Гидрологический режим водотоков и проблемы водоснабжения населения в Республике Калмыкия

Постоянный дефицит пресной воды для питьевого и коммунально-бытового использования в Республике Калмыкия в последнее время ощущается критически остро. Это связано как с природными факторами (увеличивающейся засушливостью климата, ограниченностью запасов пресных поверхностных и подземных вод, отсутствием достаточно протяженных участков крупных рек с постоянным стоком), так и с изношенностью гидротехнических сооружений. Эксплуатация подземных вод на существующих месторождениях привела к их истощению и ухудшению качества, при этом крупные месторождения пресных и слабосолоноватых подземных вод юга Прикаспия невозможно использовать из-за повышенного содержания в них загрязняющих веществ. Ремонт старых и строительство новых водоводов от р. Волги требуют постоянных значительных финансовых вложений федерального уровня, поэтому в последние годы активно обсуждается новый способ увеличения запаса пресных вод, пригодных для питьевого водоснабжения, – искусственное пополнение подземных вод (ИППВ). В статье дается современная оценка водных ресурсов малоизученного поверхностного стока рек Калмыкии, рассмотрены возможность и целесообразность создания инфильтрационных бассейнов для пополнения запасов подземных вод, рассчитаны параметры и режим работы пяти планируемых бассейнов.

Основным источником пресных поверхностных вод в Калмыкии являются реки Ергенинской возвышенности, среднемноголетний современный сток с восточного склона которой оценен в 0,120 км³/год, с западного – в 0,105 и с южного – в 0,045 км³/год. Установлены тенденции современного изменения гидрологического режима рек под влиянием изменений климата: сокращение годового стока и его внутригодовое перераспределение с сокращением весеннего половодья, незначительным ростом зимнего стока и выравниванием летнего меженного. Расчет режима функционирования планируемых инфильтрационных бассейнов позволил сделать следующие выводы: максимально возможный объем суммарной инфильтрации в них составит около 923 тыс. м3/год, что в 8,7 раза меньше современного водозабора из Троицкого и Баярнинского месторождений для водоснабжения населения республики; достаточно эффективная работа бассейнов возможна только при ежегодной очистке водохранилищ-отстойников от накапливающихся иловых отложений, в противном случае коэффициент фильтрации грунтов будет сокращаться, что приведет к снижению инфильтрационного питания в десятки раз. Таким образом, ИППВ могут быть только временной мерой, восполняющей снижение уровня грунтовых вод, до реконструкции и строительства новых водоводов от Волги для обеспечения водоснабжения Элисты и окрестностей питьевой водой приемлемого качества.

1. Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов (АИС ГМВО). Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации Федеральное агентство водных ресурсов. URL: https://gmvo.skniivh.ru/ (дата обращения 15.11.2022).

2. Атлас расчетных гидрологических карт и номограмм. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 23 л.

3. Барабанов А.Т., Долгов С.В., Коронкевич Н.И. Влияние современных изменений климата и сельскохозяйственной деятельности на весенний поверхностный склоновый сток в лесостепных и степных районах Русской равнины // Водные ресурсы. 2018. Т. 45. № 4. С. 332–340.

4. Бембеев А.В., Щипицын М.Н. Оценка эксплуатационных запасов пресных и солоноватых подземных вод на территории Республики Калмыкия // Южно-российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. 2005. № 1(10). С. 71–86.

5. Варенцова Н.А., Киреева М.Б., Харламов М.А., Варенцов М.И., Фролова Н.Л., Повалишникова Е.С. Формирование весеннего стока рек ЕТР: основные факторы и способы их учета. I. Обзор исследований // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2022. Т. 384. № 2. С. 92–116. DOI: 10.37162/2618-9631-2022-2-92-116.

6. Варенцова Н.А., Гречушникова М.Г., Повалишникова Е.С., Киреева М.Б., Харламов М.А., Фролова Н.Л. Влияние климатических и антропогенных факторов на весенний сток в бассейне Дона // Вестн. Моск. унта. Сер. 5. Геогр. 2021. № 5. С. 91–108.

7. Водные ресурсы России и их использование / под ред. И.А. Шикломанова. СПб.: Государственный гидрологический институт, 2008. 600 с.

8. Габунщин С.В. Экологическая безопасность России на региональном уровне (на материалах Республики Калмыкия). Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2009. 192 с.

9. Гидрохимический сток рек европейской части России. Атлас / под ред. Р.Г. Джамалова, О.С. Решетняк, М.М. Трофимчука. М.: ИВП РАН, 2020. 155 с.

10. Джамалов Р.Г., Киреева М.Б., Косолапов А.Е., Фролова Н.Л. Водные ресурсы бассейна Дона и их экологическое состояние. М.: ГЕОС, 2017. 204 с.

11. Долгов С.В., Коронкевич Н.И., Барабанова Е.А. Ландшафтно-гидрологические изменения в бассейне Дона // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 6. С. 674–685. DOI: 10.31857/S032105962006005X

12. Зекцер И.С., Потапова Е.Ю., Четверикова А.В., Штенгелов Р.С. Перспективы искусственного восполнения подземных вод юга европейской части России // Водные ресурсы. 2012. Т. 39. № 6. С. 624–638.

13. Искусственное пополнение запасов грунтовых вод при решении проблемы водоснабжения в Калмыкии // Недра Поволжья и Прикаспия. Саратов, 2005. Вып. 41. С. 29–34.

14. Коронкевич Н.И. Водный баланс Русской равнины и его антропогенные изменения. М.: Наука, 1990. 205 с.

15. Коронкевич Н.И., Георгиади А.Г., Долгов С.В., Барабанова Е.А., Кашутина Е.А., Милюкова И.П. Изменение стока снегового половодья на южном макросклоне Русской равнины в период 1930–2014 гг. // Лед и снег. 2018. Т. 58. № 4. С. 498–506.

16. Махота Т.А., Ершов Г.Е. Переоценка эксплуатационных запасов пресных подземных вод Троицкого и Баяртинского месторождений для муниципальных нужд г. Элисты Республики Калмыкия: в 6 кн. и 1 папке. Книга 1: Геологический отчет. 2010. 192 с.

17. Мимишев А.А., Очирова А.Н., Кирилаев В.А., Шараева Б.М., Джальчинова Т.Б. Анализ основных источников питьевого водоснабжения на территории Республики Калмыкия // Геология, география и глобальная энергия. 2018. № 2(69). С. 26–39.

18. Плотников Н.А. Проектирование систем искусственного восполнения подземных вод для водоснабжения. М.: Стройиздат, 1983. 230 с.

19. Полонский А.Б., Башарин Д.В. Влияние климатического сдвига 1976–1977 гг. на крупномасштабную структуру приземных метеорологических полей Евразии // Метеорология и гидрология. 2008. № 5. С. 16–30.

20. Рекомендации по расчетам внутригодового распределения стока при строительном проектировании. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 72 с.

21. СНиП 2.01.14-83. Определение расчетных гидрологических характеристик. Государственный комитет СССР по делам строительства. М.: Стройиздат, 1985. 36 с.

22. СП-33-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. М.: Госстрой России, 2004. 72 с.

23. Хочаева С.С., Васильева П.Д. О проблемах использования водных объектов Калмыкии, являющихся источниками водоснабжения // Наука и бизнес: пути развития. 2017. № 12. С. 68–73.

24. Цуркан С.Я. Оценка условий формирования и возможности искусственного пополнения ресурсов подземных вод Калмыкии для их рационального использования: дис. … канд. геол.-минерал. наук. М.: ВСЕГИНГЕО, 1993а. 240 с.

25. Цуркан С.Я. Условия формирования ресурсов пресных подземных вод Калмыкии // Геоинформмаркт, 1993б. Вып. 8. С. 29–34.

26. Blöschl G., Hall J., Viglione A. Changing climate both increases and decreases European river floods, Nature, 2019, vol. 573, p. 108–111, DOI: 10.1038/s41586-019-1495-6.

27. Bouwer H. Groundwater hydrology, McGraw-Hill, New York, 1978, 480 p.

28. Bouwer H., Back J.T., Oliver J.M. Predicting infiltration and ground water mounting for artificial recharge, Journal Hydrol. Eng., Am. Soc. Civil. Eng., 1999, vol. 4(4), p. 350–357.

29. Hersbach H., Bell B., Berrisford P. et al. The ERA5 Global Reanalysis, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2020, DOI: 10.1002/qj.3803.

30. Kireeva M.B., Frolova N.L., Dzhamalov R.G., Rets E.P., Povalishnikova E.S., Pakhomova O.V. Low flow on the rivers of the European part of Russia and its hazards, Geography, Environment, Sustainability, 2016, vol. 9, no. 4, p. 33–47, DOI: 10.15356/2071-9388_04v09_2016_03.

31. Kireeva M.B., Frolova N.L., Rets E.P. et al. Evaluating climate and water regime transformation in the European part of Russia using observation and reanalysis data for the 1945–2015 period, International Journal of River Basin Management, 2019, vol. 18, no. 4, p. 491–502, DOI: 10.1080/15715124.2019.1695258.

32. Massmann J.W., Butchart C., Stolar S. Infiltration Characteristics, Performance, and Design of Stormwater Facilities, Final Research Report, Research Project T1803, Task 12, Washington State Department of Transportation, Olympia, Washington, 2003.

33. О региональной комплексной программе «Чистая вода» на 2009–2022 годы. Электронный фонд Консорциум «Кодекс». URL: https://docs.cntd.ru/document/460201863 (дата обращения 20.04.2023).

34. Ранькова Э.Я., Груза Г.В., Рочева Э.В., Самохина О.Ф. Температура приземного воздуха // Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М., 2014. С. 37–72. URL: https://cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2016/od2/od2.pdf (дата обращения 04.04.2023).

35. Справка о современном состоянии подземных вод и опасных экзогенных геологических процессов на территории Республики Калмыкия в 2022 г. URL: http://geomonitoring.ru/download/spravki/yfo/%D0%A1%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BA%D0%B0%20%D0%A0%D0%B5%D1%81%D0%BF%D1%83%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20%D0%9A%D0%B0%D0%BB%D0%BC%D1%8B%D0%BA%D0%B8%D1%8F.pdf?ysclid=lm9j3ogumm441606806 (дата обращения 20.04.2023).

36. Строительство водопровода от Волги до Калмыкии // Правительство Республики Калмыкия. 2022. URL: http://kalmregion.ru/novosti/stroitelstvo-vodoprovoda-ot-volgi-do-kalmykii-/ (дата обращения 15.06.2022).

37. Схема комплексного использования и охраны водных объектов бессточных районов междуречья Терека, Дона и Волги. Книга 2: Оценка экологического состояния и ключевые проблемы бессточных районов. Западно-Каспийское БВУ, 2014. 29 с. URL: http://zkbvu.ru/upload/medialibrary/3f3/3f36ebd80fb8bf333e01ac51fb2aecd5.pdf (дата обращения 10.04.2023).

38. ERA5-Land, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), URL:https://www.ecmwf.int/en/era5-land (дата обращения 14.02.2022).

39. GlobSnow, GlobSnow v.3.0, Finnish Meteorological Institute, ESA, URL: https://www.globsnow.info/ (дата обращения 14.02.2022).

40. IPCC, Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2013, Hartmann D., Klein Tank A., Rusticucci M. et al., chapter 2, Observations: Atmosphere and Surface, p. 159–254, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, URL: https://www.researchgate.net/publication/262677624_IPCC_2013_Climate_Change_2013_in_The_Physical_Science_Basis_Working_Group_I_Contribution_to_the_Fifth_Assessment_Report_of_the_Intergovernmental_Panel_on_Climate_Change_WMOUNEP_Cambridge (дата обращения 15.04.2023).