Для оценки эколого-экономической эффективности намеченных водоохранных мероприятий на водосборной территории р. Малый Караман при развитии сельского хозяйства и орошения рассмотрены факторы, влияющие на качество речных вод:

• площади орошения, способ орошения и техника полива;
• дозы внесения минеральных удобрений;
• расположение мест выпаса скота, организации летних лагерей скота относительно русла р. Малый Караман;
• объемы и содержание нитратов в сточных водах с селитебных территорий.

Оценка эффективности водоохранных мероприятий на основе варьирования рассмотренных факторов выполнена для двух сценариев:

• 1 сценарий - фактическая ситуация на 2019 г., отражающая размещение по территории богарных и орошаемых земель, сельскохозяйственных культур, применяемые способы орошения и техника полива, режимы орошения, поголовье скота, дозы внесения неорганических удобрений, объемы и степень загрязнения коммунально-бытовых стоков с сельских поселений;
• 2 сценарий – те же факторы в прогнозных условиях с учетом водоохранных мероприятий по предотвращению попадания диффузных загрязнений реку малый Караман и Волгоградское водохранилище.

Исходя из выделенных факторов для двух расчетных сценариев рассмотрены четыре варианта водоохранных мероприятий и защиты р. Малый Караман от диффузных загрязнений (нитратов) при орошении и развитии сельского хозяйства на водосборной территории:

• Мероприятие 1. Снижение оросительной нормы поливных культур с фактической величины 3150 м³/га до 2100 м³/га на планируемой площади орошаемых земель 42,4 тыс. га, снижение при этом объемов внесения минеральных удобрений с применяемой дозы N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ до N₆₀P₆₀K₆₀
• Мероприятие 2. Применение капельного орошения на фоне внесения удобрений N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ на площади 3,5 тыс га
• Мероприятие 3. Перевод населенных пунктов на современную систему локальных очистных сооружений.

Эколого-экономическая эффективность рассчитывалась по Методике определения предотвращенного экологического ущерба.

В соответствии с разработанными положениями, предотвращенный экологический ущерб от загрязнения водных ресурсов, в данном случае за счет диффузного загрязнения, представляет собой оценку (в денежном выражении) возможных отрицательных последствий от разных уровней диффузного загрязнения р. Малый Караман

Оценка величины предотвращенного экологического ущерба от загрязнения водных ресурсов нитратами проводится исходя из региональных показателей удельного ущерба или стоимостных оценок ущерба, рассчитанных на единицу (1 условную тонну) приведенной массы загрязняющих веществ. Величина годового предотвращенного экологического ущерба от загрязнения р. Малый Караман определяется: $${У}_{пр}=\sum\bigg( {У}_{уд} \sum M \bigg){K}_{э}$$

где \({У}_{пр}\) - предотвращенный экологический ущерб от загрязнения, рассчитанный за рассматриваемый период (тыс. руб);

\({У}_{уд}\) - показатель удельного ущерба (цены загрязнения) водным ресурсам, наносимого единицей (условная тонна) приведенной массы загрязняющих веществ на конец отчетного периода (руб./усл. тонну), пересчитан на цены 2019 г. относительно цен 1999 г. с учетом дефляции.

\(M\) - приведенная масса загрязняющих веществ, не поступивших с водосборной территории в результате реализации водоохранного мероприятия в течение отчетного периода времени (усл. тонн);

\({K}_{э}\) - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов по бассейну Нижней Волги, равный 1,3.

Приведенная масса загрязняющих веществ определена по зависимости: $$M=\sum\limits_{k=1}^{N}{m}_{i}{K}_{i}$$

где \(m_{i}\) - фактическая масса не поступивших в реку загрязняющих веществ или группы веществ с одинаковым коэффициентом относительной эколого-экономической опасности в результате проведения водоохранного мероприятия в течение отчетного периода времени (тонн);

\(K_{i}\) - коэффициент относительной эколого-экономической опасности для i-го загрязняющего вещества или группы веществ;

\(N\) - количество учитываемых загрязняющих веществ.

В расчетах принят средний многолетний расход р. Малый Караман, составляющий 4 м³/с.

Анализ результатов моделирования выполнен по мероприятиям 1 и 2 в точке 3, где поступает сток с орошаемых земель в р. Малый Караман; по мероприятию 3 – в точке 6, расположенной в месте поступления коммунально-бытовых стоков у с. Березовка.

По результатам моделирования в результате проведения Мероприятия 1 (уменьшение оросительной нормы до 2100 м³/га на всей площади орошаемых земель 42,4 тыс. га и дозы внесения удобрений до N₆₀P₆₀K₆₀₎ средняя концентрация нитратов в речных водах Малого Карамана снижается с 2,83 до 0,94 мг/л.

При содержании нитратов 3,18 мг/л в речной воде при расходе воды Q= 4 м³/сек = 126 444 000 м³/год поступает в Волгу \(m_{1}\):

\(m_{1}= (3,18 : 1 000 000)\) т/м³ \(* 126 444 000\) м³/год \(= 401,14\) т/год нитратов.

При концентрации 0,94 мг/л после проведения мероприятия водоохранного поступит:

\(m_{2}= (0,94 : 1 000 000)\) т/м³ \(* 126 444 000\) м³/год \(= 401,14\) т/год.

Тогда разница или объем не поступившего загрязнения \(m= V_{1}- V_{2}\) составит:

\(m= 401,14-118,57 =282,56\) т/год

Приведенная масса загрязняющих веществ (\(M\), усл.т), не поступивших в Малый Караман с водосборной территории в результате реализации водоохранного мероприятия за год при \(K_{i} = 0,05\) составит

\(M = m* K_{i} = 282,56\) т\(*0,05=14,13\) усл.т

При показателе удельного ущерба (цены загрязнения) водным ресурсам \({У}_{уд}\), наносимого единицей (условная тонна) приведенной массы загрязняющих веществ на конец отчетного периода (руб./усл. тонну) в пересчете на цены текущего года относительно цен 1999г. с учетом дефляции, составляющем 73972 руб. за усл. т, предотвращенный экологический ущерб от загрязнения, рассчитанный за рассматриваемый период (\({У}_{пр}\)) и при \(K_{э} = 1,3\):

\({У}_{пр} = {У}_{уд} × M × K_{э} = 73972\) руб \(*14,13\) усл.т \(* 1,3 = 1,36\) млн. руб

Таким образом, моделирование показало, что наибольший эколого-экономический эффект может быть получен при реализации мероприятий, связанных с соблюдением регламента водопользования в водоохранной зоне Следующими по значимости являются водоохранные направления:

• локальная очистка коммунально-бытовых стоков населенных пунков;
• переход на НТД при внедрении новых технологий орошения (капельного, мелкодисперсного дождевания), сокращении доз вносимых удобрений при рациональных поливных и оросительных нормах.

Следует отметить, что полученные численные значения предотвращенного экологического ущерба лишь частично отражаютзначительно больший совокупный эколого-экономический эффект, который может быть получен при проведении рассмотренных мероприятий в комплексе для всей территории бассейна р.Малый Караман. Внедрение НТД как системы регулирования негативного воздействия на окружающую среду, основанную на внедрении современных технологий орошения, утилизации отходов животноводства, очистки коммунально-бытовых стоков и т.д. предполагает обоснование и ведение системы мониторинга за их функционированием, на основе результатов которого могут быть приняты оптимальные управленческие решения.