Географические основы управления устойчивым водопользованием в бассейновых системах Сибири тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Жерелина Ирина Владимировна

• Жерелина Ирина Владимировна
• доктор наук
• 2026

Оглавление диссертации доктор наук Жерелина Ирина Владимировна

Введение

Глава 1 Теоретико-методологические основы управления устойчивым водопользованием

1.1. Устойчивое водопользование как географическое понятие

1.2 Бассейн как единица управления устойчивым водопользованием

1.2.1 Бассейн - интегральная природно-хозяйственная система

1.2.2 Территориальная организация природопользования в бассейновых системах

1.2.3 Иерархическая организация бассейновых систем

1.3 Географическая обусловленность управления устойчивым водопользованием в бассейновых системах

1.3.1 Ландшафтно-географические основы управления устойчивым водопользованием

1.3.2 Институциональный механизм управления устойчивым водопользованием

1.3.3 Программный механизм управления в бассейновых системах

Выводы по главе

Глава 2 Управление устойчивым водопользованием в международных бассейнах Сибирского макрорегиона

2.1 Международные речные бассейны Сибири

2.2 Обоснование использования методики глобальной оценки международных вод для целей устойчивого водопользования

2.3 Диагностический анализ международного бассейна (на примере бассейна

р. Иртыш)

2.3.1 Определение границ и особенностей использования территории международного бассейна

2.3.2 Выявление и идентификация проблем устойчивого водопользования

2.4 Причинно-следственный анализ приоритетных проблем устойчивого водопользования в бассейне р. Иртыш

2.4.1 Нехватка пресной воды и проблема вододеления

2.4.2 Загрязнение водных объектов

2.5 Институциональный механизм управления устойчивым водопользованием в международных речных бассейнах (на примере бассейна р. Иртыш)

2.5.1 Сбалансированное использование водных ресурсов трансграничных рек

2.5.2 Предотвращение трансграничного переноса загрязняющих веществ

р. Иртыш и ее притоками

Выводы по главе

Глава 3 Управление устойчивым водопользованием в полирегиональных бассейнах Сибири

3.1 Гидрографическое и водохозяйственное районирование Сибири

3.2 Оценка состояния водных объектов и их водосборной площади в составе Схем комплексного использования и охраны водных объектов

3.2.1. Схема комплексного использования и охраны водных объектов как документ, обосновывающий мероприятия по достижению устойчивого водопользования в речных бассейнах

3.2.2. Оценка обеспеченности водными ресурсами населения и территории Сибири

3.2.3. Оценка изменения водных ресурсов в результате хозяйственной деятельности

3.3 Программный механизм управления устойчивым водопользованием на межрегиональном уровне (на примере Иртышского бассейнового округа)

3.3.1 «Дорожная карта» как стратегический документ поэтапного достижения целевых показателей СКИОВО

3.3.2 Целевые показатели качества воды поверхностных водных объектов бассейна р. Иртыш

3.3.3 План мероприятий по поэтапному достижению целевых показателей бассейна

3.4 Информационное обеспечение управления устойчивым водопользованием в бассейнах крупных рек

3.4.1 Информационно-аналитическая система бассейна крупной реки как часть единого цифрового пространства России

3.4.2 Локальная ГИС «Бассейн Иртыша»

3.4.3 Создание информационно-аналитической системы «Бассейн Иртыша»

Выводы по главе

Глава 4 Управление устойчивым водопользованием в полирайонных бассейнах Сибири (на примере бассейна р. Бурла)

4.1 Особенности водопользования в бассейне р. Бурла

4.2 Территориальная организация природопользования на водосборе

4.2.1 Экологический каркас бассейна р. Бурла

4.2.2 Функциональное зонирование межкаркасного пространства (на примере Бурлинского ключевого участка)

4.3 Обводнение территории

4.3.2 Регулирование стока р. Бурла

4.3.3 Дотационная подача воды из р. Обь

4.4 Организация управления устойчивым водопользованием в бассейне р. Бурла

Выводы по главе

Глава 5 Управление устойчивым водопользованием на урбанизированных территориях (на примере р. Ушайки в г. Томске)

5.1 Устойчивое развитие урбанизированных территорий и экологическое оздоровление водных объектов

5.2 Водоохранное обустройство р. Ушайки и ее прибрежных территорий в границах г. Томска

5.2.1 Обоснование границ прибрежных территорий для водохранного обустройства

5.2.2 Факторы водоохранного зонирования

5.2.3 Водоохранное зонирование и обустройство прибрежных территорий

5.3 Реализация Концепции водоохранного обустройства р. Ушайки и ее прибрежных территорий в черте г. Томска

5.3.1 Концепция комплексного водоохранного обустройства р. Ушайки

5.3.2 Оценка эффективности выполнения мероприятий по водоохранному обустройству р. Ушайки

Выводы по главе

Основные результаты, выводы и рекомендации

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Нормативные и правовые акты

Источники на русском языке

Источники на иностранных языках

Приложение 1. Классификационная таблица речных систем Сибири по их величине и структуре административно-территориальных единиц (фрагмент)

Приложение 2. Расчет доли изъятия речных вод в год 95% обеспеченности на территории пограничных ВХУ бассейна р. Иртыш

Приложение 3. Единицы гидрографического и водохозяйственного районирования бассейновых округов Сибирского региона

Приложение 4. Удельная водообеспеченность и доля изъятия водных ресурсов в Сибири

Приложение 5. Антропогенная нагрузка на водные объекты Сибири и их водосборную площадь

Приложение 6. Результаты расчета целевых показателей качества воды

Приложение 7. Пространственные данные локальной ГИС «Бассейн Иртыша»

Приложение 8. Легенда ландшафтной карты Бурлинского ключевого участка

Приложение 9. Оценка устойчивости ландшафтов долины р. Ушайки в границах г. Томска к антропогенным воздействиям

Приложение 10. Мероприятия по экологическому оздоровлению и водоохранному обустройству, выполненные на р. Ушайке и ее прибрежных территориях

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Географические основы управления устойчивым водопользованием в бассейновых системах Сибири»

Введение

Актуальность темы исследования. Идеи устойчивого развития интегрированы в систему стратегического планирования России, что отражено в национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 г. и на перспективу до 2036 года [16] и проекте Водной стратегии Российской Федерации на период до 2036 года и на дальнейшую перспективу до 2050 года [7], однако идеология устойчивого водопользования не закреплена законодательно, что осложняет ее применение на практике. В государственном управлении водопользование рассматривается в узком смысле [10, ст. 1] и не учитывает влияние водосборной площади на формирование водных ресурсов. Бассейновый подход, декларированный как один из основных принципов водного законодательства, фактически реализован только в гидрографическом и водохозяйственном районировании территории России и регулировании водных отношений на уровне бассейновых округов [10, ст. 3, 28].

В то же время в мировой практике доказана эффективность использования бассейнового подхода в целях сбалансированного использования водных, земельных и иных связанных с ними ресурсов на водосборах крупных [123, 356, 373], средних [338, 341], малых [353] рек. Глобальным партнерством по воде (О'Р) разработана методология интегрированного управления водными ресурсами (ИУВР), основанная на идеях устойчивого водопользования [348] и используемая в практике управления водопользованием во многих странах мира [336, 352, 355, 359, 368, 376]. В России внедрение ИУВР связано с законодательными, административными, организационными и финансовыми сложностями, обусловленными спецификой страны. При этом созданы необходимые предпосылки для создания собственной системы управления устойчивым водопользованием.

Научное обоснование моделей и механизмов управления водопользованием преимущественно выполняется на примере бассейнов водных объектов Европейской части России, прежде всего р. Волги [84, 121, 122, 198, 199].

Бассейновым системам Сибири, обладающим высоким потенциалом водных ресурсов, имеющим стратегическое значение не только для России, но и для мира уделено недостаточно внимания. Специфика управления водными ресурсами Сибирского макрорегиона обусловлена размерностью бассейновых систем, трансграничностью крупнейших речных бассейнов, неравномерностью распределения по территории водных ресурсов, населения и хозяйства, что создает большое разнообразие проблем водопользования.

Степень разработанности темы исследования. Идеология устойчивого водопользования сформулирована на конференциях по водным ресурсам и устойчивому развитию в Дублине (1992), Париже (1998), Ухане (1998) и оформлена рабочей группой ЮНЕСКО [373]. В России она разрабатывалась в ФГБУ РосНИИВХ в контексте государственного управления водными ресурсами и в ИВЭП СО РАН в составе концепции устойчивого регионального развития [94, 95].

Методология бассейнового подхода и перспективность его использования в природопользовании обоснованы Л.М. Корытным [180, 184]. Им же предложена классификация речных систем Сибири по их величине [179, 184], с соавторами разработана бассейново-административная структура Азиатской России [188, 189], определяющая особенности использования институционального и программного механизмов управления в бассейновых системах разного уровня. Эффективность применения институционального механизма для решения проблем водообеспечения и загрязнения водных объектов научно обоснована [96, 245, 372] и практически подтверждена [154, 351]. Программный механизм используется для разработки государственных программ по охране и использованию водных объектов и «дорожных карт» [113, 211].

Ландшафтно-географические основы управления устойчивым водопользованием определяют географо-гидрологический [114, 118, 177, 201], геосистемно-гидрологический [70, 186], ландшафтно-гидрологический [67, 309] и ландшафтно-бассейновый [96, 317] методы. А.Н. Антиповым [67] введено понятие о ландшафтно-гидрологической системе, характеризующейся особым

типом взаимодействия гидрологических процессов и природных структур на разных пространственных уровнях организации геосистем. Целесообразность построения экологического каркаса территории (ЭКТ) как основы территориальной организации природопользования на водосборе, сохранения и восстановления стокоформирующих функций, биоразнообразия в бассейновых системах обоснована в работах: [103, 111, 131, 203, 292]. В Институте географии СО РАН разработана методология водоохранного зонирования для сохранения самоочищающих и стокоформирующих способностей рек и ландшафтов на водосборах [71, 205].

Таким образом, разработанные научные положения концепции устойчивого водопользования, бассейнового подхода в природопользовании, ландшафтной организации бассейновых систем, иерархической организации речных бассейнов, геосистем и административных сетей создают географические основы теории управления устойчивым водопользованием в бассейновых системах.

Целью диссертационного исследования является методологическое обоснование управления устойчивым водопользованием в бассейновых системах Сибири с учетом их иерархической организации.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Разработка методологии управления устойчивым водопользованием в системе устойчивого регионального развития с учетом иерархической организации бассейнов и ландшафтов, административной структуры управления водными ресурсами;

2. Определение механизма управления устойчивым водопользованием в международных речных бассейнах на основе идентификации трансграничных проблем и установления причин их происхождения;

3. Оценка водных ресурсов и водосборных площадей Сибирского макрорегиона для определения индикаторов и механизмов управления устойчивым водопользованием, состава и структуры документов стратегического планирования в полирегиональных бассейнах;

4. Определение методов управления устойчивым водопользованием в полирайонных бассейнах с учетом их ландшафтной организации и обеспеченности водными ресурсами;

5. Разработка предложений по устойчивому развитию урбанизированных территорий на основе экологического оздоровления водных объектов, водоохранного зонирования и обустройства прибрежных территорий.

Объект исследования - речные бассейны Сибири разного иерархического уровня. Предмет исследования - географическая обусловленность управления устойчивым водопользованием на разных уровнях пространственной организации бассейновых систем.

Научная новизна. Впервые предложена методология управления устойчивым водопользованием в бассейновых системах разного иерархического уровня. Доказана применимость методики глобальной оценки международных вод (GIWA) для решения трансграничных проблем устойчивого водопользования «внутриконтинентальных» бассейнов. Предложен комплекс методик оценки водообеспеченности и нагрузки на водные объекты и их водосборную площадь в составе СКИОВО. Методически решена проблема согласования СКИОВО со стратегическим документом государственного управления - «дорожной картой». Предложен методический подход к управлению устойчивым водопользованием в полирайонных бассейнах аграрного региона на основе построения ЭКТ и функционального зонирования межкаркасного пространства. Впервые разработана методика водоохранного зонирования и обустройства прибрежных территорий в городских населенных пунктах.

Теоретическая и практическая значимость. Предложенная методология управления устойчивым водопользованием дополняет сложившуюся систему управления водными ресурсами России и может быть внедрена в практику использования и охраны водных объектов. Научно-обоснованные предложения по сбалансированному использованию водных ресурсов трансграничной р. Иртыш и ее притоков представлены на научно-практической конференции в рамках XIV (XXXII) заседания Совместной Российско-Казахстанской комиссии по

использованию и охране трансграничных водных объектов (Волгоград, 06.10.2024). Комплекс методик оценки водообеспеченности населения и территории бассейнов, нагрузки на водные объекты и их водосборную площадь использован при разработке СКИОВО бассейнов рек Енисей, Хатанга, Пясина, Нижняя Таймыра, Ангара, включая озеро Байкал, утвержденных приказами Енисейского БВУ от 16.06.2014 № 94, от 20.06.2014 г. №№ 95-97, от 20.11.2014 № 183. Предложения («дорожная карта») используются Минприроды России для повышения эффективности оценки качества воды и состояния водных экосистем в бассейне трансграничной р. Иртыш. Локальная ГИС «Бассейн Иртыша» внедрена в Нижне-Обском БВУ. Основные положения ландшафтного подхода к оценке природоохранных мероприятий в бассейне р. Бурла одобрены Бассейновым советом по р. Бурла (протокол № 4 от 12.04.2002), разработанная на их основе методика может быть использована при разработке комплексных планов по оздоровлению водных объектов аграрных регионов Сибири. Концепция комплексного водоохранного обустройства р. Ушайки утверждена распоряжением Администрации Томской области от 04.04.2008 № 189-ра, реализована на практике и показала высокую эффективность.

Методология и методы исследования. В основу исследования положены теория иерархических систем и методы системного анализа, бассейновый и ландшафтно-гидрологический подходы, принципы устойчивого развития и рационального природопользования; методики глобальной оценки международных вод, оценки водообеспеченности населения и территории, антропогенной нагрузки на водные объекты и водосборную площадь; методы построения ЭКТ, водоохранного зонирования, картографического моделирования и ГИС-технологий.

Положения, выносимые на защиту:

1. Бассейновые системы, интегрирующие ландшафтную и административную структуру территории, создают основу управления водопользованием в системе устойчивого регионального развития, определяют уровни, цели и механизмы сбалансированного использования водных ресурсов.

2. Положение государств в международных бассейнах, идентификация трансграничных проблем, выявление причин их происхождения определяют инструменты институционального механизма управления устойчивым водопользованием.

3. Оценки водных ресурсов и водосборных площадей определяют индикаторы устойчивого водопользования, состав и структуру стратегических документов поэтапного достижения целевого состояния полирегиональных бассейнов.

4. Территориальная организация природопользования на водосборе с учетом его ландшафтной структуры и обводнение территории обеспечивают устойчивое водопользование в полирайонных бассейнах.

5. Экологическое оздоровление водных объектов во взаимосвязи с водоохранным зонированием и обустройством обеспечивает устойчивое развитие урбанизированных территорий.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Разработка научных основ рационального использования и охраны водных, воздушных, земельных, биологических, рекреационных, минеральных и энергетических ресурсов Земли (п. 6). Геоэкологические аспекты устойчивого развития регионов, функционирования природно-технических систем. Оптимизация взаимодействия (коэволюция) природной и техногенной подсистем (п. 7). Оценка состояния водного режима территорий и геоэкологические последствия его изменения в связи с изменениями климатических параметров. Геоэкологический анализ влияния регулирования речного стока на водные, прибрежно-водные и наземные экосистемы, и обоснование путей сохранения и восстановления водных и наземных экосистем (п. 12).

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов обеспечена использованием в качестве исходной информаций сведений, содержащихся в АИС ГВР, АИС ГМВО, Базе данных показателей муниципальных образований Росстата, подтверждена внедрением основных результатов диссертационного исследования в практику.

В период работы в ИВЭП СО РАН автор являлась ответственным исполнителем блока научных проектов «Территориальная организация региональных систем природопользования в Сибири» (науч. рук. к.г.н. Б.А. Красноярова), «Гидрологические и экологические процессы в реках, озерах и водохранилищах, разработка научных основ использования и охраны водных ресурсов Сибири» (науч. рук. акад. О.Ф. Васильев, д.г.н. Ю.И. Винокуров), в качестве исполнителя принимала участие в междисциплинарных интеграционных проектах фундаментальных исследований СО РАН «Обь-Иртышская бассейновая система: формирование, антропогенная трансформация, экологическое состояние и стратегия водопользования» (науч. рук. д.г.н. Ю.И. Винокуров, д.г.-м.н. С.Л. Шварцев), «Глобальная и региональная трансформация водного и химического стока в бассейне Оби под воздействием природных и антропогенных факторов» (науч. рук. д.г.н. Ю.И. Винокуров, д.г.-м.н. С.Л. Шварцев), международном проекте «Сохранение водно-болотных угодий и видового состава их обитателей на юге Западной Сибири», ответственным исполнителем НИР «Ландшафтный подход к оценке природоохранных мероприятий в бассейне р. Бурла» (науч. рук. к.г.н. Б.А. Красноярова). В 2005 г. являлась лауреатом премии молодых ученых СО РАН им. П.Я. Кочиной за цикл работ «Разработка интегрированного подхода к управлению водопользованием на водосборах трансграничных рек Сибири». В период работы в ООО «ЦИТ» автор являлась главным инженером проектов: «Водоохранное обустройство реки Ушайки и ее прибрежных защитных территорий», СКИОВО бассейнов рек Енисей, Хатанга, Пясина, Нижняя Таймыра, Ангара, включая озеро Байкал, Правил использования водных ресурсов Большечеремшанского, Беловского, Гилевского, Дудетского, Кара-Чумышского водохранилищ, водохранилищ Березовской ГРЭС и Красноярской ГРЭС-2, более 20 проектов по установлению границ водохранных зон и прибрежных защитных полос на водных объектах Сибири; научным руководителем НИР «Научные исследования по изучению динамики содержания химических веществ и изменчивости состояния водных экосистем в бассейне трансграничной реки Иртыш (Ертис) с целью разработки научно-обоснованных

рекомендаций по оценке качества воды и состояния водных объектов по гидрохимическим показателям для трансграничных участков рек бассейна реки Иртыш (Ертис)» (шифр 22-14-НИР/02).

Материалы диссертации прошли апробацию более чем на 70 международных и всероссийских конференциях, среди них: Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия (Томск, 2000), Эколого-географические исследования в речных бассейнах (Воронеж, 2001, 2004, 2009), Экологические проблемы бассейнов крупных рек (2003), Transboundary Water Resources: Strategies for Regional Security and Ecological Stability (Новосибирск, 2004), Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов (Иркутск, 2005), Водоохранные зоны: опыт практического применения и целесообразность развития (Москва, 2006), Обь-Иртышский бассейн: национальное достояние России (Салехард, 2006), Проблемы устойчивого использования трансграничных территорий (Владивосток, 2006), Экономическое развитие и окружающая среда: стратегии, модели, инструменты управления (Сочи, 2007), Международный конгресс «Великие реки» (Екатеринбург, 2008), Водные проблемы крупных речных бассейнов и пути их решения (Барнаул, 2009), Международный симпозиум «Чистая вода России» (Екатеринбург, 2011), Водные и экологические проблемы Сибири и Центральной Азии (2017, 2022, 2025), Байкальский международный экологический водный форум (2017), Водные ресурсы России: современное состояние и управление (Сочи, 2018), Организационно-правовое обеспечение устойчивого водопользования в Российской Федерации (Москва, 2022), Евразийские трансграничные экономические и научно-технические взаимодействия (Новосибирск, 2022), VIII Объединенный Всероссийский метеорологический и гидрологический съезд (Санкт-Петербург, 2024), Водные и экологические проблемы Обь-Иртышского бассейна: новые вызовы, передовые решения (Ханты-Мансийск, 2024), Фундаментальная география в Сибири: этапы развития, результаты и перспективы (Иркутск, 2024), Учение о геосистемах: история и современность (Иркутск, 2025). Отдельные результаты диссертационного

исследования докладывались на заседаниях бассейновых советов Енисейского бассейнового округа (2011, 2012), Ангаро-Байкальского бассейнового округа (2013), Иртышского бассейнового округа (2023), основные положения диссертации - на заседании бассейнового совета Верхнеобского бассейнового округа (2025).

Результаты работы также представлялись за рубежом: Международная конференция по проблемам рек Обь-Иртышского бассейна (Усть-Каменогорск, 2003), XIII международный симпозиум «Экология-2004» (Бургас, 2004), 2nd International Symposium on the West Exploitation and Sustainable Development (Урумчи, 2005), XIV международный симпозиум «Экология-2005» (Бургас, 2005), Антропогенное ландшафтоведение: методы исследования, модернизация и устойчивое развитие (Самарканд, 2024).

Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач исследования, формулировке основных научных положений, выносимых на защиту, разработке методологического подхода к управлению устойчивым водопользованием в бассейновых системах разного иерархического уровня, апробации теоретических предложений на водных объектах Сибири, анализе и теоретическом обобщении полученных результатов, формулировке выводов, подготовке научных публикаций в рецензируемых научных изданиях.

Публикации. Автором опубликовано 120 научных работ, из них непосредственно по теме диссертационного исследования - 106, в том числе 7 монографий и отдельных изданий (в соавторстве), 15 статей в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК (из них 6 - в изданиях, индексируемых Web of Science, Scopus и RSCI).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы из 381 наименования, в том числе 58 нормативных и правовых актов, 45 источников на иностранных языках. Общий объем работы составляет 319 страниц текста, включая 50 рисунков, 41 таблицу, 10 приложений.

Автор выражает признательность своим Учителям: кандидату

географических наук А.В. Скалону, доктору географических наук, профессору

Л.М. Корытному, доктору географических наук, профессору Ю.И. Винокурову; огромную благодарность доктору географических наук, профессору Б.А. Краснояровой, доктору географических наук, доценту И.Д. Рыбкиной, доктору химических наук, доценту Т.С. Папиной, доктору географических наук, доценту Д.В. Черных, доктору технических наук С.Г. Яковченко, кандидату географических наук В.А. Жорову, кандидату технических наук И.С. Постновой, кандидату географических наук Н.В. Стоящевой, И.Н. Никитиной, О.В. Ловцкой и другим сотрудникам ИВЭП СО РАН и ООО «ЦИТ» за конструктивную критику, полезные замечания и помощь в работе. Особая благодарность Т.Г. Яковченко, директору ООО «ЦИТ», за предоставленную возможность работы над диссертацией, всестороннюю помощь, поддержку и терпение.

Глава 1 Теоретико-методологические основы управления устойчивым

водопользованием

1.1. Устойчивое водопользование как географическое понятие

В научной теории и практике водопользование традиционно рассматривается в узком и широком смысле. В узком смысле оно определяется как использование водных ресурсов без изъятия воды из водоисточника. С этим термином тесно связано и дополняет его понятие «водопотребление», то есть использование водных ресурсов с изъятием воды из водоисточника [51, 268]. В широком смысле водопользование рассматривается как совокупность всех форм и видов использования водных ресурсов в общей системе природопользования [268]. Схожая позиция приводится в водном законодательстве и нормативных документах, где использование водных объектов (водопользование) определяется как использование различными способами водных объектов для удовлетворения потребностей Российской Федерации, субъектов РФ, муниципальных образований, физических лиц, юридических лиц [10, ст. 1, п. 14; 50]. Использование водосборной площади неизбежно оказывает влияние на формирование водных ресурсов, что учтено при определении водопользования как совокупности всех форм и видов использования водных ресурсов, прямо и косвенно влияющих на формирование водного фонда [94].

В зависимости от типа использования водных ресурсов водопользование может быть комплексным и (или) рациональным. Комплексное водопользование предполагает многоцелевое использование водных ресурсов для удовлетворения нужд различных водопользователей, при этом интересы ни одного из них не должны ущемляться [117]. Комплексность использования водных ресурсов реализуется в удовлетворении нужд населения, отраслей промышленности и сельского хозяйства, при котором находят экономически оправданное применение все полезные свойства того или иного водного объекта [50]. Рациональное водопользование предполагает экономное использование водных ресурсов и применение наиболее эффективных методов воспроизводства,

сохранения и восстановления естественных условий и режимов функционирования водных объектов с учетом долговременных интересов социально-экономического развития и здоровья населения [117].

С понятием «водопользование» неразрывно связано, но законодательно отделено от него понятие «охрана водных объектов», представляющая систему мероприятий, направленных на сохранение и восстановление водных объектов [10, ст. 1, п. 17; 50]. При этом в числе принципов водного законодательства России закреплен приоритет охраны водных объектов перед их использованием -использование водных объектов не должно оказывать негативное воздействие на окружающую среду [10, ст. 3, п. 2]. Охрана водных объектов, по сути, включает в себя как превентивные меры (сохранение), реализуемые в процессе рационального и (или) комплексного водопользования, так и меры, направленные на ликвидацию последствий нерационального (хищнического) использования водных объектов (восстановление) (Рисунок 1.1). Следовательно, охрану водных объектов логично рассматривать в составе водопользования, а не в качестве самостоятельной системы мер.

ОХРАНА

восстановление

сохранение

РАЦИОНАЛЬНОЕ КОМПЛЕКСНОЕ

экономное многоцелевое

эффективное многофункциональное

ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

(ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ)

Рисунок 1.1 - Соотношение понятий «водопользование (использование водных объектов)» и «охрана» водных объектов

Важным рубежом в развитии представления о

водопользовании как

многоотраслевом понятии и ключевом виде использования природных ресурсов,

обеспечивающем развитие экономики и благосостояние населения, следует считать формирование идей

устойчивого водопользования в рамках парадигмы устойчивого развития. Основополагающая роль в развитии этого представления принадлежит Дублинским принципам, сформулированным в 1992 г. на международной конференции по водным ресурсам и окружающей среде [260]:

1. Ресурсы пресной воды не бесконечны, вода - основа жизни и устойчивого развития общества.

2. Развитие и управление водными ресурсами должно равномерно распределяться между теми, кто пользуется водой, теми, кто планирует и принимает решения на всех уровнях.

3. Вода имеет экономическую стоимость и должна восприниматься как экономическое благо.

Спустя шесть лет, в марте 1998 г. в Париже на международной конференции «Вода и устойчивость развития» обсуждались проблемы формирования глобальной и национальных стратегий устойчивого водопользования. В мае 1998 г. в г. Ухань (КНР) на международном совещании по проблемам обеспечения устойчивого качества и количества водных ресурсов, рабочей группой ЮНЕСКО было предложено определение «устойчивые водноресурсные системы - такие регулируемые системы, которые на настоящий момент и в будущем полностью соответствуют общественным целям, в тоже время сохраняя свое экологическое, средообразующее и гидрологическое совершенство и индивидуальность» [373]. Впоследствии идеи устойчивого водопользования были положены в основу методологии интегрированного управления водными ресурсами (далее - ИУВР) - процесса, способствующего скоординированному развитию и управлению водными, земельными и связанными с ними ресурсами с целью максимизации конечного экономического и социального благосостояния на справедливой основе, не ставя под угрозу устойчивость жизненно важных экосистем [348]. В настоящее время интегрированное управление водными ресурсами ведется во многих странах мира [161, 348, 352, 359, 370, 377].

В России, как и во всем мире, идеи устойчивого водопользования активно развивались в 1990-2000-х годах. Впервые в стране они широко обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции в г. Москве (февраль 1997 г.) по результатам которой устойчивое водопользование было определено как водопользование, при котором постоянно сохраняются и поддерживаются условия, позволяющие в настоящем и будущем удовлетворять общественные

потребности в воде [324]. Впоследствии этот термин был уточнен, и под устойчивым водопользованием стали понимать достижение и поддержание экономически оптимального и экологически безопасного уровня водопользования при минимальном воздействии на среду обитания для повышения качества жизни людей, реализации прав нынешнего и будущего поколений на пользование водно -ресурсным потенциалом на основе воспроизводства, не истощающего рационального, сбалансированного использования и охраны водных ресурсов [327].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Жерелина Ирина Владимировна, 2026 год

ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ

Рисунок 3.12 - Структура ГИС «Бассейн Иртыша» [66]

Блок «Экспедиционные работы» включил данные, полученные по результатам натурных исследований р. Иртыш и ее притоков: протоколы лабораторных испытаний и аналитические данные исследования воды, донных отложений и биоты за период 2022-2023 гг.

Сегмент «Аналитические ресурсы» включает как функциональные модули, в которых отражены алгоритмы аналитических расчетов и математического моделирования, так и результаты работы этих модулей. Аналитическая часть выполнена с использованием апробированных и сертифицированных алгоритмов и методик.

Сегмент «Дорожная карта» включает мероприятия, направленные на улучшения качества воды и состояния водных экосистем бассейна р. Иртыш и ее притоков с их обоснованием, указанием сроков, источников и объемов финансирования, ответственных исполнителей.

Бассейновый уровень ГИС «Бассейн Иртыша» выполняет информационно-справочную функцию и включает информацию, единую для водосборной

площади Иртыша без разделения по государственному принципу. Основным источником информационно-справочных данных послужил открытый ресурс ФГУП «ВСЕГЕИ», дополненный авторскими слоями ООО «Центр инженерных технологий». Тематический блок представлен картами масштаба 1:2 500 000 и 1:1 000 000, полученными из разных источников открытого пользования. Для оценки влияния природных и техногенных геолого-геохимических факторов на загрязнение водных объектов в бассейне р. Иртыш тяжелыми металлами, построены карты гидрогеологического районирования и металлогенического зонирования. Пространственные данные бассейнового уровня включают 17 векторных слоев с атрибутивными данными, их перечень и характеристика приведены в Таблице 7. 1 Приложения 7. Пример использования данных бассейнового уровня показан на Рисунке 3.13.

Локальная ГИС «Бассейн Иртыша» для уровня государств «Российская Федерация» проработана более детально в связи с доступностью исходных данных. Информацией наполнены все блоки этого уровня (Рисунок 3.14), всего подготовлено 39 векторных слоев с атрибутивной информацией (Таблица 7.2 Приложения 7). Основу информационных ресурсов преимущественно составляют данные масштаба 1 : 1 000 000. На базе открытых данных OSM [362] созданы слои административного деления российской части бассейна р. Иртыш. В соответствии с законами об административно-территориальном устройстве субъектов РФ актуализирован слой населенных пунктов и муниципальных образований. В основу гидрографической сети положены линейные и полигональные векторные слои Роскартографии [320]. Векторные границы гидрографических и водохозяйственных единиц построены по сведениям АИС ГВР с использованием векторных данных Роскартографии [320].

В тематический блок включены данные по территориям, нарушенным горными работами, а также местоположению месторождений рудных полезных ископаемых, подготовленные на основе данных научных монографий и публикаций, справочных геологических ресурсов, данных спутниковой информации и иных открытых источников. В этот блок также включена

информация о сельскохозяйственных предприятиях, используемая для расчета биогенной нагрузки. По результатам расчета динамики содержания химических веществ, массопереноса через трансграничные створы, диффузионного загрязнения и т.д. созданы соответствующие векторные слои.

Рисунок 3.13 - Отображение слоев локальной ГИС «Бассейн Иртыша»

бассейнового уровня

В составе блока «государственный мониторинг» слой гидрологических постов и гидрохимических пунктов создан на основе сведений АИС ГМВО. Слои, характеризующие использование водных объектов (перечень водопользователей, объемы забора и отведения (сброса) сточных вод, химический состав сточных вод, мощность очистных сооружений и т.п.), построены по данным формы федерального статистического наблюдения № 2-ТП (водхоз) за 2020 г. и формы 2.5-гвр АИС ГВР. Пространственная привязка информации выполнена по уникальным ключам. Блок экспедиционных работ представлен точечным слоем створов наблюдений, к которому привязана информация, полученная ИВЭП СО РАН и ИИКВО РГГМУ по результатам экспедиционных работ 2022 и 2023 гг. (химический состав природных вод, донных отложений, биота) [64, 65].

БЛОК: «ДОРОЖНАЯ КАРТА»

ПД

Объекты проведения мероприятий

АД

Институциональные мероприятия Структурные мероприятия

БЛОК: АНАЛИТИЧЕСКИИ

ПД

Расчетные створы Накопление тяжелых металлов Диффузное загрязнение Массопеоенос и

АД

Подстилающая поверхность Массоперенос загрязняющих веществ Состояние водных экосистем и до.

БЛОК: ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ РАБОТЫ

ПД

ИВЭП СО РАН ИИКВО РГГМУ

Гидрохимические данные: вода Гидрохимические данные: грунт Гидробиологические данные

БЛОК: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ

ПД

Гидрохим. пункты Использование водных объектов

Локальные источники загрязнения и др.

Гидрологические посты Гидрохимические пункты. Водопользователи Объем забора воды и др.

_г

БАЗОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ

гг

БЛОК: ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНЫИ

ПД

Границы

Гидрография

Рельеф

Дороги

Населенные

пункты и др.

АД

Гидрографические характеристики

БЛОК: ТЕМАТИЧЕСКИИ

ПД

Почвы Ландшафты Землепользование и др.

.....................................................................................................

Рисунок 3.14 - Наполнение и показатели локальной ГИС «Бассейн Иртыша» государственного уровня (Российская Федерация) ПД - пространственные данные, АД - атрибутивные данные

Результирующий блок «дорожная карта» включает разработанные институциональные и структурные мероприятия с указанием наименования мероприятия, периода выполнения, стоимости работ, ответственных исполнителей. Перечень и характеристика разработанных слоев приведены в Таблице 7.1 (Приложение 7), пример использования данных уровня государств «Российская Федерация» показан на рисунке 3.13.

государств: (Российская Федерация)

База данных локальной ГИС «Бассейн Иртыша» подготовлена в -

свободной кроссплатформенной геоинформационной системе, входящей в реестр российского программного обеспечения [267]. Опытная апробация проведена на базе Нижне-Обского БВУ. В текущей деятельности ГИС используется для определения местоположения водных объектов и водопользователей, а также подгрузки файлов с расширением .Ш1£, которые присылают исполнители государственных контрактов и водопользователи. Из базы данных ГИС «Бассейн Иртыша» чаще всего используют векторные слои с атрибутивными данными, описывающие местоположение границ подбассейнов, ВХУ, субъектов РФ и населенных пунктов. Автономность локальной ГИС «Бассейн Иртыша»,

отсутствие автоматического обмена информации с цифровыми продуктами Росводресурсов ограничивают ее функциональные возможности и являются одной из причин невысокой востребованности специалистами.

3.4.3 Создание информационно-аналитической системы «Бассейн Иртыша»

Результаты апробации локальной ГИС «Бассейн Иртыша» показали, что целесообразным является создание на ее основе информационной аналитической системы (ИАС), обеспечивающей решение следующих задач:

1) информационно-справочные, включая определение мест водопользования по координатам, получение сведений о местоположении водопользователей (принадлежность к ВХУ, административному образованию, населенному пункту), численности населения, наименовании и параметрах водных объектов, а также подготовку картографических материалов;

2) оперативного управления, стоящих перед специалистами Нижне-Обского БВУ, соответствующих министерств и департаментов субъектов РФ, расположенных в бассейне р. Иртыш, при реализации их полномочий в сфере управления водными ресурсами;

3) стратегического управления водными ресурсами, в том числе контроль достижения целевых показателей, корректировка программ, планов мероприятий.

Первые две задачи решаются путем стандартных запросов и выдачи информации в виде таблиц или картосхем. Решение третьей задачи возможно только при наличии аналитической составляющей в составе ИАС «Бассейн Иртыша», работающей в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

На основе базовых информационных ресурсов в результате расчетов и моделирования определяются целевые показатели и формируется программа мероприятий. По достижении контрольного срока этапа (узел «дорожной карты») оценивается их выполнение. При их недостижении устанавливаются причинно-следственные связи и вносятся коррективы в план мероприятий.

Информация о выполнении «дорожной карты» должна поступать в ФГИС ЦП Вода, что позволит контролировать эффективность реализации водоохранных мероприятий Росводресурсами. По результатам контроля и оценки выполнения запланированных мероприятий Росводресурсами принимается решение о целесообразности продолжения их финансирования, а также формируется цифровой профиль территориальных органов и подведомственных учреждений на основе ретроспективного анализа натуральных и финансовых показателей реализации отраслевых мероприятий.

ИАС «Бассейн Иртыша», как и иные информационные системы Единого цифрового пространства Российской Федерации, должна иметь несколько уровней доступа. Публичная часть системы обеспечивает доступность информации в виде открытых данных для всех заинтересованных лиц, остальная ее часть - имеет ограниченный доступ, предназначенный для обмена в порядке межведомственного электронного взаимодействия и для улучшения взаимодействия органов власти с водопользователями. Этим условиям соответствует продукт веб-ГИС, обеспечивающий доставку пространственных данных конечному пользователю с помощью вычислительных сетей.

Типичное ГИС-приложение включает в себя три функциональные составляющие: презентационный сервис (клиентский интерфейс), сервис прикладной логики (серверное приложение) и сервис данных [381]. Архитектура такого ГИС-приложения состоит из клиента, веб-сервера ГИС приложений, картографического сервера и сервера пространственных данных (Рисунок 3.16).

Презентационный сервис (веб-сервер ГИС-приложений) отвечает за взаимодействие приложения с пользователем. Картографический сервер реализует базовый набор функций ГИС. Сервер данных, реализованный через систему управления базами данных, обеспечивает взаимодействие приложения с данными. Такой подход позволяет использовать на клиентских компьютерах достаточно простые приложения, в том числе стандартные Интернет-браузеры, сосредоточив основную массу вычислений на сервере. За счет того, что вычисления выполняются на сервере, значительно уменьшается объем

передаваемых данных, так как пользователю передается только конечный результат обработки его запроса.

Сервер

Веб-сервер

ГНС-приложения

Г

Картографический сервер

Веб-

приложения

V

(рабочее место пользователя)

s--

Персональные компьютеры с Интернет-браузерами

Г

О

Сервер

пространственных

данных УЧ W

Рабочее место системного\/

администратора -----■

Персональные компьютеры с установленным программным обеспечением (локальные ГИС, СУБД)

Рисунок 3.16 - Архитектура веб-ГИС

Важной частью любого картографического веб-приложения является качественная база пространственных данных. При организации ИАС «Бассейн Иртыша» предпочтительнее использовать многопользовательские базы данных, позволяющие настраивать одновременный доступ множеству пользователей к данным и их редактированию. При этом обеспечивается безопасность, целостность и резервирование данных, а также осуществляется контроль версий при их редактировании. Многопользовательские базы пространственных данных обычно создаются и работают под управлением различных реляционных (табличных) СУБД. ИАС «Бассейн Иртыша» должна бесконфликтно работать в системе уже созданных (АИС ГВР, АИС ГМВО, 2-тп (водхоз) и др.) и создаваемых продуктов (ФГИС ЦП Вода, ФГИС ООС), в связи с чем при ее разработке следует использовать принятые в этих программных продуктах СУБД.

Клиентская часть картографического веб-приложения является интерфейсом взаимодействия конечного пользователя со всей системой. Клиентами картографического веб-приложения, помимо обычных веб-браузеров, могут выступать настольные, мобильные и серверные приложения. Настольные ГИС (например, ArcGIS Desktop, QGIS и др.) можно считать геобраузерами, поскольку они имеют встроенные средства связи с интернет-службами.

В соответствии с постановлением Правительства РФ от 16.11.2015 № 1236 [26] и указом Президента РФ от 30.03.2022 № 166 [17] использование зарубежного программного обеспечения для государственных нужд запрещено. В связи с этим веб-ГИС должна создаваться на базе открытого или российского программного обеспечения, сопряженного с локальной ГИС «Бассейн Иртыша», которая может рассматриваться как прототип клиентской части веб-ГИС.

Выводы по главе 3

1. Гидрографическое и водохозяйственное районирование Сибири в целом отвечает задачам управления устойчивым водопользованием; для повышения его эффективности необходимо повысить точность границ и уточнить наименование отдельных ВХУ, провести разукрупнение ряда северных ВХУ.

2. Использование простых методик, основанных на доступных данных государственной статистики, позволяет выполнить оценку как обеспеченности различных территорий водными ресурсами, так и нагрузки на водные объекты и их водосборную площадь, что является важным этапом разработки СКИОВО.

3. СКИОВО и «дорожные карты» необходимо рассматривать как взаимосвязанные документы, в которых целевые показатели, определенные в составе СКИОВО, одновременно являются целевыми индикаторами (узлами) достижения целевого состояния речного бассейна, а выявленные в составе СКИОВО ключевые проблемы определяют стратегические направления «дорожной карты» и состав необходимых мероприятий.

4. Управление устойчивым водопользованием в бассейнах крупных рек Сибири в системе «СКИОВО ^ дорожная карта» является сверхсложной задачей и нуждается в геоинформационном обеспечении, при этом бассейновую ГИС необходимо формировать как часть единого цифрового пространства России.

Глава 4 Управление устойчивым водопользованием в полирайонных бассейнах Сибири (на примере бассейна р. Бурла)

4.1 Особенности водопользования в бассейне р. Бурла

Река Бурла берет начало в 20 км западнее левого берега Новосибирского водохранилища, на границе Алтайского края и Новосибирской области. Течет на юго-запад, в направлении к р. Иртыш, вдоль ложбины древнего стока по бессточной области Обь-Иртышского междуречья. Согласно палеогеографическим данным, Бурла разгружалась в р. Иртыш; по сведениям АИС ГВР, впадает в оз. Бол. Аж-Булат, расположенное на территории Павлодарской области Казахстана; на современном этапе фактически завершает свое течение в оз. Бол. Топольное Бурлинского района Алтайского края (Рисунок 4.1). Длина реки составляет 489 км, что позволяет отнести ее к большим рекам, по площади водосбора - 12,8 тыс. км2 - это средняя река, по порядку речной системы - IV - малая река, а по среднемноголетнему расходу - 3,8 м/с - очень малая река.

Рисунок 4.1 - Местоположение бассейна р. Бурла

л

Речная сеть развита слабо, ее густота - 0,10 км/км . Все немногочисленные притоки, за исключением р. Паньшихи, летом пересыхают. Река Бурла связана с р. Карасук бифуркационной протокой Чуман (пр.б., 151-й км, 70 км), что послужило основанием для выделения этих рек в единый ВХУ. К концу лета

протока пересыхает, превращаясь в цепь несвязанных между собой русловых озер. Водораздел между водосборами Бурлы и Карасука проходит вдоль границы Новосибирской области и Алтайского края.

В долине Бурлы и ее притоков располагаются обширные займища и болота (Кабанье, Белая Глина, Казахское, Мелкое, Грачево и др.), в которых задерживается значительная часть паводковых вод. На водосборе находится более 200 бессточных озер с площадью зеркала от 0,2 до 10 км2. Большое влияние на водный режим р. Бурлы оказывают проточные озера, расположенные практически по всей длине реки, которые условно можно объединить в две группы (Таблица 4.1).

Таблица 4.1 - Основные проточные озера на р. Бурла

№ п/п Название Расстояние от истока, км Площадь, км [60] Глубина тах, м [297] Минерализация, мг/л [297]

водосбор зеркало

Озера верхнего течения

1 Пустынное 0,0 109 4,7 4,0 н/д

2 Стеклянное 1,0 10 660 4,5 5,0 н/д

3 Лаврушино 5,0 н/д 0,35 10,0 н/д

4 Киприно 5,3 н/д 0,17 3,5 н/д

5 Прыганское 13,0 797 1,6 13,0 н/д

6 Верхнее (Подветренное) 25,5 497 1,13 1,8 н/д

7 Нижне-Подветренное 28,4 1 040 1,3 1,5 н/д

8 Третье-Подветренное 32,8 н/д 0,5 2,0 н/д

9 Ванино 35,8 н/д 0,8 0,8 н/д

10 Старинское 40,1 1 270 1,3 1,2 н/д

Озера нижнего течения

1 Мал. Топольное 260 5 790 13,6 4,9

2 Кабанье (Большое Кабанье, Малое Кабанье) 275 н/д 2,9 2,0 720-860

3 Хомутиное 280 7 370 18,7 2,6 800-1350

4 Песчаное 291 7 660 26,1 4,7 1050-1380

5 Хорошее 311 8 030 30,3 5,6 1250-1390

6 Хорошонок 318 7 890 2,78 2,3 н/д

7 Бол. Травное 339 н/д 3,62 1,6 2450-2800

8 Кривое 421 9 490 11,3 3,6 3100-10150

9 Бол. Топольное 438 10 700 76,6 4,5 4100-9400

10 Бол. Аж-Булат 529 12 500 84,5 н/д н/д

Водосбор р. Бурла находится на территории двух государств: России и

Казахстана. В течение последних 3-х десятилетий, даже в многоводные годы, сток р. Бурла не доходит до оз. Бол. Аж-Булат, поэтому вопросы использования водных ресурсов этой реки не имеют международного значения. В границах

Российской Федерации бассейн р. Бурла делят Новосибирская области и Алтайский край, а также муниципальные образования, входящие в их состав (Таблица 4.2). Именно на межрегиональном и межрайонном уровнях остро стоят вопросы сбалансированного использования ограниченных водных ресурсов.

Таблица 4.2 - Административная структура бассейна р. Бурла в границах Российской Федерации_

№ п/п Административно-территориальные единицы Площадь в бассейне, 2 км Доля в бассейне, %

1 Алтайский край 9 128,97 91,50

1.1 Баевский район 49,80 0,50

1.2 Бурлинский район 1 988,50 19,90

1.3 Каменский район 87,10 0,90

1.4 Крутихинский район 1 016,50 10,20

1.5 Немецкий национальный район 963,67 9,70

1.6 Панкрушихинский район 2 258,90 22,60

1.7 Суетский район 51,20 0,50

1.8 Хабарский район 2 694,50 27,00

1.9 Славгород (городской округ) 18,80 0,20

2 Новосибирская область 845,00 8,50

2.1 Карасукский район 536,10 5,40

2.2 Кочковский район 83,70 0,80

2.3 Красноозерский район 225,20 2,30

Бассейн р. Бурла характеризуется недостатком водных ресурсов, что

обусловлено как природными, так и антропогенными факторами.

Наиболее благоприятны природные условия в верхней части бассейна, приуроченной к Приобскому плато (эолово-аллювиальные и аллювиальные равнины) с абсолютными отметками 200-250 м. Это лесостепная зона, однако значительную площадь здесь занимают леса Алеусского ленточного бора. Средняя часть бассейна - переходная от Приобского плато к Кулундинской низменности, растительность здесь представлена богато-разнотравно-типчаково-ковыльными степями в сочетании с осиново-березовыми колками. В этой части бассейна пойма заболочена, что связано с высоким уровнем грунтовых вод. Нижняя часть бассейна расположена на Кулундинской низменности в зоне сухих степей с разнотравно-типчаково-ковыльной растительностью. В долине р. Бурла и ее притоков, а также по периферии озер распространены комплексы болотно-солончаковых лугов и солонцеватых степей. Глубокие понижения заняты осоково-тростниковыми болотами.

В целом бассейн р. Бурла характеризуется засушливостью климата и неравномерным увлажнением, что особенно проявляется в степной зоне, находящейся под влиянием воздушных масс прииртышской засушливой области Казахстана. Максимальные летние температуры достигают +40о С, минимальные зимние -52о С. Средние температуры июля изменяются по длине бассейна (с запада на восток) от +20о С до +18о С, января - от -18,5о С до -20о С. Продолжительность теплого периода колеблется в интервале 110-140 дней. Годовое количество осадков увеличивается с запада на восток и составляет 225275 мм в степной зоне и 300-400 мм в лесостепной, основная их часть приходится на теплый период года. Бассейн р. Бурла подвержен засухам и суховеям, вероятность которых составляет 80-100%. В степной части повторяемость засух -100 %, из них интенсивных - 80-90 %, а очень интенсивных - 50% и более. В лесостепной зоне показатели интенсивных и очень интенсивных опасных явлений значительно снижаются до 50-70 % и 10-30 %, соответственно.

Засушливость климата является одним из важнейших факторов низкой обеспеченности бассейна р. Бурла водными ресурсами. В многолетнем разрезе годовой сток реки подвержен значительным колебаниям: характерно чередование маловодных периодов, включающих в себя 1 -2 очень сухих года, с периодами резкого увеличения стока (Рисунок 4.2). Распределение стока р. Бурла внутри года также крайне неравномерно, основная его часть приходится на талые воды (Рисунок 4.3). Летние дожди и ливни заметного влияния на сток не оказывают, хотя их доля в годовой сумме осадков достигает 80 %. Это объясняется расположением большей части бассейна в степной зоне с аридным климатом и, как следствие, большим расходом вод на инфильтрацию, аккумуляцию и испарение. В этой связи средний коэффициент стока р. Бурла не превышает 15 %. В течение 3-4 месяцев (с апреля по июль) река пропускает практически весь годовой сток. По данным наблюдений на гидрологическом посту в с. Хабары, за этот период по реке проходят объемы воды, составляющие в многоводные годы 74-92 % годового стока, в средние по водности годы - 70-87 %, в маловодные годы - 58-80 %.

о н о

о

и

о «

о ч о

и

<и из ю

о

300,00

250,00

200,00

150,00

100,00

50,00

0,00

Многоводн

Год сре

?и в

ый год 201,8 млн м3 (5%)

ос

Ю О м ^

П П ^ 1Л 1Т1

^ ^ ^ С^ О^ ^

лн

и

Рисунок 4.2 - Годовой сток р. Бурла (по данным наблюдений на гидрологическом посту р. Бурла - с. Хабары)

л

п

о «

ч

Й £

Рч

I \ I \

I \

! К.

- 2015 г. - многоводный (11 %)

-- 1996 г. - средний по водности (52%)

— 2023 г. - маловодный (87%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10

0

Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август СентябрьОктябрь Ноябрь Декабрь

ч

.¿¡к

Рисунок 4.3 - Внутригодовое распределение стока р. Бурлы (по данным наблюдений на гидрологическом посту р. Бурла - с. Хабары)

Бассейн р. Бурла со времен переселения крестьян в период столыпинских реформ имеет аграрную специализацию. В годы коллективизации, формирования колхозов и совхозов нехватка пресных вод для развития интенсивного

земледелия, сохранения и воспроизводства рыбных запасов стала очевидным фактом. В 1931-1936 гг. для повышения водности системы нижних Бурлинских озер и использования их в рыбохозяйственных целях на озерах Бол. Топольное, Песчаное и Хорошее были построены водоподъемные плотины с деревянными водосбросами, а также две глухие земляные плотины: Кирилловская, на входе одного из русел р. Бурла в Кабанье займище, и Фрунзенская, отсекающая Кабанье займище от озера Кабанье. Паводком 1941 года все плотины были разрушены, возобновился естественный сток реки. В 1964-1965 году все плотины, кроме Фрунзенской, были восстановлены в современном виде, с этого времени сток р. Бурла в нижнем течении зарегулирован.

Регулирование стока в нижнем течении р. Бурла не решает проблему значительного колебания уровней озер нижней группы, вызванного недостаточным притоком паводковых вод и превышением в летний период испарения с водной поверхности над объемом поступления вод с речным, местным стоком и осадками. Колебания глубин приводят к постоянному изменению положения уреза воды и образованию обширных заболоченных мелководий, увеличивающих расход воды на испарение. Кроме того, периодическое усыхание озер сопровождается заморными явлениями, снижающими рыбопродуктивность озер [297, с. 60].

Высокая рыбопродуктивность нижних Бурлинских озер, составляющая в разные годы от 25-80 кг/га до 167 кг/га, определила развитие рыбохозяйственной отрасли в бассейне р. Бурла. На ранних этапах рыбохозяйственного освоения озер ихтиофауна была представлена окунево-плотвичным типом, в промысловых уловах также встречались щука, карась обыкновенный и серебряный. Впоследствии проводились работы по интродукции сазана (с 1935 г. по н/в), рипуса (1952-1963 гг.), судака (1960-1961 гг.), леща (1963-1966 гг.), пеляди (с 1967 г. по н/в). По причине повышения минерализации воды прижились только пелядь и сазан, из состава рыбопромысловых видов выпала щука. В конце 1970-х годов были созданы Бурлинский рыбопитомник на территории Алтайского края и Карасукский - в Новосибирской области. В советские годы на нижние

Бурлинские озера приходилось 76,5% общего вылова рыбы в Алтайском крае, а на оз. Хорошее - до 15,4% вылова Новосибирской области [144]. В 1990-е годы рыбопитомники были закрыты, в настоящее время рыбный промысел не имеет большого значения для регионов бассейна р. Бурла.

С колебанием уровня нижних Бурлинских озер связана еще одна проблема -разрушение берегов. Резкое изменение уровня воды в оз. Песчаное, Хорошее и Бол. Топольное, особенно в весенний период при максимальных уровнях воды и характерном весеннем ветровом нагоне волн, приводят к размыву береговых откосов озерных котловин. Разрушение берегов является причиной утраты прибрежных сенокосов и формирования обширной береговой отмели, что порождает «земельные конфликты» между муниципальными образованиями, прежде всего Карасукским районом Новосибирской области, регулирующим пропуск паводка через плотину на оз. Хорошее, и расположенным ниже по течению реки Бурлинским районом Алтайского края.

Несмотря на довольно суровые природные условия, обусловленные резко выраженной континентальностью и засушливостью климата, данная территория характеризуется уникальностью и большим разнообразием природных комплексов. В верхней лесостепной части бассейна расположен реликтовый Алеусский ленточный бор. Нижняя часть бассейна - засушливая степь с обширными водно-болотными угодьями, являющимися местами скопления водоплавающих птиц (в том числе «краснокнижных видов»: ходулочника, белой цапли, черноголового хохотуна, кудрявого и розового пеликанов и др.).

Более чем столетняя аграрная специализация бассейна р. Бурла, характеризующаяся производством зерна и мясным скотоводством, привела к существенному изменению ландшафтов водосбора. В настоящее время распашка бассейна превышает допустимый уровень, составляющий 60% площади водосбора [268; 208]. Отмечается деградация сельскохозяйственных угодий. Так, в нижней части бассейна (Бурлинский район) обширные пространства занимают солонцеватые и в разной степени засоленные земли, охватывающие 73% сельхозугодий, из них непосредственно засоленных - 26% [208, с. 61].

Сокращается лесопокрытая площадь, на которую в среднем приходится 8% общей площади бассейна, при оптимальном уровне лесистости водосбора для обеспечения сохранения земельных и водных ресурсов - 20-25%. [150]. Смена естественных ландшафтов на агроландшафты, деградация лесной растительности усугубляют неравномерность распределения внутригодового стока, усиливают процессы дефляции почвы и засоления, что на фоне естественной аридизации климата приводит к истощению вод.

В бассейне р. Бурла нет крупных населенных пунктов и промышленных предприятий. Численность населения не превышает 100 тыс. чел., при этом основная его часть сосредоточена в райцентрах Бурла, Хабары, Панкрушиха и Гальбштадт. Промышленность представлена небольшими перерабатывающими предприятиями, базирующимися на местном сельскохозяйственном сырье. Забор природных вод из поверхностных водных объектов и сброс в них сточных вод не производится. Забор воды питьевого качества из подземных водных объектов не

-5

превышает 6,5 млн м /год [60]. Таким образом, локальные источники не оказывают влияние на снижение объемов стока и загрязнение вод р. Бурла.

Основными источниками загрязнения реки и проточных озер являются животноводческие фермы и комплексы, а также выпас скота, нередко в водоохранной зоне [144, 208, 293]. Поведенные исследования показали что, несмотря на сокращение поголовья скота и птицы с 2006 по 2016 годы в среднем по бассейну р. Бурла на 33%, в пределах прибрежных территорий, включающих природные комплексы, обладающие высокой гидрологической значимостью, оно увеличилось, например, р. Бурла на 22%, оз. Хомутиное - на 70%. Эмиссия биогенных веществ в целом по бассейну р. Бурла составляет для общего фосфора - 144,7 т, азота - 442,2 т, при этом порядка 71% всего количества фосфора и около 68 % азота поступает непосредственно в р. Бурла [293].

Конечное озеро в цепи нижних Бурлинских озер - Бол. Топольное -подвержено процессу накопления как донных наносов, так и биогенных веществ, что связано с его низкой проточностью. Состояние проточности наблюдается эпизодически и приурочено, как правило, к 3-5 летним циклам многоводных лет

(1947-1950, 1957-1961, 1986-1988, 1993-1995, 2002-2004, 2015-2018 гг.). В маловодные годы сток р. Бурла прекращается ниже оз. Хорошего и не доходит до этого водоема. С начала XX века оз. Бол. Топольное пересыхало трижды, последний раз в 1984-1985 гг. [208, с. 62]. Батиметрическая съемка котловины озера показала, что за 70-летний период в его центральной части накоплены серые илы, занимающие более 50% площади водоема, в то время как в 1928 г. при первых масштабных его исследованиях было установлено, что дно глинистое и почти не имеет илов [297, с. 56]. Оценка прибрежных природных комплексов оз. Бол. Топольное за 20-летний период (2000-2019 гг.) выявила увеличение зарастания побережья водной и околоводной растительностью с 1 до 2,3 км2. Особенно значима проблема зарастания правого берега озера инвазивным видом -лохом узколистным, использующимся в полезащитном лесонасаждении [116]. Следствием этих процессов является сокращение глубины озера в среднем до 2,02,5 м и увеличение солености водоема.

Таким образом, проблемы водопользования в бассейне р. Бурла обусловлены, с одной стороны, засушливостью климата и недостатком водных ресурсов, с другой - нерациональной хозяйственной деятельностью на водосборе и неэффективным регулированием стока р. Бурла.

4.2 Территориальная организация природопользования на водосборе

4.2.1 Экологический каркас бассейна р. Бурла

Признанным и законодательно закрепленным инструментом территориальной организации природопользования является экологический каркас территории (далее - ЭКТ) - совокупность экосистем с индивидуальным режимом природопользования для каждого участка, образующих пространственно организованную инфраструктуру, поддерживающую экологическую стабильность территории, предотвращая потерю биоразнообразия и деградацию ландшафта [129]. В нормативных правовых документах он получил название «природно-экологический каркас» [40].

H.В. Стоящева (2007) определила ЭКТ как территориальную компенсационную систему, состоящую из непрерывной сети участков с различными режимами природопользования, основное назначение которой -обеспечение сохранности экологически значимых природных комплексов. ЭКТ состоит из узловых и линейных составляющих. Узлы каркаса - обширные природные комплексы, внутри которых протекают процессы, стабилизирующие экологическую обстановку на значительных территориях. Линейные элементы, включая поймы городских рек, соединяют узлы, перемещая потоки вещества и энергии. ЭКТ формируется на основе существующей сети ООПТ, которая дополняется и развивается за счет нормативных защитных территорий (ВОЗ, ПЗП, защитные лесополосы и т.п.), земель реставрационного фонда (низкопродуктивные, вторично засоленные земли, сбитые пастбища, земли под свалками и т.п.), территорий щадящего природопользования и т.п.

Подходы к формированию ЭКТ бассейна р. Бурла были разработаны в начале 2000-х годов и впоследствии развиты Н.В. Стоящевой [144, 208, 292]. К основным элементам ЭКТ отнесены природные территории, выполняющие средозащитные, водоохранные и водорегулирующие функции (Таблица 4.3):

I. Нижние Бурлинские озера участвуют в формировании водно-солевого режима почв и местного климата. Эти озера богаты рыбой, а прилегающие к ним водно-болотные угодья имеют богатое видовое разнообразие болотных и водоплавающих птиц, что послужило основанием включения оз. Хорошее в составе Карасукско-Бурлайской системы озер в Перспективный список Рамсарской конвенции («Теневой список» водно-болотных угодий, имеющих международное значение) [99]. В настоящее время на оз. Кабаньем организован Пеликаний заказник, а на северном берегу оз. Бол. Топольное - заказник Южный. Планируется установление ВОЗ и ПЗП. В перспективе целесообразна организация заповедника, сети заказников, памятников природы.

2. Истоком р. Бурла является оз. Бол. Пустынное, расположенное на территории Алеусского ленточного бора, выполняющего стокоформирующую и стокорегулирующую, средозащитую функции, оказывающего влияние на

формирование микроклимата в бассейне и отвечающего за сохранение гено- и ценофонда территории. В целях сохранения уникального ленточного бора организован заказник, для защиты истока реки планируется установить ВОЗ и ПЗП.

Таблица 4.3 - Элементы ЭКТ бассейна р. Бурла (по: [144] с изм. и доп.)

№ Элементы Охраняемые природные территории

п/п существующие перспективные

1 Нижние Бурлинские Пеликаний заказник Заповедник или сеть заказников,

озера на оз. Бол. Кабаньем. Заказник Южный -северный берег оз. Бол. Топольное в Новосибирской области памятников природы - березовые колки, участки степи, солончаки и солонцеватые луга южнее оз. Кабаньего (окрестности сел Устьянка, Волчий Ракит, Кирилловка Бурлинского района), ВОЗ

2 Истоки р. Бурла Алеусский заказник ВОЗ

3 Водораздельные пространства с массивами колков Заказник Хабарский, ценные леса

4 Русло, прибрежные территории р. Бурла и ее притоков Заказник Хабарский ВОЗ

5 Верхние Бурлинские озера - ВОЗ

6 Непроточные озера - Водоохранные зоны, памятники природы, микрозаказники

7 Заболоченные понижения Заказник Хабарский Микрозаказники или памятники природы - урочище Старый Сахалин (Бурлинский район)

8 Массивы Алеусского ленточного бора Ценные леса, Алеусский, Хабарский, Панкрушихинский заказники

9 Колочные леса Заказник Хабарский, ценные леса Микрозаказники или памятник природы - колочная лесостепь сев.-зап. с. Топольное (Хабарский район)

10 Участки Заказник Хабарский, Микрозаказники или памятники

естественной Заказник Южный природы - участок тонковатополынно-

степной типчаковой степи к югу от

растительности с. Михайловка; остепненные луга, местами заболоченные, в окрестностях оз. Травное (Бурлинский район)

3. Водораздельные пространства с массивами осиново-березовых колков -

наиболее возвышенные участки бассейна. Они выполняют барьерно-распределительную функцию, задерживая влажные воздушные массы, и

участвуют в формировании местного стока (годовой слой стока на водоразделе Бурлы и Кулунды в сравнении с прилегающими пространствами в среднем повышается с 25 до 50 мм) [208]. Массивы колочных лесов, расположенные в степной и лесостепной части Алтайского края, как выполняющие важные защитные функции, относятся к ценным лесам и имеют особый охранный статус [12, ст. 115]. Участок водораздела на территории Хабарского района Алтайского края включен в Хабарский заказник.

4. Русло р. Бурла и ее притоков, а также их пойма выполняют транспортную функцию, перенося вещество и энергию, снабжая территорию важнейшим ресурсом - водой. В пойме, как правило, сохранились участки естественной степной растительности. Защиту этих элементов каркаса должны обеспечить ВОЗ и ПЗП. В настоящее время участок русла р. Бурла между с. Утянка и с. Новоильинка включен в Хабарский заказник.

5. Верхние Бурлинские озера представлены лесными озерами, преимущественно с заболоченными берегами, большинство из них труднодоступно. Они регулируют сток р. Бурла, выполняют водозапасающую функцию и участвуют в формировании микроклимата. Помимо этого, озера являются местом обитания водоплавающих птиц и млекопитающих, живущих около воды. В целях обеспечения защиты этих озер планируется установить ВОЗ.

6. Непроточные озера, расположенные на водосборе (Джульсульды, Богатское, Рига, Плотавское, Большое и др.) выполняют водозапасающую, соленакопительную функции; в некоторых озерах (например, Джульсульды) имеются богатые запасы лечебных грязей. Эти озера участвуют в формировании местного климата и водно-солевого режима почв, по их берегам сохранились участки болотно-солончаковой и типичной степной растительности, служащие местом обитания водно-болотных птиц. Для них должны быть установлены ВОЗ, отсутствующие до настоящего времени, а особо ценным озерам с прилегающими к ним водно-болотными угодьями целесообразно присвоить статус микрозаказников или памятников природы.

7. По окраинам заболоченных понижений, повсеместно распространенных в бассейне р. Бурла, как правило, сохранились участки болотно-солончаковой и типичной степной растительности, к которым тяготеют водно-болотные птицы. Заболоченные понижения оказывают влияние на водно-солевой режим почв прилегающих территорий. Наиболее значимым территориям целесообразно присвоить статус микрозаказников, например, урочищу Старый Сахалин с осоковыми болотами, солоноватыми озерами, солончаками и массивами сохранившейся естественной степной растительности [292, с. 96].

8. Лесные массивы Алеусского ленточного соснового бора выполняют важные экологические функции: регулируют сток р. Бурла в ее верхнем течении, формируют особый микроклимат, выполняют почвозащитную функцию, являются убежищем для представителей флоры и фауны. Алеусский ленточный бор относится к ценным лесам, на его территории расположены три заказника -Алеусский, Панкрушихинский и Хабарский (изолированный островок бора).

9. Колочные леса по склонам ложбины древнего стока, как и ленточный бор, выполняют средозащитную функцию, играя важнейшую роль в регулировании стока и защите почв от водной эрозии и дефляции. Кроме того, в сравнении с распаханными безлесными степными участками, колки меньше изменены человеком. По их окраинам и опушкам сохранились участки степной растительности, служащие убежищем для представителей животного мира и хранилищем генофонда ее типичной растительности. Колочные леса степной и лесостепной зон отнесены к категории ценных лесов, однако особенно ценным участкам желательно придать статус памятников природы, например, колочной лесостепи северо-западнее с. Топольного - сохранившемуся эталонному участку коренной растительности богаторазнотравных степей [292, с. 97]

10. Участки естественной степной растительности, сохранившиеся в поймах рек, неудобьях, по границам лесополос, в связи с тотальной распашкой степей нуждаются в особой охране. Помимо того, что уцелевшие степные ландшафты выполняют информационную функцию и являются хранилищами биоразнообразия, характерная для степи травяная растительность обеспечивает

более оптимальный водный режим и экологический баланс территории, чем лесные посадки [159]. Значительные по площади сохранившиеся участки естественной степной растительности подлежат охране как ботанические памятники природы, но наиболее оптимальная форма охраны - микрозаказники.

В целях обеспечения связанности ЭКТ, создания непрерывной сети ядер и коридоров предложенные элементы могут быть дополнены восстановленными нарушенными участками земель (реставрационный фонд) и искусственными элементами, прежде всего лесополосами.

Таким образом, часть элементов ЭКТ бассейна р. Бурла имеет охранный статус, однако р. Бурла, нижние Бурлинские озера, непроточные озера, заболоченные понижения, колочные леса и участки сохранившейся степной растительности нуждаются в дополнительных мерах охраны, кроме того необходимо восстановление и лесополос, находящихся в угнетенном состоянии.

4.2.2 Функциональное зонирование межкаркасного пространства (на примере Бурлинского ключевого участка)

В целях сбалансированного использования водосборной площади основные элементы ЭКТ должны дополнять территории с различным режимом природопользования, устанавливаемым в зависимости от природной устойчивости ландшафтов водосбора. В связи с аграрной специализацией бассейна р. Бурла для этих целей может быть использована методика ландшафтно-агроэкологического планирования территории, разработанная И.В. Орловой [239, 240]. Методика учитывает геоэкологические требования и ограничения природопользования на землях сельскохозяйственного назначения для разработки системы мероприятий, направленных на сохранение, воспроизводство и охрану природно-ресурсного потенциала территории, что отвечает задачам территориальной организации межкаркасного пространства на водосборе для обеспечения устойчивого водопользования. Учитывая, что сельскохозяйственные угодья различаются в границах одной местности, режим

использования агроландшафтов устанавливается на уровне не выше групп урочищ.

В составе комплексной работы по обоснованию ландшафтной организации природоохранной деятельности в бассейне р. Бурла, рассматриваемая методика апробирована на примере Бурлинского ключевого участка [208]. Он расположен в западной сухостепной части бассейна р. Бурла, в зоне рискованного земледелия (Рисунок 4.1). С северо-востока на юго-запад участок пересекает р. Бурла с обширной поймой, многочисленными старицами и болотами. Севернее находится дельтовая озерно-займищная равнина с разнотравно-ковыльными степями на черноземах южных солонцеватых, южнее - озерно-аллювиальные равнины с типчаково-ковыльными сухими степями и разнотравно-типчаково-ковыльными засушливыми степями на черноземах южных солонцеватых и пологие склоны озерных котловин с полынно-типчаковыми сухими степями на каштановых почвах.

Структура ландшафтов ключевого участка на уровне типов урочищ, разработанная Л.Н. Пурдиком, представлена на Рисунке 4.4, легенда к ней приведена в Приложении 8 [208]. Функциональное зонирование ключевого участка выполнено И.В. Орловой по авторской методике [239, 240] на основе сопряженного анализа потенциальной устойчивости ландшафтов к антропогенному воздействию, степени этого воздействия и оценке агропроизводственного качества ландшафтов (Рисунок 4.5). Для каждой зоны предложен особый режим природопользования, обеспечивающий восстановление и сохранение их водорегулирующих и водоохранных функций за счет сбалансированного использования агроландшафтов [208, 241].

1. Зона экономически целесообразного использования ландшафтов включает устойчивые и относительно устойчивые ландшафты лучшего и хорошего (реже среднего) агропроизводственного качества, вовлеченные в хозяйственный оборот. Ведение сельского хозяйства в этой зоне сопряжено с меньшими рисками нарушения природного равновесия территории и при

сбалансированном использовании позволит обеспечить дальнейшее социально-экономическое развитие бассейна.

граница местностей |у—граница урочищ

Рисунок 4.4 - Ландшафты Бурлинского ключевого участка (легенду см. в

Приложении 8) [208]

1^1 границы местностей границы урочищ

|_| зона экономически целесообразного использования

| | зона экологически адаптивного использования ландшафтов зона использования ландшафтов в режиме сохранения Пп - под пашню в полевом севообороте, Г1к - под пашню в кормовом севообороте, Кс -сенокосы, Кп - пастбища, М - мелиоративный фонд, О -земли природоохранного значения

Рисунок 4.5 - Функциональное зонирование Бурлинского ключевого участка [208,

241]

В границах ключевого участка к этой зоне отнесены ландшафты слабовыраженных мезоповышений и пологих (1-2°) склонов озерно-аллювиальной равнины, а также выровненных поверхностей надпойменных террас р. Бурла. Преобладают темно-каштановые глубоковскипающие маломощные слабо и среднедефлированные почвы, местами в комплексе с лугово-каштановыми выщелоченными темными слабодефлированными, доля которых составляет 10-25%, и черноземы южные глубоковскипающие маломощные слабогумусированные слабо- и среднедефлированные, местами в комплексе с солонцами лугово-черноземными солончаковатыми (10-25%).

Обладая сравнительно высоким потенциальным плодородием, почвы этой зоны испытывают дефицит влаги и восприимчивы к развитию дефляционных процессов, что снижает их агропроизводственное качество и ограничивает использование в земледелии. Ландшафты данной зоны рекомендуется использовать под пашню в полевом севообороте с применением зернопаровой почвозащитной системы земледелия. Задержанию влаги в почве и снижению дефляционных процессов способствует применение ряда агроприемов: безотвальная обработка полей с сохранением стерни, полосное размещение паров и посевов поперек направления ветров, залужение сильноэродированных почв, посевы кулис из высокостебельных растений и т.п.

2. Зона экологически адаптивного использования ландшафтов объединяет малоустойчивые ландшафты, как правило, хорошего и среднего агропроизводственного качества. Для этой зоны вводятся ограничения на формы и интенсивность использования земель, исключающие негативное сельскохозяйственное воздействие.

В границах ключевого участка к этой зоне отнесены малоустойчивые ландшафты среднего, ниже среднего и низкого агропроизводственного качества. Они расположены по плоским понижениям озерно-аллювиальной и озерно-займищной равнин, а также в пойме и на террасах р. Бурла. Почвы -преимущественно черноземы южные глубоковскипающие маломощные в комплексе с солонцами лугово-черноземными и черноземно-луговыми

солончаковато-солончаковыми, доля которых составляет 25-40%; луговые солончаковые и солонцы луговые. Для этой зоны характерна высокая пятнистость почвенного покрова, что обусловливает его неравномерное увлажнение, снижает агропроизводственное качество и усложняет механизированную обработку.

Ландшафты этой зоны рекомендуется использовать в качестве кормовых угодий и, частично, под пашню в кормовом севообороте для скороспелых культур (люцерна желтая, донники белый и желтый, эспарцет песчаный и др.). Большинство угодий нуждается в мелиорации, например, гипсовании солонцов.

3. Зона использования ландшафтов в режиме сохранения объединяет неустойчивые и весьма неустойчивые ландшафты с низким и очень низким агропроизводственным качеством, а также экологически ценные ландшафты.

Под режимом сохранения понимаются вводимые ограничения на формы и интенсивность использования ландшафтов для обеспечения их естественного развития. Это не «консервация» территорий, а особая форма использования, предусматривающая сохранение уязвимых ландшафтов или их частичное освоение в щадящем режиме, например, в качестве естественных кормовых угодий. В эту зону также включены все основные элементы ЭКТ, которые рекомендуется полностью вывести из хозяйственного использования как выполняющие средоформирующую функцию.

В границах ключевого участка к этой зоне отнесены неустойчивые ландшафты низкого и очень низкого агропроизводственного качества, а также неиспользуемые в сельском хозяйстве. Ландшафты этой зоны условно можно разделить на две группы: 1) водные, болотные, лесные (в том числе лесополосы), естественные степные ландшафты, характеризующиеся средозащитной, водорегулирующей, водоохранной, мелиоративной функциями; 2) солонцы и солончаки, обладающие низкими агропроизводственными качествами, не пригодные для сельскохозяйственного производства, но, в тоже время, обладающие средоформирующими функциями. Таким образом, ландшафты этой зоны нецелесообразно вовлекать в сельскохозяйственное производство

вследствие их непригодности для хозяйственной деятельности, с одной стороны, и высокой экологической значимости - с другой.

В отдельную зону могут быть выделены земельные участки с режимом восстановления ландшафтов (реставрационный фонд), под которым понимается их временное изъятие из традиционного хозяйственного использования для реализации особых форм землепользования, цель которых - создание условий для реабилитации утраченных в связи с антропогенной деятельностью функций. В бассейне р. Бурла большинство нарушенных и деградированных ландшафтов способно к самовосстановлению при снятии антропогенных нагрузок, и лишь небольшая часть их требует применения специальных мер для восстановления.

Таким образом, повышение водорегулирующих и водоохранных функций бассейна р. Бурла возможно за счет более эффективной территориальной организации природопользования на водосборе на основе построения ЭКТ и функционального зонирования межкаркасного пространства.

4.3 Обводнение территории

4.3.2 Регулирование стока р. Бурла

Первоначально регулирование стока в нижнем течении р. Бурла было связано с необходимостью увеличения глубин и исключения зимних заморов рыбы - главного фактора нестабильности рыбного промысла. Для этих целей в 1935-1936 гг. в местах выхода р. Бурла из озер Песчаное, Хорошее и Бол. Топольное построены плотины с деревянными водосбросными сооружениями, разрушенными паводком 1941 года и восстановленными в 1963-1965 годах. Основные параметры ГТС и созданных озер-водохранилищ приведены в Таблице 4.4, местоположение плотин показано на Рисунке 4.1.

Новые ГТС были выполнены в бетонном исполнении и включали 13 регулируемых водопропускных отверстий на оз. Песчаном и 5 водопропусков на оз. Хорошем. Пропускная способность построенных водосбросов на обоих ГТС на порядок отличалась в меньшую сторону от проектной, вероятно, на изменение

проектных решений повлиял маловодный период, начавшийся в 1963 году. Водосбросные сооружения расположенной ниже по течению плотины на оз. Хорошем фактически пропускают воды в 5 раз меньше, чем сооружения плотины на оз. Песчаном (Таблица 4.5).

Таблица 4.4 - Основные параметры ГТС и озер-водохранилищ по: [247, 256]

№ п/п Основные параметры оз. Песчаное оз. Хорошее

1 Технические параметры плотин

1.1 Отметка гребня, м БС 116,8 115,8

1.2 Наибольшая высота, м 5 5

1.3 длина по гребню, м 1200 500

1.4 ширина по гребню, м 4-6 4-12

1.5 Превышение гребня, м: над НПУ 2,15 2,6

над ФПУ 1,0 1,45

1.6 заложение откосов:

верхового 1:2 1:0,8-1

низового 1:2 1:2

2 Характерные уровни воды

2.1 Уровень мертвого объема (УМО), м БС 113,20* 112,40

2.2 Нормальный подпорный уровень (НПУ), м БС 114,65 113,20

2.3 Форсированный подпорный уровень (ФПУ), м БС 115,80 114,35

2.4 Максимальный допустимый уровень (МДУ), м БС 115,25 113,70

3 Морфометрические характеристики озер-водохранилищ

3.1 Длина, км 7,4 11,0

3.2 Максимальная ширина, км 4,4 4,0

3.3 Глубина, м

максимальная 4,72 5,56

средняя 2,27 3,16

3.4 Площадь зеркала, км2: при УМО 22,4 41 ,1

при НПУ 27,0 44,149,4

при ФПУ 31,8

3.5 Объем воды, млн. м3:

при УМО 25,8 105,7

при НПУ 61,3 139,3

при ФПУ 90,6 192,6

Примечание: * Фактически уровни оз. Песчаное на 0,8 м ниже приведенных в технической документации [247]

В пик весеннего половодья, когда озера Песчаное и Хорошее наполнены до нормальных отметок, водосбросные сооружения на обоих озерах должны работать синхронно, что невозможно в силу недостаточной пропускной способности действующего ГТС на оз. Хорошее. Вследствие этого в паводок

многоводного 2024 года уровень воды в оз. Хорошее достиг отметки 115,12 м БС, что выше ФПУ на 0,77 м (протокол Межведомственной рабочей группы по регулированию режимов работы каскада озер-водохранилищ Песчаное и Хорошее на реке Бурла (далее - МРГ) от 27.02.2025). Для защиты с. Хорошее от затопления и обеспечения безопасного пропуска вод в теле земляной плотины был устроен искусственный проран, сброс воды по которому привел к размыву грунта и обрушению участка плотины. Следует отметить, что аналогичная ситуация складывалась и при пропуске паводков 1988, 1993, 2002 гг.

Таблица 4. 5 - Основные технические показатели водосбросных сооружений плотин на оз. Песчаное и оз. Хорошее [247, 256]_

Параметр оз. Песчаное оз. Хорошее

Тип затворов щитовой щитовой

Рыбозадерживающие решетки нет Расположены в подводящем канале (6 пролетов по 1,3 м, 2 пролета по 1,4 м)

Количество и ширина пролетов, м 13x1,5 4x1,5; 1x1,25

Ширина водосливного фронта, м 19,5 7,25

Отметка порога, м БС 113,2 112,4

Пропускная способность, м3/с фактическая/проектная: при НПУ при ФПУ 52,8/154 126,8/243 9,4/170 34,2/268

В то же время, в практике регулирования стока на озерах Песчаное и Хорошее отмечалась и прямо противоположная ситуация. Первые десятилетия эксплуатации восстановленных ГТС совпали с затяжным маловодным периодом 1963-1985 гг. (только в 1969-1973 гг. сток р. Бурла был близок или несколько превышал среднее многолетнее значение). Несмотря на регулирование поверхностного стока, вода по р. Бурла не уходила ниже оз. Хорошего. К 1982 году оз. Бол. Топольное высохло полностью, как и дважды ранее, в период незарегулированного стока - в 1870 и 1944 годах. В эти маловодные десятилетия на озерах прошло 6 заморов рыбы, что привело к резкому спаду промысловых уловов и кризису рыбной отрасли. Обострились конфликты между Бурлинским рыбхозом, ведущим рыбный промысел на озерах Кабанье, Хомутиное, Песчаное, и Карасукским (Купинским) рыбхозом, осуществляющим рыбный промысел на

оз. Хорошее. В 1976, 1977, 1982, 1984, 1990, 1991 годах вследствие дефицита воды Бурлинский рыбхоз не пропускал воду из оз. Песчаное в оз. Хорошее.

В маловодные годы конца 1990-х - 2010-х годов проблему наполнения рыбопромысловых озер Кабанье, Хомутиное, Песчаное местные жители нижележащего по течению Бурлинского района пытались решить, устраивая проран в теле глухой Кирилловской плотины, построенной на одном из рукавов р. Бурла перед входом в оз. Мал. Топольное для изоляции Кабаньего займища (пойменное болото в отмирающем старом русле реки) и направления всего стока через это озеро в нижнюю систему рыбопродуктивных озер. В результате часть стока стала уходить, минуя оз. Мал Топольное (Хабарский район), в Кабанье займище и оз. Кабанье (Бурлинский район), где за счет испарения терялось

-5

порядка 3 млн м /год (объем, эквивалентный стоку р. Бурла в створе с. Хабары в год 98% обеспеченности), что не решило проблемы. Следствием отведения части стока стало появление зимних заморов рыбы на оз. Мал. Топольное - самом глубоком в системе нижних Бурлинских озер на территории Алтайского края. В 2016 году, после ряда многоводных лет, проран был наглухо заделан, и весь сток Бурлы пошел в оз. Мал. Топольное. Однако в последнее десятилетие на фоне чередующихся многоводных и средневодных лет земли ниже Кирилловской плотины и по берегам оз. Мал. Топольное стали заболачиваться, а в с. Топольное появились проблемы подтопления.

В 1963 году на выходе р. Бурла из оз. Бол. Топольное, замыкающего систему нижних Бурлинских озер на территории России, были восстановлены сооружения водоподъемной плотины. Конструкция водосбросного сооружения открытого щитового типа аналогична построенному на оз. Песчаное. Водосброс состоит из 3 пролетов (вместо предусмотренных проектом 8 пролетов), шириной

-5

по 2 м каждый, что обеспечивает пропускную способность 9 м/с, сопоставимую с пропуском воды ГТС на оз. Хорошее при достижении НПУ [297, с. 95]. При закрытии шандор конструкция водосброса позволяет поддерживать НПУ на

-5

отметке 102,75 м БС и обеспечивать аккумуляцию воды до 410 млн м . Однако в

связи с наполнением озера по остаточному принципу за всю историю эксплуатации ГТС его уровень ни разу не поднимался до отметки НПУ.

В настоящее время водосброс работает в автоматическом режиме, обеспечивающем перелив воды в Казахстан при достижении отметки порога водослива - 101,8 м БС. При достижении этой отметки объем воды в оз. Бол. Топольное составляет 290 млн м3. Следует отметить, что перелив воды в последние десятилетия не происходит, т.к. уровень поднимается не выше отметки 101,4 м БС, соответствующей максимальному подпертому горизонту. Этот уровень обеспечивает относительно благоприятные условия для воспроизводства рыбы и рыбного промысла.

После строительства плотины на оз. Бол. Топольное из системы нижних Бурлинских озер были выключены озера Осолодочное, Бол. Аж-Булат и участок р. Бурла протяженностью 40 км, расположенные на территории Казахстана. Со стороны Казахстана периодически производится устройство искусственного прорана в теле плотины для обводнения нижерасположенных пастбищ. Тем не менее, политической напряженности по этому вопросу пока не возникало.

Вопрос о необходимости реконструкции ГТС в бассейне р. Бурла неоднократно поднимался на заседаниях Бассейнового совета по р. Бурла (20002003 гг.), а впоследствии на заседаниях Верхнеобского бассейнового совета и МРГ. В 2003 году, а затем в 2014 году разрабатывались Правила использования водных ресурсов каскада озер-водохранилищ Песчаное и Хорошее на реке Бурла [256], однако они не были утверждены. Одна из важнейших причин -невозможность безаварийного пропуска паводка в многоводные годы и бездефицитного использования стока р. Бурла в маловодные годы при существующем техническом состоянии ГТС.

Осложняет принятие решения о реконструкции ГТС отсутствие у всех сооружений собственника. Контроль технического состояния ГТС и уровенного режима на оз. Песчаное осуществляет ООО «Лесное», на оз. Хорошее -муниципальное образование «Карасукский район Новосибирской области», не являющиеся их собственниками. На этих ГТС периодически проводятся работы

по ликвидации последствий прохождения паводка или повышению надежности сооружений, не решающие проблему асинхронного регулирования стока. Так, в 2015 г. был выполнен капитальный ремонт водопропусков и земляной плотины на оз. Песчаное, а в 2024 г. после прохождения паводка восстановлена земляная плотина на оз. Хорошее. Решением Центрального районного суда г. Новосибирска по делу № 2а-510/2024 (2а-6398/2023) от 20.03.2024 г. на Минприроды Новосибирской области возложена обязанность в зависимости от результатов обследования технического состояния бесхозяйного гидротехнического сооружения обеспечить капитальный ремонт, консервацию и (или) ликвидацию гидротехнического сооружения - плотина земляная с гидроузлом на оз. Хорошее Карасукского района Новосибирской области. В результате исполнения решения суда на ГТС оз. Хорошее будет выполнен только капитальный ремонт сооружений без увеличения их пропускной способности.

Решение проблемы регулирования стока, прежде всего в многоводные годы, возможно только после реконструкции всего комплекса ГТС на нижних Бурлинских озерах с учетом синхронного пропуска паводков. Прежде всего, речь идет об устройстве водопропусков в теле глухой земляной Кирилловской плотины и строительстве дополнительных водопропускных пролетов на ГТС оз. Хорошее. Однако это является невыполнимой задачей при отсутствии собственников ГТС и трудновыполнимой - при их наличии в лице муниципальных образований или частных компаний с дефицитным бюджетом. В период маловодных лет регулирование стока не сможет решить проблему обводнения нижних Бурлинских озер и обеспечения стабильного режима для рыбного хозяйства [297]. В качестве одной из эффективных мер по обводнению озер рассматривается дотационная подача обской воды в р. Бурла.

4.3.3 Дотационная подача воды из р. Обь

В целях интенсификации сельского хозяйства еще в 1955 г. институтом «Ленгипроводхоз» был разработан проект орошения Кулундинской степи, включая районы бассейна р. Бурла. В качестве источника орошения в Бурлинском

районе рассматривались слабоминерализованные воды озер Хомутиное и Песчаное, в Хабарском - оз. Мал. Топольное, в Карасукском - оз. Хорошее и Хорошонок. Спустя 13 лет фактически было построено только 6% запланированных площадей (Таблица 4.6).

Таблица 4.6 - Площади орошения в бассейне р. Бурла

№ Муниципальные Площадь орошения, га

п/п образования Проект Проект орошения в Фактические площади

орошения бассейне р. Бурлы орошения

1955 г. 1975 г. 1990 г. 1968 г. 2001 г. 2024 г.

1 Алтайский край 3 465 55 045 8 475,5 124 19 140 5 476

1.1 Бурлинский район 2 289 15 985 6 177,9 102 4 976 605

1.2 Хабарский район 1 006 14 535 2 297,6 22 1 781 931

1.3 Панкрушихинский район 170 6 175 0 0 0 0

1.4 Крутихинский район - 18 350 0 — — 170

1.5 Немецкий национальный район — — 0 — 12 383 3 770

2 Новосибирская область 2 546 7 455 0 247 341 —

2.1 Карасукский район 2 546 7 455 0 247 341 —

3 Павлодарская область Республики Казахстан — 5 380 0 — — —

3.1 Успенский район — 5 380 0 — — —

Итого 6 011 67 880 8 475,5 371 19 481 5 476

Для решения проблем острого дефицита в кормах, прогрессирующего

засоления р. Бурлы и озер, расположенных в ее нижем течении, в 1975 г. был разработан, а в 1980 г. утвержден технический проект «Орошение в бассейне р. Бурлы Алтайского края» [301]. Согласно этому проекту предусматривалось строительство магистрального канала протяженностью 30,4 км для подачи воды из хвостовой части Новосибирского водохранилища в р. Бурла (оз. Прыганское) в

-5

объеме 36,5 м /с, создание участков регулярного орошения на площади 67,88 тыс. га (включая территорию Казахстана) и лиманного орошения - 4,9 тыс. га (Таблица 4.6, Рисунок 4.1). Воспроизводство рыбы и развитие рыбного промысла не рассматривались в числе приоритетных задач.

Строительство I очереди Бурлинской оросительной системы было начато в 1984 году. К концу первой пятилетки (1989 г.) во временную эксплуатацию были сданы: водозабор из Новосибирского водохранилища и головная насосная станция, 2 подкачивающие насосные станции, участок магистрального канала

длиной 8 км, два орошаемых севооборота площадью 1247 га в Крутихинском районе, объекты инфраструктуры. Работы по строительству станций перекачки III, IV подъемов и оросительной сети в Крутихинском и Бурлинском районах Алтайского края продолжались еще два года [166, с. 117; 297, с. 39-40].

С 1992 года строительство было законсервировано в связи с прекращением бюджетного финансирования и возобновлено только в 2002 году. В этот период Минсельхозпрод РФ как государственный заказчик определил новую стратегию: строительство только сооружений магистрального канала с подачей воды для

-5

обводнения нижних Бурлинских озер (расход 5 м/с) и орошения в Немецком

-5

национальном районе Алтайского края (расход 10 м/с). Вопросы подачи воды в Республику Казахстан в этой редакции проекта не рассматривались [166, с. 117; 297, с. 39-40]. В 2002-2010 гг. была восстановлена головная насосная станция, завершено строительство станции перекачки IV подъема, участка магистрального канала (4,3 км), построен концевой водосброс в оз. Прыганское (0,5 км), трансформаторные подстанции и ЛЭП [286]. Были проведены пуско-наладочные работы, однако Бурлинский магистральный канал так и не стал использоваться для восполнения водных ресурсов р. Бурла. Причина - отсутствие заявок рыбхозов и сельскохозяйственных товаропроизводителей (далее - СХТП) на подачу воды в связи с ее высокой стоимостью, а также значительные финансовые затраты на создание полей орошения.

В настоящее время, спустя 15 лет, Бурлинская оросительная система так и не востребована СХТП, а Бурлинский и Карасукский (Купинский) рыбхозы ликвидированы. Согласно технико-эксплуатационной карте мелиоративной системы (2024), техническое состояние Бурлинской оросительной системы оценивается как ограниченно-работоспособное, физический износ по балансу -55%, фактический физический износ - 70% [300]. Тем не менее, сохраняется необходимость обводнения нижних Бурлинских озер для устойчивого развития рыбного промысла и спортивного рыболовства, а также потребность у СХТП Немецкого национального, Хабарского и Бурлинского районов Алтайского края в орошении земель из поверхностных водоисточников.

Неравномерность годового и внутригодового распределения стока, несмотря на зарегулированный режим нижних Бурлинских озер, определяет значительные колебания уровней воды, что оказывают существенное влияние на популяции гидробионтов, в том числе на промысловые запасы ихтиофауны. С одной стороны, небольшие глубины в озерах влияют на высокий уровень их биологической продуктивности, с другой стороны, периодическое усыхание озер вызывает заморные явления, за которыми следует резкое снижение объемов вылова рыбы. Снижение рыбопродуктивности озер Песчаное и Хорошее стало одной из причин утраты их значимости как рыбопромысловых водоемов. В настоящее время на этих озерах сохраняется только спортивное рыболовство. Однако вопрос о восстановлении рыбоводных и рыбопромысловых предприятий постоянно поднимается на совещаниях разного уровня и в средствах массовой информации.

По состоянию на 01.01.2025 г. в бассейне р. Бурла для целей орошения из

-5

подземных водоисточников забирают 5,41 млн м воды, в том числе на

Л

территории Бурлинского района - 0,22 млн м (4,1%), Хабарского района -

Л -5

0,51 млн м (9,4%), Немецкого национального района - 4,68 млн м (86,5%) [60]. Особенно актуальна подача воды из р. Бурла для последнего из перечисленных районов, где на площади 3 770 га выращивают многолетние травы и овощи на поливе. На территории этого района в среднем за год на нужды орошения работают 160-170 скважин, из них глубиной 20-100 м - 130 скважин, 100-300 м -20 скважин, 500-800 м - 30 скважин [297]. Верхние водоносные горизонты (глубиной до 300 м) на территории района эксплуатируются более 50 лет и имеют тенденцию к истощению как по дебиту скважин, так и сработке динамического и статического горизонтов, что создает проблемы аккумулирования воды для полива в оросительных водоемах. Происходит и качественное ухудшение используемой воды: ежегодно увеличивается площадь земель, орошаемых водой с повышенной до 1 -3 г/л минерализацией. Как следствие - увеличивается число участков орошения со слабозасоленными и слабосолонцеватыми почвами [297, с. 29].

Кроме того, в Республике Казахстан сохраняется актуальность дотационной подачи воды из р. Бурлы для пополнения р. Иртыш и обводнения внутренних районов страны, что обосновано в подразделе 2.5.1.

Таким образом, Бурлинская оросительная система востребована не только для социально-экономического развития бассейна р. Бурла на территории России, но и решения проблем водообеспечения Республики Казахстан, однако ее запуск связан со значительными финансовыми затратами:

1) со стороны федеральных органов власти - на повторную расчистку магистрального канала от кустарника и мелколесья, а также на расчистку русла реки на участке от оз. Прыганского до с. Хабары протяженностью 127 км для обеспечения необходимой пропускной способности при подаче обской воды;

2) со стороны собственников ГТС - на реконструкцию сооружений для синхронного пропуска паводка и дотационного объема обской воды;

3) со стороны СХТП - на строительство оросительной сети, приобретение дождевальных машин и т.п.

Решение финансовых проблем возможно за счет долевого участия Казахстана или международных финансовых организаций, например, Международного банка реконструкции и развития. В перспективе торговля водой с Казахстаном позволит России получать дополнительные финансовые ресурсы, в том числе на развитие орошения в Кулундинской и Барабинской степях.

Препятствует запуску Бурлинской оросительной системы не только отсутствие финансовых ресурсов, но и проблемы организационно-правового характера. Сложно однозначно определить заказчика работ по расчистке магистрального канала и русла р. Бурла: Росводресурсы вправе выполнять эти работы в целях предотвращения негативного воздействия вод [9, ст. 67.1], Росрыболовство - в целях рыбохозяйственных мелиораций [13, ст. 44; 39], Минсельхоз России - при эксплуатации государственных мелиоративных систем [24, п. 5.5.5]. В настоящее время р. Бурла не используется в рыбопромысловых целях, Бурлинская оросительная система не востребована СХТП, а проблемы негативного воздействия вод вследствие низкой пропускной способности русла на

этом участке не выявлены, следовательно, ни один из федеральных органов не берет на себя обязательства по расчистке русла р. Бурла и подготовке магистрального канала к подаче обской воды. Вторая важная проблема -отсутствие собственников у подпорных ГТС на участке нижних Бурлинских озер, то есть лиц, ответственных за их капитальный ремонт или реконструкцию.

Таким образом, проблема обводнения территории является комплексной и требует участия в ее решении как органов государственной власти, так и муниципальных образований, СХТП.

4.4 Организация управления устойчивым водопользованием в бассейне р. Бурла

Проблемы использования и охраны вод р. Бурла и ее водосборной площади, как было показано выше, имеют трансграничный характер. В связи с тем, что вода из оз. Большое Топольное многие десятилетия не доходит до территории Казахстана, а обводнение р. Иртыш и внутренних районов этой страны за счет подачи обской воды можно рассматривать только гипотетически, управление устойчивым водопользованием в бассейне р. Бурла в настоящее время не имеет международного значения. Проблемы обводнения бассейна р. Бурла и сбалансированного использования водосборной площади можно рассматривать только как межрегиональные (Алтайский край - Новосибирская область) и межрайонные (прежде всего, Хабарский и Бурлинский районы Алтайского края).

В период 1990-2000-х годов вопросы водопользования межрегионального и межрайонного значения решались на основе бассейновых соглашений, предназначенных для координации и объединения деятельности, направленной на восстановление и охрану водных объектов. Они заключались между федеральным органом исполнительной власти и органом исполнительной власти субъекта РФ, территория которого расположена в бассейне водного объекта. В рамках бассейнового соглашения создавался координационный орган - бассейновый совет - и формировался фонд, средства которого предназначались для

выполнения мероприятий по восстановлению и охране водных объектов [9, ст. 120].

В 2000 г. объединенными усилиями регионов бассейна с целью решения водохозяйственных и водно-экологических проблем по инициативе муниципальных образований было заключено Бассейновое соглашение о рациональном использовании, восстановлении и охране вод р. Бурла (далее -Бассейновое соглашение по р. Бурла) и сформирован Бассейновый совет -общественная некоммерческая организация. В его состав вошли представители администраций Алтайского края и Новосибирской области, муниципальных образований, расположенных в бассейне реки, Верхне-Обского БВУ, ВерхнеОбского бассейнового управления по охране, воспроизводству рыбных запасов и регулированию рыболовства, районных санэпидемстанций, хозяйствующих субъектов и научно-исследовательских организаций.

Основные задачи Бассейнового совета сводились к организации деятельности участников бассейнового соглашения для обеспечения оптимального развития и функционирования бассейнового водохозяйственного комплекса, мобилизации сил и средств на осуществление водохозяйственных программ, а также к содействию в развитии и осуществлении сотрудничества в области использования и охраны водных ресурсов.

Совет имел право: рассматривать и вносить в администрации Новосибирской области и Алтайского края предложения по совершенствованию законодательных и других нормативно-правовых актов в сфере управления водными ресурсами р. Бурла; осуществлять контроль соблюдения действующего природоохранного и водного законодательства; определять перечни приоритетных водохозяйственных мероприятий, финансируемых за счет бюджетных средств и внебюджетных источников.