Введение к работе
Актуальность работ».Комиссия Сопата Министров бившего СССР по чрезвычайным явлениям не смогла закончить своя работу по представлению окончательного варианта концепции спасения Аральского моря.. Кворум ученых страны дала с участием экспертов ЮНЕЛ пока еще на мояет найти оптимальный вариант решения проблемы. А тем арзионем море неотвратимо высыхает, продолжается интенсивное опустынивание Приаралья, увеличивается количество тонкодисперсной пыли и солей, загрязняющих атиос-. фару региона. Это хорово изученные и видииме всей последствия гибели Арала. Однако усиливаются н другие процессы, пока видшшэ только специалистами по своему воздействии более опасные для будущего. Это рос? заболеваемости населения региона, изменения возможно уяз происходящие на генном уровне, существенное падение продуктивности орошаемых земель и пастбна, грозное горное опустынивание, деградации лед-иикоэ и оэоновогб слоя атмосфери, региональные и глобальные изменения климата и т.п.
Палеогеографические исследования и сравнение векового хода уровней Аральского иоря (рис.1) и озера Балгаэ с балансом массы ледника ТУЕНСУ в Заилийском Алатау Шакарович К.Г., Турсунов А.А., др.) показывают, что уровни названных крупнейших бессточных водоемов Центральной Азии и.объемы горных ледников Памира и Тянь-Шаня колеблются синхронно. Каддоа падение или подъем уровня озер сопровоздается уменьшением иди ростоц горного оледенения. Почти совпадает по времени н последнее резкое падение уровня озер и сокрааение объема ледников, происшедшее в начале 70-х годов нашего столетия.
Ученые теперь уае догадывается о причинах такого трагического совпадения. Это особенности циркуляции атмосферного воздуха и влаги над регионом, вынос больших масс пыли и солей с обсыхающего дна Аральского моря, высохшего залива Кара-Богаз-гол и других водоемов на гор-
Рисі. Вековой ход уровня Аральского коря Ш и Ааланг массы ледника Туюксу (Б) (г/сы2)
1-кабпюлательннй, по прогнозу 1976г.' 2-ОПГИМИСТ1ТЧЄСКГ. , 3-пессимистический, прогнозный 1988г., ^—Лез попусков, 5-при попуске Минводхоза, б-при предлагаемых попусках
!Ш0 сто эобразуюаке системы, рост минерализации атмосферних осадков а горах и рост доли яидких осадкоп а их общем объеме, что вместе їзятов усиливает талнив лодников и расходовпнив вікових запасов вла-*и в горах. А водь именно горные ледники аридных районов Цомтраль-jofl Азии являются центром конденсации влпги и чековыми накопителями драгоценной пресной воды, именно они обуславливают своеобразный лед-шковий рояим стока, когда паводки на среднеазиатских реках по врз-«вни почти совпадают с максимумом летной тары и водопотреблоїшя на толлх орошения.
Некоторых ученых успокаивает наблюдающийся в последняя годы небольшой рост или стабилизация речного стока. Но травоаит многих и то обстоятельство, что эта стабилизация временная и она происходит за счет расходования вековых запасов эодн в ледниках, что многие ледники, особенно окраннныз, типа упомянутого ледника Заилнйо-пого Алатау к ледников Зораэгаанского хребта, yse исчезают, а следовательно, падает стокообразующал сила горних систем: вслед за про-мэнноИ стабилизацией начнутся необратимые процесом уменьшения ото-ка горных рая. Зго уяо черевато обдам высыханием климата всего региона "Средняя Азия - Казахстан". Вот куда ведут далеко идуииз последствия висихання Аральского ыоря.
Проработки последних лот покаямааат, что такие явления как но-оккданннй подъем уровня Каспийского моря, участившиеся кислотные дозди а Западной Европе, парниковий зффокт и деградация озонового слоя в стратосфера зомди являются аваньямн единой природной цепной редкими, прнчеи роль пускового механизма здесь сыграли не только промиалеиныв загрязнения атмосферы, но и твердые континентальные аэрозоли, выдуваемые с поверхности обсохяего дно Аральского моря и залива Кара-Богаз-гол.
_ 4 -
Если ко исходить us долано идущих последствий гибели Аральского моря - опасность опустынивания всего региона, вкявчая горные стоко-обраэуюзне системы, то оптимального варианта рошзния Аральской проб ламы нет, во всяком случае тан, гдо его ищут* Такого варианта ив моввт бить и по принципиальным мотивам. Здесь следует говорить о приоритетах. И ои должен быть отдан Аральскому мора - как ванному географическому объекту, стабилизатору климата аридного региона о центре Евроазиатского континента, вековому поглотителю солей и природной фабрики по опреснении рочшх вод, стехающих с обширной водосборной площади.
Необходимо восстановить минимальный речной сток в море (в объеме 30..,40 куб.км s год). И надо это делать немедленно, а не растягивать на долгие годы, углубляя экологический :крнэис d регионе. Необходимо стабилизировать а затем восстановить уровень моря хотя бы на отметках 1935г., когда моро еаэ оставалось единым слабосолоноватым водоемом с богатым биоценозом, обуславливающим упомянутый эффект опреснения. Разве искусственные опреснители могут заменить работу этой огромной биологической системы? Регион яо необходимо ра; вивать на оставшемся речном стоке (около 8о из имевшихся 115...120 куй.км. в год), переведя все хозяйства на реаим "маловодья". Такие естественные маловодья неоднократно случались в прошлой н они будут менее опасным того антропогенного маловодья, которое макет наступиті в недалеком будущем, если не сохранить Аральское море.
Научное обоснование именно такой концепции решения Аральской проблемь. содержится в работе и является результатом глубокого системного анализа обширного фактического материала, как опубликованного в научных журналах, так и полученного самим автором, живущим и работающим в зоне экологического бедствия.
Цель и задачи работы. Осг.овная цель работы: на основа глубокого
.' - б -
системного анализа обширного фактического материала, как опубликованного в открытой печати, тая н полученного самим автором, дать научное обоснование причин Аральского кризиса и найти пути решения экологических проблей Аральского региона. При этом опираясь на результаты теоретических н экспериментальных (натурних н лабораторних) исследований разработать гидротехнические и мелиоративные ые- . тоды заимтьі н восстановления экосистемы а зоне экологического кризиса Аральского моря.
Задачи исследований вытекавт из сфорыулированной цели и состоят из трзх частей:
Первая часть заключается в необходимости дать аналитический обзор и оценить экологическое состояние бассейна Аральского моря и установить фактори, опрзделяшие уроаайность сельхозкультур на сроааашлс зеылях бассейна Аральского моря и изыскать резервы пресной эодц в ее бассейна. По ходу решения этой задачи установлены основныэ факторы, опраделяюяяе объем гарантированной среднегодовой продукции в ороваанои земледелии, вскрыты внутренние резерви речного стока для Аральского поря, рассмотрены и оценены существующие концепции пополнения Аральского нора из других регионов, дани практические рекомендации по экологическому оздоровления Казахстанской части При-аралья и обсуяденц перспективы развития всего бассейна Аральского ыоря.
Во второй части ставится задача разработать концепцию природных вод и выявить их роль а экологической оздоровлении окружающей среды; раскрыты философские основы гидроэкологии и изучить экологическое мировоззрение коренных народов Евразии, яивуиих на протяаении тысячелетий в согласии с природой и оставивших своии потомкам Аральское ыоре полноводным, а уникальные природные ресурсы его бассейна почти девственном состоянии, В ходе решения этой задачи выявлено, что водв
- б -
в природе является биологически активной жидкостью, что дало возможность разработать практические рекомендации по водоснабжение населения Приаралья.
Третья часть посвящена разработке системы проектов экологического оздоровления Казахстанской части Приаралья. В частности, даны практические рекомендации по вс-сстанбвлении речного стока в низовьях Сирдарьи, путем \ ^конструкции низовых водохранилищ, головных водозаборных сооружений, водопроводящей сети и экономии воды на оросительных системах.
' ' На защиту выносятся: гидротехнические . мелиоративные методы защиты и восстановление природных систем г бассейне Аральского моря, в той числе: необходимость стабилизации быстро падающего уровня и восстановления моря; установление факторов, определяющих урожайность сельхозкультур на орошаемых землях, находящихся в условиях экологического кризиса; вскрытые резервы речного стока в бассейне для сохранения Аральского моря; необходимость пересмотра принципов регулирования стока реки Сырдарья в низовьях для восстановления экологического равновесия в бассейне; практические рекомендации по экологи- , ческому оздоровлению казахстанской части Приаралья; роль природных вод в экологическом оздоровлении региона; необходимость использования многовекового опыта коренных народов Центральной Азии для восстановления экологического равновесия в регионе и практические рекомендации по водоснабжению населения Приаралья; новые конструкции экологичных сооружений на фильтрующем основании, их теоретическое и енсперимегтальное исследование, а также практические рекомендации по экономии воды путем реконструкции водопроводящей сети и головных соорукений с.учетом местных условий. .
Методика исследований. Поставленные задачи решались на основе анализа, как опубликованных в течяти материалов, так и теоретических экспериментальных и натурных исследований самого автора.
Научная новизна. Установлены основино факторы, определяющие урозайность сельхозкультур в условиях экологического кризиса и маловодья; вскрыты причины опустынивания Приаралья и внутренние резервы речного стока для стабилизации и посстаноаленил Аральского моря предлагается иныо принципы регулирования стока роки Сырдарья в низовьях в целью восстановления згсосисгемы в 09 бассейне; даны практические рекомендации по экологическому оздоровлению казахстанской части Приаралья; обобшеи миоговековый опыт коренных народов Центральной Азии по экологической зашите подоисточникоо и даны конкретные практические рекомендации по водоснабаенио населения Приаралья; разработаны новые конструкции головных бесплотннных водозаборных сооружений, которые зонишены авторским свидетельством (а.с. ?М85<Ш9/15(09277б). Впервые теоретически п экспорнмонтально изучены взаимодействия процессов в теле фильтрующих сооружений и в русло водостока н на их основе пред-лоаена методика нх гидравлического расчета. Установлены основы проектирования магистральных и меяхоэяйственных каналов при их реконструкции, основанные на принципах экологического регулирования транспортиру еиых водоп наносов.
Практическая значимость и реализации работы.
Разработанные гидротехнические и мелиоративные методы защиты и восстановления природных систем э зоне экологического бедствия Аральского моря: дека ыетодика расчета гарантированной урожайности а зависимости от объема водоподачи и оросительной способности водоисточника; разработаны пути экологического оздоровления казахстанской части Приаралья; практические рекомендации по водоснабаенио населения Приаралья; новые конструкции экологически чистых водозаборных сооружений; составлен проект очі. :тного сооружения для наполнения комсомольского озера в зоне отдыха г.Джамбула. Рекомендации по экологическому
регулированию наносного реиима в оросительных системах использованы Кэыл-Ордимским проектным институтом "Союзгкпрорис" при разработке проекта реконструкции левоберваной оросительной системы й Кэыл-Ор-динскйм управлением гидроузла.
Личный вклад в решении проблемы. Продставлвнгсал работа является результатом многолетних исследований автора на кафедрах Гидравлики (Дяамбулский гиАромелиоративно-строительиый институт) и Гидромелиорация (Кзыл-Ординский институт иняенэров агропромышленного производства).
Постановка проблемы выполнена в сотру, ;ичоствэ с профессором Турсуновым А.Л., формулировка веек задач, поиск путей их решения теоретическими и экспериментальными методами, научные и практические рекомендации, их анализ, выводы осуществлены автором лично.
Лабораторные, натурные исследования осуществлялись аспирантами Бисембиновьш К.Р., Кыстаубаевым K.S. и Даусуповым U.U. при непосредственном участии и под руководством автора.
Экономическая эффективность подтвержденная актами внедрения составляет 324 тыс.руб.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на научно-технических конференциях ДГМСИ в 1978-1990г.г. н КИИАП в І99І-І992гг., на Ш Всесоюзной научно-технической конференции в институте "Союзгипрорис" (г.Чимкент,1979г.), на областной научно-технической конференции специалистов водного хозяйства в КаэНИИВХ (г.Джамбул, 1980г.), на республиканской научно— технической конференции по водному хозяйству в САНИИРИ (г.Ташкент, 1981г., в институте "Соозгипроводхоз" (1982г.), на секции ороситель--них мелиорации ВНИИГиИ (1982г,); I Всесоюзного совещания гидроэкологов: "Экология я гидравлика будущего" (г.Иосква,І990г.); I Научно-производственной конференции "Актуальные вопросы проектирования;
строительства и вксплуатации гидромелиоративных систем (г.Ддамбул, 1391г.).
Публикации. Осиовныз научные результати с достаточной полнотой опубликованы в 37 статьях, 2 учебных пособиях, отраяены а описаниях I авторского спидотвльства н одному полоаитолыюиу решении ВНИИП1Э на заявки на изобретение М854ІІ9 и в трех рекомендациях.
Структура и объем работ» Диссертация состоит из введения, 3 частоЛ и 8 глав, содориапшх 325 с. машинописного текста,
Ы рисунка, 21 таблиц, прилояеннй и списка литературы из 182 наименований.
