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 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 12 |

«ЭКОЛОГИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ ЭРБ – 2011 VI МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 14-16 сентября 2011 года ...»

-- [ Страница 9 ] --

Изменения погодных условий, притока и проточности отразятся на характеристиках свойств воды в водоеме. Так температура поверхности воды в среднем за период увеличится на 4,1°С, а с мая по октябрь – на 5,9°С. Различия температуры поверхности воды в верховьях и у плотины в период накопления тепла водной толщей уменьшатся на 1°С из-за более раннего стаивания льда, меньшей доли относительно более теплых вод половодья при интенсивном нагревании акватории. А в период охлаждения разница температуры поверхностного слоя в приплотинном и верхнем районе возрастет на 0,3°С (за счет более быстрого охлаждения мелководий при относительно низком уровне). Существенные изменения могут произойти в распределении минерализации воды: разность ее значений в верхнем и приплотинном районах сократится в среднем на 60 мг/л из-за сокращения доли притока талых маломинерализованных вод весной. По этой же причине сократятся различия ее в поверхностном и придонном слое: с -48 мг/л до -5 в среднем за весь период, а среднее значение в водоеме увеличится на 20 мг/л.

Прогнозируемые климатические изменения несомненно повлияют на гидрологический режим водных объектов. Направленность и выраженность изменений будет определяться соотношением изменений погодных усло вий, определяющих тепло-масообмен водоема с атмосферой и изменения притока, от которого зависит режим наполнения водохранилища, его проточность, гидрологический характеристики в приустьевых заливах.

Автор выражает благодарность В.М. Евстигнееву, М.В. Сидоровой и В.М. Степаненко за помощь в подборе исходных данных, консультации и замечания.

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е Список используемой литературы 1. Буторин Н.В. Гидрологические процессы и динамика водных масс в водохранилищах Волжского каскада. – Л.: Наука, 1969. – 320с.

2. Кислов А.В., Евстигнеев В.М., Малхазова С.М. и др. Прогноз климати ческой ресурсообеспеченности Восточно-европейской равнины в условиях потепления XXI века. – М.: МАКС-Пресс, 2008. – 292с.

3. Эдельштейн К.К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. – М.: ГЕОС, 1998. – 277с.

4. Эколого-географические последствия глобального потепления клима та XXI века на Восточно-Европейской равнине и Западной Сибири:

Монография / Под ред. Н.С. Касимова и А.В. Кислова. – М.: МАКС Пресс, 2011. – 496с.

Работа выполнена в рамках темы Госконтракта П1394 и при финансовой поддержке РФФИ (проект 09-05-00029).

РАЗРАБОТКА ТРЁХМЕРНОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА РЕКИ КЛЯЗЬМА А.Н. Краснощёков Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, г.Владимир, Россия The article describes the algorithm for creating three-dimensional geological model of pre-Quaternary basin of the river Klyazma using GIS technology.

В настоящее время особую актуальность приобретают исследования по региональной оценке подверженности подземных вод воздействию различных источников загрязнения. Результатом подобных исследований являются обобщенные показатели уязвимости или защищенности подзем ных вод по отношению к любому или определенному загрязняющему веществу. Так, данное исследование явилось первым этапом для оценки защищенности подземных вод на территории бассейна р. Клязьмы.

Территория бассейна входит в Восточно-Европейскую платформен ную артезианскую область. Последняя, в свою очередь, по структурным признакам дифференцируется на гидрогеологические районы первого VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

порядка. Литоводосборный бассейн реки Клязьма одновременно принадле жит к Среднерусскому и Восточно-Русскому артезианским бассейнам первого порядка. Среднерусский артезианский бассейн соответствует Московской синеклизе, тогда как Восточно-Русский артезианский бассейн выделен в границах Волго-Уральской антиклизы.

К основным эксплуатируемым подземным горизонтам на территории бассейна р. Клязьмы относятся: татарский и казанский водоносные комплексы водоносных горизонтов верхней части пермских отложений;

гжельско-ассельский, касимовский, каширский, подольско-мячковский водоносные комплексы каменноугольного водоносного горизонта. К основ ным локально-эксплуатируемым горизонтам относятся неоген-палеогено вые, меловые, юрские и триасовые водоносные комплексы. Эксплуатация данных подземных горизонтов имеет интенсивный многолетний характер.

Для пространственного выявления данных водоносных горизонтов с помощью программного пакета ArcGIS 9.3 разработана трехмерная модель дочетвертичных отложений.

Для интерполяции данных были выбраны контрольные точки для дочетвертичных отложений и для отложений четвертичного периода. Точки охватывают территорию бассейна реки Клязьма, каждой из них присвоено буквенное значение.

Для каждой точки были восстановлены абсолютные глубины залегания верхних границ геологических горизонтов по геологическим профилям. Данные сведены в отдельную таблицу атрибутов в ArcMap.

Горизонты, которые локализованы в отдельных районах исследуемой территории, то есть не являются сплошными, обрезались с применением алгебры карт и дополнительного модуля Spatial Analyst. Для этого выполнен следующий алгоритм действий по каждому такому горизонту.

1) Запуск ArcMap Добавить данные Добавляем 2 слоя: слой с границами бассейна и слой с контрольными точками;

2) Копируем слой с границами бассейна, присваивая ему имя вырезае мого горизонта (Данные Экспорт данных Добавляем экспорти руемые данные на карту как слой Свойства Отображение Задаем значение 60%);





3) Далее действия производятся с использованием модуля ArcGIS Spatial Analyst.

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е Spatial Analyst Опции Общие В качестве маски анализа выбираем слой с границами бассейна.

Spatial Analyst Интерполировать в растр Обратно взвешенные расстояния В качестве входных точек выбираем слой с контроль ными точками, в поле Z значений – вырезаемый горизонт.

Spatial Analyst Интерполировать в растр Обратно взвешенные расстояния В качестве входных точек выбираем слой с контроль ными точками, в поле Z значений – горизонт, расположенный ниже вырезаемого.

Spatial Analyst Калькулятор растра [ОВР]-[ОВР 2] Вычислить.

4) Вычисление Свойства Символы Классификация Присваи ваем всем значениям менее 0 один цвет.

5) Редактируем слой горизонта. Задачи Разрезать полигон.

С помощью инструмента Скетч обводим области, закрашенные в один цвет, и удаляем их.

6) Сохраняем изменения.

Все слои горизонтов сохранялись в растре.

Для последующей работы был создан новый слой, состоящий из опорных точек, расположенных внутри границ бассейна реки Клязьма. Все дальнейшие действия производились в этом слое.

Для каждой такой точки из карты состояния основных водоносных комплексов бассейна реки Клязьма были экспортированы данные об эксплуатируемых водоносных горизонтах. Для этого использовался инструмент из набора ArcToolbox – «Извлечь значения в точки» (рис. 1).

Далее были установлены абсолютные глубины залегания подошв и верхних границ эксплуатируемых водоносных горизонтов для каждой точки по данным о водосодержащих породах. Эти данные экспортированы из слоев соответствующих горизонтов при помощи инструмента «Извлечь значения в точки». И затем из них были созданы два дополнительных растровых слоя: слой верхней границы залегания водоносных горизонтов и слой их подошвы.

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Рис. 1. Фрагмент слоя опорных точек в Arc Map На следующем этапе было необходимо определить, какие из геологических горизонтов частично или полностью расположены над слоем верхних границ эксплуатируемых водоносных горизонтов. Работа произво дилась в приложении ArcGIS ArcScene, где такие слои были визуально идентифицированы. Далее в ArcMap данные этих горизонтов были экспортированы в слой опорных точек инструментом «Извлечь значения в точки», а горизонты, которые расположены над слоем верхних границ эксплуатируемых водоносных горизонтов лишь частично – вырезаны по описанной выше схеме.

Для создания трехмерной геологической модели территории бассейна реки Клязьма все вырезанные и сохраненные как растровые данные геологические горизонты были обработаны в приложении ArcScene в ГИС ArcGIS, широко используемом для анализа и визуализации 3D данных. Далее всем геологическим горизонтам было присвоено название и добавлена шкала глубины.

Разработанная трехмерная геологическая модель территории бассей на реки Клязьма наглядно демонстрирует глубину и порядок залегания дочетвертичных геологических горизонтов, а также дает представление об их локализации (рис. 2).

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е Рис. 2. Трехмерная геологическая модель территории бассейна реки Клязьма Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки (ГК №02.740.11.0734 от 05.04.2010).

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ АНКЕТИРОВАНИЯ ПО ФАКТОРАМ КОМФОРТНОСТИ ПРОЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ А.Н. Краснощёков1, И.Е. Салякин1, Larissa Yagolnitzer Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, г.Владимир, Россия Exelon Corporation, Philadelphia, USA The paper considers the principles of statistical data survey respondents on the factors of comfort living of the population. Based on the analysis of data given a semiquantitative description of individual-level adaptation options for the various sub groupings population selected by sex and age lines.

Комфортность проживания населения формируется при влиянии как природных, экологических, так и социально-экономических условий и особенно ярко их влияние проявляется на локальном уровне. Размещение VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

населения и хозяйственный комплекс рассматриваются как условия формирования уровня комфортности. Оценка комфортности проживания носит отчасти субъективный характер, поэтому целесообразнее выявлять приоритетные условия проживания методом анкетирования респондентов.

Методологически комфортность в настоящем исследовании характе ризовалась тремя группами факторов: природно-антропогенным, социаль ным и медико-экологическим. Первая группа характеризует территорию проживания с точки зрения рекреационного и эстетического состояния.

Изменение природно-антропогенных условий носит стабильный характер.

В данную группу предлагается включить показатели, характеризующие пространственную близость к объектам, влияющим на рекреационное состояние территории, а также климатические показатели региона. Вторая группа характеризует социальные условия проживания населения. Уровень жизни населения как социально-экономическая категория представляет собой уровень и степень удовлетворения потребностей людей в материаль ных благах, бытовых и культурных услугах. Третья группа включает в себя медико-демографические и экологические условия. Экологическое состояние рассматриваемой территории может оцениваться по различным показателям состояния окружающей среды, например: загрязнения атмос феры от различных источников, почв, вод, уровень радиации и т.д. Медико демографическая обстановка может оцениваться по показателям естествен ного движения населения, изменения структуры населения и первичной заболеваемости по основным нозологиям.

Оценку комфортности проживания по половому признаку и для разных возрастных групп населения предлагается оценивать на основе анкетных данных (анкетирования). При помощи метода анкетирования можно с наименьшими затратами получить высокий уровень массовости исследования. Особенностью этого метода можно назвать его анонимность (личность респондента не фиксируется, фиксируются лишь его ответы).

Анкетирование проводится в основном в случаях, когда необходимо выяснить мнения людей по каким-то вопросам и охватить большое число людей за короткий срок.

Анкетирование проводилось по половому признаку и для следую щих возрастных групп:

0 - 7 лет (анкетирование проводится у родителей);

7 - 18 лет;

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е 18 - 30 лет;

30 - 60 лет (мужчины) / 30 - 55 лет (женщины);

более 60 лет (мужчины) / более 55 лет (женщины).

Данные, полученные методом анкетирования респондентов для расчета комфортности проживания населения в соответствии с разработан ной методикой, были обработаны методами математической статистики с применением программ Microsoft Excel и Statistica. Анкетирование проводилось по половому признаку и различным возрастным группам.

Было опрошено более 300 респондентов и выбраны по 30 респондентов на каждую из 9 групп. Респонденты в ходе анкетирования выставляли баллы приоритетности в пятибалльной системе по всем предлагаемым условиям комфортности проживания населения. Усредненные результаты опроса по факторам комфортности представлены на рис. 1.

Рис. 1. Приоритетность факторов комфортности проживания населения (усредненная по анкетированию) По результатам анкетирования респондентов выявлено, что природ но-антропогенные условия являются более приоритетными для молодого (0-18 лет) населения и населения пенсионного возраста. В тоже время социальные условия являются наиболее приоритетными для трудоспособ ного населения в возрасте от 18 до 55 лет. Медико-экологические условия территорий являются приоритетными, в основном, для детского населения, мужчин (18-30 лет) и людей пенсионного возраста.

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Более подробный анализ проведен в программе Statistica 7.0 и как пример на рис. 2 представлена диаграмма размаха приоритетности социаль ных условий по всем группам населения.

Рис. 2. Диаграмма размаха приоритетности социальных условий (по всем группам населения) СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е По приведенным диаграммам можно определить среднее значение, квартильный размах и другие статистические показатели данных анкетиро вания.

После обработки данных анкетирования в программе Statistica выяв лены наиболее приоритетные показатели для всех популяций населения: по природно-антропогенным условиям – приближенность к лесу, водоемам и климатическая комфортность;

по социальным условиям – обеспеченность населения объектами бытового обслуживания, магазинами и аптеками, плотность учреждений здравоохранения, обеспеченность врачами;

по медико-экологическим условиям – загрязнение отходами (в том числе свал ки), рождаемость, ишемическая болезнь сердца (по взрослому населению).

Таким образом, на основе методов анкетирования дана полуколи чественная характеристика индивидуального уровня адаптационных возможностей для различных субгрупп популяции, выделенных по поло возрастному принципу. Чем выше значимость фактора окружающей среды для респондента, тем ниже уровень его индивидуальных адаптационных возможностей к воздействию данного фактора. Природно-антропогенные условия являются приоритетными для молодого населения и населения пенсионного возраста. Социальные условия наиболее значимы для трудоспособного населения в возрасте от 18 до 55 лет. Медико-экологи ческие условия территорий являются приоритетными, в основном, для детского населения, мужчин (18-30 лет) и людей пенсионного возраста.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (грант № 11-05-97505р_центр_а).

ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТАРООБЖИТЫХ ТЕРРИТОРИЙ С ПОМОЩЬЮ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ В.А. Низовцев МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия Современное геоэкологическое состояние территорий древнего освоения является суммативным и отражает многовековое антропогенное воздействие. Поэтому необходимой составляющей исследований динамики природопользования является определение изначальной ландшафтной VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

структуры (ландшафтно-эдафическим методом), реконструкция природо пользования, сети поселений и экологических проблем, возникавших в прошлом. Это возможно при сопряженном ландшафтно-историко-археоло гическом изучении территории с использованием целого комплекса методов, том числе палеопедологического, радиоуглеродного и археологи ческого анализа артефактов. При этом привлекаются данные остеоло гических, палинологических, топонимических исследований. В рамках исторического периода, обеспеченного картографическим материалом основным приемом является сопряженный анализ картографических первоисточников и ландшафтных карт.

Ландшафтные карты отражают структуру и распределение современ ных и коренных (условно-восстановленных) ландшафтных комплексов – естественно-исторический фон геоэкологических проблем;

карты природо пользования и экологических ситуаций на разные хроносрезы показывают особенности взаимоотношений человека и ландшафтов. Поэтому особое внимание комплексных исследованиях уделяется разномасштабному картографированию на нескольких иерархических уровнях (от региональ ного до локального). Региональный уровень работ предполагает картогра фирование с выделением физико-географических провинций в масштабе до 1: 2 500 000. На локальном уровне (масштаб 1:1 000 – 1:10 000) показы ваются виды урочищ и подурочищ (Низовцев, 1999).

Исследования по истории формирования и развития систем природопользования в настоящее время невозможны без применения ГИС технологий и составление геоинформационных систем. Эти технологии позволяют более быстро и качественно проводить сопряженный анализ разновременных и разномасштабных исторических карт, накладывать карты одного типа на другой, определять площади контуров и количественно описывать динамику землепользования конкретных ПТК (самых разных таксономических рангов, вплоть до видов урочищ и подурочищ) в определенные исторические промежутки времени.

Создается новый тип ГИС – ландшафтно-исторические геоинфор мационные системы, которые позволяют получить четкую картину функци онирования территорий в разные исторические периоды на основе «сквоз ного» ландшафтно-исторического анализа территории с сопряженным изучением динамики ландшафта и хозяйственной деятельности в нем с составлением серий карт на различные хроносрезы (Марченко и др., 2001).

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е В ландшафтно-исторической ГИС географические данные получают временной аспект в виде конкретных исторических срезов, характеризую щих развитие территории, а историческая информация – пространственную интерпретацию. Обработка пространственной информации средствами ГИС дает возможность получать точную количественную оценку площадей исследуемых объектов и проводить статистический анализ. Ландшафтно историческая ГИС становится инструментом для хранения, обработки и анализа и обобщения территориально «привязанного» исторического и природного материала, но и дает возможность сопоставлять и накладывать разнотипные, разновременные и разномасштабные карты, получать новые контура и быстро определять площади и проводить статистическую обработку результатов. Обработка пространственной информации средст вами ГИС позволяет получить точную количественную оценку площадей исследуемых объектов и провести статистическую обработку, ошибка при этом не превышает 5-10%. Ландшафтно-исторические ГИС существенно облегчают сопряженный ландшафтно-историческо-археологический анализ конкретной территории в конкретные промежутки времени, позволяют проследить динамику издавна используемых человеком ландшафтов и наполнить исторические данные ландшафтным содержанием. Подобные ГИС могут быть использованы не только для научных исследований, но и в просветительских и образовательных целях, при обучении студентов и школьников, в экскурсионном и музейном деле. Процесс создания ландшафтно-исторической ГИС чрезвычайно динамичен, как по включае мому материалу, так и по применяемым техническим средствам. Важным свойством создаваемой ГИС является постоянное обновление и расшире ние, оперативное включение новой информации, получаемой при полевых исследованиях и при работе в фондах.

Применение ГИС-технологий в ландшафтно-исторических исследо ваниях позволяет: 1) подключать различные картографические материалы, сопоставление которых чрезвычайно затруднено из-за разномасштабности;

2) проверять результаты, полученные традиционным путем (например, логические ландшафтно-эдафические реконструкции) формальными мето дами;

3) автоматизировать процесс реконструкции ландшафтной структуры территории или природопользования, процесс составления карт функцио нального зонирования и мониторинга на ландшафтной основе в ходе компьютерной обработки данных;

4) повысить кондиционность выводов VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

при сравнении результатов, полученных разными методами, 5) сравнивать результаты исследований различных территорий после перевода их в электронную форму и соответствующей унификации данных;

6)проводить компьютерные эксперименты и решать обратные задачи, проверяя их в полевых условиях.

Подобные работы были выполнены на ключевом участке, в окрест ностях с. Павловская Слобода, расположенном в 25 км к западу от г.

Москва, в бассейне р. Истра (левый приток р. Москвы) площадью свыше км (Низовцев и др., 2001). Природный блок ГИС включает топографи ческие и ландшафтные карты разных масштабов, электронный атлас, содержащий производные компонентные карты, отражающие генезис и формы рельефа, механический состав грунтов, условия увлажнения, почвы и растительность. Характерные ландшафтные объекты и компоненты сопровождаются графическими образами в виде фотографий и рисунков.

Основным картографическим элементом исторического блока является серия карт землепользования в исследуемые исторические срезы (1767, 1860, 1920 и 1960 г), которые были составлены на основе следующего картографического материала: карта Генерального межевания Павловской вотчины 1767 г. (1:84000);

военно-топографическая карта Московской губернии 1860 г. (1:42000);

карта Московской губернии (Звенигородский уезд, 1:84000);

топографическая карта 1960 г (1:10 000). На них нашли отражение основные хозяйственных угодья – лес, пашня, луг, селитебные территории и др. для четырех исторических срезов (конец XVIII, середина XIX, начало и конец XX). Средствами программы ArcView 3.1 было произведено наложение карт землепользования на ландшафтную карту и подсчет площадей как отдельных ландшафтных комплексов и их видов, так и территорий, занятых определенным видом землепользования на всем участке и в пределах каждого вида комплекса (урочища) в каждый истори ческий срез. Статистическая обработка полученных результатов представ лена в виде диаграмм.

Ландшафтные особенности, типичность и в то же время разнообразие природных условий, обеспечивают значительное богатство и разнообразие природно-ресурсного потенциала, а, следовательно, и определяют степень благоприятности территории для хозяйственного освоения в различные исторические периоды. Существовавшее длительное время в Ближнем Под московье комплексное адаптивное хозяйство обусловило тесную корреля СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е цию видов и территориальной структуры хозяйства с местными ландшафт ными условиями (внутриландшафтной локальной структурой), так как только учет природных особенностей территорий обеспечивал эффектив ность ведения хозяйства. На формирование хозяйственной структуры района немаловажную роль сыграло его расположение в непосредственной близости от Москвы, как центра формирования товарно-рыночных отношений и технологических новаций.

Анализ исторических материалов (писцовые книги, документы Гене рального межевания и т.д.), а также многолетние полевые ландшафтные и ландшафтно-археологические исследования позволили установить, что уже к концу XVII в. в Ближнем Подмосковье достигнут естественный предел хозяйственного освоения ландшафтов. Этот максимальный уровень продол жался практически и все XVIII столетие. Во второй четверти XVII века распаханность Московского региона составила в среднем 34%, а к концу XVIII в. – 39%. Доля лугов была незначительной, соответственно, 3% и 8%.

Однако для многих районов Ближнего Подмосковья эти показатели существенно отличаются. Распаханность многих ландшафтных комплексов достигала 80 и более процентов. Это объясняется сочетанием ряда факто ров: особенностями природопользования в каждом конкретном случае (обусловленными, в свою очередь, природными свойствами территории) и социально-экономическими причинами, в том числе, близостью или удаленностью данных участков от крупных городов и важнейших путей сообщения. В этом периоде уже сложилась сеть поселений, которая в общих чертах сохранилась и по настоящее время. Например, только в окрестностях Звенигорода выявлено около 30 поселений сохранивших свое местоположение с XVI в. Система сельского расселения во многом опреде лялась структурой землепользования. В XVII-XVIII веках доминировало пашенное трехпольное земледелие с элементами перелога. Существовало два основных вида пашни – постоянные, и гораздо реже пашни наездом. В исследуемый период основной массив поселений и постоянных пахотных участков располагался на долинных зандрах (высоких надпойменных террасах), приречных участках полого- и покато-наклонных и мелковол нистых водно-ледниковых и моренных равнин. Немногим менее были освоены моренно-камовые всхолмления, низкие надпойменные террасы и покатые коренные склоны речных долин. Перечисленные ландшафтные комплексы характеризуются наиболее благоприятными эколого-эдафичес VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

кими условиями. Как правило, к ним относились относительно теплые и сухие местообитания с отличной и хорошей дренированностью, со сравнительно легким механическим составом и высокой плодородностью почв, и ранними сроками готовности полей к обработке.

Дровяные, чаще всего мелколесные, леса занимали комплексы крайне неблагоприятные для занятия земледелием. К ним относятся плоские участки моренных, водно-ледниковых и озерно-ледниковых равнин, плоские днища древнеозерных котловин и ложбин стока талых ледниковых вод («межбассейновых переливов») занимают от 10 до 30% всей площади территории. Их почвы из-за слабого поверхностного дренажа, а порой и его отсутствия, тяжелого механического состава почвообразующих пород большей частью оглеены, имеют неблагоприятный водно-воздушный режим и очень поздние сроки весенней спелости (разница по срокам с лучшими почвами достигает полутора-двух месяцев, что в условиях Нечерноземной зоны с напряженным радиационным режимом является решающим лимитирующим для земледелия фактором).

История природопользования глубоко запечатлена в облике современ ного ландшафта и земельных угодий. Структура хозяйственных угодий оказалась очень устойчивой и во многих ландшафтах сохранялась неизменной до настоящего времени. Важнейшие перемены в структуре землепользования на территории Ближнего Подмосковья происходили в последующее время в начале XIX в. (сильнейший сельскохозяйственный кризис), в конце XIX. в. (внедрение «плодосмена»), либо в наше время в связи с укрупнением деревень. Рост производительных возможностей и появление новых видов хозяйствования приводил к освоению новых ландшафтных комплексов, однако сохранение традиционных видов земле пользования обеспечивало преемственность территориальной структуры хозяйства.

Сопряженный анализ ландшафтных и исторических карт показал четкую унаследованность природопользования, в первую очередь, аграр ного в отдельных видах ПТК. Выявлена тесная корреляция территориаль ной организации, типов производства в сельском и лесном хозяйстве, размещения и характера поселений с исходной ландшафтной структурой.

Получен и совершенно неожиданный вывод: за последние триста лет на исследуемой территории коренных (существенных) смен природополь зования практически не отмечено, кроме последних лет. А максимум СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е изменения ландшафтной структуры, так же не считая последних десятилетий, пришелся на XVII- XVIII века. Выявлена тесная корреляция территориальной организации, типов производства в сельском и лесном хозяйстве, размещения и характера поселений с исходной ландшафтной дифференциацией. Получен и совершенно неожиданный вывод: за XVII XIX вв. на исследуемой территории смен землепользования практически не отмечено, а максимум изменения ландшафтной структуры, не считая пос ледних десятилетий, пришелся на конец XVII в. Зато почти для всех видов урочищ землепользование из века в век становилось более разнообразным.

Список используемой литературы 1. Марченко Н.А., Низовцев В.А., Онищенко М.В. Создание и приме нение ландшафтно-исторических геоинформационных систем терри торий историко-культурного назначения. // Экологические проблемы сохранения исторического и культурного наследия. – М., 2001.

2. Низовцев В.А. Антропогенный ландшафтогенез: предмет и задачи исследования // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 1999. №1.

3. Низовцев В.А., Марченко Н.А, Беляева Е.Н. Антропогенная эволюция ландшафтной структуры Ближнего Подмосковья в XVII-XX веках. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2001. № 4.

Работа выполнена по проекту РФФИ №11-05-01068.

ГЕОИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРАЛЬНОГО РАЙОНИРОВАНИЯ РЕГИОНА ПО УРОВНЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ В.М. Умывакин, Д.А. Иванов, Д.А. Матвиец Воронежский государственный университет, г.Воронеж, Россия Considered methodical and mathematic aspects of the geoinformation-analitic technologes of integral division of region on the base aggregate estimation of ecologic danger of the territories of river basins Принятие эффективных управленческих решений по устойчивому природопользованию в рамках бассейновой концепции невозможно без VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

наличия и использования интегрированной информации об экологической безопасности территорий речных водосборов. Понятие «безопасность» не существует без антонима «опасность». В дальнейшем под экологической безопасностью территорий понимается допустимый уровень (мера) экологической опасности – возможность (вероятность) потери качества окружающей среды (ОС) в результате действия антропогенных и природ ных факторов. Для интегрального районирования региона по уровню экологической опасности территорий речных водосборов предлагается нелинейная интегральная оценка качества (некачественности) ОС типа «общий риск невыполнения нормативных требований к качеству ОС» [1].

Введем частные абсолютные и относительные оценки качества окружающей среды (ОС), обладающие следующими свойствами:

1) абсолютная оценка качества µj по j-му показателю качества (ПК) является безразмерной величиной – функцией µj = µj(yj), принимаю щей значения из интервала [0,1], j=1,2,...,M. Данная функция может иметь следующий вид: µj=(yj-yjmin)/(yjmax-yjmin). Здесь yjmin и yjmax – соответственно минимальное и максимальное возможные значения j го ПК;

2) относительная оценка некачественности ОС (частный риск) dj = dj(µj,j) является функцией двух переменных – абсолютной оценки µj и нормативного требования j к качеству ОС по j-му ПК;

3) нормативный уровень j может быть определен следующим образом:

j=(y*j-yjmin)/(yjmax-yjmin), где y*j – пороговое значение (норматив) j-го ПК. Требования к качеству ОС выполняются при µjj, т.е. при yjy*j;

4) при выполнении требований 0dj(µj, j)1. Частный риск dj минимален:

а) при отсутствии всяких требований (dj=0 при j=0 и µj0);

б) при предельно возможном качестве независимо от требований (dj=0 при µj=1 и µjj). Риск dj принимает максимальное значение при предельно низком допустимом качестве (dj=1 при µj=j0).

На основе вероятностной интерпретации функций dj показано [2], что при µj j вышеуказанным условиям 1) - 4) удовлетворяет единственная функция dj вида:

dj = [j(1 - µj)] / [µj(1 - j)]. (1).

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е При этом интегральные оценки d некачественности ОС, которые имеют смысл «обобщенной экологической опасности территорий», вычис ляются по формуле:

d = 1 (1 d j ) M j j = (2), где j – весовые коэффициенты частных оценок dj, удовлетворяющие M = 1, j j условию нормировки: j =, j=1,2,…,М.

При этом 0 d 1. Фактически, частные dj и интегральная d оценки позволяют измерить вероятность невыполнения нормативных требований к качеству бассейновых геосистем соответственно с точки зрения отдельных и системного свойства (общей экологической опасности территорий реч ных водосборов).

Для содержательной интерпретации степени экологической опаснос ти территорий речных водосборов предлагается использовать особый вид порядковых шкал – вербально-числовые шкалы. В состав таких шкал включают содержательное (вербальное) описание выделенных градаций шкалы и соответствующие им числовые значения. В табл. 1 приведена вербально-числовая шкала Харрингтона [3].

Таблица Степень экологической опасности по шкале Харрингтона № Содержательное Численное Ранг п/п описание градаций значение (класс) очень высокая свыше 0, 1 I высокая 2 0,81 – 0,62 II средняя 3 0,63– 0,4 III низкая 4 0,41– 0,2 IV очень низкая менее 0, 5 V Числовые значения градаций шкалы Харрингтона получены на основе обработки и анализа большого объема статистических данных, что придает этой шкале достаточно универсальный характер.

Результаты расчета интегральной оценки и районирования Белгород ской области по уровню эрозионной опасности территорий речных водосборов в соответствии с формулами (1)-(2) и шкалой Харрингтона представлены на рис. 1.

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Рис. 1. Интегральное районирование Белгородской области по интегральной оценке эрозионной опасности территорий речных водосборов На территории региона выделено 24 речных бассейна площадью от 0.8 до 3.6 тыс. км2: 1 – Илек, 2 – Пена, 3 – Ворскла, 4 – Лопань, 5 – Ивня, 6 – Псел, 7 – Сеймица, 8 – Харьков, 9 – Северский Донец, 10 – Сейм, 11 – Осколец, 12 – Короча, 13 – Нежеголь, 14 – Волчья, 15 – Козинка, 16 – Оскол, 17 – Усердец, 18 – Потудань, 19 – Камышенка, 20 – Тихая Сосна, 21 – Валуй, 22 – Черная Калитва, 23 – Ураева, 24 – Айдар.

Речные водосборы представляют собой геосистемы, в пределах кото рых формируется водный режим, почвенно-растительный покров и разви ваются процессы плоскостного смыва и овражной эрозии. В перечень су щественных природно-хозяйственных показателей бассейновых геосистем включены: y1 – «смытость почв с площади с.-х. угодий, %»;

y2 – «густота оврагов, км/км2», и y3 – «плотность действующих вершин оврагов, шт./км2».

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е Для построения и визуализации интегральной оценки экологической опасности территорий речных водосборов создается геоинформационно аналитическая система поддержки принятия управленческих решений по устойчивому природопользованию.

Список используемой литературы 1. Зибров Г.В., Умывакин В.М., Иванов Д.А., Матвиец Д.А., Минаева Н.А. Квалиметрический анализ геоэкологической опасности террито рий с интенсивной антропогенной деятельностью // Вестн. Воронеж.

гос. ун-та. Сер.: Геология. – 2009. - №2. – С. 180-186.

2. Умывакин В.М. Интегральная эколого-хозяйственная оценка и управ ление земельными ресурсами в регионе. – Воронеж: Воронеж. гос.

пед. ун-т, 2002. – 178 с.

3. Литвак Б.Г. Разработка управленческого решения.– М.: Дело, 2002. – 392 с.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ДАННЫХ А.И. Фарафонов, М.В. Телегина Ижевский государственный технический университет, г.Ижевск, Россия In article the approach to structurization, the analysis and information display is considered. The structure of system of definition of interrelation of the spatially distributed data is resulted, functions of each module are described. The account of features of spatial data and application of means mathematical statistics will allow to put and solve essentially new problems of research in the field of preservation of the environment at level of reception, visualisation of a trustworthy information and reception of conclusions about complex ecological conditions of territory.

Для оценки причинно-следственных отношений и охвата всех основных блоков и взаимосвязей системы: «природа-население-хозяйство»

необходима возможность создания и анализа экологических, медицинских и социальных показателей. Во всех системах за основу берется территория, как носитель основных географических ресурсов, а также ее населения.

Предпринимались попытки проанализировать распределение эколо гической, социальной, информации с использованием разбиения террито VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

рии города Ижевска на зоны [1]. Основной недостаток разбиения территории на зоны – это сложность выбора верхнего и нижнего предела размеров зон, определяемых интенсивностью и равномерностью заполне ния зон объектами. Как следствие происходят резкие скачки интегральных характеристик соседних участков. Выделение участков – зон изначально сводит задачу исследования этой территории к дискретной модели представления ситуации [2]. Реально же любая территория обладает свойст вами не только на некоторых участках, а в каждой точке, произвольно взятой в границах этой территории.

Для определения максимально объективной экологической, медицин ской и социальной оценки территории необходима разработка новых подходов к структурированию, анализу и отображению информации, позволяющих по совокупности данных выявить и экспертно оценить источник потенциальной опасности загрязнения и определить меры по ликвидации или компенсации источников экологического загрязнения.

Разработана система определения взаимосвязи пространственно распределенных данных. Структура ее представлена на рис. 1. Система состоит из база данных объектов и их свойств, модуля ранжирования непрерывных свойств, модуля привязки, визуализации, интерполяции и расчетно-статистического модуля.

Рис. 1. Обобщенная схема системы СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е В базе данных содержатся сведения об объектах, необходимых для анализа взаимосвязи. Это могут быть дискретные данные, относящиеся к определенному месту позиционирования (например, данные о заболевае мости в отдельном населенном пункте). Данные, представляющие собой сеть точек (анализ воздуха, почвы), являются источником для представ ления их в виде поля, непрерывного распределенного на местности. Эти данные можно рассчитать и визуализировать их пространственное распре деление с применением интерполяции. Существуют объекты, влияние которых имеет непрерывный характер. При этом предполагается, что каждый объект, влияющий на окружающую среду, обладает определен ными свойствами, распространяющимися в пространстве. Поэтому для реальной экологической оценки территории предлагается учитывать непрерывные свойства объектов-загрязнителей окружающей среды и объектов – «поглотителей» этих свойств (скверы, лесопосадки и т.п.) [2].

Для определения свойств территории с учетом плотности объектов (напри мер, загрязнителей окружающей среды территории города) прежде необхо димо выполнить ранжирование этих объектов и их свойств, т.е. опреде Aij - «массу» j -го свойства i -го объекта, отражающую объем (полноту, лить интенсивность) этого свойства. Ранжирование начинается с различных объектов (группы). Далее ранжируются объекты в группах, где многие свойства совпадают, но их «веса» могут быть различны.

Модуль привязки данных к картографической основе необходим для достоверного отображения данных на топографической основе города в единой картографической проекции.

Назначение модуля интерполяции построение непрерывной поверх ности распределения признака для дальнейшего анализа и визуализации.

Были использованы: метод обратных квадратов (угасание влияния каждой известной точки пропорционально расстоянию удаления от нее, рис. 2) и кригинг (для более точного и сложного моделирования поверхностей, включая оценку ошибок и построение вероятностных параметров).

Назначение расчетно-статистического модуля – анализ данных при помощи различных статистических методов. Функции: вычисление корре ляции, регрессионный анализ, проверка гипотезы нормального распреде ления.

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Рис. 2. Интерполяция данных Реализованная система статистического анализа данных позволяет определять взаимосвязи между пространственными данными. Система была использована для оценки влияния химически опасных объектов на прилегающие территории и здоровье населения. На примере данных химического анализа проб почвы определены взаимозависимость содержа ния железа в почве и мышьяка при определенных уровнях кислотности почвы. Что подтверждает утверждением о том, что при низком окислитель но-восстановительном потенциале увеличивается подвижность мышьяка вследствие восстановления соединений железа и увеличения мобильности соединений мышьяка [3].

Применение данного подхода, учитывающего свойства и степень влияния различных объектов позволяет ставить и решать принципиально новые проблемы исследования в области охраны окружающей среды на уровне получения, визуализации достоверной информации и получения выводов о комплексной экологической обстановке территории и мероприя тиях по ее улучшению.

Несомненно, данный подход найдет применение и в области планирования оптимального размещения объектов социального характера (больницы, школы, поликлиники, молочные кухни), при необходимости можно также рассчитать их параметры (количество коек, количество учащихся, объем продаж и т.п.).

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е Список используемой литературы 1. Рублева Е.А. и др. Применение ГИС и средств статистики для иссле дования связи между различными социальными и экологическими факторами // Международная научная конференция «75 лет высшему образованию в Удмуртии»: Материалы конференции: Ч.2 Естествен ные науки. Ижевск. 2006. – С.83.

2. Телегина М.В. Оценка урбанизированных территорий для определе ния взаимосвязи данных и управления // Проблемы урбанизированных территорий. – М: Издательский дом «Камертон». 2008. №3. – C.24-27.

3. Телегина М.В., Янников И.М., Алексеев В.А., Фарафонов А.И. К воп росу о достоверном анализе влияния объекта по уничтожению хими ческого оружия по данным биомониторинга // Тезисы докладов на научно-практической конференции «Научно-технические аспекты обеспечения безопасности при уничтожении, хранении и транспор тировке химического оружия» (Москва, октябрь, 2009) – С. 128-129.

БАЗА ДАННЫХ ОСНОВНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ, ВЫБРАСЫВАЕМЫХ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ О.П. Щукин, И.М. Янников Ижевский государственный технический университет, г.Ижевск, Россия In clause development cycles and are presented to an opportunity of the developed automated database of polluting substances and their connections which are being emissions of the industrial enterprises. The developed database can be used in the industrial and educational purposes.

Вредность химических элементов, отнесенных к группе тяжелых металлов, в первую очередь определяется: их устойчивостью в среде, биологической доступностью, вероятностью вызывать негативные эффекты в очень малых концентрациях. Их токсичность проявляется в способности легко аккумулироваться живыми организмами, вызывая даже в малых количествах нарушения их функционирования. В процессе перемещения по геохимическим циклам эти элементы, в силу своих химических свойств, слабо трансформируются и накапливаются в окружающей среде. В настоящее время приоритетными загрязнителями признаны ртуть (Hg), VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

свинец (Pb), кадмий (Cd), мышьяк (As), медь (Cu), ванадий (V), олово (Sn), цинк (Zn), сурьма (Sb), молибден (Mo), кобальт (Co), никель (Ni). Особо опасны органические и летучие соединения ртути (Hg), селена (Se), теллура (Te), мышьяка (As), свинца (Pb), палладия (Pd), образующиеся в выхлопных газах автомобилей [1].

В целях выработки мер направленных на предотвращение загряз нения окружающей среды и заболеваемости населения, создания банка данных о влиянии конкретных загрязняющих веществ на человека, модели рования выбросов загрязняющих веществ разработана и программно реализована автоматизированная база данных основных загрязнителей в выбросах промышленных предприятий, оказывающих влияние на окружа ющую среду. Для достижения этих целей поставлены и решены следующие задачи: сбор данных об основных загрязняющих веществах;

разработка структуры базы данных (БД);

заполнение таблиц БД;

разработка модуля ввода и редактирования данных для администратора;

разработка модуля для просмотра данных пользователем.

В таблицах базы содержатся следующие данные: наиболее распрост раненные формы в окружающей среде (формулы веществ);

степень токсич ности вещества;

токсические эффекты;

источники поступления в окружаю щую среду;

предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ (ЗВ).

Разрабатываемая БД должна содержать информацию о влиянии конкретных загрязняющих веществ на состояние здоровья людей и об источниках их поступления в окружающую среду. Проектирование базы данных состояло из нескольких этапов.

На основании сущностей и атрибутов БД построена концептуальная схема (рис. 1), дающая общее представление о предметной области и взаимосвязях между элементами данных.

При проектировании на логическом уровне была разработана реляционная модель данных. Эта модель намного удобнее всех остальных, т.к. она проста, обладает гибкой структурой, а также удобна для реализации на компьютере. Непосредственно сама разработка базы данных велась на физическом уровне проектирования. Схема БД представлена на рис. 2.

Здесь созданы таблицы, связи, установлены правила целостности, созданы запросы, а разработано приложение для удобного диалога пользо вателя с базой данных.

СЕКЦИЯ 4. ИНФОРМ АЦИ ОНН ЫЕ Т ЕХН ОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИ Е Рис. 1. Концептуальная схема данных Рис. 2. Схема данных БД «Основные загрязнители, выбрасываемые промышленными предприятиями»

Из имеющихся систем управления базами данных нами выбрана СУБД Microsoft Access (конкретно MS Access 2003). Эта система отвечает требованиям поставленной задачи: поддерживает построение реляционных баз данных, имеет встроенный построитель SQL-запросов. Приложение Microsoft Access имеет дружественный интерфейс и легко в освоении [2, 3].

Примеры формы запросов: по названию вещества определить характерные для него токсические эффекты;

по названию вещества получить данные об источниках поступления вещества в окружающую среду» описывается VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

следующим образом;

по названию вещества определить формулы соедине ний, загрязняющих окружающую среду, образуемых данным веществом.

Для диалога с пользователем создано приложение, с помощью которого разграничивается доступ к таблицам данных: на пользователя и администратора.

В данном программном продукте имеется возможность запуска либо в режиме администрирования (ввод и редактирование данных), либо в пользовательском режиме (просмотр данных). На рис. 3 представлен пример работы программы.

Рис. 3. Редактирование таблиц в режиме администрирования При необходимости можно добавить дополнительные поля в табли цы, а в приложении создать новые отчеты и запросы.

Список используемой литературы 1. Трахтенберг И.М. Книга о ядах и отравлениях: Очерки токсиколо гии. – К.: Наукова думка, 2000. – 366с.

2. Кузин, А.В. Базы данных [Текст]: пособие для студ. высш. учеб. заве дений. / А.В. Кузин, С.В. Левонисова. – 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2008. – 320с.

3. Лебедев, А.Н. Visual FoxPro 9. / А. Н. Лебедев. – М.: НТ Пресс.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАНА USING THE FISH-HOOK EFFECT IN WATER PURIFICATION BY A HYDROCYCLONE J. Dueck Friedrich-Alexander University, Erlangen, Germany, (Campus in Busan, Korea) Removing small fractions of the solid phase is one of the problems of water purification. The hydrocyclone is a favored device for solids separation. The principle of the hydrocyclone bases on the settling of solid particles in a rotating turbulent fluid flow. The experiments show in many cases, that the particles of size 10 µm and less can be removed through the overflow (Fish-hook effect).

This effect can be used for optimization the water purification. To achieve this, it is desirable to use devices with a small diameter and a sufficiently high pressure. The most effective use of the Fish-Hook effect can be expected for materials with large average particle size and wide distribution of particle sizes in suspension. There are optimal conditions for the values of overflow diameter and the concentration of solids.

Introduction. Removing small fractions of the solid phase is one of the problems of water purification. The hydrocyclone is a favored device for solids separation. The principle of the hydrocyclone bases on the settling of solid particles in a rotating turbulent fluid flow. The fundamental scheme of the hydrocyclone is shown in Fig. 1а. The flow of particles fed into the apparatus is removed from the apparatus through underflow spigot (mostly coarse particles) and through vortex finder overflow (fine material).

Partition function. The partition curve is used to characterize the efficiency of separation. This curve shows the mass fraction T(d j ) of each size class d j which is separated in the coarse product (underflow). In Fig. 1b are shown examples of T(dj) for two materials. In agreement with the simplified model [1], T(dj) can be described by the equation:

D T (d j ) = 1 + S exp c (Vs (d j ) ). (1) 2 Dt VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Here are indicated the volume split S – ratio of the suspensions throughputs at overflow and underflow discharges, Dt – turbulent diffusion coefficient (S and Dt can be determined by known empirical formulas [1]), Dc – diameter of hydrocyclone.

Partition function T(d), 0. Overflow Inlet 0. 0. Underflow 0.2 Mf (exp) Mc (exp) Mf (calc) Mc (calc) 0.1 1 10 b) Particel size d, µm a) b) b) Fig. 1. Principal scheme of the hydrocyclone (a) and the typical course of a partition function (b) for a 50mm Hydrocyclone for a fine particle suspension Mf (dm=3.8 µm) and a relatively coarse particle suspension Mc (dm=7.2 µm) Thus, the course of the partition function is determined by the settling velocity, Vs, j. The experimental determination of the partition curve shows in many cases (Fig. 1b), that the curve for particles of size 10 µm and less has a minimum. Such behavior of the separation curve is called the Fish-hook effect.

It is easy to see from Eq. (1):

V D dVS, j VD S Dc dT 1 + S exp s, j c exp s, j c = d (d j ) Dt Dt d (d j ). It means that Dt T (d ) decreases if VS, j also decreases when particle size d j increases.

Particles Settling in a dense Polydisperse Suspensions. Experimental and theoretical results on settling of dense suspensions are focused on the settling behavior of polydisperse suspensions [2, 3]. In polydisperse suspensions three most essential effects can act on the settling particle: Increasing the «effective»

density and the viscosity of the fluid, Counter flow of the displaced fluid caused by settling particles, 3. Entrainment of fine particles in the boundary layer of coarse settling particles.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А The entrainment of the fine particles by the coarse fractions is an adequate explanation of the Fish-hook effect [4, 5]. The complete equation for the settling velocity of j-fraction particle is summarized as follows:

VH, j 2 ( ) cj n d j + g (cV ) f E (d j ) cV d i2 + g (cV ) f E (d j ) VS, j = d j (2) dj cV i = cV Here, VH, j = VSt, j (1 cV )(1 cV / 0.6)1.5, g (cV ) = 4.0 cV / 3 exp, VSt, j 0. 1/ the Stokes sedimentation rate to the wall, f E (d j ) = mi d i6 - the entrainment i j function, mi - ratio of the particles volume (or the solid concentration ci of ) of the i-th size fraction to the total volume of solid particles:

mi = ci / c i = q(d i )d i.

In Eq. (2) the first term describes the hindered particle settling velocity due to the modification of the effective viscosity and density of the suspension, the second term is responsible for an increasing of the settling velocity due to the entrainment of the fine particles by coarser ones and the third term considers a decreasing of settling velocity because of the counter flow of displaced liquid.

From Eq. (2) it can be concluded that in a polydisperse suspension the settling velocity of a particle depends not only on the total solids concentration cV but also on the particle size distribution in the feed, that is often characterized as [ ], where d Q (d ) = 1 exp (d / d m ) is average particle size and n the distribution n m parameter.

Possible ways of using the Fish-Hook effect to purify water from small solid fractions. In Fig. 2 the calculation of the settling velocities and the partition curves for two conditions are presented: firstly for the settling of a single particle after Stokes and secondly considering disturbed settling in dense suspensions. As can be seen, the settling velocity as a function of particle size is a non monotonous function. Therefore, the partition curve might have the similar shape as the settling velocity curve versus particle size. Comparison of calculation with the experimental data for the 50-mm hydrocyclone is presented in Fig. 1b. The separation model shows that there is sufficient confidence regarding the explanation of the Fish-Hook-effect. Real partition functions show the Fish-Hook effect, which can be characterised by the depth H (Fig. 2).

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Calculated and the measured values of H, depending on the cv for the two above-mentioned materials are plotted in Fig. 4. The fish-hook-depth H shows a non-monotonically course versus the solids content cv as it is expected from the disturbed settling Eq.(2).

For small particles Eq. (2) can be reduced to the form u(d)=uSt(d)+uSt(de).

That is, the rate of sedimentation of the smallest particles in a polydisperse suspension exceeds its own speed on the value of Stokes velocity of a particle diameter:

(3) d e = d m cV n 2. 1/ 0, 1,0E+05 Mc,exp.

Mc, calc.

Fish-Hook depth H, 0,2 Mf, exp.

Settling velocity, µm/s Partition function, Mf, calc.

1,0E+04 0, 0, 1,0E+03 0,5 0, 1 0, 1,0E+02 0, H 0,001 0,01 0,1 1,0E+01 Volume solid concentration cV, 0,1 1 Relative particle size d/dm, Fig. 2. Calculated partition curves for a 50mm Fig. 3. Comparison of calculated and hydrocyclone. H - Fish-Hook depth. 1-Stokes measured Fish-Hook depth as a function of velocity, 2- Setling velocity, 3- Partition solid concentration cV function (for Stokes velocity), 4- Partition function Using Eq. (1-3) and known (semi-empirical) dependencies [1] for S and Dt, the ratio of fine particles that are discharged through overflow and underflow mo/mu can be obtained:

d d2 1 cV/ 3 (1 cV )(1 cV / 0.6)1. 0. p s f mo d o = exp a o 2m mu d u n 2. Dc f f f (4) Here, a is a constant, •s and •f are the densities of solid and liquid phases, •f is the viscosity.

High-quality cleaning of solids is characterized by a small mo/mu. To achieve this, as it follows from equation (4) it is desirable to use devices with a СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А small diameter Dc and a sufficiently high pressure •p. The most effective use of the Fish-Hook effect can be expected for materials with large average particle size dm and wide distribution of particle sizes in suspension (small n). There are optimal conditions for the values of overflow diameter do and the concentration of solids cV. Last is shown in Fig. 1b.

References 1. Schubert, H. (2003) „Handbuch der Mechanischen Verfahrenstechnik“, Bd.

1+2, WILEY-VCH-Verlag, Weinheim, 1266 pp.

2. Dueck J., Neesse T., Minkov L., Kilimnik D., Hararah M. (2004):

“Theoretical and experimental investigation of disturbed settling in a polydisperse suspension” Proc. of ICMF-2004. Fifth Int. Conf. on Multiphase Flow / Y. Matsumoto, K. Hishida, A. Tomiyama, K. Mishima, S. Hosokawa 30 May – 4 June 2004,Yokohama (Japan). Paper No. 106, pp.

1-8.

3. Minkov L., Dueck J. (2005): “Collective Effects by Settling of Polydisperse Dense Suspension”. Eurasian Physical-Technical Journal, Vol. 2, No. 1(3), pp. 47-63.

4. J. Dueck, L. Minkov, Th. Neesse Effect of disturbed settling on convective particle transport in a hydrocyclone. Proceedings of the 21st International Symposium on Transport Phenomena. November 2-5, 2010, Kaohsiung City, Taiwan.

5. Dueck, J., Minkov, L., Pikutchak, E. (2007): “Modeling of the „Fish Hook“-Effect in a classifier”. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, Vol. 80, No. 1, pp. 64-73.

ОСОБЕННОСТИ ЗАТОПЛЕНИЯ РЕЧНЫХ ПОЙМ В ВОЛЖСКОМ БАССЕЙНЕ Н.И. Алексеевский, Б.Н. Власов, Д.П. Нестеренко МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва, Россия One of the main factors influencing hydroecological safety of territories is flooding of the lowered and mastered parts of river valleys (floodplains) in a spring high water period. The more repeatability, depth and duration of flooding are the more social, economic and ecological damages occur. For this reason the estimation of parameters of flooding of floodplains is important. Data processing on 132 gauging station in river VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Volga basin in period from 1877 to 1980 has shown that duration of flooding of floodplains is up to 27 days. Also in present research dependences of values of water discharges at which there is a flooding, from river orders are considered.

Одним из главных факторов, влияющих на гидроэкологическую безопасность территорий, является затопление пониженных и освоенных частей речных долин (пойм) в период весеннего половодья. Чем больше повторяемость, глубина и продолжительность затопления, тем больше социальные, экономические и экологические ущербы [Таратунин, 2000].

Они возрастают при увеличении численности населения, осваивающего ресурсы пространства в долинах рек, стоимости основных фондов [Добровольский, Истомина, 2007]. Хотя риск наводнений в России и, в частности, в бассейне Волги относительно мал, ущербы от наводнений в волжском бассейне достигают значительных величин (от 2,4 до 209 млн.

руб./год в 2006-2010 гг.).

На конкретном участке речной долины затоплению освоенной местности соответствует уровень воды Hm, который превышает уровень выхода воды на пойму Hp. При HmnH Hp водный поток находится в пределах меженного русла и не создает угроз для населения, социальных и производственных объектов, находящихся на высокой пойме. Разность Hm– Hmn=H характеризует естественный диапазон изменения уровней воды на участке реки. Он зависит от размера реки (ее порядка Nш) [Нестеренко, Косицкий, 2010], площади водосбора F). В бассейне р. Ока, например, при F 15000 км2, разность (см) H = 0,04F + 160 [Самохин, 2006].

Величина H зависит от типа русла (широкопойменное, адаптиро ванное и врезанное). В бассейне Волги преобладают (80%) широко пойменные реки (со свободными условиями развития русловых деформа ций). Реки с адаптированным руслом, по длине которого представлена односторонняя пойма (вследствие подхода потока к коренному противоположному берегу), занимают около 5% протяженности речной сети. В пределах зон распространения широкопойменных и адаптирован ных русел рек величина H изменяется незначительно, если F = const.

Примерно на 15% длины русловой сети пойма не формируется или фрагментарна, поскольку находится во врезанном русле. Для врезанных русел величина опасность затопления местности отсутствует, поскольку СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А склоны таких рек круты, а берега высоки по сравнению с сезонными максимумами уровней воды стокового генезиса.

Тип водного режима (по В.Д. Зайкову) не оказывает заметного влияния на пространственное изменение величины H, поскольку подавля ющее большинство рек волжского бассейна относится к восточно европейскому типу. Исключение составляют малые и средние реки на юге и крайнем юго-востоке территории, где водный режим рек имеет черты казахстанского типа. В большей степени внутригодовое распределение стока определяет повторяемость и продолжительность расходов и уровней воды, при которых происходит затопление высокой поймы. Согласно карте «Морфология и динамика русел рек Европейской России» [Морфология и динамика..., 1999], продолжительность затопления речных пойм составляет до 50 дней (рис. 1).

Рис. 1. Карта продолжительности затопления речных пойм в бассейне Волги Для рек большей части бассейна характерно короткое (в среднем менее 10 дней) затопление поймы. Для ряда рек Калужской, Кировской, Московской, Рязанской и Тверской областей, Пермского края, Республики Башкортостан, Татарстан, Удмуртия и Чувашия оно длительное (10- VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

дней). Лишь изредка реки волжского бассейна (Ветлуга, Молога) бывают затоплены на очень длительное время (более 30 дней). Поймы некоторых малых рек Волгоградской и Самарской областей вообще не затапливаются.

На горных и полугорных реках западного склона Урала поймы отсутствуют или фрагментарны, что позволяет их относить к водотокам с отсутствием опасного затопления.

Повторяемость затопления пойм оценена при определении руслофор мирующих расходов воды по многолетним данным гидрологических наблюдений [Власов, Чалов, 1991]. Она устанавливается в процессе осред нения данных о повторяемости интервалов ежедневных расходов воды за длительный период времени. Из теории руслоформирующих расходов известно, что верхний максимум эпюры руслоформирующих расходов Qbff соответствует затоплению высокой поймы. Величина этого максимума нелинейным образом связана с размером реки (ее площадью, порядком N) (рис. 2):

Qbff =1,76 Nш 0,72.

Рис. 2. Зависимость величины верхнего интервала руслоформирующих расходов воды Qbff рек волжского бассейна от их порядка (по А. Шайдеггеру) Nш Повторяемость расходов воды Qbff изменяется в диапазоне от 0,01% до 7,5%. Повышенные значения данного параметра характерны для верхних частей бассейнов Белой, Вятки, Оки и Камы. С ростом порядка реки наблюдается некоторое увеличение значений повторяемости расхода воды Qbff. Для широкопойменных русел рек характерны относительно большие величины этой повторяемости по сравнению с участками адаптированного и врезанного русла. Обеспеченность расхода воды Qbff и соответствующая продолжительность явления характеризует среднюю (за многолетний СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А период) продолжительность затопления пойм. Обработка данных по постам в бассейне Волги за период с 1877 по 1980 гг. показала, что продолжительность затопления речных пойм составляет до 27 дней.

Список используемой литературы 1. Власов Б.Н., Чалов Р.С. Районирование Европейской территории по условиям прохождения руслоформирующих расходов воды на реках // Вестник МГУ. Сер. 5. География. 1991. №6.

2. Добровольский С.Г., Истомина М.Н. Наводнения мира. – М.: Изда тельство ООО «ГУОС», 2006. – 255с.

3. Морфология и динамика русел рек Европейской части России и сопредельных государств // Карта в масштабе 1:2000000 из серии “Карты для высших учебных заведений”. ФСГК России, 1999.

4. Нестеренко Д.П., Косицкий А.Г. Русловая сеть р. Волги и ее индика ционные особенности // Материалы VIII Научного семинара молодых ученых при Межвузовском Совете по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ. – М., МГУ, 2010.

5. Самохин М.А. Генетические особенности формирования уровенного режима рек в различных регионах России. Автореф. дисс…канд. геогр.

наук. – М.: МГУ, 2006. – 31с.

6. Таратунин А.А. Наводнения на территории Российской федерации. – Екатеринбург. Изд-во УРЦ «Аэрокосмоэкология», 2000. – 375с.

Исследования проведены при частичной поддержке РФФИ (проект 09-05-00339) и гранта Правительства РФ для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских ВУЗах (проект №11.G. 34.31.0007).

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РЕКИ ЦНЫ В СРЕДНЕМ ТЕЧЕНИИ М.Е. Буковский, Н.Н. Коломейцева Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, г.Тамбов, Россия This article deals with the problems of a geoecological estimation of the river Tsna condition on the average current by means of bioindication methods. Results of VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

definition of hydrometric characteristics of the river Tsna, an estimation of the river water quality and stability of benthic sediments to pollution are given.

Influence on a geoecological condition of the river Tsna of its right inflow, the river Lesnoy Tambov, and town Kotovsk is discussed. Comparison of a geoecological estimation of the river Tsna in 2010 and 2009 years is spent.

Введение Изучение качества поверхностных вод суши – проблема, актуальная уже несколько десятилетий и до сих пор далекая от разрешения. Качество воды поверхностных водотоков зависит от целого ряда факторов как естественного, так и антропогенного характера. Основным фактором антро погенного происхождения является наличие населенных пунктов, промыш ленных предприятий и сельскохозяйственных угодий в долине реки. В связи с этим вопрос об оценке геоэкологического состояния и рациональ ном использовании ресурсов рек является актуальным.

Целью нашей работы являлась комплексная геоэкологическая оценка состояния реки Цны в районе г. Котовска.

Постоянное увеличение разнообразия загрязняющих веществ с каждым годом усложняет химические способы оценки качества поверх ностных вод. В связи с этим, мировой водоохранной практикой в последние годы предпочтение все больше отдается биологическому анализу с последующим привлечением в случае необходимости химической экспер тизы [2]. В настоящее время и США, и страны Европы отказались от чисто химического контроля качества поверхностных вод в пользу биологи ческого, который основан на системе биоиндикации. Основная причина перехода на биологический контроль в том, что сообщества водных организмов отражают совокупное воздействие факторов среды на качество поверхностных вод [4]. Уже довольно давно наметилась тенденция к оценке состояния водных объектов не с точки зрения потребностей конкретного природопользователя, а с точки зрения сохранения структуры и функциональных особенностей всей экосистемы в целом [7].

Материалы и методы исследования В течение двух лет нами велись комплексные геоэкологические исследования реки Цны в районе г. Котовска. Полевые исследования проводились в августе 2009 и 2010 гг. Первый створ был расположен в м выше по течению Цны от автомобильного моста в с. Кузьмино-Гать;

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А второй – в 1 км выше по течению от г. Котовска и третий – в 1 км ниже по течению г. Котовска. Кроме того, в 2010 г. мы проводили исследования на реке Лесной Тамбов – в 500 м выше по течению от места ее впадения в Цну.

При проведении гидрометрического обследования рек мы использо вали методики из «Практикума по общему землеведению» К.В. Пашканга [3]. Устойчивость донного грунта к загрязнению мы оценивали, используя метод автографии на фотобумаге, предложенный Л.Ф. Тарариной [5] и метод аппликации на рентгеновской пленке, разработанный Е.Н Мишусти ным и И.С. Востровым [1] и модифицированный Л.Ф. Тарариной. Качество речных вод мы определяли, используя систему сапробности Панте-Букка в модификации М.В. Чертопруда [6].

Результаты исследований и их обсуждение В ходе исследований мы получили следующие результаты.

Расход воды закономерно возрастал вниз по течению реки Цны от первого к третьему створу и составлял во второй половине августа до впадения р. Лесной Тамбов 2,3-3,95 м3/с, после впадения р. Лесной Тамбов выше г. Котовска 5,2-6,8 м3/с, ниже г. Котовска достигал 5,71-7,26 м3/с.

Устойчивость донного грунта к поступающим загрязнениям и его способность к самоочищению снижались от первого к третьему створу.

Индекс сапробности в 2009 г. на всех створах был одинаков и составлял 2,5.

Однако, в 2010 г. значение индекса сапробности возрастало от первого створа ко второму с 2,5 до 2,6 и до 2,8 к третьему створу.

Проанализировав результаты исследований, мы пришли к следую щим выводам. Река Лесной Тамбов значительно увеличивает расход воды в реке Цне, в то же время, заметно ухудшаются органолептические показате ли качества воды. Город Котовск не оказывает значительного влияния на гидрометрические характеристики реки и органолептические показатели качества воды. Устойчивость донного грунта реки Цны после впадения реки Лесной Тамбов снижаются незначительно, ниже г. Котовска снижают ся достаточно заметно. В 2010 г. ниже устья р. Лесной Тамбов индекс сапробности несколько увеличивается, ниже г. Котовска индекс сапроб ности увеличивается более заметно.

Обобщив результаты, можно сделать вывод, что река Лесной Тамбов оказывает незначительное негативное влияние на геоэкологическое состоя VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

ние реки Цны. Город Котовск оказывает более заметное негативное влия ние.

Сравнив данные исследований в 2009 и 2010 годах, мы получили следующие результаты. В 2010 г. по сравнению с 2009 г.: максимальная глубина реки Цны уменьшилась у с. Кузьмино-Гать на 19,2%, выше г.

Котовска – на 3,2% и ниже г. Котовска – на 7,6%;

ширина реки на всех створах изменилась незначительно;

расход воды на первом створе уменьшился на 41,8 %, на втором – на 23,6%, на третьем – на 21,3%;

заметных изменений качества воды по основным органолептическим показателям не отмечено;

устойчивость донного грунта у с. Кузьмино-Гать несколько повысилась, выше г. Котовска незначительно снизилась, а ниже города снизилась заметно;

способность донного грунта к самоочищению у с. Кузьмино-Гать и выше г. Котовска значительно снизилась, ниже г. Котовска лишь несколько уменьшилась;

индекс сапробности реки Цны остался на уровне 2009 г. у с. Кузьмино-Гать, выше г. Котовска незначи тельно увеличился, ниже г. Котовска увеличился довольно значительно.

Таким образом, в 2010 г. по сравнению с 2009 г. геоэкологическое состояние реки Цны у г. Котовска ухудшилось.

Выводы Обобщив результаты двух лет исследований можно сделать вывод об удовлетворительном геоэкологическом состоянии реки Цны у г. Котовска.

Воды реки экологически полноценные, могут использоваться для питья с предварительной очисткой, а также для рыбоводства и орошения. Отмечено некоторое ухудшение качества вод ниже по течению от г. Котовска.

Уменьшение расхода воды в реке при увеличении рекреационной нагрузки в связи с аномально жаркой погодой летом 2010 г. привело к ухудшению качества вод ниже впадения р. Лесной Тамбов и далее ниже по течению от г. Котовска до экологически неблагополучных, пригодных для технических целей, ограниченного применения в рыбоводстве и для орошения.

Это позволяет сделать вывод о том, что антропогенная нагрузка на реку близка к предельной.

Список используемой литературы 1. Мишустин Е.Н. Востров И.С. Аппликационные методы в почвенной микробиологии – Киев, 1971.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А 2. Николаев С.Г. Использование интегральных биологических показате лей качества поверхностных вод в экологическом обследовании водотоков антропогенно освоенных территорий // Государственно частное партнерство в ВКХ: Материалы конференции. – С-Пб., 2009.

3. Пашканг К.В. Практикум по общему землеведению. – М.: Высшая школа, 1982.

4. Семенченко В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод. – Минск: Орех, 2004.

5. Тарарина Л.Ф. Экологический практикум для студентов и школь ников. – М.: Аргус, 1997.

6. Чертопруд М.В., 2006. Модификация индекса сапробности Пантле Букка для водоемов Европейской России // Биоиндикация в монито ринге пресноводных экосистем: Материалы международной конфе ренции. – С-Пб., 2006.

7. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидро экология: методы системной идентификации. – Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.

БИОИНДИКАЦИЯ И БИОТЕСТИРОВАНИЕ Р. УПА В СТВОРЕ СБРОСА ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД В.Л. Буркина, А.А. Короткова Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого, г.Тула, Россия The results of the study of invertebrate and vertebrate hydrobiontic fauna of the Upa river in the sewage water of "Tula armor enterprise Ltd." were presented. Based on the indicator zoobentic taxa the saprobic index of the surface water was estimated. The studied waterflow was characterized by -mesosaprobic level of organic pollution.

Based on the biotesting of samples of surface water and bottom sediments the acute toxicity was not found (the toxicity parameter is equal to 30%), but the harmful impact (BKR10-24) was registered. After chemical analysis of surface water and bottom sediments in the exit enterprise flows of sewage water in the Upa river the extremely high values of pollutants exceeding the maximal acceptable limits were not found.

VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Введение Проблема истощения водных ресурсов вследствие загрязнения и изменения их качества стала особенно актуальной в последние десятилетия.

Сброс сточных вод в поверхностные воды суши является одной из причин их загрязнения. Современный уровень их очистки таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержится такое количество нитратов и фосфатов, которое вполне достаточно для заметного изменения качества водной среды [1].

Река Упа (г. Тула) является одним из значимых для Центрального экономического региона водным объектом, относящимся к категории стабильно грязных.

Река Упа – главная водная артерия Тульской области, правобереж ный приток р. Ока. Ее длина 345 км, ширина водотока – до 60 м, глубина до 6 м. В черте г. Тула р. Упа является приемником сточных вод: ОАО «Тула горводоканал», ОАО АК «Туламашзавод», ОАО «АФ» Туласахар», ОАО «Тульский оружейный завод», ОАО «Пивоваренная компания «Балтика».

Филиал «Балтика-Тула», ОАО «Инмарко», ОАО «Тулачермет». Таким образом, р. Упа является одним из источников загрязнения бассейна р. Ока.

Экологическое обследование данного водотока проводилось с целью объективной характеристики экологического состояния р. Упа.

Материал и методы исследования проб Станции наблюдений и отбора проб воды и донных отложений рас полагались в зоне выпуска сточных вод ОАО «Тульский оружейный завод».

Отбор, транспортировка и хранение проб воды и донных отложений для биоиндикации и биотестирования производился согласно ГОСТ Р 51592-2000 [2], НВН 33-5.3.01-85 [3].

Для определения животных гидробионтов использовался краткий определитель пресноводных пресноводной фауны [4].

Для оценки уровней сапробности использовался расчет индекса сапробности в модификации М. В. Чертопруда, в качестве индикаторов – представители зообентоса [5].

Биотестирование воды и донных отложений проводилось согласно Методике выполнения измерений (МВИ) «Определение токсичности отходов, почв, осадков сточных, поверхностных и грунтовых вод методом биотестирования с использованием равноресничных инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg» [6]. Контроль качества результатов СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВЛЕНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ОХРАН А измерений в лаборатории при реализации методики осуществляется по ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 [7].

Результаты исследования Биоиндикационные наблюдения.

Зообентос представлен личинками стрекоз (семейства Calopterygidae и Coenagrionidae), брюхоногими моллюсками (род Lymnaeidae, Planorbidae, Ancylidae, Viviparidae, Physa), личинками жуков (семейство Hydrophilidae) и взрослыми жуками (Colymbetes). Индекс сапробности составляет 2, (табл. 1).

Таблица Результаты анализа воды и донных отложений на сапробность (Река Упа) Индикаторный вес № Таксон Сапробность (S) таксона (J) Брюхоногие 1 Lymnaeidae 2,5 1, 2 Planorbidae 3,0 1, 3 Ancylidae 1,5 2, 4 Viviparidae 2,5 1, Жуки 5 Hydrophilidae 3,0 1, Стрекозы 6 Calopterygidae 2,5 2, 7 Coenagrionidae 3,5 1, Биотестирование.

Качество поверхностной воды и донных отложений в створе выпуска сточных вод ОАО «Тульский оружейный завод» не характеризуется острой токсичностью (показатель токсичности составляет 30,0%), но выявлено вредное воздействие (БКР10-24).

Химико-аналитические исследования.

Сравнение полученных результатов химического анализа с нормати вами качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения [8] позволило выявить превышения ПДК по некоторым ингредиентам. В результате химического анализа поверхностной воды и донных отложений в створах выпуска сточных вод в р. Упа экстремально высокого VI МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

превышения ПДК [9] не выявлено. Зарегистрировано превышение по содержанию БПКполн.: 53,9 мг/дм3 (ПДКрх = 3,0 мг/дм3).

Обсуждение результатов Рассчитанный индекс сапробности для р. Упа в исследуемом створе свидетельствуют о том, что в зоне сброса производственных вод ОАО «Тульский оружейный завод» существует -мезосапробный уровень органического загрязнения. Этот уровень характеризуется умеренным орга ническим загрязнением, выраженной нитрификацией, в донных отложениях много детрита, интенсивно протекают окислительные процессы. Концент рация кислорода варьирует в течение суток: в дневные часы концентрация кислорода высокая, ночью отмечается дефицит кислорода. Наблюдается цветение воды, так как сильно развит фитопланктон. В целом экосистема данного водотока характеризуются высоким биоразнообразием гидробион тов, однако численность особей невысока.

На основе проведенных исследований можно сделать вывод, что в экосистеме р. Упа функционируют механизмы, действие которых направ лено на активное разложение образующихся органических веществ, т.е.

самоочищение.

Список используемой литературы Никаноров А.М., Брызгало В.А. Пресноводные экосистемы в импакт 1.

ных районах России. – Ростов-на-Дону: Изд-во «НОК», 2006. – 275с.

ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб».

2.

НВН 33-5.3.01-85 «Инструкция по отбору проб для анализа сточных 3.

вод».

Хейсин Е.М. Краткий определитель пресноводной фауны. – Л.: Учпед 4.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 12 |
 



 
© 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.