Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоэкологическая оценка пресных подземных вод Северо-западного региона России

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Кузьмицкая, Ольга Владимировна

Введение.

1. Развитие экологических и экономических исследований в гидрогеологии.

2. Методика сравнительной оценки потребительских свойств участков недр, содержащих пресную воду. оценка качества воды. оценка защищенности. оценка эксплуатационных возможностей. итоговая оценка.

3. Районирование территории северо-запада России.

Северо-западное крыло Московского артезианского бассейна.

Балтийский гидрогеологический массив.

Северо-Двинский артезианский бассейн.

Северо-восточная группа гидрогеологических структур.

4. Геоэкологическая оценка подземных водных объектов на территории Северо-западного региона России и рекомендации по применению ее результатов.

Ленинградская область.

Северо-западный федеральный округ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэкологическая оценка пресных подземных вод Северо-западного региона России"

В последние годы в России кардинально изменилось отношение общества к использованию подземных вод. С одной стороны, произошла полная перестройка структуры управления водными ресурсами, вступила в силу новая нормативно-правовая база водопользования, введен жесткий многоступенчатый контроль за загрязнением. С другой стороны, усилилось влияние идей научного природопользования на развитие гидрогеологических исследований, появились новые способы обработки и представления информации. Однако, механизм реализации экологической политики еще не отлажен. В стадии разработки находится «Экологическая программа Российской Федерации». Сказанное в полной мере относится и к проблеме рационального использования подземных вод.

Начавшаяся инвентаризация природных ресурсов требует проведения их экологических и экономических оценок. Актуальными в последнее время являются оценочные исследования и в связи с необходимостью дифференциации цен на воду, изменением порядка лицензирования и контроля состояния водных объектов, развитием региональных программ природопользования.

Практика воплощения экономических оценок в систему платежей, стратегию государственного регулирования потребления ресурсов, показывает, что базовые экономические расчеты, вопреки официально заявленной позиции, не учитывают различий в природных свойствах подземных вод. Наряду с этим, методы представления эколого-гидрогеологической информации не реализуются при решении задач природопользования, не используются при экономических расчетах. Следовательно, разработка метода интегральной оценки потребительских свойств подземных вод, объединяющая естественно- и общественно-научный подходы, является насущной необходимостью.

Решению этих проблем на примере ряда областей Северо-Западного региона России посвящена настоящая работа.

Цель данной работы состоит в создании и опробовании метода геоэкологической оценки пресных подземных вод. Под геоэкологической оценкой понимается комплексная рейтинговая оценка участков недр, содержащих пресные подземные воды, с учетом важных для потребителя их природных свойств. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- Анализируются подходы к оценкам водных объектов в исторической ретроспективе. Существующие способы оценки рассматриваются с точки зрения возможностей их применения к описанию потребительских свойств пресных подземных вод.

- Обосновывается выбор факторов, определяющих потребительские свойства подземных водных объектов, придающих им различную значимость для жизни настоящего и будущих поколений. Определяется вес каждого из факторов в общей оценке.

- Создается методика комплексной оценки потребительских свойств участков недр, содержащих пресную воду.

- Разрабатываются классификации для региональной оценки качества, защищенности, эксплуатационных возможностей водоносных горизонтов. Создаются оценочные шкалы по каждому из выделенных факторов. Выбирается метод соотнесения рейтингов классификации с разрядностью шкал.

- Производится специальное гидрогеологическое районирование ряда областей Северо-западного региона России.

- Исследуются возможности применения предлагаемой методики оценки водных объектов к представлению гидрогеологической информации различного уровня обобщения.

- Приводятся примеры использования результатов оценки при решении практических вопросов рационализации природопользования на Северо-западе России.

Научно-теоретическая значимость исследования состоит в обобщении фактического материала по пресным подземным водам обширного региона за последние 30 лет, выявлении и оценке природных факторов, влияющих на потребительские свойства подземных водных объектов. Сравнительная характеристика гидрогеологических условий в пределах выделенных участков недр показывает зависимость распределения химических и физических параметров водоносных систем от антропогенной нагрузки (в частности, величины водоотбора).

Гибкость предлагаемой методики позволяет учесть неограниченное число природных факторов.

Работа имеет практическую значимость. Постановка данного исследования вызвана необходимостью усовершенствовать ценовой механизм новой экологической политики России. Отсюда вытекает востребованность результатов работы. Геоэкологическая классификация позволяет провести дифференцированную оценку стоимости подземной воды, принадлежащей разным источникам, а также определить общую стоимость подземных вод как элемента природного богатства страны. В последнем случае за денежную размерность единицы объема пресной воды низшей категории должна быть принята цена мирового рынка.

Поскольку дифференциальная водная рента в виде рентных платежей в настоящий момент отдельно не взимается, то различия в природных свойствах источников приходится учитывать в нормативах платежей за право пользования. Единой утвержденной методики такого учета не существует. Областные администрации по-разному подходят к решению вопроса о дифференциации платежей. В распоряжении губернатора Санкт-Петербурга от 18.09.98 № 940-р при расчете ставок учитывается только гдовский горизонт, как содержащий более ценную воду по сравнению с остальными источниками. Классификация потребительской значимости пресных подземных вод показала, что этот горизонт не является самым ценным потенциальным источником подземных вод в окрестностях города. Следовательно, существующую таблицу нормативов платежей необходимо изменить, включив в нее список категорий воды всех эксплуатируемых горизонтов. В работе содержатся и другие примеры применения геоэкологической оценки подземных вод к управлению использованием ресурсов.

Текст диссертационного исследования разделен на четыре тематических раздела, снабжен списком литературы из семидесяти четырех названий, рисунками в количестве восьми штук и пояснительными таблицами в количестве тридцати девяти штук.

Первая глава посвящена обобщению предыдущего опыта оценочных исследований в гидрогеологии и выбору оптимального способа дифференциации потребительских качеств подземных вод. Особое внимание уделяется методикам экономической оценки и способам качественной оценки геосистем. Во второй главе рассматриваются базовые принципы и технология выполнения сравнительной оценки потребительских свойств подземных вод. Используются региональные подходы. Приводятся классификации качества подземных вод, их защищенности, эксплуатационных возможностей, доступности для извлечения, наличия альтернативного варианта - поверхностных водотоков. Каждая из классификаций позволяет дать экспертную оценку по рейтинговой шкале. Сумма рейтингов по всем факторам определяет окончательную оценку объекта. Далее описываются гидрогеологические условия и ситуация с водоснабжением из подземных источников ряда областей Северо-Западной России с целью определения границ оценочных зон (объектов). Четвертая глава посвящена классификации объектов согласно принятой методике оценки потребительской значимости подземных вод и анализу результатов. Приводятся примеры применения классификации к решению некоторых экономических задач. По ценам мирового рынка с помощью выделенных категорий подземных вод может быть установлена их стоимость как природного богатства страны. Та же система коэффициентов позволяет определять муниципальные нормативы платы за воду, а при наличии рассчитанной величины замыкающих затрат - давать региональную дифференцированную экономическую оценку подземных источников. Карты потребительской ценности подземных вод могут служить основой планирования размещения производства при создании перспективных программ природопользования в регионе.

Работа проводилась в два этапа. На первом этапе осуществлялось изучение тематической литературы и сбор фактического материала. В работе использовались отчеты по изучению качества подземных вод на территории Ленинградской, Псковской, Новгородской, Мурманской, Вологодской областей и республики Карелия за 1989-1994 гг. (1-4), «Таблица учета месторождений пресных подземных вод по Ленинградской, Псковской и Новгородской областям за 1993г.» из фондов СевероЗападного Регионального Геологического Центра, база данных кафедры гидрогеологии Санкт-Петербургского Государственного Университета, отчеты региональных Департаментов природных ресурсов и другие материалы. В работе использована опубликованная и фондовая литература по гидрогеологии, экономике и статистике большого числа авторов, в том числе: Антонова В.В., Бисваса А., Воронова А.Н., Гольдберга В.М., Григорьева Е.Г., Зекцера И.С., Ковалевского B.C., 7

Кульского JI.A., Левальда Х.А., Морокова В.В., Пачинского Б., Пономарева В.П., Рахманина Ю.А., Сеннова А.С., Сергеевой Г.И., Тихомирова В.В., Тюткова А.В., Хованова Н.М., Чернышевой И.В., Шалабина Г.В., Шварца А.А., Эльпинера Л.И., Язвина Л.С.

На втором этапе осуществлялась теоретическая часть исследования и проводилась систематизация фактических данных согласно принятому методу геоэкологической оценки пресных подземных вод.

Проделанная работа позволила сделать важные выводы и наметить направление дальнейших исследований в области учета различий в природных свойствах подземных водных объектов для их экономической оценки.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Кузьмицкая, Ольга Владимировна

Заключение

Предлагаемая методика оценки потребительских свойств подземных вод является инструментом обобщения гидрогеологических параметров. Исследование современных направлений экономики подземных вод, а также анализ природных условий Северо-западного региона России, проведенный на основе разработанной методики, позволяют сделать следующие выводы:

1. Для учета различий в природных свойствах подземных источников водоснабжения при экологическом налогообложении в России необходимо принятие единой комплексной методики их геоэкологической оценки.

2. Основным методологическим принципом геоэкологической оценки должно быть суммирование рейтингов по главным влияющим факторам - качеству воды, ее защищенности от загрязнения и эксплуатационным возможностям горизонтов.

3. При оценке факторов применимы только методы региональных исследований. Соответствующие классификации необходимо адаптировать для применения к пресным подземным водам, заключенным в разнообразных коллекторах, а способы обработки фактического материала ориентировать на определение среднестатистических параметров.

4. Результаты проведения эколого-экономической оценки подземных вод на территории Северо-западного региона России устанавливают иерархию водных объектов и могут применяться для решения различных экономических задач, обеспечивая рациональное природопользование в регионе. Сравнительная оценка потребительских свойств пресных подземных вод может применяться на федеральном и областном уровнях. На территории Ленинградской области наилучшими потребительскими свойствами обладают подземные воды ломоносовского горизонта, ордовикского комплекса в районе его залегания под девонскими отложениями, а также протерозойские и девонские горизонты, распространенные в крайней северо-восточной части области. Большую роль в присвоении этим горизонтам высокой итоговой оценки сыграла их хорошая защищенность от загрязнения. Кроме того, в северо-восточных районах Ленинградской области водоносные горизонты не испытывают интенсивной техногенной нагрузки, их качественные и количественные характеристики не изменены хозяйственной деятельностью людей. Относительно высокий рейтинг всех девонских водоносных горизонтов показывает, что они обладают большим потенциалом для хозяйственного использования. Наименьшей потребительской ценностью обладают подземные воды в густонаселенных районах Ленинградской области - на Ижорском плато и Карельском перешейке. Низкие рейтинги водоносных горизонтов, сложенных карбонатными породами, как ордовикского возраста на западе области, так и нижнекаменноугольного на востоке, объясняются их интенсивной современной эксплуатацией и отсутствием водонепроницаемых отложений в кровле горизонтов. Оценка федерального масштаба показала, что наиболее ценными ресурсами подземных вод на северо-западе России обладают котлинский, ломоносовский горизонты и саргаевско-даугавская серия Ленинградской области, верхнепермские отложения Вологодской области, девонские, юрские и меловые отложения Республики Коми. При сравнении результатов оценки двух уровней обобщения выяснено, что водоносные горизонты, являющиеся ценным потенциальным источником водоснабжения в пределах отдельно взятой области, имеют такое же значение и в масштабе всей федерации. Однако, обратное не всегда верно. Например, подземные воды верхнедевонских отложений в целом имеют высокий рейтинг в масштабе страны. При детальном рассмотрении в пределах Ленинградской области среди верхнедевонских отложений выделяется участок, относящейся к более низкой категории.

На основании сделанных в результате работы выводов могут быть даны следующие рекомендации. Во-первых, в экономике природопользования, как ни в одной другой научной отрасли, важна взаимная осведомленность специалистов. Разработку экономических механизмов регулирования использования подземной гидросферы необходимо проводить с привлечением экологов и гидрогеологов. Во-вторых, дальнейшие исследования в области гидрогеологического обоснования экономических расчетов должны быть направлены на автоматизацию процесса оценки с помощью ГИС-технологий.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Кузьмицкая, Ольга Владимировна, Санкт-Петербург

1. Отчет по изучению основных очагов загрязнения подземных вод на территории Ленинградской, Псковской и Новгородской областей за 1989-1991 гг. в 4-х кн. Отв. исп. Сергеева. Г.И. Фонд. №26145 СЗРГЦ.

2. Информационный отчет о результатах работ по изучению качества подземных вод на территории Республики Карелия в 1992-1994 гг. Отв. исп. Бройко О.М. Фонд. № 26523 СЗРГЦ.

3. Отчет по изучению качества подземных вод в районах потенциальных источников их загрязнения на территории Мурманской области в 1989-1990 гг. Отв. исп. Пягай Н.И. Фонд. № 26143 СЗРГЦ.

4. Контроль за охраной подземных вод на территории Вологодской области РСФСР. Отчет о результатах работ по изучению качества подземных вод в районах потенциальных источников их загрязнения по Вологодской области за 1989-1990 гг. Фонд. № 26140-1 СЗРГЦ.

5. Экономика природопользования. Под ред. Н.В.Пахомовой и Г.В.Шалабина. / Л: СпбГУ, 1983.

6. Кульский Л.А. Очистка природных вод./ Киев: Наукова думка, 1967.

7. G.M. Adorni, М. Battaglia and P. Bonfanti. Groundwater quality classification and mapping: The Palermo Plan, NW Sieily, Italy. // Groundwater in the Urban Environment. Volume 1: Problems, Processes and Management. / Balkema. Rotterdam, 1997.

8. Пачинский Б. Валоризация подземных вод: обоснование их рационального использования и охраны. // Международный симпозиум Гидрогеологическое картирование и мониторинг подземных вод в Балтийских странах. Латвия. / Паланга, 1992.

9. Ю.Гольдберг В.М., Мелькановицкая С.Г., Лукъянчиков И.М. Методические рекомендации по выявлению и оценке загрязнения подземных вод. / Москва: ВСЕГИНГЕО, 1990.1 l.D. Ball. GSI Groundwater newsletter. Ed. D. Daly. 1993.

10. Рахманин Ю.А. Михайлова Р.И. О совершенствовании санитарного законодательства и контроля в области гигиены питьевого водоснабжения. // Гигиенические аспекты опреснения воды. Ред. Г.И.Сидоренко, Ю.А.Рахманина. / Шевченко,1988.

11. Эльпинер Л.И., Чупис А.В. Панасовский Ю.В. Социально-экономические вопросы использования водных ресурсов. / Москва: Наука, 1992.

12. Эльпинер Л.И. Зекцер И.С. Междисциплинарный подход к оценке условий использования подземных вод для питьевых целей. // Водные ресурсы. Т. 26 № 4, 1999.

13. Тихомиров В.В., Безруков П.С. Защищенность, уязвимость подземных вод, их выражение при картировании. // Геология, 2, МГУ, 1995.

14. Басков Е.А. Суриков С.Н. Учителева Л.Г. Принципы и методы обзорного эколого-гидрогеохимического картографирования. // Всесоюзная конференция "Методология экологического нормирования", Харьков, 16-25 апр. 1990.

15. Ковалевский B.C. Концепция и принципы эколого-гидрогеологического районирования и оценок состояния территорий. // Водные ресурсы , т.21. №1, 1996.

16. Ковалевский B.C. Методология эколого-гидрогеологических оценок состояния территории. Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря, международный научный семинар. СПб, 21-25 июня 1993г. Тез. докл. / СПб, 1993.

17. Лисенков А.Б. Эколого-гидрогеологическое районирование на базе интегральных показателей. // Многоцелевые гидрохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и охраной подземных вод. Тез. докл.,/ Томск, 1993.

18. Порядин Л.Ф. Экологические факторы питьевого водоснабжения. // Водоснабжение. № 4, 1998.

19. Затеева З.Г. История платы за воду в СССР. // Рентные платежи в СССР. / М, 1974.

20. Методика определения платы за воду при ее использовании отраслями народного хозяйства. 1969.

21. Методические указания по расчету тарифов на воду, забираемую промышленными предприятиями из водохозяйственных систем (подземных источников). / М: Минводхоз,1984.

22. Барулин С.В. К вопросу о развитии платности водных ресурсов. // Водные ресурсы. Т5, 1988.

23. Быстрицкая Н.С. Плата за воду и хозрасчет в водном хозяйстве. // Водные ресурсы. Т5, 1988.

24. Ярох А.И. Концепция управления охраной водных ресурсов. // Водные ресурсы. Т1, 1990.

25. Кречетов Л.И. Системы экономического стимулирования водоохранной деятельности предприятий. 1.Платежи. // Водные ресурсы. Т4, 1991.

26. Мирцхулава И.Е. Прогноз динамики загрязнения водных объектов. // Водные ресурсы. ТЗ, 1990.

27. Язвин Л.С. Зекцер И.С. Ресурсы пресных подземных вод России (современное состояние, перспективы использования, задачи исследования). // Водные ресурсы. Т23, N1, 1996.

28. Методические рекомендации по определению платы за водные ресурсы. Гос. ком. СССР по охране природы. /М: Б.и. 1990.

29. Гофман К.Г. Экономическая оценка природных ресурсов в условиях социалистической экономики. / М: Наука, 1977.

30. Киселев A.M. Замыкающие затраты в системе оптимизации природопользования. // Экономические проблемы природопользования. / М: Наука, 1985.

31. Чернышева И.В, Кузьмицкая О.В, Сеннов А.С. Экономическая оценка подземных вод северо-запада Ленинградской области. // Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря. Международный научный семинар. Тез. докл. СПб 21-25 июня 1993 года. / СПбГУ, 1993.

32. Соколов Н. Цены и оценка природных ресурсов. // Вопросы экономики, Т2,1988.

33. Готовцев А.В. Проблема адекватности целевых функций при оптимизации систем водоснабжения. // Материалы международного конгресса "Вода: экология и технология", Москва, 6-9 сент. Т4, 1994.

34. Тютков А.В., Мороков В.В Экономическая оценка подземных водных источников Урала. / Свердловск, 1983.

35. Левальд Х.А. Экономическая эффективность добычи пресной подземной воды. / М: Недра, 1990.

36. Мамед-заде И.М., Ф.С.Оруджалиев. Экономическая оценка водных ресурсов Азербайджанской республики. Обзорная информация. / Баку, 1991.

37. Горшенин А.П., Ильин А.Ф. Совершенствование методов управления городским водным хозяйством. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». Тезисы и доклады. / Москва, 2000г.

38. Парахонский Э.В., Парахонский М.Э. Эколого-экономическое обоснование обеспечения населения Вологодской области питьевой водой. / Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». Тезисы и доклады. / Москва, 2000.

39. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. Ред. А.С. Баев, Н.Д. Сорокин. / СПб, 1999.

40. Пономарев В.П. Опыт определения платы за пользование подземными водами в Приморском крае. // Материалы международного конгресса "Вода: экология и технология" т.4: Экономико-правовые аспекты водопользования. / М, 1994.

41. Системный подход к управлению водными ресурсами. Ред. А. Бисвас. / М: 1985.

42. Commincs К.С., Lansford R.R. Growndwater economics: Select.Pap. UN Simp., Barselona, Oct. 19-23, 1987. Ed. Custodio E., Gurgui A. / Amsterdam ect. Elsevier,1989.

43. Faro E.,Brewster M.M. Issues in ground-water economics. // Growndwater economics: Select. Pap. UN Simp., Barselona, Oct. 19-23, 1987. Ed. Custodio E., Gurgui A. / Amsterdam ect. Elsevier, 1989.

44. Downing R.A. Some aspects of the economics of groundwater conservation and protection. // Growndwater economics: Select. Pap. UN Simp., Barselona, Oct. 1923, 1987. Ed. Custodio E., Gurgui A. / Amsterdam ect. Elsevier, 1989.

45. Sahuguillo Andres. Economic aspects of the conjunctive use of ground and surface water. // Growndwater economics: Select. Pap. UN Simp., Barselona, Oct. 19-23, 1987. Ed. Custodio E., Gurgui A. / Amsterdam ect. Elsevier, 1989.

46. Григорьев Е.Г. Экономический механизм территориального водопользования./ М: Наука, 1994.

47. Whipple William, Van Abs Daniel J. Principles of a ground-water strategy. // Water Resour. Plann and Management. N4, 1990.

48. Востокова Л.Б. Якушевская И.В. Бонитеровка почв. / МГУ, 1979.

49. Григорьев Е.Г. Методологические проблемы платности водопользования. // Материалы международного конгресса "Вода: экология и технология" Москва, 6-9 сент. 1994. Т4: Экономико-правовые аспекты водопользования. / М, 1994.

50. Водный кодекс Российской Федерации. 1995.

51. Инструкция по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод к месторождениям питьевых и технических вод. / М: Изд-во Управления делами совета министров СССР, 1984.

52. Кочетков М.В., Куренной В.В., Пугач С.Л., Язвин Л.С. Экология подземных вод. // Геологические исследования и охрана недр: обзор. Ред. Г.С Вартанян. / М: А.О. «Геоинформмарк»,1994.

53. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.559-96. Госкомсанэпиднадзор России. /М, 1996.

54. Воронов А.Н. Шварц А.А. К вопросу об оценке качества пресных подземных вод. // Вестник С-Петербургского университета, сер.7, Вып.4, 1994.

55. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды. Справочный материал. / СПб: АО НПП "Буревестник" Научно-технический центр "Амекос" 1994.

56. Воронов. А.Н. Шварц. А.А. Новые экологические аспекты оценки качества пресных подземных вод. // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология.

57. Кирюхин В.А., Короткое А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия. / М: Недра, 1993.

58. Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анализа. / Л: ЛГУ, 1977.

59. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. / Л: Гидрометеоиздат, 1987.бЗ.Зекцер И.С., Ковалевский B.C., Джамалов Р.Г. Исследования подземного стока, режима и качества подземных вод. // Водные ресурсы. Т.26 № 5, 1999.

60. Плотников Н.И. Поиски и разведка пресных подземных вод. / М: Недра, 1985.

61. Антонов В.В. Гидрогеологические проблемы недропользования. (Теоретические аспекты). / СПб: Пангея, 1997.

62. Миронов O.K. Оптимальные балльные оценки для составления синтетических карт. // Геоэкология. №3, 1999.

63. Хованов Н.М. Математические основы теории шкал измерения качества. / Л: ЛГУ, 1982.

64. Толстихин. Гидрогеология Европы. / М, 1990.

65. Гидрогеология СССР в 50-ти томах. Ред. Сидоренко. / М: Недра, 1969.

66. Спутник полевого геолога-нефтяника. Ред. Н.Б. Вассоевич. Т2 / Гостопиздат, 1954.

67. Атлас гидрогеологических и инженерно-геологических карт СССР.

68. Атлас геоэкологических карт Северо-западного региона РСФСР. / Л, 1990.

69. Григорьев Е.Г. Хозяйственный механизм территориального водопользования. / М: Наука, 1994.

70. Кульский Л.А. Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов. / Киев, 1972.