МОДЕЛИ  ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО  ОПТИМУМА  ДЛЯ  ОБВОДНЕНИЯ  ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ  ПОЙМЫ  (В  ПРЕДЕЛАХ  ВОЛГОГРАДСКОЙ  ОБЛАСТИ)

Овчарова  Анжелика  Юрьевна

аспирант  Волгоградского  государственного  социально-педагогического  университета  кафедра  географии  и  геоэкологии,  методист  МБОУ  ДОД  Центр  детского  творчества  Городищенского  района  Волгоградской  области

E-mail: 

Восстановление  ландшафтов  Волго-Ахтубинской  поймы,  претерпевшей  огромные  изменения  из-за  антропогенного  воздействия,  и  поддержание  стабильного  энергетического  баланса  Волгоградской  области  требует  поиска  «золотой  середины»,  при  которой  будут  удовлетворены  потребности  сразу  нескольких  водопотребителей:  сельского  хозяйства,  рыбного  хозяйства,  энергетиков,  судовладельцев.  Такую  «золотую  середину»  мы  назвали  «геоэколого-экономический  оптимум»  [1,  c.  97]  для  обводнения  Волго-Ахтубинской  поймы.  Под  ним  понимаются  графики  попусков  воды  через  Волгоградский  гидроузел,  удовлетворяющие  потребности  в  ней  природных  сообществ  поймы,  а  также  нужд  энергетиков,  судовладельцев,  промышленников  и  коммунальных  служб.  Благодаря  этому  оптимуму  достигается  «положительный»  эколого-хозяйственный  баланс  территории.

Графики  оптимума  не  могут  иметь  постоянную,  неизменяющуюся,  стационарную  кривую.  «Сельскохозяйственная»  и  «рыбная»  полки  зависят  от  температуры  воды,  поступающей  в  пойму,  от  маловодности  или  многоводности  предстоящего  года.  Для  нереста  рыбы  наиболее  оптимальной  является  температура  воды  не  менее  +10,  +14  ^оС,  а  для  этого  ей  необходимо  нагреться,  поэтому  подъем  воды  в  нижний  бьеф  должен  быть  медленным.  Волгоградский  гидроузел  является  последней  ступенью  Волжско-Камского  каскада,  рассматривать  Волжскую  ГЭС  (графики  половодий)  необходимо,  учитывая  условия  на  вышележащих  по  течению  водохранилищах,  в  первую  очередь  Куйбышевского  водохранилища.  Регулирование  весенних  попусков  определяется  режимом  использования  водных  ресурсов  Куйбышевского  и  Волгоградского  водохранилищ.  Вододелитель  в  дельте  Волги  лишь  перераспределяет  воду  между  западной  и  восточной  частями  дельты  р.  Волги,  в  целях  создания  благоприятных  условий  для  нереста  рыбы  в  восточной  части  дельты.

Волгоградский  гидроузел  является  последней  ступенью  Волжско-Камского  каскада,  но  рассматривать  его  (графики  половодий)  необходимо  не  в  отдельности  от  каскада,  а  учитывая  условия  на  вышележащих  по  течению  водохранилищах,  в  первую  очередь  Куйбышевском  водохранилище.  Регулирование  весенних  попусков  определяется  режимом  использования  водных  ресурсов  Куйбышевского  и  Волгоградского  водохранилищ.  Вододелитель  в  дельте  Волги  лишь  перераспределяет  воду  между  западной  и  восточной  частями  дельты  р.Волги,  в  целях  создания  благоприятных  условий  для  нереста  рыбы  в  восточной  части  дельты.

Для  создания  наиболее  полноценного  «геоэколого-экономического  оптимума»  обводнения  Волго-Ахтубинской  поймы  были  смоделированы  три  различные  ситуации:

1.  График  минимального  обводнения  (первая  модель)  —  при  низком  (минимальном)  уровне  половодья  (малое  количество  осадков  в  осенне-зимний  период  предыдущего  года  и  незначительное  количество  выпавших  осадков  в  нынешний  весенний  периоды)  (рис.  1,  табл.  1).  Годовой  сток  в  данном  случае  должен  составить  не  менее  210—220  км³,  а  объем  стока  во  втором  квартале  —  не  менее  70—80  км³,  площадь  затопления  поймы  не  превысит  40  %  от  ее  общей  площади.  Подобная  ситуация  является  критической  и  не  должна  повторяться  ежегодно,  иначе  о  восстановлении  природно-территориальных  комплексов  поймы  не  может  идти  и  речи.

2.  График  оптимального  обводнения  (вторая  модель)  -  при  среднем  уровне  половодья  (среднее  количество  осадков  в  осенне-зимний  период  предшествующего  года  и  среднее  количество  осадков  на  начало  весеннего  периода)  (рис.  1,  табл.  1).  Годовой  сток  в  среднем  составит  245—255  км³,  объем  стока  во  втором  квартале  могут  варьировать  от  106  км³  до  110  км³.  Площадь  затопления  поймы  составит  от  40  %  до  60  %.  Эти  средние  значения  наиболее  благоприятны  не  только  для  ландшафтов,  но  и  для  энергетиков  и  жителей  Нижневолжского  Займища.

3.  График  максимального  обводнения  (третья  модель)  —  при  высоком  (максимальном)  уровне  половодья  (обильные  осадки  в  осенне-зимний  период  предшествующего  года  и  большое  количество  осадков  на  начало  весеннего  периода)  (рис.  1,  табл.  1).  Годовой  сток  составит  280  км³  и  более,  объем  стока  во  втором  квартале  —  130—140  км³.  Территория  поймы  будет  затоплены  более  чем  на  60  %  и  выше.  Как  недостаток  воды,  так  и  ее  избыток  являются  катастрофическими  явлениями  в  пойме,  поэтому  данная  модель  несколько  благоприятнее  первой,  но  тоже  носит  стихийный  характер.

Рисунок  1.  Геоэколого-экономические  графики  сброса  воды  через  плотину  Волжской  ГЭС  в  период  весеннего  половодья  при  различных  погодных  условиях  (составлено  автором)

Объем  и  график  специального  весеннего  попуска  воды  в  низовья  Волги  в  интересах  рыбного  и  сельского  хозяйства  определяются  природными  и  экономическими  факторами,  среди  которых  главными  являются:  прогноз  объема  весеннего  половодья,  запасы  воды  в  Волжско-Камском  каскаде  водохранилищ  к  началу  весны,  необходимость  водообеспечения  рыбного  и  сельского  хозяйства,  а  также  других  отраслей,  как  в  весенний,  так  и  в  последующие  сезоны  года  [2,  14].  Учитывая  современную  ситуацию  в  пойме,  к  вышеперечисленным  факторам  можно  добавить:  восстановление  гидравлической  связи  между  водоемами  поймы  (промывной  режим),  сохранение  уникальных  интразональных  ландшафтов  поймы,  сохранение  и  поддержание  биологического  разнообразия  Нижней  Волги.

Учитывая  современные  социально-экономические  и  природные  условия,  о  графике  оптимума  в  период  весеннего  половодья  можно  сказать  следующее:  понижение  должно  быть  еще  более  медленным  и  растянутым  во  времени,  чем  подъем  (как  в  природе).  Начало  повышения  уровня  воды  (начало  половодья)  целесообразней  осуществлять  в  течение  21  дня,  ежесуточное  прибавление  должно  составлять  около  1000  м³/с.  Необходимый  максимальный  расход  воды  в  пик  половодья  —  27000—28000  м³/с  и  продолжительностью  9—10  дней  (рис.  1).  Затем  постепенное,  медленное  снижение  воды  на  1000  м³/с/сутки  в  течение  8–10  дней  до  «рыбной»  полки  –  18000  –  19000  м³/с,  которая  продолжается  14  дней.  Далее  плавное  снижение  воды  на  1000  м³/с/сутки  до  8000  м³/с.  Промежуток  времени  от  начала  снижения  максимального  расхода  воды  до  конца  половодья  должен  составлять  32—34  дня.  Таким  образом,  в  общей  сложности,  весь  период  половодья  насчитывает  не  менее  62—65  дней.  Начало  половодья  (подъем  воды)  логично  приурочить  к  концу  апреля,  пик  половодья  —  к  10  мая,  а  окончание  паводка  —  к  концу  июня.  Все  эти  цифры,  приведенные  выше,  даются  для  средних  значений  сброса  воды  (106—110  км³  за  второй  квартал). 

Для  низкого  уровня  половодья  весь  период  половодья  сокращается,  но  не  значительно  (примерно  53  дня),  максимальные  расходы  воды  снижаются  до  минимальных  отметок  25000  м³/с  продолжительностью  не  менее  7  дней.  Повышать  уровень  воды  следует  не  менее  18  дней,  а  понижать  в  общей  сложности  —  28  дней  (рис.  1).  Но  данная  модель  экстренная  и  приемлема  только  на  одно-два  половодье  при  малоснежной  зиме.  Если  постоянно  практиковать  такой  график  попусков,  это  неизменно  приведет  к  постепенной  деградации  ландшафтов.  В  период  паводка  при  минимальном  графике  в  нижний  бьеф  необходимо  сбросить  не  менее  70  км³  за  II  квартал.

При  обилии  осадков  зимой  и  повышенном  уровне  воды  в  период  половодья  увеличивается  весь  период  половодья:  период  подъема  воды  (24  дня),  максимальные  расходы  воды  могут  превышать  28000  м³/с  и  продолжаться  не  менее  14  дней,  длительность  «рыбной»  полок  в  среднем  составит  16—18  дней  (рис.  1).  В  общей  сложности  весь  период  половодья  составит  не  менее  75  дней.

Согласно  «Основным  правилам…»  размеры  попусков  в  нижний  бьеф  Волгоградского  гидроузла  устанавливаются  в  соответствии  с  диспетчерскими  отметками  наполнения  Волгоградского  и  Куйбышевского  водохранилищ.  Если  уровень  воды  в  Волгоградском  водохранилище  у  плотины  находится  на  отметке  +15,0  м  (НПУ)  или  на  отметке  кратковременного  форсирования  (+16,2  м),  в  нижний  бьеф  Волгоградского  гидроузла  сбрасывается  вся  притекающая  к  гидроузлу  вода,  независимо  от  того,  на  каком  уровне  находится  Куйбышевское  водохранилище.  При  этом  среднесуточный  попуск  воды  в  нижний  бьеф  Волгоградского  гидроузла  не  должен  быть  менее  4000  м³/с.  Если  уровень  воды  в  Волгоградском  водохранилище  у  плотины  находится  ниже  НПУ  (+15,0  м),  но  выше  отметки  +13,0  м,  то  размеры  попусков  в  нижний  бьеф  Волгоградского  гидроузла  устанавливаются  в  соответствии  с  диспетчерскими  отметками  наполнения  Куйбышевского  водохранилища.

При  недостатке  воды,  т.  е.  в  период  минимальных  значений,  попуски  воды  в  нижний  бьеф  могут  осуществляться  на  уровне  3400  м³/с  и  менее  (критическим  значением  является  2500  м³/с).  Если  воды  в  Волгоградском  водохранилище  достаточно,  то  желательно  в  летне-осеннюю  межень  уровень  воды  в  нижнем  бьефе  поддерживать  на  отметке  в  4000  м³/с.  При  высоком  уровне  половодья  сбросы  воды  могут  превышать  5000  м³/с. 

К  началу  зимнего  периода  сброс  воды  через  Волгоградский  гидроузел  увеличивается  с  5000  м³/с  до  7000  м³/с,  но  не  превышает  отметки  в  9000  м³/с. 

Таблица  1.

Основные  показатели  моделей  прохождения  весеннего  половодья  (составлено  автором)

Разработанные  модели  (оптимального,  максимального  и  минимального  обводнения)  позволяют  приспособиться:  с  одной  стороны,  осуществлять  попуски  в  нижний  бьеф,  опираясь  на  количество  выпавших  осадков  и  количества  воды  в  Волгоградском  и  Куйбышевском  водохранилищах,  а  с  другой  –  удовлетворить  потребности  в  воде  всех  водопотребителей,  не  нарушая  эколого-хозяйственного  баланса  Волго-Ахтубинской  поймы.

Список  литературы:

1.Овчарова  А.Ю.  Об  актуальности  составления  графика  «геоэкологического  оптимума»  для  затопления  Волго-Ахтубинской  поймы  //  «Инновации  в  науке»:  матер.  междунар.  заоч.  науч.-практич.  конф.  (11  апреля  2012  г.).  Новосибирск:  Изд.  «Сибирская  ассоциация  консультантов»,  2012.  —  С.  96—99.

2.Основные  правила  использования  водных  ресурсов  Волгоградского  водохранилища  на  р.  Волге.  М.,  1983.  —  36  с.