Геоэкологические условия и особенности функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища

Кальная, Ольга Ивановна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэкологические условия и особенности функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологические условия и особенности функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища"

На правах рукописи

Кальная Ольга Ивановна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ШАГОНАРСКОГО ПЛЁСА САЯНО-ШУШЕНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Специальность 25.00.36 - Геоэкология (науки о Земле)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата географических наук

5 ДЕК 2013

Барнаул - 2013

005542968

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель: Забелин Владимир Иванович,

доктор биологических наук, профессор, ФГБУН Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, главный научный сотрудник

Научный консультант: Ревякин Виктор Семенович,

доктор географических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет, профессор кафедры сервиса и туризма

Официальные оппоненты: Черных Дмитрий Владимирович,

доктор географических наук, доцент, ФГБУН Институт водных и экологических проблем СО РАН,

ведущий научный сотрудник

Останин Олег Васильевич, кандидат географических наук, доцент, ФГБОУ ВПО Алтайский государственный университет, заведующий кафедрой физической географии и ГИС

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Горно-Алтайский

государственный университет

Защита состоится «25» декабря 2013 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 003.008.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт водных и экологических проблем СО РАН по адресу: 656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, 1. Факс: (3852) 240396

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью) просим

направлять Ученому секретарю диссертационного совета по адресу:

656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, 1. Факс: (3852) 240396, e-mail: iwep@iwep.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт водных и экологических проблем СО РАН

Автореферат разослан ноября 2013 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д 003.008.01,

кандидат географических наук, доцент и.Д. Рыбкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Водные ресурсы являются одним из главных природных богатств Сибири, рациональное и научно обоснованное использование которых представляет собой важную задачу при решении различных социально-экономических проблем. Увеличению темпов и расширению возможностей использования водных ресурсов в различных отраслях хозяйственной деятельности способствует создание водохранилищ. В Сибири крупные водохранилища в горных областях сооружались преимущественно для гидроэнергетических целей, что не исключает их комплексного использования. Необходимость и целесообразность строительства водохранилищ не вызывает сомнения. Наряду с этим, создание и эксплуатация искусственно созданных водоемов приводит к значительной трансформации окружающей природной среды, возникновению различных геоэкологических проблем, требующих их тщательного изучения для решения практических задач.

Саяно-Шушенское водохранилище, одно из крупнейших в стране, создавалось, главным образом, для решения энергетических проблем Приенисейской Сибири. Мощность ГЭС (вместе с Майнским узлом) до аварии 17 августа 2009 года составляла 6721 МВт, среднегодовая выработка - 24500 млн. кВт/ч. За 2011-2012 гг. (после ремонта) выработка электроэнергии на Саяно-Шушенском гидроузле достигла доаварийного уровня. Вырабатываемая электроэнергия большей частью используется для энергоёмкого производства алюминия (ОАО «Ачинский глинозёмный комбинат», РУСАЛ).

Однако наряду с получением значительного количества электроэнергии и решением проблем энергоснабжения, строительство Саяно-Шушенской ГЭС и создание водохранилища вызвало целый ряд экологических последствий. В частности, Шагонарский плёс Саяно-Шушенского водохранилища, расположенный в пределах Улуг-Хемской котловины, значительно повлиял на её природные условия. В результате функционирования водоёма произошли ландшафтные изменения, активизировались унаследованные и возникли новые природно-антропогенные экзогенно-геологические процессы. На техногенные изменения в пределах Улуг-Хемской котловины наложились социально-экономические преобразования 1990-х годов.

Сложившаяся ситуация вызвала необходимость всестороннего изучения характера и степени изменения геоэкологических условий территории в результате функционирования водохранилища, изучения современной системы хозяйствования и разработки направлений оптимизации природопользования в пределах Улуг-Хемской котловины в условиях существования водохранилища, в том числе в целях рекреации и туризма. Перспективы освоения берегов Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища как зоны отдыха совпадают с проектируемым строительством в Туву железной дороги, что позволит увеличить приток в республику организованных туристов.

Таким образом, актуальность исследования вызвана необходимостью:

всестороннего изучения изменений геоэкологических условий территории, прилегающей к Шагонарскому плёсу, в результате функционирования Саяно-Шушенского водохранилища;

- зонирования территории, прилегающей к Шагонарскому плёсу, по характеру и степени антропогенного воздействия;

- разработки путей оптимизации природопользования в пределах Улуг-Хемской котловины при современном режиме наполнения водохранилища.

Целью исследования является комплексная оценка геоэкологического состояния Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища и его зоны влияния.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- проанализировать состояние природной среды Улуг-Хемской котловины до создания водохранилища;

— выявить особенности функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища;

- оценить влияние водохранилища (виды и интенсивность) на ландшафты Улуг-Хемской котловины;

— разработать направления оптимизации природопользования изучаемой территории в условиях реального функционирования водохранилища.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования данной работы является Шагонарский плёс Саяно-Шушенского водохранилища и прилегающая территория в пределах Улуг-Хемской котловины, предметом исследования -изменение природной среды Улуг-Хемской котловины в результате создания и эксплуатации водохранилища.

B.Б. Яковлевой, В.П. Салтанкина, СЛ. Вендрова, К.Н. Дьяконова, Ю.М. Матар-зина, Б.Б. Богословского, И.К. Мацкевича, И.А. Печеркина, Г.И. Овчинникова,

C.Х. Павлова, Ю.Б. Тржцинского, B.C. Кусковского, а также работы, посвященные исследованию горных котловин Алтае-Саянского региона, изложенные в трудах Ю.П. Селиверстова, H.H. Михайлова, К.В. Чистякова и др. В необходимой мере учтён опыт ландшафтно-экологических исследований в районе Саяно-Шушенского водохранилища в пределах Тувы В.И. Забелина, Т.П. Арчимаевой, А.Д. Самбуу, A.A. Титляновой, Н.П. Миронычевой-Токаревой, Е.А. Гурковой.

Фактический материал. Источниками информации послужили собственные материалы автора, опубликованные результаты работ по изучению водохранилищ, фондовые материалы ФГУ «Тувинский территориальный фонд геологической информации», материалы Отдела водных ресурсов Енисейского Бассейнового водного управления по Красноярскому краю (г. Красноярск), Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Республики Тыва. Автор в составе Тувинской геологоразведочной экспедиции (11РЭ) в 1988-1996 гг. принимала участие в полевых и камеральных работах по изучению Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища. В течение полевых сезонов 2005-2011 гг. проводились полевые исследования в береговой зоне водохранилища и его ложа, камеральная обработка полученных материалов. В течение 2008-2010 гг. работы выполнялись при поддержке гранта РФФИ 08-05-98083-р_сибирь_а «Изучение динамики геоэкологического состояния береговой зоны и акватории Саяно-Шушенского водохранилища на территории Тувы

с применением геоинформационных систем», в 2011г. - при финансовой поддержке Совета директоров «РусГидро».

Методы исследования: полевой, картографический, гидрохимический, бактериологический, ландшафтный, сравнительно- географический, геоинформационный. Полученные в ходе исследований материалы систематизировались и обрабатывались с использованием методов математической статистики.

Научная новизна: автором впервые посредством обобщения большого натурного материала с применением методов картографирования раскрыто воздействие Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища на компоненты окружающей среды в условиях его сезонного существования, дана геоэкологическая оценка современных ландшафтов днища озеровидного расширения и прилегающей территории, показано их изменение в результате функционирования водохранилища. Полученные результаты исследований позволили выделить зоны влияния в системе «водоем — прилегающая территория», в которых характер, степень и пространственная направленность природно-техногенных процессов зависят от условий наполнения и сработай водоема.

Впервые в результате проведения гидрохимического и бактериологического мониторинга вод Шагонарского плёса водохранилища определена степень их загрязнения, выявлены источники последнего. В результате проведения топографо-геодезических работ получены данные о динамике абразионных процессов в пределах обвально-осыпного берега на участке Куйлуг-Хем. Создана геоинформационная система «Геоэкологический мониторинг акватории и береговой зоны Саяно-Шушенского водохранилища на территории Тувы». Разработаны направления по оптимизации природопользования изученной территории в условиях существования водохранилища с учетом социально-экономических преобразований последних лет.

Практическая значимость. Результаты исследований по данной теме вошли в ежегодные Государственные доклады «О состоянии окружающей природной среды Республики Тыва», использованы Отделом по охране памятников истории и культуры и развитию туризма Управления культуры Улуг-Хемского кожууна (района) Республики Тыва при составлении паспортов археологических памятников, при разработке туристических маршрутов (пеших, конных и водных) в районе Шагонарского плёса водохранилища.

Материалы исследования автора по теме диссертации были представлены в виде отчета «Геоэкологический мониторинг Саяно-Шушенского водохранилища на территории Республики Тыва» в дирекцию «РусГидро», в ФГУ «Управление эксплуатации Саянских водохранилищ», в Енисейское бассейновое водное управление (Енисейское БВУ, г. Красноярск) для пополнения базы данных по изучению гидрохимического состояния Саяно-Шушенского водохранилища.

На основе полученных материалов в лаборатории ГИС-технологий и моделирования процессов ТувИКОПР СО РАН создан сайт «Саяно-Шушенское водохранилище в Туве». Адрес сайта: http://www.sshvrt.com/. Сайт совместим с Ш (7.0 и выше).

Полученные в ходе исследования материалы могут быть использованы при разработке и корректировке Схем территориального планирования (СТП) Улуг-Хемского и Чаа-Хольского районов.

Результаты исследований применяются автором в процессе подготовки специалистов на кафедре географии Тувинского государственного университета.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII, IX, XI Международных Убсу-Нурских симпозиумах (Кызыл, 2004, 2008, 2012), Международной научно-практической конференции «Рельеф и природопользование предгорных и низкогорных территорий» (Барнаул, 2005), Международной научно-практической конференции «Алтае-Саянская горная страна и история освоения её кочевниками» (Барнаул, 2007), Международной конференции «Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее» (Горно-Алтайск, 2008), ХП Международной научно-практической конференции «Экономика. Сервис. Туризм. Культура» (ЭСТК-2010) (Барнаул, 2010), IV Международной научно-практической конференции «Проблемы геополитики, геоэкономики и международных отношений...» (Санкт-Петербург, 2010).

По результатам выполненных исследований опубликовано 33 работы, в том числе две - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы из 151 наименования. Общий объем работы включает 171 страницу машинописного текста, в том числе 56 рисунков, 7 таблиц. Приложение содержит 9 таблиц.

Во введении обосновываются актуальность темы, формулируются цели и основные задачи исследования, защищаемые положения. Первая глава исследования посвящена анализу изученности Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища и методическому обеспечению работ. Во второй главе охарактеризованы природные условия до заполнения водохранилища: климатические условия, геолого-геоморфологическое строение, характер почвенно-растительного покрова. Третья глава отражает особенности функционирования водохранилища и его роль в формировании современной геоэкологической обстановки в Улуг-Хемской котловине. В главе охарактеризованы гидрохимические особенности водоёма, экзогенные геологические процессы, приведены данные о трансформации геоэкологических условий под воздействием водохранилища. В четвертой главе рассматривается характеристика природопользования до и после заполнения водоёма, обосновываются направления оптимизации природопользования и перспективы хозяйственного освоения Улуг-Хемской котловины. В заключении приведены выводы исследования.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ 1. Природные условия, существовавшие до создания водохранилища, определили особенности изменения окружающей среды в пределах Улуг-Хемской котловины в условиях значительной сработки Саяно-Шушенского водохранилища.

Саяно-Шушенское водохранилище большей своей частью расположено в горной системе Западного Саяна, и лишь его озеровидное расширение или Шагонарский плёс приходится на Улуг-Хемскую котловину, где занимает понижение между южными склонами Куртушибинского хребта и северными склонами хребта Западный Танну-Ола. Морфометрические особенности Шагонарского плёса определяются геоморфологическими условиями, которые существовали до создания водоема. Геоморфология района, в свою очередь, отражает геологическое развитие площади. В неогене территория, выровненная мезо-кайнозойскими процессами денудации, испытала неравномерные блоковые вертикальные движения, приведшие к образованию сложных систем сводовых поднятий и опусканий, оживлению старых и заложению новых разломов. К эоплейстоцену приурочена основная фаза кайнозойского орогенеза для всей горной области юга Сибири. Интенсивные тектонические движения привели к образованию структуры прогибания - Тувинской, ограниченной по разломам субширотного простирания крупными блоковыми структурами поднятий: с севера - Западно-Саянской, с юга - Западно-Таннуольской. К Тувинской структуре прогибания принадлежит Улуг-Хемская котловина, которая является составной частью Центрально-Тувинской котловины (Кушев, 1957). При наполнении Саяно-Шушенского водохранилища в западной части Улуг-Хемской котловины образуется озеровидное расширение. При сравнении основных параметров Саяно-Шушенского водохранилища в целом и его озеровидного расширения (Таблица 1), отмечается, что площадь акватории последнего составляет 42% от водного зеркала всего водохранилища.

На изученную территорию составлен целый ряд тематических карт и схем, отражающих геологическое и геоморфологическое строение, характер почвенно-растительного покрова площади, систему природопользования в районе до создания водоёма. Выявлены природные условия, определившие особенности изменения окружающей среды водоёмом.

Таблица 1 - Основные параметры Саяно-Шушенского водохранилища

Основные параметры Саяно-Шушенское водохранилище Включая

Саянское ущелье Шагонарский плёс (озеровидное расширение)

Длина, км 312 260 52

Ширина, км (шш-тах) 0,5-12 0,5-3 3-12

Глубина, м 1-220 25-220 1-25

Площадь акватории, км2 621 359 262

НПУ, м 540

Величина сработки, м 40 30-40 25

Геолого-геоморфологическое строение изученной площади определяет характер и направленность современных экзогенных геологических процессов, таких как абразия берегов, выветривание, заболачивание, засоление, эоловые перенос и аккумуляция. Абразионные процессы возникли в результате создания и эксплуатации водохранилища. В пределах развития коренных пород при этом образовались берега, устойчивые к разрушению. На участках, сложенных рыхлыми породами четвертичного возраста, в настоящее время происходит интенсивное

обрушение и отступание берегов. Начальная степень крепости и трещиноватости горных пород в полосе осушки определили степень их выветривания при переменном наполнении и сработке водоёма. Максимальная степень выветривания отмечается в поле развития рассланцованных метаморфических пород.

Геоморфологические условия, а именно присутствие в пределах затапливаемой территории пологих пойменных участков, способствовали развитию процессов заболачивания при наполнении водоёма, что в свою очередь привело к трансформации растительных сообществ в сторону более мезофильных и гигрофильных, а почв - в сторону увеличения гидроморфизма. На этих же пологих участках в прибрежной полосе формируются площади засоления грунтов. Первоначальное присутствие в зоне затопления песчаных массивов четвертичного возраста привело к современному эоловому переносу песков по ложу водохранилища. Присутствие в водосборном бассейне Енисея нескольких крупных полиметаллических месторождений частично обусловило гидрохимический состав воды озеровидного расширения водохранилища.

2. Сезонная ритмика функционирования Шагонарского плёса обусловила формирование в системе «водоём — прилегающая территория» изменений природной среды, позволяющих выделить отдельные зоны, в которых отражены характер, степень и пространственная направленность природно-техногенных процессов.

Характер регулирования стока Саяно-Шушенского водохранилища определяет важнейшую особенность функционирования Шагонарского озеровидного расширения - его сезонное существование, что препятствует формированию устойчивой экосистемы в пределах затапливаемой территории, как водной, так и наземной. Заполнение водоема начинается с начала июня и к июлю уровень достигает отметки, близкой к НПУ. Осенью начинается сработка водоёма, которая охватывает осень, зиму и первые весенние месяцы. К маю ложе водохранилища полностью осушается. С начала июня начинается новый цикл заполнения водоёма. Нами впервые по результатам изучения Шагонарского плёса и прилегающей территории проведено зонирование и выделены три зоны влияния водоёма, в которых характер, степень и пространственная направленность природно-техногенных процессов зависят от условий наполнения и сработки (Рисунок 1).

Экологическое состояние и влияние озеровидного расширения водохранилища на территорию изучалось в двух режимах - при наполнении водоёма (гидрохимические особенности) и при сработанном уровне (современные экзогенные геологические процессы, трансформация почвенно-растительного покрова в пределах ложа водохранилища и на прилегающей территории).

Первая зона - прямого влияния водохранилища. Её площадь составляет 262 км2 и совпадает с площадью акватории водоёма при наполнении до НПУ. Период наполнения. Проведенные исследования показали, что гидрохимическое состояние Шагонарского плёса характеризуется незначительным колебанием содержания химических компонентов, отмечается стабильное превышение содержания в воде ионов меди, что объясняется присутствием в водосборном бассейне реки медьсодержащих месторождений. Из загрязняющих компонентов отмечается повышенное содержание фенолов, что связано со сбросом

в водохранилище неочищенных сточных вод г. Шагонар. По величине биохимического потребления кислорода (БПК5), определенного по периметру акватории, воды преимущественно от умеренно загрязненных до грязных (Рисунок 2). Бактериологическое загрязнение вод фиксируется во всех мониторинговых точках опробования водоёма (Рисунок 3).

мня пряного «гмянич (угамн интервал іл^бии, м) | » | зона еущветввжого влияния ! и | »на юмениого впи*иві

эоогеиме геологичеоо« ц»«ессы (ЭГП) Деятельность ветре

* ¡»раз» ¿Рг «аде»-*

^ ысопеив каком гнгукі'лчіїн эслоеьа с. тпнвме

ТО гвлоген« Ьервов» г» юитур рвжти» ЗГТ1 —' ъ>» ижииалькт «лої

внуцілмя пптаевьл нахАМнл* I ■ I

Рисунок 1 - Схема зонирования Шагонарского плёса водохранилища и прилегающей территории (составлено автором)

Харжтаистюа ида ш БЛК, (иО;'л)

водохранилища по биохимическому потреблению кислорода (БПК5), 2010 г. (составлено автором)

20-29 ЗО-ЗЭ

Рисунок 2

Характеристика воды Шагонарского плёса

Рисунок 3 - Характеристика воды Шагонарского плёса водохранилища по бактериологическим показателям, 2011 г. (составлено автором)

Наиболее значимыми источниками загрязнения являются сточные воды очистных сооружений г. Шагонар, пос. Чаа-Холь, сбрасываемые в водохранилище, выпас крупного и мелкого рогатого скота в пределах затапливаемой территории.

Период сработки. Ложе Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища представляет собой уникальный природно-техногенный объект, т.к. находится попеременно то в аквальных, то в субаэральных условиях. Сезонная ритмика существования водохранилища является основным фактором пространственного изменения ландшафтов затапливаемой территории. В пределах ложа природные аккумулятивные ландшафты с комплексом уремных топольников и долинных злаковых лугов, существовавшие до заполнения водохранилища, сменились на природно-антропогенные периодически затапливаемые и осушаемые ландшафты травянистых экосистем. В период подготовки ложа водохранилища древесная растительность была подвержена лесосводке во избежание её гниения при затоплении. В рассматриваемой зоне прямого влияния выделены три подзоны в зависимости от глубины заполнения водоёма (Рисунок 4).

Рисунок 4 - Изменение ландшафтов в пределах первой зоны влияния

Шагонарского плёса. Период сработки водоёма Подзона I-a приурочена к восточной части ложа водохранилища, к области выклинивания подпора. Глубина затопления - до 6 м. В период сработки водохранилища здесь на пойменных участках рек формируются луговые и лугово-болотные пырейно-осоково-конопляные ассоциации на гидроморфных и полугидроморфных почвах.

Подзона I-б охватывает среднюю часть затапливаемой территории, глубина затопления - от 6 до 20 м. В пределах данного участка ложа на месте развития луговых и степных чиево-караганных ассоциаций пойм, первой и второй надпойменных террас формируется маревая растительность на легкосуглинистом и супесчаном наилке, перекрывающем первичные аллювиальные почвы.

Подзона 1-е выделяется в западной части ложа водохранилища (глубина затопления - от 20 до 25 м). Здесь степные и луговые пойменные злаковые луга заместились фрагментарной угнетенной пионерной растительностью или полным

абразия берегов

заболачивание

засоление грунтов

ее отсутствием на песчаных и супесчаных отложениях, залегающих на первичных аллювиальных почвах.

В первой зоне вдоль южного берега отмечается образование новых форм рельефа - аккумулятивных террас, возникших в результате функционирования водохранилища.

Вторая зона - существенного влияния. Она выделяется в пределах береговой полосы, непосредственно примыкающей к площади затопления. Ширина зоны составляет 1-2 км в зависимости от геоморфологических условий. В пределах второй зоны отмечаются такие ландшафтные изменения, как возникновение абразии, заболачивание пойм, вторичное засоление грунтов, активизация выветривания коренных пород, эоловый перенос и аккумуляция (Рисунок 5). На пологих пойменных участках происходит значительная трансформация растительного покрова со сдвигом видового состава в сторону увеличения гигрофильных видов, изменение почвенного покрова с увеличением площади гидроморфных почв.

(мтесмп гя^ич и) [ > | УК' очиестижога

ГТ-|»ч»—«х.»»

эоловый перенос и аккумуляция

выветривание коренных пород

«хтур рммю ЭГП яцщниж ттв тотпсм«

[Ж] пгащюгмеотямг^оаоиэгммиМмжф

Рисунок 5 - Ландшафтные изменения в пределах второй зоны влияния

Шагонарского плёса водохранилища (составлено автором) В зависимости от геологического строения во второй зоне влияния выделены пять типов берегов по характеру абразии (Рисунок 6). Установлено, что наиболее интенсивно абразионные процессы протекают в пределах берегов, сложенных рыхлыми четвертичными породами, в частности, на участке Куйлуг-Хем, где были проведены топогеодезические работы с целью выявления динамики отступания берега (Рисунок 7). Выявлено, что площадь и объемы обрушения пород в период с 2009 по 2011 гг. уменьшились, что объясняется затуханием абразионных процессов в результате заполнения водохранилища ниже НПУ.

В третьей зоне косвенного влияния Шагонарского плёса (ширина зоны колеблется в пределах 5 км) наиболее значимым процессом, возникшим в результате создания водоёма, является аккумуляция пылеватых частиц (Рисунок 8), переносимых с открытого ложа водоёма пыльными бурями в весенний период. В этой же зоне проявляются незначительные климатические изменения, которые выражаются в виде уменьшения засухи на посевных площадях (по данным

ГУ «Тувинский республиканский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды»).

Рисунок 6 - Геологическая карта береговой зоны Шагонарского плёса водохранилища Типы берегов по характеру абразии (составлено автором).

Геологические подразделения: 1 - современные аллювиальные отложения пойм, русел рек, а(2гу; 2 - верхнечетвертичные аллювиальные отложения, а<3ш; 3 -верхнечетвертичные - аллювиально-пролювиальные отложения, ар<3ш; 4 - средне-верхнечетвертичные делювиально-пролювиальные отложения, с1р<3п-ш; 5 - средне-верхнечетвертичные озерно-аллювиальные отложения, laQn.ni; 6 - отложения чергакской свиты силура, Э^бг; 7 - отложения шемушдагской свиты ордовика, Оэгп; 8 -нижнекембрийские образования ленского яруса, £|1п; 9 - нижнекембрийские отложения алданского яруса, €]а1; 10 - раннекембрийский актовракский комплекс, 061а. Типы берегов: 11 - абразионные обвально-осыпные; 12 - слабо абразионные; 13 - устойчивые; 14 - берега переходного типа; 15 — нейтральные. Экзогенные геологические процессы: 16 -участки эоловой аккумуляции; 17а - участки засоления почв; 176 - участки заболачивания.

юаешы» !&ххх*«сая (рои»:* ГЭГП) Дввтиълхи м1рэ

▼ абр«" ¿Г

^ »солеи« твев»«е а*>1г/пя1*= млоеьа атггпн*

мбслн»»«е логомш&рмюйжии

<• • " «опур развшнп ЭГП --при плошали**! копсгночм кисармпшв

аву«упяи»я ппта«ы» всттовп! I ■ I п!оиааа 1*о6отанмюего изучпма у м иомр

Рисунок 8 -Пыльные бури в пределах открытого ложа Шагонарского плёса в период сработки водоёма

3. Сложившиеся геоэкологические условия функционирования Шагонарского плёса и социально-экономическая ситуация в Улуг-Хемской котловине определяют перспективы природопользования в районе исследования.

До создания водохранилища система природопользования была обусловлена многовековыми традициями хозяйствования коренного населения Тувы, которое было занято в основном сельскохозяйственной деятельностью в двух направлениях - отгонное животноводство и растениеводство. Животноводство заключалось в разведении овец и коз, в меньшей степени - крупного рогатого скота, лошадей, свиней. Вторым направлением сельскохозяйственной деятельности было растениеводство: производство зерна, главная культура - яровая пшеница. Кроме этого, выращивались овес, ячмень, просо и другие культуры.

Крупных промышленных предприятий на территории котловины не было. В г. Шагонар работали предприятия местного значения: молокозавод, хлебокомбинат, лесхоз и др. В Улуг-Хемском районе разрабатывались месторождения строительных песков и камня, песчано-гравийной смеси, глин и суглинков. В долине реки Эйлиг-Хем велись разработки россыпного золота. На карте-схеме (Рисунок 9) отображены населенные пункты, транспортная сеть, объекты сельскохозяйственного назначения, существовавшие до заполнения водохранилища.

В результате создания водохранилища в зону затопления попало 20 тыс. га сельхозугодий, что в 1980 г. составило 4,4 % площади всех сельхозугодий Улуг-Хемского района, из них пахотных земель - 5 тыс. га (1,1 % площади всех сельхозугодий района или 8 % общей площади пашни), сенокосов - 3,5 тыс. га (0,8 % площади всех сельхозугодий района, 29 % площади сенокосов) и пастбищных угодий - 11,5 тыс. га (2,6 % площади всех сельхозугодий района, 3 % общей площади пастбищ) (Рисунок 10).

В то же время сравнительный анализ данных о состоянии сельского хозяйства в пределах Улуг-Хемского района за последующие годы выявил:

- поголовье крупного рогатого скота (КРС) к 2005 г. по сравнению с 1980 г. (начало заполнения водохранилища) уменьшилось практически в 2 раза (Рисунок 11);

реки

территория населенного пункта /V шоссе

✓Ч/ улучшенные грунтовые дороги грунтовые проселочные дороги полевые, лесные дороги ОБЪЕКТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ф молочно-тоеарная ферма д чабанская стоянка ф полевой стан механизаторов РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

! кустарники обычные ■■ леса высокие обычные

Н луговая растительность

моховая и лишайниковая растительность 1 степная травянистая растительность

Н многолетняя залежь пашня богарная ШИ пашня поливная А/ ОРОСИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Н глины

О глины для производства цемента А карбонатные породы для строительной извести О пески

О пески для силикатных изделий ф пески для строительных целей О песчано-грэвийные смеси Н строительные камни (3 полиметаллы ^ асбест

Рисунок 9 - Карта-схема системы природопользования в Улуг-Хемской котловине до заполнения водохранилища

Площадь затопленных сельхозугодий, 20 тыс.га

Рисунок 10 - Структура сельхозугодий в Улуг-Хемском районе на начало заполнения водохранилища, 1980 г.

- поголовье мелкого рогатого скота (MPC) за этот же период уменьшилось в 2,8 раза (Рисунок 11);

- посевные площади в Улуг-Хемском районе к 2007 г. по сравнению с 1980 г. (начало заполнения водохранилища) уменьшились в 18,3 раза (Рисунок 12).

большая часть пахотных земель (94,6%) перешла в состояние многолетней

Рисунок 11 - Динамика поголовья крупного и мелкого рогатого скота (в тыс. голов) в Улуг-Хемском районе, 1980-2005 гт.

Рисунок 12 - Динамика посевных площадей по Улуг-Хемскому району, 1980-2007 гт. (период существования водохранилища)

При этом надо отметить, что уменьшение поголовья скота и посевных площадей приходится не на 1980-е гт. - начало заполнения и эксплуатации водохранилища, а на 1990-е годы - начало экономических преобразований и спада производства сельхозпродукции, которые отмечались не только в Улуг-Хемском районе, но и по республике и всей стране в целом.

Положительным результатом создания водохранилища явилась возможность использования последнего в целях рекреации и туризма, а также как рыбохозяйственного водоема. На территории Улуг-Хемской котловины в период наполнения водохранилище является оптимальным бассейном для естественного воспроизводства малоценных видов рыб, но пользующихся покупательским спросом: лещ, язь, карась, плотва, окунь, елец. Ежегодный вылов рыбы из Шагонарского плёса составляет около 200 т.

Направления оптимизации природопользования. Несмотря на возникновение целого ряда экологических проблем и произошедшие ландшафтные изменения в системе «Шагонарский плёс - прилегающая территория» устойчивое развитие природопользования в пределах Улуг-Хемской котловины возможно.

Нами на основе системного подхода разработаны направления оптимизации природопользования в пределах Улуг-Хемской котловины, включающей Шагонарский плёс Саяно-Шушенского водохранилища (Рисунок 13):

- развитие аграрного сектора по направлениям: отгонное животноводство и растениеводство;

развитие промышленного производства на основе разработки месторождений строительных материалов;

- использование акватории водохранилища как рыбохозяйственного водоёма;

- использование акватории водохранилища как культурно-оздоровительной зоны (с учётом проведения мероприятий по экологической реабилитации водоёма);

- проведение водоохранных мероприятий.

Развитие аграрного комплекса по направлениям: отгонное животноводство и растениеводство. Данные виды хозяйственной деятельности являются традиционными для изученной территории и в настоящее время существуют все предпосылки для их развития. Выведение в процессе затопления из оборота 20 тыс. га сельхозугодий не является препятствием для подъёма производства сельскохозяйственной продукции.

Отгонное животноводство. Основой успешной оптимизации животноводства является создание прочной кормовой базы. Для развития отгонного животноводства на текущий момент в пределах Улуг-Хемской котловины существуют как летние, так и зимние пастбища, приуроченные преимущественно к степным ландшафтам:

- сухие равнинные (котловинные), предгорные и горные степи, развитые на высоких террасах, днищах сухих межгорных долин, предгорных шлейфах и склонах гор южных, юго-западных и юго-восточных экспозиций с урожайностью 4-6 ц/га сухой массы;

- горные степи склонов гор южных и юго-западных экспозиций с урожайностью 3,0-3,5 ц/га сухой массы;

- настоящие горные степи, расположенные на значительном расстоянии от современной акватории водохранилища, занимающие шлейфы и склоны гор северных и северно-восточных экспозиций (урожайность - 8-10 ц/га сухой массы);

- луговые горные степи в межгорных слабоволнистых понижениях и на пологих предгорных шлейфах с урожайностью 10-14 ц/га сухой массы.

Преобладающие степные пастбища по характеру травостоев наиболее пригодны для развития животноводства мясного и мясошерстного направлений.

Затопление части площадей сенокосов и пастбищ требует сохранения и увеличения кормовой базы животноводства После полной реконструкции оросительных систем, построенных в 1980-х годах, общая площадь орошаемых земель в пределах Улуг-Хемской котловины составит 5,62 тыс. га и частично возместит площадь затопленных сенокосов (3,5 тыс. га) и пастбищных угодий (11,5 тыс. га).

Растениеводство. Улуг-Хемская котловина обладает значительным агроклиматическим потенциалом и наилучшим для сельского хозяйства температурным режимом в пределах республики. Тепловые ресурсы составляют 2000-2100СС, продолжительность солнечного сияния - 2400-2660 час. На котловину приходится максимальный период с температурами выше +10°С, наибольшая сумма температур и более длительный безморозный период — 80130 дней. Данный режим позволяет выращивать довольно широкий спектр зерновых, овощебахчевых и огородных культур, в том числе картофеля, кормовых культур и морозостойких сортов плодовых деревьев.

Развитие промышленного производства на основе разработки месторождений строительных материалов. В пределах Улуг-Хемской котловины на основе имеющихся месторождений известняков, гравийно-галечной смеси, песков, суглинков, глин возможно развитие промышленности строительных

материалов, которые с успехом будут востребованы для целей местного строительства. На базе разработки месторождений известняков и глин возможно строительство цементного и кирпичного заводов; пески могут использоваться в производстве бетонов, строительных растворов, для дорожного строительства и благоустройства; силикатные пески могут служить основой для производства силикатных строительных материалов; на базе разработки месторождений легкоплавких глин и суглинков вполне возможна организация цеха по производству керамических изделий, в том числе посуды и всевозможных керамических сувениров с местной символикой для реализации среди приезжающих туристов.

Использование акватории водохранилища как рыбохозяйственного водоёма. Перспективным направлением в развитии рыбного промысла в пределах Шагонарского озеровидного расширения является создание рыбоприемных пунктов с холодильными установками для хранения рыбы, организация цеха или минизавода по переработке рыбы. Реализация продукции рыбозавода (цеха) возможна в городах и поселках республики и за её пределами.

Использование акватории водохранилища как культурно-оздоровительной зоны. Использование водохранилища в целях развития зон отдыха требует мер по улучшению качества его вод - экологической реабилитации водоёма. Водная экосистема страдает не столько от химического, сколько от бактериологического загрязнения (содержание термотолерантных колиформных бактерий в воде составляет 190-930 ед. в 100 мл, что превышает нормы в 1,9-9,3 раза). Наиболее значимыми источниками загрязнения являются сточные воды города Шагонар, посёлка Чаа-Холь, сбрасываемые в водохранилище, выпас крупного и мелкого рогатого скота в пределах затапливаемой территории. Для экологической реабилитации Шагонарского плёса рекомендуются следующие мероприятия:

- реконструкция старых или строительство новых очистных сооружений в г. Шагонар с учетом перспективы роста города;

- строительство очистных сооружений в пос. Чаа-Холь;

- регламентация хозяйственной деятельности в зоне затопления (строгий запрет на выпас крупного и мелкого рогатого скота).

Проведение мероприятий по экологической реабилитации водоёма даст возможность создания баз отдыха в пределах береговой зоны. В связи с этим перспективна организация как пеших, конных маршрутов вдоль береговой линии и вверх по долинам рек, так и водных маршрутов по акватории водоема, развитие научного и этнического туризма. В пределах Шагонарского плёса водохранилища возможно развитие орнитологического туризма, так как его акватория является ключевой орнитологической территорией и внесена в Азиатский каталог КОТР международного значения.

Проектируемое строительство железной дороги в Туву открывает новые возможности развития туристической инфраструктуры в пределах Улуг-Хемской котловины, привлечения на берега Саяно-Шушенского водохранилища не только жителей республики, гостей из других регионов нашей страны, но и зарубежных туристов. В связи с этим в области развития туризма сделан важный шаг - создан сайт «Саяно-Шушенское водохранилище в Туве», где все желающие могут

ознакомиться с представленным объектом. Сайт может послужить инструментом привлечения потенциальных туристов.

Соблюдение водоохранных мероприятий. Водохранилища, как и все водные объекты, требуют охраны. Водоохранные мероприятия в пределах водохранилищ и на прилегающих территориях регламентируются Водным кодексом Российской федерации (№ 74-ФЗ), Санитарными правилами проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ (1986 г), а также СанПиН 2.1.5.980-00 «Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод».

ВЫВОДЫ

1. Геоморфологические условия Улуг-Хемской котловины, существовавшие до заполнения водоёма, определили морфометрические особенности Шагонарского озеровидного расширения Саяно-Шушенского водохранилища и активизацию современных экзогенных геологических процессов зоне его влияния, направленность которых обусловлена спецификой рельефа, климата, физико-механическими свойствами пород, слагающих ложе водохранилища.

2. Важнейшей особенностью функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища в пределах Улуг-Хемской котловины является его сезонное существование, что обусловлено характером регулирования стока водохранилища и большой сработкой уровня. Ежегодное периодическое существование водоёма препятствует формированию как водной, так и наземной экосистем в пределах затапливаемой территории. В период наполнения развиваются процессы, свойственные водохранилищам: абразия, заиление дна, образование новых вдольбереговых форм рельефа, формирование водной растительности и др. В период сработки водоёма при полном осушении днища развиваются процессы, свойственные наземным экосистемам: формируется наземная растительность, интенсивно развиваются эоловые процессы в пределах открытого ложа.

3. Функционирование водохранилища существенным образом изменило ландшафты затапливаемой части долины Верхнего Енисея и прилегающей территории, привело к развитию новых форм рельефа, активизации унаследованных и возникновению новых экзогенных геологических процессов в пределах береговой зоны. Результаты исследования позволили выделить три зоны влияния водоема, в которых характер, степень и пространственная направленность природно-техногенных процессов зависят от условий наполнения и сработки:

- первая зона — прямого влияния водохранилища, её площадь (262 км2) совпадает с площадью акватории водоёма при наполнении до НПУ.

- вторая зона - существенного влияния, выделяется в пределах береговой полосы, непосредственно примыкающей к площади затопления. Ширина зоны составляет 1-2 км в зависимости от геоморфологических условий.

- третья зона - косвенного влияния или периферийная, её ширина составляет около 5 км.

В первой зоне исследования водохранилища в период наполнения выявили, что гидрохимическое состояние Шагонарского плёса характеризуется незначительным колебанием содержания химических компонентов, стабильным

превышением содержания в воде ионов меди, повышенным содержанием фенолов. Бактериологическое загрязнение вод фиксируется во всех мониторинговых точках опробования. Наиболее значимыми источниками загрязнения являются сточные воды города Шагонар, посёлка Чаа-Холь, сбрасываемые в водохранилище, выпас крупного и мелкого рогатого скота в пределах затапливаемой территории.

4. В период сработки в пределах первой зоны влияния водохранилища (262 км2) природные аккумулятивные ландшафты с комплексом уремных топольников и долинных злаковых лугов, существовавшие до заполнения водохранилища, полностью (на 100%) сменились на периодически затапливаемые и осушаемые природно-антропогенные ландшафты травянистых экосистем.

5. В пределах второй зоны влияния водохранилища отмечаются такие ландшафтные изменения, как возникновение абразии, заболачивание пойм, вторичное засоление грунтов, активизация выветривания коренных пород, эоловый перенос и аккумуляция:

- в зависимости от геологического строения по периметру Шагонарского плёса выделены пять типов берегов по характеру абразии. Установлено, что наиболее интенсивно абразионные процессы протекают в пределах берегов, сложенных рыхлыми четвертичными породами. В целом отступание берега на участке Куйлуг-Хем за время эксплуатации водохранилища (32 года) составило около 20 м, при прогнозе «Ленгидропроекта» (1994) - 13-25 м за 10 лет эксплуатации. В настоящее время наблюдается затухание абразионных процессов, что связано с наполнением водоёма ниже НПУ.

- присутствие в пределах затапливаемой территории пологих пойменных участков рек способствует развитию процессов заболачивания и засоления грунтов при наполнении водоёма. Площадь заболоченных участков составляет 45 км2, общая площадь засоления грунтов - 3 км2;

- первоначальное присутствие в зоне затопления песчаных массивов приводит к современному эоловому переносу песков по южному борту ложа водохранилища на протяжении 40 км, формированию эоловых форм рельефа в виде песчаных бугров;

- при наполнении водоёма в пределах береговой зоны южного борта водохранилища на протяжении 52 км формируются своеобразные аккумулятивные террасы;

6. В третьей зоне косвенного влияния Шагонарского плёса наиболее значимыми процессами, возникшими в результате создания водоёма, являются аккумуляция пылеватых частиц, переносимых с открытого ложа водоёма пыльными бурями в весенний период, и микроклиматические изменения.

7. Анализ сложившихся геоэкологических и социально-экономических условий в период функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища показал, что устойчивое развитие территории Улуг-Хемской котловины возможно на основе разработанных направлений оптимизации природопользования.

Основные публикации по теме диссертации: Статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК:

1. Кальная О.И., Забелин В.И. Рельефообразование береговой зоны озеровидной части Саяно-Шушенского водохранилища // География и природные ресурсы. - 2008. - № 3. - С. 79-85.

2. Самбуу А.Д., Кальная О.И., Аюнова О.Д. и др. Экологический мониторинг Саяно-Шушенского водохранилища в степной зоне Тувы // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 1 [Электронный ресурс]. - URL: www.science-education.ru/101 -5535.

Публикации в других изданиях:

1. Кальная О.И. Некоторые геоэкологические проблемы береговой зоны Саяно-Шушенского водохранилища на территории Республики Тыва // Рельеф и природопользование предгорных и низкогорных территорий. Матер, междунар. конф. (Барнаул, 3-7 октября 2005). - Барнаул: АлтГУ, 2005. - С. 132-133.

2. Кальная О.И., Аюнова О.Д. Геоинформационная система «Геоэкологический мониторинг акватории и прибрежной части Саяно-Шушенского водохранилища на территории Тувы» // Третья междунар. научно-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». (Санкт-Петербург, 14-17.03.2007). - СПб, 2007.-С. 193-194.

3. Кальная О.И., Аюнова О.Д. Некоторые экологические аспекты функционирования озеровидной части Саяно-Шушенского водохранилища И Экосистемы Центральной Азии: исследования, проблемы охраны и природопользования. Матер. IX Убсунурского междунар. симп. - Кызыл, 2008. - С. 323-325.

4. Кальная О.И., Аюнова О.Д. Сложившаяся система природопользования на территории Чаа-Хольской и Шагонарской котловин в период эксплуатации Саяно-Шушенского водохранилища // Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее. Матер, междунар. конф. - Горно-Алтайск, 2008. - С. 242-245.

5. Кальная О.И., Аюнова О.Д., Забелин В.И., Ревякин B.C. Химический состав и бактериологическое состояние поверхностных вод Саяно-Шушенского водохранилища и его притоков в пределах республики Тыва // Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов. Матер. IX междунар. конф., г. Ховд, 16-20 сентября 2009 г. - Ховд-Томск, 2009. - С. 112-116.

6. Кальная О.И., Аюнова О.Д. Рекреационные и туристские ресурсы озеровидной части Саяно-Шушенского водохранилища в пределах республики Тыва // Экономика. Сервис. Туризм. Культура (ЭСТК-2010). XII междунар. научно-практ. конф. -Барнаул, 2010. - С. 171-174.

7. Кальная О.И., Аюнова О.Д. Особенности формирования экосистемы Саяно-Шушенского водохранилища в Улуг-Хемской межгорной котловине // Управление ресурсным потенциалом регионов на базе геоинформационных технологий: Сб.ст. -Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2010. - С 89-98.

8. Кальная О.И., Аюнова О.Д. Проблемы и перспективы эксплуатации Саяно-Шушенского водохранилища на территории Республики Тыва // Проблемы геополитики, геоэкономики и международных отношений. Сб. тр. IV междунар. научно-практ. конф. -СПб, 2010.-С. 103-107.

Подписано в печать 19.11.2013. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,16 Тираж 150 экз. Заказ 1911

Отпечатано в типографии ООО «Бизнсс-Коннсісг» 656056 г. Барнаул, ул. Пролетарская 64 тел. (3852)635587

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Кальная, Ольга Ивановна, Кызыл

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ТУВИНСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

04201 455838

КАЛЬНАЯ Ольга Ивановна

25.00.36 - геоэкология (географические науки)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель: кандидат

геолого-минералогических наук, доктор биологических наук В.И. Забелин

Научный консультант: доктор географических наук B.C. Ревякин

Кызыл 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................ 4

ГЛАВА 1. ИЗУЧЕНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

ВОДОХРАНИЛИЩ........................................................................ 12

1.1. Геоэкологические проблемы, связанные с созданием водохранилищ 12

1.2. Изученность Шагонарского плёса Саяно-Шушенского

водохранилища.....................................................................

1.3. Методическое обеспечение исследований..................................... 21

ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ УЛУГ-ХЕМСКОЙ КОТЛОВИНЫ

ДО ЗАПОЛНЕНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩА..........................................

2.1. Климатические условия........................................................... 28

2.2. Геолого-геоморфологические условия.......................................... 34

2.3. Почвенно-растительный покров................................................. 50

2.4. Ландшафтная структура территории............................................ 57

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ШАГОНАРСКОГО ПЛЁСА САЯНО-ШУШЕНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА И ЕГО РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ СОВРЕМЕННОЙ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ......................................66

3.1. Особенности функционирования Шагонарского плёса.................... 66

3.2. Климатические изменения в береговой зоне.................................. 72

3.3. Гидрохимические условия водоема............................................. 75

3.4. Геодинамические процессы в пределах береговой зоны................... 86

3.5. Трансформация почвенно-растительного покрова........................... 104

3.6. Зонирование территории влияния Шагонарского плёса.................... 106

ГЛАВА 4. ПЕРСПЕКТИВЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ УЛУГ-ХЕМСКОЙ КОТЛОВИНЫ В УСЛОВИЯХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

ВОДОХРАНИЛИЩА..............................................................................................................................................113

4.1. Система природопользования до создания водохранилища................................113

4.2. Система природопользования в период существования водохранилища 120

4.3. Направления оптимизации природопользования в условиях

125

функционирования водохранилища....................................................

ВЫВОДЫ........................................................................................................................................................................138

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................................................142

СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ В ТЕКСТЕ............................................................................................158

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................................................................................................162

ВВЕДЕНИЕ

Однако наряду с получением значительного количества электроэнергии

и решением проблем энергоснабжения, строительство Саяно-Шушенской ГЭС

и создание водохранилища вызвало целый ряд экологических последствий.

В частности, Шагонарский плёс Саяно-Шушенского водохранилища,

расположенный в пределах Улуг-Хемской котловины, значительно повлиял на её

природные условия. В результате функционирования водоёма произошли ландшафтные изменения, активизировались унаследованные и возникли новые природно-антропогенные экзогенно-геологические процессы. На техногенные изменения в пределах Улуг-Хемской котловины наложились социально-экономические преобразования 1990-х годов.

Таким образом, актуальность исследования вызвана необходимостью:

- всестороннего изучения изменений геоэкологических условий территории, прилегающей к Шагонарскому плёсу, в результате функционирования Саяно-Шушенского водохранилища;

зонирования территории, прилегающей к Шагонарскому плёсу, по характеру и степени антропогенного воздействия;

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- проанализировать состояние природной среды Улуг-Хемской котловины до создания водохранилища;

- выявить особенности функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища;

- оценить влияние водохранилища (виды и интенсивность) на ландшафты Улуг-Хемской котловины;

- разработать направления оптимизации природопользования изучаемой территории в условиях реального функционирования водохранилища.

Теоретическую и методическую основу исследования составляют научные разработки в области изучения геоэкологических проблем в зоне влияния водохранилищ: работы А.Б. Авакяна, В.А. Шарапова, С.П. Овчинниковой, В.Б. Яковлевой, В.П. Салтанкина, C.JT. Вендрова, К.Н. Дьяконова, Ю.М. Матарзина, Б.Б. Богословского, И.К. Мацкевича, И.А. Печеркина, Г.И. Овчинникова, С.Х. Павлова, Ю.Б. Тржцинского, B.C. Кусковского, а также работы, посвященные исследованию горных котловин Алтае-Саянского региона, изложенные в трудах Ю.П. Селиверстова, H.H. Михайлова, К.В. Чистякова и др. В необходимой мере учтён опыт ландшафтно-экологических исследований в районе Саяно-Шушенского водохранилища в пределах Тувы В.И. Забелина, Т.П. Арчимаевой, А.Д. Самбуу, A.A. Титляновой, Н.П. Миронычевой-Токаревой, Е.А. Гурковой.

Фактический материал. Источниками информации послужили

собственные материалы автора, опубликованные результаты работ по изучению

водохранилищ, фондовые материалы ФГУ «Тувинский территориальный фонд

геологической информации», материалы Отдела водных ресурсов Енисейского

Бассейнового водного управления по Красноярскому краю (г. Красноярск),

Территориального органа Федеральной службы государственной статистики

по Республики Тыва. Автор в составе Тувинской геологоразведочной экспедиции (ТГРЭ) в 1988-1996 гг. принимала участие в полевых и камеральных работах по изучению Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища. В течение полевых сезонов 2005-2011 гг. проводились полевые исследования в береговой зоне водохранилища и его ложа, камеральная обработка полученных материалов. В течение 2008-2010 гг. работы выполнялись при поддержке гранта РФФИ 08-05-98083-р сибирь а «Изучение динамики геоэкологического состояния береговой зоны и акватории Саяно-Шушенского водохранилища на территории Тувы с применением геоинформационных систем», в 2011 г. - при финансовой поддержке Совета директоров «РусГидро».

Методы исследования: полевой, картографический, гидрохимический, бактериологический, ландшафтный, сравнительно-географический,

геоинформационный. Полученные в ходе исследований материалы систематизировались и обрабатывались с использованием методов математической статистики.

Научная новизна:

• Автором впервые посредством обобщения большого натурного материала с применением методов картографирования раскрыто воздействие Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища на компоненты окружающей среды в условиях его сезонного существования, дана геоэкологическая оценка современных ландшафтов днища озеровидного расширения и прилегающей территории, показано их изменение в результате функционирования водохранилища.

• Полученные результаты исследований позволили выделить зоны влияния в системе «водоём - прилегающая территория», в которых характер, степень и пространственная направленность природно-техногенных процессов зависят от условий наполнения и сработки водоёма.

• Впервые в результате проведения гидрохимического и бактериологического мониторинга вод Шагонарского плёса водохранилища определена степень их загрязнения, выявлены источники последнего.

• В результате проведения топографо-геодезических работ получены данные о динамике абразионных процессов в пределах обвально-осыпного берега на участке Куйлуг-Хем. Создана геоинформационная система «Геоэкологический мониторинг акватории и береговой зоны Саяно-Шушенского водохранилища на территории Тувы».

• Разработаны направления по оптимизации природопользования изученной территории в условиях существования водохранилища с учетом социально-экономических преобразований последних лет.

Результаты исследований применяются автором в процессе подготовки

специалистов на кафедре географии Тувинского государственного университета.

Основные защищаемые положения:

1. Природные условия, существовавшие до создания водохранилища, определили особенности изменения окружающей среды в пределах Улуг-Хемской котловины в условиях значительной сработки Саяно-Шушенского водохранилища.

2. Сезонная ритмика функционирования Шагонарского плёса обусловила формирование в системе «водоём - прилегающая территория» изменений природной среды, позволяющих выделить отдельные зоны, отражающие характер, степень и пространственную направленность природно-техногенных процессовё

3. Сложившиеся геоэкологические условия функционирования Шагонарского плёса и социально-экономическая ситуация в Улуг-Хемской котловине определяют перспективы использования природно-ресурсного потенциала района исследований.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной

работы докладывались и обсуждались на VIII Международном Убсу-Нурском

симпозиуме (Кызыл, 2004), научно-практической конференции, посвященной 60-

летию вхождения Тувы в состав России (Кызыл, 2004), VIII Международной

научной конференции «Природные условия, история и культура Западной

Монголии и сопредельных регионов» (Кызыл, 2005), Международной научно-

практической конференции «Рельеф и природопользование предгорных

и низкогорных территорий» (Барнаул, 2005), Международной научно-

практической конференции «Алтае-Саянская горная страна и история освоения ее

кочевниками» (Барнаул, 2007), IX Международном Убсу-Нурском симпозиуме

«Экосистемы Центральной Азии: исследования, проблемы охраны и природопользования» (Кызыл, 2008), Международной конференции «Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее» (Горно-Алтайск, 2008), XII Международной научно-практической конференции «Экономика. Сервис. Туризм. Культура» (ЭСТК-2010) (Барнаул, 2010), IV Международной научно-практической конференции «Проблемы геополитики, геоэкономики и международных отношений...» (Санкт-Петербург, 2010), XI Международном Убсу-Нурском симпозиуме «Экосистемы Центральной Азии: исследования, проблемы охраны и природопользования» (Кызыл, 2012).

Личный вклад: сбор, обработка данных и интерпретация полученных результатов выполнены лично автором.

Благодарности. Автор выражает глубочайшую признательность и

искреннюю благодарность кандидату геолого-минералогических наук, доктору

биологических наук, главному научному сотруднику ТувИКОПР СО РАН

Владимиру Ивановичу Забелину, под руководством которого выполнена

диссертационная работа; доктору географических наук, профессору Виктору

Семеновичу Ревякину за всемерную помощь и поддержку, а также важные

консультации при написании данной работы. Автор благодарит О.Д. Аюнову,

С.А. Чупикову (лаборатория ГИС-технологий и моделирования ТувИКОПР СО

РАН), Е.А. Доможакову, H.H. Григорович, Т.П. Арчимаеву (лаборатория

биоразнообразия и геоэкологии ТувИКОПР СО РАН) за помощь в создании

картографического материала, Е.А. Мамаш (лаборатория ГИС-технологий и

моделирования ТувИКОПР СО РАН) за осуществление статистической обработки материала; выражает сердечную благодарность начальнику Отдела бассейновых программ и соглашений Енисейского БВУ Е.А. Луничкиной, сотрудникам Тувинских территориальных геологических фондов Л.Л. Девятериковой, Л.Д. Сагалаковой, заместителю директора Департамента мелиорации по Республике Тыва Н.И. Спивакову за предоставленные фондовые материалы, необходимые при написании работы, коллегам по ТГРЭ, В.Н. Непомилуеву за помощь и моральную поддержку при выполнении работы, инженеру-геодезисту Н.С. Вагину за выполнение топогеодезических работ в береговой зоне водохранилища.

Автор выражает искреннюю благодарность директору ФГУ «Управление эксплуатации Саянских водохранилищ» Н.Т. Мохову, директору филиала ОАО «РусГидро» «Саяно-Шушенская ГЭС им. Непорожнего» В.А. Кяри за финансирование работ по выполнению мониторинга Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища в пределах Тувы.

ГЛАВА 1. ИЗУЧЕНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПР�

Информация о работе

Кальная, Ольга Ивановна
кандидата географических наук
Кызыл, 2013
ВАК 25.00.36

Диссертация

Геоэкологические условия и особенности функционирования Шагонарского плёса Саяно-Шушенского водохранилища - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы