Почему нужно охранять реки: что мы теряем, регулируя реки?

Самое простое регулирование основывается на выпрямлении русла, что часто связано с его сужением и строением.

В результате река преодолевает тот же перепад возвышенностей, но на более коротком отрезке, и вода течет еще быстрее, врезается в землю, опускает дно и дополнительно дренирует (стягивает) грунтовые воды. Все эти процессы ускоряют отток воды с водосборных бассейнов, значительно увеличивая риск затопления территорий ниже по течению.

Особенно опасным в этом контексте является регулирование горных потоков и рек, что в совокупности с уничтожением лесов, в основе которого лежит замена на одновидовые, хвойные культуры с небольшой водозадерживающей способностью, резко увеличивает угрозу паводков в котловинах и низинах. 

В то же время быстрый отвод воды осушает водосборники, увеличивая вокруг урегулированного отрезка вероятность наступления засухи, что мы все чаще наблюдаем.

Сопутствующее регулированию биотопное и биологическое разорение рек непосредственно затрагивает рыб, ограничивая их базу пропитания. Многие виды рыб имеют определенные «требования» к месту обитания, которые изменяются в ходе онтогенеза (т.е. на протяжении жизни) и потому исчезновение части мест обитаний может существенным образом ограничить появление рыбы. Это касается как ценных видов проходных рыб, так и местных популяций.

Выпрямление рек снижает темп смешения и обогащения воды кислородом, ограничивает растворение загрязнений и, как говорилось выше, уменьшает биотопное и биологическое разнообразие.

Это ослабляет ключевые элементы, обуславливающие  ее самоочищение. Чтобы качество и стоимость очищения воды для нужд человека на отрезке ниже  регулируемого не подверглись изменению, регулирование требует пересмотра водосточной системы выше произведенных изменений русла.

Необходимо значительное улучшение эффективности очищения стоков, а также ограничение слива биогенных веществ с полей.

Этой последней цели можно достичь, ограничив использование удобрения или создав эффективные зоны, «вылавливающие» загрязнения, сливающиеся с водосборного бассейна. Это могут быть пойменные леса, топи, прибрежные заросли камыша или, наконец, искусственные биохимические барьеры, деактивирующие биогенные вещества, другими словами, связывающие фосфаты и преобразующие нитраты в газообразный, уходящий в атмосферу азот, используя процесс денитрификации.

Регулирование ограничивает либо просто ликвидирует пойменные территории, уничтожая зависимую от периодического подтопления экосистему речной долины.

Пропадают характерные и ценные биотопы, погибает разнообразный мозаичный ландшафт долины. Исчезают те организмы, которые ранее являлись неотделимым элементом нашего жизненного пространства. Удобрение используемых в долине почв становится необходимостью или требует интенсификации.

Ограничение функционирования экологического коридора может иметь, однако, гораздо большее значение, выходящее за пределы регулируемого района, даже всей площади водосборника или страны.

Это может затронуть все организмы, использующие его для перемещения, включая мигрирующих животных, заселяющих отдаленные территории. Главным образом, речь о регулировании крупных низинных рек, таких как Висла. Уничтожение созданного ею экологического коридора может нарушить дальние миграции птиц, влияя на их появление на территориях от Северной Европы до Африки.

Регулирование, связанное с укреплением берегов искусственными материалами, уничтожает естественность ландшафта и уменьшает его позитивное влияние на наше самочувствие.

И это становится все более заметным аспектом проблемы.

Чистка

Одним из обязательств по управлению водными ресурсами, установленным законодательством, является их содержание в соответствующем состоянии.

В Европейском союзе это означает, согласно Водной рамочной директиве, заботу о рациональном использовании и улучшении либо сохранении их надлежащего экологического состояния.

В Польше, главным образом в случае малых рек, на практике дело обычно сводится к поддержанию «соответствующего» потока, ограничивающего подтопление лугов и возделываемых территорий. Эффектом является так называемая чистка, то есть удаление с верхней части русла нескольких десятков сантиметров слоя наносного ила со всеми содержащимися в нем организмами (рыбами, миногами, беспозвоночными), что, как правило, означает их медленную смерть на берегу.

Часть этих животных относится к редким и охраняемым видам.

Чистка приводит также к удалению из русла растительности и других природных элементов, обуславливающих правильное функционирование речной экосистемы и эффективное предоставление экосистемных услуг.

Даже мертвые пни деревьев, упавших в речное русло, играют важную роль, увеличивая нерегулярность потока и создавая специфические микроместа обитания, необходимые для функционирования популяций многих видов рыб. Стоимость предпринятых действий часто значительно превышает стоимость защищаемых почв и не имеет элементарного экономического обоснования.

Удаление осадка увеличивает темп оттока воды с водосборников, и ее влияние на экосистему похоже на регулирование, часто, впрочем, используемое под видом работ по сохранению русла. Следует отметить, что удаление осадка сопровождается сильной ресуспензией (перемешиванием) и сплавом ниже по течению, что может привести к нарушению функционирования очередного отрезка реки.

Водохранилища

Строительство водохранилищ является формой регулирования рек, которая сильнее всего вмешивается  в экосистему.

Де факто река перестает существовать и превращается в проточное озеро.

Согласно моделям, учитывающим восприимчивость озер к разрушению, водохранилище является наиболее уязвимым из-за значительного поступления, вместе с впадающей в него рекой, минеральных и органических форм биогенных веществ.

Способность к самоочищению озера в сравнении с рекой практически нулевая. Единственная очистительная функция такого бассейна – эффективное депонирование речной взвеси, создающей быстро прирастающий осадок – такое озеро функционирует как сточный отстойник.

Речной осадок богат органическим материалом и различными веществами, включая токсичные, которые эффективно впитываются в речной ил.

Органический материал осадка водохранилищ распадается, как правило, в анаэробных условиях, что сопровождается выделением редуцированных газов, например, токсического сероводорода и аммиака, а также более небезопасного, чем углекислый газ, тепличного газа-метана.

Его суточный выброс достигает в некоторых водоемах до нескольких литров на квадратный метр. Осадок является одной из наибольших технических проблем водохранилищ, главным образом низинных, в которых за пару лет они могут заполнить практически весь объем бассейна. Его успешное удаление и утилизация – это дорогостоящее мероприятие, а часто, учитывая темп отложений, невозможное. Отложения осадка со временем уменьшают возможность реализации водохранилищем запланированных на этапе его проектирования функций.

В связи с исчезновением возможности самоочищения из-за постройки водохранилища, проблема реорганизации водосточной системы становится острее, чем в случае других вмешательств.

Впрочем, в законодательстве, выделяющим  виды загрязнений, которые можно сливать в озера, проблема отражена гораздо более обширно, чем в случае рек.

Таким образом, существуют правовые предписания, согласно которым реконструкция инфраструктуры сточных вод (касающаяся и канализации ливневых вод), а также строительство новых очистительных сооружений, рассматриваются как одни из важнейших элементов в строительстве водохранилищ, находящихся под угрозой притока сточных вод.

Вода, вытекающая из водохранилища – это уже не речная вода, а озерная. А это значит, что она скуднее на взвесь, которая осталась в водохранилище и поэтому обладает большей кинетической энергией и сильнее пробивает дно реки. Феномену эрозии дна способствует также неравномерный поток, обусловленный функциями водохранилища. Дно реки опускается еще быстрее. Для примера, дно реки, выходящей из Влоцлавекского водохранилища, опустилось после строительства дамбы более чем на 10 метров. Это приводит к сильнейшему дренажу грунтовых вод и повышенному осушению долины вниз по течению. Сильная эрозия нарушает натуральные процессы, включая и те, что связаны с самоочищением.

Разница между речной водой и водой, выходящей из искусственного озера, не ограничивается только количеством взвеси. Её химический состав, физические свойства (например, температура) и находящиеся в ней организмы характерны для озера, а не для реки, и значит, полностью не соответствуют экологическому контексту, влияя на функционирование экосистемы.

Это нарушает так называемый речной континуум (ang. river continuum), который обеспечивает эффект своеобразной преемственности рек во времени и пространстве, влияющей на условия, определяющие потоки в конкретном месте.

Концепцию «речного континуума» часто ошибочно отождествляют с понятием «проходимость» реки, прерывание которой делает невозможным миграцию организмов вдоль русла. И это очередная проблема, связанная с регулированием рек, которая касается как позвоночных, так и беспозвоночных организмов. Для многих из них миграция является необходимостью для завершения жизненного цикла и сохранения популяции. С точки зрения хозяйствования человека, наиболее значимой видится невозможность прохода рыб, живущим в двух средах обитания. Как показывает мировой опыт, эффективное восстановление  популяции проходных рыб невозможно в реках, перекрытых дамбами, даже при условии оснащения их полунатуральными или техническими рыбоходами, специальными окнами  или другим оборудованием, облегчающим миграцию через плотины. Число рыб, преодолевающих такие конструкции, слишком мало для того, чтобы поддержать численность возрождаемой популяции на уровне, необходимом для  ее стабильного существования. Это особенно актуально, когда мы имеем дело с каскадными водохранилищами и аккумулирующимся негативным эффектом последующих водных ступеней.

Различаются также технические параметры проходов, дающих возможность рыбам переплывать вверх или вниз по реке.

Часто наблюдается отсутствие возможности миграции через дамбу в сторону моря молодых особей анадромных рыб или идущих на нерест катадромных рыб (например, угря). Это достаточно быстро приводит к исчезновению целых популяций.

Одной из главных причин вымирания популяции европейского угря является массовая смерть особей этого вида в турбинах водных электростанций.

Сама дамба – не единственная преграда для мигрирующих рыб. Во время своих «путешествий» рыба руководствуется течением, плывя там, где оно сильнее. В водохранилище течение часто вообще не чувствуется, что приводит к замешательству рыб и может сорвать их дальнейшее перемещение вверх либо вниз по реке.

Водохранилище, несмотря на оборудование его рыбопроходами, является для многих рыб непреодолимым барьером. Это отчетливо видно в размещенных в Интернете американских отчетах относительно анадромных популяций рыб в каскадных реках. Осознание влияния водохранилищ на ходовых рыб уже привело в США к нескольким показательным устранениям дамб.

В Польше на протяжении нескольких лет огромное количество средств выделяется на восстановление балтийско-висляной (Висла) популяции проходных рыб, таких как осётр, лосось, сырть, которые могут быть полностью потеряны из-за существования Влоцлавекского водохранилища и планов по строению каскадов на Висле. Превращение реки в искусственный водоем связано со значительным разорением биотопов. Вместо целого спектра ценных биотопов речной долины мы получаем сильно эвтрофированое (перенасыщенное) озеро. Вместо сложной трофической сети редких видов, часто получаем значительное перенаселение нескольких видов, как правило, связанное с высокопроизводительными или даже деградированными местами обитания.

Один из наиболее распостраненных мифов о функционировании водохранилищ касается их многофункциональности. Согласно многим проектам, водохранилище одновременно выполняет противопаводковую, водозадерживающую, транспортную, энергетическую, рекреационную функции и так далее.

Проблема в том, что для каждой их вышеуказанных задач необходим свой специфический режим спуска воды, из-за чего они являются взаимоисключающими.

Эффективный противопаводковый бассейн, если он не принимает поводковые воды, должен быть пустым (полный водоем имеет нулевую ценность для противопаводковых мероприятий). Транспорт и туризм требуют, в свою очередь, достаточно высокого уровня воды на постоянной основе, а энергетика – спуск воды в периоды наибольшей потребности в энергии.

Наконец, на практике водохранилище часто провоцирует нарушение так называемых ненарушаемых процессов, а именно, при спуске в реку меньшего количества воды, чем того требует гарантированное функционирование экосистемы. Потеря воды в водоеме в результате сильного испарения с его теплых поверхностных слоев не является важнейшей проблемой. Большую проблему представляет сброс воды электростанциями. В период меньшей потребности в энергии вода собирается в водоеме,для использования в более рентабельный период. Поэтому часто она спускается в очень небольших количествах или, в крайних случаях, не спускается совсем. В результате река периодически высыхает, а вся сложная экосистема замирает.

Значительной угрозой является также то, что каждое поднятие вод в водоеме облегчает потребление воды даже при очень низких уровнях воды в реке.

В нормальных условиях низкий уровень воды в реке делает технически невозможным ее эффективное потребление в больших количествах. Нагромождение воды в искусственном водоеме исключает эту проблему и делает возможным полное осушение реки. Исключительное значение это имеет в вопросе предотвращения тенденций сезонного потребления энергии. Из-за повсеместного пользования установок кондиционирования воздуха, наибольшее количество энергии потребляется в теплые периоды, связанные в последнее время с гидрологической засухой.

Это вызывает беспокойство, учитывая то, что около 70%  потребления воды в Польше  непосредственно или опосредованно связано с производством энергии.

С практической точки зрения, без изменения структуры получения энергии и отхода от исключительно водно-угольной энергетики, реки не смогут предоставить возможность потребления достаточного количества воды. Необходима ренатуризация рек со всеми водосборными бассейнами или дамбами, провоцирующими их дальнейшую быструю деградацию.

Так что же делать?

Ответ звучит следующим образом: чем меньше, тем лучше.

Чем меньше мы вмешиваемся в речную систему, тем парадоксально больше пользы мы получаем и находимся в большей безопасности. Тенденции кардинально меняются, и вместо регулирования, восстанавливаются некогда уничтоженные реки, перестраиваются их пойменные территории, разрушаются плотины. Поводковую безопасность, охрану от засухи и широкую палитру других экосистемных услуг, предоставляемых реками, лучше всего гарантируют естественные, богатые лиственные и смешанные горные леса, нерегулируемые горные потоки, извивающиеся в широких долинах низинных рек.

Следует прекратить застройку пойменных территорий, которые в долгосрочной перспективе не удастся защитить от паводка.

Там, где необходимо, можно строить широко расставленные дамбы, не мешающие миграции речного русла, сухие бассейны и пойменные польдеры, точечные конструкции по защите дорог и зданий. Жёсткое регулирование можно использовать в городах, хоть там, возможно, есть и другой подход к рекам. Современная техника даёт возможность защитить извивающееся русло от подмывания берегов и миграции приближенным к природному способом, создать прочные и безопасные городские пойменные территории, представляющие привлекательные рекреационные территории при низких и средних уровнях реки.

Все это, совместно с ренатурализацией города, созданием зеленых стен и крыш, может сделать жизнь горожан намного приятнее, привнося в городское пространство влагу, приятный температурный режим и природное пространство, способствующее хорошему самочувствию и здоровью.

---

заглавное фото @Ольга Каскевич

Перепечатка материалов Багны возможна только с письменного разрешения редакции

Публикация финансируется Шведским агентством по международному развитию и сотрудничеству «Сида». Сида не обязательно разделяет мнение, выраженное в этом материале. Ответственность за его содержание целиком возлагается на ОО «Багна»