Антропогенные изменения годового стока рек Средней Азии и Закавказья

• Автор: Цыценко, Кирилл Викторович
• Шифр специальности: 11.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 48 с.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Предмет защиты. В предлагаемом научном докладе представляется концепция оценки и прогноза антропогенных изменений годового стока рек под влиянием орошаемого земледелия, последовательно отражающая весь процесс использования поверхностных вод на нужды ирригации. Основы ее состоят в исследовании и оценке ресурсов поверхностных вод, изъятий стока на орошение, безвозвратного водопотреб-ления и водоотведения с орошаемых земель, антропогенных изменений водности рек и компонентов природной среды.
Выполненные разработки опираются на результаты многолетних комплексных наблюдений за элементами водного баланса в высокогорных областях и на мелиорируемых равнинных территориях. Производство комплексных воднобалансовых исследований, их анализ и теоретическое обобщение осуществлялись автором последовательно в 1958-1971 гг. в УГМС Киргизии, а с 1972 по 1995 гг. в Государственном гидрологическом институте Росгидромета.
Актуальность темы. Оценка влияния хозяйственной деятельности на речной сток представляет собой одну из центральных проблем гидрологической науки. В рамках этой проблемы автором разрабатывались научно-методические вопросы, связанные с расчетами антропогенных изменений годового стока рек под преимущественным воздействием орошаемого земледелия, которое, как известно, является наиболее водоемкой отраслью хозяйства. Поэтому естественно, что объектами таких исследований стали в первую очередь бассейны рек Средней Азии (Амударьи, Сырдарьи, Чу и Талас, оз. Иссык-Куль, оз. Балхаш) и Закавказья (Куры), где к концу 80-х годов размещалось около 50% всех поливных земель бывшего СССР. Общим для всех этих бассейнов является то, что их сток формируется в горах, а используется на равнине.
Изменение (трансформация) стока под влиянием орошаемого земледелия представляется весьма сложным и многофакторным процессом. Масштабы и темпы изменений водности рек зависят от изменчивости стока в зоне формирования, климатиче-<их характеристик и условий погоды в зоне его использования, величин безвозвратного водопотребления и возвратных вод, соотношения антропогенных и естественных г ерь стока.
Влияние упомянутых факторов невозможно установить без детального изучения . ментов водного баланса и его структуры как в горной части речных бассейнов, и на мелиорируемых землях равнинных пространств. Между тем широкое при-тпгпие воднобалансовых методов исследований и расчетов заметно сдерживалось тбой гидрометеорологической изученностью высокогорных районов и недостатком г " ‘ IX о водном балансе орошаемых территорий. В связи с этим организация и про-
ведение комплексных воднобалансовых наблюдений имели, несомненно, важное научное и практическое значение.
Особенно пристальное внимание всегда привлекала к себе проблема расчета безвозвратного водопотребления и возвратных вод с орошаемых земель. Это связано как с различным влиянием упомянутых характеристик на антропогенные изменения водности рек, так и с острой потребностью в надежных данных о величине и структуре затрат речного стока на орошение, необходимых для оценки эффективности использования водных ресурсов. Расхождение расчетных значений безвозвратного водопотребления или их отсутствие негативно сказывались при разработке комплексных Схем использования и охраны водных ресурсов. В этом отношении выделялась проблема формирования и оценки возвратных вод, ряд моментов которой остаются дискуссионными до сих пор.
Научная и практическая значимость исследования антропогенных изменений стока состояла не только в потребности внести определенную ясность в различные взгляды на рассматриваемый вопрос,, но и в необходимости определения экологического будущего бессточных водоемов аридных территорий (Арала, Балхаша и др.).
Непосредственно в эту проблему входила задача исследования преобразования деятельной поверхности в дельтах рек, решение которой требовалось для расчетов притока речных вод в озера и внутренние моря. Оценки антропогенных изменений стока были также необходимы для гидрологического обоснования мероприятий, направленных на улучшение гидроэкологической ситуации в бассейнах рассматриваемых рек.
Перечисленные выше задачи и определили актуальность проведения научных разработок по исследованию условий формирования стока в горах и оценке изменений его количественных характеристик на равнине.
Целью исследований явилась разработка концепции по оценке и прогнозу антропогенных изменении шдового стока рек под преимущественным воздействием , орошаемого земледелия. Основные научные направления в рамках этой концепции следующие:
« разработка научно-методических основ организации стационарных и экспеди-.э. ционных комплексных наблюдений для исследования элементов водного баланса в
зонах формирования и использования стока;
• создание методики определения безвозвратного водопотребления и возвратных вод
с орошаемых земель;

пых вод с орошаемых земель. Расчеты этих характеристик производились в нескольких вариантах при условии сохранения в будущем сложившейся экстенсивной системы водопользования, а также с учетом внедрения в практику орошаемого земледелия рациональных режимов орошения и повышения КПД оросительных систем. Необходимость сопоставления различных форм использования водных ресурсов была вызвана тем, что как показал опыт эксплуатации орошаемых земель, в рассматриваемых регионах внедрение более прогрессивной системы водопользования требует немало, времени, рост КПД происходит очень медленно и существенно отстает от плановых показателей. В связи с изложенным расчет будущих объемов безвозвратного водопотребления, основанный на низком уровне ведения водного хозяйства, представляет собой своеобразный прогноз-предупреждение [9, 13, 18, 19, 21, 27].
Результаты выполненных расчетов показали, что, в соответствии с намечаемыми планами расширения мелиоративного строительства, все оценки свидетельствовали о снижении в перспективе стока рек — источников орошения. При сохранении в будущем существующей системы водопользования уменьшение стока предполагалось более интенсивным, чем при условии экономного и рационального использования водных ресурсов [9, 19]. В большинстве бассейнов сток рек в их низовьях будет формироваться преимущественно за счет возвратных вод. Сопоставление фактического изменения водности рек с прогнозным показало, что оно происходит, к сожалению, по варианту, обусловленному нерациональным подходом к использованию водных ресурсов [27].
Прогнозные оценки антропогенных изменений стока исходили из планов перспективного мелиоративного строительства. Поэтому отклонение показателей фактического развития орошения от планируемых обусловили несоответствие между наблюденными и прогнозными величинами водности рек. Так в рассматриваемых бассейнах в связи с прекращением роста площадей орошаемых земель (с начала 90-х годов) не произошло ожидаемого антропогенного изменения стока. Вследствие нерационального использования ресурсов поверхностных вод Амударьи и Сырдарьи снижение их стока в 80-х годах оказалось более интенсивным, чем предполагалось ранее. Кроме оценок прогнозных изменений стока в процессе производства соответствующих расчетов были получены данные о предельно возможном развитии орошаемого земледелия, соответствующем полному безвозвратному использованию имеющихся ресурсов поверхностных вод.
Однако, полученным в свое время результатам и выводам, вытекающим из предполагаемых изменений водности рек, не было оказано должного внимания, т.к. разрабатываемые в 60-80-е годы долговременные планы мелиоративного строительства исходили из концепции максимально возможного увеличения площадей орошаемых земель. Такими предостережениями либо просто пренебрегали, либо взамен приводи-