Актуальность темы
исследования. Проблема водных ресурсов является одной из важнейших составляющих общей проблемы устойчивого развития. Важность достижения устойчивого водопотребления подчеркивается тем вниманием, которое отводится этому вопросу на многочисленных международных форумах. Нарастание общей нехватки, постепенное уничтожение и растущее загрязнение источников пресной воды отмечено в Повестке дня на 21 век, принятой в Рио-де-Жанейро в 1992 году [1]. Более тревожные заявления «о необходимости изменения коренным образом ситуации с управлением водными ресурсами, иначе в ближайшем будущем мир столкнется с жестоким водным кризисом» [цит. по 2] прозвучали на Всемирном водном форуме (Гаага, март 2000 года). В распространенном ООН к Всемирному Саммиту в Йоханнесбурге обзоре дается оценка, что к 2025 году две трети населения земного шара будут жить в странах, испытывающих умеренный или сильный стресс, связанный с дефицитом качественной воды [3].
Для Казахстана, который по объему речного стока относится к числу наименее водообеспеченных стран планеты, водный фактор является одним из определяющих, сдерживая развитие многих регионов страны. Так общий объем необходимого водопотребления составляет 54,5 км, а располагаемый объем возможный к хозяйственному использованию в средний по водности год не превышает 46,0 км³. В маловодные годы общий объем водных ресурсов снижается до 58 км, а располагаемый, соответственно, до 26 км [4]. Кроме того, распределение водных ресурсов по территории крайне неравномерно и обуславливает нестабильность и неравномерность водообеспеченности регионов и отраслей экономики. Недостаток водных ресурсов усугубляется их плохим качеством, которое практически для всех водных объектов республики оценивается как неудовлетворительное, а наиболее загрязненными признаны реки Урал, Иртыш, Нура и Сырдарья. На многих месторождениях подземных вод также отмечается ухудшение их качества вследствие загрязнения. Истощение и загрязнение водных ресурсов отмечается в Концепции экологической безопасности Республики Казахстан среди наиболее опасных проявлений экологического кризиса в стране. [5].
Для достижения устойчивости водопользования необходимы, в первую очередь, преобразования в системе управления водными ресурсами. Как отмечено в Концепции развития водного сектора экономики и водохозяйственной политики Республики Казахстан до 2010 года, утвержденной в 2002 году, в настоящее время система управления водным хозяйством страны, созданная в условиях централизованной экономики, сильно устарела и требует кардинальной перестройки [6].
Наряду с разработкой нового системного подхода управления водопользованием для Казахстана также очень важна проблема трансграничного управления водопользованием. Поскольку из 100.5 куб. км, составляющих в средний по водности год ресурсы поверхностных вод Казахстана, только 56.5 км формируется на территории республики, а остальной объем поступает из сопредельных стран: Центрально-Азиатских государств, Российской Федерации и Китая.
В процессе совместного использования трансграничных водных объектов между государствами возникает множество проблем и спорных вопросов, в особенности, в оценке объемов и последствий оказываемого воздействия. Это обусловлено в большой мере отсутствием общепринятых методологий таких оценок.
Современная стратегия водопользования должна базироваться на сохранении устойчивого состояния экосистемы водосборного бассейна, и поэтому к управлению водопользованием необходим экосистемный подход. В настоящее время системный подход к управлению водными ресурсами еще не сформирован ни в Российской Федерации, ни в Республике Казахстан. Сохраняется тенденция раздельного планирования и управления различными социально-эколого-экономическими аспектами водохозяйственной деятельности. Истощение водных ресурсов, нежелательное изменение речных экосистем вызвано тем, что вмешательство в них происходит без должного анализа возможных последствий.
Экосистемный подход предполагает достижение главных целей водообеспечения и охраны вод при условии поддержания устойчивого экологического состояния как водоисточников (рек, озер, подземных горизонтов), так и природной среды бассейна в целом. Следовательно, принимаемые решения должны учитывать совместимость водохозяйственных мероприятий с естественным функционированием природных экосистем, вписываться в них" [7. с. 40] .
Проблеме управления водными ресурсами были посвящены труды многих исследователей. А. Б. Авакяна, О. Ф. Васильева, С. J1. Вендрова, А. М. Черняева, И. С. Шахова, Н. Б. Прохоровой, JI. М. Корытного и ряда других [8−17]. В Казахстане изучением гидроэкологических проблем занимаются Ж. Д. Достай, А. А. Турсунов, М. Ж. Бурлибаев, разрабатывающие в частности проблемы вододеления в Арало-Сырдарьинском бассейне [18,19]. Но хотя, большинство авторов в последних исследованиях все настойчивее указывают на необходимость применения геосистемного подхода в управлении водопользованием, тем не менее, он еще слабо используются.
Цель и задачи исследования
.
Целью диссертационного исследования является разработка подходов к организации системы управления водопользованием в бассейнах трансграничных рек.
Для реализации обозначенной цели были поставлены следующие задачи:
— рассмотреть структуру эколого-экономической системы.
Казахстанской части бассейна реки Иртышпроанализировать современное состояние информационного обеспечения в системе управления водопользованием;
— обосновать необходимость использования бассейновой ГИС в процессе управления водопользованием;
— предложить методику эколого-экономического районирования бассейна реки.
— провести на основе предложенной методики эколого-экономическое районирование казахстанской части бассейна реки Иртыш.
Объект исследования — эколого-экономическая система бассейна реки Иртыш в пределах Республики Казахстан.
На выбор в качестве объекта исследования бассейна реки Иртыш повлияли следующие положения:
1. Река Иртыш является крупнейшей в Республике Казахстан и обеспечивает водой население и хозяйство не только в пределах своего бассейна, но и — через канал Иртыш-Караганда — огромную территорию маловодного Центрального Казахстана. Таким образом, от воды р. Иртыш зависит состояние экономики и здоровье населения крупного индустриального региона Казахстана, включающего в себя три области республики — Восточно-Казахстанскую, Павлодарскую и Карагандинскую, л общей площадью более 836 тыс. км и численностью населения более 4 млн. человек, что составляет около четверти населения всей страны. Река Иртыш и канал Иртыш-Караганда питают водой 4 из 6 крупнейших городов Республики Казахстан, включая бурно растущую новую столицу г. Астана.
2. Река Иртыш, протекая по территории трех стран, выступает для Казахстана как транзитная во всех смыслах — и как приносящая свои воды из-за рубежа, и как стекающая за пределы станы, иллюстрируя, таким образом, проблемы, возникающие у государств, расположенных выше и ниже по водотоку.
3. Бассейн реки Иртыш является одним из высокоразвитых промышленных регионов Казахстана. Здесь сконцентрированы крупные предприятия чёрной и цветной металлургии: ОАО «Казцинк» (г. Усть-Каменогорск), АО «Алюминий Казахстана» (г. Павлодар), АО «Испат.
Кармет" (г. Темиртау), АО «Казахмыс» (г. Жезказган) и др. Эти предприятия, обеспечивая значительные поступления, в бюджет республики, в то же время оказывают существенное влияние на экосистемы реки Иртыш, состояние которой в целом, так же, как и качество воды, можно оценить как неудовлетворительное.
4. Предполагается расширение антропогенного воздействия за счет увеличения забора воды через строящийся канал Черный Иртыш-Карамай на территории Китая и расширения использования канала Иртыш-Караганда в Казахстане.
Предмет исследования — механизм управления водопользованием в пределах бассейна трансграничной реки.
Река Иртыш протекает по территории трех стран, каждая из которых имеет свои интересы в использовании водных ресурсов, определяемые спецификой природных и экономических условий этих стран.
Китай, имея избыточную плотность населения в обжитых восточных провинциях, заинтересован в освоении территорий в Синьцзян-Уйгурском автономном районе, что потребует расширения отвода воды из реки Черный Иртыш для промышленного водоснабжения, орошения новых посевных площадей и увеличения производства товарного зерна. В итоге это приведет к росту изъятия части стока и возможному загрязнению воды в результате сельскохозяйственной деятельности.
Казахстан имеет крупнейшие в стране гидроэнергетические комплексы, водохранилищами которых зарегулирован сток р. Иртыш. Развитие добычи и производства цветных металлов в зоне формирования основной части стока приводит к существенному ухудшению качества воды, тем не менее, воды р. Иртыш служат одним из основных источников питьевого водоснабжения для большой части населенных пунктов Республики Казахстан, включая крупнейшие промышленные центры. Часть стока р. Иртыш изымается каналом Иртыш-Караганда для обводнения безводного Центрального Казахстана, причем это воздействие будет расширяться.
Россия, не испытывающая, на первый взгляд, недостатка водных ресурсов в этой части страны, тем не менее, уже имеет проблемы с водообеспечением второго по величине в Сибирском федеральном округе промышленного центра и населенного пункта — г. Омска. Одновременно существует угроза возможности судоходства, обеспечивающего важнейший для данного региона «северный завоз». Т. е. ставится под угрозу важная транспортная артерия, обеспечивающая нормальное функционирование расположенных ниже по течению территорий [20−22].
Уже существующие проблемы водообеспечения будут нарастать при намечающемся расширении антропогенного воздействия. Это может привести к обострению трансграничных отношений.
Методологические основы и методы исследования.
Исходя из определения геоэкологии как интегрального научного направления, изучающего пространственно и системно организованные процессы и явления, возникающие в результате взаимодействия общества и природы, существует необходимость привлечения методов исследования из различных сфер: естествознания, обществознания и технознания [23, 24, 25]. Теоретическим фундаментом исследования послужили положения общей теории систем [26−31], концепции геосистем [32−37] и теории управления [3843].
Учитывая, что экосистемы крупных рек, как и все геосистемы, обладают одним из важнейших свойств, на основе которого и должно строиться их изучение — территориальностью, одним из основных методов, используемых в работе, является экологическое картографирование.
Средством для выполнения картографического анализа послужила ГИС, разработанная и реализованная при непосредственном участии автора исследования.
Для определения структуры водопользования потребовалось собрать, обработать и проанализировать с применением методов математической статистики большой объем данных о формировании стока и использовании водных ресурсов в бассейне реки.
Климатическое районирование было выполнено на основе анализа средних многолетних показателей по месяцам температуры воздуха, осадков и влажности воздуха по 52 метеостанциям.
Характеристики стока основываются на анализе данных по 11 речным створам (6 на р. Иртыш и 5 на основных притоках) за период в среднем 25 лет.
Для анализа структуры водопользования были рассмотрены среднегодовые показатели за период с 1976 по 2002 гг.
Научная новизна.
В диссертации изложены полученные в ходе проведенного исследования результаты, научная новизна которых сводится к следующему:
Предложена концепция ГИС для управления устойчивым водопользованием в бассейне р. Иртыш.
Разработана методика составления карт экологической уязвимости вод для бассейнов крупных рек [44,45].
Составлены карты экологической уязвимости для подземных и поверхностных вод казахстанской части бассейна р. Иртыш.
Разработаны и обоснованы принципы эколого-экономического районирования бассейна реки как средства для выделения иерархических уровней системы управления водопользованием [46].
Проведено эколого-экономическое районирование Казахстанской части бассейна р. Иртыш.
Предметом защиты являются следующие положения:
1. Бассейновая система управления водопользованием трансграничных рек должна основываться на комплексе методологических, метрологических, правовых, технических и организационных мер, осуществляемых всеми странами с целью сохранения запасов воды и повышения ее качества.
2. Одним из основных принципов информационного обеспечения управления должен быть принцип территориальности.
3. Эколого-экономическое районирование бассейна реки должно осуществляться с учетом иерархических уровней управления и экологической уязвимости вод бассейна в соответствии с конкретными природными условиями их формирования.
4. Современное состояние эколого-экономической системы бассейна реки Иртыш не может считаться устойчивым, так как оказываемое антропогенное воздействие не обеспечивает повышения запасов воды и, в особенности, ее качества.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Чтобы обеспечить достижение главной цели процесса водопользования — обеспечение всех водопользователей водой в достаточном количестве и надлежащего качества, следует строго нормировать оказываемое антропогенное воздействие, сохраняя воспроизводящие функции системы «речной бассейн» и поддерживая ее устойчивость.
Для этого необходимо создание Бассейновой системы управления водопользованием трансграничных рек, которая должна основываться на комплексе методологических, метрологических, правовых, технических и организационных мер, осуществляемых всеми странами с целью сохранения запасов воды и повышения ее качества.
Формирование управляющих решений должно быть обеспечено оперативной информацией о состоянии всей экосистемы в целом, причем оценка состояния должна носить системный характер, отвечая главному свойству системы — целостности. В то же время информационная система должна иметь четкую иерархическую структуру, отвечающую наличию различных иерархических уровней в системе речного бассейна.
Для трансграничных рек следует выделять следующие уровни:
— межгосударственный.
— государственный.
— региональный.
Органам управления для оценки текущей ситуации необходимо создать и обеспечить функционирование единой бассейновой системы мониторинга с четко ориентированными целями, задачами и едиными процедурами. Существующая в настоящее время система наблюдений не может считаться системой мониторинга, так как ведомственно разобщена и не имеет общей цели.
Наилучшим инструментом информационного обеспечения процесса управления является бассейновая ГИС. В задачи ГИС должны быть включены не только оперативный сбор информации и оценка существующей ситуации, но и прогноз будущих состояний. Этот прогноз должен опираться на количественные оценки риска и обязательно носить пространственный характер.
Принцип территориальности должен быть одним из основных принципов информационного обеспечения управления.
Бассейны крупных трансграничных рек имеют очень большую внутреннюю дифференциацию как природных условий, определяющих формирование стока и наличие водных ресурсов в необходимом количестве, так и хозяйственной деятельности человека, приводящей к изменению количества и качества вод.
Территориальный анализ позволяет обеспечить процесс управления более адекватной информацией, помогая избежать ошибочных решений. Причем, в трансграничном контексте это приобретает особое значение, так как пространственный анализ рисков загрязнения, степени антропогенного воздействия и вызванных им изменений, позволяет избежать необоснованных претензий, спекулятивного давления и конфликтов.
Для выделения в бассейне подсистем регионального уровня следует применять эколого-экономическое районирование, которое должно осуществляться с учетом иерархических уровней управления и экологической уязвимости вод бассейна в соответствии с конкретными природными условиями их формирования.
В пределах Республики Казахстан в бассейне р. Иртыш можно выделить пять эколого-экономических районов, существенно различающихся между собой и по условиям формирования стока, и по структуре и объему оказываемых антропогенных воздействий.
Современное состояние эколого-экономической системы бассейна реки Иртыш, несмотря на то, что удельный вес региона в производстве валового внутреннего продукта Республики Казахстан составляет 15,1% (в том числе доля Восточно-Казахстанской области составляет 9,2%, Павлодарской области — 5,9%), не может считаться устойчивым, так как оказываемое антропогенное воздействие не обеспечивает повышения запасов воды и, в особенности, ее качества.
В особенности сложная ситуация сложилась в настоящее время в эколого-экономическом районе от створа Бухтарминской ГЭС до Шульбинской ГЭС, в пределах которого формируется 35% стока, приходящего в итоге на границу с Российской Федерацией, и где большая доля территории имеет высокий риск загрязнения. Именно этот район наиболее подвержен самому опасному виду воздействий — добыче цветных металлов.
В результате проведенного исследования можно сформулировать следующие выводы:
— Существующая система управления водопользованием в бассейне р. Иртыш не позволяет нормировать антропогенное воздействие.
— При оценке антропогенного воздействия и состояния экосистемы бассейна р. Иртыш необходимо учитывать ее территориальную дифференциацию.
— Система управления водопользованием для трансграничных рек должна иметь следующие уровни: межгосударственный, государственный и региональный.
— Современное антропогенное воздействие в районе от створа Бухтарминской ГЭС до Шульбинской ГЭС, в пределах которого формируется 35% стока, наиболее интенсивно и опасно.
