Раздел 1. Физико-географическая характеристика Или–Балхашского бассейна

Введение

Территория Казахстана расположена в глубине Евразийского континента и относится к числу аридных, засушливых областей северного полушария. Влага сюда поступает в основном со стороны Атлантического океана и заносится западными и северо-западными ветрами. Высокие горы Тянь-Шаня и Алтая препятствуют поступлению влаги со стороны Индийского и Тихого океанов. Зато территория республики открыта холодным северным и северо-восточным ветрам со стороны Северного ледовитого океана. Равнинная часть занята известными пустынями: Кызылкум, Бетпакдала, Моюнкум, Прикаспийская низменность, плато Устюрт, Сары-есик-Атырау и другими аридными районами, где слой осадков, выпадающих за год не превышает 100- 150 мм воды. Зато потенциальная испаряемость почв здесь превышает 1000- 1500 мм воды в год. Благодаря этому обстоятельству на Сыра-Атрау образуются своеобразные реки Казахстанского типа, которые более 90% стока воды проносят за несколько недель весны, а в остальное время года имеют сухие речные долины или превращаются в цепочку плесовых озер. Природные условия Казахстана таковы, что большая часть объема поверхностных вод формируется за пределами республики и протекает транзитом. Объем же подземных вод, ввиду сухости климата и нерегулярности стока степных рек, не превышает 10% от объема поверхностных вод; к тому же многие выявленные их запасы так или иначе связаны с речными водами. Поэтому водные ресурсы Казахстана весьма ограничены и не могут обеспечить развитие водоемких отраслей экономики.

В современный момент Казахстан активно развивается экономически, особенно в своих восточных регионах и нехватка воды здесь особенно заметна. Поэтому в регионе бассейна реки Или и Балхаша уже 30 лет активно используют поверхностные воды и реки Или и озера Балхаш на орошение, на развитие промышленных объектов и коммунальные нужды. В результате здесь возникли экономические проблемы, которые с каждым годом все больше усугубляются.

Ландшафтно – экологическая оценка Или – Балхашского региона характеризуется ростом загрязнения и минерализации поверхностных и грунтовых вод, снижением биопродуктивности и очистительных функций дельты реки Или, деградацией водно-болотных угодий, прогрессирующим процессом антропогенного опустынивания. Особенно сильному негативному воздействию, деградации окружающей среды и потери продуктивности орошаемого земледелия из-за засоления земель подверглись низовья реки Или. В связи с этим вопросы, связанные с рациональным использованием земельных и водных ресурсов, защиты подземных и поверхностных вод от истощения и загрязнения являются весьма актуальными.

В связи с этим целью данной работы является анализ экологических мер для улучшения состояния крупного ландшафтного района Или–Балхашского бассейна и решения возникших проблем.

В результате для выполнения дипломной работы были поставлены такие задачи:

1.Познакомиться с физико-географическими природными условиями изучаемого района;

2. Познакомиться с современными изменениями основных водных объектов бассейна;

3. Познакомиться с основными экологическими проблемами региона;

4. Предложить реальные решения экологических проблем Или-Балхашского района.

Автору дипломной работы небезразличны сегодняшние проблемы данного региона, она непосредственно принимала участие в маршрутных обследованиях озера Балхаш и реки Или, знакомилась с работой Капчагайской ГЭС, изучила массу литературных работ по решению Или-Балхашской проблемы.

В результате после анализа многих предложений по решению экологической проблемы, автор предлагает начать работы по биогенизации воды озера за счет ветровых электростанции.

При выполнении работы были использованы материалы (отчеты, материалы конференций, научные работы, статистические данные и д. т) таких организаций: “Министерство охраны окружающей среды Алмаинской области Республики Казахстан”; “Территориальная инспекция министерства сельского хозяйства Республики Казахстан”; “Алматинское городское территориальное управление охраны окружающей среды”;”Дочернее Городское Капчагайское Предприятие “Капчагай Су Кубыры”.

В результате, работы представлено; рисунков 25; карт3; таблиц15; страницы текста111.

Раздел 1. Физико-географическая характеристика Или–Балхашского бассейна

Между Аральским бассейном на западе и Иртышским на востоке располагается речная сеть Балхаш- Илийского бассейна и занимает на севере южные отроги Казахского мелкосопочника, на высоте простирается до хребта Тарбагай, на западе ограничена хребтом Айтау, на юге – доходит до долины, лежащей между хребтами Тянь-Шань и Торо-Хоро. В геологическом плане бассейн в целом занимает район Алакульской впадины (Абсолютные отметки около 340м над уровнем моря), можно рассматривать как остаточную часть обширного древнего Ханхайского моря, занимавшего некогда всю Балхаш – Алакульскую впадину, включая расположение восточнее озера Сасык-Куль и Ала-Куль. Следы этого обширного бассейна, не соединившегося, однако, с Арало-Каспийским бассейном, сохранились в виде террас, расположенных на высоте от 30 до 140м над современным уровнем Балхаша.

Северная часть бассейна занимает денадационную равнину, которая имеет смятый фундамент с поверхностными останками разных высот, от нескольких метров до 500-600м над общей поверхностью.

Южная часть, примыкающая к озеру, представляет собой крыло Алакульской впадины с достаточно ровным рельефом с абсолютными отметками 400-500м, постепенно увеличивающимися к югу и переходящими в предгорья Джунгарского Алатау и Тянь-Шань. Здесь отметки высот резко повышается, склоны гор имеют уклоны более 10-15˚. Поверхность крыла Алакульской впадины в междуречьях представляют собой песчаные полупустыни, в долинах рек Или, Каратал, Лепсы почвы открыты от барханов и представляют собой плодородные сероземы, поэтому долины этих рек спокон веков представляли сельскохозяйственные угодья (пашня сенокосы, пастбища).

Основной чертой климата бассейна является его континентальная засушливость. В районе Капчагайского водохранилища климатические условия зимы определяются в основном распространением устойчивого северо-восточного потока сухого и очень холодного воздуха, формирующегося над Восточной Сибирью и Монголией. Климатические условия лета обусловлены распространением масс сильно прогретого сухого воздуха тропического типа, формирующегося над степями и пустынями Казахстана и Средней Азии. Переходные сезоны в этом районе крайне непродолжительны.

Среднегодовая температура воздуха в районе водохранилища колеблется в пределах 8,7-8,9˚. Среднемесячные и среднегодовые температуры воздуха по метеостанциям, показаны в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Среднемесячные температуры воздуха по реке Или и Чилик

1.2 Температура воздуха на 2001 г. по станции Капчагай

Абсолютный минимум температуры воздуха в районе Капчагайского водохранилища достигла – 44С (январь), отрицательные температуры не наблюдались в период с июня по август. Максимум температуры воздуха был +44 С. Последние весенние заморозки наблюдаются, в среднем,19-12 апреля, первые осенние 4-7 октября. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 165-170 дней. Влияние водохранилища на климат распространяется на сравнительно небольшую территорию. Так площадь зоны климатического влияния примерно равна площади его зеркала, то есть 1845кв.км. Микроклимат определяется увеличением суммарной радиации и радиационного баланса, большей теплоемкостью водохранилища сказываются в переходе зоны года (весна, осень), когда возникает наибольшая разница между температурой воды и суши. Весной водохранилище оказывает охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплого периода (вплоть до ледостава) отепляющее. Под воздействием водохранилища уменьшается континентальность климата: ход температур становится более плавным, суточная амплитуда температур воздуха уменьшается, весенние заморозки прекращаются, осенние наступают позже.

В районе Капчагайского водохранилища преобладающими как летом, так и зимой являются западное направление ветра. Средняя годовая скорость ветра в пределах водохранилища колеблется от 2,2м/с до 3,8м/с. Создание обширной поверхности привело к значительному увеличению и повторяемости ветра. В районе водохранилища отличаются ветры бризов; бризы в сторону суши проникают на расстояние 2-3км, захватывая по высоте зоны 100-250м.

Следовательно благодаря меньшему сопротивлению, которое оказывает ветрам водная поверхность, по сравнению с сушей, увеличилась скорость ветра и стала на 0,6м/с больше, чем до создания водохранилища, уменьшилось число штилей.

Водохранилище вызвало повышение влажности, особенно в летний период. Это объясняется большим, чем с суши, испарением, с увеличившейся водной поверхности, за cчет этого возрастает относительная и абсолютная влажность, что особенно сказывается в нашей засушливой зоне. Абсолютная влажность воздуха имеет наименьшее значение в январе, а наибольшее в июле (Таблица 3).

Таблица 1.3

Средняя месячная абсолютная влажность воздуха на м/с Или

Средняя многолетняя относительная влажность воздуха составляет 53%. В летний период на акватории водохранилища осадков выпадает меньше, чем на суше, в береговой зоне количество осадков увеличилось на 30-50мм (до 7-10%), чем до создания водохранилища.[1].

Илийска долина, особенно северная часть, отличает большой засушливостью. Годовая сумма осадков изменяется, от 156мм в восточной части водохранилища, до 306мм в западной.

Количество осадков, выпадающие в отдельные годы, значительно отличаются от нормы по метеостанции станции железной дороги Или за 29-и летний период (1934-1962) наименьшая годовая сумма осадков 1148мм наблюдалась 1944 году, а наибольшая - 394мм в 1934 году. Суточный максимум осадков достигал 58мм. По данным метеостанции Капчагай за 2001год максимальное выпадение осадков 360мм минимальное -150мм.

Водная система бассейна представлена реками, впадающими в озере Балхаш. Реки его северной части, имеющие истоки в Казахском мелкосопочнике и Тарбагатае, малочисленные и маловодны. Обычно ни одна из них не достигает Балхаша. Лишь в очень многоснежные годы и только весной «добирается » до него река Аягуз. Реки же южной половины бассейна (Семиречья), которые берут свои воды из ледниковых и горных снегов Джунгарского и Заилиййского Алатау, более значительны. Основных рек семь: Или, Картал, Биен, Аксу, Лепса, Баксан и Сарканд. Отсюда, как полагают некоторые исследователи, и название южной части бассейна – (Семиречье). Самая большая из них – Или. В основном именно ее водами и питается это озеро. Не будь Или,от него осталось бы небольшой соленый водоем, который со временем превратился в сор.

Балхаш-Алакольский гидроэкологический район занимает, всю юго-восточную часть республики, территории Жетису включает, два относительно независимых бессточных бассейна. Сравнительно небольшой бессточный бассейн оз. Алаколь, с проточными озерами Сасыкколь (Ароматный), Уялы (Гнездовье) и крупной рекой Тентек (Бешеный), а также небольшим оз. Жаланашколь (Голый), расположенным вблизи государственной границы Казахстан-Китай. Непосредственно в оз. Алаколь впадают реки: Уржар (Урыжар - овраг воров), Хатынсу (царевна-река), Эмель (седло по-монг.), Ыргайты (кизиловая) и Жаманты (своенравная). Суммарный объем речного стока равен около 2,0 км3/год, причем около 0,1 км3 образуется на сопредельной территории КНР. [2]

Крупный бессточный бассейн оз. Балхаш, который является третьим по величине (после Каспийского и Аральского морей) внутриконтинентальным бессточным водоемом планеты. В оз. Балхаш втекают реки: Или (дает около 80% притока), Каратал, Лепсы, Аксу и Аягуз, которая в последние годы практически не доносит свои воды до озера. Суммарный объем поверхностных вод, включая связанные с ним подземные воды, составляет 23,8 км3/год, из них: 17,4 формируется в бассейне р. Или, причем 12,7 приходит из территории КНР, а остальные 6,4 формируются в бассейнах восточных рек: Каратал, Лепсы, Аксу. Все названные притоки оз. Балхаш располагаются на юге и юго-востоке гидроэкологического района, в горах Джунгарского и Заилийского Алатау. На западе, севере и северо-востоке района, в Шу-Илийских горах, степях Сарыарки и горах Каркаралы образуются многочисленные степные реки Моинты, Токыраун, Баканас и др., однако ни одно из них не имеет постоянного речного стока и не доносит свои воды до оз. Балхаш.

Суммарный объем безвозвратного водопотребления в районе составляет 22,4 км3/год, причем большая часть приходится на долю обязательных попусков в оз. Балхаш (14,0 км3/год) и оз. Алаколь (2,0 км3/год). Сельское хозяйство, в основном орошаемое земледелие, в том числе производство риса (самая северная граница возделывания этой теплолюбивой культуры) потребляет около 8,1 км3/год речной воды. Промышленное водоснабжение отнимает всего лишь 0,3 км3/год речной воды. Тем не менее, коэффициент использования водных ресурсов достаточно высокий и составляет 0,95, что выше экологически допустимого предела 0,65.

Гидроэкологические проблемы Балхаш-Алакольского района имеют два аспекта: внутренний и внешний. Внутренний аспект связан с созданием на р. Или крупнейшего гидроэнергетического объекта - Капшагайской ГЭС с громадным водохранилищем многолетнего регулирования. Проектный объем, водохранилища составлял 28,1 км3 почти в два раза превышая речной сток в створе гидроузла, равный 14,7 км3/год. Если бы такой проект был бы реализован, то уже давно бы высохло оз. Балхаш, которое является относительно мелководным водоемом, деградировала бы его экосистема. С гигантом цветной металлургии бывшего СССР - Балхашским медеплавильным комбинатом на северном берегу, с уникальной дельтой р. Или и другими важными природно-хозяйственными объектами Жетису, включая около 600 тыс. га орошаемых земель.

Этот аспект проблемы в середине 80-х годов был успешно разрешен при поддержке бывшего союзного руководства, напуганного наметившимися процессами усыхания Аральского моря, аварией на Чернобыльской АЭС, неожиданным подъемом уровня Каспийского моря и другими экологическими катастрофами. Впервые были выполнены комплексные научные исследования, всех компонентов Или-Балхашской природно-хозяйственной системы и на их основе регион был поставлен на путь сбалансированного экологического устойчивого развития. Уровень Капчагайского водохранилища был снижен на 10 м, а объем его сокращен вдвое, доведен до 14,0 км3; в районе приостановлено экстенсивное развитие орошаемого земледелия; площадь поливных земель не должна превышать 600 тыс. га, а объем безвозвратного водопотребления - 8,0 км3/год с дальнейшим снижением по мере внедрения водосберегающих технологий, ограничены площади возделывания риса, объемы промышленного водоснабжения и сброса сточных вод в речную сеть. Благодаря этим мерам уровень оз. Балхаш уже более 10 лет поддерживается на экологически приемлемой отметке 341,0 м, однако остается нерешенной проблема качества воды, которая постепенно ухудшается. [3]

Внешний аспект гидроэкологической проблемы Балхаш-Алакольского бассейна связан с тем, что почти половина объема речного стока поступает в район из-за границы, с территории КНР. Если китайская сторона начнет использовать причитающуюся ей часть речного стока, то снова начнет высыхать оз. Балхаш и усилятся процессы деградации его экосистемы. Однако и этот аспект проблемы, похоже, будет решен. После встречи высоких руководителей двух стран впервые начаты переговоры по р. Или. Пока сделаны заявления о том, что стороны будут решать вопросы вододеления по трансграничным рекам на справедливой, т.е. на строго научной основе. Для этого имеются определенные предпосылки: ученые Казахстана и Синьзян-Уйгурского автономного района КНР уже более 10 лет совместно изучают экосистемы крупных бессточных озер Центральной Азии.

В целом гидросеть весьма разряжена, и остро нуждающиеся в воде районы испытывают проблемы водоснабжения.

Подземные воды района достаточно велики, но в основном соленые и не могут быть использованы в хозяйстве.

В растительном мире в природной зоне Или-Балхашского бассейна преобладает пустынно – степная камнелюбивая растительность. Большие площади полупустыни заняты слабозакрепленнымии и развиваемыми грядово-бугристыми песками, на которых разрежено растут песчаная полынь, житняк сибирский, колосняк гигантский, кусты джузгуна и другие песколюбы.

В районе пустынно – степные пространства используется, главным образом, как пастбища, особенно в северных и западных районах. Наиболее типичны для них поллыно-злаковые растительные сообщества, состоящие из ковылей, типчака, полыней и т.д. Зональные почвы здесь светло – каштановые. Однако они редко образуют большие однородные массивы. Часто встречается солончаки, на которых произрастают черная полынь, прутняк, биюргун, кокпек.

В долинах рек, на низких террасах и в озерных котловинах с неглубоко лежащими засоленными грунтовыми водами, сложенными соленосными глинами в изобилии встречаются целые массивы солонцов со свойственными им солелюбивой растительностью (полыни, солянки). Естественными оазисами предстают тугайные заросли с густыми, непроходимыми кустами лоха серебристого, облепихи, ивы, тополя. В дельтовых разливах реки Или их сменяют камышово-тростниковые заросли Ифе даже леса из черного саксаула.

В полупустынных регионах обитают степные и полупустынные животные на равнинах кочуют стада степных антилоп – сайгаков. По – настоящему многочисленны грызуны землярои: суслики, тушканчики пищухи, емуранчики. Они привлекают пернатых хищников степного – орла, курганника и др.

Здесь обитают зайцы-песчаники, ушастые ежи. В тугайных лесах водятся кабаны, косули, фазаны, в плавнях расселяются ондатра. Есть и хищники; волк, лисица – корсак, степной кот. Богат мир пресмыкающихся, основу которого составляют ящерицы, змеи, черепаха. Немало насекомых и ядовитых паукообразных (каракурт, тарантул, скорпион).

В настоящий момент большие массивы изучаемого района распаханы, орошаются за счет воды Капчагайского водохранилища и реки Или. На землях выращиваются пшеница, рис, хлопок.