Расширение курортов в Сочинском районе связано с увеличением нагрузки на уникальные водные экосистемы региона. Активное освоение территорий, расположенных в долинах горных рек, связано с деградацией водных экосистем. Исследования в области идентификации факторов негативного влияния на водные экосистемы, приобретают особую важность для устойчивого развития Сочинского региона в условиях активного расширения новых горнолыжных курортов «Роза Хутор», «Красная поляна», «Газпром».

Цель исследования

Целью данной работы является идентификация факторов негативного влияния на водные экосистемы для совершенствования механизмов управления природопользованием в регионах рекреационно-туристской специализации на примере р. Мзымты.

Материалы и методы исследования

Основным материалом, послужившим основой для исследования, являются результаты геоэкологических работ Северо-Кавказского геоэкологического центра (СК ГЭЦ) ГУП «Кубаньгеология», которые проводились под непосредственным руководством автора в 2000–2005 гг. Кроме того, в 2019 г. автором проведено рекогносцировочное обследование района долины р. Мзымты. В 2019–2020 гг. были обобщены и проанализированы все доступные материалы в сфере мониторинга окружающей среды Сочинского региона [1–3]. Изложенный в статье материал анализирует основные факторы негативного воздействия на водные экосистемы на примере долины р. Мзымты за 17-летний период, с 2002 по 2019 г.

Результаты исследования и их обсуждение

За последнее десятилетие в Сочинском регионе наблюдалось масштабное строительство объектов инфраструктуры для проведения зимней олимпиады 2014 г. и трех новых горнолыжных курортов. Наиболее интенсивному техногенному воздействию подверглась территория Адлерского района г. Сочи. Все новые объекты располагались в долине р. Мзымты и ее притоков. Река Мзымта – самая крупная река Сочинского региона, длиной 89,7 км и площадью водосбора 885 км2 [4]..Основными притоками являются р. Ачипсе и ее приток Лаура; Пслух, Чвижепсе и Кепша. Изменение в рельефе от пологого к более крутому наблюдается на границе сланцевых пород и вулканогенных образований. Даечные тела диабазовых порфиритов, диабазов и порфиритов в толще глинистых сланцев образуют крутые ступенчатые склоны речных долин. Особенно хорошо эти элементы рельефа наблюдаются по бортам р. Мзымты. Крутизна склонов колеблется от 25 до 60–65 °. Там, где уклон доходит до 25–30 °, сохраняется сплошной слой делювия, достигающий местами 5–10 м мощности. Аккумулятивный рельеф развит по долинам рек Ачипсе, Бешенка, Пслух и Мзымта. Здесь широко развиты моренные, флювиогляциальные и современные аллювиальные отложения. На склонах повсеместно развиты пролювиально-делювиальные отложения, достигающие 16 м мощности. Широкомасштабное строительство в долине р. Мзымты может спровоцировать нарушение сложившегося динамического равновесия и привести к активизации опасных геологических процессов и загрязнению водных экосистем. Рассмотрим более подробно основные факторы, которые могут влиять на устойчивое развитие Сочинского региона в условиях активного расширения новых горнолыжных курортов «Роза Хутор», «Красная поляна» и «Газпром».

Геологические процессы. Современные геологические процессы носят дифференцированный характер, причем активность их зависит в основном от направленности неотектонических движений той или иной структуры. Наложение движений продольных и поперечных морфологических структур создает узлы повышенной тектонической активности, к которым приурочены основные очаги землетрясений в исследуемом регионе.

Большую активность и опасность в исследуемом регионе представляют экзогенные геологические процессы (ЭГП): абразия; эрозия, затопления, сели, оползни, карст, осыпи и обвалы.

Эрозионные процессы постоянных водотоков активизируют другие типы процессов (обвальных, осыпных, оползневых, боковой эрозии и пр.). Донная эрозия водотоков наиболее развита в горной части района. Геоэкологическое значение эрозии в районе весьма значительно. Анализ изменчивости пораженности береговой эрозией выявил незначительное развитие береговой эрозии в высокогорной зоне, где энергия водотоков преимущественно направлена на углубление дна. Река Мзымта характеризуется в целом невысоким меандрированием и подверженностью берегов эрозионным размывам. Лишь в низовьях р. Мзымты пораженность достигает 40–50 %, боковой эрозии здесь подвержена высокая пойма и I надпойменная терраса. Последняя характеризуется интенсивным хозяйственным освоением, что наносит ущерб водной экосистеме, чему способствуют и другие техногенные процессы, особенно выборка руслового материала.

За счет эрозии временных водотоков на склонах, сложенных рыхлыми осадками, развиваются мелкие промоины и овраги. Пораженность эрозией временных водотоков возрастает в основном с высотой гор. Техногенная нагрузка стимулирует эрозию временных водотоков. Чаще всего это происходит при вырубках леса, прохождении просек на горных склонах, перевыпасе скота, прокладке дорог и троп, складировании отходов и строительных грунтов, оставлении незасыпанных карьеров и т.д.

В долине р. Мзымты существуют периодически затапливаемые при паводках участки. Негативное воздействие заключается в том, что строительство объектов в береговой зоне, забор руслового материала и зарегулирование рек уменьшает сечение русла, что может привести к чрезвычайным ситуациям.

В горной части района за последние годы наблюдается увеличение оползневой и селевой активности, что вызвано вырубкой леса, уничтожением растительного покрова и активизацией эрозионных процессов на склоне [5]. Оползневые процессы способствуют не только образованию селей, но и приводят к образованию кратковременных запруд. Оползни и сели деформируют участки автомобильных и железных дорог, разрушают сооружения, а также участвуют в переносе и расширении загрязнения окружающей среды, в первую очередь водных экосистем.

Осыпи и обвалы характерны преимущественно для крутых склонов, сложенных легко выветривающимися горными породами. Значительная активизация обвально-осыпных процессов, за исследуемый период, произошла в результате строительства тоннелей и совмещенной автомобильной и железной автодороги на Красную поляну, где располагаются новые горнолыжные курорты.

Геохимическое загрязнение. В исследуемом районе выделены участки повышенного содержания химических элементов в основных компонентах геологической среды (почво-грунтах, донных осадках, водах), обусловленные как особенностями геологического строения района, так и воздействием техногенных факторов. Эти участки интерпретируются как локальные геохимические аномалии (ЛГА) природного или техногенного характера. ЛГА по своему генезису условно разделяются на природные и техногенные. Природные ЛГА обусловлены особенностями геологического строения региона. Техногенные ЛГА обусловлены различными видами техногенеза. Основные виды техногенеза будут рассмотрены в статье далее.

Повышенные фоновые содержания химических элементов в почвах высоко- и среднегорных ландшафтов вызваны интенсивно протекающими здесь геологическими процессами, приводящими к выветриванию коренных пород и накапливанию тяжелых металлов и других химических элементов в почвах и донных осадках водотоков.

С геоэкологических позиций новые горнолыжные курорты, расположенные на левом борту долины р. Мзымты, приурочены к зоне распространения ЛГА токсичных элементов, включая радиоактивные – ртути, свинца, меди, цинка, марганца, хрома и др. Геологической средой здесь являются в основном верхнеплейстоценовые отложения, в верхних частях склонов, голоценовые – в средних и нижних частях склонов. Литологически это щебнистые коллювиальные, галечниково-глыбовые моренные, реже делювиальные отложения с суглинистым и глинистым наполнителем, перекрывающие коренные породы – преимущественно аргиллиты с прослоями алевролитов. Там, где мощность четвертичных отложений менее 3 м, при строительстве вскрываются коренные породы. В зависимости от уклонов рельефа, при строительстве автодорог склоны подрезаются на 3–5 м, что вызывает активизацию обвально-осыпных и оползневых процессов. В результате их развития происходит дальнейшее вскрытие геологического разреза вверх по склону с обнажением горных пород. Таким образом, источником воздействия на водные экосистемы служит та часть геологической среды, которая вовлекается в миграцию в процессе строительства.

Повышенные содержания ртути, связанные с наличием небольших месторождений и проявлений киновари в этом регионе, могут представлять потенциальную опасность при дальнейшем расширении горнолыжных курортов в долине р. Мзымты. Эколого-геохимическая специфика воздействия строительства новых объектов и расширения инфраструктуры горнолыжных курортов в исследуемом районе заключается в том, что в процесс активизации включаются не только опасные экзогенные геологические процессы (оползни, сели, осыпи, эрозия и др.), но и токсичные элементы (ртуть, кадмий, свинец и др.), сосредоточенные в коренных породах и продуктах выветривания горных пород.

Проведенный анализ показал, что поверхностные воды в р. Мзымты и ее притоках до 2008 г. отличались высоким качеством, прозрачностью и низким содержанием взвешенных веществ. В период наиболее интенсивного строительства в 2009–2013 гг., по данным мониторинговых наблюдений, отмечено, что вода в р. Мзымте мутная, а в дождливый период на ее склонах происходит интенсификация оползневых, эрозионных и селевых процессов [6].

По данным ФГУ «Кубаньмониторингвод», весной 2010 г. в результате проведения интенсивных строительных работ в районе Краснополянского участка было обнаружено максимально большое за весь период наблюдения содержание взвешенных веществ – 1098 мг/дм3 (среднее содержание – 207 мг/дм3). После завершения активной фазы строительных работ, связанных с возведением олимпийских объектов, содержание взвешенных веществ в воде р. Мзымты снизилось [7].

В 2019 г., по данным мониторинга [8], во всех наблюдаемых реках было отмечено характерное загрязнение медью (до 8,3 ПДК) и марганцем (до 21,2 ПДК), железом общим (до 16,2 ПДК), цинком (до 4,8 ПДК) и алюминием (до 8,5 ПДК). Загрязненность рек обусловлена в первую очередь высоким содержанием тяжёлых металлов, что связано с наличием геохимических аномалий в горных породах района исследований и техногенной нагрузкой.

Следует отметить, что в целом данная территория характеризуется повышенным геохимическим фоном по ряду химических элементов, что было отмечено в ряде опубликованных ранее работ [9, 10]. В результате геоэкологических работ, проводимых Северо-Кавказским геоэкологическим центром в период с 2000 по 2005 г., и более поздних исследований [11] в районе выделено несколько локальных геохимических аномалий (ЛГА), представленных медью, хромом, цинком, свинцом, серебром, фосфором, марганцем и др.

Ниже приводится краткая характеристика нескольких, наиболее крупных ЛГА:

- Аномалия расположена вдоль федеральной трассы Адлер – Красная Поляна, обусловлена повышенным содержанием свинца, нефтепродуктов, хрома. По расположению вдоль автотрассы и составу загрязнителей аномалию следует отнести к техногенным ЛГА.

- Аномалия выявлена в районе расположения аэропорта «Сочи». Основным компонентом загрязнения являются нефтепродукты, повышено содержание хрома и свинца, что позволяет отнести эту аномалию к техногенным ЛГА.

- Аномалия, расположенная в районе реки Кепши, представлена медью, хромом, цинком, свинцом, серебром, фосфором, марганцем. Имеет, предположительно, природное происхождение.

- Аномалия выявлена в районе расположения бывшего полигона твердых бытовых отходов, на правом склоне р. М. Херота. Основными компонентами загрязнения являются нефтепродукты и свинец. В ассоциации элементов-загрязнителей здесь присутствуют галлий, серебро, цинк, медь, хром, никель, фосфор. Эту ЛГА следует отнести к типично техногенным.

- Аномалия выявлена в районе расположения Адлерского вагонного депо, где основным компонентом загрязнения являются нефтепродукты, свинец, никель. Также в ассоциации элементов-загрязнителей присутствуют молибден, хром, медь, цинк, олово. Аномалию можно отнести к техногенным ЛГА.

Техногенез. Основными видами техногенеза в районе являются: строительный, транспортный, рекреационный, селитебный, гидротехнический и горно-промышленный. Техногенная нагрузка априори негативно влияет на водные экосистемы. Горно-промышленный комплекс в исследуемом регионе охватывает разработки стройматериалов в карьерах, выборки песчано-гравийного материала из пойм рек, складирование грунтов, изъятых при проведении строительных работ и отходов. Этот вид техногенеза активизирует опасные оползневые, селевые, эрозионные и осыпные процессы, что влечет за собой загрязнение и деградацию водных экосистем.

Таким образом, на основе проведенного анализа факторов негативного воздействия на водные экосистемы долины р. Мзымты за период с 2002 по 2019 г., идентифицированы три группы наиболее значимых факторов: геодинамические процессы; ЛГА и геохимическое загрязнение; техногенная нагрузка.

Для минимизации негативного воздействия на водные экосистемы рекомендуется разработка четкого алгоритма исследований [12]. При разработке такого алгоритма должны учитываться все три группы выявленных факторов.

Предлагается следующая последовательность работ:

- на первом этапе, на основе ранее проведенных исследований и выполненных полевых работ создается матрица в форме таблицы, содержащей инженерно-геологическую и экологическую информацию, включающая сведения о выявленных факторах негативного воздействия;

- на следующем этапе специальная программа, использующая современные цифровые методы обработки информации, подготавливает визуализацию информации в виде комплекта специальных карт;

- на следующем этапе для удобства различных групп пользователей рекомендуется обобщение полученной информации в виде схем, содержащих три цвета: красный – территории, где выявлено активное действие всех трех групп факторов, желтый – выявлено активное действие двух групп факторов, зеленый – выявлено активное действие только одной группы факторов.

Разработанный алгоритм может применяться для оперативного анализа геоэкологической информации и принятия обоснованных управленческих решений.

Выводы

1. Исследованный район долины р. Мзымты характеризуется сложной геоэкологической обстановкой, характеризующейся высокой сейсмичностью, широким развитием ЭГП, наличием геохимических аномалий.

2. В районах нового строительства горнолыжных курортов существует угроза расширения ореола химического загрязнения, связанного с миграцией загрязняющих веществ из геохимических аномалий природного или техногенного происхождения.

3. Идентифицированы 3 основные группы факторов негативного влияния на водные экосистемы при реализации новых проектов: активизация опасных геологических процессов; геохимическое загрязнение; высокая техногенная нагрузка.

4. Необходимо комплексное исследование системы управления рисками ЭГП и деградации водных экосистем для обеспечения экологической безопасности, перспективного планирования и устойчивого развития Сочинского региона в условиях расширения новых горнолыжных курортов и других регионов рекреационно-туристской специализации.

5. Для минимизации экологических рисков рекомендуется разработка алгоритма исследований водных экосистем с учетом трех основных групп факторов негативного влияния на водные экосистемы: геологические процессы; геохимическое загрязнение; техногенная нагрузка.

6. В перспективе разработанный алгоритм может применяться для оперативного анализа геоэкологической информации и принятия обоснованных управленческих решений.