. Кубани в нижнем бьефе водохранилища практически затухли. Темпы снижения уровней воды в реке упали до 1-2 см/год.

Краснодарское водохранилище внесло заметные изменения характера и интенсивности плановых деформаций русла на участке, непосредственно примыкающем к плотине, протяженностью 5 км

На отдельных участках реки в границах г. Краснодара проявилась тенденция размыва обоих берегов реки одновременно, некомпенсируемых намывом. В результате происходят постепенное увеличение пропускной способности русла и соответствующее снижение уровней воды. В целом темпы плановых деформаций русла р. Кубани под влиянием водохранилища не возросли.

Воздействие водохранилища на русловой процесс в реке Кубань ниже аула Афипсип и на процессы переформирования берегов Азовского моря не очевидно и не изучено. Это воздействие по величине и характеру вследствие сглаживания факторов влияния по мере удаления от водохранилища предполагается несущественным.

Строительство Краснодарского водохранилища отрицательно повлияло на рыбные ресурсы.

Причины - нарушение гидрологического режима Нижней Кубани и Азово-кубанского взморья в результате регулирования стока реки, безвозвратное изъятие высокой доли стоки, загрязнения, поступающие с рисовых оросительных систем.

Сокращение и внутригодовое перераспределение стока Кубани привели к формированию неблагоприятного водного режима для привлечения и захода производителей проходных и полупроходных видов рыб их Азовского моря в реку.

Сокращение речного стока привело к снижению в 3-4 раза акватории опресняемой зоны Восточного Приазовья, являющейся необходимым экологическим звеном в развитии молоди рыб. Экологическое состояние дельтовых лиманов также резко ухудшилось.

Блокирование прохода осетровых на естественные нерестилища, площадь которых на реке Кубань и ее крупных притоках выше Краснодарского водохранилища составляла 480 га, плотиной водохранилища, неудовлетворительная работа рыбопропускного сооружения - все это вызвало резкое снижение численности осетровых, рыбца и шемаи. Запас осетровых рыб на 90% состоит из особей искусственного разведения, а рыбец и шемая попали в число редких и исчезающих видов.

Влияние водохранилища на качество воды в нижнем бьефе оценивается на основании анализа результатов наблюдений за гидрохимическими показателями, осуществляемых с 1975 г. различными организациями.

Краснодарское водохранилище аккумулирует 90% и более поступающих в него взвешенных веществ, что приводит к существенному осветлению речного стока в нижнем бьефе.

Четко прослеживается положительное влияние водохранилища на качество воды в нижнем бьефе: при поступлении в него воды 4 класса, ИЗВ 3,66 (индекс загрязненности вод) в нижнем бьефе на сбросе из водохранилища вода уже имеет 3 класс качества и ИЗВ 1,147 [Информационный бюллетень … , 2012, с. 110].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненной работы, можно сделать следующие выводы:

. Зона водохранилища затрагивала пахотные земли и десятки хозяйств; из нее требовалось переселить почти 30 тысяч человек. Оно успешно выполняет свои основные функции, в частности благодаря ему 13 раз была предотвращена угроза крупных наводнений в низовьях реки Кубани.

Чаша водохранилища расположена на территории двух субъектов Российской Федерации: Республики Адыгея (87 % площади) и Краснодарского края (13% площади). Площадь водосбора водохранилища 45,9 тыс. км2, в том числе: Краснодарский край - 24,1 тыс. км2, Республика Адыгея - 7,6 тыс. км2.

За годы, прошедшие со времени проектирования Краснодарского водохранилища, удлинился ряд наблюдений за стоком. В результате характеристики стока р. Кубани изменились в сторону увеличения. Изменения в параметрах водохранилища произошли в связи со снижением отметки НПУ на 0,9 м (32,75 м вместо 33,65 м) и с заилением водохранилища.

. Колебания уровней воды в водохранилище вызываются, в первую очередь, изменением соотношений между приходной и расходной частями водного баланса. Уровенный режим в основном определяется водностью впадающих в него рек: Кубани, Лабы, Белой, Пшиша, Псекупса и других.

Регулирование уровней воды в водохранилище носит сезонный характер. Его наполнение начинается с середины ноября и длится до мая - июня. Максимальный уровень воды наблюдается в апреле - июле. Минимальные уровни воды наблюдаются в сентябре - январе. Режим поступления воды характеризуется неравномерностью: свыше 50% объема поступает за 4 летних месяца.

. Значительное волнения на водохранилище связано с совпадением большой оси водохранилища с направлением господствующих восточных и северо-восточных ветров.

Наибольшая высота волны на водохранилище отмечена при ветрах восточного и юго-западного направлений и составляет 1,95 м и 1,8 м соответственно (при скорости ветра 14-15 м/с и 16-18 м/с). При сильных северо-восточных и юго-западных ветрах отмечаются перекосы уровня воды.

Протяженность береговой линии, подвергавшейся волновой переработке к 1986 г. составляла 74 км. За последние годы изменился уровенный режим Краснодарского водохранилища - среднегодовая отметка его уровня снизилась до 31,50-30,60 м. Уменьшилось и ветроволновое воздействие на берега водохранилища. Наиболее интенсивно переформированию подвергался крутой и обрывистый правый берег от х. им. Ленина до ст. Васюринской. На участке берега выше ст.Воронежской периодически наблюдаются оползневые явления, связанные с постепенным подмывом рекой берегового уступа. Левый берег деформировался слабо.

. Краснодарское водохранилище изменило режим твердого стока Нижней Кубани: в водохранилище осаждается 97-98% объема поступающего твердого стока, осаждаются в основном крупные частицы. В среднем годовой сток наносов 5 основных рек (Кубань, Лаба, Белая, Псекупс, Пшиш) равен 6 млн. тонн. Значительную роль в заилении водохранилища играют продукты переработки берегов, которые составили 10-20% объема отложений. В водохранилище наблюдается относительно слабая заиляемость приплотинной части и интенсивное заиление верховой части. В результате заиления сократилась средняя глубина водохранилища: при НПУ = 32,75 м эта глубина равна 4,7 м (водохранилище проектных параметров имело среднюю глубину 7,0 м).

. Наблюдения за уровнем воды показали, что Тщикский водоём, систематически выше (от 0,46 до 5,25 м) уровня собственно Краснодарского водохранилища. Объясняется это тем, что Тщикский водоем как по высотным отметкам дна и уровню воды расположен выше акватории Краснодарского водохранилища.

В настоящее время ситуация только усугубляется, образовалась перемычка. Площадь перемычки составляют уже более 64 км2. Если процесс заиливания водохранилища будет идти с такой же скоростью, то через 15-20 лет его восточная часть будет осушена полностью.

Перемычка представляет практически непроходимое пространство, с огромным количеством озер-водоёмов, в основном заболоченных отложениями илистых наносов и на 50-70 % своей акватории густо заросшей водной растительностью типа ряски.

. Загрязнение воды водохранилища зависит от его объема, объема сбрасываемых сточных вод, гидрометеорологических условий Гидрологические условия водохранилища таковы, что обеспечивается хорошее смешение вод и их обновление - 3-4 раза в год. В целом степень загрязнения воды водохранилища определяется как "умеренно загрязненная", третий класс (ИЗВ 1,90-2,50).

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Абаев Ю.И. Товарное рыбоводство на внутренних водоемах. М., 1980. 110 с.

Беозюк Л. А. Лесные почвы и регулирование их плодородия. Охрана природы Адыгеи. Майкоп, 1978. 260 с.

Бузаров А. Ш., Варшанина Т. П. География республики Адыгея. Майкоп, 2001. 168 с.

Вендров С.Л. Влияние водохранилищ лесной зоны на прилегающие территории. М.: Наука, 1970. 247 с.

Вендров С.Л., Дьяконов К.Н. Водохранилища и окружающая природная среда. М.: Наука, 1976. 135 с.

Доклад о состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2008 году. Краснодар, 2009. 328 с.

Информационный бюллетень о состоянии водных объектов, их морфометрических особенностей, водоохранных зон водных объектов, количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов, состояния водохозяйственных систем, в том числе гидротехнических сооружений по Кубанскому бассейновому округу, относящемуся к зоне деятельности Кубанского бассейнового водного управления за 2011 год. Краснодар, 2012. 278 с.

Калачев П.И, Природа Адыгеи. Майкоп, 2001. 140 с.

Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология. М.: Просвещение, 2002. 365 с.

Матарзин Ю.М. Гидрология водохранилищ. Пермь: Изд-во ПГУ, ПСИ, ПССГК, 2003. 296 с.

Москул Г. А. Рыбохозяйственное освоение Краснодарского водохранилища. СПб, 1994. 136 с.

Нагалевский Ю.Я., Чистяков В. И. Физическая география Краснодарского края. Краснодар, 2001. 64 с.

Нажева <http://elibrary.ru/author_items.asp?authorid=590559> Р.А. Вестник Майкопского государственного технологического университета <http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=927990>, № 4 <http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=927990&selid=15594064>. Майкоп, 2010. с. 69.

Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. М., 1986. 256 с.

Никитин М.Р. Оценка влияния водохранилищ на гидрологические условия. М.: Наука, 1990. 356 с.

Нормативы допустимого сброса загрязняющих веществ, в составе сточных вод ООО «Зеленый берег», поступающих в Краснодарское водохранилище: отчет о загрязнении. Краснодар, 2011. 120 с.

Самойленко А. А., Ковешников В. Н. В окрестностях Краснодара. Краснодар, 1988. 224 с.

Удалов А.А., Логинов В.В. Правила использования водных ресурсов Краснодарского водохранилища. Краснодар, 2008. 122 с.

Швер Ц.А., Павлюченко Т.И. Климат Краснодара, Краснодар, 1990. 149 с.