DIAGNOSTICS OF ASSIMILATION POTENTIAL OF THE WATER RESOURCES OF THE REGION ON THE EXAMPLE OF THE SOUTH OF RUSSIA

JOURNAL: «SCIENTIFIC BULLETIN: FINANCE, BANKING, INVESTMENT»  Issue 4 (53), 2020

Section  Economics and management of regional economy

Publication text (PDF):Download

UDK: 556.18(082)

AUTHOR AND PUBLICATION INFORMATION

AUTHORS:

Reutov Viktor Yevgeniyevich,

Doctor of Economic Sciences, Professor,

Head of the Department of Marketing, Trade and Customs Affairs,

Director of the Institute of Economics and Management (structural subdivision),

V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Russian Federation.

Yarosh Olga Borisovna,

Doctor of Economic Sciences, Associate Professor,

Professor of the Department of Marketing, Trade and Customs Affairs,

Institute of Economics and Management (structural subdivision),

V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Russian Federation.

TYPE: Article

DOI: https://doi.org/10.37279/2312-5330-2020-4-104-109

PAGES: from 104 to 109

STATUS: Published

LANGUAGE: Russian

KEYWORDS: assimilation potential, water resources, Crimean peninsula, the Black Sea, the Sea of Azov, tourism.

ABSTRACT (ENGLISH):

General theoretical approaches to the research of the assimilation potential essence and capabilities to carry out a quantitative assessment are presented. Special attention is paid to the assessment of assimilation potential of the waters of the South of Russia. Current state of the water resources of the Republic of Crimea is presented. Territories of the South of Russia are differentiated according to the assimilation capacity of the water resources. There’s proposed an authors’ modal and analytical toolkit to assess the assimilation potential of the water bodies. The assimilation potential of the Black sea and the Sea of Azov to biological oxygen consumption is calculated. It is identified that drainage to the rivers and the sea surrounding the Crimean peninsula greatly exceeds the assimilation capabilities of the water bodies to self-cleaning. A great attention is brought to the recommendations to optimize water management in the area and increase its touristic attractiveness and opportunities of effective management of the territorial and sectoral infrastructure.

ВВЕДЕНИЕ

Основным вопросом экономики природопользования на сегодняшний день является исследование способности или возможности окружающей среды к восстановлению. По своей сути это исследования, посвященные ассимиляционному потенциалу. Несмотря на огромную значимость данного вопроса он, по-прежнему, остается одним из наименее изученных в литературе. Это объясняется как с трудностью его оценок, так и со сложностью понимания его экологических функций. Проанализируем, что он собой представляет. Само понятие ассимиляции по всей видимости произошло от латинского слова assimilatio, имеющего похожий перевод — уподобление [9]. Данный термин применяется в нескольких научных областях: биологии, лингвистики, социологии, геологии и др. Можно предположить, что этот термин был заимствован именно из биологии, а именно из фундаментальных свойств живых организмов — обмена веществ, в частности, пластического обмена. Поэтому с позиции биологии термин ассимиляция подразумевает — совокупность процессов биосинтеза в живом организме, в ходе которых различные вещества включаются в его состав.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Целью исследования является разработка авторского модельно-аналитического инструментария для оценки ассимиляционного потенциала водных объектов.

РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Общие теоретико-методологические вопросы

С позиции экономики природопользования, более корректное, на наш взгляд, определение следующее: ассимиляционный потенциал — это способность окружающей среды к процессам биосинтеза. В данное понятие заложена идея, что биосфера способна усваивать, выдерживать негативные воздействия возмущающих внешних факторов: антропогенной и естественной деятельности. По своей сути это способность природной среды к восстановлению своих характеристик, поэтому ее оценка может быть, как количественной, так и качественной. Если знать величину ассимиляционного потенциала, то значит можно решить важнейшую проблему экономики природопользования: научиться разумно управлять хозяйственной деятельностью человека в рамках предельно допустимого давления на биосферу, до тех пор пока природная среда сохраняет свои ресурсо- и средообразующие функции. Превышение этих пределов ведет к нарушению территориально-экологического равновесия и потери устойчивости. При этом, самым сложным вопросом является количественная оценка ассимиляционного потенциала. Отметим, что существуют приближенные методы его определения, которые используются в практике производственной деятельности. Существует ряд нормативов (ПДК, ПДВ и др), которые описывают пороговые значения воздействия на ассимиляционный потенциал. Несмотря на их несовершенство, приближенно они все-таки могут характеризовать предел воздействия на АП, при котором будет проявляться его основное свойство — ассимиляции загрязнения.

2. Оценка современного состояния водных ресурсов региона

Водные ресурсы и их запасы для любой территории определяют нормальное функционирование народного хозяйства и проживающего здесь населения. Поэтому необходимость рационального и комплексного их использования связана с выявлением резервов и возможностей для исследования ассимиляционного потенциала. Это связано с тем, что поддержание чистоты и воспроизводства водных запасов региона является важнейшим фактором для дальнейшего развития экономики и социальной инфраструктуры Республики Крым.

Остановимся на обобщающей оценке ресурсной составляющей водных объектов Республики Крым. Так, собственные ресурсы пресной воды (поверхностный сток и разведанные запасы пресных подземных вод) в Крыму весьма малы, поскольку это один из самых водонедостаточных регионов Европы [8]. Учитывая особенности рельефа, на горную часть полуострова приходится 85 % речного стока, на равнинную и Керченский полуостров всего — 15 %. Восточный Крым — от Судака до Керчи практически вовсе не имеет поверхностных источников, месторождения подземных вод разведаны недостаточно, а используемые подвержены засолению из-за чрезмерной эксплуатации, часть из них и вовсе иссякает [1].

По территории Республики Крым реки распределены крайне неравномерно. На оцениваемой территории насчитывается малых более 1657 рек и водотоков общей протяженностью около 6 тыс. км; 1898 прудов, полный объем которых составляет около 205,0 млн. куб. м.; 315 озер (преимущественно соленые), из которых 14 озер имеют лечебные грязи, в том числе Сакское, Бакальское, Сасык-Сиваш, Кизил-Яр, Чокракское и др. В Республике Крым построено 23 водохранилища, общий объем которых составляет около 400 млн. куб. м, из них 15 водохранилищ естественного стока и 8 наливных. Практически все доступные для использования водные ресурсы местного стока и подземные воды полуострова вовлечены в систему водообеспечения Республики Крым [7]. По разным оценкам, запасы данных водных источников в средний по водности год могут обеспечить потребности населения и отраслей экономики региона только на 15–20 % [2].

Речные воды являются практически единственным источником питьевого водоснабжения Южного берега Крыма и предгорных районов полуострова. Поверхностные воды естественного стока территории полуострова формируются, в основном, в Горном Крыму. Величина стока (наполнение водохранилищ) определяется климатическими факторами и зависит целиком от них, так степень наполнения водохранилищ минимальная и составляет в ряде случаев 5–10 %. Наиболее обширные артезианские бассейны и многоводные подземные водоносные горизонты, в основном, сосредоточены в северной, центральной и западной частях Крыма, которые обеспечивают водоснабжение населенных пунктов. Суммарные запасы подземных вод оцениваются объемом более 425 млн. м³/год, из них утвержденные для потребления объем пресных подземных вод составляет — 1154 тыс. м³/сут., из которых 90,2 %. с минерализацией до 1,5 г/ дм³ [4].

В Республике Крым, с учетом городов районного подчинения, насчитывается 778 населенных пунктов, из которых централизованным питьевым водоснабжением охвачены все города, 53 поселка городского типа, а также 546 поселков и сел с общей численностью 90 % всего проживающего населения, в Ленинском районе — только 60 %. Из указанного количества населенных пунктов, водоснабжение потребителей осуществляется в круглосуточном режиме только в 285-ти из них (36,6 %). В 403 сельских населенных пунктах сети и сооружения водоснабжения изношены настолько, что население получает питьевую воду 1–2 раза в неделю или по фиксированному часовому графику. На «режимном» водоснабжении находятся также потребители городов: Керчь, Судак, Феодосия, Большая Ялта и Евпатория. В курортный период, в связи со значительным увеличением населения за счет отдыхающих (в 3–5 раз), ситуация с водоснабжением еще более ухудшается. При этом, согласно проведенного анализа ГУП РК «Крымгеология», существующий дебет действующих артезианских скважин позволяет обеспечить подачу воды потребителям в круглосуточном режиме.

Водоснабжение населения городов и поселков Северного и Западного Крыма (Евпатория, Саки, Джанкой, Красноперекопск) осуществляется из артезианских скважин. Водоснабжение городов и поселков Южного берега Крыма осуществляется из водных источников местного значения (реки Бельбек, Хастабаш, Черная, Кача, Дерекойка, Улу-Узень, скважины).

Предприятиями водопроводно-канализационного хозяйства эксплуатируются: 4487 км водопроводных сетей; 8 водопроводно-очистных сооружений; 1841 км канализационных сетей; 46 канализационно-очистных сооружений; 145 канализационно-насосных станций, но уровень износа объектов жилищно-коммунальной инфраструктуры составляет в среднем 90 %. Износ водопроводных сетей в Республике Крым составляет 89 %, износ водопроводных сооружений превышает 80 %.

Из-за отсутствия источников водоснабжения и технической возможности поставки воды централизованно, привозной водой частично или полностью пользуются жители 39 населенных пунктов. Их распределение по районам следующиее: Ленинский — 23 населенных пункта, Красноперекопский − 7, Симферопольский — 5, Советский — 3 и Сакский — 1. Колодезное (автономное) водообеспечение имеют 32 села с населением суммарно меньше 50 тыс. человек.

Потребности промышленности удовлетворяются путем привлечения воды в оборотные и повторно-последовательные системы, удельный вес которых в общем объеме использования воды на производство составил 70 %. За счет этого в течение 2013–2015 гг. получено экономии свежей воды в размере 252–260 млн. м³. Динамика водопотребления по Республике Крым за последние 20 лет характеризуется тенденцией уменьшения водозабора в среднем по всем формам деятельности в 2,5–2,8 раза, но сохраняется устойчивый тренд расширения заболоченных, подтапливаемых и засоленных земель, связанных с фильтрацией, из-за высокой потери воды в системах её доставки потребителям. Это ухудшает экологическое состояние региона [5].

3. Метод оценки ассимиляционного потенциала водных объектов

Исследование потенциала водных экосистем и механизмов нормирования антропогенной нагрузки на них проводится в работах Л. Мельника [6]. Однако нерешенным вопросом остается комплексная количественная оценка ассимиляционного потенциала в разрезе регионов России. Исследования А. Голуба и Е.Б. Струковой [3] показывают, что процессы ассимиляции в водоемах сильно зависят от количества забираемой воды. Однако, известно, согласно ряду биологических исследований, что процессы самоочищения или ассимиляции загрязнений делятся на физические, химические и биологические. В рамках данной статьи мы предпримем попытку оценки ассимиляционного потенциала в помощью биологических показателей, что позволит выявить объективные сдвиги в состоянии водных экосистем Республики Крым [9]. Для количественной оценки негативных последствий от эвтрофикации принимается такой показатель, как минимальное пороговое значение концентрации растворенного кислорода в воде (БПК). Данный показатель является комплексным, поскольку позволяет оценить «обратную реакцию» водоема на загрязнение всем комплексом химических и органических веществ. Это объясняется тем, что при поступлении загрязняющих веществ в водную среду идут процессы аэробного биохимического окисления за счет деятельности бактерий и микроорганизмов, на эти процессы расходуется растворенный в воде кислород и концентрация его уменьшается. Мониторинг по БПК ведется по крупным водным объектам и данные доступны в открытых источниках информации. В соответствии с требованиями, установленными в отношении источников хозяйственно-питьевого водоснабжения (ГОСТ 17.1.3.03-77) значение БПК не должно превышать 3 мгO₂/л. [9].

Исходя из данных по пороговым значениям, мы можем оценить ассимиляционный потенциал водных объектов по биологическому потреблению кислорода (), что дает возможность рассчитать ассимиляционную емкость поверхностных вод Республики Крым, которые возможно использовать для питьевого использования.

(1) ,

где V_воды — водоотведение в поверхностные водные объекты, млн. м³/ год; АС — критическое значение БПК = 3 (мг/л); БПК — биологическое потребление кислорода, тыс. т/ год.

4. Результаты расчетов

Поскольку Республика Крым позиционируется, прежде всего, как туристическо-рекреационный регион, то особый интерес представляет выявление рекреационной и питьевой ценности вод, расположенных на его территории. Поставленная задача достаточно обширна, поэтому в рамках данного исследования мы остановились на расчете только рекреационных способностей ассимиляционного потенциала морей, омывающих полуостров − Азовского и Черного и тех крупных водных артерий, которые в них впадают. Результаты исследования являются крайне показательными для понимания уровня загрязненности рек и морей полуострова (таблица 1).

Таблица 1. Ассимиляционный потенциал рек и морей по БПК, 2015 г. *

Водоем	Биологическое потребление кислорода, мг/л	Остаток/ Превышение нормы по БПК, раз	АП, т	АП БПК, %	Резерв/ дефицит АП, %
Море
Азовское море	0,76	0,25	2367	394,5	294,5
Впадающие в него реки
р. Кальмиус	3,60	1,2	1416	83,2	-16,7
р. Салгир	17,02	5,6	141	17,6	-82,3
Море
Черное море	22,11	7,3	597	13,5	-86,4
Впадающие в него реки
р. Днепр	3,04	1,01	12924	98,6	-1,3
р. Днестр	7,31	2,4	738	41	-59
р. Дунай	6,97	2,3	516	43	-57

* [9]

Водоотведение вод в реки и моря полуострова намного превышает ассимиляционные способности водоемов к самоочистке. Положительный ассимиляционный потенциал можно выделить только у Азовского моря. По критерию, который предъявляется к чистым водам (значение БПК не выше 3 мгO₂/л) не соответствует ни одна из основных водозаборных рек полуострова

Самыми грязными реками, перешедшими границы своего ассимиляционного потенциала, являются реки, впадающие в Азовское море: р. Кальмиус (превышение БПК в 4,5 раза), р. Салгир (выше БПК в 4,6 раз). Данные реки по уровню микробиологического загрязнения нельзя использовать даже для культурно-бытового водопользования (купания, спорта и отдыха). У сточных канализационных вод городской канализации БПК близок к 30 мгO₂/л. Вода подобного качества сбрасывается в Черное море (БПК=22,1 мгO₂/л.). из чего можно следать вывод о сильном загрязнении исследуемых водотоков органическими веществами.

Заметим, что для замкнутых водоемов, загрязненных преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами район г. Армянска и г. Красноперекопска, составляет БПК=70 мгO₂/л.

ВЫВОДЫ

1. В настоящее время водоочистные станции не могут гарантировать необходимый уровень качества питьевой воды, в связи с устаревшими оборудованием и методами очистки. На крупных водоочистных станциях городов Ялта, Алушта, Симферополь, Феодосия, Керчь нет системы оборотно-повторного использования воды после промывки фильтров. В результате отмечен рост сброса загрязненных оборотных вод в природные поверхностные водные объекты в расчете на 1 жителя Р.К с 41,6 м³ в 2000 г до 47,4 м³ в 2015 г., причем лидерами являются рекреационные города г. Судак и г. Феодосия, которые увеличили за данный период эти показатели в 2 раза. Среди районов ведущими являются Красноперекопский, Ленинский и Нижнегорский и Раздольненский, у которых данные показатели за это же время превышают средние показатели по полуострову в 10–14 раз.
2. Качество поверхностных вод, аккумулируемых в водохранилищах полуострова показывает повышение по показателям биологического и химического потребления кислорода в некоторых из них, что является результатом сезонного колебания объемов воды или техногенного загрязнения. Поэтому одним из важных вопросов является установление водоохранных зон и прибрежно-защитных полос с целью охраны водных объектов. Однако, в период с 90–х годов прошлого века по 2015 г. из-за недостаточного финансирования данные работы практически не осуществляются, что является в настоящее время серьезным фактором риска для благополучного питьевого водоснабжения полуострова.
3. Таким образом, подводя итог, становится очевидным, что из-за низкого уровня очистки вод, которые отводятся в реки и моря полуострова, практически во всех крупных водоемах нарушен их природный ассимиляционный потенциал. Из-за этого, с повышением температуры воды в летнее время в Азовском море и Черном море, особенно, в местах впадения указанных рек, наблюдаются заморы и цветение воды. Это можно объяснить тем, что водные экосистемы уже не справляются с такими нагрузками. При превышении лимитов ассимиляционного потенциала, как пороговой границы своих возможностей происходят внезапные качественные изменения, довольно быстрые и внезапные, что приводит к гибели водоема (эвтрофикации, вымирании видов и т.д.). В настоящее время состояние водных ресурсов полуострова особенно поверхностных вод и омывающих его морей является показателем серьезности происшедших изменений. При этом можно предположить, что со временем будет проявляться постепенное накопление загрязнений, поскольку дефицит ассимиляционного потенциала составляет больше 20 % практически всех крупных рек полуострова.
4. Можно рекомендовать к разработке методическую базу для оптимизации водохозяйственной и экологической деятельности. Для этого необходимо создание комплексной геоинформационной системы с банком кадастровой информации о водном фонде Республики Крым, водных ресурсах и средствах их регулирования, территориально-отраслевой структуре водохозяйственного комплекса, включающую данные оценки ассимиляционного потенциала водных ресурсов.

REFERENCES

1. Vodnoye khozyaystvo Kryma. Istoriya razvitiya, sovremennoye sostoyaniye / pod red. N.N. Zavolod’ko, Z.V. Timchenko, V.A. Novik, R.N. Khromova. — Simferopol’: Dolya, 2003. — 90 s.
2. Geografiya Kryma / L.A. Bagrova, V.A. Bokov, N.V. Bagrov. — Kiyev: Lybid’, 2001. — 304 s.
3. Golub A.A. Ekonomika prirodnykh resursov / A.A. Golub. — M.: Aspekt Press, 1999. — 169 s.
4. Gosudarstvennaya programma razvitiya vodokhozyaystvennogo kompleksa Respubliki Krym [Elektronnyy resurs]. — Rezhim dostupa: minek.rk.gov.ru/file/File/minek/2017/strategy/gosprog/utv/03/razvitiya_vodokhozyajstvennogo_kompleksa_RK.pdf (data obrashcheniya: 17.09.2020).
5. Kobechinskaya V.G. Ekologicheskiye problemy ratsional’nogo vodopol’zovaniya v Respublike Krym: dinamika i perspektivy / V.G. Kobechinskaya, O.B. Yarosh // Vestnik MOGU. Seriya yestestvennyye nauki. — 2017. — №2. — S. 42–49.
6. Mel’nik L. Ekonomicheskiy mekhanizm normirovaniya antropogennoy nagruzki na vodnyye ekosistemy / L. Mel’nik, M. Khvesik // Ekonomika Ukrainy. — 2009. — № 12. — S. 69–76.
7. Oliferov A.N. Reki i ozera Kryma. Oroshayemoye zemledeliye Kryma / A.N. Oliferov; pod red. A.F. Shavina. — Simferopol’: Tavriya, 1989. — 64 s.
8. Pozachenyuk Ye.A. Vodnyye resursy i vodnoye khozyaystvo Kryma / Ye.A. Pozachenyuk, Z.V. Timchenko. — Simferopol’: TNU – KAPKS, 2003. — 107 s.
9. Yarosh O.B. Ekonomiko-institutsional’nyye osnovy upravleniya prirodopol’zovaniyem Ukrainy / O.B. Yarosh. — Simferopol’: «ARIAL», 2014. — 354 s.