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 || 6 | 7 |   ...   | 13 |

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

-- [ Страница 5 ] --

В целях исключения чрезвычайных ситуаций как вариант возможно перемещение дан ных объектов вглубь берегового массива с новым строительством сооружений однотипного назначения. Однако, по берегам российских рек и озер возводилось множество красивейших зданий, которые являются в настоящее время памятниками истории и архитектуры и представ ляют собой народное достояние. Кроме того, в поселениях со значительным числом жителей такой перенос строений может быть менее выгоден, чем реализация защитных мероприятий, в том числе и в виде строительства берегоукрепительных гидротехнических сооружений. По следние представляют собой инженерные конструктивные решения по увеличению удержива ющих сил, препятствующих разрушению берегового массива, а следовательно, и объектов, расположенных на нем. Такие объекты достаточно дороги и материалоемки. В отличие от клас сического инвестирования финансовых ресурсов, они не приносят прибыли в чисто экономиче ском понимании. Возможности государства в финансировании подобных защитных сооруже ний весьма ограничены. Возникает необходимость адекватного определения приоритетности инвестирования и строительства тех или иных объектов берегозащиты в различных регионах страны. При этом необходим учет многих аспектов возведения такого типа сооружений.

Земли прибрежных территорий обладают высокой экологической и экономической ценно стью и их безвозвратная утрата в результате постоянно происходящих процессов переработки бере гов – существенные потери государства. Однако, даже при техногенном характере разрушения бере говых массивов, при наличии значительного экологического ущерба виновных нет. Границы ответ ственности ГЭС составляют в нижнем бьефе сотни, а иногда и десятки метров, и все что происходит ниже по течению сродни стихийному бедствию, у которого нет виновных.

Водоохранное законодательство, к сожалению, не регламентирует такого рода техно генные воздействия водных потоков. Президент страны Д.А.Медведев на заседании Президиу ма Государственного Совета в мае текущего года призвал привести «в нормальное состояние природоохранное законодательство» и усовершенствовать систему нормирования негативного воздействия на окружающую среду. Может быть, настало время нормированию подвергнуть и процессы переработки берегов, особенно там, где существуют опасности чрезвычайных ситуа ций и где экологические ущербы от разрушения береговых массивов особенно велики?

Показатели, характеризующие интенсивность процессов переработки берега известны – это скорость отступания бровки берега (м/год или иные параметры), а также количество бере гового материала, попадающего в водоем в единицу времени с единицы длины берега (тн-м/год и т.

п.) Последний показатель очень важен для водных объектов, используемых в качестве ис точников питьевого водоснабжения. Многие загрязняющие вещества содержатся в береговых массивах в связанном, сорбированном состоянии. При прямом попадании в акваторию эти за грязнители, имеющие химическую и бактериологическую природу, непосредственно сказыва ются на качестве воды. Для доведения ее до питьевых кондиций требуются дополнительные, усовершенствованные технологии водоочистки, имеющие в свою очередь более высокую сто имость. При переработке берегов в черте поселений разрушению водными потоками подверга ются урбаноземы с накопившимися за долгие годы загрязнителями с промпредприятий, с со оружений сферы ЖКХ и т.п.

К сожалению, размыву подвержены и места старых захоронений, скотомогильники. Ка кой вред несет попадание таких грунтов – некроземов в водные объекты – вопрос, требующий отдельного рассмотрения.

При строительстве берегозащитных сооружений в состав последних могут быть органично вписаны локальные очистные устройства (механического и иного типа) для недопущения стока в водные объекты с застроенных территорий загрязненных ливневых вод. Речь не идет о каких-то гигантских очистных с разветвленной системой городской дождевой канализации, а о локальных сооружениях (устройствах), принимающих диффузные стоки с незначительной прибрежной терри тории, примыкающей к возводимым берегоукрепительным сооружениям. При этом важно, чтобы подобные устройства включались в проект гидротехнической берегозащиты как органичное неотъ емлемое составляющее, а не считались чисто коммунальными объектами, строительство которых не входит в компетенцию водоохранных органов и должно вестись отдельно от конструктивных элементов линейного сооружения с разделением источников финансирования (а, следовательно, – по разным проектам с соответствующими экспертизами, с отдельными торгами подрядных работ, с разбивкой по срокам их выполнения и т.д.).

При введении режима нормирования физических параметров переработки берегов очень важная роль принадлежит мониторингу водных объектов, особенно их берегов и дна.

Существующая система мониторинга, точнее ее отсутствие не позволит эффективно контроли ровать переформирование береговой полосы. К сожалению, Постановление Правительства страны № 219 от 10.04.07 г. не снимает всех вопросов. Динамика и морфология берегов может прослеживаться только путем получения систематизированных и взаимосвязанных данных геоморфологических, инженерно-геологических и гидрометерологических наблюдений. Необ ходима современная методологическая база контроля режимных створов. Сегодня существует единственный методический документ в сфере контроля за берегами, утвержденный в 1978 го ду Минводхозом СССР. По наблюдениям за состоянием дна водоемов и по мониторингу вод ных объектов при чрезвычайных ситуациях методики вообще отсутствуют. Может быть, наста ла пора помимо мер визуального наблюдения внедрять автоматические, дистанционные устройства для контроля за подвижками грунтовых массивов. В первую очередь это может от носиться к береговым участкам повышенного риска, где деформации могут вести к значитель ным ущербам.

В последние годы активизировалась застройка прибрежных территорий, что зачастую приводит не только к экологическому ущербу для водных объектов, но и росту социальной напряженности, поскольку населению закрывается доступ к воде. Сами «особняки» на воде за частую возводятся без учета экзогенных береговых процессов, что ведет со временем к разру шению вновь возведенных строений, что может еще более усугубить экологический вред от такой застройки.

Многие специалисты сходятся во мнении, что в нашей стране градостроительная дея тельность в прибрежной зоне должна быть строго регламентирована с учетом постоянно воз растающей ценности таких земель и растущей угрозы экологии водных объектов. Примером могут служить поселения во многих странах Европы, где застройка жилых кварталов осу ществляется по утвержденному генплану строго перпендикулярно береговой полосе, представ ляющей собой обустроенное рекреационное пространство, и где сохраняется широкий доступ населения к водному объекту, попадание загрязняющих веществ в который исключено.

При наличии экзогенных процессов на неблагополучных участках берега, необходимые защитные мероприятия могут осуществляться при такой застройке на принципах долевого строительства, а стоимость таких объектов включается пропорционально в цену земельных участков, реализуемых под жилье (или иные цели) в прибрежной полосе. Изменение правил и регламентация застройки может относиться и к периодически затопляемым территориям.

Необходимы для этого соответствующие законодательные инициативы.

Берегозащитные сооружения (БЗС) в поселениях могут помимо средоформирующей роли играть немаловажную водоохранную роль. Кроме того, что в состав проектных решений сооружения могут включаться локальные очистные устройства для ливневых стоков (препят ствуя тем самым диффузному загрязнению водных объектов с застроенных площадей селитеб ных территорий), подпорные стенки могут стать основой для разнообразного озеленения скло нов и прибрежных полос, которым при наличии БЗС не угрожает сползание по склону.

Экологи нашей страны, да и их иностранные коллеги сходятся во мнении, что уникаль ные природные пейзажи представляют собой не меньшее богатство, чем нефть, газ и другие полезные ископаемые. Естественные или восстановленные ландшафты прибрежных террито рий водных объектов России являются очень привлекательными для туристов, в том числе и иностранных. Это становится в свою очередь значительным источником пополнения бюджетов регионов для социально-экономического развития.

Для приезжающих гостей немаловажно, какими представляются наши поселения не только с автотрасс, но и со стороны речных туристских маршрутов. Обустроенные набережные могут органично вписываться в архитектурный облик неповторимых российских городов и по селков, исторически возводившихся вдоль водных артерий. Такие сооружения помимо своего основного назначения берегозащиты могут формировать выразительные архитектурно ландшафтные градостроительные решения, отвечающие требованиям видеоэкологии.

Строительство берегозащитных сооружений имеет еще один аспект в части защиты населения прибрежных территорий. Изменение климата, о котором много говорится в послед нее время, наиболее явно может отражаться на температуре приземного слоя атмосферы, осад ках и испарении, то есть оказывать прямое воздействие на гидрологические циклы и составля ющие водного баланса. При возрастании количества осадков на больших водосборных площа дях водохранилищ неизбежно будет происходить увеличение объемов речного стока, а, следо вательно, – меняться порядок работы водохозяйственных систем, гидротехнических сооруже ний. Потребуется корректировка правил управления водными ресурсами в каскадах водохрани лищ при изменяющемся водном режиме. Как скажется увеличение объемов сброса водных масс (а, следовательно, – скорости потоков) на незащищенные берега поселений, расположенных в нижних бьефах гидроузлов? Особенно это касается береговых массивов, сложенных легкораз мываемыми породами.

Прошедший год был засушливым и водохозяйственная обстановка не давала оснований беспокоиться за состояние берегов, хотя их высыхание и выветривание – тоже фактор их раз рушения. Но ведь были и другие периоды – высокие половодья 1955, 1956, 1966 годов. Полные проектные способности гидроузлов Волжско-Камского каскада для пропуска паводков доста точно велики. Для Рыбинского гидроузла – 9000 м3/с, Нижегородского – 15100 м3/с, Чебоксар ского – 40800 м3/с и т.д. Но при этом известно, что уже при сбросе 3500 м3/с через Рыбинский гидроузел ущерб наносится водными потоками не только этому городу, но и Ярославлю, Ко строме и т.д. А в 1966 г. сбросы приходилось держать на уровне 5500–5750 м3/с с отметками нижнего бьефа выше 93 м (при НПУ – 84 м), что на 2 м выше критического уровня. Неблаго приятные явления для Нижнего Новгорода происходят при отметке 72 м, что соответствует расходу в 15000 м3/с.

Без сомнения, работа Межведомственной оперативной комиссии по регулированию ре жимов работы водохранилищ Волжско-Камского каскада решает очень большой объем про блем различных водопользователей. Но ее деятельность основывается на данных метеопрогно зов, а они бывают и ошибочными (в 1966 г. – более 40%), а рекомендации, выработанные в хо де бурных дискуссий не всегда на практике выполняются, и расходы воды на гидроузлах в разы отличаются от рекомендованных режимов. Кроме того, при определении оптимальных пара метров регулирования уровней каскада и объемов сброса часто ли критерием становится со хранность берегов в нижних бьефах гидроузлов?

При возникновении экстремальных ситуаций, вызванных обильными осадками, может возникать необходимость транзитного пропуска через водосливные плотины гидроузлов огромных водных масс, чтобы не допустить переполнения водохранилищ. А защищены ли бе рега городов и поселков в нижних бьефах от таких размывов, близких к стихийному бедствию?

Или это так и должно остаться «почетной миссией» муниципалитетов этих поселений с их «ги гантскими» бюджетами для гидротехнического строительства?

Данные вопросы могли бы стать темами отдельных рассмотрений бассейновых советов, научных исследований и внесения соответствующих изменений в правила эксплуатации водо хранилищ, обновляемых в настоящее время.

Катастрофические наводнения, наблюдаемые в последнее время в Западной Европе и других частях света, дают обильную пищу для размышлений. Как известно, лучше учиться на чужих ошибках, также как и на собственном опыте, полученном в результате чрезвычайных ситуаций.

Авария на Саяно-Шушенской ГЭС подробнейшим образом разобрана специалистами гидроэнергетиками с целью недопущения подобных ситуаций в будущем. Но если остановка гидроагрегатов произойдет-таки на других гидроэлектростанциях страны, как это может ска заться на состояниях берегов нижнего бьефа? И если это произойдет не в Сибири со скалисты ми склонами рек, и если берегозащита ниже гидроузла сделана не на несколько километров, как в Хакасии, а на десятки метров как на Волжско-Камском каскаде? И, наконец, если воды из верхнего водохранилища будут сбрасываться через водосливную плотину на других гидроэлек тростанциях, не приведет ли это к еще большим катастрофическим последствиям для людей, чем на ГЭС имени Подпорожнего?

В условиях недостаточного финансирования водозащитных и водохозяйственных меро приятий по линии Росводресурсов, может быть, стоило вернуться к опыту работы комиссии Адесмана в бывшем Роскомводе?

Тогда речь шла о включении в себестоимость обрабатываемой ГЭС электроэнергии ин вестиционной составляющей для реализации на договорных началах в нижнем бьефе конкрет ного гидроузла берегоукрепительных мероприятий в целях защиты населения и недопущения экстремальных ситуаций. Хорошо известно, что стоимость превентивных мер намного ниже, чем объем экстренных финансовых затрат, требующихся для устранения последствий произо шедшей аварии. И очень важно, чтобы хватило времени на реализацию этих предупредитель ных мероприятий. В последнее время сложилась практика, что законодательная инициатива принадлежит в первую очередь федеральным органам исполнительной власти. При тесном, конструктивном взаимодействии с законодателями многие проблемы водохозяйственного ком плекса страны могли бы решаться. В том числе, и немаловажный вопрос берегозащиты урбани зированных территорий, приоритетность строительства которой может определяться на основе параметров максимального социального, экологического и экономического эффектов.

В послании Президента страны Федеральному Собранию Российской Федерации, про звучавшему 30 ноября 2010 г. предложено сегодняшнее состояние природной среды рассмат ривать в качестве стартового уровня для реализации природоохранных программ и ликвидации накопленного ранее экологического ущерба. Переработку береговых массивов можно отнести к нему в полной мере, тем более что вредное воздействие водных объектов на берега происходит круглосуточно и круглогодично, его невозможно остановить. Но ущербы от этих процессов в по селениях можно минимизировать, в том числе и путем своевременного строительства берегоза щитных сооружений.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ ВИДА UNIO PICTORUM ДЛЯ МОНИТОРИНГА ТОКСИЧНОСТИ ВОДЫ Попов А.Н., Фоминых А.С., Ушакова О.С., Мухутдинов В.Ф., Сечкова Н.А.

ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Екатеринбург, Россия USE OF BIVALVES OF UNIO PICTORUM SPECIES FOR WATER TOXICITY MONITORING Popov A.N., Fominikh A.S., Ushakova O.S., Mukhutdinov V.F., Sechkova N.A.

RosNIIVKH, Yekaterinburg, Russia Двустворчатые моллюски широко используются для биомониторинга качества пр и родных вод, поскольку в ходе многочисленных исследований было показано, что движения створок моллюсков и активность фильтрации могут служить показателями наличия в воде токсикантов [1–3]. За основу системы биомониторинга SYMBIO взят поведенческий акт закрытия створок раковин (изолирующий рефлекс), обеспечивающий моллюскам эффек тивную защиту от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Изолирующий ре флекс рассматривается как стрессовый ответ моллюска на появление в воде токсичных в е ществ [4]. Срабатывание системы SYMBIO происходит, если при появлении токсиканта в воде как минимум 5 моллюсков закрывают створки ниже 5 %-ной границы. Многие иссле дователи отмечают неоднозначность реакции двустворчатых моллюсков на воздействие токсикантов в зависимости от типа вещества и его концентрации. Были выявлены также межвидовые и внутривидовые различия чувствительности моллюсков к токсикантам. В ка честве биологического материала для инсталляции в систему SYMBIO на Урале использо валась перловица обыкновенная Unio pictorum – наиболее массовый вид крупных двуствор чатых моллюсков водоемов Среднего Урала. U. pictorum, относится к классу Двустворча тых (Bivalvia), надотряду Жаберных (Autobranchia), отряду Унионид (Unionida). Перловица – пресноводный моллюск, относительно крупных размеров, ведет преимущественно ро ю щий образ жизни. Данный моллюск относится к группе биофильтраторов, питающихся взвешенными в воде частицами органических веществ и мелким планктоном.

Цель работы: оценить возможность использования ответной поведенческой реак ции моллюсков в системе SYMBIO по отношению к различным поллютантам при оценке качества воды. Было проведено изучение воздействия ионов тяжелых металлов(Сu2+, Cr6+, Zn2+, Cd2+, Pb2+) в интервале концентраций от 0 до 20 ПДК для водоемов культурно бытового назначения, а также ионов Сu2+, Cd2+, Zn2+ в концентрациях от 20 до 1800 ПДК, а также определение влияния указанных ингредиентов в возрастающих концентрациях на двигательную активность моллюсков.

Материалы и методы. Для испытания выбраны следующие соединения:

CuSO45H2O, K2Cr2O7, Cd(NO3)24H2O, ZnSO47H2O, Pb(HCO3)2. Введение загрязняющих веществ в воду проводилось через бюретку с постоянной скоростью подачи испытуемого раствора. Перед подачей токсиканта исследовалась нормальная активность моллюсков.

Эксперимент начинался только в том случае, когда средняя величина открытия створок моллюсков превышала значение 55 %. Отбор проб воды производился многократно в ходе развития ответной реакции моллюсков на химическое воздействие.

После эксперимента с одним веществом в системе SYMBIO заменялась вся вода и моллюски, задействованные в эксперименте. Количество моллюсков, задействованных в одном эксперименте – 8.

В результате анализа литературных данных, а также полученных в ходе экспериме н тов результатов было выделено три типа движений створок моллюсков (рис. 1).

Средний процент открытия створок моллюс Время развития реакции ков Рис. 1. Типы движения створок моллюска Unio pictorum по мере развития стрессового ответа 1. Нормальная активность, процент открытия больше 55%. Происходит активная фильтрация, возможны редкие неполные физиологически обусловленные смыкания створок.

2. Последовательность скачкообразных смыканий, продолжительные периоды покоя (от не скольких минут до часов). Показатель стрессового ответа.

3. Полное смыкание створок (ниже 5%), отсутствие фильтрации. Показатель стрессового ответа.

Эффективной концентрацией токсиканта считается концентрация, при которой прояв ляются первые признаки стрессового ответа (резкое снижение среднего процента открытия створок моллюсков, последовательность скачкообразных смыканий). Пороговой концентраци ей считается такая концентрация, при которой достигается полное закрытие (ниже 5%) створок как минимум 5 моллюсков, срабатывает сигнальная система SYMBIO.

Результаты Медь (2+). ПДК меди (Cu 2+) для водоемов культурно-бытового назначения составляет 1 мг/л. Эффективная концентрация ингредиента в лотке составила 0,08–0,10 мг/л. При повыше нии содержания меди (2+) в воде до 0,5 мг/л наблюдалось резкое снижение степени открытия створок (с 68 до 25%). При достижении концентрации меди(2+) в воде 18 мг/л (18 ПДК) сте пень открытия створок составляла от 0 до 25% (со средней степенью открытия створок 11%).

При дальнейшем повышении содержания меди (2+) до 68 мг/л отмечается резкое смыкание створок моллюсков ниже границы 5%. Происходит срабатывание системы SYMBIO (включе ние светового и звукового сигнала тревоги).

Хром (6+). ПДК хрома (Cr 6+) для водоемов культурно-бытового назначения составляет 0,05 мг/л. При экспонировании моллюсков в воде с содержанием хрома(6+) от 0,01 до 0,09 мг/л, состояние животных интерпретировалось как нормальное. Средняя степень открытия створок моллюсков существенно не изменялась и оставалась на уровне 88%. При дальнейшем увеличе нии концентрации токсиканта (эффективная концентрация 1,0 мг/л), наблюдается снижение величины средней степени открытия створок до 60%, наблюдаются продолжительные периоды смыкания створок (до нескольких часов). Пороговая концентрация, приводящая к полному за крыванию U. pictorum и срабатыванию системы биомониторинга SYMBIO, в данном случае не достигнута.

Кадмий (2+). ПДК кадмия (Cd 2+) для водоемов культурно-бытового назначения со ставляет 0,001 мг/л. При экспонировании моллюсков в воде с концентрациями кадмия (2+) ме нее 0,02 мг/л средняя величина степени открывания створок существенно не изменялась. Мол люски демонстрировали фильтрационную активность при высокой степени открытия (98 93%). При повышении содержания кадмия до 0,02 мг/л (20 ПДК) отмечалось незначитель ное (до 78%) снижение величины среднего открывания створок. В поведении моллюсков отме чалось резкое увеличение амплитуды колебания створок раковин и продолжительные периоды спада двигательной активности (4–8 часов). При содержании кадмия (2+) в воде 1,8 мг/л ( ПДК) наблюдалось закрытие створок раковин ниже 5 % границы открытия, происходило сра батывание системы оповещения SYMBIO.

Цинк (2+). ПДК цинка (Zn 2+) для водоемов культурно-бытового назначения составляет 5 мг/л. Эффективная концентрация цинка (2+) в эксперименте, при которой отмечается сниже ние средней степени открытия створок моллюсков, составила 12 мг/л. При этом также наблю даются периоды продолжительного смыкания створок. При концентрации цинка (2+) 15 мг/л происходит резкое снижение средней степени открытия створок (с 80% до 45%). В проводимом эксперименте моллюски не продемонстрировали полного смыкания створок: при концентрации токсиканта 640 мг/л (128 ПДК) средний процент открытия створок составил 25%.

Свинец (2+). ПДК свинца (Pb 2+) для водоемов культурно-бытового назначения состав ляет 0,03 мг/л. При экспонировании моллюсков в воде с содержанием свинца(2+) менее 8 мг/л не отмечено ответной стрессовой реакции в их поведении. При достижении данной концентра ции наблюдается незначительное изменение в поведении животных: увеличение частоты и ам плитуды неполного смыкания створок раковин. Средняя величина степени открывания створок к концу эксперимента не изменилась, оставшись в пределах 65 % при конечной концентрации свинца (2+) 12,75 мг/л. Пороговая концентрация не была достигнута.

Обсуждение результатов и заключение В проведенных экспериментах были получены результаты, подтверждающие эффек тивность биоиндикации тяжелых металлов с использованием двустворчатых моллюсков в каче стве биологического материала для инсталляции в систему SYMBIO. Степень развития стрес сового ответа зависела от концентрации поллютанта, таким образом, прослеживалась зависи мость доза-эффект. Для каждого металла были определены эффективная и пороговая концен трации, если таковая была достигнута. Данные приведены в таблице.

Пороговые концентрации были достигнуты в экспериментах с медью (2+) и кадмием (2+), что свидетельствует об острой токсичности этих металлов для гидробионтов [1, 3, 5].

Наблюдалось полное смыкание створок, что соответствует 3-му типу движения створок мол люска. В экспериментах с хромом (6+), свинцом (2+) и цинком (2+) пороговые концентрации не были достигнуты. Цинк (2+) является эссенциальным элементом для всех организмов, что, возможно, определяет высокую устойчивость моллюсков к повышенным концентрациям этого металла [6].

Таблица. Эффективная и пороговая концентрации металлов для моллюска Unio pictorum Металл ПДК Эффективная концен- Пороговая концентра культурно-бытовая трация ция (мг/л) (мг/л) (мг/л) Cu2+ 1 0,08 Cr6+ Не достигнута (больше 0,05 1,2 мг/л) Cd2+ 0,001 0,02 1, Zn2+ Не достигнута (больше 5 640 мг/л) Pb2+ Не достигнута (больше 0,03 12,75 мг/л) Отсутствие полного закрытия створок моллюска в ответ на повышение концентрации хро ма (6+) и свинца (2+) в среде свидетельствует о повышенной устойчивости к данными металлам.

Эффективные концентрации для всех исследованных металлов (кроме свинца) лежали в пределах 20 ПДК. Ответная реакция моллюсков при достижении этой концентрации заключалась в сниже нии среднего процента открытия створок, скачкообразных смыканиях и продолжительных перио дах покоя (до нескольких часов), что соответствовало 2-му типу движения створок.

По результатам проведенных экспериментов можно сделать вывод о необходимости учета особенностей стрессового ответа моллюсков при токсическом воздействии соединений металлов (медь, цинк, кадмий, хром, свинец) при анализе работы системы биосигнализации SIMBIO, которая извещает о критическом токсическом воздействии в настоящее время только при закрытии створок раковин моллюсков ниже 5%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Mouabad, A., Fdil, M.A., Maarouf, A., Pihan, J. Pumping behaviour and filtration rate of the freshwater mussel Potomida littoralis as a tool for rapid detection of water contamination // Aquatic. Ecology. 2001. P. 51– 60.

2. Kramer K.J.M., Jenner H., De Zwart D. The valve movement response of mussels: a tool in bio logical monitoring // Hydrobiologia 1989. 188/189. P. 433–443.

3. Fdil M.A., Mouabad A., Outzourhit A., Benhra A., Maarouf A., Pihan J.C. Valve movement re sponse of the mussel mytilus galloprovincialis to metals (Cu, Hg, Cd and Zn) and phosphate in dustry effluents from Moroccan Atlantic coast // Ecotoxicology. 2006. № 15. P. 477–486.

Селье Г. На уровне целого организма. М.: Наука, 1972. 122 с.

4.

5. Davenport J., Manley A. The detection of heightened sea-water copper concentrations by the mussel: Mytilus edulis // J Mar Biol Assess UK 1978. № 58. P. 843–850.

6. Salanki J. Heavy metal induced behaviour modulation in mussels: possible neural correlates // Acta Biol. Hungaria.1992. 43. P. 375–386.

О МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКЕ СХЕМ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ Пряжинская В.Г., Левит-Гуревич Л.К., Ярошевский Д.М.

Институт водных проблем РАН, Москва, Россия METHODOLOGIC SUPPORT OF THE RIVER BASIN PLANS DEVELOPMTNT Priazhinskaya V.G. Levit-Gurevich L.K. Yaroshevskii D.M.

RAS Water Problems Institute, Moscow, Russia Доклад посвящен анализу методологических аспектов действующих «Методических указаний по разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов (СКИО ВО)» [1] (Методика, Указания). Методика, действующая с 2007 г., представляет собой суще ственно усовершенствованный по сравнению с предыдущими документ. Это большой шаг впе ред к научно-практическому обоснованию методов разработки СКИОВО как промежуточного этапа между отраслевым планированием водохозяйственной деятельности и планами развития экономики страны. Методика затрагивает основные водные проблемы и включает широкий круг проектных задач с детальным описанием последовательности и состава разработок. От вечая на вопрос, что надо делать? Указания не содержат ссылок на методы разработок. По этому, по нашему мнению, необходимо дополнить Методические указания Рекомендациями с описанием методов решения ключевых задач на базе современного уровня развития водохозяй ственной науки, математических методов и вычислительной техники. С одной стороны, это обеспечило бы единообразие обоснования предлагаемых в Схемах решений, а с другой сторо ны, позволило бы в определенной мере формализовать разработку СКИОВО, включая деком позицию проблемы в целом, формулировки основных задач, методы их решений, алгоритмы расчетов и т.д.

По своему назначению Схемы являются основой реализации мероприятий по использо ванию вод и охране водных объектов, расположенных в границах речных бассейнов. В 1960-х гг. в СССР интенсивно развивались водные мелиорации и разрабатывались схемы комплексно го использования водных ресурсов (СКИВР) на различных уровнях (малые реки, крупные бас сейны и регионы) при жесткой системе нормирования состава и содержания схемных разрабо ток. Это система обеспечивала единство методологии при составлении СКИВР, но часто не позволяла в полной мере учесть специфику различных бассейнов и регионов. В современных СКИОВО в соответствии со статьей 33 Водного кодекса РФ [2] систематизируются материалы о состоянии водных объектов и об их использовании, определяется допустимая антропогенная нагрузка и потребность в водных ресурсах в перспективе, а также мероприятия по охране вод ных объектов и предотвращению негативного воздействия вод.

Схемами устанавливаются:

1) целевые показатели качества воды водных объектов рассматриваемого речного бас сейна и уменьшения негативных последствий наводнений и других видов негативного воздей ствия вод на период действия Схем, а также перечень мер, направленных на достижение этих показателей;

2) водохозяйственные балансы, перечень водохозяйственных мероприятий и мер по охране водных объектов;

3) лимиты и квоты забора (изъятия) водных ресурсов из водного объекта и лимиты сброса сточных вод, соответствующих нормативам качества, в границах речных бассейнов, подбассейнов, водохозяйственных участков при разных условиях водности.

Согласно действующим Указаниям «Основной задачей разработки Схем является фор мирование инструментария принятия управленческих решений по достижению целевых пока зателей качества воды и уменьшения негативного воздействия вод». Однако центральной зада чей Схем, детально прописанной в Указаниях, являются водохозяйственные расчеты, в частно сти, водохозяйственные балансы. Действительно, это обязательный и необходимый компонент любой бассейновой Схемы. Но вне поля зрения оказались проблемы обоснования стратегиче ских решений, связанных с регулированием стока, планированием мероприятий по охране от вредного воздействия вод, развитием деятельности по строительству и реконструкции очист ных сооружений на промышленных и коммунально-бытовых предприятиях.

Важность стратегического планирования, инструментом которого являются Схемы, наглядно иллюстрируется анализом «цены» стратегических ошибок, которые всегда выше, чем на этапах более детальных расчетов. В проектах отдельных водохозяйственных систем эффект от оптимизации при выборе структуры системы может достигать 40% капитальных затрат. На этапе проектирования отдельных элементов водохозяйственных систем (плотин, дамб, коллекторно дренажной сети) оптимизация решений дает экономию 8 12% общих затрат. Оптимизация ре жимов функционирования проектируемой системы экономит 3 7% эксплуатационных затрат.

При планировании мероприятий в области охраны вод экономия средств за счет опти мизации получается несколько ниже, но она также весьма существенна. Например, для части бассейна р. Исеть (в пределах Свердловской области) проанализированы проектный и опти мальный расчетный варианты. Годовой эффект от оптимизации составил 17%, а экономия ка питальных вложений – 15%. Для бассейна р. Урал в целом годовой экономический эффект со ставил уже 24%, а экономия капитальных затрат – 29%. Сравнение затрат на создание водо охранных комплексов по проектным и оптимальным вариантам показало, что эффективность оптимизации при планировании зависит от размера бассейна, изученности территории, концен трации промышленного производства, интенсивности загрязнения водных объектов и жестко сти требований к качеству воды в них [3]. При этом существующие методики расчета эффек тивности водоохранных мероприятий охватывают далеко не все составляющие результатов их реализации. Заметим, что внимание к методам оптимизации при обосновании стратегических решений в водном хозяйстве американскими исследователями привлекается постоянно с 1960 70-х гг. и до настоящего времени [4, 5].

Водное хозяйство России характеризуется большим разнообразием задач и широкими возможностями развития, поэтому следует признать эффективность и привлекательность ис пользования здесь оптимизационных методов наряду с методами имитационного моделирова ния и широко применяемых методов инженерных расчетов. В области СКИОВО методами оп тимизации могут быть охвачены задачи: обоснование стратегии развития водного хозяйства в целом, выбор вариантов развития водохозяйственных систем, водоохранных мероприятий, за дачи вододеления и межбассейновых и внутрибассейновых перебросок стока и пр.

Помимо указанных проблем насущно использование математических моделей оптими зации при обосновании агроэкономической части проектов (состав возделываемых культур, нормы и способы поливов и т.п.). Эта часть Схем не менее трудоемка, чем водохозяйственные расчеты и благоприятна для внедрения современных компьютерных моделей. Это вполне ре шаемая проблема, так как в силу развития в 1970-е годы водных мелиораций в зонах неустой чивого и недостаточного увлажнения орошаемое земледелие часто становилось основой соот ветствующих Схем, что послужило стимулом для разработки разного типа математических мо делей – детерминированных и учитывающих стохастичность речного стока и естественного увлажнения. Соответствующие модели разрабатывались для разных уровней принятия реше ний как для сельского хозяйства страны (например, Республика Куба, СССР), так и локаль ных оросительных систем (Алейская в Алтайском крае, Верхне-Сальская в Ростовской области и др.), включая задачи бассейнового и регионального уровней (реки Амударья, Сырдарья, Те рек, Ставропольский край). Результаты научных исследований представлены частично в ряде Схем и в огромном количестве публикаций. Позднее подобные модели были адаптированы для анализа влияния изменений климата на структуру сельскохозяйственного производства и ирри гационного водопотребления [6].

В научных организациях исследовались также другие использующие водные ресурсы от расли (рыбное хозяйство, водный транспорт, промышленное и коммунальное водоснабжение и др.). Противоречивость требований различных отраслей к режимам подачи воды стимулировала развитие методов оптимизации параметров ВХС комплексного назначения без ориентации на какую либо ведущую отрасль, что потребовало привлечения методологии системного анализа [7].

Подчеркнем, что в применении к разработкам СКИОВО термин оптимальное решение используется не в строгом математическом смысле. Множественность затрагиваемых проблем и сценариев развития водного хозяйства в соответствии с ходом социальных и экономических реформ на длительную перспективу, многокритериальность анализа позволяют говорить не столько об оптимальности решений, сколько о рациональных решениях. Оптимизация по от дельным базовым критериям или их взвешенным комбинациям приводит, строго говоря, к суб оптимальным либо условно-оптимальным решениям (прежде всего, из-за неточности исходных данных). На множестве таких решений строится множество рациональных решений, являю щихся не улучшаемыми по любому из базовых критериев без ухудшения по другому критерию.

Отметим, что невнимание к проблемам стратегического планирования в нашей стране традиционно. Так при составлении Схем еще в 1970 1980 годы вопросам технико экономического обоснования долгосрочных планов и мероприятий, то есть решению стратеги ческих задач, также уделялось мало внимания. На региональном или бассейновом уровне про исходило «смешение стадийности». В рамках Схем часто рассматривались вопросы конкретно го проектирования вплоть до детальных конструкций отдельных сооружений и даже их эле ментов, в то время как изучение долгосрочных задач сводилось к формальному использованию нормативов, по которым практически невозможно провести содержательный анализ. Так как начало XXI века характеризуется тем, что в России произошло осознание необходимости воз врата к долгосрочному водохозяйственному планированию и составлению Схем разного уров ня (для 14 речных бассейнов в настоящее время), то своевременно усилить существующие методики разработки СКИОВО рекомендациями по использованию современных мето дов перспективного планирования.

Согласно Методическим указаниям в рамках Схем планируется решение широкого кру га задач. Они включают:

обеспечение водными ресурсами промышленности, энергетики и транспорта;

организация коммунального (питьевое и хозяйственно-бытовое) и сельскохозяйственного водоснабжения;

ослабление негативного воздействия вод;

наводнений;

переработки берегов;

сокращение агрессивных воздействий поверхностных и подземных вод на сооружения;

организационно-управленческие проблемы (информационные, технологические, аналити ческие, нормативно-правовые, институциональные).

Ряд указанных проблем – например, организационно-управленческие - невозможно ре шать в рамках таких документов как Схемы. С другой стороны, имеет место разрыв между со держанием Схем, разработанных согласно Методическим указаниям, и возможностями управ ления водными ресурсами в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 30 декабря 2006 г. № 883 «О порядке разработки, утверждения и реализации схем комплексного использо вания и охраны водных объектов, внесения изменений в эти схемы».

Наряду со Схемами комплексного использования и охраны водных объектов проектны ми институтами ранее разрабатывались также локальные Схемы отдельных мероприятий: про мышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, развития гидроэнергетики в бассейне реки, питьевого водоснабжения отдельных регионов, водоохранных и противопаводковых ме роприятий в бассейнах рек. Такие узкие целевые Схемы подготавливают материал для ком плексных Схем, давая более детальный анализ выделенных мероприятий, чем это можно сде лать в бассейновой СКИОВО. Как правило, целевые функции задач оптимизации – это так называемые производственные функции (ПФ), представляющие собой зависимости доходности (в широком понимании) водохозяйственных мероприятий от рациональных затрат (финансо вых, ресурсных, трудовых) на их достижение. Из материалов всякой целевой Схемы может быть получена и использована при решении задач более высокого уровня эта ПФ как часть производственной функции более общей СКИОВО.

Так как Схемы не являются нормативным документом, то можно рассматривать их ма териалы как инструкцию, которая применяется при разработке федеральных и региональных целевых программ развития территорий в их водохозяйственной части (целевые показатели, квоты-лимиты, перечень мероприятий), а целевые показатели качества вод, предлагаемые Схемой, являются целями по улучшению состояния бассейна реки, которые должны быть до стигнуты к сроку окончания реализации Схемы. Лимиты и квоты забора водных ресурсов и сброса сточных вод дают оценки предельных объемов этих показателей, полученных на осно ве оценки стока в неблагоприятных условиях при прогнозируемом уровне водопотребления, но не являются непосредственными разрешениями на заборы сбросы.

Предполагаемые объемы необходимых для реализации мероприятий финансовые ре сурсы оцениваются по укрупненным показателям стоимости водохозяйственных и водоохран ных мероприятий, а также по укрупненным расценкам выполнения различных видов работ. В качестве источников финансирования выступают: федеральный бюджет;

бюджет субъекта Рос сийской Федерации;

местный бюджет;

средства юридических и физических лиц;

иные источ ники финансирования. В качестве последних могли бы служить водный налог и платежи за за грязнение. Однако проблема использования средств, собираемых в качестве платежей за нега тивное воздействие на водные объекты, выходит за пределы водохозяйственной сферы, так как ее решение базируется на бюджетно-финансовой политике государства. Наиболее важное и затрудняющее реализацию Схем обстоятельство – отсутствие в России целевых бюджетных или внебюджетных водоохранных фондов, где полностью или хотя бы частично аккумулирова лись бы платежи за негативное воздействие на водные объекты, и появилась бы возможность создать «замкнутые» схемы экономического стимулирования водопользования. В соответствии с Постановлением правительства Российской Федерации от 22.07.98 г. «Об утверждении мини мальных и максимальных ставок платы за пользование водными объектами по бассейнам рек, озерам, морям и экономическим районам», одним из источников финансирования водохозяй ственной деятельности должно стать платное водопользование. Экономическое обоснование СКИОВО базируется на информации о величине ставок различных платежей в разрезе водо пользователей и водопотребителей и их разделении на суммы, направляемые на проведение водохозяйственных и водоохранных мероприятий.

Из-за серьезного ухудшения качества вод многих речных бассейнов в 1970-е годы во многих западных странах были разработаны и практически использованы математические мо дели оптимизации состояния качества вод за счет строительства очистных сооружений (напри мер, для бассейнов рек Рейн, Дунай). Большое внимание уделялось и нетрадиционным источ никам загрязнения, поставляющим в водные объекты токсичные и канцерогенные вещества, а также диффузным (пространственно распределенным) источникам, доля которых в суммарных сбросах загрязнений постоянно возрастает. Подобные разработки отечественных ученых вхо дят лишь в состав приложений к некоторым Схемам (например, для бассейна р.Терек в 1980-ые годы) вместо того чтобы занять достойное место в основных схемных документах. Схемы представляют интерес для широкого круга специалистов, так как являются межотраслевым до кументом и служат основой для разработки программ развития и размещения производитель ных сил страны, хотя коренного пересмотра методологии составления Схем не произошло.

Отечественные разработки последних лет в области методологии выработки стратеги ческих водохозяйственных решений коснулись практически всех сторон этой деятельности, начиная от переоценки приоритетов в водохозяйственной политике и заканчивая применяемы ми технологическими средствами [7, 8]. Поэтому представляется важным так или иначе зафик сировать в новых нормативных документах, относящихся к разработкам СКИОВО, положения, соответствующие современному состоянию водохозяйственных отношений, современному уровню развития водохозяйственной науки, математических методов и вычислительной техни ки. В частности, детальность разработок Схем, общность и подробность разрабатываемых по казателей должна соответствовать уровню иерархии конкретной Схемы. Должна быть обеспе чена многовариантность результатов Схем, что лежит в основе информационного взаимодей ствия Схем разных уровней. Кроме того, должна обеспечиваться компьютеризация процессов разработок Схем, включающая следующие компьютерные компоненты: базы данных, про граммы решения оптимизационных задач, стандартные и специализированные;

программы ав томатизации водохозяйственных расчетов, водного баланса и пр.;

программы визуализации ре зультатов разработок Схем, в частности, на основе ГИС. Для совершенствования процесса раз работки Схем целесообразно создание постоянно действующей модели процесса. Функциони рование подобной модели в обусловленные Методикой календарные периоды (в несколько лет) облегчит проведение корректировки материалов Схем всех уровней на основе обновленной информации.

Федеральные бассейновые схемы использования и охраны водных объектов разрабаты ваются, базируясь на материалах территориальных Схем (одного или нескольких субъектов федерации, территориально-производственных комплексов и других специально выделенных хозяйственно-административных единиц). В рамках территориальных разрабатываются все пе речисленные выше задачи и увязываются затем в бассейновых Схемах, в разрезе рек или участ ков рек, протекающих по рассматриваемой территории. Материалы СКИОВО используются и реализуются в составе Федеральных, а также других государственных и иных целевых про грамм по использованию и охране водных ресурсов. Комплексные разработки в составе Схем применимы при установлении лимитов водопотребления и водоотведения, экологических по пусков и др. Для эффективного управления системой водного хозяйства важна обоснованность принимаемых решений и близость фактических и прогнозируемых результатов.

Решение стратегических задач водохозяйственного планирования опирается на сцена рии социальных и экономических реформ на длительную перспективу, которые порождают многочисленные варианты развития водного хозяйства. В рамках каждого отдельного сцена рия, в свою очередь, рассматриваются варианты технических решений, охватывающие вопросы использования водных ресурсов и их охраны, защиты от вредного воздействия вод, формиро вания речных русел и др. Рациональные технические решения выбираются при взаимной увяз ке этих аспектов.

Эффективность решения подобных междисциплинарных задач существенно возрастает при внедрении в практику проектирования систем информационного обеспечения на базе ком пьютерных технологий и геоинформационных систем, которые позволяют накапливать, систе матизировать и обрабатывать огромное количество картографической информации. При ис пользовании математических моделей для выработки водохозяйственной политики в СКИОВО исходная информация должна включать:

данные мониторинга о состоянии качества вод водных объектов и гидротехнических со оружений;

показатели статистической отчетности по использованию и охране водных ресурсов;

экономические показатели затрат и эффективности планируемых мероприятий в том числе базовые нормативы капитальных вложений;

архив фондовых информационных материалов ранее разработанных Схем;

величины тарифов за использование водных ресурсов и платежей за сбросы сточных вод в водные объекты.

Существующие базы данных Государственного водного реестра, Федеральной службы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды, Государственного земельного кадастра и др. не содержат достаточного объема сведений для разработки СКИОВО. Необходимо ис пользование фондовых информационных материалов ранее разработанных Схем, как с точки зрения выявления динамики ряда необходимых показателей и параметров, так и для экономии средств на проектно-изыскательские работы. Следует отметить особенности бассейновых Схем малых рек, где могут возникнуть проблемы недостаточности ряда экономических показателей, а также гидрологической информации и данных о техногенной нагрузке на водные объекты из за недостаточного развития системы мониторинга. Кроме того, маломасштабные водные объ екты особо чувствительны к антропогенной нагрузке и аномальным погодным явлениям [9].

Разрабатываемые компьютерные системы поддержки принятия плановых водохозяй ственных решений, соответствующих рассматриваемым проблемам СКИОВО, должны соот ветствовать иерархической структуре Схем и представлять собой «открытые» системы с регу лярно уточняемой информационной базой и показателями развития водохозяйственной дея тельности на всех уровнях иерархии объектов планирования. Это позволит осуществлять рас четы по необходимой корректировке и увязке решений на разных уровнях. В частности, наблюдающееся изменение климата и возрастающая антропогенная нагрузка на водные объек ты обусловливают необходимость предусмотреть в составе Схем не только анализ мер по предотвращению от вредного воздействие вод, но и возможность страхования возникающих рисков.

В планах развития водного хозяйства необходимо отслеживать изменения социального и экономического развития страны, а также учитывать тенденции развития водного хозяйства и использования водных ресурсов. Роль Схем в системе перспективного планирования усилива ется в настоящее время, когда приняты многочисленные Федеральные законы и законодатель ные акты, а также целевые программы природоохранного назначения и социально экономического развития регионов.

Одной из причин, обусловливающих трудности в выработке стратегии рационального водо пользования в 1970 1980 годах, было отставание отечественной вычислительной техники от передовых зарубежных разработок. В определенной мере это отставание компенсировалось высоким качеством отечественного прикладного программного обеспечения. В те годы разви валась, главным образом, вычислительная сторона алгоритмов. Используемая вычислительная техника не позволяла в достаточной мере разрабатывать сервисные программы и стандартное программное обеспечение, что приводило к значительным технологическим сложностям при использовании программных разработок в водохозяйственной практике. В настоящее время произошло существенное насыщение страны персональными компьютерами и отставание в развитии прикладного водохозяйственного математического и программного обеспечения по степенно преодолевается.

С учетом сформулированных дополнений и уточнений разработка Схем позволит повы сить их роль, как качественных предплановых документов, постоянно обновляемых и сочета ющих отраслевой и бассейновый подход к управлению водными ресурсами. Таким образом, будет реализована заложенная в современных программах развития водного хозяйства страны идея об осуществлении государственного управления водными ресурсами на основе бассейно вого принципа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Методические указания по разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов. Приказ МПР России от 04.07.2007 г. № 169.

2. Водный кодекс РФ, 03.06.2006 № 74 ФЗ.

3. Рикун А.Д., Черняев А.М., Ширяк И.М. Методы математического моделирования в оптими зации водохозяйственных систем промышленных регионов. М.: Наука, 1991. 160с.

4. Проектирование схем комплексного использования водных ресурсов М.;

Л.: Энергия, 1966.

334 с.

5. Бик И. Лаукс П. Планирование и управление водохозяйственными системами. Введение в методы, модели и приложения (пер. с англ.). М.: Юстицинформ, 2009. 659 с.

6. Данилов-Данильян В.И., Пряжинская В.Г. Управление водными ресурсами в условиях кли матических изменений // В кн.: Обоснование стратегий управления водными ресурсами. М.:

Научный мир, 2006. С. 97 158.

7..Пряжинская В.Г., Ярошевский Д.М., Левит-Гуревич Л.К. Компьютерное моделирование в управлении водными ресурсами. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002 496 с.

8. Обоснование стратегий управления водными ресурсами. М.: Научный мир, 2006. 335 с.


9. Ярошевский Д.М. Подход к построению системы математических моделей при решении задач долгосрочного планирования для маломасштабных водных объектов // Водные ресур сы, 2011. №2.

ИНТЕГРИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТАРИЯ ARCGIS И WMS ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ И ОХРАНОЙ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ В БАССЕЙНЕ РЕКИ СЕВЕРНАЯ СОСЬВА Пушистов П. Ю., Романенко Р.Д., Данчев В.Н., Югорский государственный университет, Ханты-Мансийск, Россия Дикунец В.А.

Открытое акционерное общество «Научно-производственный центр комплексного монито ринга окружающей среды и кадастра природных ресурсов», Ханты-Мансийск, Россия INTEGRATION OF THE EXPERIMENTAL/ PRACTICAL RESULTS OF INFORMATION/COMPUTING TOOLS ARGISS AND WMS USE FOR DEVELOPMENT OF WATER RESOURCES USE AND PROTECTION MAN AGEMENT SYSTEM FOR THE SEVERNAYA SOSVA RIVER BASIN Pushistov P.Y., Romanenk R.D., Danchev V.N.

Yugra State University, Khanty-Mansiysk, Russia Dikunets V.A.

Scientific /production Center for Integrated Environmental Monitoring and Natural Resources Cadastre, Khanty-Mansiysk, Russia В докладе представлены подход и результаты интегрированного применения данных экспериментальных полевых исследований и программного обеспечения ArcGIS и WMS для автоматизации имитационного математического моделирования гидродинамики и качества во ды участка реки Северная Сосьва.

Создание информационно-вычислительного инструментария управления использовани ем и охраной водных ресурсов и в частности информационно-моделирующих систем оператив ного мониторинга и раннего предупреждения природных и техногенных ЧС для конкретных водных объектов (речные системы, водохранилища, эстуарии) и их бассейнов требуют после довательного применения методов системного анализа.

При практической реализации основных этапов системного анализа (реальная водная экосистема – экспериментальное и теоретическое изучение системы – вербальная модель – ма тематическая модель – имитационная компьютерная модель – верификация, анализ чувстви тельности и прогностических качеств модели) особенно важной при планировании конкретных проектов становится задача синтеза и целевого интегрирования программ сбора данных экспе риментальных исследований и программ разработки/адаптации и интерактивного информаци онно-вычислительного инструментария для создания моделей гидродинамики и качества воды.

В докладе представлена краткая информация о попытке реализации указанного целево го интегрирования применительно к бассейну верхнего и среднего течения реки Северная Сосьва. Осенью 2007 года ЮГУ и вновь созданный Территориальный центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций Ханты-Мансийского автономного округа – Югры провели совместные комплексные экспедиционные исследования на реке Северная Сосьва, программно ориентированные на использование полученных данных для разработки, калиб ровки и верификации новой версии модели CE-QUAL-W2.

При разработке новой версии модели CE-QUAL-W2, для участка реки Северная Сосьва от г/п Сосьва до г/п Сартынья, с усвоением данных, полученных в результате полевых экспе диционных работ, первоочередной является задача автоматизированного построения модели батиметрии, необходимой для генерации расчетной сетки. Генерация файлов батиметрии осу ществляется с помощью системы моделирования бассейна WMS (www. aquaveo.com), разрабо танной исследовательской лабораторией моделирования окружающей среды Университета Бригхам, совместно с инженерным корпусом армии США. WMS – это снабженная ГИС– интерфейсом совокупность наиболее часто применяемых гидрологических моделей, включая CE-QUAL-W2, одним из достоинств которой, является возможность автоматизированной обра ботки многообразной картографической информации, необходимой для создании файлов бати метрии модели CE-QUAL-W2.

Таким образом, важным практическим результатом интегрирования данных экспери ментальных исследований и применения информационно-вычислительного инструментария ArcGIS 9.3 и WMS явилось создание автоматизированной технологии генерации файла бати метрии для CE-QUAL-W2, что позволяет резко сократить объем ручной обработки данных, как это делалось ранее, и значительно увеличить размеры области моделирования.

Первую попытку программно-целевого синтеза результатов экспериментальных иссле дований и ПО для автоматизации компьютерного моделирования гидродинамики и качества воды конкретного водного объекта – участка среднего течения реки Северная Сосьва, предло женную в данной работе, можно рассматривать как пилотную и в целом полезную для развития системного подхода в решении задач управления водными ресурсами и предупреждения экс тремальных гидро-экологических ситуаций в бассейнах рек Приполярного Урала Во второй части доклада представлен подход к разработке системы поддержки приня тия решений для оперативного управления использованием и охраной водных ресурсов бассей на Северной Сосьвы в рамках реализации мегапроекта «Урал Промышленный – Урал Поляр ный». Консорциумом организаций (ЮГУ, ТГУ, НПП «Полет», ИВМ РАН) во главе с ОАО НПЦ «Мониторинг» в рамках Гранта правительства ХМАО–Югры 2009 года был реализован проект «Разработка научно-технических предложений по созданию высокотехнологичной си стемы автоматизированного мониторинга и управления использованием и охраной водных ре сурсов зон поэтапного промышленного освоения Приполярного Урала в бассейне реки Север ная Сосьва».

Цель проекта заключалась в том, чтобы разработать инновационные предложения по созданию в бассейне реки Северная Сосьва системы автоматизированного мониторинга и инте грированного управления использованием и охраной водных ресурсов, адекватно гарантирую щей достижение горно-промышленными и транспортно-энергетическими предприятиями и природоохранными органами уровня устойчивого рационального водопользования, как одного из важных факторов реализации экономических и социальных целей программ Мегапроекта «Урал Промышленный – Урал Полярный», в сочетании с обеспечением экологической без опасности в бассейнах рек Северная Сосьва и Нижняя Обь.

В рамках выполнения данного проекта проведен комплексный анализ потенциально высо ких техногенных воздействий на окружающую среду бассейна реки. При этом особое внимание уделено вопросам экологической безопасности территории, поскольку вблизи зон промышленного освоения находятся нерестилища особо ценных видов рыб, в том числе занесенных в Красную кни гу РФ и ХМАО, природные территории, отнесенные к категории особо охраняемых, а также родо вые угодья представителей коренных малочисленных народов Севера. В проекте дано обоснование необходимости использования методологии построения СППР (системы поддержки принятия ре шений, включающей в себя интерфейс пользователя, измерительно коммуникационную/мониторинговую, информационную, моделирующую и экспертно аналитическую подсистемы), для планирования и управления речным бассейном Северной Сосьвы.

В заключении доклада обсуждаются предложения по проблематике исследования осу ществимости разработки проекта СППР интегрированного управления речным бассейном Се верной Сосьвы, как природоохранного компонента мегапроекта «Урал Промышленный – Урал Полярный».

МОНИТОРИНГ ГИДРОСФЕРЫ ПРИ ОТРАБОТКЕ И ЛИКВИДАЦИИ РУДНИКОВ СРЕДНЕГО УРАЛА (на примере Левихинского рудника) Рыбникова Л.С.

ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Екатеринбург, Россия Фельдман А.Л., ООО «ПАНЭКС-ИНЖИНЕРИНГ, Екатеринбург, Россия Рыбников П.А., Институт горного дела УрО РАН, Екатеринбург, Россия HYDROSPHERE MONITORING DURING WORKING-OFF AND CLOSURE OF THE MIDDLE URALS MINES (The Lyovikha mine as a study case) Rybnikova L.S., RosNIIVKh, Yekaterinburg, Russia Feldman A.L., «PANEKS», Yekaterinburg, Russia Rybnikov P.A., Russian Academy of Sciences Urals Branch Institute of Mining Yekaterinburg, Russia На территории Свердловской области при осушении месторождений полезных ископа емых извлекается 280 млн м3/год подземных вод, зачастую сильно загрязненных. При этом объем добычи подземных вод для хозяйственно-питьевых нужд почти в 2 раза меньше. Хозяй ственное освоение территорий, прилегающих к горнодобывающим предприятиям, происходило в условиях работы дренажных систем при значительном и продолжительном понижении уров ня подземных вод.

Изменение экономической конъюнктуры и истощение запасов обусловило массовое за крытие горнодобывающих предприятий и привело к затоплению горных выработок (так назы ваемая «мокрая консервация»). Это принципиально изменяет складывавшуюся до этого деся тилетиями гидродинамическую и гидрохимическую обстановку в густонаселенных районах.

Прекращение водоотлива, затопление карьеров и шахт приводит к развитию целого ряда нега тивных процессов, таких как:

подтопление ранее освоенных прилегающих территорий;

загрязнение подземных и поверхностных вод;

формирование очагов сосредоточенной разгрузки подземных кислых вод;

образование техногенных водоемов, содержащих токсичные воды;

латентное загрязнение поверхностных вод;

деформация земной поверхности над горными выработками.

Наиболее опасными для Урала с экологической точки зрения являются медно колчеданные месторождения как отрабатываемые, так и законсервированные. Это связано с вещественным составом руд, способами отработки, складированием некондиционных руд и пустых пород. Большинство медно-колчеданных месторождений Урала расположены в сход ных геофильтрационных условиях. Основной водоносный горизонт или водоносный комплекс приурочен к зонам региональной трещиноватости, развитой до глубины 70 100 м. В естествен ных условиях изменение фильтрационных свойств основного водоносного горизонта имеет ло гнормальное распределение значений проводимости по площади и экспоненциальное убывание по вертикали. Большое значение имеют тектонические нарушения и литологические контакты.


В нарушенных условиях в районах отработки месторождений формируются как техногенные зоны трещиноватости, так и техногенные экраны.

Обоснование мер инженерной защиты гидросферы при отработке и ликвидации рудни ков базируется на результатах мониторинга состояния гидросферы. Методы борьбы с загрязне нием гидросферы после ликвидации рудников сводятся к своевременной локализации участков загрязнения и очистке загрязненных вод на участках их сосредоточенного выхода при обяза тельном проведении мониторинга.

Ядром мониторинга является численная математическая модель района гидродинами ческого влияния рудника, позволяющая учитывать различные техногенные объекты и факторы, определяющие процессы формирования и трансформации параметров массива горных пород и водно-балансовых составляющих бассейна. Для района гидродинамического влияния отработ ки Левихинского месторождения разработана концептуальная и математическая гидрогеологи ческая модель. В условиях дефицита информации параметрическое насыщение модели осу ществлялось в ходе решения ряда обратных задач для характерных периодов изменения гидро динамической обстановки с максимальным приближением к адекватному описанию процесса и раскрытием основных закономерностей формирования гидродинамической обстановки.

Рост в 2 раза шахтного водоотлива (с начала 60-х годов) был вызван увеличением пло щади зон обрушения и привлечением воды из пруда-отстойника:

в формировании водоотлива 25 % составляло питание в пределах зон обрушения, 20% при влечение воды из пруда-отстойника.

Величина питания в пределах зон обрушения соответствует практически полному по глощению осадков на этой площади: модуль питания 10 12 л/скм2 при величине регионально го модуля 0,5–2,0 л/скм2.

Коэффициенты фильтрации и параметры емкости нарушенного массива на один – два порядка больше, чем соответствующие показатели ненарушенного массива.

Решение прогнозных фильтрационных задач, имитирующих затопление Левихинского рудника, дало возможность определить зоны выхода шахтных вод на поверхность, скорость за полнения подземных выработок, области подтопления. Было установлено, что подземные выра ботки будут полностью затоплены за 3 года, наибольший расход шахтных вод сосредоточен в районе бывшей шахты Левиха XII – порядка 100 м3/час, где сформировался техногенный водоем, заполненный кислыми подземными водами (рН около 3, минерализация до 30 50 г/дм3).

В случае отсутствия дренажных мероприятий и бесконтрольного затопления рудника фронт загрязнения от затопленного Левихинского рудника может достичь реки Тагил за 5 лет, при этом на участке разгрузки загрязненных подземных вод концентрациями основных загряз нителей составят: медь до 50 мг/л, цинк до 150 мг/л. Наиболее эффективным водоохранным мероприятием в такой ситуации является сбор и нейтрализация загрязненных подземных вод к востоку от рудника. В этом случае содержания меди и цинка на участке разгрузки подземных вод в реке Тагил не превысят 0,7 и 2 мг/л соответственно.

Приведенный прогноз подтвердился при затоплении рудника в 2003 2006 гг. Строи тельство станции перекачки в районе бывшей шахты Левиха II, где произошло формирование техногенного водоема, обеспечило возможность своевременного перехвата и последующей очистки кислых вод, не допустило поступления значительных объемов загрязненных вод в р.Тагил и фактически предотвратило экологическую катастрофу в этом районе. В настоящее время за счет средств областного бюджета предприятие «Экология» осуществляет сбор и обез вреживание загрязненных подземных вод.

СОСТОЯНИЕ ГИДРОСФЕРЫ В ОБЛАСТИ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА СРЕДНЕГО УРАЛА Рыбникова Л.С.

ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Екатеринбург, Россия RosNIIVKh, Yekaterinburg, Russia В сфере экологической безопасности в Свердловской области за год выявляется не сколько тысяч нарушений. Основным видом нарушений является несанкционированный сброс вод, при этом не учитывается неконтролируемый рассредоточенный (диффузный) сток, на до лю которого приходится до 60 % от общего загрязнения.

В пределах горно-складчатого Урала мощные промышленные узлы расположены либо в верховьях, либо на малых реках. Экологическая обстановка на площади их водосбора, усло вия формирования стока здесь находятся в значительной степени под техногенным влиянием горнодобывающих предприятий и их инфраструктуры, что является причиной неблагополучно го состояния большинства малых рек, преобладающих на территории Свердловской области, особенно в зонах крупных промышленных центров.

Качество воды большинства водных объектов на территории области не отвечает нор мативным требованиям. Несмотря на положительные тенденции последнего десятилетия, ко личество створов с качеством воды 4 и 5 классов (грязная и экстремально грязная) остается преобладающим – 2/3 от общего количества створов (Государственный доклад…, 2009).

В 2009 году в водные объекты Свердловской области сброшено 1163 млн м3 сточных вод, из них 780 млн м3 (67 %) загрязненных. Забор воды из поверхностных водных объектов составил 1199 млн м3;

из подземных – 412 млн м3, из них 286 млн м3 (около 25 % от общего за бора воды) – при осушении месторождений полезных ископаемых. Практически весь объем дренажных вод, зачастую загрязненных, без очистки сбрасывается в поверхностные водоемы.

Активное освоение месторождений полезных ископаемых в Уральском регионе в течение нескольких столетий привело к значительному ухудшению качества гидросферы. Истощение запа сов многих месторождений и закрытие рудников в последние десятилетия не привело к заметному оздоровлению подземных и поверхностных вод. Это происходит как вследствие инерционности процессов загрязнения, так и из-за наличия большого количества разнообразных источников за грязнения, таких как отвалы, шламонакопители, затопленные шахты и карьеры, расположенных на площади водосбора. Влияние этих источников загрязнения не прекращается после закрытия горно добывающего предприятия, более того, появляются новые – например, затопленные шахты и карь еры, имеющие выходы кислых подземных вод на поверхность.

Характерными представителями рек с крайне неблагополучной экологической ситуаци ей, сформировавшейся в результате процессов техногенного массопереноса являются реки Та гил, Чусовая, Пышма, Исеть, Тура.

На примере бассейна реки Тагил разработан и апробирован методический подход для оценки экологической ситуации и степени воздействия горнодобывающих предприятий на гид росферу, определена степень значимости и роль природных и антропогенных факторов в фор мировании гидрохимической ситуации.

Техногенная нагрузка в пределах бассейна представлена несколькими типами: селитеб но-промышленный, горнопромышленный, горнодобывающий (в соответствии с классификаци ей Н.И.Плотникова, 1989). В бассейне реки разрабатываются крупные месторождения твердых полезных ископаемых, расположено большое количество техногенно-минеральных образова ний (отходов горно-металлургического производства, сформировавшихся в процессе длитель ной отработки месторождений полезных ископаемых и их переработки), отработанные и затоп ленные медно-колчеданные рудники. В пределах бассейна имеется около 40 организованных выпусков сточных вод, в том числе дренажных (шахтных).

В замыкающем створе по бассейну реки Тагил в целом массовое содержание основных компонентов в речной воде в 3–5 раз больше величины суммарного организованного сброса сточных вод. Это свидетельствует о том, что ведущим источником поступления компонентов в поверхностную гидросферу является диффузный сток, формирующийся на площади водосбора.

Наибольший рост массы компонентов (кроме хлор-иона) происходит на Центральном участке, где расположены отработанные и затопленные медно-колчеданные рудники: Ломовский, Кар пушихинский, Левихинский.

Ведущая роль в росте массы загрязняющих компонентов в поверхностной гидросфере техногенной провинции в целом принадлежит диффузному стоку.

Организованный сброс загрязнения сопоставим с диффузным (рассредоточенным) сто ком в районах крупных городов при развитии техногенеза селитебно-промышленного профиля.

Доля организованного сброса в общей массе вещества в гидросфере техногенной про винции бассейна р.Тагил варьирует от 20 % (для сульфатов, меди, цинка) до 50% (для хлор иона, железа, марганца).

Наиболее значительное увеличение массы компонентов в гидросфере происходит на участке развития техногенеза горнопромышленного профиля, характеризующегося наличием отработанных и затопленных рудников.

В шламах рудничных вод Левихинского рудника содержится 17,5 тыс. т меди (по со стоянию на 2000 год);

запасы, оставшиеся на руднике оценены величиной 158 тыс. т.

Дренажные воды действующих и затопленных рудников являются источником гидро минерального сырья: при отработке Левихинского рудника ежегодный вынос составлял тонн меди (концентрация до 160 мг/дм3), 905 т цинка (концентрация 415 мг/дм3);

при затопле нии до 35 т меди (концентрация до 30 мг/дм3), 1300 т цинка (концентрация 1185 мг/дм3).

Наиболее опасным последствием затопления рудников является образование техноген ных водоемов, содержащих высокотоксичные шахтные воды, и их миграция в реки, что приво дит к существенному ухудшению качества подземных и поверхностных вод вплоть до экологи ческой катастрофы.

Для оперативного управления развитием ситуации необходимо проведение мониторин га качества подземных и поверхностных вод, который своевременно позволит реализовывать адекватные водоохранные мероприятия.

НОВОСИБИРСКИЙ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС, ВОДНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Савкин В.М., Двуреченская С.Я.

Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, Новосибирский филиал, Новосибирск, Россия NOVOSIBIRSK WATER-RESOURCES SCHEME AND ITS WATER CONSUMPTION ECO LOGICAL PROBLEMS Savkin V.M., Dvurechenskaya S.Y.

Russian Academy of Sciences Siberian Branch Institute of Water and Ecological Problems, Novosibirsk, Russia Обь-Иртышский бассейн в целом богат водными ресурсами, среднемноголетний сток которых оценивается около 400 км3. Однако, несмотря на внушительную суммарную величину водных ресурсов, по территории бассейна они распределены крайне неравномерно. Более 68% стока приходится на малообжитые и малопригодные для сельскохозяйственного освоения тер ритории среднего и нижнего течения р. Обь, в то время как аграрные и индустриально развитые регионы южной части бассейна испытывают недостаток в воде. Наиболее острый дефицит вод ных ресурсов на территории бессточной зоны, где формируется только 1,5 % поверхностного стока бассейна. Распределение водопотребления в Новосибирской области и Алтайском крае составляет 500–1000 м3/ чел/год.

В основу концепции устойчивого водопользования в Обь-Иртышском бассейне поло жено представление о водопользовании как совокупности всех форм и видов использования водных ресурсов, прямо и косвенно влияющих на формирование водного фонда бассейна.

Устойчивое водопользование рассматривается как важнейший вид природопользования в бас сейне и составляющая регионального развития. Поэтому Концепция устойчивого водопользо вания строится в рамках региональной стратегии и учитывает все виды пользования водными ресурсами бассейна [1].

Новосибирское водохранилище (рис.1) это единственный крупный в бассейне р. Оби искусственный водоем многоцелевого назначения. Полный его объем – 8,8 км3, полезный – 4, км3, площадь водного зеркала – 1090 км2, максимальная глубина – 19 м, максимальная ширина – 22 км. Протяженность водохранилища 180 км, охватывает территорию Новосибирской обла сти и Алтайского края. Заполнение водохранилища происходило в 1957–1959 гг., площадь за топления земель в целом 951 км2. Новосибирский гидроузел был построен с энергетической целью, однако усиление в 70-х гг. прошлого века общего антропогенного пресса на водные объекты Сибири, в частности на водные ресурсы Новосибирского водохранилища, привело к смене ведущего водопользователя – энергетики, имевшей право на первоочередное обеспече ние водой. Развитие объединенной энергосистемы Сибири снизило энергетическое значение Новосибирской ГЭС с мощностью 455 тыс. кВт, а использование водных ресурсов водохрани лища в большей степени приобрело водоснабженческую функцию. Среднемноголетний сток Оби у г. Новосибирска составляет 55 км3. Водохранилище осуществляет сезонное неглубокое регулирование стока. Полный объем водохранилища аккумулирует в среднем 17% годового стока, а полезный – 8,6%. Основная приточность к водохранилищу (94–96 %) происходит за счет стока р. Оби, доля боковой приточности с собственного водосбора водохранилища состав ляет 4% или около 2 км3 от общего притока.

Рис. 1. Схема Новосибирского водохранилища В настоящее время водные запасы водохранилища используются для водоснабжения (в основном питьевого), энергетики, орошения, рыборазведения, рекреационных целей. Проблема питьевого водоснабжения в современных условиях приобрела особую актуальность в связи с почти повсеместным загрязнением поверхностных водных объектов Сибири, используемых в качестве коммунально-питьевых источников воды. Водохранилище обеспечивает круглогодич ное водоснабжение городов, крупных населенных пунктов и промышленных предприятий Но восибирской области и Алтайского края. Непосредственно из водохранилища получают воду городской водозабор г. Бердска с производительностью 20 тыс. м3/сут, водозабор крупного электромеханического предприятия с производительностью 120 тыс.м3/сут, групповой водоза бор в пгт. Ордынское с производительностью 32 тыс. м3/сут, а также городской водозабор г.

Камень-на-Оби производительностью около 10 тыс. м3/сут и Бурлинская оросительная система Алтайского края производительностью 33 тыс. м3/сут. Анализируя объемы целевого использо вания воды водохранилища, следует отметить, что в Алтайском крае большее количество воды используется для орошения сельхозугодий, меньше расходуется на питьевое водоснабжение населения и нужд промышленности. В Новосибирской области по количеству потребляемой воды лидирующими являются питьевое водоснабжение населения и промышленность. Особое значение водохранилище приобрело в связи с необходимостью устойчивого обеспечения ком мунального хозяйства города Новосибирска, водозаборы которого расположены ниже плотины ГЭС. В нижнем бьефе расположены четыре городских водозабора: русловой (НФС-3 произво дительностью 150 тыс. м3/сут.), два ковшевых (НФС-1 производительностью 250 тыс. м3/сут. и НФС-5 производительностью 600 тыс. м3/сут.) и НФС-2 производительностью 140 тыс. м3/сут.

Общая производительность городского водопровода в настоящее время составляет 1155 тыс.

м3/сут. Подготовка воды питьевого качества осуществляется на заводах при всех водозаборах.

Особенности изменения гидрологического режима водохранилища в многолетнем ас пекте влияют на формирование водных экосистем, процессы эвтрофирования водоема, его биопродуктивность, гидрохимию и качество воды в отдельные годы и сезоны. Сравнительный анализ гидрологического режима Новосибирского водохранилища за многолетний, годовой и сезонный периоды показывает, что наблюдается увеличение повторяемости маловодных лет и проявление маловодных циклов, состоящих из 2-3 и 4 лет, а также уменьшение водности ве сеннего сезона. В многолетнем разрезе происходит постоянное снижение среднегодовой вели чины водности. Наблюдается уменьшение коэффициентов водообмена в водохранилище за ве сенние сезоны и в целом за год. Среднегодовой коэффициент водообмена составляет 6,43 при среднемноголетнем – 6,62, изменение коэффициентов водообмена в весенние сезоны от 3,03 до 3,11. Многолетний режим уровней воды в водохранилище стабильно характеризуется тремя основными фазами: повышением уровней воды при заполнении чаши водохранилища стоком р. Оби в период весеннего половодья;

летним стабилизированным стоянием уровней на отмет ке НПУ и близких к ней;

понижением уровней воды при осенне-зимнем использовании водных запасов. Как показывает анализ, режим уровней воды в водохранилище и его основные фазы по годам отличаются как по продолжительности, так и по срокам начала и окончания. В течение последних 20 лет наблюдается значительное сокращение продолжительности стабилизации уровня воды на отметке НПУ, которая в отдельные годы была в 2 раза меньше среднемного летней величины.

Существенным обстоятельством, осложняющим работу водозаборов города в межен ные периоды, обусловливающим повышенные попуски из водохранилища, является посадка уровней воды в р. Оби ниже плотины ГЭС. Этот процесс вызван как влиянием водохранилища, являющегося своего рода отстойником для твердого стока и поставляющим в нижний бьеф осветленную воду, так и карьерными разработками песчано-гравийной смеси из русла реки для городских нужд. Посадка уровней по Новосибирскому водному посту, находящемуся на рас стоянии 20 км ниже плотины за период существования ГЭС составила 1,6 м и, несмотря на прекращение добычи песчано-гравийных материалов, продолжается. По прогнозам МГУ к году общая посадка уровней увеличится еще на 0,4–0,7 м. В связи с этим реконструкция водо заборов г. Новосибирска становится актуальной современной проблемой, исходя из водохозяй ственных и экологических условий.

Опыт комплексного использования водных ресурсов Новосибирского водохранилища в течение 50-ти лет показал, что при современных и перспективных отборах воды в верхнем бье фе и повышенных попусках в нижний бьеф при обеспеченности по водности зимней межени более 60 %, возможен дефицит водных ресурсов полезного объема водохранилища от 1,0 до 1, км3. В современных условиях это приводит к вынужденному понижению уровня водохранили ща ниже УМО на 0,5–1,5 м, что наносит ущерб как водохозяйственному его использованию, так и сформировавшимся экосистемам.

За период существования водохранилища сработка уровня воды ниже УМО (мини мально допустимого уровня) перед весенним наполнением водохранилища наблюдалась в годах из 50. Однако если в начальный период существования водохранилища понижение уров ня воды ниже УМО (кроме экстремально маловодного периода 1981 1982 г.г.) носило эпизо дический характер, то в последние годы снижение уровня воды в водохранилище ниже УМО происходит практически ежегодно [2].

Следует отметить, что в настоящее время водные ресурсы водохранилища еще позво ляют существенно улучшать санитарные условия реки в черте г. Новосибирска и обеспечивать бесперебойную работу городского водопроводного хозяйства увеличенными попусками в ме женные периоды, поддерживать судоходные условия на участке реки Оби от г. Новосибирска до устья реки Томи. После создания водохранилища минимальные зимние расходы воды реки у Новосибирска увеличились с 90 м3/с до 450 м3/с, а навигационные расходы в период летне осенней межени повысились с 750 до 1300 м3/с. Поэтому правомерна постановка проблемы о необходимости дополнительного зарегулирования стока Верхней Оби в интересах многоотрас левого водохозяйственного комплекса.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 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.