ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ БАССЕЙНОВ КАЗАХСТАНА

Мустафаев К.Ж.

Кандидат экономических наук,  ТОО «НТО Гидротехника и мелиорация», г.Тараз, Казахстан

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ БАССЕЙНОВ КАЗАХСТАНА

Аннотация

Для  расчета индекса экологической емкости водохозяйственных бассейнов Казахстана осуществлен выбор системы интегральных критериев  и на основе их определена  степень антропогенной нагрузки природной системы региона.

Ключевые слова: экология, емкость, оценка, бассейн, метод, методология, критерий, система, природа.

Mustafaev K.Zh.

PhD in Economics, LLP «NТO Hydraulic Engineering and Reclamation», Taraz, Kazakhstan

ECOLOGICAL CAPACITY OF RIVER BASINS OF KAZAKHSTAN

Abstract

To calculate the index of ecological capacity of water basins of Kazakhstan implemented integrated system selection criteria and determined on the basis of their degree of anthropogenic load of the natural systems of the region.

Keywords: ecology, capacity assessment, pool technique, methodology, criteria, system, nature.

Актуальность. Одним из важнейших путей обеспечения устойчивого развития Республики Казахстан должны стать водосбережение, снижение водоемкости производства. В настоящее время высокая водоемкость экономики предопределяет возникновения ряда региональных  проблем, в связи с истощением и некоторого загрязнения природных водных ресурсов, низкой эффективностью их использования в агропромышленном комплексе страны.

В качестве показателя водоемкости экономики используется емкость водных объектов (ЕВО), то есть  показатель определяющих уровень максимального развития сельского хозяйства, промышленности, городов и населения, которые должны быть обеспечены водными ресурсами в данном водохозяйственном бассейне при определенных экономических и технологических обстоятельствах без нарушения экологической системы [1].

Цель исследования  комплексная оценка емкость водных объектов водохозяйственных бассейнов Республики Казахстан для определения уровень максимального развития при определенных экономических и техногенных условиях без нарушения геоэкологической системы.

Объекты исследования. Водные ресурсы Республики Казахстан, которые можно условно разделить на восемь водохозяйственных бассейнов: Арало-Сырдаринский, Балхаш-Алакольский, Ертисский, Жайык-Каспийский, Есильский, Нура-Сарысуский, Шу-Таласский и Тобол-Тургайский.

Водохозяйственные балансы речных бассейнов позволяют оценить приходную часть, складывающуюся из поступления объемов воды с сопредельных территорий и формирующихся на территории Казахстана, расходную часть - потери на испарение и фильтрацию, санитарные и природоохранные попуски, а также оценить располагаемые для нужды отраслей экономики водные ресурсы бассейна (таблица 1).

Таблица 1 - Водохозяйственный баланс речных бассейнов Казахстана (км³) [1]

Как видно из таблицы 19, 42.276 км³ воды поступают с сопредельных территорий и 57.87 км³ воды формируются в пределах бассейна, что характеризует зависимость водообеспеченности Казахстана межгосударственных отношений государствами Центральной Азии.

Методика исследования. Для комплексной оценки емкости водных объектов Республики Казахстан можно использовать принципы теории систем, то есть их необходимо рассматривать как сложную систему, включающую в себя четыре подсистемы - общество, экономику, экологию и водные ресурсы. На основе синтеза статистики и теоретического анализа определены показатели оценки емкости водных объектов и их подсистем (таблица 2), то есть для этого использованы параметры или индикаторы оценки изменений свойства природной системы  [2], параметры оценка устойчивости природных комплексов в бассейне [3-7] и система показателей емкости водных объектов [8].

Таблица 2 - Система показателей емкости водохозяйственных объектов [9]

Стандартизация информационных материалов осуществлялась через индексацию статистических материалов и преобразование их в безразмерные величины [8]:

где  - первоначальная значения показателей емкости водных объектов, а  -стандартизированная величина показателей  емкости водных объектов.

Для определения региональной емкости водных объектов Лю Цзяцзюнь, Дун Сочэн, Мао Цилян [8] предлагают следующее уравнение:  ,  где CW - итоговый комплексный показатель региональной емкости водных объектов; и  - индексы региональной экономической и демографической нагрузок на водные ресурсы; CCI - емкость комплексной системы региональных водных объектов; CHI - интегральный индекс для комплексной системы региональных водных ресурсов;  α, β - неопределенные «весы», а «вес»  приравнивается к  .

Уравнение для расчета индекса региональной экономической нагрузки на водные ресурсы ()  определяется по формуле [8]:

,

где  - величина максимально допустимой нагрузки на региональные водные ресурсы;  - минимальное количество воды, в котором нуждается региональная социально-экономическая система;  - максимальное количество имеющихся в регионе водных ресурсов;  -  внутренний валовой продукт (ВВП) при потреблении воды в объеме ;  - фактический валовой внутренний продукт.

Уравнение для расчета индекса региональной демографической нагрузки на водные ресурсы [8]:

,

где  - численность населения, которая возможна в регионе при условии, что все годные к применению водные ресурсы используется в производстве, то есть максимальная численность населения, которая может быть обеспечена водными ресурсами в конкретном регионе;  -  самый низкий ВВП на душу населения всех провинций;  - численность населения.

Уравнение для расчета индекса нагрузки для комплексной системы региональных водных объектов  [10]:

,

где  -  нагрузка, которую фактически имеет вся система водных объектов;  - нагрузка, которую может выдержать система водных объектов.

Лю Цзяцзюньом, Дун Сочэном, Мао Циляном [8] выбраны показатели для вычисления индекса нагрузки С₁, которую может допустить система водных ресурсов, а также для социальной системы С₂, экономической системы С₃ и экосистемы С₄. В целях устойчивого развития общества и экономики необходимо, чтобы совокупная нагрузка на водные ресурсы не превышала допустимую нагрузку, то есть .

При расчете  «вес» каждого показателя комплексной системы был определен на основе энтропийного подхода - путем фиксации значения «веса» на основные реальные состояния общества, экономики, экологии и водных ресурсов, то есть объективно [8].

Для интегральной системы экономики, общества, экологии и водных ресурсов степень упорядоченности для подсистемы водных ресурсов, экологии и экономики определена как , что является средним многолетним годовым значением для каждого региона. В итоге уравнение интегрального индекса принимает следующий вид в конкретный момент времени эволюционного процесса для очень сложной системы [8]:

Значения нормативов итогового комплексного показателя региональных емкостей водных объектов приведены в таблице 3 [8].

Таблица 3 - Нормативы комплексного показателя региональных емкостей водных объектов

Результаты исследования и обсуждение. В качестве исходных данных для модели комплексной оценки емкости водных объектов Республики Казахстан взята соответствующая стандартизированная статистика за 2007 год восьми водохозяйственных бассейнов и 14 областей. Результаты демонстративных расчетов приведены в таблице 3, которые показывают пространственные закономерности дифференциации этих характеристик.

Таблица 3 - Оценка емкости водных объектов водохозяйственных бассейнов Республики Казахстан

Индекс региональной экономической нагрузки на водные ресурсы () показывает, что чем больше его значения, тем больше нагрузки экономического развития несет регион. Как показано в таблице 3,  отмечено во всех водохозяйственных бассейнах Казахстана, то есть имеется большой потенциал для поддержки регионального и республиканского экономического развития. С другой стороны, это свидетельствует о том, что во всех водохозяйственных бассейнах Казахстана водные ресурсы недостаточно эффективно использовались.

Индекс региональной демографической нагрузки на водные  ресурсы () показывает, если их величина , то есть наблюдается  большая численность населения и нехватки воды и к  ним относится Жайык-Каспийский водохозяйственный бассейн, которые могут обеспечиваться региональными водными ресурсами.  Индекс  от 0.30 до 0.70 характерен  для Есельского водохозяйственного бассейна, где водные ресурсы обеспечивают существующую численность населения. В остальных водохозяйственных бассейнах Казахстана , это указывает на то, что региональные водные ресурсы могут полностью обеспечить относительно невысокую численность населения.

Индекс комплексной системы региональных водных ресурсов характеризует нагрузку, которую несет объединенная система общества, экономики, экосистемы и региональных водных ресурсов. Как видно из таблицы 3, индекс   зарегистрован на Арало-Сырдарьинском, Нура-Сарысуском и  Шу-Таласском водохозяйственных бассейнах, которые указывают на то, что региональные водные ресурсы не несут никакой существенной экономической и социальной нагрузки.  от 2.0 до 4.0 отмечен Жайык-Каспийский водохозяйственный бассейн, где нагрузки на водные ресурсы относительно велики. характерен  для Балхаш-Алакольского, Ертисского, Есильского  и Тобол-Тургайского водохозяйственных бассейнов, где совместная экономическая и социальная нагрузка слишком велика для местных водных ресурсов этих территорий.

Интегральный индекс для общей системы общества, экономики, экосистемы и региональных водных ресурсов показывают, что чем больше , тем лучше организована эта система, то есть водные ресурсы используются более эффективно. Если , тогда такие регионы, куда относятся Балхаш-Алакольский, Ертисский, Жайык-Каспийский, Есильский и Тобол-Тургайский бассейны не были согласованы с наличием водных ресурсов.  от 0.25 до 0.35 относятся Арало-Сырдарьинский, Нура-Сарысуский и Шу-Таласский водохозяйственные бассейны, это показывает, что интегральный индекс использования водных ресурсов не препятствует росту экономики.

Комплексный индекс емкости водных объектов показывает, если , то  регионы с обильными водными ресурсами, куда относятся все  водохозяйственные бассейны Казахстана.

Выводы. Таким образом, на основе многокритериальной оценки выявлены основные факторы, которые влияют на водные ресурсы и определены уровни их использования для каждого водохозяйственного бассейна Республики Казахстан в настоящем и будущем. Как показали расчеты, в водохозяйственных бассейнах Казахстана размещение населения и разный уровень экономики не соответствуют  пространственно-временному распределению водных ресурсов. Расширение источников воды и сокращение ее расходования является  единственным способом увеличения пределов емкости водных объектов и допустимой нагрузки на водные ресурсы.

Литература

1. Водные ресурсы Казахстана в новым тысячелетии (обзор).- Алматы, 2004.- 132 с.
2. Мустафаев Ж. С., Мустафаев К. Ж., Ешмаханов М. К. Проблемы гидроэкологии: количественная оценка состояния и устойчивости ландшафта.- Тараз, 2010.- 135 с.
3. Заурбек А.К., Мустафаев Ж.С., Заурбекова Ж.А, Мустафаев К.Ж. К количественной оценке устойчивости природных комплексов в бассейнах рек // Наука и образования Южного Казахстана. - 2000.-№11(18).-С.60-64.
4. Мустафаев К.Ж., Ешмаханов М.К. Моделирование экологической устойчивости природной системы // Вестник ТарГУ им. М.Х. Дулати / Природопользование и проблемы антропосферы, Тараз, 2001, №4(4). С. 89-94.
5. Мустафаев Ж.С., Мустафаев К.Ж. К вопросу моделирования устойчивости природной системы //Сборник научных трудов КазНИИВХ // Научные исследования в мелиорации и водном хозяйстве. – Тараз: НЦ «Аква», 2002. – том 39.- выпуска 2.- С. 104-110.
6. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т., Ешмаханов М.К., Мустафаев К.Ж. Математико-географическое моделирование устойчивости природной системы / Методологические и экологи-ческие принципы мелиорации сельскохозяйственных земель. - Тараз, 2004. - С. 273-286.
7. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т., Ешмаханов М.К., Мустафаев К.Ж. Математико-географическое моделирование устойчивости природной системы /Поиск, 2004. - №4. - С.126-133.
8. Лю Цзяцзюнь, Дун Сочэн, Мао Цилян. Комплексная оценка емкости водных объектов Китая // География и природные ресурсы.- 2012.- №1. - С. 138-145.
9. Мустафаев Ж.С. Методологические основы экологической оценки еикости природных систем.- Тараз, 2014.-316 с.
10. Мустафаев К.Ж. Методологические основы нормирования природопользования и природообустройства // Водное хозяйство Казахстана, 2012. № 4-5 (42-43). - С.33-39.

References        

1. Water resources of Kazakhstan in the new millennium (review) .- Almaty, 2004.- 132 p.
2. Mustafayev J. C., J. K. Mustafayev, Eshmahanov MK Hydro problems: a quantitative assessment of the state and sustainability landshafta.- Taraz, 2010.- 135 p.
3. Zaurbek AK JS Mustafayev, Zaurbekov ZH.A Mustafayev KJ To quantify the sustainability of natural systems in river basins // Science and Education of South Kazakhstan. - 2000.-№11 (18) .- S.60-64.
4. Mustafayev KJ, Eshmahanov MK Modeling sustainability of natural systems // Herald TarSU them. MH Dulati / Nature and problems anthroposphere, Taraz, 2001, №4 (4). S. 89-94.
5. Mustafayev ZS, Mustafayev KJ On the issue of modeling the stability of natural systems // Collection of scientific works KazNIIVH // Research in land reclamation and water management. - Taraz: NC «Aqua», 2002. - is 39.- release 2.- pp 104-110.
6. Mustafayev JS, Kozykeeva AT, Eshmahanov MK Mustafayev KJ Mathematics and geographic modeling mustache-stability of natural systems / methodological and environmentalists-cal principles reclamation of agricultural land. - Taraz, 2004. - S. 273-286.
7. Mustafayev JS, Kozykeeva AT, Eshmahanov MK Mustafayev KJ Mathematical modeling and geographical stability of natural systems / search, 2004. - №4. - S.126-133.
8. Liu Tszyatszyun, Sochen Dong Mao Qiliang. Comprehensive assessment of the capacity of water bodies in China // Geography and natural resursy.- 2012.- №1. - S. 138-145.
9. Mustafayev JS Methodological basis of the environmental assessment eikosti natural sistem.- Taraz, 2014.-316 with.
10. Mustafayev KJ Methodological basis of the valuation of natural resources and environmental engineering // Water management in Kazakhstan, 2012. № 4-5 (42-43). - S.33-39.