Формирование гидролого-геохимических процессов на водосборах каскадов Верхне-Волжских и Камских водохранилищ при различных сценариях землепользования и изменениях климата на их территориях

Проект направлен на решение проблемы разработки методов и моделей гидролого-геохимических процессов, формирующихся на водосборах крупных водных объектов и получение их количественных оценок для каскадов Верхне-Волжских и Камских водохранилищ при современных природных и хозяйственных условиях и возможных сценариях землепользования и изменения климата на их территориях. Формирование этих гидролого-геохимических, диффузных (рассеянных по водосбору) процессов является одной из наименее изученных проблем в гидрологии, водном хозяйстве и в целом – наук о Земле. Эти диффузные гидролого-геохимические процессы не регистрируются и не регулируются ни одним природоохранным ведомством. Недостаточная изученность этих процессов и недостаточное внимание к ним как со стороны водопотребителей, так и органов охраны водных ресурсов страны объясняется, с одной стороны, тем, что использование водных ресурсов, формирующихся на водосборах, имеет неявный, а косвенный характер, преимущественно в интересах сельского, а не непосредственно водного хозяйства. С другой – отсутствует современный мониторинг за процессами, обусловливающими вынос загрязняющих веществ с водосбора в водный объект. Именно поэтому для оценки объемов выноса этих загрязняющих веществ используются различные расчетные методы, разработанные на основе специально поставленных полевых экспериментов.. Актуальность решения данной проблемы обусловлена следующими обстоятельствами. Во-первых, в результате работ по приоритетному проекту «Оздоровление Волги», являющегося частью национального проекта «Экология», посвященному, в том числе, разработке «Концепции по снижению поступления загрязняющих веществ с естественных ландшафтов, селитебных территорий, земель сельскохозяйственного значения, промышленных площадок предприятий, предприятий животноводческого комплекса, полигонов захоронений и свалок, объектов транспортной инфраструктуры», показано, что не менее 50% объема загрязняющих веществ в водохранилища бассейна Волги поступают в них в результате гидролого-геохимических процессов, формирующихся на их водосборах и этот факт необходимо учитывать при реализации запланированных мероприятий по улучшению экологического состояния этой водной артерии. Во-вторых, каких-то количественных обобщенных оценок значений этих процессов для водосборов каскадов Верхне-Волжских и Камских водохранилищ получено не было, в том числе, в частности, по абразии берегов. Усилия были направлены на разработку «Концепции…», рекомендации которой, к сожалению, не получили дальнейшего развития и работы по этому направлению Проекта «Оздоровление Волги» были прекращены. В-третьих, недостаточной изученностью ряда из этих гидролого-геохимических процессов и разнородностью методических подходов к их описанию и моделированию, например, удержанию водосбором потоков загрязняющих веществ на пути к самому водному объекту. И, конечно, не было попыток учесть влияние возможных изменений климата и структуры землепользования на водосборах, на объемы потоков загрязняющих веществ, поступающих в водохранилища этих каскадов. Все это будет выполнено впервые. Впервые в России будет реализована методология получения оценок гидролого-геохимических процессов, формирующихся на различных угодьях водосборов каскада Верхне-Волжских и Камских водохранилищ и притока в них потоков загрязняющих, в том числе биогенных элементов (азота и фосфора) при современных природно-хозяйственных условиях, а также при задании различных сценариев изменений климата и структуры землепользования. В числе гидролого-геохимических процессов будут рассмотрено формирование поверхностного весеннего склонового стока, обусловленной им эрозии почвы, подповерхностного склонового стока («верховодки»), подземного (грунтового) стока, вынос с этими видами стока различных приоритетных для качества воды водохранилищ загрязняющих веществ, трансформацию общих потоков этих веществ овражно-балочной и русловой сетями. Кроме того, для этих водных объектов будут впервые получены оценки поступления в них загрязняющих веществ с абразией берегов и с урбанизированных территорий, которые на настоящий момент вообще отсутствуют. Без оценок этих процессов, а также сбросов из вышерасположенных гидроузлов, невозможно составить геохимические балансы этих водохранилищ, а, следовательно, осуществлять оптимальное управление их водными ресурсами, обеспечивающее существенное улучшение качество воды и улучшение экологического состояние этих водных объектов.