В третьем национальном сообщении по изменению климата указывается, что повышение температуры воздуха в Узбекистане будет продолжаться в соответствии с уже наблюдаемыми трендами и к 2030-м годам составит 1,0-1,4оС. При общем потеплении климата в будущем увеличивается вероятность интенсивных «волн жары» и сохраняется вероятность волн холода.
Какой прогноз дают наблюдения и исследования водных стоков в Узбекистане? Этот и ряд других актуальных вопросов мы задали ведущему эксперту и исследователю Ташкентского института инженеров ирригации
и механизации сельского хозяйства – Наталье Валентиновне Мягковой.
На основании анализа данных многолетних исследований проведена оценка степени потепления в различных областях республики и его возможных последствий для формирования водного стока. Сделан вывод о возможном росте минерализации речных вод в зоне потребления стока. Расскажите подробнее на чём основаны такие прогнозы?
- « Узбекистан относится к уязвимым странам в отношении изменения климата. Повышение среднегодовых температур воздуха в Узбекистане происходит на фоне высокой естественной изменчивости, которая обуславливает значительные межгодовые колебания. Наиболее значительные повышения среднегодовых температур воздуха отмечены на метеостанциях Ташкент и Фергана (1,80С и 1,60С соответственно). В среднем по Узбекистану темпы повышения температуры воздуха составляют 0,270С за 10 лет.
Анализ динамики годовых сумм осадков, осредненных по различным районам Узбекистана, за период 1950-2017 годы показывает тенденции к уменьшению. Наиболее выраженные тенденции уменьшения сумм осадков отмечены на южных равнинах Узбекистана и пустынях Бухарской и Кашкадарьинская областей.
Годовые суммы осадков в зоне формирования стока бассейна Сырдарьи во времени и по сценариям выбросов парниковых газов меняются незначительно, в бассейне Амударьи возможно сокращение осадков на 13% при реализации экстремального сценария выбросов парниковых газов. В целом по всем сценариям отмечается тенденция к понижению уровня увлажнения в регионе.
Для водных ресурсов Узбекистана огромное значение имеет горное оледенение водосборного бассейна Аральского моря. Темпы сокращения оледенения варьируют по территории и по временным периодам от 0,1 до 1,65% в год. Оценка будущего спроса на воду показала, что уже в настоящее время запросы воды для орошения и экологических целей не удовлетворяются. Дефицит водных ресурсов значительно возрастет в условиях изменения климата.
К 2040 году даже при увеличении стока рек бассейнов Амударьи и Сырдарьи, общий дефицит воды для орошения в Узбекистане, может составить 8,0%, при неизменном стоке – 15,4%, при сокращении стока дефицит водных ресурсов может достигать 33,5%».
Какие районы Узбекистана будут наиболее уязвимыми?
- «Как указывается в национальном сообщении по изменению климата, в связи с возможным сокращением вегетационного стока и увеличением водопотребления во всех секторах экономики в результате изменения климата и за счет интенсивного роста населения в Узбекистане значительно возрастают риски формирования экстремального маловодья и засухи, особенно в нижнем течении рек бассейна Амударьи (Республика Каракалпакстан, Хорезмская и Бухарская области). Наиболее уязвимыми окажутся также районы, водообеспечение которых зависит от стока малых рек. Риски атмосферной засухи рассматривались в отношении пахотных земель, лугов и пастбищ. Согласно умеренному сценарию выбросов парниковых газов (WRE750), доля площадей лугов и пастбищ, подверженных высокому риску атмосферной засухи (40 и более дней в году с дефицитом влажности воздуха более 50 гПа), может достигнуть 28%, а доля пахотных земель с высоким риском засухи – 35%».
А в чём особенности водных ресурсов Узбекистана?
- «Водные ресурсы Узбекистана определяются поверхностным стоком рек Сырдарьи и Амударьи (55%), стоком малых рек (33%), подземных вод (около 10%), коллекторно-дренажного стока (2%). Всего на территории Узбекистана насчитывается более 17 тыс. естественных водотоков, большая часть которых представлена реками длиной менее 10 км. В маловодные годы русла многих малых рек пересыхают.
Сток рек Амударьи и Сырдарьи формируются на территории Таджикистана и Кыргызстана. На водосборных площадях бассейнов Сырдарьи средний многолетний сток составляет 38 км3, из них 10% формируется на территории Узбекистана, реки Амударьи – 79 км3, и 8% из них формируется в Узбекистане.
Сток р. Амударьи зарегулирован водохранилищами. Комплекс ирригационной системы включает большое число каналов, насосных станций, коллекторов, ирригационных сбросов. К крупным каналам относятся Каракумский канал, Каршинский магистральный канал с каскадом из 6 насосных станций и Аму-Бухарский канал.
Сток р. Сырдарьи зарегулирован крупными водохранилищами: Кайраккумское в Таджикистане (проектный объем 3,4 км3), Шардаринское в Казахстане (проектный объем 5,2 км3). Кроме того, на одной из составляющих – р. Нарын находится крупнейшее Токтогульское водохранилище, полная емкость которого составляет 19,5 км³, полезная – 14 км³. С 1993 г. был изменен режим использования Токтогульского водохранилища с ирригационного режима на энергетический, что соответственно повлияло на внутригодовое распределение стока, и пик половодья стал приходиться на осенне-зимние месяцы, что приводит к дефициту воды в вегетационный период.
В горной зоне качество вод по общей минерализации является высоким (от 60 до 400 мг/л). Специфические загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, фенолы, природные углеводороды, присутствуют в пределах фоновых значений. В равнинной области, в зоне потребления речного стока, и устьевых участков рек поверхностные воды имеют повышенную минерализацию (от 1070 до 2500 мг/л), а в зоне влияния промышленно-городских агломераций характеризуются повышенным содержанием нитритного азота, органических веществ и тяжелых металлов».
Узбекистан наращивает производительность сельского хозяйства за счёт увеличения орошаемых земель. Каковы последствия и перспективы для нас?
- «С развитием орошаемого земледелия и отводом коллекторно-дренажного стока за пределы орошаемых массивов, по периферии зон орошения стали образовываться водоемы в естественных понижениях рельефа, которые выделены в отдельный тип – ирригационно-сбросовые озера (ИСО). Общий объем возвратных вод от различных водопотребителей и водопользователей колеблется в пределах 28-33 км3/год. В бассейне Аральского моря суммарный объем ИСО уже превышает объем всех водохранилищ. К наиболее крупным относятся Саракамыш, Денгизкуль, Судочье в бассейне р. Амударьи и Айдар-Арнасайская система озер в среднем течении р. Сырдарьи. Располагаясь на пути сезонных миграций водоплавающих птиц, ирригационно-сбросовые озера являются их местом отдыха и кормежки. Так, в Рамсарский список охраняемых водно-болотных угодий включены озеро Денгизкуль и Айдар-Арнасайская система озер.
Водохранилища Узбекистана осуществляют сезонное регулирование стока и подразделяются по виду эксплуатационных водных ресурсов на водохранилища ирригационного и комплексного назначения. Водохранилища комплексного назначения используются для решения ирригационных, энергетических и рыбохозяйственных задач.
Как показывают исследования, климатические изменения, происходящие в настоящее время, оказывают негативное воздействие на социально-экономическое развитие. Высокую уязвимость Узбекистана к изменению климата подтверждает оценка Всемирного банка, основанная на комплексном индексе, учитывающем три показателя:
- подверженность воздействию, которая характеризует степень изменения климата;
- чувствительность к изменению климата, которая учитывает факторы, усиливающие воздействие климатических изменений, и включает в себя: наличие водных ресурсов на душу населения, экономические показатели, состояние инфраструктуры, степень загрязнения окружающей среды;
- долговременные изменения температуры воздуха и осадков. Повышение среднегодовых температур воздуха в Узбекистане происходит на фоне высокой естественной изменчивости, которая обуславливает значительные межгодовые колебания. Темпы потепления превышают средние темпы, наблюдаемые в глобальном масштабе».
Вы сопоставляли результаты наблюдений за много лет. Каковы тенденции в изменении климата, основанные на данных метеостанций?
- «Немного сложный язык терминов, но я постараюсь объяснить понятнее. Тенденции к потеплению проявляются по всем станциям, имеющим длительные ряды наблюдений. Наиболее значительные повышения среднегодовых температур воздуха отмечены на метеостанциях Ташкент и Фергана, для которых разница двадцатилетних средних значений (1900-1919 гг. и 1994-2013 гг.) составила 1,8 и 1,6оС, соответственно. Эти изменения являются статистически значимыми (отношение трендового приращения к стандартному отклонению Тr/σ>1,5).
На юге Узбекистана тенденции к потеплению слабее, а на станции Джизак имеют место наиболее низкие темпы, связанные с масштабным орошением Голодной степи. Среднегодовые температуры воздуха. На большинстве станций Узбекистана повышение среднегодовых температур воздуха с 1950 г. является статистически значимым, тренд потепления почти в 2 раза превысил естественную изменчивость. Наибольшие темпы потепления отмечаются на севере республики и в больших городах (0,30-0,43оС за 10 лет), наименьшие – в горной зоне (0,10-0,14оС за 10 лет).
Умеренные темпы потепления отмечаются в районах, где в рассматриваемый период времени создавались орошаемые массивы. В среднем по Узбекистану темпы потепления составили 0,27оС за 10 лет.
Фактически доступные для использования водные ресурсы полностью определяются водностью рек бассейнов Амударьи и Сырдарьи в конкретном году. Существует ряд международных соглашений и документов, касающихся распределения и управления водами трансграничных рек между странами.
Объем водных ресурсов, которыми может располагать Узбекистан соответственно межгосударственному вододелению, определен в размере 59,2 км3по году 90% обеспеченности. Как отмечено выше, фактический водозабор из поверхностных водотоков зависит от доступности водных ресурсов, т.е. от водности года. Помимо поверхностных вод больших и малых рек, нужды водопотребителей покрываются за счет эксплуатационных запасов подземных вод и повторного использования коллекторно-дренажного стока.
В современных условиях в распоряжении Узбекистана находится в среднем 11,5 км3поверхностного стока внутренних рек, 42,0 км3 трансграничных рек и 9,43 км3возвратных и подземных вод. В связи с дефицитом водных ресурсов с 1993 года в стране принято лимитированное (ограниченное) водопользование всех потребителей, которое устанавливается по принципу равной водообеспеченности и приоритетности обеспечения водой.
В общем объеме водопотребления доля ирригации в среднем за период 1996-2017 гг. составила 86%, доля энергетики – 8%, доля питьевого и коммунального водоснабжения – около 4%. Ирригационное потребление напрямую зависит от водности текущего года. Наблюдается некоторая тенденция снижения ирригационного потребления в результате увеличения площадей под зерновыми и их сокращения под техническими культурами, в том числе и под такими влагоемкими как хлопчатник, а также активного внедрения водосберегающих технологий. В современных условиях для орошения порядка 4,2 млн. га земель забирается в среднем 48,17 млрд. м3воды.
Происходящие климатические изменения (рост температур воздуха, сокращение горного оледенения и сезонного снежного покрова, уменьшение количества атмосферных осадков, повышение изменчивости климатических характеристик) негативно влияют на режим формирования и количество водных ресурсов в регионе. Возможное сокращение стока рек и интенсивный рост численности населения в нашей стране может увеличить потребности в воде и создать трудности для сохранения баланса между спросом и доступными водными ресурсами».
Понятно, что необходимо сокращать затраты воды в земледелии. Но без воды просто невозможно в наших условиях заниматься сельским хозяйством. Будут ли меняться нормы по затрате воды и сама вода?
- «Прогнозируемое изменение климата может оказать существенное воздействие на развитие и устойчивость сельскохозяйственного производства, базирующегося на орошаемом земледелии. Согласно обновленным климатическим сценариям, ожидаемое повышение температур воздуха в аридной зоне обусловит рост испарения с сельскохозяйственных полей и повышенные требования на воду для ирригации. Возможное сокращение водных ресурсов приведет к возникновению ряда проблем, связанных с удовлетворением спроса на воду сельскохозяйственного сектора и населения, приобретая особую остроту в маловодные годы.
Потребности в орошении сельскохозяйственных культур в условиях изменения климата оценены на основе расчетов эвапотранспирации с учетом почвенных свойств и биологических особенностей сельскохозяйственных культур. Изменения величины оросительных норм по агроклиматическим зонам будут зависеть от особенностей географического положения и ожидаемых климатических условий. Согласно расчетам, оросительные нормы для большинства культур (хлопчатника, люцерны, овощей, древесных насаждений) увеличатся к 2030 г. на 5,8-7,3%, к 2050 г. – на 9,7-15,0%.
Современная ситуация в зоне интенсивного потребления стока характеризуется высокой степенью зарегулирования речного стока, засолением и загрязнением вод и ландшафтов. В многолетнем аспекте в изменении количественных характеристик химических ингредиентов в речных водах этой зоны просматриваются как положительные, так и отрицательные тренды. В последние 15-20 лет новые орошаемые территории практически не осваиваются и нет существенного роста стока КДВ, соответственно отсутствует повсеместный выраженный рост минерализации речных вод при сохранении ее повышенного уровня в нижнем течении основных рек. Изменение значений минерализации в последние годы в основном связаны с климатическими факторами, а именно с многолетними колебаниями водного стока.
На водотоках в их нижнем течении хорошо выражена обратно пропорциональная зависимость между минерализацией и расходами воды: коэффициент корреляции (r) среднегодовых значений варьирует в пределах 0,68-0,83. При этом в маловодные годы (1986, 1989, 1997, 2000, 2001, 2011 гг.) в ЗИПС среднегодовые значения минерализации в замыкающих участках рек могут возрастать по сравнению со среднемноголетними значениями в 1,1-1,6 раза, а в отдельные месяцы – в 2-5 раз. Это свидетельствует о том, что потепление климата может привести к снижению качества воды в реках. В условиях прогрессирующей аридизации климата и сохранения неизменной ситуации в управлении поверхностным стоком, вероятно, следует ожидать роста минерализации речных вод в зоне потребления стока.
Таким образом, изменение климата приводит к росту антропогенной нагрузки на водные ресурсы Узбекистана, что неизбежно приводит к повышению риска экологических проблем, особенно в части сокращения водных ресурсов как по качеству, так и по количеству».
Публикация подготовлена в рамках проекта Регионального экологического центра
Центральной Азии «Программа по адаптации к изменению климата и смягчению его
последствий в бассейне Аральского моря» (#CAMP4ASB), финансируемого
Всемирным банком.
Беседовала
Наталья Шивалдова.
