1. Введение

Искусственные водоемы, представленные преимущественно прудами различного генезиса, выступают ключевым фактором антропогенной трансформации локального гидрологического режима, перераспределения речного стока и локального обводнения территорий [1]. В условиях современного климатического тренда и интенсификации хозяйственной деятельности комплексный мониторинг пространственной структуры гидрографической сети и инвентаризация фонда малых водоемов приобретают особую научно-практическую значимость. Бассейн реки Тойма в этом контексте представляет собой репрезентативный объект, являясь наиболее крупной и многоводной артерией правобережья Камы на участке от нижнего бьефа Нижнекамского водохранилища до устья Вятки. Высокий гидрологический статус Тойма сохраняет благодаря значительной площади водосборной площади [2]. Экологическая ценность данной речной системы также закреплена нормативно-правовым статусом памятника природы регионального значения, включенного в перечень особо охраняемых природных территорий [3]. Несмотря на природоохранные ограничения, за последние десятилетия гидрографическая сеть бассейна испытала глубокие структурные изменения.

Многолетняя динамика выразилась в увеличении суммарной протяженности водотоков более чем на триста километров и росте числа притоков всех порядков, что привело к усложнению иерархической структуры сети и обособлению новых звеньев. Трансформация затронула и коренную сеть притоков первого порядка, где при сокращении общего числа исторических водотоков зафиксировано существенное увеличение длины сохранившихся русел. Параллельно с естественными процессами происходило антропогенное регулирование стока, охватившее к настоящему времени менее половины водотоков бассейна. Сформировавшийся фонд искусственных водоемов, рассредоточенный по территориям Удмуртской Республики и Республики Татарстан, оказывает непосредственное влияние на степень дополнительной обводненности территории, величина которой определяется не столько численным обилием объектов, сколько их морфометрическими параметрами.

Целью настоящего исследования является комплексная оценка пространственного распределения искусственных водоемов в бассейне реки Тойма и определение их суммарных морфометрических характеристик с учетом административно-территориальных границ. Для достижения поставленной цели решены задачи по верификации актуального пространственного положения водных объектов, расчету площадей их водного зеркала и сопоставлению полученных параметров в разрезе конкретных муниципальных районов и субъектов Российской Федерации.

2. Методы и принципы исследования

Методика исследования базируется на сопряженном анализе ретроспективных картографических фондов, архивных данных гидрологической изученности за семидесятилетний период и современных материалах дистанционного зондирования Земли высокого пространственного разрешения. Инвентаризация искусственных водоемов и морфометрический анализ гидрографической сети выполнялись в среде современных геоинформационных систем посредством последовательной векторизации и пространственной привязки объектов к границам водосборного бассейна реки Тойма в пределах Республики Татарстан и Удмуртской Республики.

В качестве базового инструмента для определения точного географического положения 283 прудов и расчета площади их водного зеркала использовался метод сплошного визуального дешифрирования единого актуального мозаичного космического снимка. Кадастровый и административный учет объектов реализован путем наложения векторных контуров водного зеркала на цифровую карту муниципально-территориального деления регионов с последующей статистической группировкой данных. Оцифровка площади водного зеркала прудов по единому разновременному космическому снимку без учета погрешности внутригодовых и межгодовых колебаний уровня воды является научно обоснованным допущением, продиктованным спецификой масштаба и целей исследования.

Региональная оценка общего фонда искусственных водоемов на площади крупного речного бассейна ориентирована на выявление пространственных закономерностей, макроморфологических параметров и общей структуры обводнения территорий, а не на фиксацию краткосрочной динамики уровенного режима отдельных объектов. Локальные сезонные изменения площадей малых прудов, вызванные весенним половодьем или летней меженью, нивелируются за счет использования снимков, полученных в вегетационный период, когда береговая линия большинства водоемов стабилизируется. Возникающая при однократной фиксации погрешность пренебрежительно мала в масштабах суммарных показателей бассейна и не способна исказить общую картину пространственной неравномерности распределения водных ресурсов между регионами и муниципальными районами.

3. Основные результаты

Пруды являются существенным дополнением к речному стоку, регулируя его режим и помогая дополнительной обводнённости территории района [4]. Создание прудов в условиях водного дефицита в летнюю межень является одним из главных мероприятий по увеличению обводнённости территории. Согласно многочисленным литературным источникам, пруд — это искусственный водоём небольшого размера, образуемый с помощью создания преграды течению водного потока в долинах небольших рек, ручьёв, балок, логов или оврагов с достаточной крутизной берегов, со слабым уклоном и устойчивым к размыву ложем дна. Если отсутствуют удобные естественные понижения, то для устройства пруда выкапывают специальные углубления (копани) неглубокие, до 3–5 м, котлованы, не имеющие природного истока и питающиеся талыми и дождевыми водами, а также через насосную установку местного водопровода или из другого водоёма [2]. Основой проведённой инвентаризации данных искусственных водных объектов послужили натурные исследования в совокупности с работами по визуальному дешифрированию архивных космических снимков высокого разрешения Google Earth Pro, позволившие точно определить как географическое местоположение прудов, так и их морфометрические характеристики, включая площадь водного зеркала.

Тойма, водосбор которой представляет собой ступенчатую волнистую равнину, расчленённую долинами её притоков, а также оврагами и балками, является правым притоком р. Кама, впадающим в неё на расстоянии 45,7 км от устья [5]. Современная длина реки составляет 128.0 км (в пределах РТ 72,4 км), что позволяет отнести её к категории «средние реки». Река принимает 40 притоков I-го порядка (из них правых 21), длиной 0,4–38,3 км, причём протяжённость 10 из них превышает 10 км. Несмотря на почти одинаковое количество правых и левых притоков I-го порядка, правые длиннее и полноводнее, наиболее крупные рр. Возжайка (38,3 км), Юрашка (38,1 км), Каринка (32,0 км) и Калтымак (26,5 км), относящиеся к категории «малые реки» [1]. Протяжённость левых никогда не превышала 14 км. При этом, наличие притоков протяжённостью менее 5 км отмечено в бассейнах всех 40 притоков I-го порядка, а в бассейнах 22 из них все реки имеют такую длину. Такая картина наблюдается, например, в верхнем течении реки.

На водосборе Тоймы, протекающей по трём районам Удмуртской Республики (Можгинский, Алнашский и Граховский) и двум муниципальным районам (м.р.) Республики Татарстан (Менделеевский и Елабужский) находится большое количество водопользователей, как промышленных, так и сельскохозяйственных [6]. В бассейне р. Тойма, наряду с двумя крупными городами в среднем течении (Менделеевск, Менделеевский м.р. РТ; 22371 чел.) и нижнем (Елабуга, Елабужский м.р. РТ; 74451 чел.), среди остальных сёл и деревень выделяется с. Алнаши (5964 чел.) административный центр Алнашского района Удмуртии, расположенный у слияния рр. Тойма и Алнашка. На территорию Республики Татарстан приходится 45.5% бассейна Тоймы, при общей площади водосбора 1446,3 км2.

Капитальные пруды строятся в бассейне с 1983 года, всего в настоящее время их насчитывается 283, суммарной площадью водного зеркала 357,84 га (с учетом прудов на балках, копаней, отстойников), что охватывает 21 бассейн притоков 1-го порядка из 40. Площадь водного зеркала вариирует в пределах 0,01 га (отстойники, р. Тойма, г. Менделеевск) 45,17 га (самый крупный Алнашский пруд на р. Тойма; с. Алнаши Алнашского района Удмуртской Республики). Пруды построены как на самой р. Тойма, так и в бассейнах 21 её притока I-го порядка. В данной работе все реки имеют двойную нумерацию. Рядом с порядковым номером притока в скобках вписан номер водотока, который он имел в издании 2003 г. [5]. Если в программе Google Планета Земля отмечен новый приток, которого не было в справочнике 2003 г., то рядом с его порядковым номером в скобках стоит тире (табл. 1).

В табл. 2 пруды бассейна р. Тоймы ранжированы по площади водного зеркала, согласно одной из классификаций В.М. Мишона по морфометрическим характеристикам, позволившей распределить пруды Центрального Черноземья по четырём группам: малые (до 2 га), средние (от 2 до 10 га), большие (от 10 до 50 га) и очень большие (более 50 га) [6].

Больше всего крупных прудов (10–50 га) построено на рр. Возжайка и Тойма.

Площадь водного зеркала 217 прудов (76,7% от общей их численности в бассейне) не превышает 1 га. [6]

Пруды имеют и рекреационное значение: построено два пруда в парке «Ушковские острова» г. Менделеевск, расположенном на берегах реки Тоймы и её старицы в окружении разрозненных участков химзавода им. Л.Я. Карпова. На берегу реки Тоймы в Елабуге находится самая живописная достопримечательность города туристическо-рекреационная зона Шишкинские пруды. Река протекает по красивейшему ландшафту хвойных и широколиственных лесов. В нижнем течении Тоймы расположен Национальный парк «Нижняя Кама», в г. Елабуга имеются исторические памятники природы «Чертово городище», «дом музей И.И. Шишкина», воспевшего красоту данного уголка республики [7].

По территории двух республик пруды распределились следующим образом (табл. 3).

Несмотря на то, что больше всего прудов расположено на территории Алнашского района Удмуртии (40% всех прудов бассейна Тоймы), большинство их них являются отстойниками, а также построенными на балке и имеют малую площадь водного зеркала.

Площадь водного зеркала 65% русловых прудов данного района не превышает 1 га, суммарно занимая всего 25,56 га. Наиболее крупные пруды района (11,23–45,17 га), «большие» по классификации В.М. Мишона [6], построены на р. Тойма.

Граховскому району принадлежит прудов в 2 раза меньше, однако, и здесь сохраняется та же тенденция площадь водного зеркала 71% прудов менее 1 га (суммарно 9,83 га).

В Менделеевском м.р. РТ преобладают пруды-отстойники предприятий, в том числе, г. Менделеевска. На их фоне заметно выделяются лишь два русловых пруда: «большой» (11,95 га) на р. Юрашка, южнее д. Тагаево и «средний» (8,61 га) на р. Кокшанка у с. Новый Кокшан, построенный как источник технической воды для нужд Кокшанского завода, основанного в 1850 году Капитоном Ушковым.

Площадь водного зеркала русловых прудов Елабужского м.р. РТ не превышает 5,02 га. Из 32 прудов лишь два относятся к категории «средние» (5,02 и 3,57 га, соответственно), размеры остальных вариируют в пределах 0,03–0,83 га.

Три пруда расположены на границе Граховского района Удмуртии и Менделеевского м.р. Татарстана.

Наглядное распределение русловых прудов бассейна р. Тойма, распределённых по трём группам согласно классификации В.М. Мишона [6], представлено на рис. 1, где прослеживается асимметричный характер долины Тоймы, с более пологими и длинными правыми склонами. Более зарегулированы бассейны правых притоков I-го порядка (15 бассейнов; 182,63 га), в то время как пруды в 5 бассейнах левых притоков занимают всего 27,07 га.

Общая численность всех притоков р. Тойма составляет 290, из них 38,5% зарегулировано. Русловые пруды расположены как на самой Тойме, так и на 111 её притоках всех порядков. И даже на одном притоке V-го (где построено 5 маленьких прудов: 0,06–0,18 га). Больше всего русловых прудов на притоках II-го порядка (табл. 4).

4. Заключение

По результатам последних исследований, суммарная величина гидрографической сети бассейна Тоймы выросла за последние 66 лет на 321 км, а количество притоков всех порядков увеличилось на 121, причём к 2025 году появились притоки V порядка. Из 35 старых притоков I-го порядка за 70 лет сохранилось 27, однако, длина их увеличилась в 1,2 – 2 раза. В целом, наблюдается тенденция к увеличению протяжённости притоков

[8].

Из общего количества водотоков в настоящее время зарегулировано менее 50%. Фонд искусственных водоёмов

в бассейне Тоймы составляет 283 пруда (78 из них построены на балках, либо являются отстойниками). Распределены пруды по площади водосбора неравномерно: 169 (265,42 га) из них на территории Удмуртии и 114 (92,42 га) на территории Татарстана; по количеству и суммарной площади водного зеркала лидирует Алнашский район Удмуртии (113 прудов и 200,52 га, соответственно). На степень дополнительной обводнённости территории м.р. влияет не столько численность прудов, сколько их размеры.

Постановлением Совета министров Татарской АССР № 25 от 10 января 1978 г. (Постановление КМ РТ от 29 декабря 2005 г. № 644) [9] Река Тойма признана памятником природы регионального значения и включена в перечень особо охраняемых природных территорий РТ [10].

The additional file for this article can be found as follows: