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 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |

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

-- [ Страница 6 ] --

Ретроспективный анализ гидрологического режима Новосибирского водохранилища и Верхней Оби в многолетнем, годовых и сезонных (месячных) разрезах показывает, что за лет маловодными были 22 года, средними по водности – 8 лет, многоводными – 20 лет. Так, экстремально низкая водность в 2008 г. была обусловлена относительно низкой водностью зимней межени, низкими (около 50% от нормы) снегозапасами в бассейне Катуни, отсутствием интенсивных осадков в летний период в бассейне Верхней Оби. Чередование резких и кратко временных похолоданий и высоких температур в весенний период обычно не формируют еди ную волну половодья, что связано с таянием снега и ледников в горной части Алтая. В то же время осадки, выпадавшие в середине сентября в горной части Алтайского края и в Республике Алтай, сглаживают экстремально низкую годовую водность. К сожалению, прогнозы притока за весеннее половодье в Новосибирское водохранилище не позволяют принимать качественные управленческие решения, соответствующие экстремальным условиям.

Особенностью уровенного режима последних лет явились форсировки уровня выше НПУ с целью уменьшения объема холостых сбросов и срезки пика второй волны половодья, а также для увеличения объема навигационной призмы. Анализ динамики среднемесячных ко эффициентов водообмена показывает, что незначительные отклонения от среднемноголетних значений наблюдаются обычно в мае (на 0,20 меньше) и в июне (на 0,22 больше). В остальные месяцы коэффициенты водообмена остаются близкими к среднемноголетним значениям.

Поскольку водные ресурсы водохранилища в процессе хозяйственной деятельности ис пользуются весьма интенсивно, влияние антропогенного фактора на формирование качества воды в них весьма существенно. В свою очередь, качество воды как результирующий показа тель всего комплекса условий и взаимодействий, происходящих в водных экосистемах и на площадях водосбора, определяет не только биопродуктивность водных объектов, но и возмож ность использования водных и биологических ресурсов. Формирование качества воды в водо хранилищах — процесс сложный, многогранный, зависящий от комплекса разнообразных фак торов, связанных как с функционированием водных экосистем, так и с условиями окружающе го ландшафта и ложа водоема. Длительные исследования на водохранилищах Сибири и водое мах России показывают, что влияние происходящих в них физико-химических и биологических процессов на качественный состав поверхностных вод способствует изменению его как во вре мени, так и по протяженности водоемов. На Новосибирском водохранилище, ставшем уни кальным полигоном для выполнения комплексных исследований водных экосистем, достаточ но изучены многолетние изменения гидролого-гидрохимического режима [3, 4]. Эти изменения могут служить примером формирования химического состава воды в крупной природно техногенной системе под влиянием природных и антропогенных факторов при разработке дол госрочных прогнозов.

Особенности многолетних изменений гидролого-гидрохимического режима водохрани лища существенно влияют на формирование водных экосистем, процессы эвтрофирования во доема, его биопродуктивность и качество воды в отдельные годы и сезоны. Для обеспечения устойчивого хозяйственно-питьевого водоснабжения полуторамиллионного г. Новосибирска, городов и поселков области, а также в связи с наметившимися противоречиями между отдель ными участниками сложившегося водохозяйственного комплекса водохранилища, особенно между энергетическим его использованием и рыбным хозяйством, как в верхнем, так и в ниж нем бьефах, обусловленных его малой регулирующей призмой, актуальной необходимостью современности является разработка научно-обоснованной стратегии оптимального использова ния водных ресурсов водохранилища, соответствующего информационного обеспечения.

Ввиду того, что загрязнению в большей степени подвержены поверхностные воды, большое внимание при организации водоснабжения уделяется подземным водам. В связи с этим в прибрежной зоне Новосибирского водохранилища созданы многие водозаборы, в том числе питьевого назначения, как за счет поверхностных, так и подземных вод. Гидрогеологиче ские условия, сформировавшиеся в береговой полосе в результате подпора подземных вод последствие, по существу, негативное, оказалось возможным использовать в водохозяй ственных целях, а именно: получения для питьевого и технического водоснабжения воды из подземных инфильтрационных источников без организации биологической и механической очистки, что необходимо при организации водозаборов из поверхностных вод. Однако для большинства водозаборов из подземных вод, используемых для питьевых целей, наблюдается дефицит фтора, характерна повышенная минерализация (более 1000 мг/дм3), жесткость (более 7мг-экв/дм3), значительное содержание натрия, бора, железа, марганца. Поэтому обеспечение населения питьевой водой из подземных источников остается проблемой. Города и населенные пункты, находящиеся на территориях, тяготеющих к водохранилищу, стремятся обеспечить питьевое водоснабжение за счет поверхностных вод.

Химический состав воды в водохранилище определяется стоком реки Обь и имеет чет ко выраженный сезонный характер: более высокое относительное содержание растворенных солей наблюдается в зимнее время, более низкое в весенне-летний период. Во все сезоны преобладающими анионами являются НСО3--ионы, содержание которых колеблется в пределах 75 180мг/дм3 (30 45%-экв. от суммы ионов). Основную часть катионов в воде водохранилища составляют ионы Са2+ (30 80 мг/дм3) (25 38%-экв.). Содержание ионов Mg2+ колеблется в пре делах 2 15 мг/дм3 (6 15%-экв.). Жесткость воды в водохранилище умеренная: 4,5 5,5 мг экв./дм3 зимой и 2,3 2,8 мг-экв./дм3 – весной [5]. В многолетнем ряду наблюдений не выяв лено существенных различий в содержании главных ионов по акватории водохранилища. На формирование режима биогенных элементов в верхней части водохранилища основное влияние оказывает гидрохимический сток р. Оби, а на остальной акватории содержание биогенных эле ментов определяется внутриводоемными процессами. В отдельные гидрологические сезоны вода в водохранилище загрязняется нефтепродуктами, фенолами, а также нитритами и соеди нениями, содержащими ионы аммония. К настоящему времени возросло, в сравнении с началь ной стадией существования водоема, содержание органических веществ, определяемых по ве личинам ХПК и БПК5 в 1,4 и 1,6 раз соответственно. Особую обеспокоенность вызывает нали чие в воде водохранилища фенола и его производных, в числе которых орто- и парахлорфено лы, являющиеся, безусловно, продуктами техногенного происхождения. В воде, донных осад ках и гидробионтах всех уровней, включая рыб, обнаружены соединения тяжелых металлов (железо, марганец, медь, никель, хром, свинец), концентрации которых в отдельных случаях существенно превышают предельно допустимые. [5].

Несмотря на то, что, как было сказано выше, р. Обь играет определяющую роль в фор мировании химического состава воды в Новосибирском водохранилище, вопрос о вкладе са мых крупных притоков представляет несомненный интерес. С целью выявления влияния соб ственного водосбора проведена оценка вклада основных боковых притоков в химический со став воды водохранилища (по приоритетным химическим ингредиентам: нефтепродуктам, фе нолам, аммонийным соединениям, нитритам, величинам БПК5). Регулярные гидрологические наблюдения на притоках водохранилища проводятся на основных (по объему водного стока) боковых притоках: реках Бердь и Каракан. Среднегодовые расходы в многолетнем аспекте рек Берди и Каракана, соответственно 36,5м3/сек и 2,38м3/сек [6], а реки Оби в створе города Камня-на-Оби 1720,4м3/сек. Оценки показывают, что вклад реки Берди в гидрохимический сток составляет:

по нефтепродуктам 2,5%, по величинам БПК5 1,8%, по фенолам 1,1%, по нитритам 1,9%, по аммонийным соединениям 1,7%.

Вклад реки Каракана примерно на порядок меньше: по нефтепродуктам он составляет 0,2%, по фенолам 0,08%, по БПК5 0,13%, по аммонийным соединениям 0,1%, по нитритам 0,1%.

Таким образом, даже наиболее крупные боковые притоки не вносят какой-либо ощути мый вклад в качество воды водохранилища. Хотя изменчивость показателей качества воды во времени и затрудняет выявление закономерностей пространственного распределения химических показателей по акватории, выводы о тенденциях сделать можно. Новосибирское водохранилище не принадлежит к числу глубоководных водоемов его средняя глубина 9 м, но является достаточ но проточным. Этим можно объяснить наличие пространственной изменчивости концентраций отдельных химических показателей качества воды чаще всего в гидрологические сезоны с низ ким коэффициентом водообмена (k около 1) [7]. Изменение химического состава воды по аквато рии водохранилища связано, скорее всего, не с водностью года и годовыми коэффициентами во дообмена, а именно сезонными факторами, в частности, сезонными коэффициентами водообме на. Известно, что в пределах водохранилища пространственная неоднородность ряда основных показателей возрастает при наличии сосредоточенных источников техногенного воздействия [8].

Возможно, именно этим объясняется спорадическое изменение концентраций химических ве ществ в водах водохранилища, когда к гидрологическим, метеорологическим факторам, процес сам внутреннего водообмена добавляется техногенная составляющая.

Качество вод, поступающих с собственного водосбора водохранилища, требует самого пристального внимания. Абразионные процессы в береговой зоне, обусловленные ветроволно вым воздействием, вызвали отступание берега, сложенного легкоразмываемыми карбонатными суглинками, на отдельных участках нижней озеровидной части водохранилища до 500 м. Об щая протяженность размываемых берегов водохранилища в настоящее время составляет более 400 км, ежегодное отступание берегов в нижней части 5 7 м, потери земель в целом превысили 20 км2. Поступление вместе с продуктами обрушения берегов различных химических элемен тов оказывает негативное влияние на качество воды в водохранилище. Широко использование водоема в рекреационных целях: в его береговой зоне расположено более 400 санаториев, про филакториев и баз отдыха, развит водный спорт и туризм, тысячи граждан городов Новосибир ска, Кемерово, Томска, Барнаула и Омска в летний период отдыхают на берегах и акватории водохранилища. Это приводит к дополнительному загрязнению береговой зоны и воды. Поэто му условия формирования качества воды в водохранилище тесно связаны с дальнейшей орга низацией водоохранных зон и поддержании на этих территориях нормативного режима. Таким образом, особенности многолетних изменений в составе водохозяйственного комплекса при использовании водных ресурсов водохранилища существенно влияют на формирование водных экосистем и качество воды в отдельные годы и сезоны.

Появление новых участников водохозяйственного комплекса заметно увеличило антро погенные нагрузки на водную экосистему водохранилища и прибрежных территорий. При этом интересы отдельных участников оказались весьма противоречивы, причем возникшие противо речия обострены серией маловодных лет, еще больше усугубляющиеся увеличением забора воды на сельскохозяйственные нужды. Очевидно, что путь к разрешению этого конфликта при одновременном сохранении и/или улучшении качества природной среды лежит через баланс интересов природы и общества, через поиск социально и экологически приемлемого компро мисса между ними.

Наличие тесных связей между природной средой и деятельностью человека позволяет определить управление природными ресурсами вообще и природными ресурсами водохрани лищ, в частности как механизм гармонизации взаимодействия экологической и социальной си стем. Поэтому при планировании освоения ресурсов искусственных водоемов должны быть учтены особенности функционирования обеих систем, а также разносторонние последствия жизнедеятельности людей для природной среды.

Для оценки роли Новосибирского водохранилища в формировании качества воды его нижнего бьефа проведено сопоставление концентраций химических ингредиентов во входном створе и нижнем бьефе за период 1968 2003гг. (по данным Западно-Сибирского Межрегио нального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды). Выявлено, что в целом водохранилище оказывает позитивное влияние на качество воды по гидрохимическим показателям: в основном, не происходит загрязнения воды при движении от входного створа к плотине, но для некоторых ингредиентов наблюдается определенная ди намика. Так, отмечено увеличение концентраций нефтепродуктов в нижнем бьефе в летний пе риод, что, по-видимому, связано с использованием водохранилища для судоходства и происхо дит за счет промстоков и маломерного флота, широко используемого на Новосибирском водо хранилище. Это определяет основное влияние антропогенной составляющей на содержание нефтепродуктов в водоеме. Увеличение концентраций нитратов в нижнем бьефе в весенний период, скорее всего, можно объяснить большим количеством талых вод, попадающих в водо хранилище. Увеличение концентраций аммонийных соединений в нижнем бьефе в осенний пе риод обычно связано с продолжающимся распадом органических веществ, содержащих азот, в условиях слабого или полного отсутствия их потребления фитопланктоном.

Известно, что высокий уровень антропогенного загрязнения является одной из основ ных причин, вызывающих деградацию рек, водохранилищ и озерных систем. Накопление в донных отложениях, водной растительности и водных организмах загрязняющих, в том числе токсичных веществ, обусловливает ухудшение качества вод поверхностных водных объектов, используемых в качестве источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения.

При этом помимо стационарных источников загрязнения, высокую степень негативного воздей ствия на водные объекты оказывают рассредоточенный (диффузный) сток с сельскохозяй ственных и селитебных территорий, площадей занятых отвалами и отходами промышленного производства, выпадения загрязняющих веществ в водные объекты и на территории водосбо ров из атмосферы, в том числе с осадками, а также трансграничные загрязнения [9]. Все эти аспекты фундаментальной проблемы водных ресурсов, в той или иной степени, свойственны водным ресурсам Новосибирского водохранилища. Это относится и к участку р. Оби ниже пло тины ГЭС, где осуществлено и продолжается массовое строительство.

В настоящее время в целях реализации Концепции долгосрочного социально экономического развития Российской Федерации и в соответствии с Водной стратегией РФ до 2020 года разработана Федеральная целевая программа «Обеспечение населения России питье вой водой». Такие программы приняты и в большинстве субъектов РФ, в том числе в Новоси бирской области, однако, к сожалению, они финансируются в крайне ограниченных объемах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Винокуров Ю.И., Зиновьев А.Т., Ловцкая О.В., Савкин В.М. Региональные проблемы устойчивого водопользования на юге Западной Сибири. Сб. научных трудов Всероссийской конференции «Стратегические проблемы водопользования России». Азов. М.: Изд-во НОК.

2008. С. 323 333.

2. Савкин В.М. Современный гидрологический режим Новосибирского водохранилища в сравнением с многолетним Сборник «Гидрология и гидроэкология Западного Урала».

Пермь: Изд-во ГОУ ВПО Пермский государственный университет, 2006. С. 3 12.

3. Двуреченская С.Я., Савкин В.М, Смирнова А.И., Булычева Т.М. Динамика гидролого гидрохимических характеристик экосистемы Новосибирского водохранилища // Сибирский экологический журнал, 2001. Вып. 2. С. 231 236.

4. Савкин В.М., Двуреченская С.Я., Орлова Г.А., Булычева Т.М. (2003). Формирование гидро лого-гидрохимического режима Верхней Оби на участке Новосибирского водохранилища в условиях изменения природно-техногенной ситуации // Сибирский экологический журнал, 2003. Вып.2. С. 171 179.

5. Васильев О.Ф., Савкин В.М., Двуреченская С.Я., Попов П.А. Водохозяйственные и эколо гические проблемы Новосибирского водохранилища // Водные ресурсы, 1997. № 24.

С.581 589.

6. Тарасенко С.Я., Варламова И.Е., Охалин С.Н. Гидрохимический режим и качество воды основных притоков Новосибирского водохранилища // География и природные ресурсы, 1998. №4. С.38 44.

7. Двуреченская С.Я. Исследование изменчивости гидрохимического режима по акватории Новосибирского водохранилища // География и природные ресурсы, 2007. №4. С.74 79.

8. Севастьянов В.И. Экологическое районирование акваторий водохранилищ энергокомплек сов //Водные ресурсы, 1987. №4. С.59 64.

9. Данилов-Данильян В.И., Болгов М.В. О водной стратегии Российской Федерации в период до 2020 года. Сборник научных трудов Всероссийской конференции. «Водные проблемы речных бассейнов и пути их решения. ООО» Агентство рекламных технологий», Барнаул.

2009. С. 59 81.

О НЕОБХОДИМОСТИ ГАРМОНИЗАЦИИ ТЕРМИНОВ И ДОСТОВЕРНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА В ВОДАХ Сечкова Н. А., Попов А. Н., Оболдина Г. А.

ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Екатеринбург, Россия ON THE NECESSITY OF TERMS HARMONIZATION AND MEASURMENTS RELIABILITY CONCERNING IRON CONTENT IN WATERS Sechkova N.A., Popov A.N., Oboldina G.A., RosNIIVKH, Yekaterinburg, Russia Объективное восприятие происходящих в водных объектах процессов, их анализ и опе ративное прогнозирование последствий возможны только при условии достоверности исходной информации. В настоящее время сложилась ситуация, когда, пользуясь информацией, полу ченной из различных уровней мониторинговых наблюдений, невозможно рассуждать о досто верном содержании активных форм металлов, присутствующих в водных объектах. Отсутству ет упорядоченная терминология и, соответственно, подготовка проб. В этих условиях оператор трактует очередную аттестованную методику, как позволяет уровень его мировоззрения или как вынуждает разработчик методики и орган по е аттестации. Особенно наглядно это прояв ляется при количественном химическом анализе (КХА) форм железа в воде.

Соединения железа, присутствующие в воде в виде двух основных степеней окисления – Fe (2+) и Fe (3+), в основном представлены тремя миграционными формами: растворенной, кол лоидной и взвешенной. В зависимости от способа подготовки пробы определяется соответству ющая форма. В РД 52.24.358-2006 (Фотометрическое определение в водах железа общего с 1,10 – фенантролином) под «общим железом» понимается суммарная концентрация в водах всех рас творенных форм железа и вводится понятие «валовая концентрация» – суммарное содержание в воде как растворенных, так и взвешенных форм железа. В настоящее время классический термин «железо общее», как сумма растворнных форм железа (2+) и железа (3+), принятый в системе Гидрометслужбы, трансформировался в синоним железа валового или суммарного содержания всех форм. Развитие различных методов определения железа, при отсутствии терминологической упорядоченности привело к тому, что методики на различные методы измерений определенной формы этого аналита аттестованы с различной пробоподготовкой (таблицы 1 и 2).

Неразбериха присутствует и между названиями методик и их содержанием. Наиболее часто на титулах фотометрических методик сформулировано «Измерение массовой концентра ции общего железа…», а в методике прописаны КХА его растворнных и валовых форм. В спектрометрических методиках используется более корректная формулировка «Методика вы полнения измерений массовых концентраций железа…».

Выполняя количественный химический анализ железа различными методами, в разных типах вод, изменяя условия пробоподготовки и консервации, участвуя в сличительных испыта ниях, мы столкнулись с неоднозначностью получаемых результатов. Обзор методик спектро метрического и фотометрического анализа различных форм железа в воде позволяет сделать следующие выводы (таблица 3):

При пробоподготовке, когда пробу фильтруют через мембранный или фильтр «белая лента», фильтрат подкисляют, при необходимости подвергают кислотному озолению, исполь зуют термины: железо общее, растворенное железо, растворенные формы железа. Термин «же лезо общее» используется в методике РД 52.24.358–2006, широко применяемой в системе Гид рометслужбы РФ при проведении мониторинга водных объектов. Для данного типа пробопод готовки рекомендуем применять только термин «железо общее», причем понятие «общее» ис пользовать только применительно к растворенному железу и некоторым другим ионам метал лов, для которых возможно существование в воде растворенных форм в различной степени окисления.

При пробоподготовке, когда пробу подкисляют, тщательно перемешивают, выдержи вают не менее двух часов при комнатной температуре, фильтруют через мембранный или фильтр «белая лента», при необходимости подвергают кислотному озолению, в методиках ис пользуют термины: растворенное общее железо, общее железо, кислото-извлекаемое железо.

Для данной пробоподготовки рекомендуем использовать термин «железо растворенное». Этот термин в наиболее полной мере отвечает последним исследованиям и обеспечивает достовер ное определению активных растворенных форм железа в загрязненных природных водах.

При определении железа из нефильтрованной хорошо перемешанной пробы, подкис ленной, подвергнутой кислотному озолению, при необходимости профильтрованной через мембранный или фильтр «белая лента», используются следующие термины: общее железо, же лезо валовое, сумма растворенных и нераствореннх форм железа, сумма форм железа, кислото экстрагируемое железо. Рекомендуем при данной пробоподготовке использовать термин «же лезо суммарное», поскольку данный термин используется в нормативных документах.

При кислотном озолении осадка с фильтра после фильтрования пробы, определяют же лезо взвешенное. При определении железа из нефильтрованной перемешанной, подкисленной азотной кислотой, нагретой на водяной бане 0,5–1 часа, профильтрованной через мембранный фильтр, определяют железо кислото-экстрагируемое. Данные пробоподготовки применяются достаточно редко и по сути своей не противоречат применяемым терминам.

В таблице 3 представлены рекомендуемые нами к использованию термины при КХА различных форм железа в водах.

Выводы и рекомендации Разработчикам привести в соответствие все методики, обеспечивающие КХА различных форм железа. Уточнить название методик, в методиках давать определение определяемых форм).

Аттестующим организациям обеспечить необходимые корректировки вновь аттестуемых методик.

Упорядочение терминов и методов подготовок проб обеспечит возможность достоверного сопоставления количественного химического анализа не только ионов железа, но и других металлов.

Таблица Термины, фактически Рекомендуемый используемые в методи- Рекомендуемая пробоподготовка термин ках Пробу фильтруют через мембранный или Железо общее, раство фильтр «белая лента», фильтрат подкисляют, Железо общее ренные формы железа, при необходимости подвергают кислотному растворенное железо озолению.

Растворнное общее же- К 200 см3 пробы добавляют 2,0 см3 конц. HNO3, лезо, общее железо;

кис- раствор тщательно перемешивают и выдержи Железо раство лото-извлекаемое желе- вают не менее 2 часов. Фильтруют через мем рнное зо. бранный или фильтр «белая лента», при необ ходимости подвергают кислотному озолению.

Общее железо, железо 50 см3 нефильтрованной хорошо перемешанной валовое, сумма раство- пробы подкисляют 3 см3 конц. HNO3, медленно рнных и нерастворн- упаривают до влажных солей. Добавляют 3 см Железо суммар ных форм железа;

сумма перекиси водорода и снова упаривают до влаж ное форм металлов;

кислото- ных солей. Приливают 20–30 см3 0,1 М раство экстрагируемое железо. ра HNO3, при необходимости фильтруют через мембранный или фильтр «белая лента».

Железо взвешен- Железо взвешенное Осадок с фильтром после фильтрования пробы ное подвергают кислотному озолению при нагрева нии.

Железо кислото- Железо кислото- Нефильтрованную перемешанную пробу под экстрагируемое экстрагируемое кисляют HNO3 до рН 2, нагревают на водяной бане 0,5–1 часа, фильтруют через мембранный фильтр.

Таблица 1. Регламентированная пробоподготовка и фактически определяемая форма железа в водах при анализе фотометрическими методами Определяемая Фактически Нормативный документ (НД) Регламентированная пробоподготовка форма железа определяемая по НД форма железа 1 2 3 1.1 Измерение массовой К 50 см3 нефильтрованной пробы добавляют 0,20 см3 соляной концентрации общего кислоты. Пробу нагревают до кипения и упаривают до 35– железа с Общее железо Валовое железо см3. Охлаждают раствор и переносят в мерную колбу на 50см3, сульфосалициловой ополаскивают 2–3 раза по 1 см3 дистиллированной водой.

кислотой 1.2 Измерение массовой При предварительном кипячении нефильтрованной пробы с Общее железо Валовое железо концентрации общего кислотой удаляют мешающее влияние полифосфатов.

железа с Растворнное При отсутствии полифосфатов пробу тщательно перемешивают.

ортофенантролином Общее железо валовое 1.3. Измерение Нефильтрованную пробу тщательно перемешивают.

массовой концентрации Растворенное Методы измерения массовой концентрации общего железа Общее железо 1 ГОСТ 4011-72 Вода питьевая.

общего железа с 2,2 железо дипиридилом 2. РД 52.24.358.2006. Массовая К 50 см3 профильтрованной (через мембранный фильтр) концентрация железа общего в водах. законсервированной (2 см3 HCl на каждые 100 см3 воды) Растворенное Растворенное Методика выполнения измерений воды добавляют 1 см3 раствора гидрохлорида общее железо общее железо фотометрическим методом с 1,10- гидроксиламина и кипятят 15–20 мин.

фенантролином К 50 см3 законсервированной тщательно перемешанной Железо валовое Валовое железо нефильтрованной пробы добавляют 1 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина и кипятят 15–20 мин.

3. ПНДФ 14.1:2.2-95. Методика Перемешанную нефильтрованную анализируемую пробу Сумма выполнения измерений массовой консервируют (2 см3 конц. HCl или 2,5 см3 конц. HNO 3 на 100 растворенных и Валовое железо концентрации железа в природных и см3 пробы). К 50 см3 пробы приливают 1 мл 10 % раствора нерастворенных сточных водах фотометрическим гидрохлорида гидроксиламина и кипятят до уменьшения объема форм железа методом с о-фенантролином на половину. Пробу охлаждают и если необходимо фильтруют в мерную колбу на 50 см3.

Отобранную пробу фильтруют через мембранный фильтр (0,35– 0,45 мкм), консервируют 1 см3 конц. HCl на каждые 100 см пробы. К 50 см3 анализируемой пробы приливают 1 мл 10 % Растворенное Растворенное раствора гидрохлорида гидроксиламина и кипятят до железо железо уменьшения объема на половину. Пробу охлаждают и если необходимо фильтруют в мерную колбу на 50 мл.

Сумма 4. ПНД Ф 14.1:2.50-96. Методика Перемешанную нефильтрованную анализируемую пробу растворенных и выполнения измерений массовой консервируют (2 см3 конц. HCl или 2,5 см3 конц. HNO3 на нерастворенных концентрации общего железа в 100см3). К 100 см3 или менее нефильтрованной анализируемой форм железа (п.

Валовое железо природных и сточных водах воды добавляют 0,5 см3 конц. азотной кислоты и упаривают 8.3 методики).

Железо общее (2+, фотометрическим методом с раствор до 1/3 объема.

3+) (п.11. сульфосалициловой кислотой методики).

Отобранную пробу фильтруют через мембранный фильтр (0,35– Растворенное 0,45 мкм), консервируют 1 см3 конц. HCl на каждые 100 см3 железо (п. 8.3.

пробы). методики). Растворенное Железо общее (2+, железо 3+) (п. 11.1.

методики) Таблица 2. Регламентированная пробоподготовка и фактически определяемая форма железа в водах при анализе спектрометрическими методами Определяемая Фактически Нормативный документ Регламентированная пробоподготовка форма железа по определяемая НД форма железа 1. ПНДФ 14.1:2:4.139-98. Методика К 50 см3 анализируемой нефильтрованной хорошо перемешанной воде добавляют 2, выполнения измерений массовых см3 конц. азотной кислоты, медленно упаривают до влажных солей. Если проба концентраций железа, кобальта, содержит значительное количество органических веществ, в процессе нагрева Общее Валовое марганца, меди, никеля, серебра, хрома добавляют 1–3 см3 перекиси водорода до получения прозрачного раствора. Охлаждают содержание железо и цинка в пробах питьевых, природных и количественно фильтруют через мембранный или фильтр «белая лента», смывая и сточных вод методом атомно- стенки дистиллированной водой.

абсорбционной спектроскопии Растворенные Растворнное Пробу воды сразу после отбора фильтруют через мембранный фильтр, фильтрат формы железо подкисляют концентрированной азотной кислотой до рН 2.

Осадок с фильтром после фильтрования пробы подвергают кислотному озолению при Взвешенные Взвешенные нагревании. формы формы Кислото Кислото Нефильтрованную хорошо перемешанную пробу подкисляют азотной кислотой до рН экстрагируем экстрагируемые 2, нагревают на водяной бане 0,5–1 часа, фильтруют через мембранный фильтр.

ые 2. ПНДФ 14.1:2.214-06. Методика К 50 см3 анализируемой нефильтрованной хорошо перемешанной воде добавляют 3, выполнения измерений массовых см3 концентрированной азотной кислоты, медленно упаривают до влажных солей.

концентраций железа, кадмия, кобальта, Если проба содержит значительное количество органических веществ, в процессе Валовое Сумма форм марганца, никеля, меди, цинка, хрома и нагрева добавляют 3 см3 перекиси водорода и снова упаривают до влажных солей. В железо свинца в природных и сточных водах стакан с влажным остатком приливают 20–30 мл 0,1М раствора азотной кислоты, методом пламенной атомно- переносят в колбу на 50 мл.

абсорбционной спектрофотометрии Хорошо перемешанную исходную пробу воды фильтруют через бумажный фильтр. 50 Растворенные Растворнное мл отфильтрованной пробы подвергают кислотному озолению. формы железо 3. РД 52.24.377. Массовые концентрации Пробу после отбора как можно быстрее фильтруют через мембранный фильтр 0, Al, Be, V, Fe, Cd, Mn, Cu, Mo, Ni, Pb, Ag, мкм, далее консервируют добавлением азотной кислоты (1:1), 1 см 3 на каждые 100 см Cr, Zn в водах. Методика выполнения Растворенные Растворнное воды.

измерений методом атомной абсорбции формы железо с прямой электротермической атомизацией проб.

4. ПНДФ 14.1:2:4.135-98. Методика Не законсервированные К пробе добавляют 2,0 см3 HNO3 конц.

Кислото выполнения измерений массовых пробы на 200 см3 воды, раствор тщательно Растворнное извлекаемые концентраций металлов методом перемешивают и выдерживают не железо формы атомно-эмиссионной спектрометрии с менее 2 часов.

индуктивно-связанной плазмой в Законсервированная проба К законсервированным пробам питьевой, природной и сточной водах и (на 0,2 дм3 воды 2 см3 Кислото добавляют 1,0 см3 HNO3 конц. на атмосферных осадках Растворнное см3 воды, раствор тщательно извлекаемые HNO3 1:1) заметных глазом железо взвешенных частиц воды, не содержащие перемешивают и выдерживают не формы Питьевые и природные менее 2 часов.

К 100 мл пробы тщательно перемешанной фильтрованной через мембранный фильтр или «синяя лента» прибавляют 2 мл азотной Растворенные Растворнное кислоты конц. и 1 мл перекиси водорода. Далее пробу нагревают в формы железо течение 2 часов, избегая кипения, упаривают до объема 25 мл.

Охлаждают, фильтруют при необходимости.

веществами К 100 мл пробы прибавляют 2 мл азотной кислоты конц. и 1 мл Суммарное Валовое перекиси водорода. Далее пробу нагревают в течение 2 часов, избегая содержание Природные, сточные железо воды со взвешенными кипения, упаривают до объема 25 мл. Охлаждают, фильтруют при форм необходимости.

5. ПНД Ф 14.1:2:4.140-98. Методика Пробу воды сразу после отбора фильтруют через мембранный фильтр (0,45 мкм). Растворенные Растворнное выполнения измерений массовых Фильтрат подкисляют азотной кислотой до рН = 2-3. формы железо концентраций бериллия, ванадия, висмута, кадмия, кобальта, меди, Нефильтрованную хорошо перемешанную пробу воды подвергают кислотному молибдена, мышьяка, никеля, олова, озолению.

свинца, селена, серебра, сурьмы, хрома в К 50 см3 анализируемой нефильтрованной хорошо перемешанной воды добавляют 2, питьевых и сточных водах методом см3 концентрированной азотной кислоты, медленно упаривают до влажных солей. Если Общее Валовое атомно–абсорбционной спектрометрии проба содержит значительное количество органических веществ, в процессе нагрева содержание форм железо добавляют 1–3 см3 перекиси водорода до получения прозрачного раствора. Охлаждают и количественно фильтруют через мембранный или фильтр «белая лента», смывая стенки дистиллированной водой.

ВЛИЯНИЕ АНОМАЛЬНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ (НА ПРИМЕРЕ САРАТОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА) Селезнев В.А., Селезнева А.В.

Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, Россия ABNORMAL WEATHER CONDITIONS IMPACT UPON WATER QUALITY FORMATION (THE SARATOV RESERVOIR AS A STUDY CASE) Seleznev V.A., Selezneva A.V.

Russian Academy of Sciences Institute of the Volga Basin Ecology, Togliatti, Russia Минувший 2010 год стал рекордным по количеству теплых дней в северном полушарии планеты. В бассейне Средней и Нижней Волги за 120 лет метеонаблюдений не было зафикси ровано ни одного случая столь долгого существования антициклона, способствовавшего воз никновению аномально погодных условий и маловодью. В бассейне Саратовского водохрани лища в августе 2010 г. средняя температура воздуха составила 24,1°С, а осадки были суще ственно ниже нормы. По сравнению с 2009 г. среднегодовой расход воды Саратовского водо хранилища в створе Жигулевской плотины уменьшился с 7,5 до 6,2 тыс. м3/с, а среднемесячный расход в августе – с 6,3 до 2,1 тыс. м3/с (табл.1).

Таблица 1. Расходы воды Саратовского водохранилища в створе Жигулевской ГЭС, тыс. м3/с Месяц Год I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 2009 7,4 6,9 5,5 12,2 16,3 6,7 6,0 6,3 5,6 5,5 5,1 5, 2010 5,8 5,7 5,1 7,9 17,9 7,3 5,3 2,1 4,4 4,2 4,1 4, Сравнительный анализ результатов гидрохимических и гидробиологических наблюде ний в 2009–2010 гг. показал, что в период летней межени 2010 г. качество воды по некоторым показателям резко ухудшилось. Главная причина – это массовое развитие водорослей или «цве тение» воды. Для оценки биомассы водорослей определялось содержание хлорофилла. Различ ные таксономические группы водорослей имеют различный набор хлорофиллов «а», «b», «c».

Хлорофилл «а» содержится во всех группах водорослей, хлорофилл «b» указывает на развитие зеленых и сине-зеленых водорослей, а хлорофилл «c» встречается у диатомовых водорослей.

Наблюдения проводились лабораторией мониторинга водных объектов ИЭВБ РАН на стационарном пункте, расположенном на Саратовском водохранилище в нижнем бьефе Жигу левской ГЭС. Отбор проб воды осуществлялся 1 раз в месяц по следующим показателям: тем пература (Т), pH, биохимическое потребление кислорода (БПК5), растворенный кислород (O2), биогенные вещества и хлорофилл «а», «b», «c».

Пробы воды отбирались в будние дни, в интервале 10–11 часов и доставлялись в тече ние 40 минут в лабораторию. Анализ проб воды осуществлялся в соответствие с действующи ми нормативными документами. Характеристика качества воды Саратовского водохранилища по Т, pH, БПК5 и O2 в 2009–2010 гг. представлена в таблице 2.

Температура воды в вегетационный период 2010 г. была выше по сравнению с 2009 г.: в мае на 1,7°С, в июне на 3,0°С, в июле на 2,5°С и в августе на 1,1°С по сравнению с 2009 г. Кон центрация растворенного кислорода к августу 2010 г. снизилась до критического уровня и со ставила 4,8 мгО/дм3. Содержание легко окисляемого органического вещества (по БПК5) при близилось к уровню ПДК и составило 1,93 мгО/дм3. Наибольшие значения pH наблюдались в период массового развития водорослей.

Биомасса водорослей в 2010 г. во много раз превышала биомассу в 2009 г. (табл. 3). В 2009 г. наибольшие значения хлорофилла «а» наблюдалось в июне (2,67 мг/м3), хлорофилла «b»

– в октябре (0,96 мг/м3), хлорофиллов «c» – в октябре (2,30 мг/м3). В 2010 г. наибольшие значе ния хлорофилла «а» наблюдались в июле (8,56 мг/м3), хлорофилла «b» – в декабре (0,74 мг/м3), хлорофилла «c» – в августе (1,43 мг/м3).

Аномальные погодные условия 2010 г. уменьшили водность и повысили температуру воды Саратовского водохранилища, что привело к резкому увеличению биомассы водорослей и ухудшению качества воды. В результате возникли серьезные проблемы в сфере питьевого во доснабжения, утратилась рекреационная привлекательность водоема, снизилось его рыбохо зяйственное значение.

Таблица 2. Характеристика качества воды Саратовского водохранилища в 2009–2010 гг.

2009 г. 2010 г.

Т, БПК5, Т, БПК5, O2, O2, Дата Дата pH pH °С мгО/дм3 мгО/дм3 °С мгО/дм3 мгО/дм 21.01 0,1 7,99 12,9 0,52 20.01 0,1 7,97 12,2 0, 25.02 0,1 7,70 11,9 0,56 25.02 0,1 7,95 10,6 0, 26.03 0,2 7,43 10,0 0,74 24.03 0,2 7,6 10,0 0, 22.04 1,5 7,63 9,3 0,78 21.04 0,8 7,69 9,8 0, 20.05 8,5 7,94 9,0 0,93 19.05 10,2 7,97 10,2 1, 24.06 17,4 8,02 8,8 1,00 28.06 20,4 8,21 8,6 1, 22.07 21,0 8,05 8,0 1,41 21.07 23,5 8,10 6,4 1, 26.08 20,1 8,06 6,5 1,16 24.08 21,2 7,80 4,8 1, 23.09 18,0 8,45 7,5 1,10 22.09 16,4 7,87 6,6 1, 21.10 7,0 8,00 9,1 0,74 27.10 8,4 8,01 10,1 0, – – – – – 25.11 4,1 7,94 11,1 0, 23.12 0,2 7,97 12,6 0,62 22.12 0,2 7,95 12,4 0, Примечание: «–» – отсутствие наблюдений.

Таблица 3. Содержание хлорофилла в воде Саратовского водохранилища, мг/ м Дата Хлорофилл «а» Хлорофилл «b» Хлорофилл «с»

2009 г. 2010 г. 2009 г. 2010 г. 2009 г. 2010 г. 2009 г. 2010 г.

н/о н/о н/о н/о н/о н/о 21.01 20. н/о н/о н/о н/о н/о н/о 25.02 25. н/о н/о н/о н/о н/о н/о 26.03 24. н/о н/о н/о 22.04 21.04 1,04 0,05 0, 20.05 19.05 0,76 2,31 0,38 0,04 0,64 0, н/о 24.06 28.06 2,67 4,85 0,59 1,00 1, н/о 22.07 21.07 1,02 8,56 0,56 1,10 1, н/о 26.08 24.08 1,68 6,62 0,84 1,54 1, 23.09 22.09 0,69 3,24 0,18 0,15 0,44 1, 21.10 27.10 0,75 1,60 0,96 0,60 2,30 1, – – – 25.11 25.11 0,30 0,73 1, н/о 23.12 22.12 0,44 0,85 0,74 0,02 1, Примечание: н/о – не обнаружено, «–»– отсутствие наблюдений.

Совершенно очевидно, что в будущем острота проблем будет только усиливаться из-за роста антропогенной нагрузки на водные объекты и глобального потепления климата.

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ТЮМЕНСКОГО СЕВЕРА Селюков А.В., Закрытое акционерное общество «ДАР/ВОДГЕО», Москва, Россия.

Чекмарева С.В., Открытое акционерное общество «НИИ ВОДГЕО», Москва, Россия THE CONDITIONING OF GROUNDWATER ON THE TYUMEN REGION NORTH Selyukov A., «DAR/VODGEO», Moscow, Russia Chekmareva S., «NII VODGEO», Moscow, Russia В 2001 2006 гг. нами разработана технология кондиционирования подземных вод, ха рактерных для севера Тюменской области. Она внедрена в городах Ноябрьск (2006 г.) и Новый Уренгой (2007 г.). Эта технология достаточно полно учитывает особенности состава и физиче ских свойств подземных вод данного региона. Именно эти особенности не позволяли в течение более чем 30 лет обеспечить нормативное качество питьевой воды путем использования клас сических методов, рекомендуемых нормативными документами.

В основу предложенной технологии положены процессы окисления двухвалентного железа и сероводорода перекисью водорода, а также – процессы окисления марганца, доокис ления железа и сероводорода и восстановление остаточной перекиси водорода перманганатом калия. Основные продукты реакций – гидроксид железа и гидрат диоксида марганца – отделя ются путем фильтрования через песок. Технология защищена патентом РФ№2288183 на способ очистки подземных вод. Производительность принятых в постоянную эксплуатацию станций очистки питьевой воды составляет 75,0 тыс.м3/сут. (г. Ноябрьск) и 65,0 тыс.м3/сут. (г. Новый Уренгой).

Реализованная технология обеспечивает нормативное качество воды: железо общ. – ме нее 0,1 мг/дм3, марганец – менее 0,05 мг/дм3, сероводород – менее 0,001 мг/дм3, остаточная пе рекись водорода – менее 0,1 мг/дм3. Однако в течение первого года эксплуатации в отдельных пунктах распределительной сети г. Новый Уренгой были отмечены случаи вторичного загряз нения воды железом и марганцем. Выполненная нами исследовательская работа позволила установить, что основной причиной этого явления является низкая стабильность воды, приво дящая к растворению многолетних отложений трубопроводной сети. В связи с этим, техноло гия дополнена нами стадией стабилизационной обработки. При выборе реагента предпочтение отдано каустической соде, выпускаемой по стандарту GB 5175-2008 (Китай). В Европе и Аме рике этот продукт сертифицирован как пищевая добавка (регулятор кислотности). Проведен ные пилотные испытания подтвердили работоспособность предложенного решения. Доза реа гента 5 10 г/м3 обеспечивает рН фильтрата в диапазоне 6,5 7,0 ед.

Ввод щелочного реагента нами предложено реализовать в точке ввода перманганата ка лия. С целью упрощения технологической схемы может быть использован комбинированный реагент – щелочной раствор перманганата калия. Его работоспособность подтверждена нами путем пилотных испытаний. Испытания показали, что наряду с сохранением высокого качества фильтрата может быть сокращена рабочая доза перманганата калия не менее, чем на 25%. В качестве дополнительного эффекта разработанной технологии нами достигнуто снижение со держания кремния до нормативных значений.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ ПРИ АДАПТАЦИИ ПАРЕМЕТРОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ Скачедуб Е.А.

Северо-Кавказский филиал ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплекс ного использования и охраны водных ресурсов», Новочеркасск, Россия EXPERT SYSTEMS USE IN WATER/ECONOMIC SYSTEM MATHEMATICAL MODEL PARAMETERS ADAPTATION Skachedub Y.A., RosNIIVKh North Caucasus Branch, Novocherkassk, Russia При управлении сложными системами, к которым, безусловно, можно отнести водохо зяйственные системы, наиболее трудоемким, по-видимому, является процесс оценки ситуации и принятия решения. Причиной этого являются большие объемы информации, которую необ ходимо учитывать при принятии решений, а также нетривиальность и слабая формализуемость процессов, протекающих в рамках водохозяйственной системы. В ряде случаев при решении частных задач управления ВХС применяются оптимизационные методы, которые предполага ют четкую формализацию задач управления, моделей процессов, протекающих в объекте управления и воздействующих на него. Однако, когда речь идет о достаточно сложных задачах, этот подход не всегда приводит к ожидаемым результатам. Главная причина связана со слож ностью реальных водохозяйственных систем и выполняемых ими функций, необходимостью учета множества внешних факторов, некоторые из которых имеют случайный характер;

кроме того, при построении критерия оптимальности возникает ряд проблем, обусловленных следу ющими причинами:

обычно реакция на управляющие решения, принимаемые для отдельных эле ментов ВХС или системы в целом, имеет неоднозначный отклик, т.е. может быть охарактери зована некоторым набором показателей;

технологический процесс подготовки управляющих решений, как правило, предполагает некоторую последовательность шагов, на каждом из которых выбираются опти мальные решения для отдельных элементов (или их групп), причем на каждом шаге (для раз личных элементов ВХС) используют различные критерии. Проследить и оценить в этих усло виях взаимосвязь между принятыми локальными решениями и качеством управления системой в целом не всегда представляется возможным.

ряд целей функционирования ВХС, которые не удается количественно описать, игнорируются при формализации оптимизационной задачи.

В настоящее время одним из наиболее эффективных способов, используемых при управлении сложными системами, является метод имитационного моделирования, содержание которого состоит в построении модели объекта управления и формирования правил управления объектом на основе проигрывания различных вариантов управляющих решений. Подобные мо дели используются в настоящее время, в частности, при построении информационно советующих систем для управления водохозяйственными системами. Проблема их использова ния состоит, помимо прочего, в построении собственно имитационных экспериментов на мате матической модели, которые приводят к поиску решений близких к оптимальным. Здесь при построении модели объекта управления и формировании плана эксперимента необходимо учи тывать влияние всех внешних факторов (формирование приточности, определение заборов и сбросов водопользователей, потери из водохранилищ и пр.). Построение такого плана предпо лагает, с одной стороны, хорошего знания особенностей объекта управления, а с другой хо рошей интуиции специалиста, принимающего решение при управлении. Более того, если речь идет о сложной водохозяйственной системе, включающей несколько водохранилищ, сложную топологическую схему распределения стока и нетривиальные правила управления водохрани лищами, построение плана эксперимента с целью поиска управляющего решения, обеспечива ющего оптимальное или близкое к нему распределение стока вызывает серьезные затруднения и у специалистов имеющих высокую квалификацию.

При использовании методов имитационного моделирования возникают вопросы, свя занные с достоверностью получаемых результатов и необходимостью адаптации параметров модели на основе реально поступающей информации. Если же предположить (а к этому есть все основания), что параметры модели являются динамическими, то проблемы получения каче ственных результатов с использованием имитационных моделей становятся очевидными. В этом случае задача адаптации модели решается с привлечением экспертов математиков на эта пе ее опытной эксплуатации. Между тем хорошо известно, что даже при наличии высокого класса у таких экспертов они не в состоянии учесть все возможные ситуации и характер слу чайных процессов, которые будут протекать на объекте управления при использовании модели на этапе ее промышленной эксплуатации. Подобная задача имеет во многом исследовательский характер. В предположении, что параметры модели имеют динамический характер необходимо определить периодичность корректировки параметров модели и причины изменения этих па раметров. Вряд ли ЛПР, обремененный необходимостью принятия ответственных решений по управлению водными ресурсами способен решить эту проблему качественно.

Для того чтобы облегчить процесс подготовки принятия решений при управлении вод ными ресурсами и повысить уровень доверия к получаемым результатов, необходимо вести речь о создании системы, которая взяла бы на себя труд поиска приемлемых решений, удовле творяющих условиям, определяемыми ЛПР и которая по ходу объясняла бы пользователю ло гику принимаемых решений. Кроме того, желательно чтобы в этой системе автоматически про изводилась диагностика достоверности модели и при необходимости осуществлялась адапта ция ее параметров. По сути, речь идет о создании некой интеллектуальной системы, позволяю щей осуществлять подготовку принятия решений на качественно новом уровне.

При использовании экспертной системы, гармонично встроенной в систему управления ВХС, эффективность адаптации модели может быть обеспечена за счет того, что при подготов ке принятия решений предусматривается некая подсистема, содержащая знания эксперта мате матика и использующая их при анализе различных ситуаций, протекающих на объекте. Кроме того, в этом на этапе корректировки параметров модели ЛПР должен получит информацию о том, в связи с чем и какие параметры корректируются, а также что привело к изменению пара метров модели. Например, при моделировании режима работы водохранилища в случае, если положительная невязка увеличивается с ростом уровня воды, то имеет место неучтенная филь трация воды через ложе водохранилища или через плотину и в обход плотины. В случае, если наибольшие невязки отмечаются в те периоды, когда велика доля бокового притока в общем притоке воды в водохранилище, то, скорее всего неправильно учитывается величина боковой приточности.

Экспертные системы создаются и используются в настоящее время в различных обла стях знаний. Связывая высокопроизводительные вычислительные средства со знаниями специ алистов, экспертные системы повышают ценность экспертных знаний, делая их широко приме нимыми, стимулируют повсеместные усилия по сбору, упорядочению, обмену и использова нию опыта экспертов.

ОЦЕНКА РЕСУРСОВ ДРЕНАЖНЫХ ВОД ПОДЗЕМНОГО МНОГОУРОВЕННОГО ПАРКИНГА «ЕКАТЕРИНБУРГ-СИТИ»

Скалин А.В., Скалин А.А.,НПО «Уралгеоэкология», Екатеринбург, Россия ASSESSMENT OF THE DRAIN WATER RESOURCES OF THE “YEKATERINBURG CITY” UNDERGROUND MULTI-LEVEL PARKING LOT Skalin A.V., Skalin A.A.,NPO «Uralgeoekologiya», Yekaterinburg, Russia В центре мегаполисов все больше сооружается подземных многоуровенных паркингов, относимых к уникальным объектам капитального строительства. Наиболее сложно обосновать дренажные мероприятия строительных котлованов, сооружаемых в тектонически нарушенных интрузивных массивах в долинах рек. При этом возникает комплекс вопросов: использования дренажных подземных вод, оценки возможных неравномерных деформаций соседних зданий и т.п. Вопросы оценки эксплуатационных ресурсов дренажных трещинно-жильных подземных вод рассмотрим на примере участка Шувакишского габбрового массива на Среднем Урале. На участке этого габбрового массива вблизи Городского пруда на реке Исеть в г. Екатеринбурге проектируется деловой центр «Екатеринбург-Сити», который включает три Башни по 50 эта жей («Исеть», «Татищев», «Де Генин») и одну – 80-ти этажную («Урал»). Под деловым цен тром проектируется 4-х уровневый подземный паркинг с глубиной заложения ниже уреза Го родского пруда. Для изучения геофильтрационной анизотропии массива и петрофизических свойств грунтов было пробурено 55 скважин глубиной от 40 до 125 м, оборудованных одно типно, как гидрогеологические пьезометры. В них выполнен комплекс каротажных исследова ний и произведена опытная групповая откачка из водоносной зоны тектонического нарушения с дебитом 950 м3/сут. Водоносная зона приурочена к тектоническому нарушению габбрового массива – оперяющему нарушению Верх-Исетского глубинного разлома, к которому приуро чена долина р. Исеть. Водоносная зона имеет субмеридиальное простирание, падение на восток под углом ~ 70о, ширину ~ 50 м, водопроводимость ~ 80 м2/сут, гравитационную водоотдачу милонитизированного габбро ~ 4%.


В настоящее время ведется строительство Башни «Исеть» с подземным паркингом в 4-х уровнях (рис. 1). Для безопасного сооружения строительного котлована Башни «Исеть» произ водится водопонижение в течение около 3 лет с дебитом 500–550 м3/сут. Исследование балан совой структуры эксплуатационных ресурсов подземных вод позволяет более достоверно обос новать размеры воронки депрессии вертикального дренажа и дать прогноз возможных гидро геомеханических процессов.

В балансовой структуре эксплутационных ресурсов подземных вод инфильтрационного водозабора для осушения строительного котлована Башни «Исеть» можно выделить следую щие составляющие: привлекаемые, естественные и искусственные ресурсы. Привлекаемые ре сурсы подземных вод долины реки Исеть являются основной составляющей эксплутационных ресурсов, добываемых при осушении строительного котлована Башни «Исеть». Следовательно, качество речных вод в Городском пруду и будет в будущем во многом определять химический состав дренажных подземных вод. Геофильтрационный поток по водоносной зоне длиной ~ м от Городского пруда (абс. отм. уреза ~ 241 м) к дренажным скважинам (абс. отм. динамиче ских уровней ~ 217 м) составляет не менее 300 м3/сут (~ 60% общей величины водоотбора).

Рис. 1. Вид строительного котлована башни «Исеть» в зимнюю межень, 2011 г.

Естественные ресурсы подземных вод могут быть изменчивы во времени как по коли честву, так и по качеству. Естественные ресурсы подземных вод, формирующиеся в воронке депрессии вертикального дренажа Башни «Исеть», можно оценить методом аналогии – по дан ным почти 80 летней эксплуатации Шувакишского месторождения питьевых подземных вод в габбровом массиве на северо-западе г. Екатеринбурга (норма подземного стока 2,9 дм3/с·км2).

Следовательно, при площади воронки депрессии дренажа Башни «Исеть» ~ 0,6 км2 естествен ные ресурсы составляют ~ 150 м3/сут (~ 30% общей величины водоотбора).

Искусственные ресурсы подземных вод в зимнюю межень 2011 года образовывались за счет утечки горячих вод из теплотрассы в количестве не менее 50 м3/сут (~10% общей величи ны водоотбора), что было доказано термометрическим каротажом и опытно-фильтрациоными работами в дренажно-поглощающей скважине глубиной 70 м. По результатам гидрогеологиче ского мониторинга можно констатировать, что утечка горячих вод из теплотрассы происходила в течении не менее 4-х лет. Только до создания инфильтрационного водозабора Башни «Исеть»

поток теплых подземных вод разгружался в Городской пруд, вызывая образование полыньи во льду в зимнюю межень.

Таким образом, анализ балансовой структуры эксплуатационных ресурсов подземных вод, каптируемых вертикальным дренажом Башни «Исеть» показывает, что социально экономический интерес может представлять только использование привлекаемых ресурсов. На право добычи привлекаемых ресурсов подземных вод была в установленном порядке оформле на лицензия на недропользование. Привлекаемые ресурсы могут расходоваться как для водо снабжения, так и в качестве естественного источника холода для снижения потребления элек трической энергии в системах кондиционирования Башни «Исеть».

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВОЗМЕЩЕНИЯ ВРЕДА В СФЕРЕ ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА Соколов А.В., Шаликовский А.В.

Восточный филиал ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Чита, Россия IMPROVEMENT OF INDEMNITY MECHANISMS IN WATER SECTOR Sokolov A.V., Shalikovskiy A.V.,VostokNIIVKh, Chita, Russia Водное хозяйство в большей степени, чем другие отрасли экономики, подвержено воз действию чрезвычайных ситуаций, вызванных случайными условиями формирования водных ресурсов. В результате этого все отрасли экономики России и значительная часть населения в той или иной степени подвержены воздействию различных водных и водохозяйственных рис ков. Часть рассматриваемых рисков можно охарактеризовать как водные риски, к которым от носятся процессы, обусловленные исключительно неблагоприятными условиями формирова ния водных ресурсов. Такие опасности характерны, например, для сельскохозяйственных зе мель, подверженных угрозе наводнений. Непосредственно водохозяйственными рисками явля ются опасности отказов и аварий технических систем и сооружений – насосов, водоводов и т. д.

Однако подавляющее большинство опасностей следует относить к смешанным, поскольку их реализация возможна как при неблагоприятных условиях формирования водных ресурсов, так и в результате отказов и аварий водохозяйственных систем и сооружений. При этом вероят ность отказов значительно возрастает в периоды низкой и высокой водности. Примерами сме шанных рисков являются риски аварий гидротехнических сооружений, систем водоснабжения из поверхностных источников, наводнений на застроенных территориях и др.

Особенностью водных и водохозяйственных рисков является то, что основные «природ ные» факторы их реализации (характеристики гидрологических и метеорологических процессов) являются статистически обоснованными, но факторы надежности технических систем, человече ских ошибок, внутриводоемных процессов вносят значительные неопределенности в процедуры анализа и обработки риска. Поэтому механизмы управления рассматриваемыми рисками должны являться комбинациями мер технического, экологического и финансового направлений «риск ме неджмента», а также учитывать закономерности формирования водных ресурсов.

На решение отдельных задач управления водными и водохозяйственными рисками направлен реализуемый в настоящее время базовый проект МПР России «Разработать предло жения по совершенствованию правового регулирования вопросов возмещения ущерба от негатив ного воздействия вод, а также вреда, причиненного водным объектам вследствие их использова ния». В связи с тем, что в соответствии с Гражданским Кодексом РФ страхование в данной сфере не может носить обязательного характера, то основной идеей разрабатываемых предло жений является создание механизмов принуждения к добровольному страхованию. Это, в свою очередь, должно стимулировать выполнение установленных нормативов и правил.

В вопросах возмещения ущерба от негативного воздействия вод предлагается закрепить соответствующий экономический механизм и меры позитивной и негативной мотивации «при нуждения» к страхованию в рамках Федерального Закона «О предотвращении негативного воз действия вод и ликвидации его последствий». При этом ряд положений данного закона предпола гается развить в Проекте «Технического регламента по обеспечению безопасности от наводне ний», в котором в качестве объектов технического регулирования рассматриваются здания и со оружения, подверженные угрозе наводнений;

объекты инженерной защиты от наводнений и объ екты, затопление которых может привести к негативным воздействиям на окружающую среду.

В сфере возмещения вреда водным объектам предлагается подготовить проект Федераль ного Закона «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам финансового обеспечения за причинение вреда водным объектам», который уста новит порядок предоставления финансовых гарантий (в том числе – за счет страхования) при отдельных видах водопользования. Кроме этого, разрабатываются предложения по корректи ровке «Методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нару шения водного законодательства», направленные преимущественно на адаптацию размеров такс для исчисления вреда к платежеспособности водопользователей и к возможности страхо вания данного риска. Это связано с тем, что при существующих таксах реальное возмещение вреда не сможет превысить нескольких процентов от исчисленных сумм.

РАЗРАБОТКА ПРОГНОЗНЫХ МОДЕЛЕЙ НАВОДНЕНИЙ И ПРОРЫВА ПЛОТИН НА РЕКАХ БЕЛАРУСИ Станкевич А.П., Корнеев В.Н.

Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов, Минск, Беларусь Калинин М.Ю.

Международный государственный экологический университет им. А.Д. Сахарова, Минск, Беларусь DEVELOPMENT OF THE FLOOD/DYKE BREACH FORECAST MODELS FOR RIVERS OF BELARUS Stankevich A.P., Korneyev V.N.

Central Research Institute for Integrated Water Resources Use, Minsk, Belarus Kalinin M.Y., A.D. Sakharov International State Ecological University, Minsk, Belarus Наводнения являются одной из значимых проблем в бассейнах рек Республики Бела русь. Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке или озеру местности в результате прохождения волн весенних половодий и летне-осенних паводков, которое причи няет материальный ущерб, наносит вред здоровью населения или приводит к гибели людей.

Прежде всего, это касается постоянных затрат на предупреждение и ликвидацию последствий наводнений. В Беларуси особенно эта проблема актуальна для реки Припять. Река Припять – одна из самых больших по протяженности и водности рек Республики Беларусь. Длина реки – 761 км, площадь водосбора – 121000 км. В зоне периодических затоплений во время прохожде ния весенних половодий и летне-осенних дождевых паводков с вероятностью превышения от 1% до 10% в бассейне Припяти находятся территории с площадью до 6,2 тыс. км2, что состав ляет 11,8% от площади ее водосбора на территории Беларуси. В настоящее время на участке бассейна реки Припять, от границы с Украиной до г. Мозырь эксплуатируется более 60 объек тов инженерной защиты от наводнений, в основном, защитных дамб. По состоянию на 2007 г. в средней части и в верховьях Припяти и ее притоков реализовано около 50% запланированных мероприятий (517 км защитных дамб из 1166 км запроектированных). Тем не менее, затопления продолжаются. Вследствие проведения защитных и строительных работ в междамбовом про странстве условия формирования паводков и наводнений в бассейне Припяти значительно из менились. В настоящее время проектируются и выполняются работы по защите населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий.


В современной научной литературе отмечается парадоксальный факт – вместе с ростом инвестиций в строительство противопаводковых сооружений отмечается и увеличение ущерба от наводнений. Для изменения этой тенденции рядом ученых предлагается пересмотреть под ходы к проблеме наводнений и во главу угла ставить не защиту от наводнений, а поиск путей приспособления к ним. Отмечается, что центр тяжести в борьбе с наводнениями сместился с инженерных мероприятий на неинженерные: прогнозирование наводнений на основе усовер шенствованных компьютерных методик, создание систем оповещения и предупреждения, про ведение такой хозяйственной политики на затапливаемых землях, при которой ущерб от навод нений минимален. Все данные факты позволяют сделать вывод о том, что на современном эта пе для снижения ущерба от наводнений необходимо большое внимание уделить разработке прогнозирования наводнений.

Создание современных математических моделей водного режима для бассейнов рек – задача чрезвычайной сложности. Это вызвано как особенностями объектов математического моделирования, так и сложностью процесса движения воды в нем. При создании математиче ской модели процесса движения воды, как показал анализ аэрофотоснимков, необходимо учи тывать, что движение воды на пойме происходит не по всему сечению поймы. На значительной части поймы, в лесах, над кустарниками, старицами, движение воды практически отсутствует, ширина нетранзитных зон может достигать 2/3 общей ширины затопления поймы и меняется с глубиной воды. При больших наполнениях нетранзитные зоны могут исчезнуть вовсе. Ясно, что эти нетранзитные зоны играют роль больших аккумулирующих емкостей, что необходимо учитывать при моделировании водного режима. Кроме того, во время наводнений, в отдельные интервалы времени, сток отдельных притоков сравним, и даже превосходит сток основной ре ки. Эта особенность движения воды требует решения задачи о моделировании водного режима в системе водотоков, т.е. на графе типа «дерево».

В ЦНИИКИВР созданы математические модели и специальное программное обеспече ние для моделирования наводнений и определения зон вероятного затопления в бассейнах рек.

Данные модели основаны на использовании уравнений Сен–Венана с учетом нетранзитных зон на пойме реки. Указанные прогнозные модели наводнений успешно реализованы для бассейна Припяти. Для определения зон вероятного затопления используются ГИС-технологии. В ре зультате расчетов определяются значения уровней и расходов воды во всех внутренних расчет ных узлах графа системы водотоков и зоны вероятного затопления (рис. 1). Расчетный шаг по времени составляет 1 сутки, по пространству – 0,5 км.

Размещение на реках водохранилищ с устройством плотин является одним из наиболее значимых мероприятий по воздействию на окружающую среду. Оценка воздействия на окру жающую среду таких водохранилищ и регламент землепользования (особенно в нижнем бьефе) в основном зависит не только от зоны затопления и подтопления в результате размещения са мого водохранилища, но также определяется и зонами вероятного затопления в результате воз никновения чрезвычайной ситуации, связанной с возможным прорывом плотины. В Республи ке Беларусь расположено много водохранилищ, ниже плотин которых находятся населенные пункты, промышленные и иные объекты. Аварийная ситуация может возникнуть в случае пол ного или частичного разрушения плотины водохранилища. Прогнозирование развития таких чрезвычайных ситуаций с целью оценки устойчивости русел рек, расположенных ниже гидро технических сооружений и иных объектов, определения режима движения волны прорыва и зон вероятного затопления является актуальной и важной задачей. Решение данной задачи необходимо для подготовки и принятия упреждающих защитных мер как для существующих в опасной зоне объектов и населения, так и при проектировании и размещении новых.

Статистическая оценка погрешностей моделирования водного режима в системе водо токов р. Припять основанная на сравнение рассчитанных уровней воды с измеренными по всем имеющимся пунктам наблюдений Департамента по гидрометеорологии Республики Беларусь с учетом доверительного интервала, не превышает 0,16 м.

В ЦНИИКИВР созданы и апробированы математические модели и специальное про граммное обеспечение по прогнозированию движения волн прорыва для сложных водных объ ектов с учетом многообразия морфометрических и гидравлических особенностей русла и пой мы, а также принимая во внимание расположенные в нижнем бьефе гидротехнические и иные сооружения, существенно влияющие на движение волны прорыва. В случае прорыва плотины огромная масса воды за считанные минуты из верхнего бьефа водохранилища попадет в ниж ний бьеф водохранилища. Далее волна пойдет со значительной скоростью вниз по руслу и пойме. При этом могут быть нанесены существенные ущербы. По расчетным значениям уров ней воды определяются возможные зоны затоплений, а по скоростному режиму расчетным пу тем определяются возможные динамические нагрузки и выполняется оценка устойчивости ру сел рек и степень разрушения сооружений, попадающих в зону вероятного затопления.

Рис. 1. Схема зон вероятного затопления Рис. 2. Плотина Заславского в бассейне реки Припять водохранилища Задача прогнозирования движения волны прорыва решается с помощью методов математического моделирования, которое осуществляется с помощью уравнений типа Сен Венана как в форме, учитывающей особенности движения потока при прорыве плотины (разрывные течения), так и в форме для непрерывных течений. При этом также производятся расчеты гидравлических и морфометрических параметров поперечных сечений реки и гидротехнических сооружений, основные из которых, это модуль расхода (пропускная способность K), гидравлический радиус R, площадь сечения, приведенный коэффициент шероховатости N и др.

Методология расчетов волны прорыва с построением зон и глубин вероятного затопле ния с использованием ГИС - технологий, а также с общей оценкой устойчивости русел рек и сооружений апробирована на различных объектах. В том числе ЦНИИКИВР выполнялись ра боты по моделированию волны прорыва плотины Вилейского водохранилища, которое являет ся основным элементом Вилейско-Минской водной системы, значительной частью обеспечи вающей водоснабжение г. Минска и экологическое функционирование р. Свислочь. Решение задачи прогнозирования движения волны прорыва и определения зон вероятного затопления особенно актуально для Заславского водохранилища. С одной стороны, Заславское водохрани лище является крупнейшим регулятором стока р. Свислочь, с другой, в силу своих размеров, потенциально опасным объектом для населения и городских сооружений, расположенных ниже по течению. Поэтому выполнено математическое моделирование по определению режимов движения и максимального динамического воздействия волны прорыва плотины Заславского водохранилища (рис. 2) на реку Свислочь и сооружения г. Минска.

Для выполнения расчетов определялись морфометрические характеристики объекта. В том числе осуществлялась разбивка и нивелирование 143 поперечных сечений, включая За славское водохранилище и участок реки Свислочь, расположенный в пределах г. Минска, с определением глубин по руслу и пойме, а также по 34 поперечным сечениям гидротехнических сооружений, включая 6 шлюзов–регуляторов и 28 мостов. Выполнены расчеты движения вол ны прорыва для двух вариантов: I – при прохождении волны прорыва в условиях расходов во ды весеннего половодья 1 % обеспеченности и при открытых затворах шлюзов, II – при про хождении волны прорыва в условиях среднемеженных расходов воды и закрытых затворах шлюзов. Выполнена проверка адекватности и правильности расчетов движения волны прорыва и определения зон затопления с помощью балансового метода.

В результате расчетов получены огибающие максимальных уровней воды в реке Свислочь (рис. 3), гидрографы уровней, расходов и скоростей течения воды в расчетных ство рах и сводные данные по временам добегания волны прорыва, максимальным расходам, уров ням, скоростям течения воды. Пример результатов расчетов прохождения волны прорыва по времени через одно из сооружений представлен на рис. 4 (графики уровней воды Z (t), расходов воды Q (t), средних скоростей течения V (t)).

4 Уровень воды, м. условная отметка 1 Максимальные уровни, м. БС (50%ВП среднемноголетний, затворы шлюзов закрыты) Уровни воды при 1% ВП, м. БС Отметка дна, м. БС Максимальные уровни, м.БС (1%ВП весеннее подоводье, затворы шлюзов открыты) 40. 39. 39. 38. 38. 37. 37. 36. 36. 35. 35. 34. 34. 33. 33. 32. 32. 31. 31. 30. 30. 29. 29. 28. 28. 27. 27. 26. 26. 25. 25. 24. 24. 23. 23. 22. 22. 21. 21. 20. 20. 19. 19. расстояние (км) от МКАД "Чижовка" Рис. 3. Огибающие максимальных уровней воды в реке Свислочь при прорыве плотины Заславского водохранилища: от плотины Заславского водохранилища (левая граница) до парка Горького (правая граница) 197.5 196. Y(t), м 195. 194. абсолютная отметка перелива весеннее половодье (затворы шлюзов открыты) 193.5 летняя межень (шлюзы закрыты) t 4: 5: 6: 7: 8: 9: 10: 11: 12: 13: 14: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 19: 20: 21: 22: 23: 24: 24: 4: 9: Q(t), м 3 /c 300 150 t 10: 13: 14: 17: 18: 21: 22: 4: 5: 6: 8: 9: 12: 16: 20: 24: Рис. 4. Пример результатов расчетов прохождения волны прорыва через одно из сооружений Рис. 5. Пример оценки зон вероятного затопления при возможном прорыве плотины По расчетным максимальным уровням воды выполняется построение карт зон и глубин затопления с использованием специального программного обеспечения, разработанного в среде ArcView (рис. 5).

Опыт ЦНИИКИВР в разработке прогнозных моделей наводнений и прорыва плотин на реках Беларуси, а также имеющееся специальное программное обеспечение может быть ис пользован для других бассейнов рек.

ВЫДАЮЩИЕСЯ И КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ НАВОДНЕНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Таратунин А. А.

Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов, Минск, Республика Беларусь OUTSTANDING AND CATASTROPHIC FLOODING IN MODERN CLIMATIC CONDITIONS Taratunin A.A.

Central Research Institute for Complex Use of Water Resources, Minsk, Belarus В последних работах, посвященных вопросам наводнений, все чаще прослеживается мысль о том, что частота наводнений усиливается от тысячелетия к тысячелетию, и одной из причин роста частоты катастрофических наводнений в последние десятилетия XX века являет ся глобальное «потепление» климата.

А.Б. Авакян и М.Н. Истомина в статье «Наводнения как явление Глобального масштаба»

на основе материалов Ли Луканг, приводят следующие данные [1]. На р. Хуанхэ в период с XXI по XVI век до нашей эры наводнения происходили примерно каждые 50 лет. Затем частота наводнений начала расти от века к веку. В период с 206 г. до нашей эры по 25 г. нашей эры, т.е. за 231 год было отмечено 12 наводнений с интервалом в 20 лет, с 618 по 907 гг. – 31 наводнение с интервалом в 9 лет, с 1368 по 1644 гг. – 454 наводнения с интервалом в 0,6 года, а с 1644 по гг. – 480 наводнений с интервалом в 0,55 года. Менее стремительно рост числа наводнений про исходил на р. Янцзы. В начале XX века с 1912 по 1936 гг., в среднем, интервал между наводнени ями составлял 3 года, а в конце века (с 1991 по 1998 гг.) на р. Янцзы произошло 5 катастрофиче ских наводнений. В 1995 г. было затоплено 144 тыс. км2 территории, а в 1998 г. – 258 тыс. км2.

Количество пострадавших жителей в каждом из указанных наводнений превышало 200 млн чел., а наибольшее число пострадавших было отмечено в 1996 г. – 266 млн чел.

В последующей работе Т.Н. Авдеевой, М.Н. Истоминой приводятся данные о количе стве наводнений по годам и континентам за период с 1998 по 2003 гг., где также отмечается, что, несмотря на уменьшение количества наводнений в 1999 г. (101) и 2002 г. (102), тенденция роста количества наводнений очевидна [2].

Ответить на вопрос, на сколько действительно глобальное «потепление» климата ведет к росту количества наводнений очень сложно, так как в настоящее время, несмотря на значи тельный опыт и накопленный материал по климатическим характеристикам, теория климата не достигла такого уровня, чтобы однозначно объяснить причины формирования длительных тен денций изменения климата в сторону потепления или похолодания, сухости или увлажнения.

Еще более трудным является предвидение на базе количественных теорий предвычислений (предсказаний) будущих изменений климата и климатических экстримов и, как следствие, ко личества выдающихся и катастрофических наводнений.

Наводнения происходили в различных районах Земного шара и за несколько тысячеле тий до нашей эры. О легендарном великом потопе, в результате которого погибло почти все человечество, говорят все народы мира. Историю потопа каждый народ излагает на свой лад.

Сейчас археологами, историками, другими специалистами из разных стран мира проделана большая работа по исследованию сказаний о великом потопе. Результаты исследований пока зывают, что выдающиеся и катастрофические наводнения, как и в наше время, происходили практически во всех районах Земного шара.

Основное отличие нашего времени от ушедших веков заключается в том, что в настоя щее время событие, которое произошло в той или иной точке Земного шара, мгновенно стано вится известно почти всем жителям планеты. Теперь любой подъем уровней воды, вызвавший затопления, и гибель даже одного человека становится известен не только жителям пострадав ших районов, но и всем жителям планеты. Последствия катастрофы цунами, произошедшей декабря в Таиланде и унесшей, по разным источникам, от 200 до 400 тысяч жизней, еще очень свежа в памяти, в отличие от наводнения в Бенгальском заливе, которое произошло 7 октября 1737 г и унесло жизни 300 тыс. жителей побережья, а также одного из самых катастрофических наводнений в долине р. Хуанхэ в 1887 г.

Поэтому, одной из условных причин «роста» количества наводнений является совре менная система получения информации и создание глобального регистра крупных речных наводнений. Другая, действительная причина роста количества наводнений, заключается в уве личении количества населения и освоении периодически и потенциально затапливаемых терри торий. Так, население Китая в XX веке увеличилось более чем в три раза. А это значит, что плотность населения в долинах рек, количество сельскохозяйственных угодий также увеличи лось. Поэтому сравнение количества пострадавших от наводнений прошлых лет и причиненно го ущерба с современными данными, которые используются для заключения о возрастающей мощности наводнений в связи глобальным изменением климата, на наш взгляд, не совсем не корректно. У нас нет ни количественных характеристик, которые стали причиной формирова ния тех катастрофических наводнений, которые были в прошлом и могли бы быть использова ны для сравнения с сегодняшними. Количественные характеристики за имеющиеся 100– лет не могут дать в полной мере оценку изменения климатических факторов на глобальном уровне, не только из-за малого периода наблюдений для решения такого вопроса, но и из-за неточности самих данных за прошлые годы. Интенсивная деятельность человека в бассейнах рек также ведет к росту выдающихся и катастрофических наводнений. Хорошо известно, что вырубка лесов, осушения болот, которые являются естественными аккумуляторами и регулято рами стока, ведет к увеличению пиков половодий и паводков. Уменьшение инфильтрационных свойств почв в результате урбанизации территории является также одной из причин увеличе ния максимального стока в городах. И одной из главных причин роста количества выдающихся и катастрофических наводнений являются техногенные наводнения.

В результате строительства водохранилищ, прудов, каскадов на реках, защитных дамб и плотин при их внезапном разрушении возможно формирование катастрофических наводнений, в результате которых возможно затопление прилегающих территорий, которые не могли быть затоплены при естественных условиях. Так, с 1800 г. (начало систематического учета разруше ния плотин и дамб) по 1983 г. 60 крупных плотин потерпели серьезные аварии, что привело к гибели десятков тысяч человек [3].

Построив гидротехнические сооружения, защитные дамбы, человек успокаивается, счи тая, что он обезопасил себя и будущее поколение от наводнений. Любое сооружение, а тем бо лее гидротехническое, требует к себе самого пристального внимания, осуществления постоян ного контроля за его состоянием и проведения своевременных ремонтно-восстановительных работ. Отсутствие соответствующего контроля ведет к катастрофическим наводнениям.

Анализ условий формирования выдающихся и катастрофических наводнений за много вековой период показывает, что большое число катастрофических наводнений произошло в результате разрушения защитных дамб и плотин водохранилищ и прудов.

Так, например, в Китае причиной все катастрофических наводнений на р. Хуанхэ и р. Янцзы явилось разрушение защитных дамб. Эти реки после выхода на равнину текут по сво ему конусу выноса. Дно русел рек постоянно повышается над прилегающей местностью. В ре зультате в обвалованном русле уменьшается пропускной расход. Любой размыв дамбы влечет к затоплению всей прилегающей к реке поймы.

Причиной роста современных катастрофических наводнений, которые наблюдались в Европе, США (на р. Миссисипи) и др. странах явились не только обильные осадки, ветровые нагонные волны, но и разрушение защитных дамб и плотин.

Указывая на глобальное потепление климата, как одну из главных причин роста числа ка тастрофических наводнений, мы тем самым уводим внимание от действительно главных причин роста катастрофических наводнений – отсутствия единой законодательной системы по регламен тации периодически и потенциально затапливаемых территорий, жесткого постоянного контроля и принятия своевременных мер по усилению надежности всех действующих гидротехнических сооружений, совершенствованию системы проектирования и строительства защитных систем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Авакян А.В., Истомина М.Н. Наводнения как глобальная проблема // Водное хозяйство России, том 1, № 3, 1999. С. 296-304.

2. Авдеева Т.Н., Истомина М.Н., Кочарян А.Г., Лебедева И.П. Исследования генезиса совре менных наводнений и их экологических последствий // Сборник статей. Безопасность энер гетических сооружений. М.: ОАО НИИЭС. 2004. Вып. 12. С. 436-448.

3. Авакян А.Б. Полюшкин А.А. Наводнения и защита от них // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. М.:ВИНИТИ, 1990. Вып. 9. С. 76-111.

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СТРАТЕГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ Тютков О.В., Гуманитарный университет, Екатеринбург, Россия THEORY AND PRACTICE OF NATURE USE STRATEGIC MANAGEMENT IN CONTEMPORARY RUSSIA Tyutkov O.V., Humanitarian University, Yekaterinburg, Russia Двадцатый век вместе с большими достижениями в области науки, техники и экономи ки ознаменован возникновением реальной угрозы глобальной экологической катастрофы, де градации среды и генетического фонда, исчерпания природно-ресурсного потенциала планеты.

Экологический вызов человечеству сделал невозможным продолжение экстенсивного пути развития, заставил прежде всего развитые страны перейти к ресурсосберегающим технологиям, оборотным системам, воспроизводственным процессам и обеспечить сохранение и восстанов ление качества окружающей среды в целях удовлетворения основных жизненных потребностей нынешнего и будущих поколений.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 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.