Transcript Допустимое изъятие речного стока
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «МЕЖВЕДОМСТВЕННАЯ ИХТИОЛОГИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО НОРМИРОВАНИЮ ДОПУСТИМОГО БЕЗВОЗВРАТНОГО ИЗЪЯТИЯ РЕЧНОГО СТОКА И УСТАНОВЛЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СТОКА (ПОПУСКА) Авторский коллектив: д.г.н. Дубинина В.Г. (руководитель и ответственный исполнитель) д.т.н. Косолапов А.Е., д.г.н. Коронкевич Н.И., д.б.н. Чебанов М.С. Москва, 2009
Единой методической основой нормирования безвозвратного изъятия речного стока (Wди) и установления экологического стока (Wэс) и экологического попуска (Wэп) является принцип устойчивого функционирования водных и околоводных (пойменных) экосистем и сохранение условий естественного размножения организмов, при которых сохраняется способность природных компонентов к саморегуляции, то есть самоочищению и самовозобновлению.
Безвозвратное изъятие Общие положения
речного стока - уменьшение естественного стока и реки прудов, в результате переброска различных стока в видов антропогенного воздействия на водные ресурсы (водозабор, создание водохранилищ другие бассейны рек, агролесомелиорация и др.).
Допустимое изъятие речного стока (Wди)
околоводных экосистем.
– максимальный объем воды, безвозвратно изымаемый из реки, при котором сохраняются условия устойчивого и безопасного функционирования водных и
Экологический сток (Wэс)
реки при допустимом безвозвратном изъятии речного стока, обеспечивающий условия – сток на незарегулированных участках устойчивого и безопасного функционирования водных экосистем.
Экологический попуск (Wэп)
– попуск из водохранилища, обеспечивающий водохранилища.
(расходов), условия обеспечивающих устойчивого устойчивое и безопасного функционирования водных экосистем на участке реки ниже Экологический попуск формируется с учетом: рыбохозяйственного, руслоформирующего, санитарного, а также других видов попусков и безопасное функционирование водных и околоводных экосистем.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Нормативы безвозвратного допустимого изъятия речного стока для поверхностных природных водных объектов устанавливаются для: • природного водного объекта, антропогенное воздействие на который не привело к изменению его основных гидрологических и морфологических характеристик; • природного водного объекта, антропогенное воздействие на который привело к изменению режима и характеристик речного стока, но при этом сохранившего репродуктивный потенциал водных биоресурсов.
• для водного объекта, абиотические и биотические характеристики которого претерпели существенные изменения в результате поступления части стока из других речных бассейнов для целевого безвозвратного использования, но сохранившего или восстановившего репродуктивный потенциал водных биоресурсов, нормативы безвозвратного допустимого изъятия речного стока не устанавливаются, а величина экологического стока определяется с учетом современного состояния и требований устойчивого и безопасного функционирования экосистем таких водных объектов.
• для водного объекта, абиотические и биотические характеристики которого претерпели существенные изменения в результате поступления части стока из других речных бассейнов для целевого безвозвратного использования и не имеющих рыбохозяйственного значения, величина экологического стока может устанавливаться для условий естественной водности.
Экологические критерии, используемые при разработке норм Wди, Wэс, Wэп и оценке степени нарушенности экосистем:
• условия естественного воспроизводства водных биологических ресурсов и пойменной растительности; • уровень биологической продуктивности экосистем; • структура сообщества рыб, в т.ч. соотношение ценных и малоценных видов рыб, темпы их роста; • видовое разнообразие организмов, смена сообществ животных и растений; • состояние русла реки и поймы, процессы дельтообразования и др.
Для экологических критериев устанавливаются численные значения основных параметров:
• расход, сток, скорость течения и уровни воды, а также их внутригодовое распределение (гидрограф) в годы различной водности; • сроки весеннего половодья и паводков; • площадь затопления поймы и дельты; • характеристики водного режима русловых и пойменных нерестилищ: скорость течения, глубина, температура воды и др.; • уровенный режим, соленость воды, площади нагула молоди и взрослых особей рыб и др. показатели для замыкающих водных объектов; • видовой состав, численность и биомасса планктонных и донных организмов, динамика численности популяций рыб, характеристики численности молоди конкретного года рождения, промысловый возврат, запасы массовых и ценных видов рыб.
ОБЩИЙ АЛГОРИТМ РАСЧЕТА
На основе анализа связей естественных (восстановленных) гидрологических характеристик реки с продуктивностью водных экосистем или с характеризующими ее косвенными показателями находятся переломные точки (критический объем и расход воды, Wкр и Q кр ), соответствующие критическому состоянию водных экосистем. При расходах и объемах воды, близких к критическим, происходит резкое ухудшение условий и даже полное прекращение естественного воспроизводства промысловых и других видов рыб, а также других водных и околоводных животных и растений.
Определяется исторически минимальный объем стока (Wист), в качестве которого принимается восстановленный минимальный сток в год 99 % обеспеченности.
Среднемноголетний объем допустимого безвозвратного изъятия Wди ср.
по формуле: определяется Wди ср.
= Wкр – Wист , (1) Допустимое безвозвратное изъятие речного стока в годы различной обеспеченности (W ДИр ) определяется по формуле: W ДИp W ДИ ср W p W ср (2) где W p – естественный (восстановленный) сток в годы различной обеспеченности; W ср.
– среднемноголетний естественный (восстановленный) сток.
Расчет величины допустимого безвозвратного изъятия речного стока в бассейне реки к замыкающим створам водохозяйственных участков по стволу реки выполняется с учетом установленной величины Wди ср.
и Wди р с целом для бассейна и коэффициентов пропорциональности К i = W i /W зам.
, где W i – сток в i водохозяйственном створе по стволу реки; W реки.
зам.
– сток в замыкающем створе бассейна (3) При установлении лимитов и квот забора водных ресурсов следует ориентироваться на среднемноголетний объем допустимого безвозвратного изъятия речного стока Wди ср и . . В многоводные и маловодные годы установленные величины лимитов и квот могут корректироваться в пределах нормы допустимого безвозвратного изъятия стока Wди р , определяемой по формуле (2, 3).
Исходя из установленной нормы Wди p , рассчитывается экологический сток (Wэc р ) и экологический попуск (Wэп p ) для лет различной водности.
В общем случае: Wэс p = Wэп p =W p -Wди p (4) Расчет • • экологического попуска (Wэп формируется экологический попуск (Wэп p p ) в приточности осуществляется в следующем порядке: замыкающем по формуле (4) определяется величина экологического стока; створе расчетного водохозяйственного участка ниже плотины водохранилища при наличии боковой с учетом рыбохозяйственного, руслоформирующего, санитарного, навигационного, энергетического и других видов попусков, а также боковой приточности на участке ), осуществляемый из водохранилища и обеспечивающий соблюдение (Wэс p ).
Внутригодовое распределение Wди p , Wэс p , Wэп p стоку определяется в соответствии с для лет различной обеспеченности по гидрографом условно-естественного (восстановленного) стока. Если в отдельные периоды межени расчетное безвозвратное изъятие стока приводит к регулярному снижению скоростей течения до значений менее 0,2 м/с, величина Wди р должна быть снижена, и расчет повторен до достижения приемлемых скоростей течения в межень. Для пересыхающих и перемерзающих рек корректировка по скорости течения не обязательна.
В тех случаях, когда на каких-либо водохозяйственных участках в отдельные интервалы времени расчетная величина санитарной проточности превышает экологический сток, в качестве последнего принимается санитарный расход.
При определении Wди, Wэс, Wэп ключевой является задача определения критических объемов (расходов) воды, методы определения которых подразделяются на две основные группы: 1) методы, основанные на связи биологических и гидрологических характеристик состояния экосистем; 2) методы критических гидроэкологических параметров, основанные на использовании косвенных (в том числе абиотических) характеристиках состояния экосистем.
Методы анализа связей биологических и гидрологических характеристик состояния экосистемы
Эти методы применяются для рек или их участков при наличии многолетних данных наблюдений за гидрологическим режимом и биопродуктивностью водных экосистем. Они являются основными для водных объектов или отдельных их участков, имеющих особо важное значение для воспроизводства массовых и ценных видов рыб.
При использовании этого метода по многолетним данным устанавливаются (численностью сеголетков), численностью популяций, промысловым возвратом рыб (или других водных животных) и параметрами речного стока.
зависимости между «урожайностью» поколений На основе полученных зависимостей определяется объем стока, соответствующий критическим условиям (Wкр), когда естественное воспроизводство минимально или практически не регистрируется.
Для рек, впадающих в замкнутые или полузамкнутые водные объекты, по уравнениям связи между годовым объемом стока (или соленостью воды, коррелирующей с объемом стока за несколько предшествующих лет) и численностью популяций, промысловым возвратом рыб определяется объем речного стока, не обеспечивающий условия нагула молоди и половозрелых рыб в замыкающем гидрографическую сеть водном объекте.
В тех случаях, когда критические наиболее жесткие величины Wкр.
величины речного стока, характеризующие условия размножения рыб и условия их нагула в водном объекте, замыкающем гидрографическую сеть различаются, принимаются Для определения Wкр могут быть также использованы различные апробированные модели, учитывающие связь между гидрологическими характеристиками и показателями биологической продуктивности водных объектов.
МЕТОДЫ КРИТИЧЕСКИХ ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Методы критических гидроэкологических параметров используются при отсутствии надежных связей влияния гидрологического режима на состояние экосистем. При этом в качестве показателей этого состояния используются косвенные характеристики, при выборе которых целесообразно выделять: русла рек, устья рек и дельтовые озера (лиманы).
показателями являются
Русла рек
Для русел рек наиболее значимыми в экологическом отношении расход и скорость течения способность потока, нарушается процесс руслоформирования.
воды.
Для рассматриваемых створов определяются скорость потока или расход воды, соответствующие критическим значениям для водной экосистемы, при которых не регистрируется процесс естественного размножения ценных и массовых видов рыб и других водных животных в половодья, паводки, и другие экологически значимые периоды, снижается транспортирующая Определяется объем (расход) воды, соответствующий критическим гидрологическим условиям воспроизводства (Qкр, Wкр) в период нерестовых миграций, нереста и ската молоди ценных и массовых видов рыб и других водных животных.
В качестве критической величины состояния русла реки в меженный период можно использовать пороговое значение скорости руслового потока, при которой русло не заиливается и не зарастает.
При превалирующей роли поймы в функционировании водной и околоводной экосистем на установления критического стока.
конкретном рассматриваемом участке показатель обводнения поймы может быть использован как основной для Для малых рек и притоков основной реки, по которым отсутствует соответствующая информация, за Wкр принимается объем восстановленного стока лет 96-97 % обеспеченности, сохраняющий минимально допустимые условия функционирования речной экосистемы.
Устья рек
Для устьев рек критическим гидрологическим соответствуют такие расходы воды, при которых: условиям а) подошедшие на нерест производители рыб в предустьевой зоне моря теряют ориентацию на сток пресной воды; б) происходят необратимые процессы, ухудшающие водный режим в микродельтах (нарушается баланс осадконакопления взвешенных веществ, в результате чего начинается интенсивный процесс формирования предустьевого бара и отчленение водотока (и его рукавов от моря).
По данным учетных съемок проводится анализ динамики нерестовой миграции проходных и полупроходных рыб и расходов воды (объема стока) в устье и определяется критический расход воды (объем стока), при котором не обеспечивается заход производителей рыб в устья рек.
Количественная оценка влияния изъятия стока на гидрографические характеристики устьевых водотоков может быть дана по гидролого морфометрическим зависимостям (скорость течения, глубина, ширина от расхода воды в расчетом створе).
Пресноводные озера (лиманы)
Критические условия в дельтовых пресноводных озерах (лиманах) складываются при отсутствии стока в море. Такая ситуация возникает при снижении уровня воды в водоемах до морских отметок (прекращается водообмен между озерами и морем) в результате снижения поступления пресного стока. В этом случае речной сток в дельтовые водоемы расходуется на компенсацию испарения и транспирацию (Wисп). Формулу для расчета компенсирующего стока (сток, соответствующий критическим гидрологическим условия) (Wкр) в общем виде можно представить как: Wкр = ΔW + Wисп, (4) Г де ΔW- изменение объема, характеризующего сезонные колебания уровня воды озера (лимана), млн.м 3 ; Wисп = F (e+e тр -r) - объем видимого испарения и транспирации надводной растительностью с поверхности водного объекта, млн.м 3 .
В развернутом виде (4) можно записать: W кр = [(H XII – H I ) .
F I + W испI ] + [(H I – H II ) .
F II +W испII ] + …+[(H i-1 – H i ) .
F i + W испi ] (5) где H i F i - среднемесячный уровень воды озера (лимана), м; – изменение площади озера за счет колебаний уровня воды в озере, м При определении W КР расчетной обеспеченности (Р) для следующих элементов: е – слой испарения с водной поверхности – 5% Р; 2 ; используются гидрометеорологические данные е тр – слой суммарного испарения с заросших надводной растительностью участков – 5% Р; r – слой атмосферных осадков – 95% Р;
ПРИМЕР РАСЧЕТА W
КР
, W
ДИ
И W
ЭС
ДЛЯ РЕКИ ДОН В СТВОРЕ «СТАНИЦА РАЗДОРСКАЯ»
Бассейн р.Дон имеет рыбохозяйственное значение, а Нижний Дон (рис.1) согласно «Показателям состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов» (ГОСТ 17.1.2.04-77) является водным объектом высшей (особой) категории рыбохозяйственной ценности, поскольку здесь сохранились естественные нерестилища и зимовальные ямы осетровых рыб, в многоводные годы рыб.
заливаются нерестилища и функционируют зимовальные ямы полупроходных рыб, действуют предприятия по искусственному разведению Рисунок 1. Карта Нижнего Дона Основным фактором, лимитирующим сегодня возможность увеличения уловов ценных видов рыб на современном уровне, являются условия естественного воспроизводства.
Для Нижнего Дона имеются многолетние данные наблюдений, как по гидрологическому режиму, так и по динамике численности популяций промысловых рыб, что позволяет для расчета нормы безвозвратного допустимого изъятия речного стока использовать основной метод анализа связей биологических и гидрологических характеристик состояния экосистемы.
РАСЧЕТ W КР , W ДИ И W ЭС Исходные данные
• • • естественный (восстановленный) гидрологический ряд (по водохозяйственным годам) в расчетном створе – ст.Раздорская за период 1891/92-1989/90 гг.; типовые расчетные гидрографы (по водохозяйственным годам) стока р.Дон в створе станицы Раздорская для значений обеспеченности годового стока; численность популяций леща, судака, осетра; • численность поколений этих видов рыб; • промысловый возврат леща, судака, осетра; • соленость воды Азовского моря.
1.Определение W кр
а) На основе имеющихся данных о численности сеголетков основных промысловых видов рыб (судак, лещ, осетр) по урожайности за условно-естественный период 1920 1951гг. строятся соответствующие кривые обеспеченности урожайности (рис.2) по которым определяются границы численности поколений сеголеток различной урожайности (табл.2) высокоурожайные, урожайные, среднеурожайные и низкоурожайные поколения.
Таблица 2 Численность сеголетков судака, леща, осетра для условно-естественного периода (1920-1951 гг.) * Поколение Судак, млн. шт.
1925-51 >115 Лещ, млн. шт.
1930-51 >165 Осетр, тыс. шт.
1920-51 >550 Высокоурожайное Урожайное Среднеурожайное Низкоурожайное 85-115 45-84 <45 120-165 65-120 <65 240-550 100-240 <100 * Примечание: все поколения, сформировавшиеся после 1952 г. (ввод в эксплуатацию Цимлянского гидроузла) в соответствии с приведенными границами численности поколений относятся к низкоурожайным.
Рисунок 2. Кривые обеспеченности численности сеголетков рыб
б). Проверяется гипотеза о наличии значимой связи для Нижнего Дона между объемом годового и половодного стока и урожайностью поколений основных промысловых видов рыб. По результатам статистического анализа строятся регрессионные зависимости «объем годового (половодного) стока - численность сеголетков» для основных промысловых видов рыб (1) - (3): - судак: N с 0 , 0013 W 3 , 277 ; R 0 , 97 ; SE 8 , 01 (1) - лещ: N л ехр ( 1 , 1 0 , 131 W ); R 0 , 89 ; SE 0 , 64 (2) - осетр: N ос ехр ( 19 , 008 7 , 534 ln W ); R 0 , 80 ; SE 1 , 16 (3) где: N - численность сеголетков; W - годовой сток р.Дон в створе ст.Раздорской; R -корреляционное отношение; SE - средняя квадратическая ошибка. Некоторые результаты расчетов по зависимостям (1) - (3) приведены в таблице 3.
Таблица 3 Численность сеголетков осетра, судака, леща для разной обеспеченности стока условно естественного периода Обеспеченность годового стока, % Сток, млн.м 3 годовой весенний (III-V) Осетр, тыс. шт.
Судак, млн. шт.
Лещ, млн. шт.
25 50 60 75 80 85 32,8 26,4 23,9 20,4 18,2 17,8 23,3 17,6 13,4 12.3
10,4 10,0 1474,2 279,4 136,2 41.0
17,6 14,8 121,0 58,7 42,1 25.1
17,6 16,3 221,6 94,5 69,3 44.3
32,8 31,0 90 92 93 95 16,6 15,8 14,6 14.0
8,9 8,2 7,1 7.5
8,8 6,0 3,3 2.0
13,1 11,0 8,5 6.8
26,6 23,8 20,3 18.9
min исторический 11,6 4,4 0,6 4,0 13,7 Из анализа данных приведенных таблиц следует, что при годовом стоке обеспеченностью до 50% наиболее вероятно появление высокоурожайных и урожайных поколений осетра, судака и леща, а при объеме стока соответствующего 75% обеспеченности и более – только низкоурожайные поколения .
в) Определяются критические гидрологические условия, при которых практически происходит прекращение воспроизводства основных промысловых видов рыб. Для этого по фактическим данным наблюдений для условно-естественного периода строятся графики «численность сеголетков – объем половодного (годового) стока» (рис. 3,4) по основным промысловым видам рыб. Анализ построенных графиков показывает, что в целом критические гидрологические условия складываются при половодном стоке – 6.0 8.5 км 3 , что в среднем соответствует годовому стоку 15.4 км 3 (года: 1935/1936 W г= 14.4
км 3 , W пол = 8.0 км 3 ; 1949/1950 W г= 14.1 км 3 , W пол = 8.5 км 3 ; 1950/1951 W г= 12.5 км 3 , W пол = 7.1 км 3 ; 1969/1970 W г= 19.2 км 3 , W пол = 7.9 км 3 ; 1973/1974 W г= 16.6 км 3 , W пол = 8.1 км 3 ; 1975/1976 W г= 12.2 км 3 образом в качестве W , W кр пол = 6.7 км 3 ; 1976/1977 W г= 18.7 км 3 , W пол = 8.2 км 3 ). Таким в дальнейших расчетах принимается годовой сток в створе ст.Раздорская в объеме 15.4 км 3 . В соответствии с данными таблицы 3 расчетные величины W кр приблизительно соответствуют по стоку году 93% обеспеченности.
2. В качестве W ист принимается минимальный объем годового стока в гидрологическом водохозяйственном ряду восстановленного стока (1972/73г, W ист =11.6км 3 , сток за период половодья - 5.3 км 3 ). Тогда величина W периодам водности приведено в табл. 4.
ди ср.
=15.4 - 11.6 = 3.8 км 3 . Распределение W ди ср.
по Таблица 4 Внутригодовое распределение Wди ср .
Показатели Половодье (март-май) Летне-осенняя межень (июнь-ноябрь) Зимняя межень (декабрь-февраль) Год W ди ср.
, км % 3 3.25
85.6
0.32
8.5
0.22
5.9
3.8
100 3. Допустимое безвозвратное изъятие речного стока в годы различной водности (W ДИр ) определяется по формуле: W ДИp W ДИ ср W p , W ср где W p – естественный (восстановленный) сток в створе ст.Раздорская в годы различной обеспеченности; W ср.
–среднемноголетний естественный (восстановленный) сток в створе ст.Раздорская. 4. Исходя из установленной нормы Wди p , рассчитывается экологический сток (Wэc p ) и экологический попуск (Wэп p ), в годы различной водности. В общем случае: Wэс p (эп p ) =W p - Wди p . В таблице 5 приведены сводные данные по величине экологического стока в Азовское море для лет различной обеспеченности по стоку.
Рисунок 3*. Зависимость численности сеголетков леща, судака, осетра от весеннего стока (III-V) р. Дон при условно естественном режиме реки ; - критические гидрологические условия в период половодья
Рисунок 4 * . Зависимость численности сеголетков леща, судака и осетра от годового стока р. Дон при естественном режиме естественный (восстановленный) годовой сток, соответствующий критическим гидрологическим условиям в период половодья
Таблица 5
Экологический сток в Азовское море в годы различной водности
Обеспеченно сть года по стоку, % Показатели Половодье (март-май) Летне-осенняя межень (июнь-ноябрь) Зимняя межень (декабрь-февраль) Год 25 50 60 75 80 90 W эс25 , км 3 % W эс50 , км 3 % W эс60 , км 3 % W эс75 , км 3 % W эс80 , км 3 % W эс90 , км 3 % 19,93 70,4 13,94 61,1 12,25 59,4 10,7 60,8 8,54 52,4 9,39 64,0 6,14 21,7 5,14 22,5 5,01 24,3 5,3 29,9 4,90 30,1 3,54 24,1 2,25 7,9 3,73 16,3 3,37 16,3 1,6 9,3 2,84 17,4 1,75 11,9 28,32 100 22,81 100 20,63 100,0 17,6 100 16,28 100 14,68 100 ** Примечание: экологический сток поступающий в Азовское море формируется за счет попуска из Цимлянского водохранилища и боковой приточности на участке «плотина Цимлянского водохранилища - устье р.Дон»
5.Определяется объем стока р.Дон, обеспечивающий условия нагула проходных и полупроходных рыб в Азовском море. Главным лимитирующим фактором рыбопродуктивности Азовского моря является соленость воды, определяющая ареалы, пригодные для обитания молоди и взрослых рыб. Соленость моря текущего года определяется речным стоком за предшествующие годы. Регрессионная зависимость (4), построенная по данным многолетних наблюдений за стоком р.Дон поступающим в Азовское море и соленостью моря, позволяет определять соленость моря текущего года по данным о годовом стоке в море за предшествующие года. S i 15 , 4 0 , 03869 0 , 01507 W i 1 W i 5 0 , 02949 0 , 0256 W i ; R W i 4 0 , 02729 0 , 91 ; SE W i 3 0 , 45 0 , 03271 W i 2 (4) где W - объем донского стока за i-5,…,i-1,i годы. По данным многолетних наблюдений выявлены зависимости (5) (9) между величиной промыслового возврата, численностью популяций и соленостью воды в Азовском море, характеризующей условия обитания рыб в море: P о P су д exp( 19 , 43 exp( 8 , 47 692 0 , 65 ln S ); R S ); R 0 , 50 ; SE 0 , 59 ; SE 1 , 0 ; 0 , 96 ; (5) (6) P л exp( 11 , 66 0 , 885 S ); R N су д exp( 14 , 517 0 , 56 ; SE 0 , 853 S ); R 1 , 31 ; (7) 0 , 75 ; SE 0 , 8 ; (8) N л exp( 12 , 1 0 , 608 S ); численность леща и судака; R 0 , 74 ; SE 0 , 58 ; (9) где P - промысловый возврат осетра, судака и леща; N - S - соленость воды в Азовском море. Вычисленные по полученным уравнениям промысловый возврат и численность основных промысловых видов рыб приведены в табл.6. Для определения критической величины стока р.Дон поступающего в море (и соответственно - величины допустимого изъятия стока) обеспечивающего экологически допустимые условия нагула проходных и полупроходных видов рыб в Азовском море, выполнены группировки данных по промвозврату, численности популяций рассматриваемых продуктивности Азовского моря (табл.7,8). видов рыб и соответствующих им показателей солености по уровням
Соленость, ‰ 9,0 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 32,0 29,0 26,1 23,1 20,1 17,2 14,2 11,2 Таблица 6 Возможный промысловый возврат и численность популяций при разной солености моря и величине стока р.Дон Сток, км 3 /год Дон 37,9 Дон и Кубань 51,8 осетр, тыс. шт.
68,4 Промысловый возврат лещ, млн. шт.
судак, млн. шт.
Численность популяций, млн. шт.
лещ судак 40,2 13,7 756 930 8,3 45,2 41,9 38,6 35,4 32,1 28,8 25,6 22,3 19,0 33,0 23,5 17,1 12,5 9,3 7,0 5,4 4,1 3,2 16,6 10,7 6,9 4,4 2,8 1,8 1,2 0,7 0,5 7,2 5,2 3,7 2,7 1,9 1,4 1,0 0,7 0,5 412 304 224 165 122 90 66 49 36 13 Таблица 7 400 260 170 110 70 45 30 20 Возможный промысловый возврат рыб Азовского моря по уровням продуктивности Уровень продуктивности Соленость Азовского моря,‰ Осетр,тыс. шт.
Лещ, млн. шт.
Судак, млн. шт.
9,0-10,5 >25 >5,0 >10,7 Высокопродуктивный 10,6-11,5 24-15 5,0-2,6 10,7-4,4 Продуктивный Среднепродуктивный 11,6-12,5 13-17 2,6-1,4 4,4-1,8 12,6-14,0 <7 <1,4 <1,4 Низкопродуктивный Таблица 8 Возможная численность популяций рыб Азовского моря по уровням продуктивности Уровень Продуктивности Соленость Азовского моря, ‰ Судак, млн. шт.
Высокопродуктивный 9,0-10,5 >390 Продуктивный 10,6-11,5 380-210 Среднепродуктивный Низкопродуктивный 11,6-12,5 12,6-14,0 205-35 <35 Лещ, млн. шт.
>300 290-165 160-90 <90
ВЫВОДЫ
Анализ данных табл.6,7,8 показывает, что лучшие условия для формирования рыбопродуктивности моря складываются при солености от 9.0 до 11.5‰. При солености 12.5-14.0‰ экосистема моря характеризуется низкой продуктивностью и в дальнейшем теряет основные эволюционно-сложившиеся качества. Таким образом, величина солености моря, равная 11.5‰ принимается в качестве экологически предельно допустимой.
Такая соленость формируется при поступлении в море годового стока в объеме 23.1 км стока в бассейне в размере 4.6 км км 3 .
3 3 , что соответствует среднемноголетнему объему безвозвратного изъятия речного (27.7-23.1=4.6). При этом суммарный сток рр. Дона и Кубани в Азовское море равен 35,4 В качестве принимается нормативной наиболее величины безвозвратного допустимого изъятия речного стока из бассейна р.Дон жесткая среднемноголетняя её величина – 3,8 км 3 , при Wкр годового стока в объеме 15,4 км 3 , характеризующего полупроходных рыб. Таким образом, среднемноголетняя норма безвозвратного изъятия стока из бассейна р. Дон (3,8 км км 3 естественного (восстановленного) стока в Азовское море (27,7 3 /год) составляет 13,7 % от среднемноголетней величины /год).
условия размножения проходных и
ПРИМЕР РАСЧЕТА W КР , W ДИ И W ЭС ДЛЯ РЕКИ ВОРОНЕЖ В СТВОРЕ «Р.ВОРОНЕЖ, ВЫШЕ УСТЬЯ Р.МАТЫРА»
Расчеты выполнены по методу критических гидроэкологических параметров (с использованием показателя затопления поймы). Выбор метода расчета обусловлен следующими соображениями.
В недалеком прошлом р,Воронеж и ее притоки - Усмань, Ивница, Излегоща и Матыра играли значительную роль в воспроизводстве рыбных запасов местных и донских видов рыб. До создания Воронежского водохранилища ихтиофауна бассейна р. Воронеж была представлена 41 видом рыб. Перекрытие реки в нижнем течении плотиной Воронежского водохранилища и загрязнение ее сточными водами привели к качественному обеднению ихтиоценоза как самой реки, так и ее притоков. Из состава ихтиоценоза выпали донские представители; такие виды как стерлядь, подуст, шемая, белоглазка, синец, рыбец, чехонь встречаются единичными экземплярами. Многолетние исследования ихтиологов Воронежского университета и Воронежской областной госрыбинспекции, проводимые с 1954г., показали, что в р. Воронеж и ее притоках уже не встречаются гольян, русская быстрянка и обыкновенный подкаменщик, который включен в Красную книгу Российской Федерации.
В настоящее время преобладающими в бассейне являются карповые (лещ, сазан, голавль, елец, линь, жерех, карась, язь, красноперка, плотва) и окуневые (окунь, судак, ерш). Имеется щука, иногда достигающая больших размеров, встречаются сомы – многокилограммовые экземпляры.
Фитофильные реофильные рыбы (язь, елец) как правило находят в бассейне необходимые для эффективного воспроизводства природные условия практически ежегодно, за исключением самых маловодных и холодных весен.
Лимнофильные фитофильные рыбы (щука, лещ, плотва, судак, сазан и др.) в бассейне откладывают икру на мягкую и жесткую растительность русла и пойменных озер, на луговую и болотно-луговую растительность затапливаемых паводком площадей поймы, а в случае отсутствия паводка выметывают икру в русле, на урезе воды, в зарослях тростника и в переплетениях корней древесно кустарниковой прибрежной растительности.
Критические условия для размножения указанного вида рыб на пойменных нерестилищах складываются при отсутствии затопления поймы, которая обеспечивает 95-97% урожая молоди.
Таким образом, выбор данного метода расчета допустимого изъятия стока при отсутствии связей биологических и гидрологических характеристик состояния экосистемы обусловлен хорошо выраженной
Общая характеристика бассейна и исходные данные
Бассейн реки Воронеж занимает северную часть территории бассейна реки Дон в пределах Рязанской, Липецкой, Тамбовской и Воронежской областей, располагаясь на Донской равнине у восточной окраины Среднерусской возвышенности (рис.1,2). Общая площадь речного бассейна составляет 21600 км 2 или 5.1% площади бассейна реки Дон. Началом реки считается слияние двух притоков – Польного Воронежа и Лесного Воронежа на 342 км от устья.
Протяженность бассейна реки Воронеж с севера на юг достигает 250 км и с запада на восток 120 км.
Годовой сток на реках бассейна р.Воронеж характеризуется обычно высоким весенним половодьем (III – IV) и низкой летне-осенней и зимней меженью. Доля весеннего стока на разных реках составляет 50 – 77% от годового объема стока.
На малых водотоках иногда весь сток проходит весной.
По характеру изменения водности рек в течение года выделяются сезоны: весна (март – май), лето – осень (июнь – ноябрь) и зима (декабрь – февраль).
Календарные сроки сезонов в расчетах допустимого изъятия стока приняты едиными для лет различной обеспеченности по стоку с округлением до целых месяцев.
Рисунок 1. Карта-схема бассейна р.Воронеж
75 90 95 96 97 98 99
РАСЧЕТ W КР , W ДИ , W ЭС
Внутригодовое распределение стока рек в опорных створах по сезонам и внутри сезонов выполнено по методу В.Г.Андреянова, основанному на равенстве обеспеченностей годового стока, стока лимитирующего периода (июнь – февраль) и лимитирующего сезона (лето – осень). Сток половодного весеннего сезона определялся по разности величин стока за год и лимитирующего периода. Внутригодовое распределение стока устанавливалось по методу аналогии с ближайшими опорными створами. В таблицах 1,2 приведены характеристики и внутригодовое распределение естественного стока р.Воронеж в створе «р.Воронеж, выше устья р.Матыра» (219 км от устья) для характерных лет 50%, 75%, 95%, 96%, 97% и 99% обеспеченности.
Таблица 1 Параметры годового стока р.Воронеж в створе «р.Воронеж, выше устья р.Матыра» Площадь вод осбора км 2 Q 0 м 3 /с Параметры W 0 млн.м 3 Cv Cs 50% 75% 90% Сток, млн.м 3 95% 96% 97% 98% 99% 532,3 503,95 464 415 10020 33,3 1050,1 0,33 2 C v 1003,2 794,18 638,6 553,47 Таблица 2 Внутригодовое распределение стока р.Воронеж в створе «р.Воронеж, выше устья р.Матыра», ( м 3 /с) Р, % III IV V VI VII Месяцы VIII IX X XI XII I II 50 16,5 233 47,0 12,0 9,20 8,84 8,84 9,58 11,5 9,60 8,97 8,97 16,0 172 45,4 9,44 7,22 7,27 7,30 8,00 7,59 7,80 7,79 7,79 17.08
14,8 120.0
104 43.84
38,0 7.21
6,25 6.69
5,80 6.27
5,43 6.50
5,63 6.69
5,80 6.63
5,75 7.62
6,60 7.60
7.56
6,59 6,55 14,2 13,5 12,4 11,1 100,0 94,7 87,2 78,2 36,5 34,6 31,9 28,6 6,0 5,7 5,2 4,7 5,6 5,3 4,9 4,4 5,2 4,9 4,6 4,1 5,4 5,1 4,7 4,2 5,6 5,3 4,9 4,4 5,5 5,2 4,8 4,3 6,3 6,0 5,5 5,0 6,3 6,0 5,5 5,0 6,3 6,0 5,5 4,9
В соответствии со справочником «Ресурсы поверхностных вод СССР», т.7 высота нуля графика для р.Воронеж по водпосту г.Липецк составляет 94.96 м БС, уровень выхода воды на пойму H=864см над нулем графика.
По данным Гидрологических ежегодников о режиме и ресурсах поверхностных вод суши (т.2, вып.7-8) определяется соответствующий выходу воды на пойму расход воды Q кр , который составляет ≈ 95 м 3 /с.
По млн.м данным 3 .
таблицы 2 выбирается год, в который среднемесячный расход воды за период половодья не превышал Qкр. В качестве такого года принят год 97% обеспеченности, объем стока которого составляет 503.9
Естественный (восстановленный) годовой сток рассматриваемом створе в год 99% обеспеченности, принятый за Wист для исследуемого створа составляет 415.9 млн.м в 3 (табл.1 и 2).
Находится Wди ср.: 503.9 – 415.9 = 88.0 млн.м 3 , что составляет около 8.4% от среднего многолетнего стока в рассматриваемом створе.
6.Результаты расчетов Wди р и Wэс р для лет 50%, 75%, 90 и 95% обеспеченности по стоку в разрезе сезонов сведены в табл.3-5.
Таблица 3 Расчет безвозвратного допустимого изъятия стока и величины экологического стока в створе «р.Воронеж, выше устья р.Матыра» для года 50% обеспеченности по стоку Показатели Год, млн.м 3 Весна (март-май) Лето-осень (июнь-ноябрь) Зима (декабрь-февраль) W 50% , млн.м 3 W кр , млн.м 3 W ист , млн.м 3 W сан , млн.м 3 W ди ср , млн.м 3 W ди 50% , млн.м 3 W эк50% , млн.м 3 1003,26 503,95 415,96 211,08 88,00 84,56 918,70 774,01 374,21 308,88 83,00 65,33 62,79 711,22 157,80 83,14 68,62 85,85 14,52 13,95 143,85 71,45 46,59 38,46 42,22 8,14 7,82 63,62 «р.Воронеж, выше устья р.Матыра» для года 75% обеспеченности по стоку Таблица 4* Расчет безвозвратного допустимого изъятия стока и величины экологического стока в створе Показатели Год, млн.м 3 Весна (март-май) Лето-осень (июнь-ноябрь) Зима (декабрь-февраль) W 75% , млн.м 3 W ди ср , млн.м 3 W ди 75% , млн.м 3 W эк75% , млн.м 3 794,18 88,0 66,85 727,33 610,28 65,33 49,64 560,63 123,30 14,52 11,03 112,27 60,60 8,14 6,18 54,42 «р.Воронеж, выше устья р.Матыра» для года 95% обеспеченности по стоку Таблица 5* Расчет безвозвратного допустимого изъятия стока и величины экологического стока в створе Показатели W 95% , млн.м 3 W ди ср , млн,м 3 W ди 95% , млн,м 3 W эк 95% , млн,м 3 Год, млн.м 553,47 88,0 46,50 506,97 3 Весна (март-май) 410,99 65,33 34,53 376,46 Лето-осень (июнь-ноябрь) 91,31 14,52 7,67 83,64 Зима (декабрь-февраль) 51,17 8,14 4,30 46,87 * Примечание: W кр и W ист приведенным в табл.3.
принятые при расчетах W ди р и W эк р в табл.4-5 соответствуют