Результаты годового цикла наблюдений за составом воды в Токтогульском водохранилище, проведенные Кыргызгидрометом, показали, что общая минерализация и содержание отдельных макрокомпонентов в воде водохранилища обусловлены усредняющей ролью водоема, пополняемого притоками с различающимся исходным составом воды: в водохранилище средняя минерализация воды выше, чем в р. Узун-Ахмат, но несколько ниже, чем в р. Нарын.
Вместе с тем, степень загрязнения воды в водохранилище существенно выше, чем в воде впадающих в него рек. Это, прежде всего, связано с антропогенной нагрузкой на собственно водоем, обусловленной отсутствием или неэффективной работой очистных сооружений, бытовыми, канализационными и промышленными стоками объектов, расположенных вблизи водохранилища и даже в его водоохранной зоне, рекреационной нагрузкой в летний период, использованием водномоторного транспорта на акватории, стоками временных заправок в период восстановительных работ на трассе «Ош-Бишкек».
Таким образом, собственно водохранилище является местом сбора и накопления загрязняющих р. Нарын компонентов, которые при его отсутствии в несколько меньшей степени попадали в реку, и загрязнение выносилось вниз по течению, т.е. происходил процесс естественного самоочищения. Следовательно, наличие водохранилища создало условия не только для временной консервации речной воды, но и для интенсификации микробиологических, биохимических и физико-химических процессов самоочищения.
Для оценки влияния Нижне-Нарынского каскада водохранилищ в целом и Токтогульского в частности на изменения состава воды в р. Нарын были взяты два створа: входной в Токтогульское водохранилище - «Уч-Терек» и нижний - ниже бьефа Курпсайской плотины («Ташкумыр» - верхний»).
На участке между выбранными створами наиболее существенно снижается содержание хлор-иона, что вполне объяснимо увеличением разбавляющей роли боковой приточности р. Нарын, формирующейся на территории, бедной хлоридными соединениями и растворами. В целом же можно считать, что уже в условиях стационарного гидрологического режима Токтогульского и Курпсайского водохранилищ существенных изменений макрокомпонентного состава воды р. Нарын не произошло. Процесс переработки берегов, а также вынос из прибрежной зоны солей из толщи неогена еще не завершился, но, будучи растянутым по времени на десятилетия, он не приводит к заметному изменению состава воды. Возрастание минерализации воды в Токтогульском водохранилище за счет превышения испаряемости с поверхности воды над осадками оказалось в пределах нескольких десятков миллиметров в год, вследствие чего его можно не учитывать.
Анализ биогенных компонентов, органических и неорганических загрязняющих веществ показывает несколько иную гидрогеохимическую роль водохранилищ Нижне-Нарынского каскада.
Вода, выходящая через плотину Токтогульской ГЭС, является более чистой, чем наблюдаемая на створе «Ташкумыр - верхний», т.е., относительно очищенная в чаше водохранилища, по пути к створу она снова обогащается органическими и другими веществами антропогенного характера.
Изменения климата в зоне действия водохранилища.
Влияние горных водохранилищ аридной зоны на климат имеет те же тенденции, что и равнинные, но носит более сглаженный характер и гораздо меньшую полосу распространения влияния.
Создание Токтогульского водохранилища повлияло на микроклимат побережья. По данным МС Токтогул, расположенной в 5 км. от северного побережья Токтогульского водохранилища, на высоте 983 м, среднегодовая температура воздуха увеличилась на 2,30, а по данным МС Итагар, расположенной в 20 км, на высоте 2011 м, влияние водохранилища значительно меньше. Здесь среднегодовая температура воздуха увеличилась лишь на 0,20.
Анализ среднемесячных значений температуры воздуха, определенных за периоды до и после создания водохранилища по МС Токтогул и Итагар, показал, что произошло повышение температуры воздуха в осенне-зимнее время и последние месяцы лета. В весенний период температура воздуха понизилась, что связано с охлаждающим воздействием водохранилища. Наиболее значительное потепление произошло в зимние месяцы. В весенний период на побережье наблюдается понижение температуры.
Анализ полученных данных показывает, что наблюдается тенденция зависимости температуры воздуха от объема воды в водохранилище.
Влажность воздуха при его движении над водной поверхностью изменяется аналогично температуре воздуха: отмечается понижение относительной влажности воздуха на 2,3 - 12% в 5-ти км. от побережья, а на расстоянии 40 км. от водохранилища влияние его практически не наблюдается.
С созданием водохранилища уменьшились максимальные значения относительной влажности в среднем на 4%, и произошло его смещение на один месяц (январь). Минимальные значения относительной влажности также сместились на месяц раньше и теперь наблюдаются в августе, причем величина их уменьшилась на 4-12%. В остальные месяцы года значения относительной влажности воздуха после создания водохранилища изменились несущественно.
В котловине Токтогульского водохранилища, в десятикилометровой зоне побережья, отмечено увеличение атмосферных осадков на 5-8%. При этом наблюдается смещение максимума осадков на месяц раньше. Так, до создания водохранилища максимальное количество осадков приходилось на май месяц, а минимальное - на октябрь. После создания водохранилища максимальное количество осадков сместилось на апрель, и их количество увеличилось в среднем на 8%, а минимальное - в августе, с увеличением на 50%. В зимний же период наблюдается уменьшение осадков. Влияние водохранилища отмечается в пределах 40-километровой зоны.
С созданием водохранилища значительно изменился и ветровой режим. Сравнительный анализ данных наблюдений до создания водохранилища и после показал, что скорость ветра увеличилась в зимний период в пределах 50 - 200%, в теплый - от 5 до 21%. Направление преобладающих ветров не изменилось, так как оно определяется другими факторами, что подтверждается данными повторяемости (розой ветров), построенными до и после создания водохранилища. Наблюдается усиление ветров восточного направления. Таким образом, на основании анализа данных по изменению климатических характеристик в котловине Токтогульского водохранилища можно сделать вывод, что в горных условиях создание водохранилища не оказывает очень существенного влияния на изменение климата. Наиболее значительные изменения температуры воздуха, относительной влажности и скорости ветра наблюдаются лишь в радиусе пяти километров. Однако некоторое смягчение резко континентального климата отмечается в радиусе до 40 - 50 километров с отепляющим эффектом в холодный период и охлаждающим - в теплый. Произошло увеличение безморозного периода на 1 - 2 недели, а также некоторое повышение температуры почвы, благоприятно влияющее на сельскохозяйственное производство в районе влияния водохранилища.
Роль и значение водохранилищ на современном этапе развития Кыргызстана
Все возрастающее потребление воды для ирригации и водоснабжения, необходимость борьбы с наводнениями и селевыми потоками, рост электропотребления служат предпосылками для создания большого числа водохранилищ в республике. В условиях единого пространства в составе СССР это осуществлялось планомерно, и было согласовано с соблюдением интересов соседних республик (Узбекистана, Казахстана). На современном этапе суверенного развития Кыргызстана и соседних государств этот вопрос стал очень проблематичным, требующим особого подхода и решений, исключающих возникновение конфликтных ситуаций. Особенно остро интересы государств сталкиваются при режиме эксплуатации Токтогульского водохранилища, имеющего ирригационно-энергетическое назначение. Причем в интересах экономики и хозяйства Кыргызстана главную роль приобретает его энергетическое значение (поскольку в топливно-энергетическом балансе республики основная роль принадлежит гидроресурсам), а в интересах Узбекистана - ирригационное, поскольку воды р. Нарын орошают земли наиболее земледельческой Ферганской долины. Для эффективного использования запасов воды водохранилища в целях энергетики максимальные пропуски должны производиться в зимний период, когда отмечается наибольшая потребность в электроэнергии. Наибольшее потребление воды для ирригации приходится на летний период. Поэтому на практике приходится учитывать и увязывать противоречивые интересы и требования энергетики и ирригации (а в политическом плане интересы двух государств) в отношении режима эксплуатации и характера регулирования стока Токтогульского водохранилища и всего каскада Нарынских ГЭС. В конкретных условиях Центральноазиатского региона эта увязка может быть достигнута путем создания двойной системы водохранилищ, позволяющей регулировать и перераспределять сток между основными потребителями. Первая система водохранилищ и крупные гидроузлы с большими напорами, определяющие работу ГЭС с максимальной эффективностью, создаются в высокогорной зоне (в данном конкретном случае это каскад Нарынских ГЭС, но с завершением строительства Камбаратинского гидроузла).
В предгорных районах при этом создается вторая система водохранилищ, задачей которой является вторичное регулирование и перераспределение стока для целей ирригации.
Такая система регулирования позволит наиболее полно и удачно сочетать интересы энергетики и ирригации.
Как видно из приведенных примеров, все крупные водохранилища Кыргызстана имеют межгосударственное значение.
В предыдущих разделах были рассмотрены запасы водных ресурсов в аспекте водоснабжения и водообеспечения как наиболее приоритетных и жизнеобеспечивающих. Между тем, на данном этапе экономического развития Кыргызстана как суверенного государства особую значимость и актуальность приобретает гидроэнергетическая отрасль водного хозяйства, поскольку гидроэнергетика стала важнейшей частью топливно-энергетического баланса республики, заменяя дорогостоящие газ и уголь.