Долгосрочный прогноз изменения водных ресурсов для целей обеспечения устойчивого функционирования водохозяйственного комплекса бассейна реки Дон

Данная научно-исследовательская работа (далее – НИР) направлена на реализацию мероприятия федеральной целевой программы «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах» «Научные исследования и экспериментальные разработки, выполняемые по договорам на проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ» для получения следующих ожидаемых результатов:- Оценка и прогноз изменений состояния водных объектов (их ресурсов), в том числе количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов.- Методы управления водохозяйственными системами, обеспечивающие требуемый уровень надежности водоснабжения, минимизацию экологических последствий, рациональное использование водных ресурсов отраслями экономики (питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение населения, промышленность, энергетика, транспорт, сельское и рыбное хозяйство, рекреация и др.).В последнее десятилетие на водных объектах бассейна р. Дон, в особенности в нижней его части, сложилась напряженная водохозяйственная обстановка, при которой под угрозу поставлено экологическое состояние крупнейшей воднотранспортной артерии юга России, включая устьевую область реки и Таганрогский залив. Складывающаяся ситуация обусловлена комплексом природных и антропогенных факторов, среди которых можно отметить снижение общего объема водных ресурсов бассейна и изменения во внутригодовом распределении стока рек, а также неготовность водопотребителей и водопользователей к устойчивому функционированию в условиях маловодья. В бассейне реки Дон на протяжении последних лет наблюдается маловодный период, обусловленный низкими запасами воды в снежном покрове и дефицитом осадков в летне-осенний период. Дефициты воды отрицательно сказываются на орошаемом земледелии, наблюдаются серьёзные проблемы для судоходства, для водоснабжения крупных городов, объектов промышленности и энергетики. Исследования водного баланса и изменений водного режима рек бассейна р. Дон показали, что с середины 1980-х годов наметился устойчивый тренд снижения объемов весеннего половодья и роста объема стока в зимний период. Изменение внутригодового распределения стока, как и общее снижение количества атмосферных осадков в этом регионе, в совокупности с несовершенством управления использованием водных ресурсов, определяют необходимость корректировки условий функционирования водохозяйственного комплекса региона, сложившегося в предшествовавший квазистационарный климатический период. Это становится актуальным и в связи с климатическими прогнозами. Результаты исследований климатологов показывают, что в бассейне р. Дон следует ожидать дальнейшее снижение количества атмосферных осадков при возможном увеличении неравномерности их выпадения во времени. Особенность функционирования водохозяйственного комплекса Нижнего Дона заключается в удовлетворении требований водопользователей в основном за счет регулирования стока Цимлянским водохранилищем. Специфика водохозяйственных проблем Нижнего Дона в условиях современного маловодного периода обусловлена противоречиями требований отраслей экономики и природоохранных мероприятий при многоцелевом использовании водных объектов в условиях снижения водности. Водные ресурсы бассейна Дона испытывают чрезвычайно высокую хозяйственную нагрузку, поэтому важнейшей задачей является адаптация водохозяйственного комплекса, в особенности Нижнего Дона и Цимлянского водохранилища, к условиям периодов маловодных лет. Для разработки, планирования и осуществления локальных водохозяйственных проектов, а также разработки мероприятий по снижению негативного воздействия вод (затопление, подтопление) необходим комплексный подход, объединяющий в себе:- современную информационную базу, характеризующую современное состояние водных объектов, количественную и качественную оценку водных ресурсов региона и основные параметры функционирования водохозяйственного комплекса;- комплекс математических моделей, позволяющих обеспечить информационную поддержку планируемых долгосрочных мероприятий;- сведения о стратегиях социально-экономического развития территорий, находящихся в пределах бассейна Дона, Цимлянского водохранилища и Нижнего Дона. Для характеристики современного состояния водных ресурсов бассейна Дона необходимы обобщения по территории данных гидрологического мониторинга в виде справочных изданий и актуализированных карт расчетных гидрологических характеристик водных объектов. Многолетняя практика инженерной гидрологии показывает, что такие издания и карты способствуют повышению качества и надежности принимаемых решений, улучшению планирования, проектирования и эксплуатации водохозяйственных сооружений, и, в целом, накоплению знаний о гидрологическом режиме территорий. Современные обобщения данных гидрологического мониторинга в России выполнены виде справочников в 2014 г. только для бассейна р. Волги в рамках реализации федеральной целевой программы «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах». Последнее обобщение по бассейну р. Дон с использованием данных наблюдений до середины 1970-х годов представлено в «Пособии по определению основных расчетных гидрологических характеристик» к СНиП 2.01.14-83. В настоящее время оно не отражает объективную картину состояния водных ресурсов, поскольку не учитывает данных наблюдений за последние десятилетия 1980-2017-х гг., в течение которых, в результате влияния климатических факторов и хозяйственной деятельности, произошли существенные изменения водного режима рек и, как следствие, водохранилищ в бассейне р. Дон. Поэтому существует очевидная необходимость в подготовке современного научно-прикладного регионального справочника основных гидрологических характеристик для повышения точности гидрологического обоснования проектирования и эксплуатации локальных объектов водохозяйственного комплекса в бассейне р. Дон и объектов межбассейнового перераспределения стока. Задача научного обоснования системы мероприятий, обеспечивающих возможность адаптации водохозяйственного комплекса бассейна Дона к изменениям водности, решение задач экологической реабилитации водных объектов и снижение вредного воздействия вод требует создания комплексного инструментария прогнозирования как состояния водных ресурсов, так и оценки последствий реализуемых мероприятий, основанного на современных математических моделях прогнозирования долговременных изменений стока и динамики водных объектов. Разработка комплекса математических моделей, использующих созданную современную информационную базу, позволит получить обоснованные оценки возможного развития гидрологической ситуации в регионе и рассчитать возможные последствия от реализации системы адаптационных мероприятий в водном хозяйстве региона. Планирование системы мероприятий, направленных на управление водохозяйственным комплексом региона, должно основываться, в том числе, и на анализе перспективных планов социально-экономического развития территорий с целью обеспечения баланса между планируемыми потребностями региона в водных ресурсах и возможными их изменениями в будущем. Учет ограничений, определяемых прогнозом состояния водных ресурсов и экологическими требованиями, даст возможность дополнить существующую в СКИОВО систему мероприятий дополнительными рекомендациями.