CC BY
59
или
3 „12 , 2b3 „1 „2 , b3 —22 k(— 12
b¡ 1—1 + 2b312——2 + b— - k—
+ —2 = 0.
i
2
Дифференцируя по — ,— , получаем линейную систему:
b¡,—¡ + b¡2—2 -k—¡ = 0;
.2 7,2
3
b321—¡ + b322—2 -k—2 = 0,
определяющую уравнение
bu - k
21
b322 - k
= 0
главных кривизн по нормали e 3 и уравнение
b— +fe -bU 1—— -b— = 0
линии кривизны. Фиксация
ь312 = 0, [ь3и-Ь3220
совмещает направления е1,е2 с касательными к линиям кривизны по нормали е 3 при условии, что точка
М не является омбилической по этой нормали. Построение инвариантного оснащения 2-поверхности в
Е3 закончено.
Библиографический список
Щербаков Р.Н. Основы метода внешних форм и линейчатой дифференциальной геометрии. Томск: Изд-во ТГУ, 1973.
з
b
12
з
УДК 504.455.064.36:574(282.256.341)
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СФЕРЕ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА
1 2 Е.В. Верхозина , В.А. Верхозина ,
1Институт Земной коры СО РАН,
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128.
2Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН,
664033,г. Иркутск, ул. Фаворского, 1 А.
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Антропогенное вмешательство в геоэкосистемы крупнейших поверхностных водоемов связано с возможностью необратимых последствий для ныне живущих и будущих поколений, что находится в противоречии с устойчивым экономическим развитием. На сегодняшний день качество водных объектов катастрофически ухудшается. Стоимость пресной питьевой воды со временем будет все возрастать. Современные проблемы в сфере рационального природопользования рассматриваемых озер состоят в пополнении информации о механизме и функционировании их геоэкосистем. Выявленные факторы должны влиять на формирование эффективной политики управления ресурсами озера Байкал. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: антропогенное влияние; геоэкосистемы; проблемы рационального природопользования; эффективная политика управления ресурсами; проблемы пресной воды; экономический рост.
ENVIRONMENTAL PROBLEMS IN THE FIELD OF WATER MANAGEMENT IN BAIKAL REGION E.V. Verhozina, V.A. Verhozina, L.E. Protasova
Institute of Earth Crust SB RAS, 128, Lermontov St., Irkutsk, 664033.
Institute of Geochemistry named after A.P. Vinogradov SB RAS, 1a, Favorsky St., Irkutsk, 664033. National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Anthropogenic interference into the geoecosystems of the largest surface water reservoirs is connected with the possibility of irreversible effects for the living and future generations. The last is in conflict with sustainable economic develop-
1 Верхозина Елена Владимировна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории литогенеза и стратиграфии, тел.: (3952) 427000, (3952) 426102, 89148805774, e-mail: [email protected]
Verhozina Elena, Candidate of Biology, Research Worker of the Laboratory of Lithogenesis and Stratigraphy, tel.: (3952) 427000, (3952) 426102, 89148805774, e-mail: [email protected]
Верхозина Валентина Александровна, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории физико-химического моделирования, тел.: (3952) 510854, 89149047775, e-mail: [email protected]
Verhozina Valentina, Doctor of technical sciences, Professor, Leading Researcher of the Laboratory of Physicochemical Modeling, tel.: (3952) 510854, 89149047775, e-mail: [email protected]
Л.Е. Протасова
ment. Today the quality of water objects deteriorates dramatically. The cost of fresh drinking water will eventually grow. Current issues in the field of rational nature management of the lakes under the investigation are in the supplementation of the information on the mechanism and functioning of their geoecosystems. The identified factors should influence the formation of the effective resource management policy of the lake Baikal. 4 sources.
Key words: anthropogenic impact; geoecosystems; problems of rational nature management; efficient resource management policy; problems of fresh water; economic growth.
Вода находится в числе тех компонентов природы, сознательные преобразования или попутные изменения которых на планете наиболее существенны. Иногда рассматривается видимое воздействие на окружающую среду и обсуждаются возможные последствия для здоровья человека, и почти никогда - отдалённые нежелательные или даже губительные последствия для экосистем. Отношение к воде веками определялось, в основном, её ресурсными возможностями. Системные исследования водохозяйственных проблем решали по существу проблемы распределения воды между различными водопользователями, когда экологический фактор учитывался в виде целевой функции ущерба или затрат на восстановление ресурса и поиски дополнительных источников воды. Основной целью водохозяйственной политики было повышение эффективности использования воды как ресурса. Нерациональное использование водных ресурсов в ряде случаев привело к нежелательным последствиям и даже к экологическим катастрофам. В настоящее время проблемы воды и водных ресурсов становятся в мире всё более острыми. Особое беспокойство мировой общественности вызывает загрязнение чистой воды и связанные с этим вопросы здоровья и жизни людей. Проблема чистой воды выходит на первое место в мире и опережает такие глобальные проблемы человечества, как изменение климата, деградация озонового слоя, засоление и эрозия почв, сохранение чистоты океана. Это обусловлено той особой ролью воды, которую она играет в становлении биосферы и развитии жизни. В связи с антропогенным загрязнением окружающей среды пресная вода становится одним из важнейших и трудно возобновляемых природных ресурсов. Для ряда регионов мира сохранение и дефицит этого ресурса проявляется уже в настоящее время. В мире быстрыми темпами надвигается водный кризис.
Антропогенное вмешательство в экосистемы крупнейших поверхностных водоёмов связано с возможностью необратимых последствий для нынешнего и будущих поколений, что находится в противоречии с устойчивым экономическим развитием. Пришло время рационального использования природных пресных вод и сохранения экологической чистоты гидросферы в целом. Нужна разработка новой концепции эколого-экономического использования водных ресурсов в целях сохранения водоёмов как среды обитания гид-робионтов и всех водных экосистем, составляющих сложную саморазвивающуюся систему, обеспечивающую существование всех живых организмов на Земле, в том числе и человека.
Общепризнанна решающая роль воды во многих процессах, протекающих в природе, и в обеспечении жизни человека. Сегодня в мире более миллиарда
человек пьют воду, не отвечающую санитарным нормам. Предотвращение загрязнения окружающей среды, в том числе факторами биологической природы, и охрана здоровья человека - важнейшие проблемы мировой цивилизации [1]. Ущерб здоровью населения от потребления некачественной питьевой воды сравнивают с потерями от стихийных бедствий, голода и других глобальных факторов.
Являясь важнейшим фактором жизнеобеспечения природных экологических систем и общества, вода также необходима практически всем отраслям промышленности (многие производства требуют использования только пресной воды). Поэтому качество воды как показатель её потребительских свойств имеет огромное значение для решения проблем устойчивого развития. Сегодня качество пресных природных вод катастрофически ухудшается. Главной причиной этого является хозяйственная деятельность человека различных видов, каждому из которых присущ свой способ водопользования (хозяйственный подход требует учёта того, что функции водных объектов очень разнообразны). Чтобы сохранить нормальное функционирование пресноводных экосистем, деятельность человека должна вписываться в те рамки, которые установлены самой природой. Проблемы водоснабжения будут множиться до тех пор, пока правительства всех стран не уделят им самого пристального внимания; управление водными ресурсами должно быть включено в качестве составной части в общегосударственную экономическую и социальную политику.
Известно, что оз. Байкал является одним из древнейших озёр планеты, его возраст - 25-30 млн лет. Оно располагается в тектонической впадине, окружённой хребтами высотой до 2800 м, и является самым глубоким озером на земном шаре. Но самое главное - это крупнейшее хранилище особо чистой пресной воды, объём которой составляет 23,6 тыс. м3, т.е около 20% запасов общемировых пресных вод и 25% - особо чистых. Бассейн Байкала - один из самых значительных центров видообразования: большинство видов и разновидностей животных и растений, а именно 2/3 всего количества, возникли здесь и больше нигде в мире не встречаются, т. е. экосистема оз. Байкал отличается сильно развитым эндемизмом. Уникальная экосистема озера обеспечивает постоянное воспроизводство чистой пресной воды [2].
Использование и охрана такой сложной экосистемы, как оз. Байкал, куда входят: оз. Байкал (и его притоки), р. Селенга (самый крупный приток оз. Байкал), р. Ангара (её притоки), является одной из ключевых и сложных задач в управлении природными ресурсами в регионе.
Уникальность экосистемы оз. Байкал и прилегающих к нему территорий юридически признаны и вклю-
чены в Список участков мирового наследия. Закон Российской Федерации "Об охране озера Байкал", принятый в 1999 г., определил правовые основы охраны озера. Однако предусмотренные им меры недостаточны для защиты Байкала. До сих пор принимаются разрозненные постановления и программы действий, не связанные одной идеей, не имеющие достаточного экономического обоснования и не реализуемые.
Одним из приоритетов национальной политики России является соблюдение экологической безопасности путём решения многочисленных проблем на региональном уровне, поэтому возникает острая необходимость в активизации деятельности природоохранных служб по созданию комплексных эколого-экономических программ. По мнению одних специалистов, современные проблемы в сфере рационального водопользования оз. Байкал состоят в пополнении информации о механизме функционирования его экосистемы и выявлении факторов формирования качества воды, что должно влиять на выработку эффективной политики управления ресурсами крупнейшего на планете источника пресной воды [3].
Другие исследователи видят решение водно-экологических проблем Байкальского региона в создании ландшафтно-гидрологического анализа территорий. Целевая функция водоохранного зонирования -сохранение состояния прибрежных самоочищающихся и стокоформирующих территорий, а также способностей притоков и ландшафтов на их водосборах поддерживать водно-экологический потенциал территорий водосборного бассейна озера и поступление воды нормативного качества в оз. Байкал [4].
Современная стратегия водопользования должна базироваться на сохранении экологически безопасного состояния и устойчивого развития экосистем крупнейших источников пресной воды, таких как оз. Байкал и его водосборный бассейн. Необходим эколого-экономический подход к использованию и управлению водными ресурсами. Это возможно лишь при условии поддержания устойчивого экологического состояния региона и его водосборного бассейна. Исходить нужно из концепции устойчивого водопользования, т. е. учитывать совместимость водохозяйственных мероприятий с естественным функционированием природных экосистем. Такой подход предполагает достижение и поддержание экономически оптимального и экологически безопасного уровня водопользования при минимальном воздействии на среду обитания, обеспечивающего повышение качества жизни людей, реализацию прав нынешнего и будущего поколений на пользование водно-ресурсным потенциалом на основе воспроизводства, сбалансированного, не истощающего рационального использования природных водных ресурсов. Для того чтобы человечеству выжить, ему необходимо вписаться в естественные циклы (кругообороты) биосферы.
Значительное число притоков Байкала на территории Иркутской области представлено небольшими ручьями и временными водотоками, исчезающими в отдельные периоды года. Наиболее короткие водотоки находятся на северо-западном побережье, где во-
дораздельная линия Байкальского хребта местами проходит в нескольких километрах от берега.
Основной водосбор озера сосредоточен в южной и юго-восточной частях бассейна, причём большая часть его (83%) приходятся на р. Селенгу и её притоки. Бассейны двух других наиболее крупных по величине притоков Байкала (реки Верхняя Ангара и Баргузин), занимающие северо-восточную часть водосбора, составляют всего около 8%.
В 1965 г. была создана Байкальская бассейновая инспекция, в функции которой входило управление всей гидрографической сетью оз. Байкал и р. Ангары. В 1973 г. Постановлением Совета Министров № 569 «Об укреплении государственных органов по регулированию, использованию и охране вод в РСФСР» бассейновые инспекции были преобразованы в бассейновые (территориальные)управления.
Постановлениями Правительства Российской Федерации 1988 и 1990 гг. была закреплена система управления водными ресурсами по бассейновому принципу. В границах бассейна оз. Байкал и р. Ангары осуществление функций органа управления было закреплено за Ангаро-Байкальским бассейновым водохозяйственным объединением (АБ БВУ). С 1999 до 2004 г. АБ БВУ являлось территориальным органом Министерства природных ресурсов Российской Федерации межрегионального (бассейнового) уровня.
Ключевой функцией АБ БВУ являлось управление использованием и охраной водных объектов на основе комплексных подходов в единых гидрографических границах системы р. Селенга (и её притоки) - оз. Байкал (и его притоки) - р. Ангара (её притоки), которая является основной связующей осью Ангаро-Байкальского экономического региона, включающего Иркутскую и Читинскую области, Республику Бурятия, Усть-Ордынский и Агинский Бурятские автономные округа.
Однако Приказом № 4 от 16.08. 2004 г. Федерального агентства водных ресурсов (Росводресурсы), созданного в ходе правительственной реформы, Ан-гаро-Байкальское БВУ было реорганизовано в форме присоединения к Енисейскому БВУ, по сути, ликвидировано. В это же время в соответствии с приказом Росводресурсы создан Комитет водных ресурсов оз. Байкал - Байкалкомвод. В результате реформ управление водными ресурсами р. Ангары и каскада Ангарских водохранилищ было возложено на Енисейское БВУ, а оз. Байкал и его притоки - на Байкалкомвод, за которым были закреплены полномочия управления поверхностными водными объектами только в пределах территории Республики Бурятия. Это привело к разрыву управления в гидрографической системе р. Селенга - оз. Байкал - р. Ангара - Ангарские водохранилища, хотя по существу оз. Байкал является регулирующей ёмкостью всего каскада Ангарских ГЭС. Кроме того, р. Хилок, самый крупный приток р. Селенги, «ушёл» в Амурское БВУ. Нельзя не отметить и факт создания нового комитета (Байкалкомвод) с передачей ему функций бассейнового органа, когда в результате реорганизации были упразднены комитеты как таковые.
В пределах Иркутской области площадь бассейна оз. Байкал составляет 14996 км2, длина береговой линии - около 750 км. Данная территория охватывает Слюдянский, Иркутский и Ольхонский районы Иркутской области.
Федеральным законом «Об охране озера Байкал» (№ 94-ФЗ от 01.05.1999, ст. 20) предусмотрен государственный экологический мониторинг уникальной экологической системы озера. В 2003 г. ФГУП «ВСНИИГГиМС» разработал программу государственного экологического мониторинга Байкальской природной территории как эколого-социально-экономической системы.
Программой впервые намечено объединить данные наблюдений различных организаций в единую базу на общей картографической основе и получать комплексную и взаимоувязанную оценку состояния уникальной экологической системы оз. Байкал с учётом результатов НИР и госконтроля. В соответствие с названным законом на Байкальской природной территории (БПТ) выделены: центральная экологическая зона (БПТ), буферная экологическая зона (БЭЗ) и экологическая зона атмосферного воздействия (ЭЗАВ).
Оз. Байкал является трансграничным водным объектом, расположенным на территории Республики Бурятия и Иркутской области. Таким образом, Байкал-комвод взаимодействует с двумя субъектами Российской Федерации. Кроме того, р. Селенга является трансграничным водным объектом, расположенным на территории Республики Бурятия и Монголии. Одновременно Иркутская область будет находиться в зоне деятельности Енисейского БВУ, что чревато дублированием функций и несогласованностью в управлении водными ресурсами оз. Байкал. Передача Байкалком-воду функций управления водными ресурсами оз. Байкал приведёт к попыткам установления его водного режима и водного баланса без учёта водохозяйственной обстановки на каскаде Ангарской ГЭС с навигацией по р. Енисей.
В настоящее время на территории Иркутской области функции управления водными ресурсами принадлежат Территориальному отделу водных ресурсов по Иркутской области и Усть-Ордынскому Бурятскому автономному округу Енисейского БВУ: водохозяйственная экспертиза проектной и предпроектной документации, выдача лицензий на водопользование, обработка данных для госстатотчётности и т.д., при этом право решения вопросов управления теми же водохранилищами принадлежит и Енисейскому БВУ.
Объём Ангарских водохранилищ в три раза превышает объём Енисейских водохранилищ. Каскад Ангарских ГЭС вырабатывает около 30% электроэнергии, производимой всеми ГЭС России. Если классифицировать по значимости отдельные части бассейнов, то р. Ангара при впадении в р. Енисей имеет сток на 20% больше, чем р. Енисей. Из 11 млрд руб., собираемых в Российской Федерации за пользование поверхностными водными объектами, почти миллиард -это вклад Иркутской области.
Плата за водопользование в Иркутской области составляет более 800 млн руб., а финансирование работ по охране водоёмов - чуть больше 10 млн руб.
Сравните: в Якутии плата составляет 120 млн руб., возврат - 500 млн руб.; в Бурятии водохозяйственные работы профинансированы на сумму 300 млн руб.
В новом Водном кодексе (№ 74-ФЗ от 3.06.2006, ст. 28), вступившем в действие с 1 января 2007 г., указывается, что «бассейновые округа являются основной единицей управления в области использования и охраны водных объектов и состоят из речных бассейнов и связанных с ними подземных водных объектов и морей». В Российской Федерации устанавливается двадцать бассейновых округов, в том числе Ангаро-Байкальский бассейновый округ.
Разработка водоохранных мероприятий невозможна без оценки комплексных подходов к выявлению изменчивости веществ антропогенной природы, поступающих в озеро. Антропогенное влияние на озеро усиливается с каждым годом, особенно в его южной части. Это обусловлено не только относительно высокой плотностью проживающего здесь населения, но и развитием в этом районе интенсивного международного и отечественного туризма. Особенно удручающая ситуация складывается в прибрежной полосе и водоохранной зоне оз. Байкал в летний период (всё завалено мусором). В Слюдянском, Иркутском и Ольхон-ском районах все населённые пункты (кроме городов Слюдянка, Байкальск), не имеют, согласно санитарно-гигиеническим правилам по организации и содержанию организованных мест складирования ТБО, санкционированных свалок. Отмечается проблематичное состояние окрестностей малолюдных пристанционных посёлков Утуликской, Маритуйской и Голоустненской сельских администраций, острова Ольхон, где отсутствует планово-регулярная система очистки территории.
Водопотребление оз. Байкал связано ещё и с промышленностью. Бурное развитие промышленности в юго-западной части Иркутской области повлекло за собой загрязнение акватории озера и прилегающих территорий за счёт переноса загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от хозяйственной деятельности предприятий городов Черемхово, Усолье-Сибирское, Ангарск, Шелехов, Иркутск, так как преимущественное направление ветров - северозападное. В настоящее время не решён однозначно вопрос о работе Байкальского целлюлозно-бумажного комбината.
Как показывает практика, изучение процессов, происходящих в эколого-экономических системах, является довольно трудной и неоднозначной в своём решении задачей. В этом случае эксперимент в том смысле, как он понимается в естественных науках, чаще всего невозможен. Это обусловлено не только размером и сложной структурой систем, но и огромным объёмом информации, порождаемой происходящими процессами. Поэтому в большинстве случаев подобные системы невозможно оценить без использования информационных технологий и методов математического моделирования, которые позволяют избежать катастрофических ошибок.
В заключение отметим, что при принятии управленческих решений по антропогенному воздействию на экосистемы крупнейших водных систем, таких как
оз. Байкал, необходимо учитывать особенности формирования качества воды и основные факторы, влияющие на этот процесс. Должна собираться и обрабатываться информация в области мониторинга поверхностных вод в бассейне оз. Байкал, и должны формироваться программы финансирования работ в области мониторинга водных объектов. Характер работ при этом определяется перечнем поставленных задач в соответствии с намеченными этапами реализации концепции мониторинга поверхностных водных объектов в бассейне оз. Байкал.
Для анализа полученного материала необходимо применять методы математического моделирования, в частности методы имитационного моделирования, и давать многолетние прогнозы последствий принятых
решений, при этом осуществлять проверку устойчивости различных сценариев реализации проекта. Система определения размеров штрафных санкций, применяемых к организациям - загрязнителям водных ресурсов, будет весьма эффективной, так как число крупных загрязнителей оз. Байкал ограничено, а размер загрязнения и его состав возможно отследить. Это необходимо при разработке планов по внедрению безотходных и малоотходных технологий, а также при совершенствовании существующих и создании новых очистных сооружений как промышленных, так и хозяйственно-бытовых объектов.
Работа выполнена при финансовой поддержке экспедиции РФФИ и СО РАН 2009 г. и интеграционного проекта № 87 СО РАН и ДВО РАН.
Библиографический список
1. Савилов Е.Д., Колесников С.И., Красовский Г.Д. Инфекция и техногенное загрязнение. Новосибирск: Наука, 1996. 510 с.
2. Галазий Г.И. Об общих основах охраны водоёмов от загрязнения // Гидробиологический журнал. 1982. Т. 18. № 2. С. 48-51.
3. Верхозина В.А., Верхозина Е.В. Воздействие экологических рисков на качество воды озера Байкал // Оценка эколо-
го-экономической ситуации загрязнения водных экосистем в бассейне озера Байкал и управление экологическим риском: материалы науч.-практ. конф. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. С. 27-31.
4. Антипов А.Н., Гагаринова О.В. Водно-экологические проблемы территориального развития // География и природные ресурсы. 2009. № 1. С. 5-11.
