особенности водных ресурсов калининградской области

УДК 338:351.813.2
ОСОБЕННОСТИ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Н.Л. Великанов, В.А. Наумов
Калининградский государственный технический университет, г. Калининград, Россия
Водная система река Преголя - Калининградский залив занимает исключительное
место среди водных объектов России. Данная система очень важна для всего СевероЗапада нашей страны. Она является основным источником питьевой воды и воды,
используемой на хозяйственные нужды, естественным приёмником сточных вод,
обеспечивает важнейшие транспортные пути, активно используется в рекреационных
целях. Здесь находятся нерестилища многих видов рыб, поэтому система имеет большое
рыбохозяйственное значение. На Преголе расположен город Калининград, который
обеспечивает свою потребность в водных ресурсах за счёт данной водной системы.
Наконец, Калининградский залив является составной частью Балтийского моря, поэтому
решение задач управления качеством воды в рассматриваемой водной системе и
антропогенным воздействием на ее акваторию следует рассматривать как часть общей
задачи охраны бассейна Балтийского моря.
-------------------Великанов Н.Л., Проскурнин Е.Д. Калининградская область: Особенности использования водных ресурсов.
Калининград: ФГУИПП «Янтарный сказ», 2003.-128 с.
Эта водная система достаточно хорошо изучена к настоящему времени. Накоплен
большой материал многолетних наблюдений. Имеется также опыт создания
математических моделей, описывающих её отдельные составляющие и т.д. Однако
большинство проводимых исследований разрознено и зачастую мало согласовано друг с
другом [1].
Поэтому необходимо задать все необходимые исходные данные для проведения
исследования; просмотреть, пополнить или откорректировать все существующие базы
данных, как общие, так и разработанные для отдельных водных экосистем; провести
численные эксперименты по моделированию тех или иных ситуаций как на отдельных
водных объектах, так и на всей водной системе в целом; проанализировать полученные
результаты в любом удобном для пользователя виде; получить рекомендации по
соответствующим управленческим решениям и действиям в тех или иных ситуациях на
рассматриваемой водной системе.
Калининградская область расположена на юго-восточном побережье Балтийского
моря и является самой западной, эксклавной территорией Российской Федерации.
Поверхность равнинная, на востоке и западе всхолмленная.
Калининградская область располагается у юго-восточного побережья Балтийского
моря. Протяженность морских берегов области - около 140 км, из которых 100 км
приходится на песчаные пляжи. На территории области имеются уникальнейшие
природные образования – национальный природный парк «Куршская
коса» и
«Вислинская коса».
Территории Калининградской области - самая маленькая в России. К тому же 1,8
тыс. км2 общей площади приходится на морские заливы, так что размеры суши
составляют всего 13,3 тыс.км2.
Область расположена в зоне избыточного увлажнения. Низменный и равнинный
рельеф, преобладание глинистых и суглинистых пород на поверхности - все это
способствует образованию множества рек, озер и каналов.
Береговая линия Балтийского моря изрезана многочисленными заливами. В их
число входят Куршский и Калининградский заливы - мелководные лагуны, отделенные
от моря узкими косами. С морем их соединяют проливы шириной всего 300…400 м.
Заливы рек: Неман и Преголя - основные водные объекты в Калининградской
области.
Куршский залив находится в северо-восточной части области. Его общая площадь 1,6 тыс. км2. Южная часть залива (около 2/3 общей площади) принадлежит
Калининградской области. Залив мелководен - его средняя глубина около 4-х м, а
наибольшая, к юго-востоку от поселка Рыбачий, составляет 6 м.
Вислинский залив отделен от Гданьской бухты песчаной (Вислинской) косой.
Водная поверхность залива составляет 838 кв. км, из которых 56,2 % принадлежит
России.
Речной воды за год в залив поступает в три с половиной раза больше объема водных
масс залива. Большой приток воды определяет более высокий, чем в море, уровень воды в
Куршском заливе. Течение воды в проливе направлено из залива в море, и морская вода
почти не поступает в залив, поэтому он пресноводен, за исключением самой северной
части.
Калининградский залив площадью 0,5 тыс.км2 - это входящая в состав
Калининградской области часть Вислинского залива, занимающего 0,8 тыс.км2. Он
мелководнее Куршского залива - средняя глубина не превышает 3 м, а наибольшая (к
юго-востоку от Балтийского пролива) составляет 5 м. Объем вод Вислинского залива –
2.5 км3.
Объем речных вод, стекающих в залив, лишь в полтора раза превышает объем вод
залива. Поэтому поверхность залива лишь на 5 см выше уровня Балтийского моря. Под
воздействием ветра создается напор вод - из залива в сторону моря и обратно. В него
проникают значительные массы соленой морской воды. Поэтому Калининградский залив
- солоноватый, в литре его воды содержится 2-4 г солей.
Небольшие размеры и незначительная глубина Калининградского залива, его слабая
защищенность от ветров приводят к сгонно-нагонным явлениям.
Реки области - равнинного типа, относятся к бассейну Балтийского моря. Почти все
реки полноводные, с медленным течением - впадают Куршский и Калининградский
заливы.
Лишь
небольшие
реки
Калининградского
полуострова
впадают
непосредственно в Балтийское море.
Речная сеть области обширна хорошо развита. На каждый квадратный километр
поверхности приходится в среднем километр рек. В Калининградской области около 4610
мелких и крупных рек и ручьев. Их общая протяженность - 12720 км. Однако
большинство рек относится к разряду малых длиной от 10 до 25…50 км. Рек длиною
свыше 101 км в области всего шесть: Неман, его приток Шешупе, Преголя с притоками
Лавой, Анграпой, Инстручем. Бассейн реки Преголи занимает почти всю территорию
области. Площадь его составляет 13600 км2.
Реки Калининградской области имеют смешанное питание (40 % - снеговое, 35% дождевое и 25 % объема годового стока приходится на грунтовое). Для рек области
характерно весеннее половодье, частые дождевые паводки, превышающие уровни
весеннего половодья. Летняя межень прерывается также частыми дождевыми паводками.
Даже самые малые реки никогда не пересыхают и не промерзают.
В устьевых частях Немана и Преголи уровень рек изменяется сгонно-нагонными
явлениями: восточный ветер сгоняет воду из рек, ее уровень понижается, а западные
ветры нагоняют воду из заливов, часто вызывая наводнения.
Реки Калининградской области несут свои воды со скоростью 0,5…1 м/с, а ближе к
устью - еще медленнее. Лишь в половодье скорость течения возрастает вдвое.
Речная вода используется в промышленности, в быту и сельскохозяйственном
производстве. Кроме того, реки имеют большое воднотранспортное значение.
Одновременно многие реки служат водоприемниками осушительных систем.
Наибольшее хозяйственное значение имеют подземные воды, связанные с
отложением четвертичного периода. Они удовлетворяют около 2/3 хозяйственной
потребности области. Подземные воды встречаются в области повсеместно, но
отличаются различными условиями залегания и неодинаковой мощностью: от 1…5 до
45…50 м. Водовмещающими породами (то есть содержащими воду) являются пески и
песчано-гравийные смеси. Они содержат пресную воду, которую можно использовать для
водоснабжения. Водоносные горизонты, как правило, изолированы друг от друга разделены водонепроницаемыми толщами водоупоров, например, глинами. Подземные
воды ближайшего к поверхности горизонта, не перекрытые водонепроницаемыми
породами, называются безнапорными водами. Воды, располагающиеся ниже базиса
эрозии, принимающие участие в питании рек и озер, называются грунтовыми.
Ежегодно из мощных скважин половина подземных вод идет на нужды
водопотребления городского населения, четверть используется в промышленности и
четверть - в сельском хозяйстве. Объем использования подземных вод постоянно
увеличивается.
Водоснабжение питьевой водой за пределами Калининграда осуществляется в
основном за счет подземных источников.
Отсутствие
обосновывающих
материалов
для
установления
лимитов
водопользования (схем комплексного использования и охраны водных ресурсов;
водохозяйственных бассейнов рек; материалов ПДВВ по бассейнам рек), а также
методических документов по лимитированию водопользования создает определенные
затруднения в работе по данному направлению. Материалы анализа экологической
обстановки на водотоках и водооттоках области показали, что степень загрязнения
поверхностных вод продолжает оставаться высокой.
Основная доля в загрязнении водных объектов принадлежит городам Калининград,
Советск, Черняховск, Неман.
Производственные и хозяйственно-бытовые стоки городов и населенных пунктов
содержат значительное количество загрязняющих веществ. Большинство населенных
пунктов области не имеет очистных сооружений полной биологической очистки. При
этом, через очистные сооружения механической очистки проходят 95,3 % стоков, на
долю биологической очистки приходится 4,5 %; физико-химической - 0,2 %. Но из-за
устаревшей конструкции и гидравлической перегрузки из 111 очистных сооружений
только 48 % обеспечивают проектный режим очистки стоков и ни одно не обеспечивает
нормативную очистку. Особенно остро стоит проблема с очисткой сточных вод в городах
Калининграде, Советске, Немане.
Забор пресной воды из поверхностных источников составляет в целом по
Калининградской около 5 % суммарного речного стока, из подземных - 40 % от
суммарных эксплуатационных запасов.
Большая часть свежей воды (пресной и морской) забирается жилищно-коммунальным хозяйством - 49 % от всего объема забора воды по области, промышленностью 46 %, сельским хозяйством - 4 % и прочими отраслями - 1 %.
Долевое соотношение в суммарном расходе свежей и оборотно-повторной воды
составляет 60 % и 40 %.
Расход воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения в
целом по территории составляет 41 % полного водопотребления области, при этом
экономия свежей воды составляет 57 %. Соотношение преимущественного использования
в промышленности свежей воды перед оборотной сохраняется на протяжении многих лет.
При низком проценте использования воды за счет систем оборотного и повторнопоследовательного водоснабжения остаются большими потери забранной для
использования свежей воды. Во внешних сетях потери при транспортировке от
водоисточников до водопотребителей составляют 7 % от забираемого объема. Вода
теряется в процессе промышленного и сельскохозяйственного производства из-за
несовершенства технологий и утечек в системах водоснабжения.
Доля загрязненного сброса от общего водоотведения в природные объекты
составляет 85 %. Основной объем загрязненных сточных вод сбрасывается
предприятиями жилищно-коммунального хозяйства (55 %) и целлюлозно-бумажной
промышленности.
В количественном соотношении суммарные мощности очистных сооружений попрежнему превышают объемы сточных вод, нуждающихся в очистке. Вместе с тем,
очистные сооружения во многих случаях работают недостаточно эффективно. На
сооружениях механической, физико-химической и биологической очистки по разным
причинам (устаревшие технологии, аварийные установки, несоответствие типа очистки
критериям сточных вод, превышение концентрации загрязняющих веществ) не
обеспечена очистка сточных вод до нормативного уровня. Большая часть очистных
сооружений ориентирована на снятие ограниченного набора загрязняющих веществ. В
результате со сточными водами в водные объекты продолжает поступать значительное
количество загрязнений.
Эффективность использования водных ресурсов продолжает оставаться низкой,
сохраняется преимущественное использование в промышленности прямоточной системы
водоснабжения. Доля загрязняющих сточных вод в общей структуре водоотведения
сохраняется на очень высоком уровне на протяжении многих лет.
Сточные воды населенных пунктов, в том числе г. Калининграда, сбрасываются в
водную систему р. Преголя, водосбор которой охватывает почти всю Калининградскую
область и затем в составе речного стока поступает в Вислинский залив (60 %).
Заливы имеют ограниченный водообмен с морем из-за узости проливов,
соединяющих их с морем, и загрязняющие вещества, прежде чем они будут вынесены в
море, подвергаются в пределах заливов значительным изменениям (окисление,
биохимическое разложение веществ, биологическая аккумуляция биогенных веществ,
сорбция и седиментация).
Поступление загрязняющих веществ от наземных источников в Куршский и
Вислинский заливы значительно различаются. В Куршском заливе основным источником
загрязнения является водный сток крупной реки Неман (21 км3/год), которая дренирует
территории государств - Литвы и Белоруссии. В залив поступают мелиоративные воды,
откачиваемые с польдерных земель.
В формировании нагрузки загрязнения Вислинского залива особое значение имеет
целый ряд точечных источников. Малые реки юго-восточного побережья залива,
дренирующие сельскохозяйственные территории, несут свои воды в залив.
Основной особенностью экологического состояния Куршского залива является
аномально высокое цветение фитопланктона сине-зеленых видов в летний период,
обусловившее появление локальных заморных зон на некоторых мелководных участках
из-за биохимического разложения органического вещества скопившихся там масс
фитопланктона и возникновения дефицита кислорода в воде.
Не обеспечивается опережающее развитие систем водоснабжения и водоотведения
по отношению к строительству канализованных производственных и социальных
объектов. Строительство канализованных объектов, хотя и незначительными темпами,
продолжается практически во всех крупных городах, в то время как строительство
очистных сооружений в большинстве городов приостановлено.
В 80-е годы более 170 предприятий осуществляли выброс вредных веществ в
атмосферу г. Калининграда. Значительная доля загрязнения как атмосферы, так и воды
приходилась на целлюлозно-бумажную промышленность. В реку Преголю с промышленными стоками на протяжении многих лет сбрасывались десятки тысяч тонн
взвешенных и органических веществ, сотни тонн нефтепродуктов и др.
Недостаток внимания к проблемам охраны окружающей среды отрицательно
сказался и на решении проблемы утилизации отходов. Количество отходов,
приходящееся на одного человека в Калининградской области, близко к
среднеевропейскому. Неорганизованное складирование отходов и недостаточная
мощность существующей городской свалки также продолжают оставаться в числе
основных источников загрязнения окружающей среды.
Котельное отопление
значительной части жилого фонда и возросшее количество автотранспорта, в основном
изношенного, вносят большой вклад в загрязнение окружающей среды.
К категории «загрязненных» относятся 79% наших сточных вод, а «нормативно
очищенных вод» практически нет. То есть все сточные воды у нас в той или иной степени
загрязнены. Большая часть этих вод вообще без очистки сбрасывается в естественные
водоемы.
В водные объекты с выбросами и сбросами предприятий попадают 44 %
загрязняющих веществ. Большинство находящихся в эксплуатации очистных сооружений
обеспечивают лишь механическую очистку стоков. Они морально и физически устарели,
не соответствуют современным требованиям и нуждаются в реконструкции или
капитальном ремонте. Биологической и физико-химической очистке подвергаются не
более 5 % сточных вод.
Показатель экономии воды за счет использования оборотных систем водоснабжения
составил 59 %, что ниже среднего уровня по РФ (76,5 %).
Река Преголя - водоем рыбохозяйственного назначения высшей категории. И при
всем при этом она испытывает колоссальную "токсическую" нагрузку. По индексу
загрязнения в устьевой части река относится к категории сильно загрязненных рек: сюда
поступают неочищенные промышленные и коммунальные стоки.
Основной водный объект города река Преголя также является главным источником
питьевой воды для Калининграда и важным элементом ландшафта города. Река Преголя
сильно загрязнена. Высокий уровень поверхностного загрязнения реки происходит
преимущественно за счет легко окисляемой органики хозяйственно-бытовых и
фекальных стоков. Самоочищающая способность реки утрачена. В связи с
перегруженностью городской канализационной сети несколько десятков тыс. куб. м
канализационных отходов ежегодно сбрасывается в реку Преголю и некоторые ручьи.
Сточные воды, включающие городские бытовые стоки, ливневые воды и промышленные
стоки, сбрасываются в реку через 76 санкционированных точек сброса. Периодически
производится сброс городских хозяйственно-бытовых сточных вод через 10 аварийных
выпусков. Ситуация усугубляется тем, что отсутствует какое бы то ни было разделение
хозяйственно-фекальной и ливневой канализационных систем. Отсюда - загрязнение
промышленными и бытовыми стоками практически всех городских водоемов. В русло
реки в черте города сточные воды сбрасываются через 30 выпусков. В большинстве
случаев сточные воды подвергаются только механической очистке. Ежегодно в реку
сбрасываются десятки тысяч тонн взвешенных и органических веществ. Дно реки
Преголи покрыто мощным многометровым слоем мертвых отложений. Содержание
органических загрязнений, особенно в летний период, значительно варьируется и
превышает значения предельно допустимых концентраций (ПДК). Содержание
растворенного в воде кислорода в пределах города часто находится в критических
пределах. В реку попадают соли тяжелых металлов с промышленных предприятий.
Крайне плохое состояние реки в пределах городской черты и в приустьевой части
делает ее наиболее загрязненной частью бассейна Балтийского моря. В основном из-за
спада промышленного производства в последние несколько лет наблюдается некоторое
улучшение ситуации в отношении уровня содержания загрязняющих веществ в
бассейне реки.