Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Формирование химического состава речных вод в условиях антропогенной деятельности

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Формирование химического состава речных вод в условиях антропогенной деятельности"

РГ6 ОД

..-.г ',0!Тл

- (3 г^.И • •■ ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи УДК 551.482.214

ЧЕРИОГАЕВА ГАЛИНА МИХАЙЛОВНА

ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА РЕЧНЫХ ВОД В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОЙ ~ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Специальность II.00.07 - гидрология сдии, водные ресирсы, гидрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук

■Москва - !ЗПЗ

Работа выполнена в Институте прикладной геофизики имени академика Федорова Е.К. Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружавшей среды Российской Федерации.

Научный консультант: Доктор технических наук И.М.Назаров

Официальные оппоненты: Доктор географических наук Н.Т.Кузнецов Доктор географических наук С.Г.Тувинский Доктор технических наук Г.А.Сухорукое

Ведуцая организация -Гидрохимический институт Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окруаащей среды Российской Федерации

Зацита состоится ____1993 г. в час.

на заседании Специализированного ученого совета Д.003.19.03 Института географии Российской Академии Наук по адресу:103017, г. Москва, Старомонетный пер., 29.

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке »{петиту географии Российской Академии Наук

Автореферат разослан _____1933 г.

Ученый секретарь специализирован»"™

совета, кандидат географических

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Взаимодействие человеческого общества и природной среди в современный период характеризуется непрерывным усилением антропогенной нагрузки на ее основные компоненты. Одним из наиболее негативных видов воздействия является загрязнение природной среды и, в частности. ихудцрние качества речных вод. Острые противоречия мегду прогрессирувции загрязнение« и спросом на чиступ води в условиях ограниченных водных ресурсов и неравномерности их разнесения негативно влияит на все сферы хозяйственной деятельности, подрываит устойчивость природного равновесия.

В этих условиях необходимо постоянное повыяенид эффективности водоохранных мероприятий, дальнейвее развитие теордтико-кетодичес-ких основ выявления закономерностей формирования качества речных вод в условиях возраставшей антропогенной нагрузки.

Основные направления исследования качества речных вод. развития водоохраны относятся в основном к изучению представителям различных наук многочисленных связей в суперсистеме "обцество-при-рода". Однако, доленой увязки кезду зтиыи исследованиям не происходит. Недостаточно реализуется при ревении водоохранных проблем потенциал географической науки, вознозности геграфо-гидрологического подхода и, в частности, ландпафтно-гидрологичеакого метода.

Отсутствие единых подходов к выявлении и учету природных и антропогенных особенностей формирования качества речных вод, 8 той числе пространственных закономерностей формирования загрязнения от разных источников,снивает эффективность водоохранные: мероприятий. До сих пор эффективность водоохраны продолжает оцениваться не по фактическому изменении качества воды рек, а по количеству задераан-ных на очистных сооружениях загрязнявших вецеств, чю не позволяет

■..■"'.'. ' • • ; - 4 - ...'..

" V. учитывать 50%, а в ряде случаев и более, касс загрязнявщих веществ, поступавших от рассеянных источников загрязнения речных вод.

Нуадаптся в дальнейием изучении вопросы, связанные с развитием достаточно простых и надеаных моделей расчетов, позволяющих делать оценки, прогноз и исследовать закономерности изменения химического состава речных вод во времени и по территории с цозиции геосистемного подхода "водосбор-река".

Существует йотребность в разработке методов совокупной оценки многочисленных антропогенных нагрузок на реки, а такае оценки сте-. пени приоритетности загрязненности речных вод по сравнении с другими природными средами в рамках геосистемы.

Актуальность рассмотренных проблем и их недостаточная изученность определили выбор темы и основных направлений исследования.

Цель и задаМи исследования.

Главной целью диссертации явилась разработка методологии исследования закономерностей формирования стока химических веществ в условиях слояного сочетания природных и антропогенных факторов,

I !•

основанной на ландвафтно-гидрологическом подходе к изучении стока химических вечеств в рамках геосистемы "водосбор-река", и реализация разработанной методологии в ренении конкретных задач.

В работе решались следующие задачи: -

- Обоснование необходимости геосистемного подхода к изучении формирования химического состава речных вод с учетом природной зо-

------нальности.

Выявление территориальной структурной единицы в рамках геосистемы, позволяющей анализировать как природные так и антропогенные источники формирования химического состава речных вод.

- Разработка унифицированного метода оценки различных источников поступления загрязнявцих веществ в реки.

- Поиск показателя оценки комплекса загразняэцих веществ.

- Разработка метода расчета сниазния загрязнения от конкретных источников с цельп поддерганип заданного качества речной воды (по химическому составу).

- Крупномасптабнаа оценка роли антропогенного воздействия на формирование химического состава речных вод в современнуа эпоху.

- Выявление природных факторов формирования химического состава речных вод в условиях антропогенного стресса с помоцьв ланд-аафтно-гидрологического метода.

' - Изучение влияния техногенизации ландсафта на формирование водного стока и стока химических веществ на примере городской территории. _

- Исследование влияния загрязненных атмосферных осадков на формирование химического состава речных вод.

- Оценка транзита загрязнявших вецеств с речным стоком на разных административных уровнях.

- Апробация разработанной методологии на конкретных примерах.

Методы исследований, исходная информация.

Для резения поставленных задач проведен комплекс теоретических, экспериментальных (многолетние стационарные наблюдения на • водных объектах и экспедиционные обследования) исследований и расчетов.

Особенности методических ревений заключается в совместном анализе водного стока и стока химических веществ и их генетических составлявших в рамках геосистемы, "водосбор-рекд".Расчеты проводились с помоцьи балансовых уравнений различных типов, составляемых для отдельных сезонов года и года в целом отдельным конкретным загрязнявшим вецествам и для различных комплексов загрязняющих сацеств.

-.е - ,

Для определения отдельных составляли* балансовых моделей использовались методы построения и планиметрирования различных картосхем, а такае методы построения и расчленения гидрографов стока.

Исходными данными для проведения исследований явилась много. летняя рехимнея статистическая информация о гидроклииатических и гидрохимческих параметрах речных вод, статистическая отчетность о

-населении и плоцадях различных-природных-и-антропогешшх -коиплок—

сов, водопотреблении.водоотведении и составе сточных вод. Данные натурных экспериментальных наблюдений за гидрологическими гидрохимическими параметрами, проведенными под руководством автора на реках Исеть, Иексна, ряде рек и водоемов Прибалтики, Подмосковья, Северо-Запада, комплексных экспедиционных обследований в районах Каунаса, Череповца, Зкибастуза, Сочи.

Больвая часть массива исходных данных обрабатывалась с использованием стандартного математического обеспечения.Для расчетов объемов повехностного стока и масс загрязняющих вецеств, выносимых . с ним с урбанизированных территорий, использовалась компьютерная система "Сток", разработанная при участии и "по алгоритму автора.

Достоверность полученных результатов определяется пределами балансовых невязок, изменяицихся в зависимости от конкретных расчетов от 5% до'407..

Научная новизна.

В работе разработан и реализован геосистемный подход к изучении формирования хиического стока, позволяющий учитытывать гидро-логическув специфику различных природных, природно-техногенних и техногенных ландшафтов'7 особенности трансформации на территории — водосбора водного стока и стока химических веществ. Учитываются генетические особенности формирования химического состава речных

вод, вклвчавцих как природные, так и антропогенные сочетания. Разработан более простой по сравнении с суцествусции метод расчета сниаения загрязнения от конкретных источников.•в тон числе рассеянного поступления загрязнявших вечеств, с цельс поддерсания заданного качества води (по химическому составу) в реках.

\

Практическое значение работы. ;

Отдельные методические разработки и результаты исследований воали разделали в отчеты многолетних НИР по плановым заданиям ГКНТ и Росгидромета. Часть разработок воала в Иетодические указания и Правила:

Нетодика прогноза и рационального использования и охрани вод, разработки водоохранных мероприятий и прогноза качества вод .-Москва-Харьков, Иинводхоз, Госкомгидромет СССР, 1981 г.

Временные методические рекомендации по прогнозировании химического состава поверхностных вод с учетон перераспределения стока. - Ленинград. Гидрометеоиздат, 1938 г.

Правила проведения коыплекного контроля за уровнем загрязненности прирдной среды курортов и рекреационных зон. - Госкомгидромет СССР, 1990 г.

Временные методические рекомендации по проведении комплекс-' них обследований и оценке загрязнения природной ср^ды в районах, подверхешшх интенсивному антропогенчоку воздействии. - Москва, Росгидромет, 1392 г.

Результаты разработок, проведенных под руководством автора, внедрены в комплексные схемы охраны природы Латвии, подготавливаемы схему охраны округаицей среды Павлодаро-Экибазтузскиго района, в проект./ регионального экологического мониторинга в Ех кой Баакирии.

Разработанные в ходе исследования алгоритмы был.* реализованы

- о -

при расчетах загрязнения рек Клязьма, Исеть, Вексна, поверхностных вод городов Москва, Каунас, Череповец, Сочи.

Результаты работы были использованы во время пятилетней работы экспертом в Комиссии по стругающей среде Верховного Совета СССР, пятилетней экспертной деятельности при Водном департаменте ЮНЕСКО. экспертизах пректов в Госкомприроде и ВО "Сосзводпроекте".

Разработанная методология могет быть использована при разработ-ке-целевих-водоохрашшх_програкы^схен коиплекс1тго_испоЖз^ва11ия и охраны вод, ТЗО водохозяйственных мероприятий, 0В03 при экспертизах проектов, ревении оптимизационных задач нормирования химического состава речных вод.

Зачищаемые пологения:

- Методология исследования закономерностей формирования стока химических веществ в условиях слохного сочетания природных и антропогенных факторов в рамках геосистемы "водосбор-река", вклвчасчая основные принципы теоретических и экспериментальных исслсдоиакий, методы исследований, обоснование и выбор "единицы" анализа природных и антропогенных факторов формирования водного стока и стока химических веществ в системе.

- Цетод комплексной укрупненной оценки загрязннности речных вод для территорий различных рангов в регионе.

- Кетод расчета снигения загрязнения от конкретных источников, включая-рассеянное поступление загрязнения с водосбора, с цельв поддержания заданного качества речной воды (по химическому составу).

На защиту выносятся такхе следующие пологения:

- Ряд природных закономерностей формирования химического состава речных вод в фоновых регионах в современную эпоху интенсивного антропогенного воздействия, выявленных на основании разработанной

в диссертации методологии.

- Закономерности изменения водного стока и стока химических веществ под влиянием техногенизации ландгафтов на примере урбани-

зировашшх территорий.

- Оценки вкладов в загрязненность речних воя таких нсдог.таюч-но изученных источников как атаосферные осадки, урбанизация, трли:шт загрузивших вецеств с речныи стоком.

Апробация исследования.

Результаты работы били многократно долозени на научных помина рах и Ученых Советах ИПГ. ИГКЗ, ИГПН, ВИШО, ГХИ, Ш,\\\ "Зкнлогия", ВИИИуЗВХ, заседаниях ИФГО, Всесоюзных гидрологических сэ.оздах IV и U (1373, 190G), Всесовзных гидрохимических конференциях п Ростонй-на Дону ( 1984, 1937), Таллине ( 1973, 1986), Кисловодске (1909 г.).

Результаты работы докладывались на аегдународных конференциях и симпозиумах з 1369 г. в Кембридзе, 1970 г. в Рединге, 1971 г. г. Москве, 1977 г. s Амстердаме, 1971 г. и 1906 г. в Будапеите, ПЯ7 г. в Паризе, 1992 г. а Москве, 1993 г. в Ростове-на-Дону.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано на русском и английском языках 80 работ, в том числе 3 монографии.

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы, включавшего ИЗ наименования, из них 38 зарубеаных. Она излоаена на 160 страницах и содергит 3fi таблиц и 19 рисунков, а т;ж-se Прилогения табличного материала на 42 страницах.

2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЗАЦКЦйЕМЫХ ПОЛОШШИ.

Методология исследования закономерности формирования стока химических веществ в условиях антропогенной деятельности.

Химический состав речных вод, его качественнее, количествен}

ные-и-структурнаепоказатели-тесно-связаны-с-формированием-водного— стока и стока химических веществ на водосборе и их генезисом. В.Н.Глувковки (1934) при обосновании географо-гидрологического метода было сформулировано положение о связи хнкического состава вод географического яандпафта с климатом, геологией,геоморфологией, почвами и растительность!!. Однако, несмотря на очевидность необходимости геосистемного подхода з анализа' форяирования химического состава речных вод. с:; до сах пор не получил ^олзпсго развития и применения в гидрохимических исследованиях.

Псдсб:;ое ирспдо ■ о1г.чспг:Етса- ясно Еврагакныи

отрицательно: взздайст.'иеи на качзстзо речных вод локальных источников поступлений загразасадих сеадств и активного развития водоохранной деятельности с цеяьэ нейтрализации именно этих источников загрязнения. Это обстоятельство капло отражение и в'размещении обце-государственной сети реаишнх гидрохимических наблюдений, и в относительной разработанности иатекатнческого аппарата, позволявшего учитывать влияние сосредоточенных выпусков сточных вод на формирование качества речных вод, в пироком применении статистических методов в исследованиях пространственно-временных закономерностей формирования химического состава речных вод.

В'результате, как показали и Всесосзный гидрологический съезд, проведгий в 1386 году в Ленинграде, и XXIX Всесоюзное гидрохимическое совещание (1887 г.) в Ростове-на-Дону, до сих пор не суцествует кадекиых количественных методов оценки влияния антропогенных факто-

ров формирования химического состава речных вод, действуацих на водосборе, оценки взаимосвязи меаду характеристиками речных вод и состоянием природной среды.

Состояние природной среды характеризуется полним или частичным преобразованием природных ландшафтов, что приводит к их загрязнению и выносу загрязняющих вецеств с водным стоком в реки и ппдонми.

В настоящее время интенсивная хозяйственная деятельность приводит к загрязнении не только преобразованных ландаафтов. Данные многолетних регимных наблюдений территориальных структур Гидромета за загрязненностью атмосферного воздуха, зидких и твердых осадков пока-зываит, что в современный период происходит тотальное антропогенное загрязнение водосборов.

Вынос загрязнявших веществ с.водосборов зависит от степени их загрязненности, зональных ландзафтно-клииатических закономерностей формирования водного стока, гидрогеологических особенностей водосборов как на равнинных территориях, так и в горных районах.

При оценке количества загрязняющих вецеств, поступающих з ландаафт и выходящих из него, динамики сезонных и годовых циклов среди методов научного обобщения, по мнения Д.Л.Арманда (1947), особое значение приобретает метод балансов.

В диссертации с позиции ресурсно-балансового листанного подхода разработана методология исследования закономерностей формирования стока химических веществ в условиях антропогенной дслгслышсти, которая является дзлькейаим развитием географо-гидрг.логического направления и в частности ландаафтно-гидрологического метода в изучении ресурсов поверхностных вод.

Принципиальными полоаениями методологии являится комплексное рассмотрение водного стока и стока химических вецеств и их генетических составляющих в рамках геосистемы "водосбор-река".использование при и нке влияния антропогенных факторов на химический состав речи- лд гидрологических и гидрохимических обобщений природ-

ной зональности, учете особенностей формирования водного стока и стока химических веществ различных природных и антропогенных ланд-вафтов.

В данной работе термин "ланднафт" используется для обозначения природных (леса, кустарники, болота, водные поверхности и т.д.) и антропогенных (урбанизированные, сельскохозяйственные земли) территориальных комплексов. На ЦпбаНИЗИрпППНННУ торрмтприпу п <.лтичгапгТи. от задач могут выделятся различные виды застройки, промыпленные и транспортные зоны, на сельскохозяйственных зеклях - поля под различными растительными культурами и пастбица. Степень дифференциации зависит от наличия исходник данных.

Применение ландяафтно-гидрологического нетода позволяет:

1) совместить разнородную исхсднип информации (природные и административно-хозяйственные характеристики) на региональном и временном уровнях;

2) дает возможность совместного учета загрязнения, поступающего в водные объекты от сосредоточенных источников и рассеянный путей;

3) получать интегральлуа и дифференциальную оценки загрязненности исследуекого водного объекта;

4) оценить загрязненность таких генетических составляющих, как

и '

поверхностно-почвенный и подземный сток в реки;

5) выявить нагрузку загрязняпцнх веществ на речные воды в различные по водности года и сезоны года;

6) проводить расчеты на всех административных и природных территориальных уровнях от промпло^адки до территории государства, от участка водосбора до крупной речной систекы;

7) рассчитывать снкгение загрязненности речных вод до заданного уровня с учетом вкладов конкретных источников загрязнения, включая источники рассеянного поступления загрязняпщих вецеств.

Одним из полоаительных аспектов использования данного метода является возмоаиость проведения исследования и расчетов на базе

суцествуицей в настоящее время общегосударственной статистической и внутриведомственной отчетности, а такяе данных регимных наблюдений.

Данные о сосредоточенной поступлении загрязняЕцих вецестз в водные объекты, структуре ландгафтов, внесении удобрений, приводятся и статистической отчетности. Поступление загрязнявших веществ с поверхностный стоком с различных ландшафтов рассчитывается на основании данных резинных наблюдений за осадками, речным стоком,, •количествен аидких-н-твердкхмюадков. н поверхностных вод по данным реяимных и экспериментальных наблюдений, а в случае их отсутствия по нормативным материалам.

Поступление загрязнявших веществ с грунтовым стоком, дренируемых репами, определяется на основании расчленения гидрографов речного стока, совмещенных с графиками внутригодового распределения концентраций загрязнявших вецеств .

В зависимости от изучаемого водного объекта уравнение баланса моает включать в себя различные элементы и составляется для разных интервалов времени. В данной работе рассматривается годовой период, а также холодные и теплые сезоны года. В зависии-зстл от задач и обеспеченности исходной информацией балансы составляйте^ по схеие "детальных" или приближенных уравнений.

Общий вид уравнения массы загрязнявшего вецества в речных,водах имеет вид:

V = Нчг Kt * Н^-. ка +Мссг;:К3 + Н^.К, + М г?л- X, , где

ilp.i - масса i-того загрязняицего вещества в речных водах;

Нег.£- масса i-того загрязнявшего вецества в уточных водах;

Нyf.L- масса i-того загрязнявшего вецества в ловерхностном стоке с урбанизированных территорий;

HitT.- масса i-того загрязняющего вецества в поверхностном стоке

_ 14 -

с естественных угодий; Кс//£- касса 1-того загрязнявшего вецества в поверхностном сток с сельскохозяйственных угодий;

масса 1-того загрязнявшего вещества в грунтовом стоке, дренируемом рекой; ,..., К^ - коэффициенты, учитывавшие процессы аккумуляции и трансформации вещества.

Нассы загрязнявших веществ от источников рассишшги нии 1 унлин рассчитываются по следующим формулам ( 29 ). Вынос со стоком с урб визированных территорий как

Кж/ Ш-Х^ (5) + Кг/Ч(5)-Хг£ (Б)! ¿5. гд

J

- площадь разных типов территорий (индекс 1 - асфальт, 2 - крыви, 3 - уплотненные земли, 4 - зеленые зоны, 5 - сельскохозяйственные цгодья в черте города, 6 - водные повершсти);

ЬЧ/ * КгУ ~ коэффициенты стока с площади ] -го типа соответственно в холодный ( зима, весна) и теплый ( лето, осень) периоды;

Ь^, ^гф" величины осадков в холодный и теплый периоды;

хх[ (5), Хп (5) - концентрации Л-тогэ загрязнявшего вещества урбанизированной территории соответственно в холодные и теплые периоды года.

Вынос удобрений с сельскохозяйственных-угодий рассчитывается

как

К еАц= <э; С РЛ$) 115 , где

из е/х^ '

- доля выноса 1-того загрязняющего вещества в воду;

- площадь, занятая под сельскохозяйственные угодья; ^ {$) - плотность внесения 1-того загрязняющего вещества.

Вынос загрязнящих вецестз, выпавзих на территории с атмосферными осадками, рассчитывается для естественных и сельскохозяйственных ландаафтов как

Xr°i IS) - концентрации i-того загрязнявшего вецества в атиосферных осадках соответственно в холодный и теплый периоды года;

S г- плоцадь естественных ландаафтов.

Расчеты ыогут проводиться по отдельный загрязнязщик веществам, а такае по комплексу загрязнязцих веществ.

В настоящее вреия суцествует иного способов комплексных оценок качества поверхностных вод. Tea не менее оптииальнсе реаение с точки зрения больпинства исследователей еце не найдено, поиски продолзаит-ся. Применение на практике каждого из методов С цетоды, оценивание качество воды в виде набора различных, с точки зрения авторов, приоритетных показателей, различные типы коэффициентов загрязненности, коэффициентов комплексности,метода картографического и математического моделирования , лазерного зондирования) дает'возиозность резать те или иные практические задачи. Однако все они не позволяет дать интегральнуа оценку загрязненности реки или ее участка, с учетои либого, складывавшегося в реальных условиях, комплекса загрязняющих химических вецеств, с одновременной дифференциацией долей вклада конкретных источников загрязнения, располозешшх на водосборе, вклада каадого загрязявцего вецества в рассматриваемой комплексе, доли каадого источника в общий вклад в загрязнение по коткретниау веществу.

Такус возноеность дает примененный в данной работе показатель экономического ущерба от загрязнения поверхностных зод. Этот показа-

тель определяется по "Временной типовой негодике определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятии и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением округзагцей среды", разработанной объединенной комиссией АН СССР и ГШ.

Экономическая оценка годового ущерба Зст.в/ру5. год от годичного сброса загрязнявших примесей в к-й хозяйственный участок некоторым источником определяется по формуле:____

^ - константа, численное значение которой рекомендуется в "Методике ..." принимать равным 400 ( руб./усл.т). В 1S33 году значение этой константы составляет 445 рублей;

(qv - константа, значение которой зависит от наличия водных ресурсов в регионе и напряженности водохозяйственного баланса, эти константы приведены в специальной таблице в "Методике" по 55 конкретным водохозяйственным участкам рек бывпего СССР;

- приведенная касса годового поступления примесей от данного источника в конкретный водохозяйственный участок (усл. т/год).

Значение величины И определяется по формуле: у

Н = Z А/Мс , где i'l

i - номер сбрасываемой прииеси, К - обцее число примесей, сбрасываемых источником, А— показатель относительной опасности i -го вещества о водоеме (усл. т/т), его значение равно величине, обратной ПДК, взятой по рыбохозяйственный нормам,

а;- обцая масса годового сброса i -ой примеси (т/гид). Следует отметить , что экономический ущерб рассматривался нами только как комплексный показатель и был использован в работе для

расчетов оцеккн степени загрязненности речных вод отдельных городов / 25, 27 /, регионов / 26 /, отдельных рек или их участков / 21 /. Так, в частности, оценка экономического ущерба, наносимого загрязнением речных вод региона, определялась по уравнении вида

V = V + Ч + Ч, + г , где ст. а. с 97

У - уцерб от сточных вод промышленности и коммунального хозяйства ;

Уг - удерб от смыва загрязнявших веществ с территорий городов региона;

Чс/*~ ичерб от выноса загрязнядцих веществ-(удобрений и средств' борьбы с вредителями) с сельскохозяйственных угоди;-.;

У а. - уцерб от выноса с естестенных и сельскохозяйственных ланд-иаотов загрязняащнх веществ, выпавпих с атмосферными осадками.

Нассн загрязиясчих вецеств, сфорцировавзиеся з пределах определенных ландаафтоз, поступазт с поверхностным, почзенныи и грунтовым стоком в русловую сеть. Излогенные выае методы расчета этих масс позволяет перейти к проблеме регламентации их вредных воздействий на речные вода на качественно новой основе, разработке рекомендаций по сникению поступления загрязнящнх веществ с учетов всех источников их формирования ( включая рассредоточенные и линеДно-сосредоточенные источники ).

В настоящее время регламентация сбросов сточних вод проводится по стандартизованной "Методике расчета предельно- допустимых сбросов /ПДС/ вецеств в водные объекты со сточными водами' сроком действия до 01.1392 СВШШЗО,Харьков, 1330 г.). Приведенная в методике схема расчета чрезвычайно трудоемка и требует огромного массива исходной информации для характеристики сосредоточенных и рассеянных источников загрязнения, процессов смешения и самоочищения в русле реки. В связи с чем требуется применение ЗВМ, подчас достаточно иоцных. В

данной работе дается анализ особенностей этой методики,отмечаются ее позитивные и негативные стороны и делается вывод о необходимости более упрощенного подхода.

Зтот вывод согласуется с выводом, приводимым в работе Д.В.Карау-вева (1391), который является одним из основоположников модельных расчетов в области регламентации сбросов сточныхвод в реки. Д.В.Карауаев указывал на ограниченные возиозности прииенпниа сичест-вувцих моделей по расчетам ПДС конкретных выпусков сточных вод при расчетах по регулирования качества воды для участка реки или реки в целом, когда необходимо учитывать качество воды между предприятиями и населенными пунктами, когда особенно ваино объективно оценить качество воды в фоновых створах на отдельных участках и факторы, формирующие его.

Е связи с выиеизлоаеннки в работе предлагается использовать лан-—= дЕа«?тко-г-йдрологкческнй балансовый подход к расчетам, связанный с обеспечением качества воды (по химическому составу) на заданном уровне.

Баланс отдельных загрязняпцих вецеств на требуемых ( в зависимости от задачи ) участках рассматривается по уравнении

Н„. = К , + Н8 „ + ¥. , где 31 тр. £- пдК£ П1 ' "

- масса 1-го загрязняющего вецества выше допустимой для этого участка массы с учетом предельно-допустимой концентрации;

Нгр.1 - масса транзита загрязнения 1-го вецества;

¡С. иасса 1-го загрязняющего вецества на рассматриваемом участке, соответствующая уровне его ПДК ( а в случае изменения существующих нормативов,-любому другому заданному уровню), рассчитанная для разной водности.

НпС - масса 1-го вецества на расчетном участке, принимающая массу по ПДК.

В основе такого расчета долгны лезать результаты гидрологической я гидрохимической съемок на входном и выходной створах участка, проведенных в основные фазы гидрологического разима. Результаты съемок долгий быть привязаны к данный ииоголатних гидрологических и гидрохимических реаишшх наблюдений на реке.

Расчеты следует проводить на нескольких уровнях водности ( среднего года - 50 У. обеспеченности, маловодного - 95 2 обеспеченности и минимального среднемесячного расхода для года 95 У. обеспеченности). Такой подход позволяет более корректно подойти к поэтапности в реализации водоахуааних мероприятий, направленных на снигение загрязненности речных вод.

Для дифференциации М по конкретным источникам загрязнения в рассмотрение вводятся коэффициенты, учитывавшие приоритет их вклада а загрязненность реки по ¿-му веществу, которые рассматривался как

Н • : JЬ

к^ = --- , где

ИЗС " 'йтрЛ

^с - коэффициент, характаризуаций вклад ]-го источника по 1-му загрязняющему веществу;

- касса ¿-го вещества от }-го источника.'

Следует подчеркнуть, что в сосредоточенные источники загрязнения доляни быть вкличени выпуски всех канализованных сточках вод (вкли-чая ливневые), а такае воды очистных соорузений, ксторае/как показывают наблюдения, в том число проведенные автором, б настояцее время язляпгсд.источниками загрязнения рочиах зод. ■ -■

Вклады в загрязнение речных вод отдельных сосредоточенных источников загрязнения определязтся по данным статистической отчетности, распределенных источников ( поверхностный сток с урбанизированных, сельскохозяйственных и естественных ландшафтов) рассчитываптся по методике, приведенной выае, а вклад линейно-сосредоточенных источни-

ксв ( транзит речного загрязнения ) долген быть определен на основании данных натурных наблюдений.

Разработанная методология позволяет анализировать химический состав речных вод, формирующийся в результате взаимодействия естественных и антропогенных процессов, протеказцих как на водосборе, так и в саной реке. В ранках предлагаемого .систеиного подхода такой анализ ыогет проводиться для территорий природных и административных регионов.

Природные закономерности химического состава речных вод в условиях антропогенной деятельности.

За последние десятилетия в нагей стране выявлены зональные законоиерности водного баланса и его структуры, определявших формирование водного стока и стока химических вецеств в реки. Продолжатся исследования вкутризональных особенкстей формирования стока и его генетических составлявших в рааках развития ландаафгно-гидрилогичес-кого направления. Идеи этого метода, сформированные В.Н.Глуаковык, получили развитие.в работах Басса C.B., Грина ft.И., Коронкевича U.K., Корнтного Л.К., Крестовского О.И., Львовича H.H., Назарова Г.В.. Субботика ft.И., Черкасова Е.П. и ряда других исследователей.

Б области изучения влияния .зональности на формирование природного химического состава речных вод следует указать, прежде всего, ставсие классическими, работы Алекина O.fi., Бразниковой Л.В., Ворон-кова П.П. и Скакальского Б.Г.

Исследованиями первых двух авторов было установлено слияние широтной зональности на формирование минерализациии и ионного состава речных вод. Воронковын П.П. были впервые установлены основные закономерности изменения гидрохимических характеристик местного стока различных природных зон. Скакальским Б.Г. на основании ландгаафтно-гидрологического подхода выявлена зональные характеристики склону-

- 21 - •

вкх, почвенно-грунтовых и грунтовых вод местного стока различных природпих зон ETC (по иинерализации, преобладавший апионаа и катионам, бикриматной окнсляеиости и обцей сесткости).

Развитие этого направления в гидрохимической науке осложнено в бользой степени наличием антропогенного химического загрязнения практически во всех средах, отсутствием стационарных экспериментальных гидрохимических наблюдений ( за исключением единичных ), а такае обобщений той гидрохимической информации, которая узе накоплена на

гидри^г::': ....... чоднобалансозых станциях.

В настоящее врекя хиикчзский состав речных вод з значительной цере обогатился за счет вецеств прекауцественно антропогенного происхождения. Однако и по составу веществ, которое в природных условиях определяли качество воды ( минеральные и органические вещества, иикрозленеитн ),заметен значительный антропогенный вклад в их содержание в речных водах.

Крупномасштабная оценка роли антропогенной деятельности на формирование химического состава речках вод была проведена на основании расчетов выноса генеральных солей с речным стоков с территории бываете Советского Сояза и составляяашх его бассейнов i:opert, а такзе реакции речной води.

Первая количественная оценка конного стока с указанной территории была получена з бС-нэ году !иекин:-:< O.fl. и Бр^аниковоЛ П.Б. на основании данных гидрометрических и гидрохимических наблюдений,проводившихся в 40 - 50 -но годы на устьевых участка;, рек. По их данным наибольшее количество минеральных солей выносилось рекаки бассейна Карского моря - 124.6 или. тонн в год, минимально^ - реками Балтийского паря -18.3 илн. тонн. По данный этих авторов выявляется зависимость выноса от объема речного стока для районов с гуиидныа клина -той. Так водный сток в Карское tiope состазлазт почти 1/3 часть всего речного стока с территории баззего СССР. Кроца тогз, ирослегивается увеличение минерализации речного стока с севера на иг, от тундра к

аридный зонам. Так, при близких значениях объемов речного стока в бассейне Черного и Азовского морей и е бассейне Балтийского моря bi нос минеральных сслой с речниа стоком в Балтг.Яское море почти в ЗЛ раза кеньге ( 35 млн. тонн и 11 млн. тонн соответственно ). С некоторый допущением могно полагать, что указанные расчеты характеризовали. вынос минеральных солей в "доантропогенный" период.

Оценка современного выноса с учетом антропогенного фактора сделана Ни uuiuu' i :;,!'лр(Л1шнческнх наблюдений за качеством речного сток по замыкающим створам 220 рек. По данным о концентрациях ионов и на блюденному расходу воды рассчитан вынос солей за год, наиболее близ кий к среднему ккоголетиеии, и затем произведено взвеаиваниз по бас сейкам морей по средкеиноголетнкк объемам речного стока, рассчитанным ГГК в 130? годы.

Расчеты показали, что в целой вынос солей за период порядка 40 лет узеличился почти в 2 раза. Каиыеньвие изменения произвели в азиатской части бассейна Северного Ледовитого океана. Максимальное увеличение минерализации, практически в 3 раза, характерно для бассейна Черного и Р.зовского морей / табл.1 /,.

Таблица 1.

Удельный вынос минеральных солей с речным стоком по бассейнам морей, в тоннах х 103'.

п/п Бассейны морей По Плекнну О.П. Современный период

1 Черного и Азовского 2G 78

2 Балтийского 20 49

3 Баренцева и Белого 25 40

4 Карского 16 23

5 Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского 21 24

0 Берингова, Охотского и Японского ' 13 31

7 Каспийского 23 36

Рост цинераддзгцаа и содержания отдельных исшоз откоситзлько природного фона изменяется в зависимости от региона от 1,5 до 2,5 раз, за исклачеииеа наименее освоешшх территорий в бассейнах морей Лаптевых, Восточно-СнЗкрского ц Чукотского, где минерализация близка к природной.

Анализ данных реаишшх наблюдений свидетельствует о там, что по гидрографическим районам, к бассейнам крупках рок на набладается существенного изменения в соотношении глазных ионов, характерных для природных услсз:;й С по даянаи fl.fi.Алакнпа ). Произоило увеличение их содержания в речных водах. Особенно резко возросло содержание хлоридов - в 2 с лизниы раза и сцльфатэз - з 2 раза ( табл. 2 3.

Зти завода в целой совпадая? с результатами исследований, полученных рядом зстсроз ( Тарасов U.K., Фадеев 3.3., Низоисров Й.Н., Циркунов З.В., Пзлозенно 3.11., ХкльчевскпЛ В.К. и другие) па оценке тенденций з изменен:;'! ампзралязацип п содержания отдельных ионов з речных водах в антрзпогеникй период. Однако полней созместкпй анализ этих работ затриднзн в виду разних цгезтгбоз пространствзн.чого и временного обебцеш'-я.

Загрязнение атыосфорних осадков за счет промасленных вибросов в атмосферу привело. к образован;;:: в ряда районов кислотных осадков и захислен::з, в основной за pySexois, поззрхаостякх з ¡д. В данной работа была сделана крупноааситабкая оценка этого азлзккя на территории бывзего-СССР.

Анализ средник-гедовхх pit, саполкениах по длин;:; релг.шшх наблюдений на 22(3 реках за двадцатилетний период, результата мониторинга заг.нслэшш речных вод, прозедешюго по программе автора / 35 / на реках бассейнов Белого, Баренцева н Балтийского керей, показали, что рИ речных вод на рассмотренной территории близок к нейтральному, а территориальное распределен:« зтего показателя отражает С ииротнуз ) географическая зональность оориирозаапя качества по ¡зрхностних под -сдвиг реакции речной води з сторону щелочной в напр,шлении от гуиид-нкх районов к аридгш-л.

Таблица 2.

Речной сток и екнос сульфатов по бассейнам морей.

N п/п Бассейны мерей Плоцадь, тис.кн- Водный сток.км* Вкнос сульфатов с речным стоком, млн. тонн *

по Плскину О.А. Современны период

—^'ЛИ'.п.иьа ь— • Белого —1230 —¿ЗГ— О,<4 12,0

2 Карского 0240 1344 11,8 17,0

3 Яаптепих.Восточно-Сибирского и Чукотского 5089 1075 18.8 22,В

4 Балтийского 568 143 1.0 5,0

5 Черного и Азовского 1307 173 7.4 19,2

6 ВерннгоЕа,Охотского к йпопс-кого 2389 800 4,6 12,7

7 Каспийского 2800 292 18,1 24,8

8 Бесточные районы Казахстана и Средней Азии 2573 149 13,2 45,7

Всего по бассейнам 22275 4413 81,3 •• 159,0

* - в пересчете на среднЕи многолетнза водность, указаннун в таблице.

Кислотные осадки, которые наблгдаются в отдельных районах страна, где нкегтся мощные источники загрязнения атмосферы окислами азота и серы, могут приводить к подкислениш вод малых рек и озер в условиях природной предрасположенности этих объектов к закислешно. Крупноиасвтабного закисления речных вод, осязанного с загрязнением атмосферных осадков._по исследованиям автора, в настоящее нроми не наблюдается / 30 /.

Влияние климатической зональности на формирование химического состава речных вод в условиях антропогенной деятельности исследо-

валось в работе для тел фоновых районов (биосферных заповедниках), где выполназтса рггпдйрнне наблзденнг за загрязненность!! г.риродках сред на станциях фонового мониторинга (СНОП) Березкнского, Прнок-ско-Терраского, Баргузинского (районы гуиидного климата) и Борового (аридный климат). Были выбраны блиаайаив к фоновым станциаи рочные водосборы или их участки, где речной транзит загрязияаг.их вецестз или полностью отсутствует,или его несложно выявить и, крове того, имозтся регулярные гидрометрические и гидрохимические наблюдения: р. Осатр (д. Заркино); р.Ока (д. Вендерево); р.Баргузин . (с. Нсгонто;, , ¿итии (до г. Бадайбо) и р. йзии (с. Тургеневка) и р. Каин (с. Ь'дарное).

3 свази с тем, что ие по всей загрязняацим веществам совпадазт программа исследования з отдельных средах, был» составлена и проанализированы баланса свинца, сульфатов, ДДТ и ГХЦГ. Рассчитазалось выпадение этих веществ ка зодосборы, а такае зкнос с грунтоаоП и поверхностно-почвенной составлягцнца речного стока. Балансы составлялись за год, а тикае за теплые и холодные сезона года / 31 /.

Анализ результатов исследования показал, что для таких легко ма-грируяцкх вецестз как сильфатв в фонознх районах зональная законо-иерность формирования стока проявляется такге как и н "доантропоген-ныЯ период": в гуаидных районах занос с водосбора существенно превы-пает выпадение из атмосфера, вынос с грунтовой сос.-авлсзцей преобладает, В аридных районах происходит значительное накопление сульфатов на водосборе (вынос в 4-5 раз кеиьсе выпадения из атмосферы). Что касается таких веществ как свинец ц пестицида, то.неггзишио от зоны, накопление на водосбора преобладает над вшюсгм с рс-чизи стоком: в 2 и более раз по свинцуй в 4 и более раз по пестицидам.

Яандгафтно-клииатнчесиио зональные закономерности формирования химического состава речных вод были рассмотрены на примерз сульфатов для водосборов, расположенных в различных ландзафтнс- климатических зс. ;Х Русской равнины, средних по пло^ад::, в которых отсутствует

- 26 -

крупные локальные источники загрязнения.

Балансовое расчета по приведенной Бкзе методике показали, что в зоне тайги примерно 55.0 7. сульфатов в рсчиоы стоке формируется за счет вккызаккя с территории водосбора в весенний период, {0.5 за счет подзеиного стока, 15 7. - за счет еидких осадков и 11 7. - за счет стока талых вод весной.На нге Европейской территории России, в степной зоне около 30 7. сульфатов поступает в реки с грунтовка "стоком, Ь7. - за счет поверхностного весеннего стока.

В структуре поступления сульфатов в период половодья, преобладающа роль на сезаре Европейской территории России играет вымывание сульфатов с поверхности водосбора, в зоне лиственных лесов - грунтовый сток в реки, и выбывание с водосбора, в лесостепной к степной золах наблсдается поступлений сульфатов а реки преимущественно с грунтовые с т с к с V.

Зти закономерности хорозо соотносятся с зональными закономерностями форикрования водного баланса: убываниеа коэффициента полного речкеге стка от 0.5 в таехкой зоне до 0.15 в стсш-оГ;, снизениснв этой хе направлении абсолатнк:: значений речного стока и его составлявших (поверхностного и грунтового), форикрованиец на большей части территории б0—?0 7. объеаа годового речного стока в перцид половодья.

Выводи о преобладавшей роли грунтового стока в Нормировании содержания сульфатов в речных водах в засушливых и сухих районах сов-" падают с выводами В.П.Зверева (1971) о том, что на территории быв-гего СССР "в районах достаточного и недостаточного увлажнения на 'первое несто в обцем балансе растворенных солей выходит подземный химический сток, который в пределах сухих зон уге становится докини-руюцик".

Вопросы о роли печвенно-грунтового и грунтового стока в формировании баланса химических вецеств в речных водах, влиянии па его.химический состав атмосферных осадков в настоящее время *ало изучены.

*

палось в работе для тех /чпчая»* ядДдуя" Хбиосфериых заповедниках), где выполняются регулярные наблюдения за загрязненностью ирироднах сред на станциях фонового иониторинга (СК1Н) Березинского, Приок-ско-Терраского, Баргузииского (районы гукидного климата) и Борового (аридный климат). Били выбрана близайгие к фоновым станциям речные водосборы или их участки, где речной транзит загрязняющих веществ или полностью отсутствует, или его неслозно выявить и, кроме того, имеются регулярные гидрометрические и гидрохимические наблюдения: р. Осетр (д. Ь'аркино); р.Ока (д. Вендерево); р.Баргузин .. (с. Ногоито); р. Витим (до г. Бадайбо) и р. Исим (с. Турггневна) и р. Иьим (с. Ударное).

В связи с тем, что не по всем загрязняющим веществам совпадают программы исследования в отдельных средах, были составлены и проанализированы балансы свинца, сульфатов, ДДТ и ГХЦГ. Рассчитывалось выпадение этих веществ на водосборы, а такме вынос с грунтовой и поверхностно-почвенной составляющими речного стока. Балансы составлялись за год, а такхе за теплые и холодные сезоны года / 31 /.

Анализ результатов исследования показал, что для таких легко мигрирующих веществ как сульфаты в фоновых районах зональная закономерность формирования стока проявляется такге как и в "доантропоген-ный период": в гумидных районах вынос с водосбора существенно преБЫвает выпадение из атмосферы, вынос с грунтовок составляющей преобладает. 8 аридных районах происходит значительное накопление сульфатов на водосборе (вынос в 4-5 раз неньгг выпадения из атмосферы). Что касается таких веществ как свинец и пестициды, то,незавииси*о ст зоны,накопление на пздееборе преобладает над инпссам с речним стоком: в 2 и более раз по свинцу/ в 4 и более раз по пёстиц'/.даы.

Лакдгафтпи-кликатичгскиа зональное закономерности формирования химического состава речных вод били рассмотрены на примере сульфатзв для водосборов, расположенных в различных ландсафтно- климатических зонах Русской равнины, средних по плазади, о которых отсутствует

- 2G -

крупные локальные источники загрязнения.

Балансовые расчет:-» по принедишсй вызе методике показали, что п зоне та.';ги примерно 55.5 У. сульфатоз в речной стоке формируется за счет взывания с территории водосбора в весенний период, 10.5 У.- за счет подземного стока, 15 У. - га счет хидких осадков и 11 У. - за счет стока тоод весной.На иге Европейской территория России, з степпсй зоне сксло 90 У. сульфатов поступает о реки с грунтовый стоком. ОХ - за счет поверхностного весеннего стока.

В структуре поступления сульфатов в период половодья, преобладаете;: рель на севере Европейской территории России играет вымызание сульфатов с поверхности водосбора, в зоне лиственных лесов - грунтовый сток в реки и вымывание с водосбора, в лесостепнсй и степной зонах наблюдается поступление сульфатов в реки преимущественно с грунтови стокси.

Эти закономерности хорого соотносятся с зональными закономерностями формирования водного баланса: убыванием коэффициента полного речного стка от 0.5 в таегней зоне до 0.15 в степной, снизенисч в зтоа se направлении абсолзтных значений речного стока и его составлявших (поверхностного и грунтового), формированием на большей части территории 60-70 7. объема годового речного стика в периид половодья.

Зкзсдц. о преобладаете!"! роли гру.чтовего стока з формировании со-дергакиз сульфатоз в речных водах в засугливых и сухих районах совпадает с выводами В.П.Зверева C1S71) о том, что на территории Guu-гегс СССР "и районах достаточного и недостаточного увлажнения на первое место в оС^ем балансе растворенных солсй выходит подземный химический стск, который в пределах сухих зон ухе становится домипи-русчик".

Вопросы о роли почзенно-грунтозого и грунтового стока о формировании баланса химических в_сйес~~ влиянии на его химический. состаз атмосферных осадков в настоящее гремя мало и'зкчпш

На : .:С.1 приведена аналитическая модель структуры водного баланса, -прэддехенная автором з 1977 году / ^ /. 3 схеме. изобрагеппой на рисунке, аналитический путем были узязаны иегду собой коэффициенты, определявшие структуру водного баланса: Кр = - коэффициент полного речного стока, 'характеркзуплий итоговуа фазу расхода осадков, полный речной сток и испарение: </> -у - коэффициент, характеризуйся еоотпоиенне в полной речной стске грунтовой и псзехпост:;о-поч-венной составлявшей: = ~— коэффициент валового увлагнеиия территории, показываем, какая часть осадков расходуется на филь- , трацки в почву и задергивается растительность!:, а какая стекает поверхностным путей з реки: коэффициент испарения К£ ; характеризует соотносение расходования валового увлажнения-территории на испарение к питание реи грунтовыми водааи.

В основе схскы легит зазисииость ¡¿егп.у коэффициентом полного речного стока н коэффициентом испарения. Соотношение этих коэффициентов представляет собой поле, ограниченное крт-ой ОЗС и пряной ПС. Прямая АС, выражаемая уравнением = I - КЕ, характеризует такие условия на речном водосборе, когда поверхностней сток отсутствует н питание рек происходит только за счет грунтовых вод (Я= й). Такие условия, в частности, могут наблюдаться з районах распространения вулканических туфоз, крупнообломочного натериала и открытого карста. Криная ЯЗС отражает условия, неблагоприятные для инфильтрации осадков. выпадавших на водосборе - грунтовый стек в реки достигает минимальной величины и стремиться к пула. На основании уравнений Ка = 1 - К^-Ку/ и Кл = ' 113 системы водноба-

лацеовых уравнений Львовича Н.Л. / 1563- /, проведена рзфербнцилция поля с псиог,ы) коэффициента узлагнекия территории ( К.^) и коэффициента грунтового питания реки (^ц).

Аналитическая модель структуры водного баланса.

— - граница природных зон

I - аридные зоны

II - семмридиие зоны ■

III - гумидные зоны равнинных районов

IU - гумидные зоны горных районов

Анализ «одели показывает, что доля поверхностного и грунтового стока когет теоретически изменяться во scex зонах от О У. до 1С02. Экспериментальными исследованиями, проведенными в СИП на 50-тн ре-перкых водосборах (1S33), показало, что с одной стороны при сходных гклрслогичесних »слоииях и состазе пород, разница в минерализации речного стока будет связана с объемом годового стока, который подчиняется закону географической зональности. С другой стороны, в одной и тсй но природной зоне разница а минерализации грунтовых воц. дренируемых реками с водосборов, слогениих разными породами кохет различаться как минимум а 1С раз. Зти вывода подтверхдазт приоритет-

На ркс.1 приведена аналитическая нодель структура водного баланса, предлслзнная авторе:: в 1377 году / к /. 3 схепе, изображенной на рисунке, аиалятичеенна путей били увязаны кезду собой коэффициенты, определяющие структуру водного баланса: К, =-2= - коэффициент полного речного стока, характеризующий итогозул Фазу расхода осадков, полны!': речной сток и испарение: '¡> = -У- - коэффициент, херактеризуя-

1 и-

цИн соотношение в полной речной стоке грунтовой и повехностно-поч-венной составлявшей; Kw = ~— коэффициент валового увлажнения территории, показнзагщий, какая часть осадков расходуется на филь- . трацмз в почву и задепгизеется растительность.1!, а какая стекает поверхностным путей в реки; коэффициент испарения К6 = ~ характеризует соотносение расходования валового увлажнения-территории на испарение и питание рек грунтозыни вод£.".!и.

В основе схекн легит зависимость аегду коэффициентом полного речного стока и коэффициентом испарения. Соотношение этих коэффициентов представляет собой полз, ограниченное кривой Ж к прямей P.C. Пряная АС, вкрасаекая уравнением Ка= 1 - КЕ, характеризует такие условия на речной водосборе, когда поверхностный сток отсутствует и питание рек происходит только за счет грунтовых вод (U- R). Такие условия, в частности, могут наблюдаться з районах распространения вулканических туфов, крупнооблоночного материала и открытого карста. Кривая АЗС отражает условия, неблагоприятные для инфильтрации осадков, выпадающих на водосборе - грунтовый сток в реки достигает минимальной величины.и стремиться к нуля. На основании уравнений К = 1 - Кс'Ку/ и К = ~тг-}7~Т\, выведенных из системы водноба-

>\ 1 — С С t ' I и/

Лапсовых уравнений Львовича К.П. / 1903 /, проведена дифференциация поля с поаог(ьв коэффициента увлазнениа территории ( К v) и коэффициента грунтового питания реки

и сл a c.v eJ es cj cj iJ tec Рис.1.

Аналитическая модель структуры водного баланс;

---- граница природных зон

I - аридные зоны

II - сеииариднке зона

III - гумидные зоны равнинных районов IU - гуиидние зоны горних районов

Анализ модели показывает, что доля поверхностного и грунтового стока иопет теоретически изменяться во всех зонах от 0'/. до 100%. Экспериментальными исследованиями, проведенными в С££1 на 50-ти ре-пернах водосборах (1933), показано, что с одной стороны при сходных гидрологических условиях и составе пород, разница о минерализации речного стока будет связана с объеиим годового стока, который подчиняется закону географической зональности. С другой стороны, в одной и той же природной зоне разница а минерализации грунтовых вод, дренируемых реками с водосборов, сложенных разними породами ...сгет различаться как минимум в 10 раз. Эти завода подтвергдаат г. -:оритет-

Л1 - 23 -

пуз С наравнэ с климатом ) роль геологического фактора в формировании химического состава речных вод и необходимости учета грунтовой составлзпг;еЛ при анализе баланса химических вегеств в речных водах.

С данной работе генетическая связь атиосфзрных грднтозкх и речных вод была проанализирована на основании зкепери-деитальных исследований их химического состава, проведенных азторрц в 1330 - 3! годах на Подмосковной водсбалансоаой станции, а такзе обобщения результатов надл"дения за кгкерадизацнгЛ ч Конным составом на этой станции за период 1947 - 1300 г.г.

Результаты исследований показали, что минерализация атмосферных осадков и содержание в них сульфатов соответствует фоновым значенкг ям. Реакция всех типов зада нормальная. Наблюдается четкая связь негду редиаон сыпадения атмосферных осадков, уровнями грунтовых вод и уровнями воды в реке Медвенке. Внутрнгодовые средина месячные концентрации сульфатов в груитопых и речных водах, осреднениях па многолетний период, изменяется з пределах 10 кг/л. Экспериментальное значения концентрации сульфатов з атмосферных осадках примерно в 15 раз ниге средних годовых значений в грунтовых водах и в 30 раз нисс концентрации в речнях водах. По расчета» Субботина П.К. грднтовзй сток в реку Иедзенка визе зонального н составляет около 452 полного речного стока, что позволяет с учетом выводов, приведеннх выяе, сделать заключение о примерно разном вкладе грунтовой и поверхностной составляющих в формировании баланса сульфатов в водах Недзенкн.

Среди антропогенных факторов Формирования химического состава речных вод рассматривались источники поступления загрязнявших се-деств в реки: сосредоточенные, рассредоточенные (поверхностный сток с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, загрязненный атмосферными осадками поверхностный сток с естественных ландшафтов) и линейно-сосредоточенные (транзит загрязнявших веществ,поступивших с водосбора, водный транспорт, лесосплав).

Результаты многолетних работ автора по долгосрочному пропюзкро-

ваниа качества речных вод, проводинах в рамках ИКР IT,ИТ, показали, что к 2000 году основная иасса загрязняющих вецеств скорее всего будет поступать из рассредоточенных источников (взвевенные и органические вещества, биогенные элементы, нефтепродукты, ыеталлы, пестициды и другие), от в одного транспорта (нефтепродукты, взвцшпшн и органические оецестза), лесосплава (биогенные и органические вещества) / 33 /.___

Что касается оценок влияния на загрязнение речных плд сосредоточенных источников загрязнения, то этот вопрос с методологической точки зрения является наиболее проработанный на сегодня. Среди бпль-еого количества цатеыатических моделей прежде Rcern следует указать аоделн Ксраугева ft.В., Родзиллера К.Д.. Бесценной М.й.. Оллькпнс-кой й.Н., Сухорукова Г.А..

Специфическими особенностями рассредоточенных источников является болькая плоцадь Еаноса загрязнений, трудность их реглаыентирова-нкя, ¡1 частично и идентификации. В настоящее время эти вопроси еце недостаточно изучены, существующие расчетные схемы носят в значительной мере ориентировочный характер и не всегда даит возможность получить достоверные сведения о рассеянно» поступлении загрязнявших веществ.

В этой связи в данной работе исследовались вопросы влияния урбанизации н загрязненных атмосферных осадков на формирование химчиско-го состава речных вод. Многолетние теоретические и экспериментальные исследования автора з этой области отличлвся от работ других авторов ( Чигорина Г.Г.. Правоникского М.Й., Хвата В.М.,Приын II.Г., Скакальского 5.Г.- по вопроса« влияния урбанизация, Зверева В.П., /¡авриненко P.O., Пелвиенко В.И, и его еколы, В.П.Зуева и других -по вопроса?; влияния атмосферных осадков ) применением системного ландсафтио-гидролигического подхода, излегенного выше.

Закономерности изменения водного стока и стока химических

земств под влиянием техногенкзации ландшафтов на прииере урбанизированных территорий.

Техногеиизация природных ландшафтов, связанная с их полным или частичный преобразование!! (презде всего естественного нпкрои.О, при, внесении на их поверхность нз атмосферы практически всего суцеству-взего комплекса загрязнявших веществ находит наиболее яркое отрази-' ние на урбанизированных территориях.

Снижение кпфнльтрацпэ.чноД способности водосборных территорий, увеличение скорости добегания призодит к росту поверхностного стока ■ в городах, а содержание в нем комплекса загрязнявших вецеств и зна-, чення их концентраций дслаит его сопоставимы.'; по загрязненности со сточныки водами предприятий.

В качестве иллюстрации формирования водного стока и его химического состава на полностьп техногенизированнон ландиафте в работе рассмотрено одно нз типичных для города предприятий с его территорией, расположенное в Люберецкой промышленной зоне, которое было обследовано автором в 1331 году.

Приходная часть водного баланса складывается из водозабора из горкаиализации и атмосферных осадков, выпадавших на его территорий. В водоотведении 552 приходится на /о л а хозяйственно-битовых и производственных условно-чистых вод и 427. - на долп ливневых вод. Анализ химического состава разных видов вод на предприятии показал, что ливневый сток по ряду токсичных веществ (нефтепродукты, СПАВ, гелезо, свинец, медь, циик) загрязненен на уровне или существенно выве сточных под предприятия.

Стуктура ландшафтов в городе многообразна и вклпчает в себя как непроницаемые н калопроницаеаые территории типа асфальта, бетона, коннунальных и промышленных застроек, уплотненных площадок и т.д..

так и проницаемые территории в виде газонов, сквероз.парков и сельскохозяйственных территорий, занятых садаыи и огородами. В связи с этиа значительно изиеняатся условия стока по сравнении с естественными территориями в окрестностях города.

Обобщение отечественных и зарубежных данных экспериментальных наблюдений на урбанизировшшх территориях показали, что на непроницаемых и иглогфоницааыых территориях коэффициенты поверхностного стока колеолатся от и,ь до 0,а ( в зависимости от типа территории и сезона года ).

Влияние города на гидрологические процессы в бопызой степени зависит от зональных физико-географических условий, а такде от размеров города и его исторического развития. Для иалих и средних городов с численностью населения ис-нее 300 тысяч человек -площадь непроницаемых территорий, как правило, пеньке 20%. В крупных городах, где число жителей достигает миллиона и более, плоцадь, занятая застройкой и асфальтом, колеблется от 302 до 70% в отдельных рай она города.

Результаты расчетов С объемов поверхностного стока ) для малых, средних и крупных городов, расположенных в различных природных зонах, позволили выявить ряд закономерностей в его формировании. В малых и средних городах лесной и лесостепной зон наблюдается иеньиее увеличение стока на единицу прироста непроницаемых площадей по сравнений с крупными и крдпнейвики городами. Это явление можно отчасти объяснить тем, что в ^алых и средних городах в балансе городских зеиель болызуа долю занимают сельскохозяйственные территории, которые в сумме с зелеными насаадеиияки могут составлять 507. и Польво от обцей территории. Увеличение стока на территориях нвОольеих городов изменяется в пределах 25 - 507. по сравнении с неурбанизировашшни ландаафтаии, что находится в диапазоне внутризональной вариации коэффициентов поверхностного стока лесной и лесостепной зон.

В городах с илозздье непроницаемых территорий порядка 30 - 40% сток уогет увеличиться на 100-200%. Максимальное увеличение поверх-

ностного стока по сравнения с зональный набладается в аридных районах, где он иозет многократно возрасти на городской территории, т.к. в аридных районах увеличивается различия в формировании стока на непроницаемых и проницаемых поверхностях. Если в условиях достаточного увлажнения на проницаемых территориях сток Формируется дазе в летнее время года, то а аридных районах осадки в трплнй сезон практически полностью расходувтся на увлажнение почвы и инфнльтрациа.

Наибольшие объемы поверхностного стока форкируатся в крупных и крупнейЕИХ городах в зоне достаточного к избыточного увлажнения. В целой для малых и средних городов объемы поверхностного стока находятся в пределах от нескольких тысяч м^до 25 млн.и3 в год, для крупных городов объемы поверхностного стока вырастает до'-45 млн.н3, а в крупкейзих достигает 200 клн.м?

Следует иметь о виду, что на малых реках с расходом до 100 поверхностный сток с территории города монет достигать 102 речного стока киле города. На средних и крупных реках вклад поверхностного стока с урбанизированных территорий значительно падает и составляет в речном стоке около 171, например, сток с территории г. Петербурга в р. Неву.

Гораздо более негативное воздействие повехностный сток с урбанизированных территорий оказывает на качество речных вод, вынося в них болызое количество загрязняющих веществ.

Вклад поверхностного стока.с территорий городов в загрязнение водных объектов сопоставим с вкладов проныаленных и хозяйственно-бытовых предприятий и достигает в крупных проныаленных городах 40-50% суммарного выноса веществ. Наиболее загрязненный поверхностный сток формируется в промысленной зоне города и в сумме с загрязненным стоком автомагистралей моает составлять 90% суммарного выноса загрязняющих веществ с территорий города.

Практически зо всех городах приоритетными загрязнясщими веществами по массе выноса с поверхностным стоком является взвезенные ве-

цества, органические вещества и нефтепродукты. Масса взвеиенннх веществ в поверхностной стоке крупных промасленных городов гунидных районов нояет достигать 100 тис.тонн в год, органических веществ ( по БПК ) - 3 тыс.тонн в год и нефтепродуктов - 3 тыс.тонн в год.

Оценка вклада в загрязненность речных вод атцосферных осадков.

Как показнвашт комплексные экологические обследования городов, кроие указанных вецеств в поверхностной стоке с городских территорий иогет присутствовать довольно большой перечень загрязняацих веществ, в той числе ртуть и бенз(а)нирен ( вецества I класса опасности ). Присутствие специфических для промыяленности загрязняющих вецеств в поверхностной стоке с городской территории свидетельствует о загрязнении поверхности города выбросами проиишлешшх предприятий. По расчетам Оридмана 2,Д. и Василенко В.И., от 3 до 5У. масс загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздух предприятиями города, загрязняют его территория. Г» в целой на все территорий бнзаего СССР в 1990 году выпадало около 15 цлн.тонн сульфатной сери и примерно 0,5 млн.тонн составляла сууыа внпадений нитратного и аннонийного азота.

Выше указывалось, что в ходе данного исследования автором получена оценка антропогенной составлявшей сульфатов в речном вкнш:е в коря, равная примерно 00 или,тонн в год. Учитывая расчеты Фридмана В.Д. и Василенко'В.Н. при допущении, что в течении года в гуиид-ных районах практически все випадашщие. на поверхность нодосбирив сульфаты поступавт в речную сеть, поено подсчитать, что вклад атмосферных осадков в загрязнение речных вод сульфатами составляет 25У. их общего содергания. Этот вивод бил проверен на основании сопоставления выпадений сульфатов на водосборы с содерганиеи их в рнчних водах. Нагрузка нападения сульфатов на речние водосборы рассчитывалась ила-никетрироваипек карт годовых ввпадений сульфатной серы, построенных Оридканои 'З.Д. и Василенко Б.Н. по данный мониторинга загрязнения

атмосферных осадков, а содерзание сульфатов в речных оодах рассчитывалось по данный резинннх наблюдений за расходами воды и концентрациями сульфатов в речных водах.

Анализ результатов исследования показал, что в целой на территории страны к гидрографический районам вклад атмосферной составлявши находится на уровне 20'/. от общего содержания сульфатов в речноа стоке. По бассейнам порей на первом песте - Каспийское (20%), затем Черное и Балтийское (14%. 13%).

По крупным речныи бассейнам вклад атмосферной составляющей изменяется от 5% до 30%. Наибользий вклад атмосферной составлявшей в речном балансе сульфатов отмечается бассейн? Днепра (23%). Этот вывод подтверждают расчеты В.К.Хильчевского, выполненные для бассейна Верхнего Днепра. Минимальное значе. ие наблндается в бассейне Северной Двины, что объясняется малой приро дной минерализацией осадков в зтой зоне и относительно налой хозяйственной освоенностьп этой территории. Это становится более очевидным, если для сопоставления взять бассейн Западной Двины, где атмосферная составляющая в выносе сульфатов возрастает до 16%. Атмосферная нагрузка сульфатов на территория этого бассейна на 17% внпе, чей в бассейне Северной Двины в годовой разрезе и существенно визе'в холодный'период года. В Каунасе концентрация сульфатов в холодный период составляет 0,6 мг./л, практически в 2 раза превызая концентрации теплого периода года. Локальные источники загрязнения играат больяуп роль в общем загрязнении этой территории антропогенными атмосферными сульфатами. В центре сланцевой промышленности г.Кохтла-Ярве концентрации 50^"-в осадках холодного периода возрастаэт в 8 раз, а в теплый в 10 раз по сравнении с фоновыми значениями. Кроме того Прибалтика находится под воздействие« воздушного трансграничного переноса загрязняющих веществ из Западной Европы.

Выпадение загрпзнязяих везеств, обусловленных трансграничным переносом, контролируется сетьз станций, входящих в общегосударствен-

куп систему мониторинга.Что касается проблемы трансграничного переноса -загрязнявших вецеств с рсчныа стокои, то ее еце предстоит ре-аать.

Транзит загрязняющих вецеств с речным стокои.

В марте 1992 года в Хельсинки (Финляндия) 22 странами и Европейским сообществом оила подписана конвенция по охране И использиьаниш трансграничных водотоков и мендународных озер. Одной из основных целей этого соглааения является развитие национальных и иеядународных хгер по предотвраценна, ограниченно и сокращении. сбросов токсичных веществ в воднуа среду.

Не менее актуальна эта задача и на внутригосударственной уровне.

Б связи.с переходом в 1931 году к экономическим методам управления природоохранной деятельность;! в России установлены нормативы и платы за сбросы загрязняющих веществ в поверхностные воды. Расценивая зто явление как положительное, следует тек не менее отметить, что при взимании плателей к штрафов практически не учитывается качество воды в местах водозабора из рек, где в результате транзита загрязнения оно не достигает нормативного уровня.

В этой связи необходимо не только определять качество води в местах, где реки пересекаат административные и государственные границы, ко и выявлять и оценивать источники загрязнения. Расчеты ¡показывает, что крупный источник формирования сточных вод ыоЕет негативно влиять на качество речной воды на расстоянии в десятки километров.

В связи с этик в данной работе сделана оценка речного транзита загрязнявших вецеств на иекдугороднем уровне ( р.йсеть от истока до Каменска-Зральского ), межобластной ( граница иегду Московской и Владимирской областями по р.Клязьме ) и иеяреспубликанскоы С Россия и соседние республики ).

Для расчета влияния транзита загрязнявших вецеств по реке Ксеть

в пределах Свердловской области бкл использован экономический ущерб от загрязнения ( в качестве комплексного показателя

Расчеты проводились по разным группировкам С в зависимости от превышения ПДК на разных участках реки ) из 12 наиболее распространенных зецеств: органических ( по БПК^-), взвешенных, нефтепродуктов. Ре, СГ, 50*', Н1, гп, РЬ, К02, , СПАВ. Токсичнорть этих вицеств рассматривалась в 2-х аспектах: рыбохозяйственном и санитарном.

Пространственная агрегация в расчетах проводилась по следующим уровняй: город, комплекс предприятий, отдельные предприятия.

Временная агрегация проводилась на годовом уровне и средних ае-сяшшх уровнях, отраааичих основные фазы гидрологического реаима: непень, половодье, доздевце пазодки.

Кассы загрязияЕ^их ведеств рассч-тывалгхь по данным непосред-стпенних гидрохимических и гидрометрических набладений на пунктах сети ОГСНК, расположенных в пределах городов в бассейне р. Исеть на 160 км участке от истока до контрольного створа г.Каменска-Уральско-го, и данных комплексных гидролого-гидрохиилческнх съемок,проведенных Уральским УГКС в течение 1384 года у населенных пунктов, где отсутствовали сетевые посты наблюдения. При этом учитывались только те массы, которые превышали соответствупцуи характеристику на уровне I ПДК для каядого конкретного вещества.

Результата расчетов, полученные для дер.Палкино, г.Екатеринбурга, г.йраниля, дер.Калаткино, г.Двуреченска ( приток р. Исеть-р.Сы-серть ) и г.Каменска-Уральского показываат.что уцерб от загрязнения поверхностных вод отмечается узе в первом населенном пункте в истоках реки ( дер.Палкино ). Функционирование крупного города с более чем миллиошшга населением ( г.Екатеринбург ) приводит к образование довольно серьезного загрязнения реки на десятки километров. Уцерб от загрязнения реки возрастает в 260 раз низе г.Екатеринбурга.

Транзит загрязнения от г.Екатеринбурга приводит к току, что практически на всем рассматриваемом участке происходит разбавление сто-

чных вод, сбрасываемых предприятиями нигележащих городов, уве загрязненной водой.

Расчеты показали, что ущерб от загрязнения городами отдельных участков реки возрастает в половодье и паводки в 2-3 раза по сравнении с ыешшыи периодом, что преаде всего связано со смывом загрязнявших веществ с городских территорий и активизацией процесса вторичного загрязнения из донных отлоесний.

Разработанная в раьоте метгдология позволила оценить и ранжировать по приоритетности негативного воздействия на речные воды вклад конкретных промысленных предприятий, коммунальных хозяйств, поверхностного стока с городских территорий. Практически во всех рассмотренных пунктах 40У. общего ущерба от загрязнения речных вод приходится на долю неканллизованного поверностного стока, формирующегося на их территориях.

Исследование масстабов транзита загрязнягщих веществ на межобластной уровне показали, что за год Илязьмой из Московской области во Владимирскув переносится примерно 4000 тонн анонимного азота, 1500 тонн яелеза, 250 тонн нефтепродуктов, более 200 тонн нитритов. 100 тонн СПАВ, 50 тонн формальдегида, более 10 тонн фенолов и меди, 5 тонн цинка и никеля.

Анализ данных многолетних регимных наблсдений свидетельствует о росте загрязнения вниз по течении р.Клязьмы в пределах Московской области по фенолам, нефтепродуктам, СПАВ, формальдегиду, ионам аммония, нитратам, гелезу и меди. Рост загрязнения прпслекиваетея как. по Фоновым, так и по контрольным створам. Кроне традиционных источников загрязнения: сточных вод предприятий, зивотноводческих ферм, смыва удобрений с сельскохозяйственных полей, а такге стока загрязнягщих веществ, выпадающих с атмосферными осадками, выявлен такой источник загрязнения как кустовые очистные соорунения ( [ШКХ ). на которых собирается сточные воды предприятий нескольких гпрпдлв, [(огмптпя на наличие биологической очистки и аэрация сточных вод, эти предприя-

- зз - ;

тия коммунального хозяйства, размещенные за пределами городов, является нощннни источника«« загрязнения речной воды и донных отлояений. Ниже их выпусков набьлюдается превышение предельно-допустимых конце-траций практически по всему перечни перечисленных виге веществ.

Расчета транзита загрязняющих веществ с речным стоком на межреспубликанском уровне проведены для европейской территории России, стран Балтии и Закавказья, Украина, Белоруссии и Молдовы на основании данных резинных наблюдении за расходами воды и концентрациями загрязняющих веществ на сети ОГСПК. При сборе инфорнации выбирались бливайаие к границе негду двумя странами створы. 1388 год был выбран как реперный по признаку наличия полной исходной информации.

Данные суточных наблидении осреднялись за годовой период и анализировались •относительно соответствия концентраций загрязнявших веществ существующий критериям загрязненности поверхностных вод: Потоки загрязняащих веществ рассчитывались на основании данных наблюдений за расходами воды и концентрациями загрязняющих веществ.

■ Анализ результатов показал, что на всех рассмотренных реках существует транзитный перенос масс загрязняющих веществ, нрепицавщих ■ разревенные нормативами величины по тому или другому перечни загрязняющих веществ ( сульфитам, нефтепродуктам, фенолом, азоту аммонийному, нитритам, меди, цинку, никелю, хрому, пестицидам ).

Наксиыальные из рассчитанных потоков навлшдантся из Румынии на Украину ( р.Дунай ), из Украины в Рос-.ив ("р'1Северский Донец на выходе из Украины в Россию ), а такзе из Украины в Молдову ( р.Днестр на выходе из Украины в Молдову ).

Анализ размещения пунктов общегосударственной сети гидрохимических и гидрометрических наблюдений свидетельствует о том, что контроль за транзитом загрязняющих веществ в настоящее время йоге г осуществляться только на межреспубликанской уровне.

Наличие норегламентируеиих рассредоточенных источников будет слуаить и в перспективе основой для формирования транзита загразня-

ецих вецеств по районам. Для ренвния этой проблемы необходима теснг увязка водоохранной деятельности с рациональным землепользованием \ охраной воздуаного бассейна от загрязнения.

3. ЗПШЧЕИИЕ

_Разработана методология исследования формирования химического

состава речных вод в условиях, складывающихся в результате взаимодействия прнродних-н актротеренных факторов,которая позволяет получать территориально-дифференцировакные и комплексные оценки загрязненности речных вод.Принципиальными пологениями разработанной методологии являются:

- анализ формирования химического состава речных вод в райках геосистемы "водосбор-река";

- использование ландшафтно-гидрологического метода, позволявшего учитывать специфику различных природных, природно-техногенннх и техногенных ландшафтов при анализе формирования водного стока и ел ка химических вецеств на водосборе, а такге роль их генетических а ставляицих;

- дифференцированная и комплексная оценки роли отдельных источников антропогенного загрязнения речных вод, вклвчая рассеянное поступление загрязнявших вецеств с водосбора;

- балансовый ландвафтно-гидрологический подход" к расчетам снив;

I ' \;:

ния загрязненности речных вод от конкретных источников для поддерг, ния заданного качества воды по составу химических вецеств.

Теоретические и методические разработки дали возкогность выяви ряд природных и антропогенных закономерностей формирования хиничес кого состава речных вод, оценить роль таких малоизученных источник загрязнения речных вод как урбанизация и загрязненные атмосферные осадки, транзит загрязнявших вецеств по рекам.

Установлено, что воздействие антропогенных источников поступлю

ния загрязпяицих иоцисти и реки сопоставимо с природным влиянием.Пи-нос минеральных солей с речным стоком возрос в 2 раза по сравнении с "доантропогенныы" периодом. Вместе тем увеличение содержания загрязнявших веществ в речных водах не привело к изменении реакции соды, которая для преобладающего числа рек близка к нейтральной, природной.

Влияние широтной ыакрозональности И ландиафтцо- климатической зональности в формировании химического состава речных под ппогдейи-вается в настоящее время во всех районах, где отсутствуют крупные локальные источники загрязнения.

Выявлено, что в условиях, близких к природным, в гумидных районах вынос легко нигрируицих попов (на примере'сульфатов) преобладает над поступлением их с атмосферными осадками, в аридных районах преобладает накопление. Для металлов ( на примере свинца ) и веществ антропогенного происхождения ( пестициды ) наблюдается существенное преобладание поступления из атмосферы над выносом с речным стокам как для гунидных так и для аридных районов.

Техногенизацил ланднафтов приводит к формировании на их территорий больного количества загрязняющих веществ, выносимых б основном с поверхностным стокоы в реки. Этот источник загрязнения речных вод станет приоритетный в блигайсей перспективе. В настоящее время за счет повехностного стока с урбанизированных территорий загрязненность рек по комплексу показателей ( преяде всего органическим веществам и нефтепродуктам ) иозет возрастать в 2-3 раза в половодье и паводки.

Вклад загрязненных атмосферных осадков в содержаний г.ульфатпк в речных водах в целом на территории бывшего СССР составляет около 20%, изменяясь в бассейнах отдельных крупных рек от 10 до 307..

Ландпафтная неоднородность структуры водосборов и пространственная вариация техногенной нагрузки приводит к тому , что п пределах одной природной зоны вклад городов в суммарное загрязнение рек изменяется для сульфатов и азота ( от 1 до 407. ), вклад сельского хозяй-

ства от 10 до 25% по сульфатам и от 40 до 902 по минеральному азот Результаты апробации разработанной методологии в различных per онах территории быввего СССР показали, что вклад рассредоточенных источников загрязнения речного стока снияается в аридных районах, связи с преобладанием накопления загрязнявших вецеств на водосборе над выносом их с водным стоком в реки. 'Приоритетную роль загрязнен речных вод в этих районах играет сосредоточенные сбросы С в том чие сбросы коллекторно-дренааной сети ) и транзит загрязнения.

Разработанная методология применима для различных по плоцади речных бассейнов и административных территорий всех рангов и моает быть адаптирована к действующим и вновь вводимым нормам и регламен там в области регулирования качества речных вод.

С0ДЕР2АНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. КОНЦЕПЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА РЕЧНЫХ ВОД.

1.1. Ланднафтно- гидрологический балансовый метод исследован -----химического состава речных .вод.

1.2. Метод комплексной укрупненной оценки загрязненности реч ных вод.

1.3. Иетод расчета снижения загрязнения от конкретных источн ков с цельп поддераания заданного качества речной воды

( по химическому составу ). ГЛАВА П. КРУПНОМАСШТАБНАЯ ОЦЕНКА ВКЛАДА АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ . ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕЧНЫХ ВОД.

2.1. Вынос минеральных солей с речным стоком в условиях антр погенной деятельности.

2.2. Влияние атмосферного загрязнения на закисление поверхно тных вод.

ГЛАВА Я.-ПРИМЕНЕНИЕ ЛАНДЯАФТНО-ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО МЕТОДА В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПРИРОДНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА РЕЧНЫХ ВОД.

3.1. Влияние клииатнческой зональности на формирование химического состава речных вод в условиях антропогенной деятельности.

3.2. Внутризональнне ландзафтно-кликатические закономерности Формирования хикического состава речных вод ( на призере сульфатов

3.3. Генетическая связь грунтовых и речных вод.

ГЛАВА IU. ИЗУЧЕНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ХИШЕСШ СОСТАВ РЕЧНЫХ ВОД.

4.Î. Типы источников загрязнения речных вод.

4.2. Влияние урбанизации на речной сток и его загрязнение.

4.3. Роль загрязненных атмосферных осадков в форыкрозанил химического состаза речных вод.

4.4. Оценка транзита загрязнения речного стока.

ГЛАВА U. БАЛАНС ЗАГРЯЗНЯВШЕГО ВЕЩЕСТВА В РЕГИОНЕ ( НА ПРИМЕРЕ Н1ШЕ_

РАЛЫЮГО АЗОТА ). ГЛАВА UI. ОЦЕНКА ВОДНОГО СТОКА И СТОКА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЦЕСТВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ АДМИНИСТРАТИВНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ЕДИНИЦ. G.I. Промышленное предприятие с территорией.

6.2. Город и его функциональные зоны.

6.3. Регион и отдельные природные природно-техногенные и техногенные ландалфти.

ГЛАВА Un. СНИЯЕНИЕ- ЗАГРЯЗНЕННОСТИ РЕКИ EEKIIA В РАЙОНЕ ГОРОДА ЧЕРЕПОВЦА. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. ПРИЛОЖЕНИЯ.

- 44 -

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ

1.. Питание подземными водами рек Европа //-• Известия ВГО, 13G3, К 5.- с. 458-4G2

2. Водный баланс Европы //-

Ь'оиография АН СССР.Институт географии - Советский геофизический комитет. - Носква, 1971. с.1-140

—3. Структурные особенности-водного-баланса //--

Известия АН СССР,серия геогр.,1973. с. 111—115

4. Аналитическая модель структуры водного баланса //Водные ресурсы, 1374, N 5. - с.111-115

5. Влияние города на водный баланс территории //Вопросы антропогенных изменений водных ресурсов. - Яосква,1376. с. 125-133

6. Преобразование водного баланса территории г. йосквы //Известия АН СССР.серия геогр..1376. N 3.- с. 52-G0 -

( соавтор Львович к'.К.)

7. Гидрологическая роль урбанизации //Вопроса географии, 197G, Н 102.- с. 37-45

8. Водный баланс городской территории и его влияние на окру-«авцуа среду //Гидрологические аспекты урбанизации, КФГО. - Москва, 13?0. -с. 15-20 :/,.

3. Антропогенные изменения ресурсов повехностных вод Курской области //Географические аспекты взаимодействия в системе человек-природа. -Курск, ИГ АН СССР, 1973. -с. 133-207 - (соавтор ЧерлыЕев Е.П.)

10. Исследование распределения концентраций загрязнявцих веществ в поперечном сечении потока. //- Труды ИПГ, вып. 44 -Москва, 1301. - с. 22-25 - С соавторы Оикинеева Е.О. и др.)

- 45 -

11. О статистических связях мегду показателями качества

■ воды в реке Оке //- Труды ИПГ, вып. 44. - Москва, 1001.

- с. 16-22 -( соавторы Носов A.D. и др.)

12. Методика прогноза рационального использования и охрани под //- Нинводхоз СССР- Госкомгидронет, Носква-Хлрькоп, 1301. -с. 1-72 -( соавторы Быц И.Д. и др.).

13. Некоторые методы пространственного обобщения материалов гидрохимических наблюдений // - Вопросы контроля загрязнения природной среды. Гидрометеоиздат, 1981. - с; 14-23 - • ( соавторы Бреслав Е.И. и др.)

14. Нетод анализа территориального распределения качества воды как многомерной величины // -

. Качество повехностных вод в системе водосбор-река, водохранилище. -НФГО.Иосква, 1901. - с.\Oi~iJl - (соавтор Брсс-лав Е.И.)

15. Анализ распределения загрязнения по длине реки низе сброса сточных вод (на примере реки Оки). //Труды ИПГ, вып. 44. - Иосква, 1981. -с. 27-32 - (соавтора Аппель 11.В. и др.)

16. Слияние урбанизации на качество пиверхност^ого стока с территории города. // -Географические аспекты гидрологических исследований и использование водных ресурсов. -КФГ0, Москва, 1332. - с. 143-102

17. Нетодические вопросы прогнозирования водшм ресурсов и охрана поверхностных вод

// -Водные ресурсы , N 4, Коскпл, 1ПЯ4. - i57—1GО

- ( соавторы Брослав F..И. и др.)

13. Обоснование приоритетов по степени относительной опасности загрязнения водных бассейнов с учетом экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением водной :-ды. // - Тезисы докладов XXVIII Всесоюзного гидрохи-

- 40 -

нического совецания "Процессы формирования химического состава природных вод в условиях антропогенного воздействия", Госконгидронат— Ростов-на-Дону, 19П4.- с.127-129 -( соавторы Гасилина Н.К. и др).

19. Методические рекомендации по составлении проблемного раздела "Охрана окрукащей среды.' Комплексная программа научно-технического прогресса СССР" // - £111 СССР, ГКНТ "Научный созет по проблемам научно-технического и социально-экономического прогнозирования" - ¡¿осква, 1985. -с. 1-214 - С соавторы Ровиский Ф.Я. и др).

V '

20. Роль снесного покрова в загрязнении сульфатами поверхностных вод. // - Метеорология и гидрология, К 5, 1985 -

• Л.,1905 -с.'108-111 - (соавторы Бреслав Е.И. и др).

21. Использование показателей экономического уцерба от загрязнения повехностных вод для оценки их качества и прогнозирования. //- Тезисы докладов УП Всесовзного симпозиума по современный проблемам прогнозирования, контроля качества воды водоемов и озонирования. // - Таллин, 1935. -

с. 75-77 - (соавторы Гасилина Н.К. и др).

22. Содергание растворенного в воде кислорода на реках, под-верейных активному антропогенному воздействия.

// - Загрязненность природной среды (изучение и контроль), Гидр'ометеоиздат, Л. 198В. - с. 120-127

23. Влияние антропогенных выпадений сульфатов на природную минерализацию повехностных вод .европейской территории СССР. // - Мониторинг фонового загрязнения природных сред.

: Вып. 3. Гидрометеоиздат, Л. 1986. - с. 1Б2-168

24. Оценка составлявших цикла азота на территории Эстонской ССР. // - " Мониторинг фонового загрязнения природных сред". Выпуск 4, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1987. - с. Р.5П-205 -(соавтор Кухаиедганова Д.Ф. !.

- 47 -

25. Оценка объема повехностного стока в Москве. // -Труда ЦВГКО, вып. 13 (2), "Охрана окруаашщей среды Носквы и Московской обл.", Гидрометеоиздат, Москва, 1307. - с. СО-09 - (соавтор Михлин fl.fi.)

20. Результаты расчета экономического ущерба от загрязнения природной среды Латвийской ССР. // - Тезисы докладов ЯЛХ Всесоюзного гидрохимического совещания "Состояние и перспективы развития методологических основ химического и биологического мониторинга поверхностных вод суии" - Ротов-на-дйну. - с. 153-154 - (соавторы Берг П.И. и др.)

27. Временные методические рекомендации по прогнозированию химического состава поверхностных вод с учетом перераспределения стока. // - Гидроиетиздат, Ленинград, 1988. - с. 1-56 - (соавторы Илименко О.А. и др.)

28. Пути дальнейаего совериенствования иетодико-информацканной базы долгосрочного прогнозирования качества поверхностных вод. // - Труды ИПГ, вып. 73 "Методические вопросы долгосрочного прогнозирования уровней загрязнения природных сред" - Гидрометеоиздат, Москва, 1989. - с. 25-30 -(соавторы Бреслав Е.И. и др.)

29. Оценка состояния загрязнения поверхностных вод региона с позиций экономического уцерба. // - Труды ИПГ, "Оценка современного и прогнозного состояния природной среди", Гидрометеоиздат, Иосква, 1990. - с. 100-103 -(соавторы Перельмутер Я.А. и др.)

30. Мониторинг закисления поверхностных вод в западных районах РСФСР. // - Мониторинг фонового загрязнения природных сред. вып. б - Л: Гидрометеоиздат, 1990. - с. 175-179 -(соавторы Фридман З.Д. и др.)

31. Баланс загрязняющих вецеств в речных районах некоторых фоновых районов СССР. // - Мониторинг фонового загрязнения природных

- 48 -

сред. вып. 6 - Л: Гидронетеоиздат, 1990. - с. 171-175 -(соавторы Петрухин В.П. и др.)

32. Баланс сульфатов в поверхностных водах Эстонской ССР. // -Мониторинг фонового загрязнения природных сред. вып. С - Л: Гидронетеоиздат, 1990. - с. 186-193 - (соавторы Иухамедка-нова Л.Ф.)

33. Перспективы развития методики долгосрочного прогнзировлния качества речных вод. // - Труды и Всесовзного гидрологического съезда "Качество вод и научные основы их охраны", т, 5 1 Л: Гидронетеоиздат, 1991. - с. 80-90 - (соавторы Бнц И.Д.

И —' —-

34. 'Закономерности формирования баланса сульфатов в речных водах. // - Труды и Всесовзного гидрологического съезда "Каче.ство вод и научные основы их охраны", т. 5 - Л: Гидроыетеоиздат,

1991. - с. 196-199 - (соавтор Бреслав Е.И.)

35. Влияние атмосферного загрязнения на закисление поверхностных вод. // - Географо-гидрологические исследования К: МЦГ0,

1992. - с. 130-139

36. Качество речных вод СССР. // - Труды Ленинградского политехнического университета, 1992, в печати.

37. Формирование минерализации речного стока России в условиях антропогенной деятельности, // - Материалы мездународного симпозиума "Проблемы зкоинформатики", Звенигород, 19П2.

- с. 172-176 - (соавтор Моииаивили Л.Д.1

38. Источники и причины загрязнения рек Московской области.

// - Материалы международного симпозиума "Проблемы зкоинформатики", Звенигород, 1992. - с. 169-172

39. Качество воды малых рек Московской области. // - Малые реки России. МЦГ0, 1933. -в печати - (соавторы Горелова Л.П.

и др.)

40. Генетическая связь поверхностных и грунтовых вод в бассейне

- 49 -

реки Иедвенка. // - Малые реки России. НЦГО, 1333. - п печати - (соавторы Биллер И.А. и др.)

41. Закономерности формирования выноса сульфатов с речным сто-, ком. // - Известия Российской Академии Наук. Серия географическая. -1333. - в печати.

42. Hater resources of Europe. // Bulletin pf the IASII, Пе-ceaber N 6, 1970. - p. 66-77

43. Hater balance of Europe. // - The oain balance features of the continents, - Koscou , 1371. Труды Международного географического конгресса.Москва, 1971. - р. 1-26

44. The water resources of Europe and ways to cosibat their pollution in the future. // - Studies in geography in Hungary, Akadeaiai Kiado, Budapest,1374. - p. 1-24 -

С with Lvovich H.I.)

45. Hater resources pages 43-54. // - in "Moscow-capital of the USSR", Progress, 1976 - Вопросы антропогенных изменений водных ресурсов. Москва, 1376, Прогресс. - р. 43-54

46. The uater. balance of Moscow. // - Effect urbanization and industrialization on hydr regiae and water quality, 1377. Aasterdaa. - p. 48-51 - (with Lvovich X.I.)

47. Flatlands with show and ice. Huaid tesperate flatlands. (la the book "Coaparative hydrology") // - "Comparative hydrology an ecological approach to land and water resources" UNESCO, 1383, Printed in France. - p. 1-479.

- (with Falkeaark H. and ofhers)

48. The ispact of Recreation In the Black Sea Region on Surface Sea Hater Quality-Sochi Case Study. // - Geojounml 27.2. 1332 (june) by Kluuer Acadcmic Publishers. - p. 17.1-15-1.

I.

Подписано в почать 11.06.1393г. Зак.99 Тир.100 Сделано в ИПГ, г.Москва, Ростокинская ул., д.9