В качестве показателей состояния используются косвенные характеристики, которые различны для разных водных объектов. В бассейнах рек в зависимости от экологически значимых элементов гидрологического режима выделяются компоненты экологических систем водных объектов, характеризующие их состояние. Выделяются русла рек, устья рек и дельтовые озера (лиманы).
Русла рек. Для русел рек наиболее значимых в экологическом отношении показателей является скорость воды в потоке. Для расчетных створов определяются критические скорости течения, при которых не регистрируется процесс естественного размножения рыб и других водных животных в период половодья и паводков. Для этого привлекаются литературные и справочные материалы.
По данным срочных наблюдений за скоростью (V) и расходами воды (Q) в каждом створе (в интервале критических скоростей) рассчитывается зависимость Q = f (V). Подставив значения скорости течения в формулы, определяют расход, соответствующий критическим гидрологическим условиям воспроизводства (W_кр) в период нерестовых миграций, нереста и ската молоди ценных и массовых рыб.
В экологических требованиях к гидрологическому режиму на нерестилищах осетровых видов рыб оптимальная скорость течения определена в 1,0-1,5 м/с, а минимальная (критическая) - 0,5-0,6 м/с.
При наличии пойменных нерестилищ по материалам гидрологических наблюдений устанавливаются критические значения водного режима (расход воды и его продолжительность), не обеспечивающие обводнения пойменных нерестилищ. По данным ежедневных расходов воды находится критический объем половодья (W_кр.пол), при котором отсутствует затопление поймы, а также обеспеченность и величина критического годового стока и его внутригодовое распределение.
Устья рек Критическим гидрологическим условиям соответствуют такие расходы воды, при которых:
а) подошедшие на нерест производители рыб в предустьевой зоне моря теряют ориентацию на сток пресной воды;
б) происходят необратимые процессы в экологической системе дельты (нарушается баланс осадконакопления взвешенных веществ, в результате чего начинается интенсивный процесс формирования предустьевого бара и отчленение водотока и его рукавов от моря).
По данным учетных съемок проводится анализ динамики нерестовой миграции проходных и полупроходных рыб в зависимости от расхода воды (объема стока) в устье. Строится статистическая модель, с помощью которой определяется критический расход воды (объем стока) для захода в устье реки производителей рыб на нерест.
Количественная оценка влияния изъятия стока на гидрографические характеристики различных устьевых водотоков дается по расчетным гидролого-морфологическим зависимостям V = f(Q), b = f(Q), h = f(Q), где V - средняя скорость течения, b - средняя ширина русла, Q - расход воды и значениям статистических показателей основных гидроморфологических параметров.
Дельтовые озера (лиманы). Критические условия в дельтовых пресноводных озерах (лиманах) складываются при отсутствии стока в море. Подобная ситуация возникает при снижении уровня воды в водоемах до морских отметок (прекращение водообмена между озером и морем). При этом речной сток в дельтовые водоемы расходуется на компенсацию сезонных колебаний уровня воды моря (Дельта W), испарение и транспирацию (W_исп.).
Компенсирующий сток (сток, соответствующий критическим гидрологическим условиям) (W_кр) определется по формуле:
W = Дельта W + W = [(H - H ) x F + W ] +
кр исп хп I I испI
+ [(H - H ) х F + W ] + [(H - H ) х F + W ]; (5)
I II II испII i-1 i i испi
где H - среднемесячный уровень воды моря, м;
i
F - изменение площади озера за счет колебаний уровня воды в озере,
i
м2;
W - объем видимого испарения и транспирации надводной
исп
растительности с поверхности водного объекта, млн.м3.
Пример расчета нормативов допустимого воздействия по изъятию водных ресурсов.
Расчет величины допустимого изъятия стока осуществлялся для участков р. Кундрючья ниже плотины Прохоровского водохранилища (по данным СевКавНИИВХ). Все расчеты норм безвозвратного изъятия речного стока выполнены по году 95%-й обеспеченности стока (естественного).
Объем допустимого безвозвратного изъятия W_ди за год и отдельные периоды рассчитывается как
W = W - W . (6)
ди кр ист
В качестве W_кр и W_ист принят сток лет 97% и 99%-й обеспеченности для соответствующих расчетных створов.
Сток базового года расчетной обеспеченности W_б, т.е. минимальный годовой объем, начиная с которого можно вести изъятие стока в размере W_ди, определяется как W_б = W_кр + W_ди.
Объем экологического стока W_эс для года 95%-й обеспеченности определяется как
W = W - W , если W - W > W ; (7)
эс 95% ди 95% ди кр
W = W , если W - W <= W . (8)
эс кр 95% ди кр
В последнем случае величина ДИ для соответствующего временного интервала года 95%-й обеспеченности определяется по формуле
W = W - W , (9)
ди(95) 95% кр
где W - естественный сток года 95%-й обеспеченности в соответствующем
95%
расчетном створе.
Внутригодовое распределение W_ди, W_ди(95) и W_эс принято согласно гидрографам условно-естественного (восстановленного) стока соответствующей обеспеченности.
В тех случаях, когда на каких-либо водохозяйственных участках в отдельные интервалы времени величина санитарной проточности превышала объем экологического стока, в качестве последнего принимался санитарный расход.
Результаты расчета нормативов НДВиз по допустимому изъятию стока на участках р. Кундрючья ниже Прохоровского водохранилища приведены в таблице Г.1.
Таблица Г.1. (к приложению Г) - Расчет НДВиз в расчетных створах р.Кундрючья , м3/с
┌───────────────┬──────────┬──────────┬────────┬──────────┬─────────┬──────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┐
│ Расчетные │ Годовой │ Февраль │ Март │ Апрель │ Май │ Июнь │ Июль │ Август │Сентябрь │ Октябрь │ Ноябрь │ Декабрь │ Январь │
│ показатели │ объем, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ млн. м3 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├───────────────┴──────────┴──────────┴────────┴──────────┴─────────┴──────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┤
│ Плотина Прохоровского водохранилища - граница Красносулинского и Белокалитвенского районов │
├───────────────┬──────────┬──────────┬────────┬──────────┬─────────┬──────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┤
│ W_97 │ 20,16 │ 0,835 │ 1,42 │ 1,08 │ 0,724 │ 0,505 │ 0,301 │ 0,105 │ 0,148 │ 0,376 │ 0,637 │ 0,777 │ 0,784 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_99 │ 13,4 │ 0,554 │ 0,801 │ 0,708 │ 0,503 │ 0,349 │ 0,200 │ 0,073 │ 0,109 │ 0,267 │ 0,470 │ 0,550 │ 0,530 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_ди │ 6,76 │ 0,281 │ 0,619 │ 0,372 │ 0,221 │ 0,156 │ 0,101 │ 0,032 │ 0,039 │ 0,109 │ 0,167 │ 0,227 │ 0,254 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_б │ 26,92 │ 1,116 │ 2,039 │ 1,452 │ 0,945 │ 0,661 │ 0,402 │ 0,137 │ 0,187 │ 0,485 │ 0,804 │ 1,004 │ 1,038 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ Санитарная │ 4,45 │ 0,12 │ 0,37 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │ 0,12 │
│ проточность │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_95 │ 23,6 │ 0,97 │ 1,86 │ 1,27 │ 0,83 │ 0,58 │ 0,34 │ 0,12 │ 0,17 │ 0,44 │ 0,68 │ 0,84 │ 0,88 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_эс(95) │ 19,037 │ 0,835 │ 1,42 │ 1,08 │ 0,724 │ 0,505 │ 0,301 │ 0,12 │ 0,148 │ 0,376 │ 0,513 │ 0,613 │ 0,626 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_ди(95) │ 4,54 │ 0,135 │ 0,44 │ 0,19 │ 0,106 │ 0,075 │ 0,039 │ 0 │ 0,022 │ 0,064 │ 0,167 │ 0,227 │ 0,254 │
├───────────────┴──────────┴──────────┴────────┴──────────┴─────────┴──────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┤
│ Граница Красносулинского и Белокалитвенского районов - граница Белокалитвенского и Усть-Донецкого районов │
├───────────────┬──────────┬──────────┬────────┬──────────┬─────────┬──────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┤
│ W_97 │ 26,2 │ 1,08 │ 1,84 │ 1,40 │ 0,94 │ 0,656 │ 0,39 │ 0,137 │ 0,192 │ 0,489 │ 0,83 │ 1,01 │ 1,02 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_99 │ 16,9 │ 0,698 │ 1,01 │ 0,893 │ 0,634 │ 0,440 │ 0,252 │ 0,092 │ 0,137 │ 0,331 │ 0,593 │ 0,694 │ 0,667 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_ди │ 9,3 │ 0,382 │ 0,83 │ 0,507 │ 0,306 │ 0,216 │ 0,138 │ 0,045 │ 0,055 │ 0,158 │ 0,237 │ 0,316 │ 0,353 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_б │ 35,5 │ 1,462 │ 2,67 │ 1,907 │ 1,246 │ 0,872 │ 0,528 │ 0,182 │ 0,247 │ 0,647 │ 1,067 │ 1,326 │ 1,373 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ Санитарная │ 5,55 │ 0,15 │ 0,455 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │
│ проточность │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_95 │ 32,1 │ 1,33 │ 2,52 │ 1,72 │ 1,13 │ 0,79 │ 0,46 │ 0,15 │ 0,24 │ 0,59 │ 0,93 │ 1,14 │ 1,20 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_эс(95) │ 26,23 │ 1,08 │ 1,84 │ 1,40 │ 0,94 │ 0,656 │ 0,39 │ 0,15 │ 0,192 │ 0,489 │ 0,83 │ 1,01 │ 1,02 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_ди(95) │ 5,81 │ 0,25 │ 0,68 │ 0,32 │ 0,19 │ 0,134 │ 0,07 │ 0 │ 0,048 │ 0,101 │ 0,10 │ 0,13 │ 0,18 │
├───────────────┴──────────┴──────────┴────────┴──────────┴─────────┴──────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┤
│ Граница Белокалитвенского и Устъ-Донецкого районов - устье р. Кундрючья │
├───────────────┬──────────┬──────────┬────────┬──────────┬─────────┬──────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┤
│ W_97 │ 28,2 │ 1,17 │ 1,98 │ 1,51 │ 1,01 │ 0,706 │ 0,42 │ 0,146 │ 0,208 │ 0,526 │ 0,891 │ 1,08 │ 1,09 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_99 │ 18,1 │ 0,748 │ 1,081 │ 0,957 │ 0,679 │ 0,471 │ 0,270 │ 0,098 │ 0,147 │ 0,355 │ 0,635 │ 0,743 │ 0,716 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_ди │ 10,1 │ 0,422 │ 0,899 │ 0,553 │ 0,331 │ 0,235 │ 0,15 │ 0,048 │ 0,061 │ 0,171 │ 0,256 │ 0,337 │ 0,374 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_б │ 38,3 │ 1,592 │ 2,879 │ 2,063 │ 1,341 │ 0,941 │ 0,57 │ 0,194 │ 0,269 │ 0,697 │ 1,147 │ 1,147 │ 1,464 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ Санитарная │ 6,63 │ 0,18 │ 0,535 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │ 0,18 │
│ проточность │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_95 │ 34,0 │ 1,41 │ 2,68 │ 1,82 │ 1,19 │ 0,84 │ 0,50 │ 0,18 │ 0,25 │ 0,63 │ 0,98 │ 1,21 │ 1,21 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_эс(95) │ 28,259 │ 1,17 │ 1,98 │ 1,51 │ 1,01 │ 0,706 │ 0,42 │ 0,18 │ 0,208 │ 0,526 │ 0,891 │ 1,08 │ 1,09 │
├───────────────┼──────────┼──────────┼────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼──────────┤
│ W_ди(95) │ 5,61 │ 0,24 │ 0,7 │ 0,31 │ 0,18 │ 0,134 │ 0,08 │ 0 │ 0,042 │ 0,104 │ 0,089 │ 0,13 │ 0,12 │
└───────────────┴──────────┴──────────┴────────┴──────────┴─────────┴──────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┴──────────┘
┌───────────────┬──────────┬──────────┬────────┬──────────┬─────────┬──────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┬─────────┬─────────┬──────────┐
Приложение Д
к Методическим указаниям по разработке