Информационное обеспечение оценки экологического состояния средних рек в условиях современной антропогенной нагрузки

Седякин, Валерий Петрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Информационное обеспечение оценки экологического состояния средних рек в условиях современной антропогенной нагрузки
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Информационное обеспечение оценки экологического состояния средних рек в условиях современной антропогенной нагрузки"

ИНСТИТУТ ГЛОБАЛЬНОГО КЛИМАТА И ЭКОЛОГИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ и РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

Седякин Валерий Петрович

Информационное обеспечение оценки экологического состояния средних рек в условиях современной антропогенной нагрузки (на примере реки Проня)

25.00.36,- Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 2004 г.

Работа выполнена в Институте глобального климата и экологии Росгидромета иРАН

Научный руководитель: доктор биологических наук. В.А. Абакумов Официальные оппоненты:

доктор географических наук, Н.И. Коронкевич доктор географических наук, Г.М. Черногаева

Защита состоится « 18» июня 2004 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 002.049.01 в Институте глобального климата и экологии Росгидромета и РАН по адресу: 107258 Москва, Глебовская ул.д.20-б

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН.

Автореферат разослан « 14» мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Ведущая организация: Институт водных проблем РАН

доктор биологических наук

¿006 - у

¿3/76

4 ЯП 400

В соответствии с Водным Кодексом РФ [1995] основными задачами мониторинга водных объектов (МВО) является «...сбор, передача и обработка ... информации в целях своевременного выявления негативных процессов, прогнозирование их развития, предотвращения вредных последствий и определение степени эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий".

Содержание и структура МВО определяется целями и суммой задач, которые формулирует и решает система управления водным хозяйством, отвечающая за обеспечение надежного водопользования при условии сохранения экологического благополучия водных объектов. Водные объекты, как правило, находятся под многофакторным антропогенным воздействием, которое воздействует на биотические и абиотические характеристики водного объекта.

Для эффективного управления необходимо иметь данные о состоянии управляемой системы, которые получают при проведении гидрологических, гидрохимических и гидробиологических наблюдений за водными объектами, а также полную информацию о всех существенных факторах влияния на это состояние.

Данные гидробиологического мониторинга, проводимого в России, могут дать информацию об экологическом состоянии водного объекта, а данные гидрохимического мониторинга - об уровне антропогенной химической нагрузки на водный объект.

Основными задачами гидробиологического мониторинга является оценка экологического состояния водных объектов и качества воды как среды обитания организмов, а также определение экологического эффекта суммарного воздействия антропогенной нагрузки на водные биоценозы.

В настоящее время по существу единственной информацией о воздействии на водный объект являются данные формы 2ТП (Водхоз), которую можно использовать только в разрезе многолетнего планирования. В то же время известно, что сосредоточенные контролируемые источники загрязнения водных объектов дают лишь часть общей химической нагрузки, часто меньшую часть. Данные гидрохимического мониторинга отражают общую нагрузку на водный объект.

Можно констатировать, что в настоящее время отсутствует теория, увязывающая данные комплексного мониторинга водных объектов с данными об антропогенной нагрузке на водные объекты. Можно сформулировать следующие основные задачи, стоящие перед такой теорией:

связь данных гидробиологического мониторинга, которые характеризуют экологическое состоят ными гидрохимического мониторинга;

>ы«огекА С. Петербург

• оценка общей антропогенной нагрузки на водные объекты по данным гидрохимического мониторинга;

• вычленение управляемой (контролируемой) части из общей антропогенной нагрузки;

Без решения сформулированных задач невозможно обоснованное управление водными ресурсами, что обуславливает актуальность темы диссертации.

В качестве объекта исследований был выбран бассейн р. Прони, что вызвано несколькими причинами.

Проня - средняя река (длина 336 км), правый приток р. Оки, имеющая сравнительно однородные природные условия. Она является типичным представителем средних рек России, и данное исследование закладывает методическую основу для перенесения разработанных подходов на широкий класс водных объектов.

В бассейне Прони отсутствует развитая система экологического мониторинга, имеется только 4 створа гидрохимических наблюдений Роскомгидромета, а гидробиологические наблюдения не проводятся совсем. В то же время в бассейне Прони имеется значительное количество источников загрязнения, как сосредоточенных, так и распределенных. Данных службы наблюдения явно недостаточно для выработки суждений об экологическом состоянии участков водных объектов в бассейне Прони и прогнозов изменений этого состояния.

Бассейн характеризуется различным уровнем антропогенной нагрузки, как промышленной, так и сельскохозяйственной, вследствие чего сильно меняется экологическое состояние различных участков. В бассейне наблюдается значительное изменение антропогенной нагрузки по годам, вследствие чего экологическое состояние водных объектов в бассейне за последние 15 лет значительно менялось. Если в 80-е годы отмечалось критическое экологическое состояние многих участков рек Прони, Рановы, Хупты, Верды, то в конце 90-х произошло улучшение этого состояния. В то же время начавшийся в последние годы экономический подъем в Рязанской области, как и в России в целом, может привести к ухудшению экологического состояния водных объектов. Поэтому принятие мер по предупреждению ухудшения экологического состояния является актуальным.

Благодаря проведению детальных натурных исследований в рамках подготовки «Программы возрождения малых рек и других водных объектов Рязанской облас-

ти» в конце 80-х годов собрана достаточно полная информация как о состоянии водных объектов, так и факторах воздействия.

Цель работы: информационное обеспечение комплексной оценки состояния речной экосистемы для повышения эффективности водоохраны, основанное на данных мониторинга и математическом моделировании. Основные задачи:

1. Разработать алгоритм комплексной оценки состояния речной экосистемы на основе математического моделирования;

2. Создать компьютерную базу данных мониторинга;

3. Оценить характеристики антропогенной нагрузки по данным мониторинга и государственной статистической отчетности;

4. Оценить вклад контролируемых (сосредоточенных) и неконтролируемых (распределенных) источников в общую антропогенную нагрузку;

5. Рассчитать уровень антропогенной нагрузки на экосистему реки Проня, для достижения допустимого уровня загрязненности по биотическим признакам;

6. Разработать предложения по повышению эффективности управления антропогенной нагрузкой.

Научная новизна и теоретическое значение.

• Впервые для реки Проня установлена статистически значимая математическая зависимость между данными гидробиологического мониторинга, которые характеризуют экологическое состояние водного объекта, с данными гидрохимического мониторинга, характеризующими антропогенную нагрузку, на основе маркерного подхода.

• Дана оценка уровня антропогенной нагрузки по величине сбросов загрязняющих веществ, исходя из «экологической нормы» для участков реки. ( на основе разделения вклада контролируемых и неконтролируемых источников в общую антропогенную нагрузку).

Практическое значение работы.

Предложен алгоритм и методы его реализации для управления антропогенной нагрузкой, которые могут быть использованы для аналогичных речных бассейнов.

Основные защищаемые положения.

1. Методический подход к комплексной оценке состояния речной экосистемы в условиях интенсивной антропогенной нагрузки

2 Компьютерная информационная система «Экологическое состояние водных ресурсов бассейна реки».

3 Статистически значимые взаимосвязи комплексных гидробиологических показателей и данных гидрохимического мониторинга для реки Проня.

4. Метод и результаты оценки контролируемой и неконтролируемой составляющих антропогенной нагрузки с учетом миграции и трансформации химических веществ в реке.

5 Метод и результаты оценки допустимого уровня антропогенной нагрузки по величине сбросов загрязняющих веществ, исходя из «экологической нормы» для участков реки

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на школе-семинаре по гидробиологическим методам мониторинга Росгидромета (Москва, 2000 г), на семинаре Секции межотраслевых эколого-экономических системных исследований Российской академии естественных наук (Москва, 2002 г.), на семинаре Лаборатории охраны вод Института водных проблем РАН (Москва, 2003 г.), на расширенном научном семинаре Отдела пресноводных экосистем Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН (Москва, 2004 г).

Публикации. По результатам исследований опубликована монография и 8

статей.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 100 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Диссертация содержит 41 таблицу и 23 рисунка. Список литературы включает 88 публикаций, из которых 6 иностранных.

Глава 1. Состояние научного обеспечения мониторинга и водоохраны в бассейнах рек

Дан обзор и оценка современного состояния действующих сетей мониторинга водных объектов В соответствии с Постановлением Правительством Российской Федерации от 25 сентября 2000 г. № 726 предполагалось, что координационная функция мониторинга водных объектов (МВО) должна быть реализована в рамках Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) и ее территориальных подсистем в субъектах Российской Федерации. Однако по ряду причин

работы по созданию ЕГСЭМ в настоящее время фактически приостановлены, и в настоящее время центр работ по развитию комплексных систем МВО переместился на региональный уровень.

Представлено описание современного состояния сети мониторинга водных объектов Росгидромета, регламент выбора параметров состояния водных объектов, требования к местам измерения, используемым средствам и методам измерений, частоте отбора проб Разработанная система предусматривает согласованную программу работ по гидрологии, гидрохимии и гидробиологии. Дано описание состава и периодичности представления информации: гидрологических компонентов, загрязняющих веществ, характеристики состояния водной биоты. Мониторинг водных объектов проводится Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды), а также рядом других служб, министерствами и ведомствами и отдельными водопользователями.

Дано описание и анализ используемых методов оценки состояния природных вод с использованием полученной информации. Показаны недостатки методов, основанных на использовании ПДК.

Приведены требования к структуре баз данных мониторинга водных объектов и программному обеспечению системы ведения мониторинга.

Во второй части обзора приведены описание и оценка водохозяйственной, экологической обстановки и состояние системы мониторинга в бассейне р. Прони, в том числе основные источники антропогенных воздействий на водные объекты бассейна.

Глава 2. Исследование данных гидрохимического и гидробиологического мониторинга водных объектов бассейна р. Прони

Гидрохимические и гидробиологические наблюдения в бассейне Прони систематически проводились в период 1988-1930 гг. в рамках региональной «Программы возрождения малых рек и других водных объектов Рязанской области» на 16 створах, из них 8 - на р. Проне и по 4 - на притоке Прони р. Ранове и притоке Рановы -р. Хупте.

Приведены гидробиологические данные (144 вида 60 семейств), соответствующие 4 классам загрязненности вод, и гидрохимические данные (34 показателя) для всех створов. Рассчитаны следующие интегральные гидробиологические характеристики:

• количество крупных систематических групп (КСГ);

• общее число видов организмов в пробе;

• общая численность зооценоза (04, экз/м2);

• олигохетный индекс (ОИ);

• биотический индекс Вудивисса (БИ);

• количество индикаторов уровней загрязнения для отдельных уровней (ИУЗ).

Менаду гидрохимическими показателями существуют статистические связи, которые отражают генезис состава, а также внутриводоемные процессы Основными источниками поступления веществ в поверхностные воды являются подземный и поверхностный сток, а также химическая антропогенная нагрузка.

В створах верховьев рек состав определяется, в основном, природными факторами. Так как снеговое питание составляет в среднем 60-90%, то воды мало обогащены растворенными солями, но значительно - гумусовыми веществами, что способствует формированию здесь цветных гидрокарбонатных вод преимущественно малой и средней минерализации.

Электропроводность воды % связана с поступлением электролитов от промышленных, хозяйственно-бытовых или сельскохозяйственных объектов, и ее можно использовать в качестве маркера антропогенного воздействия.

Жесткость, хлориды, электропроводность и концентрация сульфатов в бассейне Прони также корреляционно связаны. Коэффициенты корреляции с общей минерализацией (ОМ) для них составляют' ОМ - Са - 0,93, ОМ - Мд - 0,90, ОМ - СГ -0,96, 0м-8042"-0,96.

Линейная регрессионная модель

У = ав+з,*х (1)

достаточно точно отражает эти зависимости. На рис.1 приведена регрессионная зависимость содержания хлоридов от общей минерализации (верхняя и нижняя прямые на указывают границы 95-% доверительного интервала). В табл.1 приведены параметры регрессионных моделей.

Таблица 1. Параметры регрессионного уравнения (1)

У (ионы кальция) У (хлориды) У (сульфаты)

а0 -77,3 2,51 -54,9

<4 0,425 0,0668 0,574

Тесная связь указывает на наличие общих источников формирования минерального состава поверхностных вод в бассейне Прони.

Природные факторы, связанные с наличием болотистых участков в верховьях рек бассейна, оказывают влияние на содержании таких показателей, как рН (сниже-

ние), ХПК (повышение), цветность (повышение), концентрации железа и марганца (повышение).

Наивысшие значения коэффициентов корреляции имеет показатель ХПК, который к тому же более удобен в определении. Значения коэффициентов корреляции ХПК с БПКз и фенолами составляют: ХПК с БПК5 - 0,98, ХПК с фенолами - 0,92. В табл. 2 приведены параметры регрессионной модели (1).

Рис. 1. Регрессионная зависимость содержания хлоридов от общей минерализации Таблица 2. Параметры регрессионного уравнения (1.1), х - ХПК.

У(БПК5) У (фенолы)

ав -2,3 -0,00245

а1 0,669 0,000493

Таким образом, для основных гидрохимических показателей маркерами для бассейна Прони являются: общая минерализация - для показателей минерального состава, которую наиболее просто определять аналитически измерением электропроводности, и ХПК-для основных органических веществ.

Приведены данные по всем 16 створам об уровнях корреляции между гидрохимическими показателями, которые позволяют сделать вывод о высоком уровне коррелированности гидрохимических параметров в бассейне и выбрать маркерные

показатели для оценки загрязненности воды бассейна основными группами загрязняющих веществ.

Высокая корреляционная связь существует между ХПК и СПАВ (0,93), что указывает на преимущественно антропогенный характер этих веществ в воде. Для третьей группы компонентов - пестицидов - также обнаружена достаточно высокая корреляционная связь с ХПК. Четвертая группа - соединения азота - имеет высокую корреляционную связь компонентов (азот аммонийный, азот нитратов, азот нитритов) группы. Следовательно, маркерной характеристикой для группы азота может быть один компонент, по аналитическим характеристикам, очевидно, предпочтительны нитраты. Высокий уровень корреляции имеют фосфаты и общий фосфор (0,90). В качестве маркерного показателя можно рекомендовать общий фосфор.

Содержания общего фосфора и нитратов имеют достаточно высокий уровень связи (0,87), поэтому нитраты могут быть маркером и фосфорной нагрузки.

По группе тяжелых металлов между металлами антропогенного генезиса (Си, 2п, РЬ) имеется высокая степень корреляции (порядка 0,9). Поэтому один из этих металлов может считаться маркером. Медь и цинк имеют высокую корреляцию с общей минерализацией (порядка 0,9). Несколько хуже корреляция с содержанием свинца, что связано с различными источниками попадания меди, цинка (сточные воды предприятий) и свинца (выхлопные газы) в речные воды. Для этих металлов общая минерализация может быть маркерным показателем, хотя для свинца необходимо дополнительно уточнение.

Металлы, имеющие преимущественно антропогенные источники попадания в водные объекты, имеют невысокую корреляцию с марганцом, имеющим преимущественно природное происхождение. Реки бассейна Прони имеют повышенный фон марганца, практически начиная с истоков.

На основе проведенного статистического анализа получены регрессионные зависимости маркерных параметров и других компонентов.

В табл. 3 представлены коэффициенты в уравнении линейной регрессии (1), где в качестве показателей-маркеров использованы концентрации ХПК (мг/л), взвешенных веществ (мг/л), азота нитратов (мг/л), ионов кальция (мг/л), общей жесткости (мг-экв/л) При этом абсолютная величина коэффициентов корреляции составляла не менее 0,9

Учитывая, что источники формирования гидрохимического состава природных вод бассейна Прони имеют постоянный характер, полученные регрессионные зависимо-

сти могут использоваться для оценок загрязненности вод с использованием маркерных характеристик. Основные маркеры (ХПК и общая жесткость) также можно использовать при создании автоматизированных постов мониторинга качества воды в бассейне Прони с использованием недорогих электрохимических датчиков.

Таблица 3. Коэффициенты уравнения линейной регрессионной зависимости для маркеров (х) и приоритетных параметров (у).

у [Фенолы] у [Нефтепродукты] у [СПАВ]

X а0 «/ ао в; ав в;

[ХПК] -0,00245 0,00049 -1,35 0,188 -0,0544 0,00635

[ВВ] -0,00057 0,00053 -0,545 0,2 -0,0312 0,00695

[N0}] Н.с. Н.с. 0,311 1,82 0,0019 0,0614

[Са*] 0,00197 4.05Е-5 0,325 0,0155 0,00365 0,000517

[ОЖ] -0,000438 0,00079 -0,459 0,294 -0,0249 0,00999

уЦШ] У1Д ДЭ] ,к[мнл

X а0 <*1 а0 в/ а0 в/

[ХПК] -0,00968 0,00104 Н.с. Н.с. -0,0827 0,0261

[ВВ] Н.с. Н.с. -0,00977 0,00115 0,0174 0,0283

[N0}] -0,00026 0,00998 Н.с. Н.с. 0,136 0,259

[Са*] Н.с. Н.с. -6.12Е-5 9,52Е-5 Н.с. Н.с.

[ОЖ] Н.с. Н.с. Н.с. Н.с. 0,025 0,0419

У [N031 ,У[Си] У [2п]

* а» в/ а0 в/ а0 в!

[ХПК] Н.с. Н.с. Н.с. Н.с. -0,183 1,53

[ВВ] Н.с. Н.с. -0,285 0,562 4,14 1,74

[N03] -0,00665 0,142 Н.с. Н.с. 11,8 15,7

[Са"] -0,000474 0,00119 2,29 0,0429 14,2 0,123

[ОЖ] -0,067 0,023 -0,0468 0,827 5,48 2,52

Примечание: Н.с. - нет связи.

Глава 3. Методические проблемы информационного обеспечения системы мониторинга водных объектов как основы принятия решений при управлении водным хозяйством бассейна.

Методы оценки состояния гидробиоценозов, основанные на системах ПДК, неэффективны, что неоднократно отмечалось в гидробиологической и природоохранной литературе.

Более адекватными являются биотические показатели, позволяющие напрямую осуществлять диагностику состояния водных экосистем. Для задач мониторинга наиболее предпочтителен метод крупных таксонов, который широко применяется в

практике гидробиологического мониторинга благодаря простоте вычислений, отсутствию трудоемких таксономических определений. Выполненный статистический анализ применимости биотических показателей (олигохетного индекса - ОИ, биотического индекса Вудивисса - ВИ и индекса уровня загрязненности - ИУЗ) показал высокий уровень взаимной корреляции этих показателей.

Поэтому они были использованы для решения следующих задач'

• выявление прямой корреляционной связи между содержанием загрязняющих веществ в воде и гидробиологическими показателями;

• выявление загрязнителей, которые оказывают наиболее сильное воздействие на качество воды;

• выражение выявленных количественных взаимосвязей между содержанием загрязняющих веществ в воде и гидробиологическими показателями качества вод в формализованном виде.

Определялись коэффициенты парной корреляции индексов с 34 гидрохимическими параметрами. Объем выборки по каждому параметру был равен 16 (брались усредненные по 3 годам данные). Обработка информации проводилась с использованием пакета математической статистики STADIA. Представлены результаты анализа: вычислялся коэффициент корреляции г Пирсона со статистикой Стьюдента и уровнем значимости Р нулевой гипотезы «г = 0» Если Р был больше 0,05, коэффициент корреляции признавался незначимым.

Наиболее тесная корреляция биотических индексов качества воды наблюдается со следующими гидрохимическими показателями' концентрации в воде растворенного кислорода, фенолов, нефтепродуктов, азота нитритов, железа общего, ионов кальция, сульфатов, формальдегида и общая минерализация. Модуль коэффициентов корреляции этих показателей одновременно с обоими индексами (ОИ и БИ) превышает 0,9. Наихудшая корреляция отмечена для таких показателей, как цветность, марганец, хром*6, что объясняется тем, что цветность и марганец являются компонентами, в основном, природного генезиса Поэтому биота, в основном, адаптирована к этим веществам, имеющим повышенный природный фон Хром появляется в воде рек бассейна Прони весьма случайно и определяется не всегда.

Указанные приоритетные вещества являются маркерами, поэтому биота реагирует, прежде всего, на изменение маркерных показателей.

Выявлена более тесная корреляция гидрохимических показателей с олигохет-ным индексом, что свидетельствует о его большей чувствительности к загрязнению гидросферы.

Проведено ранжирование гидрохимических показателей по тесноте связи с биотическими индексами качества воды, которые также подтверждают доминирующую роль таких загрязняющих веществ, как фенолы, нефтепродукты, азот нитритов, железо общее, ионы кальция, сульфаты и формальдегид, в определении состояния гидробиоценозов.

Наличие тесной корреляционной связи между индексами и гидрохимическими показателями позволило рассчитать регрессионные уравнения, описывающие эти связи. Адекватной моделью во всех случаях является линейная модель (1), где у-биотический индекс, ав и а» - константы, х - численное значение гидрохимического фактора влияния Линейность формализованных связей также свидетельствует в пользу совершенно определенной экологической взаимосвязи между индексами и выделенными нами девятью наиболее значимыми гидрохимическими показателями.

Коэффициенты моделей представлены в табл. 4.

Таблица 4 Коэффициенты однопараметрических регрессионных линейных моделей

Гидрохимические показатели (х) Коэффициенты

ав | в;

у - олигохетный индекс

Растворенный кислород, мгОг/л 192 -15,6

Фенолы, мг/л -7,8 4740

Нефтепродукты, мг/л -4,11 12,9

Азот нитритов, мг/л 0,0749 68

Железо общее, мг/л -11,1 82,1

Общая минерализация, мг/л -22,3 0,0947

Ионы кальция, мг/л -1,93 0,208

Сульфаты, мг/л -10,4 0,157

Формальдегид, мг/л -9,2 485

у - биотический индекс Вудивисса

Растворенный кислород, мгОц/л -8,3 1,47

Фенолы, мг/л 10,4 -433

Нефтепродукты, мг/л 10 -1,16

Азот нитритов, мг/л 9,67 -15,3

Железо общее, мг/л 10,8 -7,59

Общая минерализация, мг/л 11,7 -0,00853

Ионы кальция, мг/л 9,92 -0,0192

Сульфаты, мг/л 10,6 -0,014

Формальдегид, мг/л 10,4 -42,6

Чтобы количественно оценить совместное воздействие факторов (эффект синергизма), оказывающих наиболее выраженное влияние на гидробиоценозы, был рассчитан множественный коэффициент корреляции Я (табл. 5). Из таблицы видно, что совокупное воздействие выделенных нами факторов еще более очевидно, причем по олигохетному индексу коэффициент корреляции практически равен единице.

Чтобы отразить данную тесную взаимосвязь в формализованном виде, для каждого из двух индексов была построена многопараметрическая линейная регрессионная модель, которая в общем виде описывается следующим уравнением: у = ао + а< *х» + а2*Хг+ ... + а„*х„ (2),

где п - количество факторов влияния, во, ..., а„ - константы (коэффициенты модели), Хь ..., х„ - численные значения факторов влияния. Коэффициенты моделей представлены в табл. 6.

Таблица 5. Результаты анализа корреляционной зависимости меяеду индексами и совокупностью гидрохимических показателей, оказывающих наиболее выраженное влияние на гидробиоценозы.

Множествен- коэффициент несмещенная Стандартная Значение Уровень

ный коэффи- детермина- оценка Я1 ошибка вы- статисти- значимости

циент корре- ции Я2 числений ки Фише- нулевой ги-

ляции И ра Р потезы Р

олигохетный индекс

0,99586 0,99174 0,97935 4,5226 80 0,0001

биотический индекс Вудивисса

0,96974 0,94041 0,85101 1,1545 10,5 0,0059

Таблица 6. Коэффициенты многопараметрической регрессионной модели (2)

а„ 01 «3 аз а< а4 01 а» а,

У - олигохетный индекс

104 -8,93 -1840 7,27 -12,8 -11,8 0,0138 -0,0257 -0,0139 271

У - биотический индекс Вудивисса

15,7 2,08 60,2 -0,159 5,83 -1,28 -0,00025 0,00645 0,00053 -5,03

Данные уравнения позволяют прогнозировать экологическое состояние водных экосистем при определенном гидрохимическом составе природной воды в реках. Поскольку поступление загрязняющих веществ (ЗВ) в реки из контролируемых и

неконтролируемых (диффузных) источников на водосборе и процессы трансформации ЗВ в водных объектах являются основными факторами формирования гидрохимического состава, следует разработать методы оценки процессов поступления и трансформации ЗВ в реке из данных наблюдений.

Для удобства доступа к базам данных и информационным материалам была | разработана компьютерная информационная система "Экологическое состояние

^ водных ресурсов бассейна Прони". Система работает под управлением Windows 95

или выше и является приложением, разработанным в среде объектно* ориентированного программирования системы управления базами данных Access 97, входящей в состав пакета Microsoft Office. Это позволило сделать систему универсальной, включить в нее как созданные ранее базы данных, так и текстовую и графическую информацию, подготовленную в пакете Microsoft Office.

Глава 4. Основы расчета допустимых антропогенных нагрузок на водные объекты (на примере бассейна Прони)

Анализ данных государственной отчетности позволяет выделить 37 основных источников сосредоточенных сбросов (промышленные и пр. предприятия, коммунальное хозяйство) Значительная часть ЗВ поступает из рассредоточенных источников, среди которых основными являются сельскохозяйственные угодья, селитебные территории. Для оценки экологически допустимого уровня химической нагрузки использованы данные гидробиологических наблюдений, благополучное экологическое состояние соответствует I уровню загрязненности, соответствующему ненагру-женным фоновым участкам рек. Удовлетворительным является II уровень. Временно допустимым является III уровень загрязненности. Неприемлемым является IV уровень.

Каждому из этих уровней соответствует определенное гидрохимическое со-1 стояние водного объекта (гл. 3). Используя имеющиеся данные по расходу воды в

f соответствующих створах, можно рассчитать, каков должен расход ЗВ в каждом кон-

трольном створе реки в соответствии с каждым из 4 уровней загрязненности, а также * какое количество ЗВ должно поступать в водные объекты, чтобы обеспечить необ-

ходимое гидрохимическое состояние. Для реализации этого подхода решаются сле-

дующие задачи:

• оценка способности рек по выведению из водной среды каждого из приоритетных компонентов (оценка процесса самоочищения); ^ • расчет поступления массы ЗВ из распределенных (диффузных) источников

Используется метод решения обратной задачи гидрохимических расчетов: определяется коэффициент неконсервативности к, для каждого учитываемого 1-го компонента и среднего распределенного притока ЗВ из неконтролируемых источников Яу для /-го расчетного участка реки на основе данных о фактических концентрациях в расчетных створах. Для реализации этого подхода требуются данные о гидрологических и гидрохимических характеристиках исследованных рек в контрольных створах и данные о поступлении ЗВ из сосредоточенных источников сброса по государственной статистической отчетности.

Для решения поставленной задачи использовалась одномерная модель распространения неконсервативных компонентов [Сафронова и др , 1997]. Для стационарных условий изменение концентрации неконсервативного ЗВ по длине реки записывается в виде'

С(х)= СоНОо/СХх))1} + (г+СяМд+д.+кМНОо/амП (3)

где: СЭД-концентрация неконсервативного вещества в расчетном створе; С0 = С(0): (2(х)=0о+ях - расход воды в расчетном створе на расстоянии х, 00= 0(0)-расход воды в начале расчетного участка; я - удельное приращение расхода, Я = Яа - Яш* Я*~ Я*> Яч ~ удельный путевой приток воды из рассредоточенных источников (подземных, поверхностных вод, за счет водообмена с мелководьями); я* ~ удельные путевые потери воды на водопотребление, фильтрацию, водообмен с мелководьем; Ял - удельный путевой приток из сосредоточенных источников (контролируемые сбросы); я• - удельные путевые потери на испарение и льдообразование; г -удельный путевой приток вещества из диффузных источников; С, - концентрация вещества в сосредоточенных источниках; к - коэффициент неконсервативности вещества; f-средняя (по длине) площадь живого сечения; а также а=(я<г~Я*+Яг+к^/я-

В уравнении (3) все параметры, кроме к и г, измеряются или рассчитываются на основе доступных данных мониторинга. Соотношение (3) используется для параметрической идентификации модели путем расчета к и г.

Для оценки мощности диффузных источников и интенсивности процессов самоочищения решается задача, обратная расчету распределения концентрации по длине водотока в (3). С использованием известного фактического распределения концентрации ЗВ вдоль русла, с помощью метода наименьших квадратов определяются значения к и г.

В соответствии с данной методикой исследуемый водоток разбивается на участки, границы которых совпадают со створами гидрохимических наблюдений, местами впадения крупных притоков и крупными выпусками сточных вод. Поскольку

створы наблюдений разнесены на десятки километров, а перемешивание в свободно текущей реке достаточно сильное, то при такой схематизации выражение, определяющее концентрацию ЗВ на нижней границе /-го участка можно представить в виде.

С, = Р1 Сл + (1-р!)Сп/ (4)

где Ст/-транзитная концентрация ЗВ, подходящая к замыкающему створу /-го

участка, С„/ - концентрация ЗВ в притоке или в сбросе сточных вод, р| = (О, - 0ш)/0, - коэффициент полного перемешивания, О/ - расход основного русла в расчетном створе, От-расход притока (сброса) в расчетном створе.

С учетом неконсервативности потока на /-ом участке и диффузного поступления ЗВ выражение для С, в замыкающем створе можно записать в виде С,= г/0, + (Си-г/0^В, (5)

где О, = щ, + <7„ + Мь В, =(Ом / (С>,- <Э „ ¡}01/ч.

Зная удельный путевой приток воды ц из рассредоточенных источников,

удельные рассредоточенные путевые потери воды + дв, удельный путевой приток

из сосредоточенных источников (контролируемые сбросы) д,, можно рассчитать

концентрацию в выходном створе Приведенная расчетная схема позволяет решать

как прямую, так и обратную задачи гидрохимических расчетов-

• расчет концентрации ЗВ в расчетных створах при известных значениях Лиг;

• определение к и г на основе данных о фактических концентрациях в расчетных створах.

При решении обратной задачи используется метод наименьших квадратов, те. требуется наличие определенной статистики данных, входящих в расчетную формулу (5).

Значение К определяется при минимизации значения функционала

Ф(к) = а, (С„- ЯН, - С0Р, -и,- Щ2 (6)

где измеренное значение (математическое ожидание) концентрации ЗВ в /-том створе, полученное при обработке данных наблюдений, сц - весовой коэффициент, зависящий от степени надежности используемых данных, нами принимаемый равным 1, С0- значение концентрации ЗВ в головном створе,

Н, = р,(1-В0Ю< + Г/ £[( 1 - В^р/О) П Р*Вт] >2 *•«/♦'

тя!

Р, = р,у[Р тВт

Uñ 2 Cnj(1-pj)'

j-l m-j* 1

Средняя мощность диффузных источников г при вычисленном значении к определяются по следующему соотношению

Г" Y/Z,

где У = Да,F,2) ДН,(С„- U, -Щсц]- Да,F,H¡) Z[F, (С„ -U,-M¿ aj,

Z-Да, F,2) Да, H,2) - [Да, F,Htf.

Со = ^F,(C„-и,-Щ ají Да, F¡2) - R Да, F,H¡)/Да, F,2).

Параметры /сиг при надежной исходной информации могут использоваться

для прогнозных расчетов.

Решение обратной задачи выполнялось по следующей схеме. 1. Районирование реки. Использовалось деление реки на створы, представленное на рис. 2.

2 Оценка гидрологических данных. Принимались минимальные значения для меженного периода: для р. Прони на участках I-III - 0,34 м/сек, на участке IV - 0,63 м/сек, для р. Рановы - на участке V - 0,1 м/сек, на участке VII - 0,2 м/сек; для р. Хуп-ты на участке VI - 0,1 м/сек.

3. Данные по сбросам ЗВ. Использовались данные 1998 г. (предоставлены А Н Варнаковым).

Произведено ранжирование источников сбросов ЗВ.

I участок: п. Октябрьский, Михайловский район, МУМП ЖКХ, 222 км от устья Прони. Объем СВ - 411 тыс. м3/год, из них загрязненных 400 тыс. м3/год.

АООТ «Михайловский КСМ», 213 км от устья. Объем загрязненных СВ - 107 тыс м3/год.

II участок: Пронское РМУПЖКХ, г. Пронск, 138 км от устья. Объем СВ - 40 тыс.

м3/год.

III участок: ОАО «Рязанская ГРЭС», 112 км от устья Прони Объем СВ - 5716 тыс. м3/год.

IV участок. ГП «Завод Эластик», п. Лесной, Шиловский район, 10 км от устья Прони. Объем СВ - 660,5 тыс. м3/год.

V участок: Скопинский стекольный завод, сброс в притоки р. Рановы. Объем СВ - 180 тыс. м3/год. Скопинский автоагрегатный завод, сброс в притоки р. Рановы. Объем СВ - 693 тыс. м3/год. МУПЖКХ, г. Скопин, сброс в притоки р. Рановы. Объем СВ - 2075 тыс. м3/год.

I Р.Ока

Рис. 2. Водохозяйственные участки р. Прони и ее притоков (римские цифры - номера водохозяйственных участков)

VI участок: АООТ «Ряжский мясокомбинат». Объем СВ - 858 тыс. м3/год

VII участок: ЗАО «Кортекс», г.Кораблино, р.Ранова. Объем СВ - 2531 тыс. м3/год.

По каждому сбросу известна годовая масса сброса ЗВ. Суммарный сброс в бассейне составляет 0.3391 м3/сек, т.е. составляет 12% минимального меженного расхода в р Проне (Быково). Основными ЗВ в бассейне являются' БПКб, азот аммонийный, нитраты, нитриты, фосфор общий, СПАВ, нефтепродукты.

Для этих компонентов решалась обратная задача.

4 Результаты решения обратной задачи В табл 7 приведены результаты расчета к и г для стока указанных ЗВ на семи водохозяйственных участках бассейна Прони.

С использованием данных табл 7 был рассчитан диффузный сток по водохозяйственным участкам бассейна Прони. Эти данные приведены в табл 8 Там же

приведены данные по поступлению ЗВ по участкам, приведенные выше При этом использовались данные наблюдением за гидрохимическим составом воды, полученные в 1998 г.

Таблица 7 Результаты расчета к (сут"1) и г(мг/м сек) для участков бассейна Прони

№ Участок БПКз Нефтепродукты N-N114 N-N0: N-N0, Общий фосфор

А =0.005 к =0.001 К =0.003 * =0.006 к =0.003 к =0.006

I Исток р. Прони-Михайлов 0 045 4.10"* 2.10"' 0,5.10-* 2,1.10-' 1,2.10-'

II Михайлов-Пронск 0.07 12.Ю-1 3.1 о-1 2,4.10"* 6,8.10"' 4,8.10''

III Пронск-Курбатово 0.09 11.10"* 2,8.10"' 2,8.10"4 7,3.10"' 5,6.10"'

IV Курбатово-Устье р. Прони 0.115 14.10"* 2,5.10' 3,2.10"* 8,2.10"' 4,9.10"'

V Исток р. Рановы— устье р. Хупты 0.035 5.10"* 1,6.10"' 1,1.10"* 1,9.10"' 1,8.10"'

VI Исток р. Хупты-Ряжск 0.03 3.10"* 1,4.10"' 0,8.10"4 1,8.10"' 2,3.10''

VII Ряжск - Курбатове 0.09 13.10"4 3,3.10"' 3,4.10"* 8,4.10"' 6,8.10"'

среднее 0.068 8,86.10"* 2,4.10" 2,0.10"* 5,2.10"' 3,8.10"'

Примечания. Величина к рассчитывалась для всех участков в целом. Диффузный сток рассчитан на единицу длины водотока.

Это сравнение показывает, что диффузные стоки играют решающую роль в формировании качества вод рек бассейна Прони по БПК5, N0?, N03 и Р. Доля солей аммония соизмерима, а нефтепродуктов и фосфора диффузный сток несколько больше, чем точечный.

Этот вывод очень важен для выбора стратегии водоохраны. Основное внимание должно быть уделено неконтролируемым источникам загрязнения.

5. Оценка предельно допустимых уровней загрязнений для участков рек бассейна Прони.

. В табл. 9 приведены фактические данные по сбросам рассмотренных ЗВ в 1998 г., который был выбран в качестве базового для расчета предельно допустимых нагрузок. В качестве величины предельно допустимого сброса было рассмотрено двукратное снижение фактического сброса по тем компонентам, для которых отмечалось превышение ПДК в контрольных створах: по БПК5 и N02. При этом не затрагивался диффузный сток. Данные для расчета были взяты из табл. 8.

Таблица 8. Итоговый расчет поступления загрязняющих компонентов с диффузным стоком и из сосредоточенных источников по участкам бассейна Прони (в тоннах в год).

№ бпк5 нфп ык, ш2 n03 р

Точ Диф Точ Диф Точ Диф Точ Диф Точ Диф Точ Диф

i 32 62 - 05 1 84 2.1 0 50 04 0 32 5.5 0 03 1 6

ii 1 158 3 2.71 0.42 3.6 - 0.9 - 10.4 0.124 4.1

iii 19 122 3.7 2.97 1.34 4.3 0.065 1.4 49 13.3 1.54 5.8

iv - 131 - 2.93 1.81 4.6 0.17 1.7 0.9 12.0 1.18 4.4

v 26 79 - 0.2 13.1 1.2 0.18 0.2 1.76 4.8 4.43 1.3

vi 1 54 - 0.6 - 1.1 0.009 0.3 5.15 5.1 0.086 1.6

vii 27 142 - 2.1 11.45 4.1 0.25 1.3 7.06 11.5 3.3 4.5

Сумма 106 748 6.7 12 29.6 21 1.17 6.2 20.1 62.6 10.7 23.3

Расчет концентраций в контрольных створах показал, что без снижения диффузной нагрузки происходит лишь незначительное улучшение качества воды в реках бассейна.

Таблица 9 Фактические и принятые для расчета значения точечных сбросов ЗВ по участкам бассейна Прони (в тоннах в год).

№ бпк5 нфп ын4 n0: n03 р

1998 пдс 1998 пдс 1998 пдс 1998 пдс 1998 пдс 1998 пдс

i 32 16 - - 1.84 1.84 0.50 0.25 0.32 0.32 0.03 0.03

ii 1 0.5 3 3 0.42 0.42 - - - - 0 124 0 124

iii 19 9.5 3.7 3.7 1.34 1.34 0.065 0.032 49 49 1.54 1.54

iv - - - - 1.81 1.81 0.17 0.085 0.9 0.9 1.18 1.18

v 26 13 - - 13.1 13.1 0.18 0.09 1.76 1.76 4.43 4.43

vi 1 0.5 - - - - 0.009 0.004 5.15 5.15 0.086 0.086

vii 27 13.5 - - 11.45 11.45 0.25 0.12 7.06 7.06 3.3 3.3

Сум 106 53 6.7 6.7 29.6 29.6 1.17 0.481 20.1 20.1 10.7 10.7

В табл. 10 приведены рассчитанные по рассмотренной модели расчетные значения концентраций при условии, что снижена нагрузка в источниках точечных сбросов (в соответствии с данными табл. 9).

Следовательно, заметного снижения концентраций в речной воде не происходит, хотя запланировано двукратное снижение сбросов предприятий. Очевидно, что необходимо снижение уровня поступления ЗВ из диффузных источников.

В табл. 11. приведены значения снижения уровня диффузного загрязнения по участкам, которое приводят качество воды на 7 водохозяйственных участках к приемлемым уровням экологического благополучия, в качестве которого принят II уровень загрязненности по биотическим индексам. Использовались полученные в гл. 3 зависимости биотических индексов и гидрохимических показателей Определялся допустимый уровень концентраций по 6 рассмотренным компонентам и по модели

был рассчитан необходимый уровень снижения диффузного поступления этих веществ по 7 участкам.

Таблица 10. Концентрации нормируемых компонентов (в долях ПДК) и расчетные значения после снижения уровня точечных сбросов по участкам в соответствии с данными табл. 9.

№ бпк5 нфп ин* Ы02 Ш3 Р

1998 Расч. 1998 Расч. 1998 Расч. 1998 Расч. 1998 Расч. 1998 Расч.

i 1.8 1.5 1.4 1.4 0.33 0.33 1.5 1.0 0.1 0.1 0.2 0.2

ii 0,73 0.53 1,0 1,0 0,45 0,45 1,0 1.0 0,08 0,08 0,2 0,2

iii 1.45 1.15 1.8 1.8 0.54 0.54 0.85 0.78 0 07 0.07 0.3 0.3

iv 0,8 0.6 1,0 1,0 0,3 0,3 0,5 0.36 0,06 0,06 0,4 0,4

v 0.33 0.24 - 0.45 0.45 0.05 0.04 0.30 0.30 4.1 4.1

vi 1.01 0.83 1.6 1.6 0.15 0.15 0.70 0.57 011 011 0.25 0.25

vii 1.0 0.78 1.6 1.6 0,72 0,72 0,60 0 48 0,08 0,08 04 0.4

Примечание: выделены концентрации, превышающие ПДК

Таблица 11. Рассчитанные значения необходимого уровня снижения диффузных загрязнений по водохозяйственным участкам (в тоннах в год) для достижения II уровня загрязненности по биотическим индексам (Диф. - реальный диффузный сток, т/год, Сниж - необходимый уровень диффузного стока, т/год).

№ БПК5 НФП ЫН< N0: N0, Р

Диф Сниж Диф Сниж Диф Сниж Диф Сниж Диф Сниж Диф Сниж

i 62 15 0.5 0.12 2 1 0.5 0.4 0.1 5.5 1.4 1.6 0.4

ii 158 70 2.71 1.3 36 1.9 0.9 0.3 10.4 4.7 4.1 1.5

iii 122 60 2.97 1.6 4.3 2.5 1.4 0.6 13.3 4.8 5.8 2.6

iv 131 75 2.93 1.7 4.6 2.6 1.7 0.4 12.0 2.8 4.4 2.2

v 79 14 0.2 0.0 1.2 0.4 0.2 0.0 4.8 0.2 1.3 0.1

vi 54 10 0.6 0.1 1.1 0.2 0.3 0.0 5.1 0.2 1.6 0.3

vii 142 80 2.1 0.6 4.1 2.3 1.3 0.6 11.5 5.2 4.5 2.7

Сумма 748 324 12 5.42 21 10.4 6.2 2.0 62.6 19.3 23.3 9.8

Разработанный подход позволяет по-новому строить стратегию водоохраны в бассейне и обоснованно выбирать уровень снижения поступления ЗВ из сосредоточенных и распределенных источников и соответственно выбирать водоохранные мероприятия Для бассейна Прони показано, что приоритетным является снижение диффузной нагрузки

Выводы

1. На основании интегральных гидробиологических характеристик проведен анализ качества воды реки Проня Оценены характеристики антропогенной нагрузки на водные объекты по данным гидрохимического мониторинга и государственной статистической отчетности 2ТП (водхоз).

Установлено, что в период 1988 -1990 г г., за исключением верховья, качество воды соответствует III и IV классу. Наметившаяся тенденция роста хозяйственной деятельности может привести к ухудшению экологического состояния реки

2. Выявлена прямая тесная корреляционная связь между содержанием ряда загрязняющих веществ в воде и биологическими показателями качества вод. Показано, что в бассейне р. Проня приоритетными ЗВ являются фенолы, нефтепродукты, нитриты, железо общее, ионы кальция, сульфаты, формальдегид. Абсолютная величина коэффициентов корреляции этих показателей с олигохетным индексом и биотическим индексом Вудивисса превышает 0,9.

3. Разработанная информационная система «Экологическое состояние водных ресурсов бассейна реки », полученные уравнения взаимосвязи между гидробиологическими индексами качества вод и гидрохимическими показателями позволяют оценить состояние экосистемы реки.

4. Разработан метод вычленения неконтролируемой (диффузной) части загрязнения из общей антропогенной нагрузки на основе математического моделирования.

Обоснован выбор математической модели процессов переноса и трансформации загрязняющих веществ в водных объектах, детальность которой находится в соответствии с данными гидрологического, гидрохимического и гидробиологического мониторинга. С использованием этой модели на основании имеющейся информации обоснован метод решения обратной задачи - рассчитаны коэффициенты неконсервативности выбранных компонентов качества воды и уровень распределенного загрязнения водных объектов для семи водохозяйственных участков реки.

5. Распределенный сток был рассчитан с использованием одномерной нестационарной модели на единицу длины водостока для выделенных водохозяйственных участков. Анализ показывает, что диффузные стоки играют решающую роль в формировании качества вод рек бассейна Прони по БПК5, N02, N03 и Р. Доля солей аммония соизмерима, а нефтепродуктов и фосфора диффузный сток несколько больше, чем точечный.

Этот вывод очень важен для выбора стратегии водоохраны Большое внимание должно быть уделено неконтролируемым источникам загрязнения.

Таким образом, проведенные исследования позволяют наметить приоритетные направления природоохранных мероприятий в бассейне реки, которые заключаются в необходимости снижения не только контролируемого (сосредоточенного) поступления загрязняющих веществ с территории водосбора, но и в снижения распределенной (диффузной) части антропогенной нагрузки.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Седякин В.П., 2003. Методологические основы информационного обеспечения мониторинга и водоохраны в бассейне реки,- М.: Россельхозакадемия. 149 С.

2. Абакумов В.А., Калабеков A.J1., Седякин В.П., 2002. Оценка состояния пресноводных экосистем. - Проблемы прикладной экологии. Т.1. Экологический мониторинг и экологический аудит. - М.: Россельхозакадемия. С. 8-30.

3. Калабеков А.Л., Седякин В.П., 2002. Некоторые аспекты контроля состояния экосистем.- Проблемы прикладной экологии. Т.1. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия. С. 105-139.

4. Калабеков А.Л., Седякин В.П., 2002. «Экозащитные» технологии в городской среде.- Проблемы прикладной экологии. Т.1. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия. С. 84-104.

5. Кренева С.В., Седякин В.П., Кренева К.В., 2002. Информационный индекс эв-трофирования - Проблемы прикладной экологии. Т.1. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия. С. 77-83.

6. Кренева С.В., Седякин В.П., Кренева К.В., 2002. Шкала оценки состояния экосистем.- Проблемы прикладной экологии. Т.1. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия. С. 140-145.

7. Авдюшин С.И., Дликман Ф.Л., Седякин В.П., 1992. Развитие информационной технологии гелиогеофизических служб Росгидромета //Системное программирование, Реализация языков программирования высокого уровня. Кишинев.С.42-52.

8. Седякин В.П., Фришберг Ф.М. и др. 1992. Анализ информационных характеристик и режимов работы автоматизированной информационно-вычислительной ге-лиогеофизической системы Росгидромета //Системное программирование, Реализация языков программирования высокого уровня. Кишинев.С.53-60.

9. Dlikman F., Sedyakin V., Frishberg F. Simulation of geliogeofisical system.-Proceedings Intern, AM SE Conference "Signal&Data", Moscow (Russia), June 30-July 2, 1993, AM SE Press, pp, 271-277

ИГКЭ, Заказ 057, Тираж 100

А.

РНБ Русский фонд

2006-4 23176

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Седякин, Валерий Петрович

Введение

Глава 1. Состояние научного обеспечения мониторинга и водоохраны в бассейнах 10 рек (Обзор).

1.1. Обзор действующих сетей мониторинга водных объектов

1.1.1. Оценка современного состояния.

1.1.2. Структура современной системы мониторинга водных объектов.

1.1.3. Состав и периодичность представления информации.

1.1.4. Мониторинг загрязнения окружающей среды.

1.1.5. Современные оценки состояния природных вод.

1.1.6. Структура базы данных мониторинга водных объектов, водохозяйственных 21 систем и сооружений

1.2. Оценка водохозяйственной, экологической обстановки и состояние системы 26 мониторинга в бассейне р. Прони

1.2.1 .Физико-географическое описание бассейна

1.2.2. Хозяйственное развитие региона.

1.2.3. Организация наблюдений за водными объектами водосбора р. Прони

Глава 2. Исследование данных гидрохимического и гидробиологического 36 мониторинга водных объектов бассейна р. Прони

2.1. Гидрохимическая характеристика рек бассейна р. Проня

2.2. Структура системы данных и ее описание.

2.3.Статистические закономерности гидрохимических показателей для 49 постворных наблюдений в бассейне р. Прони

2.4. Маркерные показатели и зависимости

Глава 3. Методические проблемы информационного обеспечения системы 61 мониторинга водных объектов как основы принятия решений при управлении водным хозяйством бассейна

3.1. Оценка экологического состояния водных объектов с использованием 61 интегральных характеристик (критериев качества воды)

3.1.1. Общие положения

3.1.2. Методы оценки качества вод, основанные на применении отдельных 62 крупных таксонов зообентоса

3.2. Пространственно-временная динамика биотических индексов для водных. 63 объектов бассейна Прони

3.3. Оценка влияния загрязняющих веществ на состояние гидробиоценозов

3.3.1. Общие положения

3.3.2. Статистический анализ данных по загрязнению рек Проня, Ранова и Хупта

3.4. Разработка информационной системы «Экологическое состояние водных 76 ресурсов в бассейне реки (на примере р. Прони)

3.4.1. Базы данных

3.4.2. Информационная система "Экологическое состояние водных ресурсов 79 бассейна реки Проня"

Глава 4. Основы расчета допустимых антропогенных нагрузок на водные объекты (на примере бассейна Прони)

4.1. Оценка неконтролируемого стока и эффекта самоочищения на участке реки 82 методом решения обратной задачи.

4.1.1. Постановка задачи

4.1.2. Выбор математической модели распространения и трансформации 82 загрязняющих веществ в реках

4.1.3. Исходные данные, использованные для решения обратной задачи.

4.1.4. Результаты решения обратной задачи. 90 4.2. Оценка допустимых уровней загрязнений для участков рек бассейна Прони 91 Выводы 94 Литература 95 Приложение. Данные мониторинга бассейна Прони

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Информационное обеспечение оценки экологического состояния средних рек в условиях современной антропогенной нагрузки"

Формулировка проблемы и ее актуальность. Термин "мониторинг" происходит от латинского слова "напоминающий, надзирающий" и обозначает наблюдение с контрольными функциями, контроль, диспетчерское управление.

Наблюдения за состоянием природной среды осуществляют различные геофизические службы (метеорологические, гидрологические и пр.). Выделение тех изменений состояния, за которые ответственны антропогенные факторы, представляет отдельную и важную задачу. Решение этой задачи потребовало создания специальной информационной системы, которая получила название мониторинга антропогенных изменений состояния окружающей природной среды [Израэль, 1974]. Основными задачами мониторинга являются:

• наблюдения за факторами воздействия, за состоянием и изменением состояния окружающей среды;

• оценка изменений и тенденций в изменениях этого состояния;

• прогноз состояния окружающей среды [Израэль, 1980].

В соответствии с этими задачами самая общая классификация мониторинга окружающей природной среды имеет вид, представленный на рис. В1 [Израэль, 1984].

Мониторинг источников воздействия Источники воздействия

Мониторинг факторов воздействия Факторы воздействия

Физические Химические Биологические

Мониторинг состояния окружающей природной среды Природные среды

Атмосфера : Океан \ Поверхность : Биота • суши с реками • ; и озерами, под-; • земные воды •

1 1 1 1

Геофизический мониторинг Биологический мониторинг

Рис. В1. Классификация мониторинга окружающей природной среды.

Применительно к водам суши введено определение мониторинга водных объектов (МВО). Приведем определение из Водного Кодекса РФ [1995]: "Государственный мониторинг водных объектов представляет собой систему регулярных наблюдений за гидрологическими или гидрогеологическими и гидрохимическими показателями их состояния, обеспечивающую сбор, передачу и обработку полученной информации в целях своевременного выявления негативных процессов, прогнозирование их развития, предотвращения вредных последствий и определение степени эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий".

В этой формулировке отсутствуют гидробиологические показатели, хотя очевидно, что выявление негативных процессов, конечно, должно затрагивать и гидробиоту. Содержание и структура МВО определяется целями и суммой задач, которые формулирует перед ним действующая или проектируемая система управления водным хозяйством, отвечающая за обеспечение надежного водопользования, а также экологического благополучия водных объектов. Водные объекты, как правило, находятся под многофакторным антропогенным воздействием, которое воздействует на биотические и абиотические характеристики водного объекта.

Очевидно, что для эффективного управления необходимо иметь данные о состоянии управляемой системы, которые получают при проведении гидрологических, гидрохимических и гидробиологических наблюдений за водными объектами, а также данные обо всех существенных факторах влияния на это состояние. Стратегической целью, определяющей основные задачи системы МВО, является контроль экологического состояния водных объектов. Среди этих задач [Абакумов, Калабеков, 2002]:

1. Гидробиологические наблюдения за экологическим состоянием водных объектов, их биологическая оценка и прогноз биологических последствий изменения уровня антропогенной нагрузки.

2. Обеспечение заинтересованных организаций систематической и оперативной информацией об изменениях экологического состояния водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности.

3. Обеспечений соответствующих органов управления материалами для составления рекомендаций в области охраны водной среды, рационального использования ресурсов водных объектов, а также материалами для проектирования гидротехнических сооружений, водохозяйственных объектов и водоохранных мероприятий.

• оценка экологического состояния водных объектов;

• оценка качества поверхностных водных объектов как среды обитания организмов;

• оценка трофических свойств водных объектов;

• определение экологического эффекта суммарного воздействия антропогенной нагрузки на водные биоценозы.

• связь данных гидробиологического мониторинга, которые характеризуют экологическое состояние водного объекта, с данными гидрохимического мониторинга;

• оценка общей антропогенной нагрузки на водные объекты по данным гидрохимического мониторинга;

• вычленение управляемой (контролируемой) части из общей антропогенной нагрузки;

• оценка допустимого уровня антропогенной нагрузки по оценке «экологической нормы», исходя из данных гидробиологического мониторинга и оценки ассимилирующей способности водного объекта. В рамках представленной здесь работы решались сформулированные задачи, причем в качестве объекта исследований был выбран бассейн р. Прони. Этот выбор обусловлен несколькими причинами.

Проня — средняя река (длина 336 км), имеющая сравнительно однородные природные условия, и поэтому влияние физико-географических условий проявляется, в основном, вследствие антропогенной деятельности: изменение лесистости, распаханности и пр. В этом смысле река Проня с притоками является типичным представителем средних рек России, и данное исследование закладывает методическую основу для перенесения разработанных подходов на широкий класс водных объектов.

В отличие от больших рек в бассейне Прони отсутствует развитая система экологического мониторинга: число створов гидрохимических наблюдений Роскомгидромета равняется 4 (один - на р. Проне, один - на ее притоке р. Ранове и два - на притоке р. Рановы р. Верде). Гидробиологический мониторинг не проводился совсем. В то же время в бассейне Прони имеется значительное количество источников загрязнения, как сосредоточенных, так и распределенных (диффузных). Поэтому данных службы наблюдения явно недостаточно для выработки суждений об экологическом состоянии участков водных объектов в бассейне Прони и прогнозов изменений этого состояния.

Бассейн характеризуется различным уровнем антропогенной нагрузки, как промышленной, так и сельскохозяйственной, вследствие чего сильно меняется экологическое состояние различных участков. В 80-е годы экологическое состояние значительного числа участков рек Прони, Рановы, Хупты, Верды характеризовалось как критическое. Следствием этого была разработка «Программы возрождения малых рек и других водных объектов Рязанской области» [Программа, 1995].

Бассейн характеризуется также значительными изменениями антропогенной нагрузки по годам, вследствие чего экологическое состояние водных объектов в бассейне за последние 15 лет значительно менялось. Если в 80-е годы отмечалось критическое экологическое состояние многих участков, то в конце 90-х произошло улучшение этого состояния. В то же время начавшийся в последние годы экономический подъем в Рязанской области, как и в России в целом, может привести к резкому ухудшению экологического состояния водных объектов. Дело усугубляется тем, что в отличие от 80-х годов внимание к водоохранным проблемам явно ослаблено и вследствие затянувшейся перестройки всей системы управления охраной окружающей природной среды, и из-за определенного благодушия в связи с улучшением экологической обстановки за последние годы. Именно поэтому принятие мер по предупреждению ухудшения экологического состояния является актуальным.

Однако принятие адекватных мер возможно только на основе научно обоснованного прогноза последствий их реализации. Поэтому совершенно необходим научный инструментарий для разработки прогнозов изменения экологического состояния водных объектов при различных вариантах развития ситуации.

Такой инструментарий может быть разработан только на основе анализа экологической ситуации в бассейне Прони с использованием данных об уровне и характере антропогенной нагрузки на водные объекты. Такой анализ возможен только с привлечением современных информационных средств и методов математического моделирования.

Благодаря проведению детальных натурных исследований в рамках подготовки «Программы возрождения малых рек и других водных объектов Рязанской области» в конце 80-х годов удалось собрать достаточно полную информацию как о состоянии водных объектов, так и факторах воздействия.

Основная задача настоящей работы состояла в том, чтобы заложить научные основы оценки экологического состояния на основе данных гидрохимического и гидробиологического мониторинга, а также данных об уровне антропогенной нагрузки в бассейне.

Река Проня является правым притоком р. Оки. Основными притоками р. Прони являются Ранова и Кердь, из притоков р. Рановы - реки Хупта, Мостья, Верда, Полотебня. Верховье р. Прони расположено на юго-востоке Московской области и востоке Тульской области. Верховье р. Рановы — на севере Липецкой области, остальная часть бассейна р. Прони - на юго-западе Рязанской области.

Основные проблемы бассейна р. Прони являются типичными для регионов, расположенных на территории Волжского бассейна. Это стабилизация региональной экологической ситуации, а также проблемы, связанные с повышением эффективности всего хозяйства Пронского бассейна, причем улучшение социально-экономического положения должно достигаться экологически приемлемым образом - путем снижения антропогенного воздействия на окружающую природную среду и, в особенности, на водные экосистемы. Актуальность решения этих вопросов подчеркнута в Федеральной целевой программе «Возрождение Волги» и региональной программе «Бассейновое соглашение о совместном использовании и охране водных ресурсов». В прошлые годы на водосборе р. Прони функционировали четыре поста наблюдений Росгидромета, а также проводились разовые исследования силами лабораторий Департамента санэпиднадзора Минздрава РФ и областного комитета по водному хозяйству. В настоящее время по финансовым причинам программы наблюдений значительно сокращены, а на оставшихся экспедиционных постах качество водной среды оценивается путем определения индекса загрязнения вод.

В конце 80-х годов в рамках областной экологической программы были проведены дополнительные исследования гидрохимического и гидробиологического состояния * р. Прони и ее основных притоков - рек Хупты и Рановы на 16 створах. Эти уникальные данные позволили провести комплексное исследование экологического состояния в бассейне, которое явилось основой данной работы.

Для оценки уровня антропогенной нагрузки на водосбор р. Прони использовались данные Рязанского областного управления по охране окружающей среды, которые были собраны в эти же годы.

Наблюдения за рассредоточенными источниками загрязнения водных объектов промышленными площадками, объектами сельскохозяйственного назначения, территориями населенных пунктов и свалок, накопителями жидких отходов на водосборе не организованы. Для получения этих данных использовались расчетные методы и данные гидрохимических и гидрометеорологических наблюдений.

Наличие накопленной информации позволило поставить следующую научную проблему: установить связь между данными гидрохимического и гидробиологического мониторинга с тем, чтобы впервые получить возможность управления качеством реки на экологической основе. Поскольку гидробиологические данные объективно характеризуют экологическое состояние реки, то, управляя гидрохимическим режимом на основе регулирования сброса, удается впервые получить экологическую оценку водоохранным мероприятиям.

Основные задачи:

2. Создать компьютерную базу данных мониторинга;

6. Разработать предложения по повышению эффективности управления антропогенной нагрузкой.

Научная новизна и теоретическое значение.

Практическое значение работы.

Основные защищаемые положения.

1. Методический подход к комплексной оценке состояния речной экосистемы в условиях интенсивной антропогенной нагрузки.

2. Компьютерная информационная система «Экологическое состояние водных ресурсов бассейна реки».

3. Статистически значимые взаимосвязи комплексных гидробиологических показателей и данных гидрохимического мониторинга для реки Проня.

5. Метод и результаты оценки допустимого уровня антропогенной нагрузки по величине сбросов загрязняющих веществ, исходя из «экологической нормы» для участков реки.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на школе-семинаре по гидробиологическим методам мониторинга Росгидромета (Москва, 2000 г.), на семинаре Секции межотраслевых эколого-экономических системных исследований Российской академии естественных наук (Москва, 2002 г.), на семинаре Лаборатории охраны вод Института водных проблем РАН (Москва, 2003 г.), на расширенном научном семинаре

Отдела пресноводных экосистем Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН (Москва, 2004 г.).

Публикации.

По результатам исследований опубликована монография и 8 статей.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 100 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Диссертация содержит 41 таблицу и 23 рисунка. Список литературы включает 88 публикаций, из которых 6 иностранных.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Седякин, Валерий Петрович

1. На основании интегральных гидробиологических характеристик проведен анализ качества воды реки Проня. Оценены характеристики антропогенной нагрузки на водные объекты по данным гидрохимического мониторинга и государственной статистической отчетности 2ТП (водхоз).Установлено, что в период 1988 -1990 г.г., за исключением верховья, качество воды соответствует III и IV классу. Наметившаяся тенденция роста хозяйственной деятельности может привести к ухудшению экологического состояния реки.2. Выявлена прямая тесная корреляционная связь между содержанием ряда загрязняющих веществ в воде и биологическими показателями качества вод. Показано, что в бассейне р.Проня приоритетными ЗВ являются фенолы, нефтепродукты, нитриты, железо общее, ионы кальция, сульфаты, формальдегид. Абсолютная величина коэффициентов корреляции этих показателей с олигохетным индексом и биотическим индексом Вудивисса превышает 0,9.3. Разработанная информационная система «Экологическое состояние водных ресурсов бассейна реки », полученные уравнения взаимосвязи между гидробиологическими индексами качества вод и гидрохимическими показателями позволяют оценить состояние экосистемы реки.4. Разработан метод вычленения неконтролируемой (диффузной) части загрязнения из общей антропогенной нагрузки на основе математического моделирования.Обоснован выбор математической модели процессов переноса и трансформации загрязняющих веществ в водных объектах, детальность которой находится в соответствии с данными гидрологического, гидрохимического и гидробиологического мониторинга. С использованием этой модели на основании имеющейся информации обоснован метод решения обратной задачи - рассчитаны коэффициенты неконсервативности выбранных компонентов качества воды и уровень распределенного загрязнения водных объектов для семи водохозяйственных участков реки.5. Распределенный сток был рассчитан с использованием одномерной нестационарной модели на единицу длины водостока для выделенных водохозяйственных участков.Анализ показывает, что диффузные стоки играют решающую роль в формировании качества вод рек бассейна Прони по БПКз, NO2, NO3 и Р. Доля солей аммония соизмерима, а нефтепродуктов и фосфора диффузный сток несколько больше, чем точечный.Этот вывод очень важен для выбора стратегии водоохраны. Большое внимание должно быть уделено неконтролируемым источникам загрязнения.Таким образом, проведенные исследования позволяют наметить приоритетные направления природоохранных мероприятий в бассейне реки, которые заключаются в необходимости снижения не только контролируемого (сосредоточенного) поступления загрязняющих веществ с территории водосбора, но и в снижения распределенной

(диффузной) части антропогенной нагрузки.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Седякин, Валерий Петрович, Москва

1. Абакумов В.А. (ред.). Руководство по методам гидробиологического поверхностных вод и донных отложений. —Л.: Гидрометеоиздат, 1983.—340 с. анализа Абакумов В.А. (ред.), Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.--319 с. Абакумов В.А., Экологическая классификация планетарных циклических процессов, Проблемы прикладной экологии. Т.

2. Экологический мониторинг и экологический аудит, М.: Россельхозакадемия, 2002.—С, 8-

3. Абакумов В.А., Булгаков Н.Г., Левин А.П., Максимов В.Н., Мамихин В, Никитина Е.П., Никулин В.А., Сухов СВ., Аналитическая информационная система «Экология пресных вод России» как инструмент биологических исследований. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16, Биология, N2,2000.-.С 38-

4. Абакумов В.А., Калабеков А.Л., Седякин В.П., Оценка состояния пресноводных экосистем. Проблемы прикладной экологии. Т.

5. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия, 2002.—С. 8-

6. Адам А.М., Новоселов А.Л., Чепурных Н.В., Экологические проблемы регионов России. Томская область. Информационный выпуск 6. М. 2000,- 38-

7. Баренбойм Г.М., Веницианов Е.В. (1), О развитии и повышении эффективности государственной системы мониторинга водных объектов. Материалы Международного симпозиума «Чистая вода России-97», 25-28 ноября 1997, Екатеринбург, 1997,—С. 183-

8. Баренбойм Г.М., Веницианов Е.В. (2),, Разработка системного проекта для создания региональной системы мониторинга водных объектов. Материалы Международного симпозиума «Чистая вода России-97», 25-28 ноября 1997, Екатеринбург, 1997.— С,184-185, Булгаков Н.Г,,, Индикация состояния природных экосистем и нормирование факторов окружающей среды. Обзор существующих подходов. Успехи современной биологии. М., 2002

9. Веницианов Е.В., Кудряшева Ж.Н., Математическая модель распространения в реке гетерофазных компонентов.- Водные ресурсы. Т.7, 2.1980.С. 80-

10. Веницианов Е.В., Лепихин А.П., Физико-химические основы моделирования миграции и трансформации тяжелых металлов в природных водах Под науч. ред. А.М Черняева, ФГУП КамНИИВХ.- Екатеринбург: Изд. РосНИИВХ, 2002.- 236 с. Водный кодекс Российской Федерации. Федеральный закон. Принят Государственной Думой 18 октября 1995г. М «Ось-89», 1995.-- 80с. ГОСТ 17.1.1.01-

11. Охрана природы. Гидросфера. Сб. Государственные стандарты. М.: Изд-во стандартов. 1998.— 115 с. ГОСТ 17.13.07-

12. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды, водоемов и водотоков. Охрана природы. Гидросфера. Сб. Государственные стандарты. М.: ИПК Изд-во стандартов. 1998.-- 115 с. Государственный водный кадастр.

13. Поверхностные воды. Серия

14. Ежегодные данные. Ежегодные данные о качестве поверхностных вод суши за 1989 г. Т 1 (32), Выпуск 2 3 м 1

15. Государственный доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей природной среды Рязанской области в 2000 году. Белая книга. Рязань, 2

16. Государственный доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей природной среды Рязанской области в 2001 году. Белая книга. Рязань, 2

17. Государственная форма отчетности 2-ТП (водхоз). 1997г. Государственная форма отчетности 2-ТП (водхоз). 1998г Гусева Т.В., Молчанова Я.П., Веницианов Е.В., Маркерные показатели оценки состояния водных объектов при малой антропогенной нагрузке (на примере р. Пры). Водные ресурсы. Т. 28. №31. 2

18. Гусева Т.В., Дайман Ю., Хотулева М.В. Виниченко В.Н., Веницианов Е.В., Молчанова Я.П., Заика Е.А., Экологическая информация и принципы работы с ней Под ред. В.Н. Виниченко. М СоЭС. 1998.-244 с. Данченко Н.Н., Автореф. дис.канд. хим. наук. М. МГУ. 1997.-24 с. Даценко Ю.С., Иваненко А., Корявов 11.П., Эдельштейн К.К., Математическая модель динамики вод и распространения загрязняющих веществ в Иваньковском водохранилище. Водные ресурсы. Т. 27, 3,2000.—С. 292-

19. Ежегодник качества поверхностных вод на территории деятельности ВерхнеВолжского УГМС за 1994 год. Н.Новгород, Верхне-Волжское УГМС. 1995.— 476 с.

20. Забелина Н.М., Исаева-Петрова Л.С, Кулешова Л.В., Заповедники и национальные парки России. М.: ЛОГАТА. 1998.- 160 с. Израэль Ю.А.,. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменений состояния окружающей природной среды. Основы мониторинга. Метеорология и гидрология. 7. 1

21. Израэль Ю.А., Основные принципы мониторинга окружающей природной среды (основные проблемы и стратегия их решения).— Актуальные проблемы окружающей природной среды. Труды международного симпозиума.- Л. 1

22. Израэль Ю.А., Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984-.560 с. Израэль Ю.А. (ред.), Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климата. Пределы изменений. М.: Наука, 2001.—340 с. Израэль Ю.А., Абакумов В.А., Об экологическом состоянии поверхностных вод СССР и критериях экологического нормирования. Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Труды Международного симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-С. 7-

23. Израэль Ю.А., Абакумов В.А., Казаков Ю.Е. (ред.). Актуальные проблемы охраны природной среды в Советском Союзе и Федеративной Республике Германии. Труды Второго Международного симпозиума.-Л.: Гидрометеоиздат., 1987.—Т. 1. 397 с Т. 2.- 400 Израэль Ю.А., Гасилина Н.К., Абакумов В.А.,. Гидробиологическая служба в СССР. Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Труды Второго советско-английского семинара. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-С. 7-

24. Информационный бюллетень «Ведение государственного мониторинга в бассейне р. Пропив 2000 г.», 2

25. Калабеков А.Л., Седякин В.П., Некоторые аспекты контроля состояния экосистем.— Проблемы прикладной экологии. Т.

26. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия, 2002—С. 105-

27. Калабеков А.Л., Седякин В.П., «Экозащитные» технологии в городской среде.Проблемы прикладной экологии. Т.

28. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия, 2002-.С. 84-104.

29. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия., 2002.-С. 77-

30. Кренева СВ., Седякин В.П., Кренева К.В., Шкала оценки состояния экосистем.Проблемы прикладной экологии. Т.

31. Экологический мониторинг и экологический аудит. М.: Россельхозакадемия, 2002.—С. 140-

32. Кривцов В.А., Рельеф Рязанской области. Рязань, 1998.—126 с. Кулаичев А.П.. Методы и средства анализа данных в среде Windows. STADIA 6.0. М.: Информатика и компьютеры, 1998.- 270 с. Левич А.П., Булгаков Н.Г., Абакумов В.А., Терехин А.Т. Определение экологически допустимых уровней расходов воды по гидробиологическим показателям. Вестн. Моск. ун-та. Сер.

33. Биология. №3,1998.-е. 49-

34. Левич А.П., Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Теоретическая и экспериментальная экология планктонных водорослей. Управление структурой и функциями сообществ. М., Изд-воНИЛ,1997.-184с. Левич А.П., Терехин А.Т., Булгаков Н.Г., Абакумов В.А., Максимов В.Н., Елисеев Д.А., Качан Л.К., Экологический контроль водных объектов Нижнего Дона по биотическим идентификаторам планктона, перифитона и зообентоса. Вестн. Моск. унта. Сер.

36. Леонов А.В.,. Математическая модель совместной трансформации азота, фосфора и кислорода в водной среде: ее применение для анализа динамики компонентов в евтрофном озере. Водные ресурсы. 2,1989.—С. 105-

37. Любимов В.Н., Итоги социально-экономического развития Рязанской.области в 19971999 годах и основные направления развития до 2005 года: Доклад главы администрации области В.Н. Любимова на совещании 12 января 2000 года. Рязань, 2000.—С.5-

38. Максимов В.Н., Абакумов В.А., Левич А.П.. Терехин А.Т...Исследование водных экосистем Восточной Европы. Вестн. Моск. ун-та. Сер.

39. Биология. N4,2001.—с. 36-

40. Методические указания по разработке нормативов предельно допустимых вредных воздействий на поверхностные водные объекты. М., 1999.— 13 с. Можайский Ю.А., Евтюхин В.Ф., Резникова А.В., Экология агроландшафта Рязанской области. М.: издательство МГУ, 2001.

41. Никаноров А.М., Циркунов В.В., Система мониторинга качества поверхностных вод. Часть

42. Системы мониторинга качества поверхностных вод США и Канады и направления их эволюции. СПб.: Гидрометиздат, 1994.-108 с. Постановление Совета Министров Правительства РФ от 24 ноября 1993 г. 1229 «О создании единой государственной системы экологического мониторинга» Российское законодательство об охране окружающей среды и природопользовании. Т.З. Москва, 1

43. Программа возрождения малых рек и других водных объектов Рязанской области. Утверждена Постановлением главы администрации области от 01.07.

44. Розенберг Г.С., Краснощекой Г.П., Волжский бассейн: экологическая ситуация и пути рационального природопользования. Тольятти: ИЭВБ РАН, 1996. 250 с, Райнин В.Е., 1

45. Научно-технический отчет о выполнении исследовательской программы «Эльба-Ока». М: ВНИИГиМ. международной Рязанская область в цифрах. Рязань: Ряз. обл. ком. гос. стат., 2002.-85 с. Сафронова К.И., Веницианов Б.В., Кочарян А.Г., Майрановский Ф.Г., Максимов А.В., Шашков СИ., О совершенствовании системы контроля качества поверхностных вод. Водные ресурсы. Т. 24. 6,1

46. Седякин В.П., Методологические основы информационного обеспечения мониторинга и водоохраны в бассейне реки.— М.: Россельхозакадемия, 2003.—149 Социально-экономическое положение Рязанской области в 1999 году, Рязань: Ряз. обл. ком. гос. стат., 2

47. Социально-экономическое положение Рязанской области в 2000 году, Рязань: Ряз. обл. ком. гос. стат.,2

48. Социально-экономическое положение Рязанской области в 1 квартале 2001 года,Рязань: Ряз. обл. ком. гос. Стат., 2002.—С.3-

49. Социально-экономическое положение Рязанской области в 2001 году, Рязань: Ряз. обл. ком. гос. стат., 2

50. Федеральная целевая программа «Оздоровление экологической обстановки на р. Волге и её притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна». Распоряжение правительства РФ №574 от 23.04.1994.

51. Федоткин В.Н. (ред.). Рязанская энциклопедия.- Рязань, Т.1. Т.2.,1

52. Цветков Г.М., Гидрохимический мониторинг водных объектов Мониторинг водных объектов: по материалам 1 региональной Школы-семинара (Дубна, август 1996) Под ред. Г.М. Баренбойма, Е.В. Веницианова. М.: Государственный центр водохозяйственного мониторинга. Институт водных проблем, 1998.C.97-

53. Jorgensen, S.E., Fundamentals of Ecological Modelling. 2nd edition. Elsivier. Amsterdam. 1994.-pp.

54. Lalli F., Di Mascio A., A Numerical Model for Fluid-Particle Flows. Proceedings of the Sixth International offshore and polar Engineering Conference (1996). Los Angeles, USA May 2631,1996 Orlob G.T. Mathematical Modelling of Water Quality: Streams, Lakes, and Reservoirs, International Series on Applied Systems Analysis. Wiley, Chichester. 1

55. Surface Water Monitoring and Research Strategy Fiscal Year 1

56. Environmental Monitoring and Assessment Program. EPA/600/3-91/

57. Wash., D.C.: US EPA, Office of Research and Development. 1991.— 184 p. Ward R.C., Loftis J.C, Monitoring Systems for Water Quality. Critical Reviews in Environ. Control. Vol.19, N2,1989.-P.101-118.

Информация о работе

Седякин, Валерий Петрович
кандидата географических наук
Москва, 2004
ВАК 25.00.36

Диссертация

Информационное обеспечение оценки экологического состояния средних рек в условиях современной антропогенной нагрузки - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы