авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 13 |

«ЧИСТАЯ ВОДА РОССИИ XI МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ СИМПОЗИУМ И ВЫСТАВКА СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ 18–20 мая 2011 года г. ...»

-- [ Страница 2 ] --

Данные будут обеспечивать получение гидрологических характеристик с достаточной для практики точностью.

Результатом диагностики должна стала комплексная оценка экологической, законода тельной, институциональной ситуации на территории водосборного бассейна. Выполнение программы плана мероприятий позволит решить широкий спектр проблем по управлению вод ными ресурсами озера. Программы включают идеи потенциальных проектов (обоснованы сро ки, стоимость и возможные источники финансирования), реализация которых может способ ствовать решению конкретных задач.

1. Снижение биогенной нагрузки на водные объекты от точечных (в краткосрочной и средне срочной перспективе) и диффузных (в долгосрочной перспективе) источников.

2. Обеспечение надежного водоснабжения населения бассейна питьевой водой хорошего ка чества (в краткосрочной и долгосрочной перспективе).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Андреева М.А. Озера Южного и Среднего Урала. Челябинск: Изд-во «Южно-Уральское», 1973.

270 с.

2. Антошенков Ю.П. Геосистемное начало водных технологий. Челябинск: Изд-во «Фрегат», 1995. 168 с.

3. Ресурсы поверхностных вод СССР, т.11. Средний Урал и Приуралье. Гидрометеоиздат.

1973. 848 с.

4. Воспроизводство местных водных ресурсов – эффективный путь устойчивого водоснабже ния на Урале.: в сб.: Водное хозяйство Урала: в 3 т. / под ред. Шахова И.С. Красноярск. 1981.

70–80 с.

ГИДРОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИСКУССТВЕННОГО ЗАРЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЧНОГО СТОКА (НА ПРИМЕРЕ БАССЕЙНА РЕКИ УРАЛ В ПРЕДЕЛАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ) Гареев А.М.

Башкирский филиал ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного исследования и охраны водных ресурсов», Уфа, Россия HYDROLOGICAL/ECOLOGICAL CONSEQUENCES OF RIVER RUNOFF REGULATION (THE URAL RIVER WITHIN THE BOUNDARIES OF THE RUSSIAN FEDERATION AS A STUDY CASE) Gareyev A.M., RosNIIVKH Bashkir Branch, Ufa. Russia Известно то, что искусственное зарегулирование речного стока приводит к формирова нию ряда неблагоприятных последствий. В составе процессов, отражающих изменение гидро лого-экологических и водохозяйственных характеристик рек различной категории, особо сле дует учитывать показатели снижения речного стока и возникновения тех или иных критиче ских ситуаций, обусловленных влиянием хозяйственной деятельности человека в их бассейнах.

По сравнению с реками, протекающими по территориям, характеризующимся избыточным увлажнением, в водотоках, бассейны которых расположены в условиях переменного и недоста точного увлажнения, изменение гидрологических и водохозяйственных характеристик связано с дополнительными потерями значительного количества водных ресурсов с поверхности искус ственных водных объектов. Это отчтливо проявляется на примере бассейна р. Урал, где гид рологический режим самой главной реки и е многочисленных притоков формируется в усло виях переменного (на севере) и недостаточного (к югу) увлажнения.

Исторически сложилось так, что как сама р. Урал, так и е притоки в настоящее время характеризуются различной степенью искусственного зарегулирования речного стока. Так, наравне с водотоками, имеющими достаточно хорошо сохранившиеся естественные показатели гидрологического режима и водных ресурсов (рр. Сакмара, Куруил, Касмарка), присутствуют и те, где искусственное зарегулирование является существенно значимой причиной, обусловли вающей снижение речного стока, а также возникновение отрицательных ландшафтно гидрологических и водохозяйственных ситуаций. Это, например, характерно для самой р. Урал и е притоков Таналык, Бузавлык и др.

Анализ количественных и морфометрических характеристик прудов и водохранилищ в бассейне реки показывает то, что наибольшее их количество приурочено к районам, отличаю щимся равнинной территорией и засушливостью [1, 2]. Это в принципе является характеристи кой реальной водохозяйственной ситуации, отражающей необходимость забора и использова ния воды хозяйственными объектами из водных источников без лишних затрат финансовых ресурсов. Однако, такой подход к водопользованию приводит к возникновению противоречи вых ситуаций, связанных с возникновением дефицита воды в маловодные годы с учтом про странственной дифференциации водопользования в разрезе субъектов Российской Федерации, а также экономических интересов Российской Федерации и Казахстана.

С учетом изложенного в данной работе далее представлен анализ особенностей распо ложения искусственных водных объектов бассейна р. Урал в пределах Республики Башкорто стан (РБ), Челябинской и Оренбургской областей. Так, на территории РБ на начало 2010 г.

насчитывалось около 30 малых и средних водомов, общая площадь зеркала которых составля ла 43,9 км. В Челябинской области, включая площади Верхнеуральского, Магнитогорского водохранилищ, суммарная площадь водных объектов указанной категории составляла более 107,0 км. По Оренбургской обасти общая площадь Ириклинского, Кумакского водохранилищ и водомов меньшего порядка превышала 272,7 км. Таким образом, суммарная площадь ис кусственных водомов в бассейне указанной реки в пределах Российской Федерации превыша ла 423,7 км. В относительных показателях (%) в разрезе перечисленных субъектов Федерации они соответственно составляли 10,4%, 25,2% и 64,4% (табл.1) Таблица 1. Дополнительные потери речного стока в результате испарения с поверхности водохранилищ и прудов № Дополнительные Суммарная Субъекты РФ п.п. потери на испарение площадь в пределах бассейна р. Урал зеркала, км/ % 106 м/% мм Республика Башкортостан 1. 43,9/10,4 180,0 7,9/8, Челябинская область 2. 107,1/25,2 200,0 21,4/21, Оренбургская область 3. 272,7/64,4 250,0 68,2/70, Всего 423,7/100 97,5/ Дополнительные потери на испарение с их поверхности в целом составляют 97,5 млн м, из которых в процентном соотношении на территорию РБ приходятся 8,1%, Челябинской обл. – 21,9 и Оренбургской обл. – 70,0%.

Автором определено то, что в зависимости от влияния комплекса антропогенных фак торов (в т.ч. дополнительных потерь на испарение) снижение годового стока р. Урал произо шло на 23%, что отражает аналогичные показатели, представленные и в трудах ГГИ.[3] Останавливаясь на особенностях формирования гидролого-экологических и экономиче ских последствий, обусловленных искусственным зарегулированием речного стока и формиро ванием дефицитов воды в маловодные и исключительно маловодные годы, следует выделить следующие положения (табл.2):

условия водопользования по бассейнам рек различной категории затруднены в связи с от сутствием сведений об абсолютных и относительных изменениях стока в бассейнах малых и средних рек;

интенсивное искусственное зарегулирование речного стока, особенно в бассейнах рек, рас положенных в засушливых территориях, является причиной резкого ухудшения гидролого экологических характеристик как водотоков, так и водомов, расположенных на них;

искусственное зарегулирование стока рек приводит резкому ухудшению условий миграции проходных и полупроходных (в т.ч. и ценных) видов рыб, что наиболее значимо по Урало Каспийскому бассейну в целом;

в самих водохранилищах и прудах формируются условия, способствующие их евтрофика ции, соответственно, приводящие формированию ряда неблагоприятных экологических и водохозяйственных ситуаций.

В целом, резкое ухудшение условий водопользования наносит существенный экономи ческий ущерб различным отраслям экономики Южно-Уральского региона страны, что требует необходимости обоснования и разработки оптимальных механизмов управления водохозяй ственной деятельностью в бассейне реки в целом.

Таблица 2. Некоторые гидролого-экологические проблемы по водным объектам бассейна реки Урал № п.п. Неблагоприятные гидролого-экологические Причины процессы Отсутствие сведений об изменении стока в Отсутствие источников финансирования и от 1.

бассейнах малых рек четности Ухудшение гидролого-экологических харак- Отсутствие на уровне исполнительных органов 2.

теристик рек различной категории и условиях субъектов РФ, в управляющих и контролиру искусственного зарегулирования ющих органах научно-обоснованных положе ний оптимального управления водохозяйствен ной деятельностью с учетом эколого экономических критериев.

Резкое ухудшение условий миграции высших Отсутствие на сооружениях рыбоводных 3.

гидробионтов устройств Интенсивная евтрофикация озр, прудов и Отсутствие механизмов оптимального приро 4.

водохранилищ допользования в их бассейнах Отсутствие согласованных механизмов Отсутствие единого (оптимального) бассейно 5.

управления водохозяйственной деятельно- вого механизма управления водохозяйственной стью в целом по бассейну реки Урал деятельностью В их числе следует нормировать масштабы строительства водохранилищ в засушливых территориях, где в маловодные и исключительно маловодные годы они превращаются в испа рительные бассейны, приводящие к пересыханию малых рек в условиях каскадного зарегули рования речного стока с вытекающими неблагоприятными гидролого-экологическими и эконо мическими последствиями. Аналогичные ситуации наблюдались в 1975 г. во время изысканий, связанных с составлением водохозяйственных паспортов бассейнов малых рек, относящихся к бассейну р. Урал.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Гареев А.М. Оптимизация водоохранных мероприятий в бассейне реки (географо 1.

экологический аспект). С-Пб. Гидрометеоиздат, 1995. 190 с.

Гареев А.М. Реки и озра Башкортостана. Уфа. Китап, 2001. 259 с.

2.

Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек, Л, Гидрометеоиздат, 1979.

3.

302 с.

ОПАСНЫЕ ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ДОЛИНЕ ДОНА НИЖЕ СТВОРА ЦИМЛЯНСКОГО ГИДРОУЗЛА Дандара Н.Т., Косолапов А.Е.

Северо-Кавказский филиал ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Новочеркасск, Россия DANGEROUS EXOGENOUS PROCESSES IN THE DON VALLEY DOWNSTREAM OF THE TSIMLA WATERWORKS FACILITIES Dandara N.T., Kosolapov A.Y.

Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection North Caucasus Branch, Novocherkassk, Russia В последние годы в долине Дона ниже Цимлянского гидроузла активизировались опас ные экзогенные процессы, чему способствуют как природные, так и техногенные факторы.

Наиболее опасные процессы – оползни и размывы берегов.

Учитывая важность проблемы в период с 2008 по 2010 г. были проведены комплексные исследования природно-технической системы указанного участка Нижнего Дона. В результате были получены данные о современном состоянии участка реки, причинах и факторах, влияю щих на образование оползней и интенсивность размывов берегов реки Дон, а также собраны сведения о наличии и состоянии берегозащитных сооружений у населнных пунктов. Длина исследуемого участка – 309 км.

Развитие оползней отмечено в районе станицы Мариинская, у хутора Ведерников, на участке хутор Каныгин – ст. Раздорская – х. Пухляковский – ст. Мелиховская, а также в преде лах городов Аксай и Ростов-на-Дону.

Опасные размывы берегов наблюдаются на участке от створа Цимлянского гидроузла до города Аксай.

Исследования показали, что интенсификации оползневых процессов способствуют сле дующие факторы:

– застройка оползнеопасных склонов капитальными зданиями и сооружениями, строитель ство дорог, которые замедляют сток дождевых и талых вод, создают динамические нагрузки;

– обводнение склонов.

На интенсивность размыва берегов влияют:

– геоморфологические особенности берегов (размывам подвержены вогнутые участки берегов;

большая интенсивность размыва у песчаных берегов и берегов, имеющих песчаные прослойки, малая – у берегов, сложенных глинами);

– величина проходящих расходов воды (при больших расходах русловые процессы про текают интенсивнее, чем при малых);

– гидродинамические воздействия от проходящих судов;

– дефицит наносов в русловом потоке в нижних бьефах напорных гидроузлов;

– посадка уровней воды;

– степень залеснности берегов;

– дноуглубительные работы.

На исследуемом участке реки Дон для защиты берегов от размыва применяются:

– берегозащитные сооружения;

– каменно-набросные струенаправляющие дамбы (при этом интенсивность размыва противоположных берегов реки увеличивается);

– искусственный намыв и отсыпка пляжей и песчаных кос вдоль размываемых берегов.

Анализ показал, что для обеспечения защиты объектов социально-экономического назначения и снижения интенсивности проявления опасных экзогенных процессов в береговой зоне р. Дон необходимы:

комплексность защиты застроенных берегов реки от размыва, вынос объектов ново го строительства за пределы зоны затопления расчтным паводком;

уменьшение обводнения оползнеопасных склонов, понижение уровня грунтовых вод;

запрет на размещение утяжелнных конструкций капитальных зданий и сооружений на оползнеопасных склонах;

уположивание оползнеопасных склонов;

уменьшение гидродинамических воздействий на берега от проходящих судов, уда ление фарватера от застроенных берегов, искусственный намыв песчаных защитных пляжей;

сохранение и насаждение леса в прибрежной полосе размываемых берегов;

использование каменно-набросных струенаправляющих дамб для защиты берегов от размыва с учтом их возможного влияния на интенсивность размыва противопо ложного берега реки.

Полученные результаты могут быть использованы для решения самых разнообразных задач:

– создание различных систем мониторинга, систем поддержки принятия решений;

– разработка схем размещения хозяйственных, жилых, рекреационных объектов;

– планирование и разработка мероприятий для борьбы с вредным воздействием вод;

– проектирование берегозащитных сооружений;

– использование водных ресурсов и др.

ПОДЗЕМНЫЙ СТОК НА ТЕРРИТОРИИ КАРАБАШСКОГО РУДНИКА КАК СУЩЕСТВЕННАЯ КОМПОНЕНТА ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ САК-ЭЛГА Денисов С.Е., Дуйсекеева И.Б.

Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия GROUNDWATER FLOW ON THE TERRITORY OF THE KARABASH MINE AS AN ESSENTIAL COMPONENT OF THE SAK-ELGA RIVER POLUTION Denisov S.Y., Duisekeyeva I.B.

South Urals State University, Chelyabinsk, Russia Для определения эффективных способов восстановления качества воды реки Сак-Элга необходимо при оценке качества воды проанализировать количество и долю загрязнения всех составляющих факторов, в том числе и подземной составляющей.

Проблеме воздействия на окружающую среду выбросов Карабашского медеплавильно го завода начали уделять внимание, начиная с 1967 года. Этой проблемой занимались различ ные научно-исследовательские и проектно-изыскательские организации. Исследования про блемы носили эпизодический характер и касались аспектов загрязнения атмосферы, почв, рас тительности, открытых водотоков и водомов.

Наряду с этим следует отметить, что проблема загрязнения подземных вод на террито рии шламовых полей и вблизи загрязненных водотоков и водоемов во всех многочисленных работах, за исключением работы выполненной ФГУП РосНИИВХ, не затрагивалась. РосНИ ИВХ по данным лабораторных анализов проб воды, отобранных из верхнего горизонта грунто вых вод установил коэффициент корреляции взаимосвязи содержания загрязняющих веществ в подземной воде с содержанием их в реке. В работе отмечается, что эта связь является умерен ной, на основании чего сделан вывод о существенном влиянии подземных вод на формирова ние речного стока. Вопрос о массе поступающих вредных веществ в речную сеть не затраги вался. Таким образом, вопрос о пренебрежении подземной составляющей при определении ка чества воды р.Сак-Элга остается открытым.

Химический состав подземных вод на изучаемой территории в целом аналогичен хими ческому составу вод всех медно-колчеданных месторождений. Они кислые и обогащены анио нами сернистых соединений и катионами тяжелых металлов. Характерной особенностью хи мизма подземных вод на исследуемом участке является то, что на его состояние в большой сте пени накладываются техногенные факторы. Во-первых, это обогащение подземных вод веще ствами, выщелачиваемыми из твердых осадков дымовых выбросов, задерживающихся на гор ных возвышенностях и на склонах, являющихся объектом области формирования подземного стока. Во-вторых, это обогащение подземных вод веществами, выщелачиваемыми инфильтра ционными водами из шламовых отложений, расположенных в области транзита подземных вод. В-третьих, это обогащение подземных вод веществами, которыми насыщены подрусловые воды Рыжьего ручья, транспортирующих поверхностные воды, загрязненными вредными для здоровья человека веществами.

Поступление загрязнителей в подземные воды происходит уже на склонах гор, где в те чение многих лет происходило осаждение твердых частиц дымо-газо-пылевых выбросов. Даль нейшее и более мощное обогащение подземных вод вредными элементами, происходит при транзите их под шламовыми отложениями. В результате подземные воды, разгружающиеся в р.

Сак-Элга, а также в Аргазинское водохранилище с данного участка, в значительной степени загрязнены токсичными элементами. Анализ содержания химических компонентов в подзем ной воде показывает, что в целом подземные воды на территории шламовых полей являются сульфатно-магниевыми, характеризуются высокой минерализацией, являются кислыми (рН=3– 6), и очень жесткими (общая жесткость превышает 9 мг-экв. /л и достигает 300 мг-экв./л). Со держание отдельных вредных веществ в подземных водах на территории шламовых полей и вблизи р. Сак-Элга колеблется в широких пределах и в большинстве случаев превышает ПДК в несколько раз и даже на несколько порядков. Прежде всего, это относится к таким компонен там как аммиак, марганец, железо, медь, цинк, никель, сульфаты и кадмий. Содержание пре дельных и средних значений содержания микро- и макроэлементов в подземных водах на тер ритории поймы р. Сак-Элга в таблице 1.

Таблица 1. Содержание предельных и средних значений содержания микро- и макроэле ментов в подземных водах на территории поймы р.Сак-Элга Содержание компонентов, мг/л Компоненты Минимальное Максимальное Среднее рН, единицы 3,7 6,3 4, Аммиак и ионы аммония 7,3 682,6 140, Хлориды 2,7 530,0 235, Сульфаты 633,4 7772,0 2961, Жесткость общая 14,9 300,0 120, Железо общее 15,9 594,5 208, Медь 0,016 8,6 2, Цинк 0,075 1,7 1, Магний 58,4 2918,4 1125, Кадмий 0,0009 0,073 0, Алюминий 0,63 3,7 1, Исходя из предпосылок, что породы зоны насыщения в результате многолетнего кон такта с загрязненными подземными водами исчерпали свою сорбционную емкость, вредные вещества полностью попадают в реку, сделаны расчеты о массе поступающих вредных веществ с подземным стоком в речную сеть.

Расчет массы вредных элементов, переносимых единичным потоком подземных вод, выполнен по следующей формуле [7]:

0,365 Сn V, кг / год, где Q k h2 h k1 m1 k 2 m, м / сут ;

k i hср, м3 / сут;

k V m1 m 2L Q – масса вещества, разгружающегося в р. Сак-Элга, кг/сут;

Сn – средняя по площади концен трация вещества, содержащегося в подземных водах, мг/дм3;

V – объем воды, разгружающейся в р. Сак-Элга на фронте потока шириной 1 м, м3;

k1, k2 – коэффициенты фильтрации аллюви альных отложений и сланцев, соответственно равных 1,71 и 1,21 м/сут;

m1, m2 – средние мощ ности аллювиальных отложений и трещиноватой зоны сланцев, соответственно равные 1,35 и 40 м;

k – расчетный коэффициент фильтрации фильтрующей толщи пород, k=1,14 м/сут;

i – среднее значение уклона подземных вод, принят 0,0044;

hср – средняя мощность толщи филь трующих пород, 41,35 м.

Таблица 2. Результаты расчета поступления в р.Сак-Элга вредных веществ с подземным стоком Масса компонента, вно Среднее содержание Суточный удельный симого подземным по Компонента компонента, мг/дм3 приток воды, м3/сут током на 1 м уреза реки, кг/год 1 2 3 Аммиак и ионы аммо- 140,9 10, ния Хлориды 235,5 17, Сульфаты 2961,5 226, Железо общее 208,5 15, 0, Медь 0,016 0, Цинк 0,075 0, Магний 58,4 85, Кадмий 0,0009 0, Алюминий 0,63 0, Хотя данные цифры получены в результате механических расчетов, т.е. без учета режима подземных вод и процессов элиминирования и ремобилизирования химических веществ на пу ти транзита подземного потока, тем не менее, они дают основание утверждать, что без учета степени влияния подземного стока на качество воды р.Сак-Элга мероприятия по ее очистки не будут вполне эффективными.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Технический отчет об инженерно-экологических и инженерно-геологических изысканиях и исследованиях для обоснования «Проекта реабилитации р. Сак-Элга, Рыжего ручья и р.

Аткус с целью снижения влияния загрязненного стока на качество вод Аргазинского водо хранилища», ЧелябинскГеоАкваПроект. Челябинск. 2003. 57 с.

2. Научно-технический отчет «Мероприятия по защите р. Сак-Элга от загрязнения кислыми водами Карабашского медеплавильного комбината», ЧПИ им. Ленинского комсомола, ка федра водоснабжения и канализации. Челябинск. 1978. 79 с.

3. Отчет о НИР «Мероприятия по предотвращению влияния антропогенного фактора на эко системы водоемы Южного Урала», ЧОМС, УралНИИВХ. Челябинск. 1982. 6 с.

4. Рекомендации по технологическому регламенту для проектирования рекультивации отра ботанного хвостохранилища Карабашского медеплавильного комбината, Казмеханобр.

1988. 29 с.

5. Отчет о НИР «Анализ предлагаемых мероприятий по защите р. Сак-Элга от загрязнений, поступающих с водосборной территории Карабашского промузла», РосНИИВХ. Екатерин бург. 1993. 37 с.

6. Справочное руководство гидрогеолога. – Ленинград: Гостоптехиздат, 1959. 102 с.

7. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения/ под ред. И.К. Галич. Ленин град: Недра, 1985. 89 с.

СИНОПСИС МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ИНТЕГРИРОВАННОМ УПРАВЛЕНИИ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ Дикунец В.А.

Открытое акционерное общество «Научно-производственный цент комплексного мониторинга окружающей среды и кадастра природных ресурсов», Ханты-Мансийск, Россия Пушистов П.Ю., Романеко Р.Д., Данчев В.Н.

Югорский государственный университет, Ханты-Мансийск, Россия SYNOPSIS OF MATERIALS FOR STUDY OF DECISION SUPPORT SYSTEM DEVELOPMENT AND USE IN THE PROCESS OF INTEGRATED WATER MANAGEMENT Dikunets V.A.

«Scientific /production Center for Integrated Environmental Monitoring and Natural Resources Cadastre», Khanty-Mansiysk, Russia Pushistov P.Y., Romanenk R.D., Danchev V.N.

Yugra State University, Khanty-Mansiysk, Russia Согласно монографии «Планирование и управление системами водных ресурсов»

(ISBN 92-3-103998-9 – © UNESCO 2005) концепция интегрированного управления водными ресурсами (ИУВР) начала разрабатываться с начала 1980-ых годов. Десятилетием позднее в США начались пилотные разработки систем поддержки принятия решений для интегрирован ного управления речными бассейнами (СППР ИУРБ), в качестве базовых инновационных ин струментов при практической реализации принципов ИУВР. В странах ЕС мощным стимулом для массовой и скоординированной разработки СППР ИУРБ, различных конфигураций, послу жила Водная Рамочная Директива (WFD 2000/60/EC).

Водный кодекс, введенный в действие в 2006 году, не использует определение ИУВР, но предусматривает перспективное внедрение в водохозяйственном комплексе РФ целого ряда принципов ИУВР. Впервые понятие ИУВР использовано в Водной стратегии Российской Фе дерации на период до 2020 года, утвержденной в 2009 г. Понятие СППР ИУРБ не использова лось в Водном кодексе и Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 г. Вместе с тем в своем выступлении на Всероссийской конференции «Водные проблемы крупных реч ных бассейнов и пути их решения» (6–11 июня 2009 года, г. Барнаул) Советник РАН академик Васильев О. Ф. подчеркнул: «Россия отстает от США в разработке и реализации СППР управ ления речными бассейнами приблизительно на 20 лет. Несомненно, приоритетной задачей в области инновационного управления водными ресурсами нашей страны является задача ликви дации этого отставания». Задача, указанная академиком Васильевым О.Ф., дополнительно усложняется крайне ограниченным доступом русскоязычного читателя, прежде всего студен тов, магистрантов, аспирантов и специалистов в области управления водными ресурсами, к ма териалам (монографиям, учебникам, статьям и отчетам, опубликованным в США и странах ЕС) для изучения основ разработки СППР ИУРБ.

Цель настоящего доклада – представить подготовленное авторами к публикации науч но-методическое издание «Системы поддержки принятия решений для интегрированного управления водными ресурсами. Синопсис материалов для изучения основ ИУВР и разработки инновационных СППР управления речными бассейнами». Рукопись книги состоит из введения, шести глав и заключения. Основная часть настоящего доклада посвящена краткому изложению основных тем рассматриваемых в следующих главах научно-методического издания:

Глава 1. Система водных ресурсов. Основные понятия и определения Глава 2. Подходы к планированию и управлению СВР Глава 3. Компьютерное моделирование CВР: роль моделей в планировании и управлении Глава 4. Системы поддержки принятия решений при управлении речным бассейном Глава 5. Прикладной системный анализ водных объектов бассейна реки Обь Глава 6. На пути к разработке СППР ИУРБ Северной Сосьвы, как природоохранному компоненту мегапроекта «Урал Промышленный – Урал Полярный»

Материалы, включенные в представляемое научно-методическое издание, активно ис пользовались при разработке и преподавании следующих курсов лекций и лабораторных заня тий: «Основы управления водными ресурсами», «Моделирование водных экосистем» и «Ком пьютерные технологии в экологии и природопользовании» для студентов, магистрантов и ас пирантов Института природопользования Югорского государственного университета.

ВНУТРИГОДОВОЕ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТОКА И ЕГО ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ Дмитриева В.А.

Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия RUNOFF ANNUAL REDISTRIBUTION AND ITS IMPLICATIONS FOR WATER MANAGEMENT Dmitriyeva V.A.

Voronezh State University, Voronezh, Russia Особые метеорологические условия лета 2010 года сформировали низкую водность летне-осенней межени в бассейне верхнего Дона, продолжив череду маловодных лет. Начиная с 2007 года, наблюдается постоянное уменьшение водности рек, достигшее в прошедшем году глубокого минимума. Среднегодовые расходы воды на притоках Дона отличались от средне многолетних значений на 35–45%. В многолетней динамике речного стока образовалась группа лет, характеризующаяся маловодьем. На гидрологических постах р. Дон в верхнем течении во дотока водоносность реки снизилась менее существенно и составляла 85–90% от многолетней величины. Климатические условия, характерные для 2–3 предшествующих десятилетий, при дают специфические особенности динамике речного стока, как за многолетний период, так и внутри года.

Внутригодовое распределение стока (ВГРС) – ход стока внутри года по сезонам, меся цам, декадам, неделям, суткам календарного или водохозяйственного года, обусловливается величиной и сезонным распределением осадков, влажности воздуха и почвы, испарения, т.е.

метеорологическими параметрами и факторами. Но характер подстилающей поверхности, хо зяйственная деятельность на водосборе усложняют картину ВГРС и оказывают немалое воз действие на формирование стока внутри года. Глобальное изменение климата и его региональ ные проявления на территории России находят свое отражение в динамике водного режима рек, годового речного стока и водных ресурсов [10, 14, 15] и не могут не отразиться на сезон ном стоке, его динамике внутри года и за многолетний период [6]. На изменения стока внутри года без детального рассмотрения указывается в отдельных статьях [4, 21].

В исследованиях сезонного стока, имеющего актуальность для ряда отраслей хозяйства, достигнуты значительные успехи благодаря усилиям Г.И. Швеца, Д.Л. Соколовского, В.Л.

Шульца, В.Г. Андреянова, А.М. Владимирова и др. Метод компоновки сезонов, который пред ложили А.В. Огиевский и Г.И. Швец, усовершенствованный впоследствии В.Г. Андреяновым [2], и в настоящее время не потерял своей значимости. Наряду с методом компоновки для пред варительных расчетов рекомендуются метод реального года и метод среднего распределения стока за годы характерной градации водности [19, 20]. Метод компоновки и метод среднего распределения используются в настоящих расчетах.

В качестве объекта исследования выбран верхний Дон. Он достаточно хорошо изучен в гидрологическом отношении, в том числе рассматривался минимальный сток [5, 16], сезонный сток и внутригодовое распределение стока [12, 13], годовой сток [12, 13]. Составлены карты сезонного стока, минимального стока межени и разработаны эмпирические формулы, рекомен дуемые для расчетов норм и вероятностных характеристик меженного, минимального, сезонно го стока при отсутствии материалов наблюдений. Но нерешенные проблемы остаются до настоящего времени, в частности, жесткая привязка границ сезонов к календарным срокам, и в современных климатических условиях и изменившихся условиях водопользования актуализи руются в большей степени. Новые сведения по стоку последних десятилетий, в том числе те кущего столетия, позволяют дополнить и конкретизировать исследования сезонного стока и выявить характерные черты ВГРС современного периода.

Основой для гидрологических расчетов и анализа сезонного стока в настоящем иссле довании явились среднемесячные и среднегодовые расходы воды по гидрологическим пунктам, расположенным на реках Тульской, Липецкой, Курской, Воронежской, Тамбовской, Белгород ской областей бассейна верхнего Дона. Они имеют различную продолжительность периода наблюдений (35–119 лет), площадь водосбора (454– 69500 км2), орографическое (Среднерус ская, Приволжская и Калачская возвышенности, Окско-Донская низменная равнина) и ланд шафтное (лесостепь и степь) расположение. Для анализа гидрологической информации, вос полнения пропуска в наблюдениях, оценки внутрирядной связанности в рядах использовались географо-гидрологический, корреляционный, факторный и другие методы.

Достаточные по продолжительности ряды наблюдений за стоком позволяют произвести расчеты внутригодового распределения на реках Донского бассейна, отображающего совре менные тенденции климата и уровень хозяйственной деятельности на водосборах и в руслах рек речной системы Дона.

Расчеты выполнены для 3-х временных периодов: периода, исчисля емого от начала наблюдений на гидрологическом створе и по 1960 г., периода климатической нормы 1961–1990 гг., современный период, с 1991 по 2009 годы по каждому пункту наблюде ний. Каждый интервал времени интересен для сравнительной характеристики. Но современный период мониторинга отличается рядом специфических особенностей природного и антропо генного происхождения формирования сезонного стока, а именно: стремительным ростом среднегодовой температуры воздуха и температуры холодного полугодия, нарастанием суммы атмосферных осадков, и изменениями в водопользовании в связи с развалом единой водохозяй ственной системы страны [3, 8]. Расчет внутригодового распределения стока ведется по водо хозяйственным годам, начало которых совпадает с началом первого половодного месяца (март). Концом водохозяйственного года является предполоводный месяц последующего года (февраль). Границы сезонов принимаются едиными для всех водохозяйственных лет, являются общими для водотоков с одинаковыми условиями формирования гидрологического режима и совпадают со сроками календарных месяцев. Продолжительность многоводного сезона назна чается с учетом самой ранней и самой поздней дат наступления половодья из ряда наблюдений и устанавливается с таким расчетом, чтобы в границы многоводного периода помещались по ловодья всех рассматриваемых лет. Для рек Донского бассейна, протекающих в северной части лесостепной зоны, принятые границы в полной мере отражают внутригодовую изменчивость стока и образование фаз водного режима рек (рис. 1). Но для рек юга лесостепной зоны: Рос сошь, Подгорная, Черная Калитва и Тихая Сосна – принятые календарные границы весны, как самого многоводного периода, фактическую многоводную фазу охватывают не полностью. В феврале водность рек больше, чем в мае, что наиболее характерно для современного периода (рис. 1). Основные фазы водного режима: половодье и межень – в бассейне Дона отличаются по водности. Непродолжительное и обильное половодье переходит в устойчивую низкую летне осеннюю, а затем в зимнюю межень, создавая неравномерное распределение стока по месяцам и сезонам года (рис. 1).

За период мониторинга речного стока произошли существенные изменения в распреде лении водности по гидрологическим сезонам. До начала 1960-х годов величина стока весны существенно доминировала над объемами стока остальных сезонов, составляла до 70% от го дового объема и создавала крайнюю неравномерность во ВГРС. А в бассейне Хопра, притоке 1 го порядка Дона, берущего начало с Приволжской возвышенности, имеющего обособленную речную систему в границах Верхнего Дона, доля весеннего стока равнялась почти 82% (табл.

1). Очевидно, более суровые климатические условия, более продолжительная зима и более обильные снего- и влагозапасы, чем на остальной территории верхнего Дона, создавали благо приятные условия для быстрого и бурного весеннего половодья в бассейне Хопра. Водность весны на порядок отличалась от водности остальных гидрологических сезонов. Высокая вод ность весны сменялась глубокой низкой меженью, создавая контрастность в водности полово дья и межени. Отмеченная особенность характерна и для крупного притока Хопра на рассмат риваемой территории реке Ворона (табл. 1). В табл. 1 приведены расчеты ВГРС по 10 гидроло гическим постам, расположенным на р. Дон и его притоках. Гидрологические пункты имеют различную продолжительность наблюдения, расположены в разных частях Донского бассейна с несколько отличными природно-географическими условиями, представляют разные категории водотоков по площади водосбора до замыкающего створа и наиболее представительно отра жают современные тенденции в сезонном стоке.

р. Воронеж у с. Чертовицкое р. Тихая Сосна у г. Алексеевка 250 20, 17, 18, 15, 200 16, 14, 12, Qм3/с Qм3/с 10, 91, 100 82,9 8, 5, 52,2 6, 50, 45,5 4, 43, 42,3 42,4 3, 50 3,84 3, 34,6 3, 33,8 3, 3, 30,9 3, 3, 4, 2, 0, I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Рис. 1. Календарное распределение расходов воды в бассейне верхнего Дона за период мониторинга Таблица 1. Доля сезонного стока в годовом речном стоке Расчетная Доля стока по сезонам, % Площадь во №№ продолжи- Период Река – пункт досбора, п/п тельность ря- мониторинга весна лето осень зима км да 1 2 3 4 5 6 7 8 Дон – Задонск 1 31100 82 1928–1961 64,4 12,2 11,2 12, 1961–1991 54,8 15,3 14,4 15, 1991–2009 43,2 17,6 18,4 19, Дон –Лиски 2 69500 115 1895–1961 68,0 11,8 10,0 10, 1961–1991 58,8 13,1 13,6 14, 1991–2009 45,1 17,0 18,4 19, Красивая 3 3240 61 1949–1961 64,4 12,2 11,2 12, Меча – 1961–1991 50,8 15,2 17,6 16, Ефремов 1991–2009 42,5 18,2 20,2 19, Воронеж – 4 15300 78 1932–1961 74,3 7,10 6,8 11, Липецк-2 1961–1991 61,4 11,2 13,8 13, 1991–2009 52,0 15,3 16,4 16, Битюг – 5 903 61 1949–1961 87,8 2,3 2,4 7, Мордово 1961–1991 75,5 5,7 8,2 10, 1991–2009 63,5 14,1 10,0 12, Тихая Сосна – 6 2060 63 1947–1961 61,4 6,8 7,8 Алексеевка 1961–1991 56,6 12,8 14,3 16, 1991–2009 38,7 25,3 19 Россошь – Подго 7 454 54 1956–1961 69,8 3,8 1,8 24, ренский 1961–1991 63,3 10,1 9,5 17, 1991–2009 46,5 17,8 17,8 17, Хопер – 8 19100 80 1930–1961 79,7 8,94 5,5 5, Поворино 1961–1991 70,2 11,7 8,7 9, 1991–2009 58,7 16,9 11,6 12, Хопер – 9 34800 71 1939–1961 78,5 8,1 5,0 6, Новохоперск 1961–1991 69,0 11,0 9,1 10, 1991–2009 60,9 13,9 10,9 14, Ворона – 10 13200 78 1932–1961 81,9 7,3 5,4 5, Борисоглебск 1961–1991 69,7 9,7 9,3 11, 1991–2009 54,4 15,6 13,4 16, Исходя из величин сезонного стока и их соотношений, реки верхнего Дона с полным правом можно было относить, согласно классификациям Б.Д. Зайкова [11] и М.И. Львовича [17], к рекам с весенним половодьем, с преимущественно снеговым питанием. Основная доля годового объема стока приходилась на весну. Распределение стока по остальным сезонам года было различалось лишь на 1–2%.

С 1960-х годов прошлого столетия наблюдается снижение доли весеннего стока в годо вом объеме, достигшее максимальной отрицательной динамики в последние два десятилетия, на рубеже XХ–ХXI веков, и в современный климатический и хозяйственный период использо вания водных ресурсов составляет от 38,7 до 63,5% (табл. 1). В это же время происходит общее увеличение меженного стока. Возросла доля летнего, осеннего и зимнего стока. Особенно зна чительно изменилась доля зимнего стока в р. Дон (табл. 2). Его величина в процентном выра жении увеличилась в среднем в 1,5– 2 раза. В многолетнем разрезе прослеживается отрица тельное приращение доли стока для сезона весны и положительное приращение стока сезонов лета, осени, зимы.

Своеобразное изменение сезонного стока отмечается на реках Тихая Сосна, Россошь (табл. и 2), Подгорная, Черная Калитва. Для данных рек сток зимы до начала 1960-х годов существенно превышал сток лета и осени благодаря высокому стоку в феврале. В годовом объеме его величина составляла 22–25%. В 1961–1991 водохозяйственные годы сток зимы уменьшился в 1.5–2 раза. Сток в остальные меженные сезоны увеличивался на фоне снижения стока весны. Но в современный период сток зимы незначительно растет, а весны, по-прежнему, снижается. Общим и характерным природ ным условием для этих рек является то, что они протекают по возвышенной территории на юге лесо степной природной зоны. При нарастании среднегодовой температуры и температуры воздуха хо лодного полугодия удлиняются сроки безморозного периода и контакта почвы с жидкими осадками [3, 8], что способствует усилению подземного питания рек, увеличению осенне-зимнего стока, его внутригодовому перераспределению.

Уменьшение объема стока весны сопровождается снижением максимумов весеннего половодья. Эта закономерность прослеживается на всех реках бассейна. На р. Дон у г. Лиски исторический максимум весеннего половодья, наблюдавшийся в 1888 году и достигший вели чины 11200 м3/с, до настоящего времени не был превышен. Максимальный расход весеннего половодья 1970 г., вероятность превышения которого в ряду наблюдений составляет 1.7%, меньше исторического максимума в 1,13 раза. В последующие годы до настоящего времени пиковые расходы воды весеннего половодья в 2 и более раза меньше максимального. В целом для бассейна верхнего Дона сток весны к настоящему времени снизился на 19,5%.

В бассейне Дона (без Хопра) доля стока весны в современный период составляет мень ше 50%. Очевидно, это связано с тем, что на фоне климатических изменений произошла смена приоритетности источников питания [1]. По данному признаку водотоки в верхней части Дон ского бассейна можно отнести к рекам со смешанным питанием.

В рассматриваемых гидрологических створах, размещенных на реках бассейна Хопра, доля стока весны пока превышает 50% от годового объема стока. Но снижение стока весны за период мониторинга составило 20–27%. Особенно существенное уменьшение стока весны от мечается в р. Ворона у г. Борисоглебск (приток Хопра) – 27,5%. Распределение стока по сезо нам года в Хопре и его притоках менее равномерное, чем в реке Дон и ее притоках.

В годы высокой и низкой водности соотношение долей сезонного стока не соответству ет среднестатистическому распределению. В качестве примера рассмотрим ВГРС на р. Ворона у г. Борисоглебск за многоводный 1979 год и очень маловодный 1984 год. В многоводном году доля весеннего стока составила 82,3%, в маловодном – 50,0%;

лета – 5,2 и 12,6;

осени – 5,6 и 17,6;

зимы (в календарном году) 6,4 и 32,6% соответственно.

Современное внутригодовое перераспределение стока имеет позитивные и негативные водохозяйственные последствия. Положительная сторона заключается в том, что опасность от катастрофических снеговых наводнений весеннего половодья сокращается. Реки более равно мерно наполнены водой в течение года, а, следовательно, уменьшается риск обмеления и пере сыхания рек. При достаточных меженных запасах воды в руслах облегчаются вопросы водо снабжения отраслей хозяйства страны. Увеличение водности межени может благотворно ска зываться на поддержании объемов воды в чаше водоемов.

Но многочисленные искусственные водоемы, созданные на территории Воронежской, Липецкой, Курской и других областей в Донском бассейне для различных водохозяйственных целей [9] рассчитывались на вешнее заполнение водой от снеготаяния. В современной клима тической и водохозяйственной обстановке они могут быть не заполнены, что негативно ска жется на использовании прудовой воды в хозяйственных целях в меженный период. Ограниче ние возможности заполнения прудов вешней водой подрывает водную стратегию, изначально заложенную в создание прудов.

Таблица 2. Динамика сезонного стока в бассейне верхнего Дона Изменение доли стока от последующего сезона к предыдуще Годы, №№ му и сумма приращения за период мониторинга, % Река – пункт период п/п весна лето осень зима 1 2 5 6 7 8 Дон – Задонск 1 1928– –9, 1961–1991 3,1 3,2 3, –11, 1991–2009 2,3 4,0 3, мониторинг –21,2 5,4 7,2 7, Дон – Лиски 2 1895– –9, 1961–1991 1,3 3,6 0, –13, 1991–2009 3,9 4,8 3, мониторинг –22,9 5,2 8,4 3, Красивая Меча – 3 1949– Ефремов –13, 1961–1991 3,0 6,4 4, –8, 1991–2009 3,0 2,6 4, мониторинг –21,9 6,0 9,0 8, Воронеж – 4 1932– Липецк-2 –12, 1961–1991 4,1 7,0 1, –9, 1991–2009 4,1 2,6 2, мониторинг –22,3 8,2 9,6 4, Битюг – Мордово 5 1949– 1961–1991 -12,3 3,4 5,8 4, 1991–2009 -12,0 8,4 1,8 1, мониторинг -24,3 11,8 7,6 6, Тихая Сосна – 4 1947– г. Алексеевка –4,8 –7, 1961–1990 6,0 6, –17, 1991–2009 12,5 5,3 +0, мониторинг –22,7 –7, 18,5 11, Россошь – 5 1956– Подгоренский –6,5 –7, 1961–1991 6,3 7, –16, 1991–2009 5,6 8,2 +0, мониторинг –22,3 –6, 5,6 8, Хопер – 6 1930– Поворино –9, 1961–1991 2,8 3,2 3, –11, 1991–2009 5,2 2,9 3, мониторинг –21,0 8,0 6,1 7, Хопер – 7 1939– Новохоперск –9, 1961–1990 2,9 4,1 3, –8, 1991–2009 2,9 1,8 4, мониторинг –17,6 5,8 5,9 7, Ворона – 8 1932– Борисоглебск –12, 1961–1991 2,4 3,9 5, –15, 1991–2009 5,9 4,1 3, мониторинг –27,5 8,3 8,0 9, Увеличение водности осени и зимы является вероятной причиной подтопления земель, заболачивания водосборов, наблюдающихся в ряде мест Донского бассейна. В бассейнах Под горной, Толучеевки, Усмани, Чиглы и других рек отмечается поднятие уровня грунтовых вод, приводящее к затоплению подвалов и нижних этажей зданий там, где ранее подобные явления не отмечались. Близкое залегание грунтовых вод к поверхности приведет к изменению водно физического состояния почвы, соотношения элементов водного баланса, видового состава рас тительности, нарушению сложившегося природного равновесия. Свою роль в этом процессе играет и человеческий фактор.

Выводы Внутригодовое перераспределение сезонного стока, отмечаемое в реках бассейна верхнего До на, является отражением современных физико-географических и гидрологических процессов, происхо дящих в атмосфере, гидросфере и литосфере на фоне антропогенной деятельности в речных руслах и водосборах. Современное распределение речного стока по гидрологическим сезонам в средний по вод ности год в бассейне Дона (без Хопра и его притоков) оценивается следующими величинами: сток вес ны – 43,4%, лета – 19,2%, осени – 18,8%, зимы – 18,6% от годового объема. В бассейне Хопра на сток весны приходится 58%, лета – 15,4%, осени – 12%, зимы – 14,6%. В реке Дон более всего увеличился зимний сток, и его доля приближается к 20% от годового объема, а на притоках Дона осенний сток по высился больше летнего и зимнего стока. В целом в бассейне верхнего Дона снижение стока весны за период мониторинга составило 19,5%, а увеличение стока лета, осени и зимы на 7,8;

8,1;

3,6%, соответ ственно. Для рек, стекающих со Среднерусской возвышенности (Девица, Тихая Сосна, Черная Калитва, Потудань) и Калачской возвышенности (Подгорная) доля стока весны составляет меньше 50%. Следо вательно, данные реки следует отнести к типу рек со смешанным питанием [11]. Внутригодовое рас пределение стока рек существенно различается в зависимости от их категории (большая, средняя, ма лая), ландшафтно-орографических особенностей простирания водосборов, поэтому для характеристики общего водного режима рек любого бассейна необходимо анализировать водный режим всех водото ков, на которых имеются стационарные наблюдения за стоком.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Алексеевский Н.И., Лебедева М.Ю., Соколовский Д.Л. Источники питания и изменчивость их вклада в формирование стока рек Европейской территории России // Водные ресурсы, 2007. Т. 34. №1. С. 5–17.

2. Андреянов В.Г. Внутригодовое распределение речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1960.

327 с.

3. Базильская И.В. Закономерности и отклонения в годовом цикле климатического режима Воронежского заповедника (по данным 1997–2006 гг.) // Труды Воронежского государ ственного заповедника. Вып. XXIV. Воронеж: ВГПУ, 2007. С. 6–21.

4. Болгов М.В., Сенцова Н.И. Оценка расчетных характеристик минимального стока в бас сейне Верхнего Дона в нестационарных условиях // Генетические и вероятностные методы в гидрологии: проблемы развития и взаимосвязи. Труды Междунар. семинара. Одесса, 26 28 марта 2009.М.: ИВП РАН, 2009. С. 168–182.

5. Владимиров А.М. Сток рек в маловодный период года. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 295 с.

6. Водные ресурсы России и их использование / Под ред. И.А. Шикломанова. СПб: Гос. гид рол. ин-т, 2008. 600 с.

7. Дмитриева В.А. Структура использования водных ресурсов в Воронежской области // Вод ное хозяйство России. 2010. №5. С. 28–40.

8. Дмитриева В.А. Трансформация речной сети и речного стока: причины и следствия // Вест ник Воронеж. гос. ун-та. Серия География. Геоэкология. 2009. № 1. С. 84–92.

9. Дмитриева В.А., Давыдова Н.С. Роль прудов в обводненности и формировании качества вод Воронежской области // Проблемы экологии и экологической безопасности Централь ного Черноземья Российской Федерации. Материалы XIII Международной научно практической конференции, г. Липецк, 9 декабря, 2009 г. Липецк: Изд-во ЛПГУ. 2009. С.

33–36.

10. Добровольский С.Г. Проблема глобального потепления и изменения стока российских рек // Водные ресурсы. 2007. Т. 34. №6. С. 643–655.

11. Зайков Б.Д. Средний сток и его распределение в году на территории СССР. // Тр. Научно исследовательских учреждений ГУГМС СССР, Серия IV, вып. 24. Л.-М.: Гидрометиздат, 1946. 148 с.

12. Картирование вероятностного стока рек (на примере центрально-черноземных областей). / А.Г. Курдов, В.А.Дмитриева, В.В. Протопопов и др. Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1987. 188 с.

13. Карты стока рек и временных водотоков / Под ред. А.Г. Курдова. Воронеж: Изд-во Воро неж. гос. ун-та, 1975. 142 с.

14. Клиге Р.К., Воронов А.М., Селиванов А.О. Формирование и многолетние изменения водно го режима Восточно-Европейской равнины. М.: Наука, 1993. 128 с.

15. Коронкевич Н.И. Водный баланс Русской равнины и его антропогенные изменения. М.:

Наука, 1990. 204 с.

16. Курдов А.Г. Минимальный сток рек (основные закономерности формирования и методы расчета). Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1970. 302 с.

17. Львович М.И. Опыт классификации рек СССР.// Тр. Гос. гидрол. ин-та. Вып. 6. 1938. 58 с.

18. Расчеты стока рек и временных водотоков (вопросы теории и практики). / Под ред. А.Г.

Курдова. Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1979. 201 с.

19. Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений. СПб.: Нестор-История, 2009. 193 с.

20. Свод правил СП 33-101-2003. Определение расчетных гидрологических характеристик. Из дание официальное. М.: Госстрой России, 2004. 73 с.

21. Сенцова Н.И. Пространственно-временные изменения формирования водного режима в Каменной Степи // Вод. ресурсы, 2002. Т. 29. № 6. С. 676–679.

ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ВОД ТАГАНРОГСКОГО ЗАЛИВА Дорожкин Е.В., Калиманов Т.А.

Северо-Кавказский филиал ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Новочеркасск, Россия INFORMATION-ANALYTICAL SYSTEM FOR THE TAGANROG BAY WATER QUALITY MONITORING SUPPORT Dorozhkin Y.V., Kalimanov T.A.

Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection North Caucasus Branch, Novocherkassk, Russia Развитие и совершенствование систем мониторинга водных объектов и мониторинга вред ных воздействий имеет большое значение для обеспечения национальных интересов и безопасно сти России в экологической сфере, заключающихся в сохранении, восстановлении и охране водных ресурсов. Решение этой проблемы приобретает особую актуальность в связи с угрозой ухудшения качества поверхностных вод, особенно в наиболее экономически развитых районах страны, где вы сокая концентрация населения, промышленного и сельскохозяйственного производства, привела к резкому увеличению антропогенной нагрузки на водные экосистемы.

Одним из районов, в наибольшей степени подверженных негативным воздействиям экологически опасной хозяйственной деятельности, является Таганрогский залив Азовского моря. На побережье Таганрогского залива расположены зоны интенсивного строительства, раз вития разных отраслей промышленности, многоотраслевого сельского хозяйства и высокой плотности населения, а акватория является конечным базисом общего геохимического стока, в балансе которого в настоящее время значительную часть составляют антропогенные вещества.

Мониторинг качества вод в Таганрогском заливе ведтся Федеральным государствен ным учреждением «Информационно-аналитический центр по водопользованию и мониторингу Азовского моря» Федерального агентства водных ресурсов Российской Федерации. Государ ственный мониторинг водных объектов осуществляется ФГУ «Азовморинформцентр» в соот ветствии с согласованной и утвержднной «Программой работ по ведению государственного мониторинга поверхностных водных объектов и водохозяйственных систем и сооружений на территории Ростовской области», преследуя следующие основные цели и задачи:


гидрохимический контроль загрязнения акватории залива и трансграничных рек северного Приазовья, а также контроль источников загрязнений;

информационно-аналитическое обеспечение системы поддержки принятия управленческих решений и обеспечения заинтересованных организаций необходимой, своевременной и до стоверной мониторинговой информацией;

регулярные наблюдения, сбор, обработка и хранение сведений за качественными показателями состояния водных ресурсов, полученных в результате наблюдений;

оценка и прогнозирование изменений качественных показателей состояния водных ресурсов и своевременное выявление негативных процессов, влияющих на качество воды.

Проведенный сбор и анализ материалов современного состояния мониторинга качества вод Таганрогского залива показал, что к недостаткам обеспечения мониторинговой информа цией заинтересованных потребителей, прежде всего для повышения уровня и качества прини маемых управленческих решений, наряду с отсутствием оценки качества воды одновременно по всему перечню наблюдаемых компонентов химического состава, следует отнести недоста точную оперативность и отсутствие наглядного (картографического) представления информа ции о качестве вод.

В этой связи могут быть предложены для рассмотрения, следующие общие рекоменда ции повышения эффективности организации и проведения мониторинга качества вод Таганрог ского залива:

увеличение количества сроков отбора проб воды и донных отложений до 4-х (в основные фазы водного режима рек) и расширение спектра контролируемых ингредиентов и показа телей качества воды;

организация дополнительных пунктов наблюдений, позволяющих более полно исследовать качество воды водных объектов и влияние на них притоков (организация мониторинга вы пусков ливневой канализации в г. Таганрог);

разработка единых методик по всем видам мониторинговых работ совместной программы мониторинга поверхностных вод в приграничных районах рек Приазовья (Миус, Мокрый Еланчик, Тузлов), нацеленной на получение общих нормативов качества воды по основным (приоритетным) показателям, принятия общей бассейновой классификации качества по верхностных вод и обеспечения свободного доступа к информации, полученной в процессе мониторинга.

С учетом современных требований к предоставлению и интерпретации достоверной и репрезентативной мониторинговой информации также необходимо ориентироваться на исполь зование инструментария, сочетающего в себе возможности традиционных информационных, информационно-справочных систем и систем поддержки принятия решений, с возможностями современных ГИС позволяющих представлять разнообразную, сложную и большую по объему информацию в наиболее простой для восприятия форме – объектов, графиков и диаграмм на электронных картах рассматриваемой местности.

На основе данных геохимической съемки воды и донных осадков Таганрогского залива на 83 станциях гидрохимических наблюдений, фондовых данных РГУ и АзНИИРХ, а также материалов полевых исследований, выполненных в экспедициях сотрудниками СевКав НИИВХ, приведены результаты исследований по созданию информационно-аналитической системы поддержки мониторинга качества вод Таганрогского залива с целью обеспечения мо ниторинговой информации органов управления водными ресурсами, научных и общественных организаций и всех заинтересованных пользователей.

Оперативно обновляемая, структурно проработанная информационно-аналитическая система поддержки мониторинга качества вод Таганрогского залива на основе применения ме тодов многомерной классификации и геоинформационных систем, обеспечивающая повыше ние уровня и качества принимаемых управленческих решений в области охраны и использова ния водных ресурсов позволит эффективно решать следующие задачи:

систематизация и отображение пространственно-временной информации о качестве вод Таганрогского залива и эксплуатация современных баз данных на основе геоинформацион ных технологий;

решение информационно-аналитических задач (построение карт загрязненности водных объектов;

зонирование территории по показателям качества водных ресурсов), прогнозирование изменений качественных показателей состояния водных ресурсов залива и своевременное выявление негативных процессов, влияющих на качество воды;

расчет средней, минимальной и максимальной концентрации загрязняющего вещества по любому ингредиенту из перечня контролируемых показателей в толще воды и расчет инте гральной оценки качества воды по гидрохимическим показателям по ИЗВ/УКИЗВ;

построение интерполяционных моделей пространственного распространения концентра ций приоритетных загрязняющих веществ с использованием инструментальных средств ГИС (метод обратно взвешенных расстояний);

классификация станций по совокупности приоритетных загрязняющих веществ с исполь зованием методологии кластерного анализа для трех периодов (среднегодовой, среднесе зонные – холодный и теплый);

возможность формирования запросов, поиск, извлечение информации из баз данных (атри бутивных, картографических, текстовых, графических), предоставление пользователям ин формации, релевантной запросам, в виде удобном для содержательного анализа.

ЭКОЛОГО-РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МАЛЫХ РЕК ДОНСКОГО БАССЕЙНА Дорожкин Е.В.

Северо-Кавказский филиал ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Новочеркасск, Россия ECOLOGICAL/FISHERY PROBLEMS OF THE DON BASIN SMALL RIVERS Dorozhkin Y.V.

Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection North Caucasus Branch, Novocherkassk, Russia Азовское море в системе рыбного хозяйства страны является вторым по значению по сле Каспийского моря внутренним водоемом. В современных условиях Азовский бассейн обес печивает около 20% общих уловов во внутренних водоемах (около 120 тыс. т, в том числе рыб пресноводного комплекса 5,8 тыс. т). Основным богатством Азовского моря являются ценные рыбы: осетровые, судак, тарань, сазан, рыбец, чехонь, донская сельдь и др. По своей биологии эти рыбы относятся к проходным и полупроходным, нагул которых происходит в море и Та ганрогском заливе, а размножение в реке Дон и его притоках, в дельте и низовьях реки на ниж недонских займищах, чем определяется важное рыбохозяйственное значение поймы.

Пойма Нижнего Дона исторически сформировалась как кормовая база экстенсивного животноводства и экологическая основа воспроизводства рыбных запасов Азовского моря.

Пойма расположена в центральной части Ростовской области на территории 10 районов и 3-х городов, имеет протяженность от Цимлянского гидроузла до Таганрогского залива 240 км и общую площадь 306 тыс. га. В пределах бассейна Нижнего Дона протекает более 4 тысяч рек, основную часть которых составляют реки протяженностью менее 10 км. Густота речной сети составляет 0.1–0.6 км/км2 (в среднем 0,26 км/км2). Максимальные значения приурочены к водо сборам рек Калитва и Кундрючья, к верховьям р. Тузлов, т.е. к наиболее возвышенным участ кам местности с повышенным количеством осадков. Сформированные природой они служили и служат для освобождения поймы от вешних вод, дренируют пойму и сохраняют высокий воспроизводственный репродуктивный потенциал оставшихся естественных нерестилищ.

В настоящее время малые реки испытывают высокую антропогенную нагрузку, вызван ную интенсивной хозяйственной деятельностью на водосборной площади, зарегулированием стока прудами и водохранилищами, использованием рек для водоснабжения, обводнения и во доотведения. Интенсивное использование речного стока, преобразование природных ландшаф тов привело к изменениям в естественном соотношении элементов водного баланса речных во досборов, ухудшению качества вод, нарушению гидрологического режима рек, изменению ви довой структуры ихтиофауны, снижению рыбопродуктивности водомов.

Несмотря на прогрессирующее воздействие перечисленных антропогенных факторов, малые реки остаются единственными более или менее значительными естественными нерести лищами ценных полупроходных и проходных рыб Азовского бассейна.

В рамках работ, направленных на совершенствование механизма комплексного управ ления бассейнами малых и средних рек на территории РФ, сотрудниками СевКавНИИВХ по мимо основных задач, решались проблемы охраны и воспроизводства рыбных запасов, воз можности рыбохозяйственного освоения все большего числа водных объектов. При проведении комплексных исследований бассейнов рек выявлены основные причины, влияющие на сниже ние захода производителей рыб в реки, имеющих важное рыбохозяйственное значение для Азовского бассейна:

– неудовлетворительные для входа производителей гидроморфологические условия в местах впадения малых рек в рр. Дон и Сев. Донец;

– отсутствие требований к водным ресурсам малых рек для поддержания естественного воспроизводства ценных видов рыб рыбохозяйственными организациями;

– низкая водность малых рек, особенно в период захода на нерест рыб (ноябрь-март), что при значительной ширине русла и малых скоростях течения (менее пороговых) затрудняет привлечение в нее производителей;

– интенсивный браконьерский лов рыбы на устьевом участке.

С целью изучения влияния указанных причин на условия естественного воспроизвод ства малых рек, как основных нерестилищ ценных полупроходных и проходных рыб Азовского бассейна, в период нерестового хода (ноябрь–апрель) выполнен комплекс гидролого биологических исследований:


– исследовались особенности внутригодового гидрологического режима малых рек Нижнего Дона, а также в период активного нерестового хода (ноябрь–апрель) с учетом суще ствующих схем регулирования стока;

– оценено рыбохозяйственное значение малых рек и обследовано современное состоя ние имеющихся нерестилищ малых рек Нижнего Дона и их пригодность для естественного воспроизводства;

– выполнена оценка соответствия имеющихся и необходимых площадей естественных нерестилищ для обеспечения условий нереста;

разработана конструкция и технология строи тельства дополнительных искусственных нерестилищ в руслах;

– по результатам исследований разработан проект инженерно-экологического обосно вания комплекса мероприятий, реализация которых создаст благоприятные условия для есте ственного воспроизводства рыб.

Обобщая вышеизложенное, основным фактором, лимитирующим возможность увели чения продуктивности ценных рыб на современном уровне являются условия естественного воспроизводства. Повышение устойчивости природных комплексов, в том числе и речных си стем, могут быть достигнуты не слишком трудоемкими и дорогостоящими мероприятиями. Для достижения гарантированного позитивного эффекта от принятия водоохранных мер необходи мы детально разработанные проекты, базирующиеся на глубоких и всесторонних гидрологиче ских, биологических и инженерных исследованиях. Концепция, на наш взгляд, которой должны руководствоваться в своей экологической деятельности по возрождению и охране малых рек органы власти и население, включает следующие основные пункты:

1. Организация управления водными и биологическими ресурсами малой реки.

2. Контроль санитарного состояния русла, поймы и берегов.

3. Воспроизводство рыбных запасов и регламентация любительского рыболовства, охрана флоры и фауны береговой зоны.

4. Контроль технического состояния вдольбереговых дорог и переправ.

5. Борьба с водной и ветровой эрозией.

6. Проведение природоохранных мероприятий на водосборах.

ОЦЕНКА МАСШТАБОВ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕЧНОГО БАССЕЙНА В РАМКАХ СКИОВО (НА ПРИМЕРЕ БАССЕЙНА РЕКИ ЕНИСЕЙ) Жерелина И.В., Постнова И.С., Поляков А.А., Аношина О.Д., Боенко К.А.

ООО «Центр инженерных технологий», Барнаул, Россия Хороброва М.С.

Институт природообустройства Алтайского государственного аграрного университета, Барнаул, Россия ASSESSMENT OF ECONOMIC DEVELOPMENT SCALE AND ECOLOGICAL STATUS OF A RIVER BASIN WITHIN THE FRAMEWORK OF THE SCHEME OF WATER RESOURCES INTEGRATED USE AND PROTECTION (THE YENISEY RIVER BASIN AS A STUDY CASE) Zherelina I.V., Postnova I.S., Polyakov A.A., Anoshina O.D., Boyenko K.A.

OOO «Tsentr Inzhenernykh Technologiy», Barnaul, Russia Khorobova M.S.

Altay State Agricultural University Institute of Nature Development, Barnaul, Russia В соответствии со ст. 33 Водного кодекса РФ, постановлением Правительства РФ от 30.12.2006 № 883, приказом МПР РФ от 04.07.2007 № 169 для бассейнов крупнейших рек Рос сии разрабатываются Схемы комплексного использования и охраны водных объектов (СКИО ВО).

Осложнение разработки СКИОВО связано с неполнотой исходной информации, предо ставляемой органами государственной власти, а также отсутствием единой утвержденной ме тодики оценки масштабов хозяйственного использования и экологического состояния речного бассейна.

Согласно нунктам 19.1, 20.1 Методических указаний по разработке СКИОВО (МУ СКИОВО), утвержденных приказом МПР РФ от 04.07.2007 № 169, определено конечное число водных объектов, для которых разрабатывается СКИОВО, выполняются оценки антропогенных нагрузок и возможных ущербов от негативного воздействия вод. Критерии идентификации и категорирования водных объектов в МУ СКИОВО не обозначены, четких рекомендаций не указано и в работе «Разработка проекта методических рекомендаций категорирования и клас сификации поверхностных водных объектов и идентификации их границ», выполненной Вла димирской областной коллегией адвокатов «Защита» (2009 г.).

В этой связи сформированы собственные критерии идентификации и категорирования водных объектов бассейна р. Енисей. В конечное число естественных водных объектов вклю чены: а) реки и озера, отнесенные к категории «большие» (ГОСТ 17.1.1.02-77);

б) реки и озера (площадью 10 км2), имеющие важное значение для водоснабжения населения и объектов эко номики (Ежегодный информационный бюллетень Енисейского БВУ (2005–2009 г.));

реки и озера, требующие первоочередного осуществления водоохранных мероприятий (Ежегодник качества поверхностных вод Среднесибирского УГМС (2005–2009 г.)).

К искусственным отнесены водные объекты, образованные водоподпорным сооружени ем с целью хранения воды и регулирования стока – водохранилища и пруды (ГОСТ 19179-73).

В конечный перечень искусственных водных объектов включены водохранилища, поднадзор ные Минприроды России (Приказ МПР России от 02.03.1999 № 39): а) БВУ, объемом 50 – 100 млн м3, ТОВР – объемом 1 – 50 млн м3.

Нормативные и правовые акты не определяют понятие «существенно модифицирован ные водные объекты». В справочной литературе «модификация» определяется как видоизмене ние, преобразование предмета или явления, не затрагивающее их сущности, но приводящее к появлению новых свойств. Руководствуясь этим определением, к данной категории отнесены водоемы и водотоки (участки водотоков) с измененным водным режимом в результате антро погенной деятельности человека. Прежде всего, это водные объекты, участки которых находят ся в зоне переменного подпора верхней части и нижнего бьефа водохранилищ, на которых про изошло изменение распределения сезонного и годового стока, твердого стока, уровенного, тер мического и ледового режимов.

В результате, в конечное число водных объектов включено 189 рек, 36 озер, 63 водохранилищ и прудов, в том числе 7 объемом 10 млн. м3. Именно для этих водотоков и водоемов разрабатывается СКИОВО, выполняется оценка антропогенных нагрузок и масшта бов хозяйственного освоения бассейна р. Енисей. Оценка использования водных объектов и их экологического состояния проводится в разрезе субъектов РФ и водохозяйственных участков (ВХУ).

Оценка масштабов хозяйственного освоения речного бассейна выполнена на основании норм территориального экологического равновесия в ландшафтных зонах России, предложенных Н.Ф. Реймерсом (1990 г.). Эти нормы определяют уровни соотношения интенсивно (пашня, за строенные, нарушенные территории, дороги и т.п.) и экстенсивно (пастбища, естественные леса, заповедники, луга и т.п.) эксплуатируемых участков, обеспечивающие отсутствие сдвигов в эко логическом балансе крупных территорий в целом. В том случае, если уровень соотношения экс тенсивно и интенсивно эксплуатируемых участков, ниже установленного норматива, антропо генная преобразованность территории оценивается как низкая, если соотношение находится в пределах установленного норматива – средняя, если превышает норматив – высокая.

Результаты расчета показали, что в бассейне р. Енисей антропогенная преобразован ность ландшафтов и, следовательно, масштабов хозяйственного освоения большинства ВХУ, даже густонаселенных и экономически развитых, является низкой. Только на территории двух ВХУ (17.01.08.005, 17.01.08.100), несмотря на низкий уровень их экономического развития и заселенность, степень преобразованности ландшафтов оценивается как средняя ввиду уязвимо сти экосистем Крайнего Севера и низкого порогового значения их устойчивости (0–2%). Одна ко экологическое равновесие и этих территорий находится в пределах оптимума.

Интегральная оценка экологического состояния бассейна р. Енисей включает совокуп ный анализ параметров прямых и косвенных воздействия на водные объекты.

Параметры прямого (непосредственного) воздействия – объмы водозабора и сброса сточных вод, использования воды на хозяйственно-питьевые, производственные, сельскохозяй ственные и другие нужды, объмы оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, рассчитываемые на основе данных формы статистической отчетности № 2-ТП (водхоз) сред ствами ГИС. Производится выборка источников забора и сброса сточных вод в заданных гра ницах, расчет объемов и их сравнительная оценка. Интенсивность нагрузки определена исходя из объемов забора и сброса вод (в млн. м3/год): а) высокая – 100;

б) средняя – 11–100;

в) низ кая – 1–10;

г) очень низкая – 1.

Выполненный анализ показывает, что высокую антропогенную нагрузку испытывают водные объекты трех наиболее экономически развитиях ВХУ (17.01.03.003, 17.01.03.004, 17.01.03.005), расположенных на юге Красноярского края, среднюю – прилегающие к ним че тыре ВХУ (17.01.03.002, 17.01.03.001, 17.01.02.001, 17.01.04.001), а также ВХУ 17.01.08.004, на территории которого расположен порт Игарка, города Туруханск и Снежногорск. Антропоген ная нагрузка на водные объекты большинства ВХУ низкая или очень низкая.

Параметры косвенного (опосредованного) воздействия – отражают воздействие на вод ные объекты в результате изменения водосборной площади. В качестве основных (базовых) использованы следующие параметры – а) плотность населения территории, характеризующая демографическую нагрузку на водосборную площадь;

б) плотность промышленного производ ства, опосредованно определяющая нагрузку от промышленного производства на водосборную площадь;

в) распаханность территории и животноводческая нагрузка, в совокупности опреде ляющих сельскохозяйственную нагрузку на водосборную площадь. Для каждого из показате лей принята условная шкала из 8 ступеней, в основу которой была положена градация основ ных региональных показателей антропогенной нагрузки, разработанная в ИВЭП СО РАН (Сто ящева Н.В., Рыбкина И.Д.) и апробированная для бассейна р. Обь (2009–2010 гг.). Интегральная антропогенная нагрузка на бассейн р. Енисей получена как среднеарифметическое значение баллов демографической, промышленной и сельскохозяйственной (земледельческой и живот новодческой) нагрузок.

В результате проведенных расчетов установлено, что только ВХУ 17.01.03.005 испыты вает повышенную антропогенную нагрузку, два ВХУ – 17.01.03.002 и 17.01.03.004 – среднюю, а ВХУ 17.01.03.003 – пониженную. К северу и югу от этих наиболее экономически развитых районов бассейна р. Енисей степень антропогенной нагрузки понижается и становится «низ кой». На основной части бассейна р. Енисей антропогенная нагрузка «очень низкая» или «не значительная».

Для оценки экологического состояния водных объектов бассейна р. Енисей использован метод комплексной оценки степени загрязненности (РД 52-24.643-2002). Анализ качества по верхностных вод выполнен по удельному комбинаторному индексу загрязненности воды (УКИЗВ) и классу качества воды, а классификация качества воды по степени загрязненности – с учетом числа критических показателей загрязненности (КПЗ) и повторяемости случаев пре вышения ПДК. Установлена полная корреляция полученных данных с результатами оценки антропогенной нагрузки на водные объекты в результате прямого и косвенного воздействия.

Результаты оценки масштабов хозяйственного освоения и экологического состояния речного бассейна были представлены на научно-техническом совете Енисейского БВУ, бассей новом совете р. Енисей и получили высокую оценку специалистов.

Однако, следует отметить, что отсутствие единой утвержденной методики оценки мас штабов хозяйственного освоения и экологического состояния речного бассейна снижает ре зультативность разработки СКИОВО в части достоверности оценки масштабов влияния антро погенной деятельности на состояние водных объектов, адекватности принятия мер по охране и рациональному использованию водных объектов и ресурсов, а также исключает возможность проведения соответствующих сравнительных оценок для крупнейших рек России.

УЧЕТ РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СКИОВО (НА ПРИМЕРЕ БАССЕЙНА УРАЛА) Завадский А.С.

Московский государственный университет, Москва, Россия ACCOUNTING FOR THE CHANNEL PROCESSES WHEN DEVELOPING SCHEMES FOR WATER RESOURCES INTEGRATED USE AND PROTECTION (THE URAL RIVER BASIN AS A STUDY CASE) Zavadskiy A.S.

Moscow State University, Moscow, Russia В 2010 году началась подготовка обосновывающих материалов для разделов проекта СКИОВО бассейна Урала. В качестве основного нормативного документа их разработчиками принимаются утвержденные приказом МПР РФ «Методические указания по разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов». К сожалению, в отмеченном доку менте отсутствует описание методических подходов, регламентирующих научную основу изу чения русловых процессов, сводя их к общим требованиям о необходимости учета негативного воздействия вод. Поэтому разработчиками соответствующих разделов СКИОВО бассейна Ура ла, придерживаясь рекомендованной «Методическими указаниями…» общей структуры, была подготовлена оригинальная программа исследований.

В ее основу был заложен принцип детального анализа распространения на реках бас сейна Урала (в пределах РФ) типов русел и связанных с ними механизмов проявления русло вых процессов. Всего на основных реках бассейна был выделен и проанализирован 251 морфо логически-однородный участок, что позволило создать на основе программного комплекса ARCGIS Desktop базу данных, включающую в себя несколько разделов (морфометрический, гидрологический, динамический). Отдельным блоком была представлена информация о совре менном хозяйственном освоении бассейна Урала и антропогенной измененности водных объ ектов, которая легла в основу подготовленной карты «Антропогенная измененность русел рек бассейна Урала». Проведенный гидролого-морфологический анализ позволил дать оценку ин тенсивности русловых деформаций и выполнить расчеты возможных ежегодных территори альных потерь в бассейнах крупнейших рек региона.

Весь собранный и полученный материал по условиям формирования и современной динамики речных русел, степени антропогенной измененности, интенсивности хозяйстве н ного освоения долинных комплексов и водораздельных территорий позволил выделить ос новные проблемы в регионе, связанные с негативным воздействием русловых процессов.

Основные формы воздействия русловых процессов на объекты производственной и соц и альной сферы были отображены на карте «Опасность проявлений русловых процессов на реках бассейна Урала».

Также была выполнена оценка устойчивости русел рек бассейна Урала к различным формам антропогенного воздействия (прямых и косвенных), отображенная в интегральном ви де на карте «Устойчивость русел рек бассейна Урала к антропогенным нагрузкам». Была дана характеристика по степени устойчивости к заилению водосборных бассейнов, а также ее воз можная трансформация в условиях прогнозируемого климатического изменения водного стока.

Завершающим этапом стала разработка предложений по учету русловых процессов при проведении мероприятий по защите объектов производственной и социальной сферы. Они бы ли разделены на два блока.

Первый связан с разработкой и реализацией четкого плана в отношении создания ин формационного и методического обеспечения стоящих для СКИОВО задач. Он касается усо вершенствования системы сбора, накопления и анализа водохозяйственной информации в бас сейне реки, разработки методов оперативного прогнозирования опасных процессов, реализации мер по предупреждению неблагоприятно воздействия гидрологических явлений и опасных форм проявления русловых процессов.

Второй блок рекомендаций касается мероприятий по предотвращению негативного воз действия вод на конкретных природных объектах. Рассмотрены вопросы противопаводковой защиты территорий, рекомендованы участки проведения берегозащитных и дноуглубительных работ, противоэрозионных мероприятий, обозначены возможные проблемы и пути решения пограничных аспектов русловых процессов.

К ВОПРОСУ О КОНСЕРВАТИВНОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И СОЕДИНЕНИЙ В ПРИРОДНЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ Заслоновский В.Н., Малинин С.С.

Восточный филиал ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного исследования и охраны водных ресурсов», Чита, Россия ON THE ISSUE OF CHEMICAL SUBSTANCES AND COMPOUNDS BEHAVIOUR CON SERVATISM IN NATURAL WATER BODIES Zaslonovskiy V.N., Malinin S.S.

VostokNIIVKh, Chita, Russia При исследовании качественного состава вод водных объектов, в том числе – антропо генного их загрязнения, неминуемо возникает вопрос о трансформации химических веществ и соединений, присутствующих и привносимых искусственно в эти воды. При этом принято под разделять вещества и соединения на консервативные (практически не подверженные тем или иным превращениям в водной массе) и неконсервативные – изменяющиеся в процессе пребы вания в водах водного объекта.

С химическими веществами и соединениями, поступившими в водный объект, непре рывно происходят процессы превращения физической, химической, физико-химической, био логической природы, в результате которых происходит уменьшение или увеличение концен трации и массы этого загрязнения. Данные процессы в водном объекте принято называть само очищением или вторичным загрязнением вод соответственно.

Консервативные вещества, исходя из вышеприведенного определения, могут только увеличиваться по массовому содержанию в объеме водоема (или по длине водотока), т.е.

накапливаться. Снижаться может только концентрация таких веществ за счет увеличения при точности воды с более низкой концентрацией данного вещества. Иными словами консерватив ные вещества могут участвовать только в процессе так называемого «чистого разбавления».

Неконсервативные вещества кроме процесса «чистого разбавления» участвуют и во множестве других процессов, происходящих в природных водных объектах – химических ре акциях с другими веществами и соединениями, физико-химических процессах сорбции, де сорбции, экстракции, биологических процессах и т.д.

Таким образом, технические расчеты изменения концентраций консервативных веществ в водных объектах не представляют больших сложностей. Для этого необходимо иметь лишь начальные значения концентрации вещества С1 и данные о притоке воды в виде изменения объема во времени (для водоемов) или расхода по длине (для водотоков).

Этот способ используется до настоящего времени. Он рекомендуется в [1, 2] и других источниках. В соответствии с данным подходом из уравнения массового баланса консерватив ного вещества для участка водотока, ограниченного верхним и нижним створами:

(1) m m2 m1 C 2 Q2 C1Q можно получить после несложных преобразований [3] формулу, связывающую изменение мас сового расхода консервативного вещества с изменением его концентрации:

Q m C1 C2 (2) Q2 Q В формулах (1) и (2): m1 и m2 – массовые расходы вещества в верхнем и нижнем ство рах, г/с;

Q1 и Q2 – расходы воды в водотоке, м3/с ;

С1 и С2 – концентрации вещества, г/м3 в соот ветствующих створах.

Для среднемноголетних значений С1,С2, m1, m2, Q1, Q2 уравнение (2) превращается в уравнение прямой линии:

1 Q a к m вк m C1 C 2к (3) Q2 Q Q – угловой коэффициент, а в к С где a к – отрезок отсекаемый на оси С2.

Q Q Для неконсервативных веществ изменение массы вещества и его концентрации гораздо сложнее, поскольку кроме процесса «чистого разбавления» вещества участвуют, как говорилось выше, во многих других процессах, которые, зачастую, не зависят напрямую от водности. В зави симости от конкретных условий водотока (водоема) эти процессы могут приводить как к уменьше нию массы вещества (самоочищению), так и к ее увеличению (вторичному загрязнению).

Однако, как оказалось в результате обработки данных [4], неконсервативные вещества в многолетних циклах также трансформируются по линейным зависимостям:

aн m вн C 2н (4), но угловой коэффициент a н и свободный член в н отличаются от значений a к и в к для кон сервативного вещества и различны для различных по консервативности веществ.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.