Ландшафтно-экологическая оценка Или-Балхашского региона

Территория Казахстана расположена в глубине Евразийского континента и относится к числу аридных, засушливых областей северного полушария. Влага сюда поступает в основном со стороны Атлантического океана и заносится западными и северо-западными ветрами. Высокие горы Тянь-Шаня и Алтая препятствуют поступлению влаги со стороны Индийского и Тихого океанов. Зато территория республики открыта холодным северным и северо-восточным ветрам со стороны Северного ледовитого океана. Равнинная часть занята известными пустынями: Кызылкум, Бетпакдала, Моюнкум, Прикаспийская низменность, плато Устюрт, Сары-есик-Атырау и другими аридными районами, где слой осадков, выпадающих за год не превышает 100- 150 мм воды. Зато потенциальная испаряемость почв здесь превышает 1000- 1500 мм воды в год. Благодаря этому обстоятельству на Сыра-Атрау образуются своеобразные реки Казахстанского типа, которые более 90% стока воды проносят за несколько недель весны, а в остальное время года имеют сухие речные долины или превращаются в цепочку плесовых озер. Природные условия Казахстана таковы, что большая часть объема поверхностных вод формируется за пределами республики и протекает транзитом. Объем же подземных вод, ввиду сухости климата и нерегулярности стока степных рек, не превышает 10% от объема поверхностных вод; к тому же многие выявленные их запасы так или иначе связаны с речными водами. Поэтому водные ресурсы Казахстана весьма ограничены и не могут обеспечить развитие водоемких отраслей экономики.

В современный момент Казахстан активно развивается экономически, особенно в своих восточных регионах и нехватка воды здесь особенно заметна. Поэтому в регионе бассейна реки Или и Балхаша уже 30 лет активно используют поверхностные воды и реки Или и озера Балхаш на орошение, на развитие промышленных объектов и коммунальные нужды. В результате здесь возникли экономические проблемы, которые с каждым годом все больше усугубляются.

Ландшафтно — экологическая оценка Или — Балхашского региона характеризуется ростом загрязнения и минерализации поверхностных и грунтовых вод, снижением биопродуктивности и очистительных функций дельты реки Или, деградацией водно-болотных угодий, прогрессирующим процессом антропогенного опустынивания. Особенно сильному негативному воздействию, деградации окружающей среды и потери продуктивности орошаемого земледелия из-за засоления земель подверглись низовья реки Или. В связи с этим вопросы, связанные с рациональным использованием земельных и водных ресурсов, защиты подземных и поверхностных вод от истощения и загрязнения являются весьма актуальными.

В связи с этим целью данной работы является анализ экологических мер для улучшения состояния крупного ландшафтного района Или-Балхашского бассейна и решения возникших проблем.

В результате для выполнения дипломной работы были поставлены такие задачи:

1.Познакомиться с физико-географическими природными условиями изучаемого района;

2. Познакомиться с современными изменениями основных водных объектов бассейна;

3. Познакомиться с основными экологическими проблемами региона;

4. Предложить реальные решения экологических проблем Или-Балхашского района.

Автору дипломной работы небезразличны сегодняшние проблемы данного региона, она непосредственно принимала участие в маршрутных обследованиях озера Балхаш и реки Или, знакомилась с работой Капчагайской ГЭС, изучила массу литературных работ по решению Или-Балхашской проблемы.

В результате после анализа многих предложений по решению экологической проблемы, автор предлагает начать работы по биогенизации воды озера за счет ветровых электростанции.

При выполнении работы были использованы материалы (отчеты, материалы конференций, научные работы, статистические данные и д. т) таких организаций: «Министерство охраны окружающей среды Алмаинской области Республики Казахстан»; «Территориальная инспекция министерства сельского хозяйства Республики Казахстан»; «Алматинское городское территориальное управление охраны окружающей среды»;"Дочернее Городское Капчагайское Предприятие «Капчагай Су Кубыры».

В результате, работы представлено; рисунков 25; карт3; таблиц15; страницы текста111.

Раздел 1. Физико-географическая характеристика Или-Балхашского бассейна

Между Аральским бассейном на западе и Иртышским на востоке располагается речная сеть БалхашИлийского бассейна и занимает на севере южные отроги Казахского мелкосопочника, на высоте простирается до хребта Тарбагай, на западе ограничена хребтом Айтау, на юге — доходит до долины, лежащей между хребтами Тянь-Шань и Торо-Хоро. В геологическом плане бассейн в целом занимает район Алакульской впадины (Абсолютные отметки около 340 м над уровнем моря), можно рассматривать как остаточную часть обширного древнего Ханхайского моря, занимавшего некогда всю Балхаш — Алакульскую впадину, включая расположение восточнее озера Сасык-Куль и Ала-Куль. Следы этого обширного бассейна, не соединившегося, однако, с Арало-Каспийским бассейном, сохранились в виде террас, расположенных на высоте от 30 до 140 м над современным уровнем Балхаша.

Северная часть бассейна занимает денадационную равнину, которая имеет смятый фундамент с поверхностными останками разных высот, от нескольких метров до 500−600м над общей поверхностью.

Южная часть, примыкающая к озеру, представляет собой крыло Алакульской впадины с достаточно ровным рельефом с абсолютными отметками 400−500м, постепенно увеличивающимися к югу и переходящими в предгорья Джунгарского Алатау и Тянь-Шань. Здесь отметки высот резко повышается, склоны гор имеют уклоны более 10−15?. Поверхность крыла Алакульской впадины в междуречьях представляют собой песчаные полупустыни, в долинах рек Или, Каратал, Лепсы почвы открыты от барханов и представляют собой плодородные сероземы, поэтому долины этих рек спокон веков представляли сельскохозяйственные угодья (пашня сенокосы, пастбища).

Основной чертой климата бассейна является его континентальная засушливость. В районе Капчагайского водохранилища климатические условия зимы определяются в основном распространением устойчивого северо-восточного потока сухого и очень холодного воздуха, формирующегося над Восточной Сибирью и Монголией. Климатические условия лета обусловлены распространением масс сильно прогретого сухого воздуха тропического типа, формирующегося над степями и пустынями Казахстана и Средней Азии. Переходные сезоны в этом районе крайне непродолжительны.

Среднегодовая температура воздуха в районе водохранилища колеблется в пределах 8,7−8,9?. Среднемесячные и среднегодовые температуры воздуха по метеостанциям, показаны в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Среднемесячные температуры воздуха по реке Или и Чилик

1.2 Температура воздуха на 2001 г. по станции Капчагай

Абсолютный минимум температуры воздуха в районе Капчагайского водохранилища достигла — 44С (январь), отрицательные температуры не наблюдались в период с июня по август. Максимум температуры воздуха был +44 С. Последние весенние заморозки наблюдаются, в среднем, 19−12 апреля, первые осенние 4−7 октября. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 165−170 дней. Влияние водохранилища на климат распространяется на сравнительно небольшую территорию. Так площадь зоны климатического влияния примерно равна площади его зеркала, то есть 1845кв.км. Микроклимат определяется увеличением суммарной радиации и радиационного баланса, большей теплоемкостью водохранилища сказываются в переходе зоны года (весна, осень), когда возникает наибольшая разница между температурой воды и суши. Весной водохранилище оказывает охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплого периода (вплоть до ледостава) отепляющее. Под воздействием водохранилища уменьшается континентальность климата: ход температур становится более плавным, суточная амплитуда температур воздуха уменьшается, весенние заморозки прекращаются, осенние наступают позже.

В районе Капчагайского водохранилища преобладающими как летом, так и зимой являются западное направление ветра. Средняя годовая скорость ветра в пределах водохранилища колеблется от 2,2м/с до 3,8м/с. Создание обширной поверхности привело к значительному увеличению и повторяемости ветра. В районе водохранилища отличаются ветры бризов; бризы в сторону суши проникают на расстояние 2−3км, захватывая по высоте зоны 100−250м.

Следовательно благодаря меньшему сопротивлению, которое оказывает ветрам водная поверхность, по сравнению с сушей, увеличилась скорость ветра и стала на 0,6м/с больше, чем до создания водохранилища, уменьшилось число штилей.

Водохранилище вызвало повышение влажности, особенно в летний период. Это объясняется большим, чем с суши, испарением, с увеличившейся водной поверхности, за cчет этого возрастает относительная и абсолютная влажность, что особенно сказывается в нашей засушливой зоне. Абсолютная влажность воздуха имеет наименьшее значение в январе, а наибольшее в июле (Таблица 3).

Таблица 1.3

Средняя месячная абсолютная влажность воздуха на м/с Или

Средняя многолетняя относительная влажность воздуха составляет 53%. В летний период на акватории водохранилища осадков выпадает меньше, чем на суше, в береговой зоне количество осадков увеличилось на 30−50мм (до 7−10%), чем до создания водохранилища. 1].

Илийска долина, особенно северная часть, отличает большой засушливостью. Годовая сумма осадков изменяется, от 156 мм в восточной части водохранилища, до 306 мм в западной.

Количество осадков, выпадающие в отдельные годы, значительно отличаются от нормы по метеостанции станции железной дороги Или за 29-и летний период (1934;1962) наименьшая годовая сумма осадков 1148 мм наблюдалась 1944 году, а наибольшая — 394 мм в 1934 году. Суточный максимум осадков достигал 58 мм. По данным метеостанции Капчагай за 2001 год максимальное выпадение осадков 360 мм минимальное -150мм.

Водная система бассейна представлена реками, впадающими в озере Балхаш. Реки его северной части, имеющие истоки в Казахском мелкосопочнике и Тарбагатае, малочисленные и маловодны. Обычно ни одна из них не достигает Балхаша. Лишь в очень многоснежные годы и только весной «добирается «до него река Аягуз. Реки же южной половины бассейна (Семиречья), которые берут свои воды из ледниковых и горных снегов Джунгарского и Заилиййского Алатау, более значительны. Основных рек семь: Или, Картал, Биен, Аксу, Лепса, Баксан и Сарканд. Отсюда, как полагают некоторые исследователи, и название южной части бассейна — (Семиречье). Самая большая из них — Или. В основном именно ее водами и питается это озеро. Не будь Или, от него осталось бы небольшой соленый водоем, который со временем превратился в сор.

Балхаш-Алакольский гидроэкологический район занимает, всю юго-восточную часть республики, территории Жетису включает, два относительно независимых бессточных бассейна. Сравнительно небольшой бессточный бассейн оз. Алаколь, с проточными озерами Сасыкколь (Ароматный), Уялы (Гнездовье) и крупной рекой Тентек (Бешеный), а также небольшим оз. Жаланашколь (Голый), расположенным вблизи государственной границы Казахстан-Китай. Непосредственно в оз. Алаколь впадают реки: Уржар (Урыжар — овраг воров), Хатынсу (царевна-река), Эмель (седло по-монг.), Ыргайты (кизиловая) и Жаманты (своенравная). Суммарный объем речного стока равен около 2,0 км3/год, причем около 0,1 км³ образуется на сопредельной территории КНР. [2]

Крупный бессточный бассейн оз. Балхаш, который является третьим по величине (после Каспийского и Аральского морей) внутриконтинентальным бессточным водоемом планеты. В оз. Балхаш втекают реки: Или (дает около 80% притока), Каратал, Лепсы, Аксу и Аягуз, которая в последние годы практически не доносит свои воды до озера. Суммарный объем поверхностных вод, включая связанные с ним подземные воды, составляет 23,8 км3/год, из них: 17,4 формируется в бассейне р. Или, причем 12,7 приходит из территории КНР, а остальные 6,4 формируются в бассейнах восточных рек: Каратал, Лепсы, Аксу. Все названные притоки оз. Балхаш располагаются на юге и юго-востоке гидроэкологического района, в горах Джунгарского и Заилийского Алатау. На западе, севере и северо-востоке района, в Шу-Илийских горах, степях Сарыарки и горах Каркаралы образуются многочисленные степные реки Моинты, Токыраун, Баканас и др., однако ни одно из них не имеет постоянного речного стока и не доносит свои воды до оз. Балхаш.

Суммарный объем безвозвратного водопотребления в районе составляет 22,4 км3/год, причем большая часть приходится на долю обязательных попусков в оз. Балхаш (14,0 км3/год) и оз. Алаколь (2,0 км3/год). Сельское хозяйство, в основном орошаемое земледелие, в том числе производство риса (самая северная граница возделывания этой теплолюбивой культуры) потребляет около 8,1 км3/год речной воды. Промышленное водоснабжение отнимает всего лишь 0,3 км3/год речной воды. Тем не менее, коэффициент использования водных ресурсов достаточно высокий и составляет 0,95, что выше экологически допустимого предела 0,65.

Гидроэкологические проблемы Балхаш-Алакольского района имеют два аспекта: внутренний и внешний. Внутренний аспект связан с созданием на р. Или крупнейшего гидроэнергетического объекта — Капшагайской ГЭС с громадным водохранилищем многолетнего регулирования. Проектный объем, водохранилища составлял 28,1 км³ почти в два раза превышая речной сток в створе гидроузла, равный 14,7 км3/год. Если бы такой проект был бы реализован, то уже давно бы высохло оз. Балхаш, которое является относительно мелководным водоемом, деградировала бы его экосистема. С гигантом цветной металлургии бывшего СССР — Балхашским медеплавильным комбинатом на северном берегу, с уникальной дельтой р. Или и другими важными природно-хозяйственными объектами Жетису, включая около 600 тыс. га орошаемых земель.

Этот аспект проблемы в середине 80-х годов был успешно разрешен при поддержке бывшего союзного руководства, напуганного наметившимися процессами усыхания Аральского моря, аварией на Чернобыльской АЭС, неожиданным подъемом уровня Каспийского моря и другими экологическими катастрофами. Впервые были выполнены комплексные научные исследования, всех компонентов Или-Балхашской природно-хозяйственной системы и на их основе регион был поставлен на путь сбалансированного экологического устойчивого развития. Уровень Капчагайского водохранилища был снижен на 10 м, а объем его сокращен вдвое, доведен до 14,0 км³; в районе приостановлено экстенсивное развитие орошаемого земледелия; площадь поливных земель не должна превышать 600 тыс. га, а объем безвозвратного водопотребления — 8,0 км3/год с дальнейшим снижением по мере внедрения водосберегающих технологий, ограничены площади возделывания риса, объемы промышленного водоснабжения и сброса сточных вод в речную сеть. Благодаря этим мерам уровень оз. Балхаш уже более 10 лет поддерживается на экологически приемлемой отметке 341,0 м, однако остается нерешенной проблема качества воды, которая постепенно ухудшается. [3]

Внешний аспект гидроэкологической проблемы Балхаш-Алакольского бассейна связан с тем, что почти половина объема речного стока поступает в район из-за границы, с территории КНР. Если китайская сторона начнет использовать причитающуюся ей часть речного стока, то снова начнет высыхать оз. Балхаш и усилятся процессы деградации его экосистемы. Однако и этот аспект проблемы, похоже, будет решен. После встречи высоких руководителей двух стран впервые начаты переговоры по р. Или. Пока сделаны заявления о том, что стороны будут решать вопросы вододеления по трансграничным рекам на справедливой, т. е. на строго научной основе. Для этого имеются определенные предпосылки: ученые Казахстана и Синьзян-Уйгурского автономного района КНР уже более 10 лет совместно изучают экосистемы крупных бессточных озер Центральной Азии.

В целом гидросеть весьма разряжена, и остро нуждающиеся в воде районы испытывают проблемы водоснабжения.

Подземные воды района достаточно велики, но в основном соленые и не могут быть использованы в хозяйстве.

В растительном мире в природной зоне Или-Балхашского бассейна преобладает пустынно — степная камнелюбивая растительность. Большие площади полупустыни заняты слабозакрепленнымии и развиваемыми грядово-бугристыми песками, на которых разрежено растут песчаная полынь, житняк сибирский, колосняк гигантский, кусты джузгуна и другие песколюбы.

В районе пустынно — степные пространства используется, главным образом, как пастбища, особенно в северных и западных районах. Наиболее типичны для них поллыно-злаковые растительные сообщества, состоящие из ковылей, типчака, полыней и т. д. Зональные почвы здесь светло — каштановые. Однако они редко образуют большие однородные массивы. Часто встречается солончаки, на которых произрастают черная полынь, прутняк, биюргун, кокпек.

В долинах рек, на низких террасах и в озерных котловинах с неглубоко лежащими засоленными грунтовыми водами, сложенными соленосными глинами в изобилии встречаются целые массивы солонцов со свойственными им солелюбивой растительностью (полыни, солянки). Естественными оазисами предстают тугайные заросли с густыми, непроходимыми кустами лоха серебристого, облепихи, ивы, тополя. В дельтовых разливах реки Или их сменяют камышово-тростниковые заросли Ифе даже леса из черного саксаула.

В полупустынных регионах обитают степные и полупустынные животные на равнинах кочуют стада степных антилоп — сайгаков. По — настоящему многочисленны грызуны землярои: суслики, тушканчики пищухи, емуранчики. Они привлекают пернатых хищников степного — орла, курганника и др.

Здесь обитают зайцы-песчаники, ушастые ежи. В тугайных лесах водятся кабаны, косули, фазаны, в плавнях расселяются ондатра. Есть и хищники; волк, лисица — корсак, степной кот. Богат мир пресмыкающихся, основу которого составляют ящерицы, змеи, черепаха. Немало насекомых и ядовитых паукообразных (каракурт, тарантул, скорпион).

В настоящий момент большие массивы изучаемого района распаханы, орошаются за счет воды Капчагайского водохранилища и реки Или. На землях выращиваются пшеница, рис, хлопок.

Раздел 2. Характеристика озера Балхаш

Балхаш — (казахск. Бал? аш) — бессточное полупресноводное озеро в восточной части Казахстана, второе по величине непересыхающее солёное озеро (после Каспийского моря) и 13 в списке крупнейших озёр в мире. Уникальность озера состоит в том, что оно разделено узким проливом на две части с различными химическими характеристиками воды — в западной части она практически пресная, а в восточной — солоноватая.

Озеро относится к Балхаш-Алакольскому водохозяйственному бассейну и расположено сразу в трёх областях Казахстана: Алматинской, Жамбылской и Карагандинской. К северу от озера раскинулся обширный Казахский мелкосопочник, к западу простирается Бетпак-Дала, а на юге располагаются Чу-Илийские горы, пески Таукум и Сарыесик-Атырау.

«Балхаш» происходит от слова «balkas» татарского, казахского и алтайского языков, которое означает «болотистая местность, покрытая кочками» или «кочки на болоте».

Согласно легенде о происхождении озера у богатого чародея Балхаша была красавица-дочь Или. Когда пришло время выдавать Или замуж, Балхаш объявил, что выдаст её только за самого богатого, красивого и сильного. Среди прибывших женихов были два сына китайского императора с караванами, груженными дорогими товарами, сыновья монгольского хана с табунами лошадей и серебром, а также молодые бухарские купцы с коврами и изделиями из слоновой кости. Однако был пожелавший попытать счастье и бедный пастух Каратал, который сразу же понравился невесте.

После состязаний, из которых Каратал вышел победителем, Балхаш с негодованием выгнал его. Однако Или ночью сбежала из родного дома и ускакала с избранником от злого отца. Узнав о побеге дочери, Балхаш наложил заклятие на возлюбленных, и они превратились в две реки, стремительно несущие свои воды с гор. А чтобы реки никогда не соединились, Балхаш упал между ними и стал седым от пенных волн озером.

2.1 Изучение озера Балхаш

Рисунок 2.1 Вид озера из космоса, на переднем плане расположена дельта реки Или Первые историко-географические сведения об озере Балхаш появились у китайцев, которые, имея контакты со Средней Азией, раньше других могли познакомиться с этим регионом. Пространство к западу от Великой китайской стены китайцы называли «Си-Юй» (Западный край) и знали о его существовании ещё в 126 году до н. э. В 607 году были составлены карты 44 государств, существовавших в то время в Средней Азии, однако эти описания не сохранились. С VIII века территория от озера до гор Тянь-Шаня известна как Семиречье (казахск. Жетісу, кирг. Жетисуу), где смешивались культуры кочевых (турок и монголов) и оседлых народов Средней Азии.

Александр фон Гумбольдт полагал, что озеро Балхаш было известно китайцам под именем «Си-Хай» (Западное море; это название было перенесено в атлас 1855 года). Название «Балхаш-Нор» (Balas-nur — «озеро Балхаш»), данное озеру джунгарами и калмыками, отражено на карте Юлиуса Клапрота 1833 года, составленной по съёмкам европейских послов. Тюрки и монголы, обозначавшие белым цветом все географические объекты к западу от своих поселений, назвали его «Ак-Денгиз» («белое море»), а когда границы их государств отодвинулись на запад, то озеро стало «синим» (восточным) — «Кукча-Денгиз». Казахи именовали озеро «Тенгиз» (казахск. Те?із), что значит «море». 4]

Во второй редакции книги Большого чертежа (1627 год) озеро отсутствует, хотя имеется информация о других внутренних водоёмах, например Аральском море. В карте под называнием «Чертёж земли всей безводной и малопроходимой каменной степи», составленной в 1695 году тобольским картографом Семёном Ремезовым, озеро Балхаш присутствует под названием «море Тенгиз». Стоит отметить, что озеро было отмечено весьма неточно — с запада из него вытекают Сырдарья и Амударья, а с востока впадает 8 рек. В центре Балхаша обозначен большой гористый остров Коишор. Несмотря на эти несоответствия, следует отметить, что авторы проделали огромную работу, составив чертёж со слов старожилов и послов.

В XVIII веке «Тенгиз» появляется на нескольких картах: в изданной в 1716 году карте шведского офицера И. Г. Рената (очертания озера были наиболее близки к действительности), а также на «карте России в Великой Татарии», которая была составлена капитаном Филипом Страленбергом и издана в 1730 году в Стокгольме.

После падения Джунгарского ханства в 1756 году с караванами в Западный Китай стали посылаться геодезисты, и к началу XIX века существовало уже несколько расспросных карт Джунгарии, однако достоверных сведений о Прибалхашье и самом озере не было. В 1834 году астроном В. Ф. Фёдоров определил точное положение озера Балхаш и частично заснял его побережье, а в период с 1837 по 1843 год было совершено несколько экспедиций в район озера, изучены его берега, и произведён пробный лов рыбы, который показал отсутствие красной рыбы и незначительность улова, в сравнении с рыбным промыслом на озере Зайсан.

Экспедиция 1851—1852 годов изучила глубины озера и возможность судоходства на нём. Во времена китайской династии Цин (1644—1911 гг.) озеро являлось северной границей китайского государства, но в 1864 году в соответствии с русско-китайским соглашением по северо-западной границе Балхаш и прилегающие к нему территории отошли к Российской империи.

В 1850—1860 годах впадину Балхаша и бассейн реки Или исследовал казахский учёный Ч. Ч. Валиханов, который указал на сходство происхождения и исторического формирования впадин Балхаша и Алаколя.

Рисунок 2.2 Карта озеро Балхаш Озеро Балхаш и прилегающие территории на карте 1903 года, из энциклопедии Самуила Оргельбранда.

Большой вклад в исследование озера Балхаш внёс русский географ Лев Семёнович Берг. В 1900—1906 годах Туркестанский отдел Русского географического общества поручил ему произвести географо-гидрологическое изучение Аральского моря. В ходе этой экспедиции в 1903—1904 годах им, в числе прочего, была произведена инструментальная съемка берегов Балхаша, района нижнего течения Или и прилегающих к озеру областей. Кроме того, Берг исследовал само озеро и его возможные связи с Аральским морем и доказал, что Балхаш лежит за пределами Арало-Каспийского бассейна, и что они не соединялись в геологическом прошлом. Интересно отметить, что когда Лев Семёнович Берг изучал озеро Балхаш, он пришёл к выводу, что оно не усыхает, и вода в нём пресная. Исследователь утверждал, что «Балхаш некогда совершенно высох, а в дальнейшем опять наполнился водой, с тех пор он ещё не успел осолониться». Из этих результатов и из бедности фауны озера был сделан вывод о молодости водоёма.

Подробную физико-географическую характеристику бассейна озера Балхаш выполнил в 1910 году Б. Ф. Мефферт. Он изучил речные системы Моинты, Джамчи и Токрау, расположенные в северном Прибалхашье, и отнёс почвенный покров к лёссовидному типу. Мефферт считал, что Северное Прибалхашье по своему геологическому строению относится к древнему палеозою. Кроме того, он высказал мысль, что когда уровень воды в Балхаше был на 30 метров выше современного, озеро соединялось с расположенными восточнее озёрами Сасыкколь, Алаколь и Эби-Нур.

В советское время исследования озёр Средней Азии проводил Государственный гидрологический институт. Особое внимание уделялось физико-химическому направлению исследований минеральных озёр для нужд соляной и химической промышленности, а также бальнеологии. После распада Советского Союза в 1991 году, озеро принадлежит территории Казахстана.

2.2 Происхождение озера Балхаш

Рисунок 2.3 Спутниковый снимок устья Каратала Балхаш лежит в наиболее глубокой части обширной Балхаш-Алакольской котловины, которая образовалась в результате пологого прогиба Туранской плиты в неоген-четвертичное время и впоследствии заполнилась песчаными речными отложениями. Котловина входит в систему разломов Джунгарского Алатау, в которых также расположены озёра Сасыкколь, Алаколь и озеро Эби-Нур (за Джунгарскими воротами). Эти озёра являются остатками древнего Ханхайского моря, некогда занимавшего всю Балхаш-Алакольскую впадину, но не соединявшегося с Арало-Каспийским бассейном.

Площадь озера Балхаш составляет примерно 16,4 тыс. кмІ (2000 год), являясь самым крупным озером Казахстана. Балхаш лежит на высоте примерно 340 м над уровнем моря, имеет форму полумесяца. Его длина составляет примерно 600 км, ширина изменяется от 9—19 км в восточной части до 74 км в западной. Полуостров Сарыесик, расположенный примерно посередине озера, гидрографически делит его на две сильно отличающиеся части. Западная часть (58% общей площади озера и 46% его объёма) относительно мелководная и почти пресная, а восточная имеет бомльшую глубину и солёную воду. Через формируемый полуостровом пролив Узынарал (казахск. ?зынарал — «длинный остров») шириной 3,5 км вода из западной части пополняет восточную. Глубина пролива составляет около 6 м.

Рисунок 2.4 Вид на озера Балхаш из космоса Цифрами обозначены крупнейшие полуострова, острова и заливы:

1. Полуостров Сарыесик, разделяющий озеро на две части, и пролив Узынарал, 2. Полуостров Байгабыл, 3. Полуостров Балай, 4. Полуостров Шаукар, 5. Полуостров Кентубек, 6. Острова Басарал и Ортаарал, 7. Остров Тасарал, 8. Залив Шемпек, 9. Залив Сарышаган.

Рисунок 2.5 Спутниковый снимок острова Ултаракты Котловина озера состоит из нескольких маленьких впадин. В западной части Балхаша имеются две впадины глубиной до 7−11 м — одна из них протянулась с западного побережья от острова Тасарал до мыса Коржынтубек, вторая тянется на юге от залива Бертыс, который является самым глубоким местом западного Балхаша. Глубина впадины восточного Балхаша достигает 16 м, наибольшая глубина всей восточной части — 27 м. Средняя глубина всего озера составляет 5,8 м, общий объём воды — около 112 кмі.

Узким мелководным проливом Узун-Арал (узкое место) Балхаш делится на обособленные две части: западную — более обширную, но мелководную, но глубокую (до 11 м), и восточную — меньшую по размерам, но более глубокую. Глубина оз. Балхаш в проливе Узун-Арал не превышает 2,5 м при ширине пролива около 5 км.

Озеро относится к числу бессточных водоемов; приход складывается из притоков рек, среди которых основное значение имеет Или (80% площади водосбора озера), стока поверхностных вод с прибрежной полосы, грунтового питания и сравнительно небольшого количества атмосферных осадков, выпадающих на поверхности озера. Вся поступающая в озеро вода расходуется на испарение.

Западные и северные берега Балхаш — высокие (20−30 м) и скалистые сложены палеозойским породам (порфиры, туфы, граниты, сланцы, известняки) и имеют следы древних террас. Южные берега от залива Карашаган до дельты реки Или низкие (1−2 м) и песчаные, периодически затапливаются в высокую воду (из-за чего испещрены многочисленными мелкими озерами), местами встречаются прибрежные холмы высотой 5−10 м. Береговая линия очень извилиста и расчленена многочисленными заливами и бухтами. Крупные заливы западной части: Сарышаган, Кашкантениз, Каракамыс, Шемпек (южная конечность озера), Балакашкан и Ахметсу. В восточной части выделяют заливы Гузколь, Балыктыколь, Кукун и Карашиган, там же расположены полуострова Байгабыл, Балай, Шаукар и Кентбек и Коржинтобе.

Больших островов на озере мало, Басарал и Тасарал (наиболее крупные), а также Ортаарал, Аякарал, и Олжабекарал расположены в заподной части озера. В восточной части находится остров Озынарал, Ултаракты и Коржин, а также остров Алгазы. Всего на озере насчитывалось 43 острова общей площадью 66 км², однако со снижением уровня воды образуются новые острова, и площадь уже существующих увеличивается.

Рисунок 2.6 Бассейн озера Балхаш На карте Балхаш-Алакольского бассейна точками отмечены города с населением более 100 тыс. человек.

Водный баланс Балхаш, по данным Г. Р. Юнусова, может быть представлен в следующем виде.

Объём стока в бассейн озера в 2000 году составил 22,51 кмі, из них:

приток поверхностных вод — 18,51 кмі, подземных — 0,9 кмі, через осадки и лёд — 3,1 кмі. Расходы за год составили 24,58 кмі: на испарение — 16,13 кмі, в дельте реки Или — 4,22 кмі, ледообразование — 0,749 кмі, жилищно-коммунальное хозяйство — 243,97 млн. мі, промышленность — 219,14 млн. мі, сельское хозяйство — 3238,67 млн. мі, рыбное хозяйство — 26,9 млн. мі.

В целом баланс озера Балхаш может быть представлен по отдельным его частям таблицей 2.4.

Таблица 2.4

Водный баланс озера Балхаш

Колебание уровня воды в озере определяется соотношением притока и испарения. Реки Или основного притока оз. Балхаш, которая принадлежит к типу рек с половодьем в теплую половину года, обусловленным таянием высокогорных снегов и ледников. Наибольший приток совпадает с наиболее интенсивным испарением вследствие чего амплитуда колебания уровня воды в озере невелика и за 30 летний период не превышает 2,5 — 2,75 м.

В целом Балхашский бассейн имеет площадь 512 тыс. кмІ, а его суммарный поверхностный сток в средний по водности год составляет 27,76 кмі, включая 11,5 кмі, поступающие с территории КНР. Площадь водосборного бассейна только озера Балхаш составляет около 413 тыс. кмІ, причём 15% его территории лежит на северо-западе Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая, и небольшая часть — в Киргизии. Из суммарного стока Балхаш-Алакольского бассейна 86% приходится на озеро Балхаш, сток реки Или составляет до 12,3 кмі/год (по данным БСЭ — около 23 кмі в год). Или, впадающая в восточную часть озера, даёт 73—80% всего притока воды в озеро. Река начинается в горах Тянь-Шаня и питается, в основном, ледниками, что обуславливает дневные и сезонные колебания уровня воды — период таяния горных ледников приходится на июнь — июль. При впадении в озеро Или образует дельту площадью 8 тыс. кмІ со множеством проток (Кур-Ли, Ак-Узек, Джиде и другие). Дельта Или играет роль природного регулятора, отдавая в засушливые годы часть накопленной воды озеру. Выше по течению реки, недалеко от посёлка Баканас, от Или справа отходит сухое русло Баканас — один из древних рукавов Или, впадавший в озеро восточнее полуострова Сарыесик. 5]

В восточную часть озера впадают реки Каратал, Аксу, Лепсы, кроме того, озеро подпитывается грунтовыми водами. Берущая начало на склонах Джунгарского Алатау река Каратал является вторым по значимости притоком озера Балхаш. Воды реки Аягуз, питавшие западную часть озера до 1950;х годов, в настоящее время практически не достигают его. Годовая разница в притоках западной и восточной частей озера составляет 1,15 кмі.

Площадь и объём озера сильно изменяются в соответствии с долгосрочными колебаниями и краткосрочными флуктуациями уровня воды. Долговременные колебания имеют амплитуду 12−14 м, минимальные значения пришлись на период с V по X век, а максимум уровня воды наблюдался с XIII по XVII век. В начале XX века и в период с 1958 по 1969 год площадь озера увеличивалась до 18−19 тысяч кмІ, а во время засух, например в конце XIX века или в 1930;х и 1940;х годах, озеро сжималось до 15,5−16,3 тысяч кмІ. Амплитуда колебаний уровня воды в озере при этом составляла около 3 м. В 1946 году площадь поверхности озера составляла 15 730 кмІ, а объём — 82,7 кмі. В настоящее время озеро находится в стадии уменьшения из-за отвода впадающих в него рек в хозяйственных целях. Так, на реке Или в 1970 году была построена плотина Капчагайской ГЭС, образовавшая Капчагайское водохранилище. При заполнении этого резервуара, водный баланс Балхаша был нарушен, что вызвало ухудшение качества воды, особенно в восточной части озера. С 1970 по 1987 годы уровень воды снизился на 2,2 м, а объём — на 30 кмі. Проведённые исследования показали, что если бы естественный режим питания сохранился, то с 1975 по 1986 год наступила бы фаза сокращения озера, то есть антропогенные и природные факторы воздействовали на экосистему озера в одном направлении. Предлагались варианты решения проблемы увеличения засоленности западной части, основывавшиеся на разделении озера плотиной, однако реализация подобных планов была невозможной из-за экономической ситуации в стране.

Минимум уровня воды в озере (абсолютные отметки -340,65 метра над уровнем моря) был зафиксирован в 1987 году после окончания заполнения Капчагайского водохранилища, а в январе 2005 года наблюдалось повышение уровня до 342,5 метра, которое некоторые специалисты связали с большим количеством осадков, выпавших за эти годы.

Рисунок 2.7 Озеро Балхаш весной, 2008 год (фото автора) Климат в районе озера пустынный. Средняя температура июля составляет около 30 °C, января — около ?14 °C. Осадков в среднем выпадает 131 мм в год. Относительная влажность воздуха в районе озера составляет примерно 60%. Ветра, сухой климат и температура приводят к высокой скорости испарения воды — в прохладные годы норма составляет от 950 мм, а в засушливые доходит до 1200 мм. Средняя годовая скорость ветра около 4,5—4,8 м/с, причём в западной части озера ветер дует преимущественно на юг, а в восточной части — на юго-запад. Ветер вызывает на озере сильное волнение (высота волны может достигать 2−3,5 м), в западной части наблюдается постоянное круговое течение, направленное по часовой стрелке.

Число солнечных дней составляет 110—130 в год, энергетическая освещённость — 15,9 МДж на мІ в день. Балхаш принадлежит к числу тёплых, хорошо прогреваемых озёр. Температура воды на поверхности озера изменяется от 0 °C в декабре до 28 °C в июле. Среднегодовая температура западной части озера составляет 10 °C, восточной — 9 °C. Озеро ежегодно замерзает, и лёд обычно держится с ноября до начала апреля, причём сход оледенения с восточной части происходит с задержкой на 10−15 дней.

Средние месячные температуры на поверхности воды составляют в мае 14,6?, в июне 20,0?, в июле 22,3?, в августе 22,5?, и в сентябре 14,7?. При небольших глубинах и ветром перемешивании резко выраженной температурой стратификации не отмечается; разница температур поверхностных и природных слоев даже в глубоких местах не превышает 5−8?. Максимальная температура воды на поверхности достигает 27−28?, а на мелководных прибрежных участках доходит 30−31?.

Несмотря на сравнительной суровые зимы с морозами, доходящие иногда до 45?, полное замерзание озера происходит не ежегодно. Замерзает озеро в ноябре, вскрывается в первой половине апреля, причем вскрытие в восточной части запаздывает на одну-полторы декады. Это объясняет, по-видимому, меньшим притокам поверхностных вод в восточную часть и соответственно меньшим поступлением тепла за счет стока вод.

Таблица 2.5

Температура воды озера в зависимости от глубины

Состав воды озеро Балхаш относят к полупресноводным озёрам — химический состав воды зависит от гидрографических особенностей водоёма. Вода западной части озера почти пресная, (минерализация составляет 0,74 г/л) и более мутная (прозрачность — 1 м), используется для питьевого и промышленного снабжения. Восточная часть имеет большую солёность (от 3,5 до 6 г/л) и прозрачность (5,5 м). Общая средняя минерализация по Балхашу — 2,94 г/л. Многолетний (1931—1970) средний осадок солей в Балхаше составляет 7,53 млн. т, запасы растворённой соли в озере — около 312 млн. т. Вода в западной части имеет желтовато-серый оттенок, а в восточной цвет меняется от голубоватого до изумрудно-голубого, что заметно на спутниковых снимках.

При слабом водообмене между западной и восточной его частями в них создается совершенно разный солевой режим и различная степень минерализации. В то время как минерализация воды восточной части озера достигает 5000 мг/л, западная часть Балхаша под влиянием обильного притока пресных вод здесь не превышает 500−1500 мг/л.

В целом сравнительно слабая соленость вод озера, лежащего в пустынных областях и не успевшего засолонится, по мнению С. П. Суслова и других ученных, свидетельствует о том, что Балхаш является, по-видимому, молодым с геологической точки зрения водоемом.

Вода озера в глубоких частях водоема в массе имеет голубоватый оттенок. В летний период вода почти постоянно взмучена волнением и мало прозрачна.

Фауна озера сравнительно бедна. Тем не менее рыбопромысловое значение озера значительно. Рыбная продукция достигает 200 000 ц в год и имеет перспективы увеличения.

Балхаш имеет большое значение для водоснабжения и рыбного хозяйства. Ввиду понижения уровня и приноса большого количества солей озеро в последнее время находится в стадии перехода в соленое. С 1961 г. в результате увеличившегося притока уровень озера значительно повысился.

Одной из наиболее замечательных черт Балхаша является его двойственная природа. Узким проливом Узун-Арал («Узкое место») Балхаш делится на две в значительной мере обособленные, резко различающиеся по своему режиму части: западную — более обширную (10 540 км²) и вместе с тем наиболее мелководную (до 11 м) и восточную — меньшую по размерам площади)7440 км²), но более глубокую (до 26 м). Глубина в проливе Узун-Арал не превышает 2,5 м при его ширине около 5 км.

При затрудненном водообмене между западной и восточной частями Балхаша через пролив Узун-Арал в них создается различный солевой режим и разная степень минерализации воды. В восточной части озера минерализация воды превышает 4 г/л. Западная же часть под влиянием обильного притока сравнительно слабо минерализованных вод Или сильно опреснена. Минерализация воды здесь до 1970 г не превышала 0,5−1,5 г/л. 6]

Рисунок 2.8 Степь около озера Балхаш (фото автора) Фауна озера была довольно богата, но, начиная с 1970;х годов, биоразнообразие начало снижаться из-за ухудшения качества воды. До того времени бентос представлен моллюсками, личинками ракообразных водных насекомых. Планктон также был достаточно обильный, особенно в западной части. В озере водилось около 20 видов рыб, из которых 6 являлись родными (илийская и балхашская маринки, Балхашский окунь, пятнистый и одноцветный губач и гольян), а остальные — интродуцированными: сазан, шип, восточный лещ, Арельский усач, сибирский елец, карп, линь, судак, сом, осман и другие. Основными промысловыми рыбами являлись сазан, судак, жерех и лещ.

Камыш, обильно росший на южном берегу озера, особенно в районе дельты Или, служил отличным прибежищем для птиц и животных. Балхаш относится к ареалу обитания больших бакланов, чирков, фазанов, беркутов и белых цапель. В низовьях Или в 1940;х годах усилиями А. А. Слудского была акклиматизирована завезённая из Канады ондатра, однако за последние годы в связи с постоянными зимними паводками, которые возникают в результате сбросов из Капчагая, места обитания ондатры разрушены и полностью прекращен их промысел, доходивший ранее до 1 млн. зверьков в год. Изменение гидрологического режима ниже Капчагайского водохранилища привело к деградации дельты Или — с 1970 года её площадь уменьшилась с 3046 кмІ до 1876 кмІ, в результате чего сократились водно-болотные угодья и тугайные леса — места обитания птиц и зверей. Освоение земель, применение пестицидов, перевыпас скота и вырубки камыша также повлияли на биоразнообразие бассейна. Из 342 видов позвоночных 22 занесены в Красную книгу Казахстана. Из 120 видов птиц в книгу попали 12, в том числе розовый и кудрявый пеликаны, колпица, лебедь-кликун и орлан-белохвост.

2.3 Урбанизированность территории

Рисунок 2.9 Вид с озера на Балхашский горно-металлургический комбинат (фото автора) В настоящее время в бассейне Балхаша проживает 3,3 млн человек, в том числе жители Алма-Аты — крупнейшего города Казахстана. Самый большой населённый пункт на берегу озера — город Балхаш с 74 тыс. жителей (2007 год). Город расположен на северном берегу озера, его градообразующим предприятием является Балхашский горно-металлургический комбинат. Крупное месторождение меди, открытое в 1928—1930 гг., разрабатывается в посёлках к северу от озера, таких как Конырат и Саяк. Вдоль западного берега озера проходит участок автомагистрали М36 от Бишкека до Караганды, на которой расположены населённые пункты Гульшат, Балхаш-9, Сарышаган и Приозёрск. В южной части западного берега расположены посёлки Улькен, Мынарал и Шыганак.

На западном берегу озера в районе города Приозёрска расположено довольно много военных объектов, построенных в советское время. В военном городке Балхаш-9 располагаются радиолокационные станции системы предупреждения о ракетном нападении «Дарьял-У», «Днепр» и «Днестр». К западу от посёлка Сарышаган располагается полигон противоракетной обороны, а немного южнее, у залива Кашкантениз, находился полигон испытания лазерного оружия Терраз.

Южный берег озера практически не заселён. В устье Или расположено село Куйган, а в устье Каратала — село Копбирлик. Около восточной конечности озера проходит участок Туркестано-Сибирской магистрали между Аягузом и Талдыкорганом. На пересечении железной дороги и реки Лепсы располагается одноимённый посёлок.

Рекреационный потенциал озера и окрестные достопримечательности (урочище Бектау-Ата, тугайные леса) привлекают многочисленных туристов, имеются несколько пансионатов. Вот уже несколько лет проводятся различные спортивные мероприятия в рамках движения за сохранение озера.

Рисунок 2.10 Озеро Балхаш, окрестности города Приозерск (фото автора) В 1970 году на реке Или была построена Капчагайская ГЭС мощностью 364 МВт, позволившая использовать гидроэнергетический потенциал реки, а также брать воду из образовавшегося Капчагайского водохранилища на орошение. Водные ресурсы Или интенсивно используются ещё в верхнем течении (на территории СУАР) для выращивания хлопка, под которое отведено 40% пахотных земель региона. В настоящее время существует проект создания дополнительной контр-регуляторной плотины на Или в 23 км ниже по течению от Капчагая. Кербулакская ГЭС мощностью 49,5 МВт поможет частично решить проблемы обеспечения электроэнергией южной зоны Казахстана и будет служить буфером для ежедневных и еженедельных колебаний уровня водотока реки Или.

Решить проблему энергоснабжения юго-восточной части Казахстана пытались ещё во времена СССР — был разработан план строительства электростанции на берегу озера Балхаш. В 1979 году была выбрана площадка для строительства Южно-Казахстанской ГРЭС, и основан поселок Улькен, однако через некоторое время работы были законсервированы. В 1997 году по предложению В. С. Школьника решено было использовать площадку для строительства АЭС, но протесты экологов и жителей страны вновь заставили пересмотреть планы, и в конце 2008 года правительство приняло решение о постройке Балхашской ТЭС.

Рисунок 2.11 Водная станция г. Балхаш (фото автора) По озеру Балхаш, нижнему течению реки Или и Капчагайскому водохранилищу (пристань Борохудзир города Капчагай) осуществляется регулярное судоходство. Главные пристани: Бурылбайтал, Бурлитобе. Флот используется в основном для ловли и перевозки рыбы, а также транспортировки минерально-строительных грузов. Суммарная протяжённость водных путей составляет 978 км, продолжительность навигации — 210 суток. На озере Балхаш, как и в других бассейнах, из-за недостатка финансирования в настоящее время сведены до минимума землечерпательные и дноуглубительные работы, что не позволяет на большинстве участков использовать крупнотоннажный флот.

Судоходство на озере Балхаш было организовано в 1931 году — в город Балхаш были привезены два парохода и три баржи. На 1996 год по озеру перевозилось до 120 тыс. тонн минерально-строительных грузов, 45 тыс. тонн рыбной продукции, 20 тыс. тонн бахчевых культур и 3,5 тыс. человек пассажиров, но к 2004 году объёмы сократились до 1 тыс. человек пассажиров и 43 тыс. тонн рыбной продукции. На 2004 год всего в Или-Балхашском бассейне эксплуатировалось 87 судов, среди них 7 пассажирских, 14 грузовых барж и 15 буксиров.

Предполагается, что к 2012 году объём перевозимых стройматериалов в Или-Балхашском бассейне достигнет 233 тыс. тонн, продукции животноводства и сельского хозяйства — не менее 550 тыс. тонн, а рыбной продукции — не менее 53 тыс. тонн. Также ожидается, что развитие экологического туризма вызовет рост пассажирских перевозок по озеру Балхаш, объём которых составит до 6 тыс. чел в год. Объём перевозки руды водным транспортом к 2012 году ожидается не менее 3 500 тыс. тонн в год.

Несмотря на сравнительную бедность фауны, экономическая важность озера Балхаш основывается на рыболовецком промысле и разведении рыбы, которое началось в 1930;х годах. В 1952 году годовой улов составлял 20 тыс. тонн, в 1960;х годах добывалось до 30 тыс. тонн рыбы в год, в том числе до 70% ценных пород. Однако уже в 1990;х годах добыча упала до 6,6 тыс. тонн в год, ценных пород из них — лишь 49 тонны. Снижение темпов рыболовства объясняется отсутствием в настоящее время программ по воспроизводству рыбных ресурсов и их видовому составу, а также широким распространением браконьерств.

2.4 Экологическое состояние озера Балхаш

Рисунок 2.12 Пляж на озере Балхаш (фото автора) В последнее время появились серьёзные опасения за экологию озера Балхаш, особенно относительно возможности повторения Аральской катастрофы. Существуют несколько причин подобного беспокойства. Начиная с 1970 года использование воды Или на заполнение водохранилища в Капчагае, на которое ушло 39 кмі, привело к уменьшению стока реки на 2/3 и снижению уровня озера. Скорость снижения уровня воды составила примерно 15,6 см/год, что сильно превышало темп естественного сокращения в 1908—1946 годах (9,2 см/год). Обмеление Балхаша особенно хорошо заметно в его менее глубокой западной части. С 1972 по 2001 год небольшое солёное озеро Алаколь, располагающееся в 8 км к югу от озера, практически исчезло, а южная часть самого Балхаша потеряла за этот период примерно 150 кмІ водной поверхности. Из 16 озёрных систем вокруг Балхаша осталось только пять, процесс опустынивания охватил уже около 1/3 бассейна. Соляная пыль выносится с обсохшего дна озера и пойменных участков, привнося вклад в формирование азиатских пыльных бурь и неблагоприятно воздействуя на климат региона. Кроме засоления на плодородие пойменных почв влияет сокращение биологического стока в дельту из-за накопления ила в Капчагайском водохранилище.

Ещё одним фактором, влияющим на экологию Или-Балхашского бассейна, являются выбросы Балхашского горно-металлургического комбината. В начале 1990;х годов объём выбросов составлял 280—320 тысяч тонн в год, и на поверхности озера оседало 76 тонн меди, 68 тонн цинка, 66 тонн свинца. С тех пор объём выбрасываемых загрязнителей увеличился почти вдвое. Вредные вещества также поступают в озеро через утечки в хвостохранилище при пылевых бурях. В качестве шагов по улучшению экологической обстановки предлагалось остановить заполнение Капчагайского водохранилища, проводить очистку сточных вод металлургического комбината, уменьшить необратимые потери на орошение и т. д. На Международном экологическом форуме по проблемам озера Балхаш в 2005 году было заявлено, что корпорация «Казахмыс» в следующем году завершит строительство экологически чистого производства, что позволит уменьшить выбросы на 80—90%, однако это предложение не выполнено и по сей день.

Основными загрязнителями озера Балхаш являются тяжёлые металлы (медь и цинк), а также нефтепродукты, фенолы и фториды.

Уровень загрязнения воды у поверхности.

Таблица 2.6

Количество поступающих загрязнителей в озеро Балхаш