Безповоротний забір
Стік найбільших річок України – питання, яке цікавило багатьох дослідників [2, 6, 10-12]. Водночас робіт, які присвячені стоковим характеристикам за відсутності господарської діяльності, – порівняно небагато. Разом з тим, в умовах України антропогенний вплив є значним і дуже різноманітним.
Найважливішим чинником впливу на річковий стік є безповоротний забір води. Певну роль відіграють вилучення частини стоку при створенні ставів і водосховищ, втрати на додаткове випаровування, меліорація.
За даними Держводгоспу України, безповоротний забір з природних джерел упродовж останніх двох десятиліть зазнав істотних змін. Найбільше води (близько 14,5 км3) безповоротно забиралося в середині 80-х років. В останні 10-15 років він зменшився вдвічі і у 1999 р. становив 6,99 км3. Нині три чверті безповоротного забору припадає на басейн Дніпра.
Кількісна оцінка впливу безповоротного водоспоживання на річковий стік потребує врахування низки обставин. Зокрема, безповоротний забір із природних джерел зазвичай асоціюється із забором із річок. Насправді, значний об’єм води забирається з підземних джерел і лише його частина пов’язана з річковим стоком. Переважна кількість забраної води згодом відводиться у річки, сприяючи зростанню їх водності. Таким чином, вплив на річковий стік зазвичай є істотно меншим, ніж це уявляється.
Інша обставина, яка має враховуватися, - необхідність сплати за забрану воду. Державному обліку підлягають всі водоспоживачі, що протягом доби забирають понад 50 м3. Ця обставина визначає, що фактичний забір (особливо на півдні та сході) є дещо більшим, ніж той, що охоплений водообліком.
Водпостами, які найбільш придатні для визначення антропогенного впливу на стік Дністра, є Заліщики (площа басейну – 24600 км2) і Бендер (66100 км2).
Наявний ряд за стоком води на в/п Заліщики охоплює період з 1895 р. За фактичним рядом, в якому є кілька пропусків, середня багаторічна витрата води по 1999 р. включно становить 228 м3/с. Таким же залишається значення при відновленні пропусків у спостереженнях.
У верхній частині басейну Дністра вода забирається для водопостачання Львова, Івано-Франківська, ще кількох міст. Серед промислових об’єктів виділяється Бурштинська ТЕС.
За даними Держводгоспу України, безповоротний забір вище в/п Заліщики у 1999 р. становив 62,7 млн м3, або 2,0 м3/с. У 1991 р., коли стався розпад СРСР, безповоротний водозабір був істотно більшим: 179 млн м3, або 5,7 м3/с.
Певну вплив на стік річки зумовлює забір води при заповненні ставів і водосховищ, а також додаткові втрати на випаровування. В цілому, роль зазначених чинників у верхній течії Дністра порівняно невелика. Об’єм водосховищ до в/п Заліщики становить 121 млн м3, що відповідає 1,7% стоку річки за один рік. У верхній течії Дністра існує приблизна відповідність між втратами на випаровування і кількістю опадів на водну поверхню. Практично антропогенний вплив відповідає безповоротному водозабору. Для наявного періоду спостережень він становить 1 м3/с. Отже, норма природного стоку на в/п Заліщики дорівнює 229 м3/с, що майже збігається з фактичним значенням водності.
Значно складнішим є питання встановлення стоку на в/п Бендер (Бендери), на якому відомості про середній річний стік є з 1881 р. Насамперед це зумовлено помилковістю даних за останні 10-15 років. Упродовж цього періоду витрати води на в/п Бендер є істотно меншими за дані на Дубосарській ГЕС, або ж на водпостах Оланешть і Незавертайлівка [2]. Виправлені, а також відновлені дані дозволяють отримати значення середнього багаторічного стоку – 309 м3/с.
Антропогенний вплив Дністра до в/п Бендер є істотно більшим, ніж до в/п Заліщики, що передусім зумовлено значно більшим безповоротним водозабором. У межах України річковий стік використовується для водопостачання міст Чернівці, Кам’янець-Подільський. Окрім цього, доволі великим є забір у межах Молдови (у цьому разі виділяється м.Кишинів). У порівнянні з верхів’ям річки значно більше води забирається для потреб зрошення.
Окрім безповоротного водозабору, на річковий стік впливає зарегулювання. На річці створено Дністровське (повний об’єм – 3000 млн м3), Дубосарське (485 млн м3), а також ще кілька водосховищ. Ще один чинник – додаткове випаровування з поверхні штучно створених водойм. Зокрема, з поверхні Дністровського водосховища (142 км2) щороку додатково випаровується 35-40 млн м3, що відповідає витраті 1,1-1,3 м3/с.
Врахування усіх перелічених факторів дає змогу отримати природний стік Дністра на в/п Бендер, який би спостерігався у природних умовах, – 314 м3/с.
Найбільш придатним створом для встановлення природного стоку Південного Бугу є в/п Олександрівка, що розташований порівняно неподалік від гирла і контролює площу 46200 км2. За фактичними даними спостережень (1914-1999 рр.) середня багаторічна витрата води становить 89,2 м3/с.
Найбільший вплив на стік річки зумовлює безповоротний водозабір, який вище в/п Олександрівка у 1999 р. становив 105 млн м3 (3,3 м3/с). У 1991 р. (докризові умови) безповоротний забір був втричі більшим - 350 млн м3 (11,1 м3/с).
Нині найбільшим водоспоживачем на річці є Південно-Українська АЕС, перший блок якої введено в дію наприкінці 1982 р. Роль зрошення, яке у 80-х роках відігравало помітну роль, в останні роки, значно зменшилася.
Для всього періоду спостережень середній безповоротний забір відповідає витраті 2,5 м3/с.
Важлива особливість Південного Бугу - велика зарегульованість. Згідно з даними Держводгоспу України, у басейні річки створено 7034 ставів і 204 водосховищ. Їх об’єм відповідно становить 716 млн м3 і 883 млн м3 (сумарний – 1599 млн м3). Переважна більшість ставів і водосховищ створена вище в/п Олександрівка, що зумовлено сприятливістю природних умов (крутосхилість). Вилучення стоку річки на їх заповнення сприяло тому, що за наявний період спостережень (з 1914 р.) водність річки в середньому була зменшена на 0,47 м3/с.
Ще один чинник - додаткове випаровування з поверхні штучно створених водойм. Вище в/п Олександрівка воно приблизно становить 130 млн м3 (4,1 м3/с). З урахуванням динаміки зростання площі штучних водойм, для всього періоду спостережень воно в середньому відповідає витраті 1,5 м3/с. Таким чином, зарегулювання стоку зумовило зменшення водності річки на 2 м3/с.
Сумарний вплив перелічених чинників на стік Південного Бугу (в/п Олександрівка) в середньому дорівнює 4,5 м3/с. Норма природного стоку річки становить 93,7 м3/с.
Наведені дані свідчать про те, що вплив антропогенного фактора на стік Південного Бугу є порівняно невеликим (на рівні 5-6%). Водночас існують результати досліджень, за якими вплив є істотно більшим. Так, у виданні “Ресурсы поверхностных вод” [8] зазначено, що побутовий стік Південного Бугу на в/п Олександрівка становить 82,1 м3/с, природний – 119 м3/с. Іншими словами, автори оцінили антропогенний вплив аж у 36,9 м3/с. При цьому мова йде про період по 1965 р. включно.
Є підстави вважати, що наведений щойно результат є помилковим. За існуючими даними зменшення річкового стоку внаслідок безповоротне водоспоживання навіть у роки, коли воно було найбільшим, не перевищувало 20 м3/с. До 1965 р. у басейні річки не існувало найбільшого водоспоживача - Південно-Української АЕС. Лише у 1964 р. запрацювала Ладижинська ТЕС. Розвиток зрошення також припав в основному на період після 1965 р.
З-поміж інших річок Дніпро відзначається найбільшим використанням у господарській діяльності. Відповідно, встановлення природного стоку річки є дуже складним. Задача ускладнюється обмеженістю даних про безповоротний забір в межах Росії і Білорусі, певним впливом осушувальної меліорації.
Найбільш придатними створами для визначення середніх багаторічних витрат води є Київ (328 тис.км2), Лоцмано-Кам’янка (459 тис.км2) та Каховська ГЕС (482 тис.км2). Хоча витрати води на водпостах Київ і Лоцмано-Кам’янка вже не вимірюються, проте значна тривалість спостережень, а також можливість відновлення витрат дають змогу визначити багаторічні значення.
Спостереження на в/п Київ здійснювалися по 1974 р. включно. З 1966 р. почалося визначення стоку в створі Київської ГЕС, а з 1973 р. на р.Десні- в/п Літки. Близькість останнього водпоста до гирла (36 км) дає змогу визначення стоку поблизу м.Києва за сумою витрат на Київській ГЕС і на в/п Літки. За наявний період відсутнім є лише середнє річне значення у 1943 р. Воно визначено з використанням залежності з в/п Верхньодніпровськ: Q = 880 м3/с.
За наявними даними (з 1881 р.) середня багаторічна витрата води поблизу м.Києва становить 1380 м3/с. Упродовж періоду досліджень стік річки має тенденцію до зростання.
В цілому антропогенний вплив на стік річки вище м.Києва є невеликим. Передусім це викликано відсутністю великих водоспоживачів. У верхній частині басейну Дніпра значна частина води забирається з підземних джерел, що гідравлічно не пов’язані з річками. Ще одна обставина, яку слід згадати, - перекидання стоку у басейн Дніпра по Вілейсько-Мінській водній системі [1].
Серед водоспоживачів у верхній частині басейну виділяються Смоленська, Курська та Рівненська АЕС, Деснянська водопровідна станція (забезпечує водою м.Київ) та кілька інших об’єктів. Стосовно Деснянської водопровідної станції, яка щороку забирає 300 млн м3, можна зауважити, що більша частина вилученої води згодом повертається у Дніпро нижче м.Києва.
В останні роки безповоротний забір води з басейну Дніпра вище Києва в межах Білорусі становить близько 250 млн м3, в межах України - 290-300 млн м3.