Строительство Волжско-Камского каскада водохранилищ привело к значительному уменьшению стока наносов в нижнем течении Волги.
Так, в период до 1953 г. среднегодовой объём взвешенных наносов оценивался в 18,5-25,5 млн. т. После создания каскада водохранилищ, сток взвешенных наносов сократился более чем вдвое и сегодня, в вершине дельты Волги составляет лишь 7,3 млн. т. И это при почти полной задержке влекомых наносов. При этом, в водохранилищах Волжско-Камского каскада ежегодно осаждается почти 34 млн. т взвешенных наносов.
Левобережье Волгоградского водохранилища в большей степени подвержено размыву, чем правый берег водохранилища.
Здесь сосредоточена обширная зона мелководья полосой от 400м до 1000м.
Течение здесь ослабленное , вода хорошо прогревается.
Единственным фактором сдерживания размыва в зоне левого берега представляются слои плотных хвалынских глин, залегающих местами ниже уреза водохранилища, а местами возвышающихся примерно на 1 м над урезом. Рельеф в полосе левого берега, подверженной размыву под действием ветровых волн, преимущественно равнинный, почти без уклонов.
«Исследование донных отложений Волгоградского водохранилища, представленных в основном илами и заиленными песками, показало, что содержание меди в них достигало 77 мг/кг, цинка -155 мг/кг, никеля -100
33мг/кг, железа -49 мг/кг, марганца -2520 мг/кг, нефтепродуктов 4.3 мг/кг. Высокий уровень их пространственной изменчивости (коэффициент вариации 53-72%) свидетельствует о неоднородности распределения. В то же время соединения кадмия, свинца и хрома в донных отложениях не были обнаружены (Шашуловский, 2006).По мере старения (увеличения возраста) водоема увеличивается объем донного осадка. Средняя скорость осадконакопления для всех волжских водохранилищ составляет 2130 т/км2или 2.13 кг/ м2 в год (Кадукин, Веницианов, 1998). Всего за время существования водохранилищ ко второй половине 1990-х гг. в их донных отложениях накопилось более 1200 млн. т. органических и минеральных взвешенных веществ, из которых около 20% (230 млн. т) приходится на долю Волгоградского водохранилища . То есть, на каждый квадратный километр его площади в среднем отложилось 74.2 тыс. т взвешенных веществ, что составляет 74 кг/м2(Шашуловский, 2006).Одним из основных следствий высокой трофности водоемов является интенсивное развитие фитопланктона, проявляющееся в массовом «водорослевом цветении». Считается, что основными биогенными элементами, определяющими процесс эвтрофирования, являются азот и фосфор (Хендерсон-Селлерс, Маркленд, 199»
То есть, исследованиями ученых установлено , что в донных отложениях Волгоградского водохранилища отсутствуют токсичные элементы.
Вместе с тем, отмечено определенное содержание в илах и илистых песках, таких важных с точки зрения растениеводства, элементов, как азот, фосфор, медь, цинк, железо, марганец.
И это обстоятельство сегодня привлекает внимание ученых.
«Для повышения плодородия малопродуктивных земель нами предложено использование извлекаемых грунтов -донных отложений (сапропели). В таких илах содержание органического вещества составляет 30 и более процентов. Илы обогащены многими необходимыми для растений элементами питания: фосфором, калием, кальцием, бором, марганцем, кобальтом, цинком, медью, молибденом и другими, содержат от 8 до 18% органического вещества, а в отдельных местах встречаются очаги с содержанием 38,7% органики, это почти архангельский сапропель. Кроме того, илы способны улучшить физические свойства легких песчаных и супесчаных почв, защитить их от водной и ветровой эрозии, повысить влагоемкость и влагоудерживающую способность почв. Внесение илов в почву усиливает микробиологические процессы, стимулирует разложение органических веществ, связывает летучие азотные соединения. Другими словами, пища в доступной для растений форме будет поступать быстрее и в большем количестве. Этот метод апробирован на Волго-Каспийском морском судоходном канале в процессе проведения плановых дноуглубительных работ.» /ИЗМЕНЕНИЯ ВОДНО-СОЛЕВОГО РЕЖИМА ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ НИЗОВЬЯ ВОЛГИ . ТОКАРЕВА А. А. Диссертация. 2019/.
То есть, в данном случае донный ил был использован в качестве мелиоранта на площадях под сельскохозяйственные культуры. Положительные результаты такого эксперимента позволяют говорить о широких возможностях применения такой технологии. Например, в области лесоразведения.
Почему же раньше этому не придавалось значение?
Дело в том, что до недавнего времени эти вопросы не были законодательно урегулированы. И такой ценный , с точки зрения мелиорации почв , донный ил, порой, просто вывозился на свалки.
И это при том, что наши полигоны твердых бытовых отходов и без того оказались забиты мусором.
Но вот, пресс-служба Минприроды 04 декабря 2019 сообщила об изменениях, внесенных в Водный кодекс РФ в части использования донного грунта.
«Раньше изымаемые при расчистке русел рек донные отложения, являющиеся ценными для экономики некоторых муниципалитетов, использовались незаконно либо размещались на полигонах ТКО, участках временного размещения отходов, что влекло излишние затраты на перевозку грунта, а также приводило к сокращению срока эксплуатации полигонов. Теперь же, при наличии необходимого заключения, можно будет проводить работы с экономией для бюджета и минимизацией отходов», - прокомментировал событие директор департамента госполитики и регулирования в области водных ресурсов Минприроды России Сергей Коскин.
Конечно, возможность существования таких загрязненных водных объектов, где донные отложения представляют собой опасные отходы, не отрицается.
Но в том то и дело, что вопреки некоторым популистским публикациям, наши многие реки, пока ещё, не достигли опасного порога загрязнения.
Об этом говорят результаты гидрохимического анализа проб донных отложений.
И здесь , также следует уточнить,-что же , на самом деле означает термин «загрязнение водоемов»? Оно бывает разным. Если рассматривать химическое загрязнение, то с точки зрения ихтиофауны, излишнее поступление в водоемы азота, фосфора, меди, марганца, железа и др., безусловно, нежелательно.
Но вот, с точки зрения растений, - это ценные удобрения с набором необходимых микроэлементов.
Другое дело, что сегодня пока использование донного ила не имеет широкого распространения. Хотя сегодня существуют технологии его обезвоживания и упаковки для реализации широкому кругу потребителей.
Но при больших масштабах расчистки мелководий, и удалении сельхозпроизводства от водохранилищ, неизбежно встает вопрос экономической целесообразности такого использования донных отложений.
И, тут на помощь приходит тот самый случай, когда при минимальных затратах, возможно получение весьма ощутимого эффекта от, собственно расчистки , мелководий.
То есть, предлагается не обезвоживать донный ил, не транспортировать его на дальние расстояния, а непосредственно укладывать лентой, вдоль берега , по ходу движения земснаряда. При этом, донные осадки будут подаваться в карты намыва с помощью пульпопровода, а сами карты намыва в последующем будут использоваться под высадку лесозащитных полос, с сохранением обвалования.
Вот как это выглядит на схеме.
Рис.1
Более того, подобные карты намыва удачно вписываются в технологию создания таких лесозащитных полос.
Дело в том, что ещё с 1959г. Всесоюзный научно-исследовательский институт агролесомелиорации проводит работы по созданию системы лесомелиоративных , фитомелиоративных и гидротехнических мероприятий по защите от заиления Волгоградского водохранилища.
Производственные опыты, проведенные на больших площадях, показали, что наиболее перспективным и экономически целесообразным способом закрепления склонов, прилегающих к балкам и оврагам и непосредственно к водохранилищу, является обвалование их с использованием обвалованной площади под лесосады .
Рис.2
В настоящее время на таких участках водозадерживающие валы, а также лесные и плодовые культуры препятствуют переносу снега в балочную сеть, задерживают твердый и жидкий сток, в результате чего прекратился рост береговых оврагов и поступление мелкозема в лиман и в водохранилище.
То есть, при такой технологии, появляется возможность одновременно с облесением берегов Волги, обеспечить расчистку мелководий от ила, и тем самым значительно улучшить фитосанитарное состояние береговой полосы.
Ведь на самом деле, проблема мелководий Волгоградского водохранилища заключается не только в утрате возможностей судоходства, не только в утрате нерестилищ для рыбы. Серьёзную опасность сегодня представляет , и, так называемое, «цветение» водохранилища. Когда на больших площадях прогреваемых мелководий, при замедленном течении , появляются участки, сплошь покрытые сине-зелеными водорослями.
Рис.3
Итак, сегодня, при соответствующем обосновании проекта, получив все необходимые данные по химсоставу донных отложений, можно приступать к реализации важнейших экологических проектов.
Тот факт, что восстановление лесных массивов сегодня имеет важнейшее значение, подтверждается тем, что в нацпроект «Экология» включены следующие мероприятия –«Сохранения лесов, в том числе на основе их воспроизводства на всех участках вырубленных насаждений.»
Более того,22 мая 2019 г Дмитрий Кобылкин поручил разработать проект по созданию защитных лесных полос вдоль берегов Волги.
На совещании было озвучено, что проблемным вопросом загрязнения р. Волги остается негативное влияние нерегулируемого стока, поступающего с сельхозполей, ферм, необорудованных промышленных площадок, а также транспортной инфраструктуры. Эффективным методом защиты реки специалисты считают создание естественного барьера – водоохранных защитных лесных полос вдоль берегов. Этот же метод рассматривается экспертами лесной отрасли как решение проблем лесовосстановления в прибрежных территориях. Проект отвечает задачам федерального проекта «Оздоровление Волги» нацпроекта «Экология» и может быть рассмотрен подпрограммой.»
Причем такая программа имеет вполне реальное обоснование : «Наработки Республики Татарстан по данному вопросу представил Р. Кузюров. По его словам, в регионе имеется успешный опыт посадки защитных лесных насаждений на площади 57 тыс.га. Для реализации проекта по облесению р.Волги в республике имеются производственные мощности по выращиванию более 31 млн шт. посадочного материала, из них 12 млн шт. хвойных пород выращиваются на базе крупнейшего в Европе Лесного селекционно-семеноводческого центра, построенного в 2012 г. на средства федерального и регионального бюджетов.
По предварительной оценке экспертов, для создания защитных лесных полос вдоль всей протяженности р.Волги необходимо высадить 88 млн сеянцев на общей площади более 35 тыс. га. Республика Татарстан в данном вопросе изъявила готовность обеспечить посадочным материалом и другие регионы.»
Глава Минприроды России ознакомился с оценками всех участников совещания и поручил сотрудникам министерства, Росводресурсам и Рослесхозу совместно разработать проект о создании водоохранных защитных лесных полос, направленный на решение проблем во всех регионах, на территории которых протекает р.Волга и где есть такая потребность.
Идея эта, не новая.
Ещё в 1948 году в СССР было принято решение о создании целой системы полезащитных насаждений. Проект предусматривал создание в период до 1965г. восьми защитных полос общей протяженностью более 5000 км вдоль берегов Волги, Урала, Дона , Северского Донца.
Что касается Волги, то здесь предусматривалось создание государственных лесополос по обоим берегам от Саратова до Астрахани, шириной по 100м и протяженностью 900км.
Вот как это выглядело на схеме.
Рис.4
К сожалению, многое из запланированного , не было выполнено. Но и по сей день, посаженные более полувека назад защитные лесополосы успешно выполняют свою защитную функцию.
К сказанному, следует добавить примеры успешного воплощения в жизнь масштабных лесозащитных мероприятий.
«Наиболее дешевым и достаточно эффективным способом защиты водохранилищ от заиления является облесение их берегов и прилегающих эрозионноопасных территорий. Одновременно, организация защитных береговых лесонасаждений является комплексным мероприятием, так как полученные в результате лесные массивы могут выполнять функции и экологических коридоров, для пространственной связи между изолированными (в результате заполнения водохранилища) экосистемами, и являться улучшенной прибрежной средой обитания. Опыт Каховского водохранилища в проведении подобных мероприятий является одним из наиболее показательных, так как с начала проведения противоэрозионных мероприятий прошло более 40 лет.»
«Создание коридоров биологического разнообразияв районе ГЭС Итайпу (Itaipu)* Создание экологических коридоров позволяет увеличить область распространения видов, а также повысить кормовую емкость территории, что создает благоприятные условия для улучшения биологического разнообразия и снижения негативных воздействий от антропогенных процессов. Вид экологических коридоров представлен на рис.5
Такой подход сегодня, в своей практике, демонстрирует компания РусГидро.
Эти примеры взяты из «Сборника инновационных решений по сохранению биоразнообразия для гидроэнергетического сектора».
Впечатляющие картины уже реализованных экологических мероприятий, позволяют уверенно прогнозировать масштабные изменения в сторону улучшения, в целом, экологии прибрежной зоны Волгоградского водохранилища, в случае успешной реализации комплекса дноуглубительных работ с одновременным созданием лесозащитных береговых полос.
При этом , необходимо отметить, что при планировании работ по очистке водохранилищ от донных отложений, следует предусматривать одновременное решение целого комплекса задач. Такой подход продиктован необходимостью снижения затрат на достижение программных целей в ходе реализации нацпроекта «Экология».
В этом смысле, могут быть рассмотрены следующие, например, проекты :
/ ВОЛГОГРАДСКОЕ ВОДОХРАНИЛИЩЕ: ИСТОРИЯ, ПРОБЛЕМЫ, РЕШЕНИЯ
С.Я. Семененко, доктор сельскохозяйственных наук/
Рис.6
Особый интерес в этом проекте представляют рыбоводные минипольдеры.
Как известно, одним из существенных неблагоприятных факторов в период нереста, является колебание уровня водохранилища. Здесь этот недостаток полностью устранен.
Федеральный проект «Оздоровление Волги» содержит конкретные показатели, которые должны быть достигнуты за период 2019-2024г.г.
В частности проектом предусмотрено : «…улучшение состояния водных объектов Нижней Волги и уникальных природных комплексов Волго-Ахтубинской поймы до уровня, обеспечивающего естественное воспроизводство компонентов экосистем и сохранение биоразнообразия.
…… добиться двукратного увеличения рыбопродуктивности (в том числе ценных видов рыб)…».
Создание искусственных нерестилищ ,в том числе, и по типу минипольдеров, соответствует задачам Федерального проекта «Оздоровление Волги».
При строительстве таких сооружений донный грунт также, используется для подготовки участков под высадку защитных лесополос.
В завершение этого короткого обзора, стоит упомянуть такой факт-« 3 сентября 2015 года состоялась торжественная церемония присвоения «Дубу-патриарху» статуса памятника живой природы федерального значения.
Учёные считают, что дуб можно клонировать в лаборатории биотехнологии и вырастить саженцы, которые можно будет использовать для закладки дубовой рощи или озеленения крупных городов области».
Рис.7
Этому дубу-патриарху 234 года. Растет он в г. Дубовке Волгоградской области, у самой воды. Когда-то этот берег Волги был полностью покрыт дубовыми рощами. Сегодня от них остались лишь воспоминания в старинных хрониках.
Однако, этот пример убедительно доказывает возможность эффективного лесоразведения в нашем засушливом регионе.
При этом, необходимо правильно расположить посадки , по берегам водохранилища, и обеспечить необходимую агротехнику в первые годы, после высадки.