Во многих реках остаётся мало воды для природы после того, как её отводят для производства гидроэлектроэнергии. В условиях изменения климата и утраты биоразнообразия это приводит к серьёзным последствиям.
Исследователи из WSL, UZH и Eawag подготовили междисциплинарный обзор и выявили области, где существуют пробелы в знаниях.
Причины сокращения потока воды
В реках остаётся мало потока из-за антропогенных водозаборов для производства энергии или сельскохозяйственного орошения. Законодательно установленный минимальный поток, известный как экологический поток, предназначен для обеспечения биологической функции рек.
В статье «Restwasser. Die Suche nach der angemessenen Menge» (Environmental flow. The search for the adequate amount) в журнале Aqua & Gas Тобиас Вехслер из Швейцарского федерального института исследований леса, снега и ландшафта (WSL) описывает, почему определение адекватных экологических потоков так сложно.
«Экологический поток означает сокращение производства гидроэлектроэнергии, но сохранение минимального уровня существования для водной экологии», — объясняет гидролог.
Ситуация в Швейцарии
С 1975 года конституция Швейцарии требует, чтобы «адекватные экологические потоки» сохранялись после производства гидроэлектроэнергии. Однако, «когда положения об экологических потоках были закреплены в Законе об охране водных ресурсов в 1991 году, возобладал подход, который привёл к снижению минимальных экологических потоков по сравнению с рекомендациями экологических исследований», — пишут авторы в своём отчёте.
Тридцать лет спустя экология наших водных объектов не в лучшем состоянии. Водные организмы представлены в большом количестве в швейцарских красных списках исчезающих видов: 65% рыб и круглоротых и 47% беспозвоночных.
Сокращение объёмов воды может замедлить скорость потока, способствовать росту водорослей и вызвать большие колебания температуры воды — условия, которые непригодны для специализированных видов.
Однако даже организмы, живущие в засушливых местах обитания в прибрежной зоне, например, на берегах рек, страдают от этого, например, виды стрекоз и прибрежных растений, а также птицы, такие как малая кольчатая ржанка.
«Речные организмы могут справиться с такими нарушениями, как высокий или низкий уровень воды, но не с очень малым количеством экологического потока или ежедневными колебаниями, такими как те, что вызваны производством гидроэлектроэнергии», — говорит эколог WSL Сабина Финк.
Она изучает экологическое воздействие гидропикинга — быстрых колебаний потока, вызванных работой гидроэлектростанций. Части рек почти пересыхают, а внезапные всплески размывают русло и прорезают в нём глубокие каналы. Это имеет последствия для организмов, живущих в прибрежных зонах и на островах.
«В альпийских реках мы наблюдаем за последние 10 лет, что состав видов изменился и теперь соответствует тому, который встречается в классических засушливых местах обитания», — отмечает она.
Влияние климатических изменений
Становится всё более очевидным, что изменение климата также необходимо учитывать. Оно влияет на речные потоки и оказывает прямое влияние на управление водными ресурсами, а также на биоразнообразие в реках. В то же время существует политическая воля к расширению производства гидроэлектроэнергии.
«Эти изменения поднимают вопрос о том, что представляет собой адекватное количество экологического потока», — подчёркивает Вехслер. Это связано с тем, что потребности природы и другие виды использования воды, такие как охлаждение или ирригация, также растут.
«Экологический поток и колебания потока от отдельных электростанций влияют на выживание видов и мест обитания в целых водосборных бассейнах», — говорит эколог Финк, — «поэтому необходимы решения для целых речных систем».
Дальнейшие шаги
Вехслер видит их, в частности, в разработке концессий на право водопользования. Право на использование воды, общественного блага, в настоящее время предоставляется на срок до 80 лет и позволяет мало возможностей для корректировок в течение срока действия концессии.
«Адаптивное управление может помочь лучше реагировать на такие изменения, как изменение климата или гидропикинг, не теряя при этом уверенности в планировании», — говорит Вехслер.
Для лучшего согласования различных требований, предъявляемых к рекам, необходимы прозрачные данные. В настоящее время нет независимых данных о влиянии требований к экологическому потоку на производство гидроэлектроэнергии. Однако, «в прошлом это влияние было переоценено», — пишут авторы исследования в Aqua & Gas.
Учёные, такие как эколог Финк и гидролог Вехслер, стремятся выявить взаимосвязи и сообщить о них, чтобы их можно было включить в устойчивое управление водными ресурсами.
Для гидроэлектростанций, которым были предоставлены концессии до 1992 года, требования к экологическому потоку (статьи 31–33 GSchG) вступают в силу только после нового предоставления концессий. Это привело к длительным срокам: поскольку концессии часто предоставлялись на максимально допустимый срок в 80 лет, в некоторых местах может пройти почти век между включением адекватных экологических потоков в конституцию (1975), вступлением в силу закона об охране водных ресурсов «GSchG» (1992) и фактической реализацией.
Предоставлено Швейцарским федеральным институтом исследований леса, снега и ландшафта.