Законодательная база Российской Федерации

ПРИКАЗ МПР РФ от 12.12.2007 N 328 "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ НОРМАТИВОВ ДОПУСТИМОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ"

Приложение А
к Методическим указаниям
по разработке нормативов
допустимого воздействия
на водные объекты

Примечания: * Виды хозяйственной деятельности могут быть детализированы в зависимости от специфики (выделение отраслей промышленности, рекреации и т.д.).

Приложение Б
к Методическим указаниям
по разработке нормативов
допустимого воздействия
на водные объекты

(рекомендуемое)

Расчет нормативов допустимых воздействий по привносу химических веществ и/или их смесей, а также взвешенных веществ производится на основе баланса масс с учетом природных и хозяйственных особенностей конкретного водохозяйственного участка. Предложенный алгоритм расчета представляет собой достаточно гибкий механизм, позволяющий учитывать особенности внутригодового распределения стока, гидрохимического режима, особенности гидрографической сети и легко корректируется для лет различной обеспеченности. Его применение ориентировано в основном на водотоки и проточные водохранилища с коэффициентом водообмена более 5.

Норматив допустимого воздействия по привносу химических веществ (НДВхим) рассчитывается для наиболее неблагоприятных условий формирования качественных характеристик воды (водность заданной обеспеченности) с учетом влияния всех существующих и потенциальных источников загрязнения (точечных и рассредоточенных /диффузных/). При этом априорно принимается, что если в этих условиях будут соблюдаться нормативы качества водного объекта, то при более благоприятных условиях эти нормативы будут соблюдаться автоматически.

Норматив допустимого воздействия по привносу химических веществ (НДВхим) является суммарной массой загрязняющих веществ, которая максимально допустима на расчетном участке водного объекта в пределах установленного периода времени, когда концентрации загрязняющего вещества в замыкающем створе и в среднем по участку не превышают норматив качества воды, установленный для водного объекта или его участка - Cн.

Расчет выполняется по привносу химических и взвешенных минеральных веществ, включенных в список нормируемых, на основании установленных значений нормативов качества воды (Cн).

При установлении нормативов качества воды для конкретного водного объекта или расчетного водохозяйственного участка учитываются следующие принципы:

приоритет охраны водных объектов перед их использованием, при котором не должно оказываться негативное воздействие на окружающую среду, приоритет использования водных объектов для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения перед иными целями их использования,

сохранение особо охраняемых водных объектов.

Приоритет при установлении нормативов качества при прочих равных условиях зависит от приоритетного целевого использования водного объекта или его участка, определяемого в соответствии с действующим законодательством.

В качестве нормативов качества воды в зависимости от сочетания условий, перечисленных в п. 10, фактического состояния и использования водного объекта могут приниматься:

предельно допустимые концентрации для химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (гигиенические ПДК);

предельно допустимые концентрации для химических веществ в воде водных объектов рыбохозяйственного значения (рыбохозяйственные ПДК);

ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового (хозяйственно-питьевого) и рекреационного (культурно-бытового) водопользования;

ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение;

нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, установленных в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем (рекомендуется применять для веществ двойного генезиса).

Установление последнего норматива ПДК химических веществ производится на основе параметров естественного регионального фона. Под региональным фоном понимается значение показателей качества воды, сформировавшееся под влиянием природных факторов, характерных для конкретного региона, не являющееся вредным для сложившихся экологических систем. Наличие экологического благополучия в водном объекте определяется на основе гидробиологических показателей. Для расчета регионального фона используются гидрохимические данные только по створам, расположенным на участках с подтвержденным экологическим благополучием.

Норматив предельно допустимой концентрации с учетом региональных особенностей определяется по формуле, аналогичной установлению фоновых концентраций в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов фоновых концентраций химических веществ в водотоках:

(1)

где Cс_ф - средняя концентрация вещества;

S_сф - среднее квадратическое отклонение концентрации;

t_st - коэффициент Стьюдента при P = 0,95;

n - число данных по ингредиенту.

Значение Cсф используется при расчете НДВхим для веществ двойного генезиса, так как поддержание в водном объекте концентраций на уровне верхнего предела приведет к завышению величины НДхим и возникновению временного тренда и ухудшения качества воды на перспективу.

В целях определения качества воды для природных водных объектов, которые в результате человеческой деятельности подверглись физическим изменениям, приведшим к существенному изменению их основных характеристик (гидрологических, морфометрических, гидрохимических и др.), и восстановление исходного природного состояния которых невозможно или неприемлемо по социально-экономическим причинам, и водных объектов, созданных в результате деятельности человека там, где ранее естественных водных объектов не существовало, могут использоваться:

- показатели, характеризующие такое экологическое состояние водного объекта, при котором экологическая система вышеуказанных водных объектов не деградирует (подтверждается гидробиологическим мониторингом) и обеспечиваются социальные потребности приоритетных видов водопользования;

- целевые показатели качества воды (ЦПКВ), характеризующие состав и концентрацию химических веществ, микроорганизмов и другие показатели качества воды в водных объектах, которые устанавливаются с учетом природных особенностей бассейна, условий целевого использования водных объектов, современного состояния водного объекта и должны поддерживаться в течение определенного временного интервала или быть достигнуты по завершении предусмотренных схемой комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО) водоохранных и водохозяйственных мероприятий.

В общем виде расчет НДВхим на расчетном участке водного объекта за любой период времени выполняется по балансовой формуле, учитывающей приходную часть:

где Wуч - общий объем стока на водохозяйственном участке к замыкающему створу за определенный расчетный период, млн. м3, определяемый по формуле:

где Wест - объем местного стока в пределах расчетного участка, млн. м3:

Wбпр - объем боковой приточности с участков, не подверженных антропогенному воздействию (за вычетом участков водосборной площади, трансформированных хозяйственной деятельностью с имеющимися диффузными источниками загрязнения антропогенного происхождения, как управляемыми, так и неуправляемыми), млн. м3;

Wндиф - объем боковой приточности на участках с неуправляемыми диффузными источниками загрязнения, млн. м3;

Wсупр - объем водоотведения, включая точечные и потенциально управляемые диффузные источники загрязнения, млн. м3;

Wвх - объем стока, поступающий с вышерасположенного водохозяйственного участка, млн. м3;

Wобпр - объем стока, поступающий с притоками первого порядка, обособленными в самостоятельные расчетные участки со своими нормативами качества воды водного объекта, млн. м3;

Cнр, Cнвх, Cнобпр - нормативы качества воды водного объекта для соответствующих водохозяйственных участков, мг/л;

Для веществ двойного генезиса расчетная формула имеет частично измененный вид:

где Cсф - концентрация нормируемого вещества, соответствующая среднему или модальному значению диапазона абиотических факторов, при которых сохраняется экологическое благополучие водного объекта, определенное по гидробиологическим показателям, мг/л.

Объем боковой приточности Wндиф определяется как произведение модуля стока q (л/км2*с) расчетной обеспеченности за соответствующий период времени T на площадь, занятую неуправляемыми диффузными источниками загрязнения Fнд, в пределах зоны прямого воздействия на водный объект (при отсутствии данных принимается как произведение длины контура примыкания источника загрязнения к водному объекту на 5 - 10-кратную ширину соответствующей водоохранной зоны).

Объем боковой приточности Wбпр определяется как произведение модуля стока q расчетной обеспеченности за соответствующий период времени T на водосборную площадь за вычетом площадей, занятых управляемыми Fуд и неуправляемыми Fнд диффузными источниками загрязнения

Примечание: В гидрологические сезоны, когда диффузные источники не функционируют (зимняя межень), боковая приточность определяется со всей частной водосборной площади.

Объем водоотведения Wсупр определяется суммированием объемов водоотведения по точечным источникам загрязнения (статочетность 2ТП-водхоз) и объемов потенциально управляемых диффузных источников загрязнения, определяемый расчетным путем.

Объемы стока Wвх и Wобоспр устанавливаются: 1) по данным государственного водного реестра; 2) на основании данных мониторинга; 3) по данным гидрологических и водохозяйственных расчетов для соответствующих лимитирующих сезонов и периодов гидрологического года с учетом объемов водопотребления; 4) водохозяйственным балансам.

Для водохозяйственных участков, расположенных в верховьях, или обособленных притоков расчетная формула имеет вид:

для веществ искусственного происхождения

для веществ двойного генезиса:

Для сильно измененных участков, находящихся в экологически неблагополучном состоянии, при определяющей роли сточных вод в общем стоке боковая приточность не учитывается и формула принимает вид:

Примечание: коэффициенты неконсервативности в расчете не учитываются в связи с его зависимостью от температуры воды и скоростного режима, изменяющихся во времени и пространстве.

НДВхим определяется в тоннах за расчетный период времени (т/год, т/сезон и т.д.).

Значение НДВхим, определенное по вышеприведенным формулам, является максимально допустимой массой сброса загрязняющих веществ на участке при соблюдении большей частью времени нормативов качества водных объектов на основной акватории расчетного участка, т.е. НДВхим (макс).

Поскольку соблюдение норматива качества воды по всем показателям в течение всего годового цикла является идеальным вариантом, для практического использования НДВхим (макс) корректируется путем контрольного пересчета по фактическим усредненным концентрациям, определяющим текущую нагрузку (НДВхим*)

Для верховых и обособленных участков расчет НДВхим* ведется по формуле:

Для общего случая формула имеет вид:

Осредненные фактически значения концентраций Cфактр, характеризующие состояние водного объекта или его участка, определяются как

где Cбi - значение концентраций загрязняющего вещества в промежуточном контрольном створе (пункте мониторинга), мг/л;

Li - длина участка водотока, тяготеющая к данному промежуточному контрольному створу (длина между серединами отрезков водотока с двумя смежными пунктами мониторинга), км.

L - общая длина гидрографической сети на расчетном участке, км.

Cфактвх, Cфактобпр - фактические концентрации загрязняющих веществ для входного створа и обособленных притоков, мг/л.

В зависимости от конкретной ситуации и соотношения текущего НДВхим* и максимального расчетного НДВхим (макс) утверждаемый норматив НДВхим определяется следующим образом:

1) Если НДВхим* < НДВхим (макс), то в качестве утверждаемого норматива принимается НДВхим = НДВхим*.

2) Если НДВхим* > НДВхим (макс), т.е. значение Cфакт < Cн, в качестве утверждаемого норматива НДВхим = НДВхим (макс), поскольку норматив не может превышать максимально допустимой массы сброса загрязняющих веществ.

Величина допустимого воздействия по привносу химических веществ зависит от гидрологического и гидрохимического режима водных объектов, а также режима функционирования источников загрязнения, состав и характеристики которых значительно варьируют в течение года. В связи с этим расчет НДВхим рекомендуется вести дифференцированно по основным гидрологическим сезонам. Для основной территории России такими сезонами являются зимняя и летне-осенняя межени, весеннее или весенне-летнее половодье.

При наличии разработанного и утвержденного гидрографа экологического стока расчет ведется на объемы, соответствующие ему; при отсутствии его - на самые неблагоприятные условия в пределах каждого характерного сезона.

В качестве наиболее неблагоприятных условий при указанном выше внутригодовом распределении рекомендуется принимать:

- летне-осеннюю и зимнюю межень года 95% обеспеченности и соответствующие им объемы стока;

- весеннее или весенне-летнее половодье года 50% обеспеченности и соответствующие им объемы стока (принятие данной обеспеченности обусловлено наиболее неблагоприятным соотношением между массой поступающих загрязняющих веществ от точечных и диффузных источников загрязнения и разбавляющей способностью водного объекта для данного сезона).

Объемы стока для сезонов определяются по данным водохозяйственного баланса участка или стандартными гидрологическими расчетами.

Наиболее неблагоприятные условия формирования качественных характеристик отдельных сезонов не совпадают по обеспеченности в пределах конкретного календарного или гидрологического года, поэтому норматив допустимого воздействия в годовом разрезе НДВхимгод определяется для условного года с критическими условиями формирования качества как сумма сезонных значений, рассчитанных по вышеприведенным формулам:

Значения нормативов НДВхимгод для условного года являются теоретической величиной. При управлении водными ресурсами используются данные лет различной обеспеченности, обычно в диапазоне от 50% до 95%. Для перехода от условного года к расчетной обеспеченности применяются сезонные переходные коэффициенты от базового значения НДВхим по сезонам:

Например, норматив НДВхим для года 95% обеспеченности, являющегося в большинстве случаев расчетным по условиям антропогенной нагрузки, определяется следующим образом:

Необходимость определения нормативов НДВхим для лет различной обеспеченности обусловлена необходимостью оперативного управления и контроля за качеством воды в водном объекте, оценкой соблюдения требования по результатам любого календарного года.

В общем для водохозяйственного участка НДВхим выделяются три составные части допустимого приращения, относящиеся:

к управляемым и потенциально управляемым источникам загрязнения (Wсупр),

к неуправляемым источникам загрязнения, включая латентные (Wндиф);

к природной составляющей (Wбпр, Wвх, Wобпр).

По неуправляемым источникам загрязнения водоохранные мероприятия сводятся к постепенному внедрению наилучшей имеющейся практики.

Составная часть НДВхим, учитывающая природную или условно природную составляющую гидрохимического баланса (аэрогенное загрязнение большей части водосборной площади и т.п.), может быть использована для регламентирования воздействия по привносу веществ для видов водопользования без изъятия водных ресурсов (например, маломерные суда, рекреация и т.п.).

За допустимую величину суммарного антропогенного воздействия от видов водопользования, подпадающих под указанные условия, принимается доля от природной составляющей, равная 30% от величины НДВхим для гидрологических сезонов, когда данный вид водопользования (воздействия) имеет место. Установление количественных параметров по отдельным видам воздействия (например, количество маломерных судов, количество отдыхающих на пляже и т.п.) производится делением суммарной допустимой величины на удельное значение привноса конкретного загрязняющего вещества от данного вида воздействия. Удельное значение привноса определяется по справочной литературе или натурными измерениями.

Для водопользователей, имеющих управляемые и потенциально управляемые источники загрязнения, остается часть от общего норматива НДВхим, а именно:

На основании разработанных нормативов допустимых воздействий (НДВ) разрабатываются нормативы допустимых сбросов для выпусков сточных вод, расположенных в пределах водохозяйственного участка. Величины НДС устанавливаются с учетом предельно допустимых концентраций веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. В связи со сложностью реализации расчета НДС для выпусков сточных вод, расположенных в пределах водохозяйственного участка, возможно применение пакетов прикладных программ, обеспечивающих расчеты НДС. В случае отсутствия разработанных НДВ величины НДС рассчитываются для отдельных водопользователей. Установление НДС осуществляется в порядке, предусмотренном Постановлением Правительства Российской Федерации от 23 июля 2007 г. N 469 "О порядке утверждения нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2007, N 31, ст. 4088).

Пример расчета нормативов допустимого воздействия по привносу химических веществ. Расчет выполнен для р. Чусовой в пределах Свердловской области.

Река Чусовая является левобережным притоком р. Камы. Площадь бассейна р. Чусовой в пределах Свердловской области составляет почти 11500 км2. Сток р. Чусовой и ее притоков значительно зарегулирован. С 1978 г. осуществляются межбассейновые переброски из р. Уфы. Начиная с 1945 г. бассейн р. Чусовой стал основным в обеспечении хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения г. Екатеринбурга. Вода реки почти на всем своем протяжении, за исключением участков в районе городов Первоуральска и Билимбая, пригодна для технического водоснабжения.

Промышленность в бассейне р. Чусовой широко представлена предприятиями горнодобывающей отрасли, черной и цветной металлургии, машиностроения, строительной и лесной отраслей. К главной водной артерии привязана деятельность жилищно-коммунального хозяйства населенных пунктов, расположенных в бассейне реки. Добыча полезных ископаемых в течение трех веков, складирование шламов, строительных, твердых бытовых и других видов отходов обусловили наличие большого количества хранилищ этих отходов на территории бассейна.

Всего на р. Чусовой и ее притоках насчитывается более 35 водозаборов из поверхностных водных источников. Основная масса сконцентрирована в верхней трети водосборной площади. Для большинства питьевых водозаборов определены зоны санитарной охраны 1 - 3 поясов. В результате верхняя часть бассейна Чусовой представляет единую зону санитарной охраны поверхностных водных источников. Приоритетный вид использования воды на этих участках - хозяйственно-питьевое водоснабжение.

Сточные воды более чем 30 предприятий после очистки сбрасываются в р. Чусовую и ее притоки. Наиболее напряженная обстановка отмечается на участке р. Чусовой от Волчихинского водохранилища до г. Билимбай.

Анализ структурированной линейной водохозяйственно-гидрографической схемы р. Чусовой, границ природных физико-географических зон позволил выделить в пределах бассейна 12 расчетных водохозяйственных участков, для которых устанавливались нормативы качества воды и средние региональные фоновые концентрации с учетом сезонной дифференциации (рис. 1).

В качестве диффузных источников загрязнения, оказывающих влияние на водный объект, принимались с учетом особенностей хозяйствования в бассейне: селитебные территории с выделением поселков городского типа, села с преимущественно сельскохозяйственным видом производства, включая примыкающие садово-огородные товарищества; сельскохозяйственные угодья; базы отдыха и рекреации; отвалы горнодобывающей промышленности; фермы (молочно-товарные, свиноводческие и др.); осушительные сети и т.д. Диффузные источники загрязнения подразделяются на потенциально управляемые (селитебные территории, отвалы) и неуправляемые (сельхозугодья, сады и т.д.).

Качественные характеристики по указанным категориям диффузных источников принимались по натурным наблюдениям, выполненным в бассейне р. Чусовой, а также на соседних водосборных площадях, осредненные для той или иной категории с разбивкой при необходимости и возможности на талый сток (весна) и дождевой сток (лето - осень).

В расчет принималась площадь указанных объектов, находящаяся в полосе вдоль водного объекта, равная десятикратной ширине водоохранной зоны для указанного водного объекта в соответствии с требованиями по установлению водоохранных зон. Для сельскохозяйственных угодий, садов, ферм, осушительных систем, баз отдыха и отвалов расчетный секундный и часовой расход принимался равным удельному расходу естественной боковой приточности на конкретном участке. Для любого вида источника диффузного загрязнения предполагалось, что общий расход распределяется равномерно вдоль всего контура примыкания источника к водному объекту.

После установления гидрологических характеристик, соответствующих наиболее неблагоприятным условиям формирования качества воды, был выполнен расчет нормативов НДВхим как для отдельных участков, так и для бассейна реки в целом (таблицы Б.1, Б.2). В таблице Б.3 представлен пример расчета норм НДВхим для лет различной обеспеченности.

Рисунок 1. Расположение расчетных водохозяйственно-экологических участков в бассейне р. Чусовой (не приводится)

Анализ сравнения нормативов НДВхим условного года с фактическим привносом массы загрязняющих веществ по р. Чусовой показывает, что уже в настоящее время отмечаются превышения допустимой нагрузки по ряду веществ на участках 2 - 7. В основном это азот нитритный, азот аммонийный, фосфор фосфатов (таблица З.4). Отмечается также превышение по железу, алюминию и хрому 6+. В то же время в низовых участках по большинству ингредиентов имеется большой запас допустимого привноса. Это обусловлено относительно большими объемами стока с территорий, находящихся в состоянии, близком к естественному, и происходящим в результате этого усреднением качественного состава. Поэтому, несмотря на благоприятное состояние водного объекта, для сохранения нормального функционирования сложившейся экологической системы необходимо соблюдение нормативов на всей акватории водного объекта, что подразумевает проведение мероприятий по минимизации поступления загрязняющих веществ от управляемых или потенциально управляемых диффузных источников.

Таблица Б.1
(к Приложению Б)

Сводная таблица объемов воды по участкам для расчета НДВхим (р. Чусовая), млн. м3

Примечание:

1. <*> Объем по притоку принят равным переброске из Ревдинского водохранилища.

2. Учтены потенциально управляемые (пу) диффузные источники загрязнения (селитебные территории).

Таблица Б.2
(к Приложению Б)

Установление нормативов качества воды водного объекта и средних значений регионального фона для веществ двойного генезиса на примере р. Чусовой

Таблица Б.3
(к Приложению, Б)

Расчет нормативов НДВхим для участка N 3 р. Чусовая для лет различной водности, т

Таблица Б.4
(к Приложению Б)

Сравнение фактической массы выноса с НДВхим по участкам (р. Чусовая), т

Приложение В
к Методическим указаниям
по разработке нормативов
допустимого воздействия
на водные объекты

(рекомендуемое)

Определение допустимого количества привносимых микробиологических показателей в условных единицах производится по формуле:

где НДВмикроб - масса сброса в единицах КОЕ, БОЕ и др.;

W - объем сточных и иных вод, содержащих микроорганизмы, тыс. м3/год;

Кд - допустимое содержание микробиологического (паразитологического) показателя в сточных водах (таблица В-1).

Расчет ведется для всех источников возможного микробного загрязнения, указанных в действующих методических документах по организации контроля за обеззараживанием сточных вод.

Таблица В-1

Нормативы качества по микробиологическим параметрам

Примечание.

<*> Для централизованного водоснабжения; при нецентрализованном питьевом водоснабжении вода подлежит обеззараживанию.

Фактический привнос микробиологических показателей определяется по аналогичной формуле. Содержание микроорганизмов принимается либо по результатам микробиологического анализа, осредненным за определенный период, либо используя справочные данные (таблица В-2). Сравнение фактической и нормативной массы поступления биологических веществ позволяет оценить соблюдение или несоблюдение нормативных требований и определить основные источники загрязнения.

Таблица В-2

Интенсивность загрязнения сточных вод по микробиологическим показателям

Приложение Г
к Методическим указаниям
по разработке нормативов
допустимого воздействия
на водные объекты

(рекомендуемое)

Нормативы допустимого воздействия по изъятию водных ресурсов (НДВиз) устанавливаются в виде постоянных величин, начиная от базисного расчетного года определенной обеспеченности, и не должны приводить к изменениям характеристик водного объекта, значительно выходящим за пределы естественных сезонных многолетних колебаний. Они устанавливаются для каждого водного объекта в разных створах и в целом для бассейна с обязательным учетом потребностей в воде водного объекта, замыкающего речной бассейн, необходимой для поддержания состояния его экологической системы, т.е. требования экологических систем должны соблюдаться в комплексе "море - впадающие в него реки". При этом необходимо принимать во внимание категорию водо- и рыбохозяйственного использования, степень антропогенной трансформированности и социально-экономические последствия.

Изъятие воды в крайне маловодные годы, с обеспеченностью стока выше критической величины производится только в объемах, необходимых для обеспечения приоритетных пользователей, - для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения.

Для рек с зарегулированным стоком устанавливается объем экологического попуска (ЭП) и его внутригодовое распределение в целях сохранения условий естественного размножения рыб и других гидробионтов и поддержания гидрологического режима нижнего течения реки и водного объекта, замыкающего ее бассейн, не выходящего за пределы естественных многолетних колебаний. Вода из водохранилища должна подаваться на нижележащий участок реки в соответствии с установленным режимом экологического попуска.

Для рек с незарегулированным стоком определяется экологический сток (ЭС), т.е. экологически безопасный сток в конкретном створе при допустимом объеме безвозвратного изъятия речного стока, обеспечивающий нормальное функционирование экологических систем водных объектов и околоводных экологических систем.

Экологическую ценность имеют все гидрологические фазы, поэтому определение ЭС, ЭП и НДВиз относится ко всему гидрографу речного стока. Однако решающее значение для их определения имеют периоды половодья и паводков, когда в основном осуществляется воспроизводство биоты экологических систем, а также межени, когда создаются лимитирующие условия их функционирования.

Одним из основных условий при нормировании безвозвратного изъятия речного стока и установления экологического стока (попуска) является определение значений гидрологических параметров, характеризующих оптимальные, нормальные и критические условия функционирования экологических систем водных объектов и околоводных экологических систем.

Водные и околоводные системы могут функционировать при эпизодических снижениях объема стока ниже критического, что имеет место и в естественных условиях. Однако систематическое снижение объемов стока при антропогенных воздействиях может привести к деградации и гибели экологических систем. Поэтому установленный НДВиз должен обеспечить сохранение колебаний стока, максимально приближенных к естественным.

При оценке экологически допустимого изъятия стока рек необходимо исходить из основной предпосылки - сохранения экологически безопасного и устойчивого состояния экологической системы водного объекта, когда изменения структурно-функциональной организации происходят в пределах границ толерантности естественной стадии гидрогенеза и не подрывается способность природных комплексов к саморегуляции, самоочищению и самовозобновлению.

Методологической основой нормирования безвозвратного изъятия речного стока и установления экологического стока и экологического попуска является принцип устойчивого функционирования экологических систем водных объектов и околоводных экологических систем и сохранение условий естественного размножения организмов.

В качестве экологических критериев, которые учитываются и используются при разработке норм НДВиз, ЭП, ЭС и оценке степени нарушенности экологических систем, приняты следующие:

- условия естественного размножения ихтиофауны и пойменной растительности;

- уровень биологической продуктивности экологических систем;

- структура сообщества рыб, в том числе соотношение ценных и малоценных видов рыб, темпы их роста;

- видовое разнообразие организмов, смена сообществ животных и растений;

- состояние русла реки и поймы, процессы дельтообразования и др.

В качестве основных параметров при разработке норм ЭС, ЭП, НДВиз используются:

- расход, сток и уровни воды, а также их внутригодовое распределение (гидрограф) в годы различной обеспеченности;

- сроки весеннего половодья и паводков;

- площадь затопления поймы и дельты;

- характеристики водного режима русловых и пойменных нерестилищ (скорость течения, глубина, температура и др.);

- уровенный режим, соленость воды, площади нагула молоди и взрослых особей рыб и др;

- видовой состав, численность и биомасса планктонных и донных организмов, динамика численности популяций рыб, характеристики численности молоди конкретного года рождения ("урожайность" поколения), промысловый возврат (величина вылова рыб одного поколения в течение всего жизненного цикла), запасы и уловы промысловых рыб.

Общий алгоритм расчета. На основе анализа связей гидрологических характеристик основной реки с продуктивностью экологических систем (гомеостатических кривых) или с характеризующими ее косвенными показателями определяются переломные точки в области маловодных лет и соответствующие им расходы (Q_кр) и объемы стока (W_кр), свидетельствующие о критическом состоянии экологических систем.

Определяются исторически минимальные расходы и объемы воды в

самые маловодные годы (Q_ист и W_ист). В качестве исторически минимальных рекомендуется принимать, как правило, расходы и объемы воды 99% обеспеченности.

Сопоставлением критических расходов и объемов воды (Q_кр и W_кр) с исторически минимальными расходами определяется та часть стока, которая может быть изъята из водного объекта без ощутимого ущерба для естественного воспроизводства рыб и других гидробионтов в маловодные годы. Объем допустимого безвозвратного изъятия W_ди за год и отдельные периоды может быть выражен как:

При этом W_ди принимается постоянным для различной водности с объемом стока выше базового.

Сток базового года (W_б), т.е. минимальный сток, начиная с которого можно вести изъятие стока в размере W_ди, равен:

В маловодные годы со стоком ниже W_б допускается изъятие воды только для обеспечения приоритетных водопотребителей (хозяйственно-питьевого водоснабжения); при этом объем изъятия должен быть менее W_ди, т.е. в годы, когда W_кр < W_i(м) < W_б, величина W_ди(м) для расчетного створа будет равна:

где W_i(м) - маловодный год со стоком ниже W_б.

Исходя из установленной НДВиз, рассчитываются экологический сток (W_эс) и экологический попуск (W_эп).

В общем случае:

где W_i - естественный сток в годы различной водности.

Внутригодовое распределение ЭС, ЭП, НДВиз в годы со стоком различной обеспеченности определяется в соответствии с их гидрографом условно-естественного (восстановленного) стока.

Если в отдельные периоды межени расчетное безвозвратное изъятие приводит к регулярному снижению скоростей течения до значений менее 0,2 м/с, обеспеченность W_ист должна быть снижена, и расчет повторен для меньшего значения W_ди до достижения приемлемых скоростей течения в межень.

Если на нижних участках реки не обеспечиваются экологические требования к объему стока, то допустимое безвозвратное изъятие речного стока в вышележащих створах определяется с учетом потребностей в воде нижележащих створов, т.е. часть объема водопотребления на одних участках должна возвращаться в гидрографическую сеть в пределах других ниже расположенных участков реки.

Критические объемы речного стока могут определяться двумя методами:

1. метод на основе анализа связей биологических и гидрологических характеристик состояния экологических систем;

2. метод на основе критических экологических параметров, основанных на использовании косвенных характеристик состояния экологических систем.

Метод анализа связей биологических и гидрологических характеристик состояния экологических систем.

Метод применяется для рек или их участков при наличии многолетних данных по ведущим параметрам гидрологического режима и различным показателям биопродуктивности экологических систем водных объектов и околоводных экологических систем. Он является основным для водных объектов или отдельных их участков, имеющих важное значение для воспроизводства массовых и ценных видов рыб.

Критериями оценки экологически допустимого объема безвозвратного изъятия речного стока служат показатели поколений и динамика численности или промысловый возврат рыб.

Нормативы допустимого экологически безопасного объема безвозвратного изъятия речного стока должны устанавливаться дифференцированно для каждого водного объекта в разных створах. Основой для установления нормативов являются оценки влияния физико-химических и гидрологических характеристик на биопродуктивность экологических систем водных объектов и околоводных экологических систем, выбор наиболее значимых показателей и установление экологически допустимых и критических констант.

На основе многолетних данных устанавливаются эмпирические зависимости между "урожайностью" поколений (численностью) популяций, промысловым возрастом рыб (или других гидробионтов) и характеристиками гидрологического режима (объемы стока, его внутригодовое распределение в годы различной водности и др.) и находится уравнение связи между "урожайностью" поколений рыб (численностью сеголетков) и объемами годового и весенне-летнего стока (или стока за другие, экологически более значимые, периоды воспроизводства рыб).

Строятся теоретические и эмпирические кривые обеспеченности "урожайности" поколений рыб, и по ним определяются показатели (границы) "урожайности". К высокоурожайным относятся поколения с более высокой численностью обеспеченностью менее 25%, к урожайным - 25 - 50% обеспеченности, к среднеурожайным - 50 - 75%, к низкоурожайным - более 75% обеспеченности.

По установленным границам ранжируются многолетние данные по "урожайности" поколений и соответствующему им годовому и весенне-летнему стоку. Рассчитываются средние величины данных показателей.

По полученным средним значениям численности поколений рыб, годового и весенне-летнего стока находится уравнение связи. На основе статистических критериев отбираются линейные и нелинейные уравнения, аппроксимирующие указанные зависимости. На основании полученных зависимостей определяются объемы стока, характеризующие оптимальные, нормальные условия, а также критические (W_кр), при которых естественное воспроизводство популяций рыб минимально.

При расходах и объемах воды ниже критических практически не регистрируется процесс естественного размножения основных водных организмов.

Для рек, впадающих в внутриматериковые водные объекты, находятся уравнения связи между годовым объемом стока реки (или показателем минерализации - соленостью воды, коррелирующей с объемом стока за несколько предшествующих лет) и численностью популяций, промысловым возрастом рыб, и определяется объем речного стока, который не обеспечивает устойчивые условия нагула молоди и половозрелых рыб в замыкающем гидрографическую сеть водном объекте (море, залив, лиман, озеро).

Метод, основанный на регрессионном анализе однофакторных зависимостей линейного и нелинейного видов, может быть дополнен многофакторным регрессионным анализом.

В качестве критической величины речного стока принимается величина, при которой общая численность популяций рыб снижается до уровня 50% среднемноголетней численности. Определение критической величины речного стока производится на основе анализа связи между величиной речного стока и показателем выживаемости молоди рыб, определяющей формирование общей численности популяций.

Метод "критических экологических параметров". Метод критических экологических параметров рекомендуется в случае отсутствия количественных зависимостей различных видов антропогенного воздействия на экологические системы водных объектов при нормировании безвозвратного изъятия речного стока и расчете экологического стока.

Компоненты экологических систем в бассейнах рек определяются в зависимости от экологически значимых элементов гидрологического режима, характеризующих состояние этих систем.

Для водотоков экологически значимый элемент гидрологического режима - скорость воды в потоке;

для дельтовых озер - уровень и соленость воды;

для морей и их частей (лиманов, лагун) - соленость воды.

При нормировании безвозвратного изъятия речного стока и установлении экологического попуска (стока) учитываются также экологические требования к условиям естественного размножения рыб на русловых, пойменных и лиманных нерестилищах.

Экологические требования предполагают обеспечение следующих условий:

- объемов стока, достаточных для прохода рыб к местам нереста в период массового нерестового хода;

- объемов стока, достаточных для затопления необходимых площадей пойменных нерестилищ в требуемые сроки и с соответствующей температурой;

- продолжительности затопления нерестилищ, необходимой для достижения молодью рыб жизнестойких (покатных) стадий;

- объемов стока, гарантирующих скат молоди с пойменных нерестилищ в реку;

- состояние русла реки и поймы, процессы дельтообразования и др.

В качестве показателей состояния используются косвенные характеристики, которые различны для разных водных объектов. В бассейнах рек в зависимости от экологически значимых элементов гидрологического режима выделяются компоненты экологических систем водных объектов, характеризующие их состояние. Выделяются русла рек, устья рек и дельтовые озера (лиманы).

Русла рек. Для русел рек наиболее значимым в экологическом отношении показателем является скорость воды в потоке. Для расчетных створов определяются критические скорости течения, при которых не регистрируется процесс естественного размножения рыб и других водных животных в период половодья и паводков. Для этого привлекаются литературные и справочные материалы.

По данным срочных наблюдений за скоростью (V) и расходами воды (Q) в каждом створе (в интервале критических скоростей) рассчитывается зависимость Q = f(V). Подставив значения скорости течения в формулы, определяют расход, соответствующий критическим гидрологическим условиям воспроизводства (W_кр) в период нерестовых миграций, нереста и ската молоди ценных и массовых рыб.

В экологических требованиях к гидрологическому режиму на нерестилищах осетровых видов рыб оптимальная скорость течения определена в 1,0 - 1,5 м/с, а минимальная (критическая) - 0,5 - 0,6 м/с.

При наличии пойменных нерестилищ по материалам гидрологических наблюдений устанавливаются критические значения водного режима (расход воды и его продолжительность), не обеспечивающие обводнения пойменных нерестилищ. По данным ежедневных расходов воды находится критический объем половодья (W_кр.пол.), при котором отсутствует затопление поймы, а также обеспеченность и величина критического годового стока и его внутригодовое распределение.

Устья рек Критическим гидрологическим условиям соответствуют такие расходы воды, при которых:

а) подошедшие на нерест производители рыб в предустьевой зоне моря теряют ориентацию на сток пресной воды;

б) происходят необратимые процессы в экологической системе дельты (нарушается баланс осадконакопления взвешенных веществ, в результате чего начинается интенсивный процесс формирования предустьевого бара и отчленение водотока и его рукавов от моря).

По данным учетных съемок проводится анализ динамики нерестовой миграции проходных и полупроходных рыб в зависимости от расхода воды (объема стока) в устье. Строится статистическая модель, с помощью которой определяется критический расход воды (объем стока) для захода в устье реки производителей рыб на нерест.

Количественная оценка влияния изъятия стока на гидрографические характеристики различных устьевых водотоков дается по расчетным гидролого-морфологическим зависимостям V = f(Q), b = f(Q), h = f(Q), где V - средняя скорость течения, b - средняя ширина русла, Q - расход воды, и значениям статистических показателей основных гидроморфологических параметров.

Дельтовые озера (лиманы). Критические условия в дельтовых пресноводных озерах (лиманах) складываются при отсутствии стока в море. Подобная ситуация возникает при снижении уровня воды в водоемах до морских отметок (прекращение водообмена между озером и морем). При этом речной сток в дельтовые водоемы расходуется на компенсацию сезонных колебаний уровня воды моря (ДельтаW), испарение и транспирацию (W_исп).

Компенсирующий сток (сток, соответствующий критическим гидрологическим условиям) (W_кр) определяется по формуле:

где H_i - среднемесячный уровень воды моря, м;

F_i - изменение площади озера за счет колебаний уровня воды в озере, м2;

W_исп - объем видимого испарения и транспирации надводной растительности с поверхности водного объекта, млн. м3.

Пример расчета нормативов допустимого воздействия по изъятию водных ресурсов.

Расчет величины допустимого изъятия стока осуществлялся для участков р. Кундрючья ниже плотины Прохоровского водохранилища (по данным СевКавНИИВХ). Все расчеты норм безвозвратного изъятия речного стока выполнены по году 95%-й обеспеченности стока (естественного).

Объем допустимого безвозвратного изъятия W_ДИ за год и отдельные периоды рассчитывается как

В качестве W_кр и W_ист принят сток лет 97% и 99%-й обеспеченности для соответствующих расчетных створов.

Сток базового года расчетной обеспеченности W_б, т.е. минимальный годовой объем, начиная с которого можно вести изъятие стока в размере W_ДИ, определяется как W_б = W_кр + W_ДИ

Объем экологического стока W_ЭС для года 95%-й обеспеченности определяется как

В последнем случае величина ДИ для соответствующего временного интервала года 95%-й обеспеченности определяется по формуле:

где W_95% - естественный сток года 95%-й обеспеченности в соответствующем расчетном створе.

Внутригодовое распределение W_ДИ, W_ДИ(95) и W_ЭС принято согласно гидрографам условно-естественного (восстановленного) стока соответствующей обеспеченности.

В тех случаях, когда на каких-либо водохозяйственных участках в отдельные интервалы времени величина санитарной проточности превышала объем экологического стока, в качестве последнего принимался санитарный расход.

Результаты расчета нормативов НДВиз по допустимому изъятию стока на участках р. Кундрючья ниже Прохоровского водохранилища приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1.
(к приложению Г)

Расчет НДВиз в расчетных створах р. Кундрючья, м3/с

Продолжение таблицы Г.1

Приложение Д
к Методическим указаниям
по разработке нормативов
допустимого воздействия
на водные объекты

Утверждаю
Руководитель Федерального
агентства водных ресурсов
______________/___________
"__" ____________ 200_ г.

Норматив(ы) допустимого воздействия
на ______________________________________________
(наименование водного объекта или
водохозяйственного участка)

1. Водный объект:

2. Норматив(ы) допустимого воздействия на водные объекты:

- По привносу химических и взвешенных минеральных веществ:

- По привносу микроорганизмов:

- По привносу тепла:

- По привносу воды:

- По привносу радиоактивных веществ:

- По изъятию водных ресурсов:

- По использованию акватории под строительство гидротехнических и иных сооружений:

- По добыче полезных ископаемых:

3. Срок действия норматива(ов) допустимого воздействия на водные объекты:

до "__" ____________ 200_ г.