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 значимых в экологическом отношении показателей 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 (Дельта W), испарение и транспирацию (W_исп.).

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

W = Дельта W + W = [(H - H ) x F + W ] +

кр исп хп I I испI

+ [(H - H ) х F + W ] + [(H - H ) х F + W ]; (5)

I II II испII i-1 i i испi

где H - среднемесячный уровень воды моря, м;

i

F - изменение площади озера за счет колебаний уровня воды в озере,

i

м2;

W - объем видимого испарения и транспирации надводной

исп

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

W = W - W . (6)

ди кр ист

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

W = W - W , если W - W > W ; (7)

эс 95% ди 95% ди кр

W = W , если W - W <= W . (8)

эс кр 95% ди кр

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