Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование пространственно-временной изменчивости загрязнения подземных вод речных долин в условиях техногенеза (на примере низовий долины р. Чирчик)

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Исследование пространственно-временной изменчивости загрязнения подземных вод речных долин в условиях техногенеза (на примере низовий долины р. Чирчик)"

Гс с уд а рс т в е ншо Я комитет Узбекистана по геологии и минеральным

ресурсам

Производственное объединение "Узбекгидрогеологяя" Институт гидрогеологии и инженерной геологии им.О.К.Ланге

На правах рукописи

Ибрагимов Азиз Сэбирович

¡Ьследоваше простракс-венно-временной изменчивости загрязнения подземных вод речных долин в условиях техногенеза (на примере низовий долгага р.Чирчик)

04.00.06 - Гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-шгнералогичесгосс наук

Ташкент - 1992 г.

Работа выполнена в институте гидрогеологии и инженерной геологии ЩЦДМ1ГЕ0 ин.О.К.Ланге ПО "Узбекгидрогеология"

Нау'ГгИй руководитель

доктор геолого-минералогических наук, заслуженный геолог Узбекистана, профессор А.С.ХАСАНОВ

Официальны?! оппонент

доктор технических наук, профессор Ф.М.РАХИМБАЕВ кандидат геолого-минералогических наук В.Н.ПОНОМАРЕВ

Ведущая организация

Институт водных проблей АН Республики Узбекистан

Защита состоится " 25 " марта 1992 г. в 16-00 часов на заседании специализированного совета Д.ОТ1.01.01 при институте гидрогеологии и инженерной геологии им.О.К.Ленге ГО "Узбектидрогеология" по адресу: 700041, г.Ташкент, ул.Морозова, 64

С диссертацией можно.ознакомиться в библиотеке института ГИДРОШГБО.

Автореферат разослан « (печаля 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, , доктор геолого-минервло- ,

гических.наук Л.З.

яцтьы*!/! 5*5.':,. ОТЕКА у

к *

Отдал иесертаций

Общая характеристика работы

.Актуальность работы: Интенсивное развитие в последние десятилетия сельского хозяйства с возросшими дозами применяемых агрохимикатов привело к загрязнению подземных вод земледельческих районов их остатками, причем наибольшую тревогу отзывает загрязненность нитратами - токсичными и существенно консервативными в подземной гидросфере остатками азотных удобрений; подземные же вода орошаемых речных долин являются важнейшими, а во многих случаях, и единственными источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Контроль и прогноз такого загрязнения требуют создания специальной системы мониторинга, данные которого должны служить основой для принятия оперативных решений по управлений качественным составом подземных вод.

Дель работы заключается в выявлении пространственно-временного распределения нитратного загрязпеинл подземных вод для обоснования мониторинга га рациональной эксплуатации и охраны.

Основными задачами исследований являются:

- изучение региональных особенностей фэггсоров п проявлений загрязнения подземных вод речпых долин под воздействием сельскохозяйственного освоения;

- изучение сезонного и многолетнего режима изменчивости содержания остатков азотных удобрений в подземных водах;

- разработка системы мониторинга загрязнения подземшлс вод района исследований остатками азотных удобрений.

При решении этих задач были использованы методы картографического, графического и статистического анализа фактического материала по изменчивости естественных (фильтрационные свойства вмещающей среды) и искусственных факторов (густота 1УА нормы поливов и внесения удобрений) загрязнения и самоочищения подземных вод, динамики содержания в них нитратов. При корреляционных анализах использовались стандартные программы на ПЗВ4 "Искра 10-56".

В результате проведенных исследований обоснованы следующие защищаемые положения:

I. Фоновая загрязненность подземных вод нитратами ди})-ференцируется в зависимости от степени естественной дреннро-

ванноети территорий, уменьшаясь в зонах дренирующего влияния водотоков и возрастая к осевым чьатям междуречных массивов, на участках с низкими фильтрационными свойствами водовмещвю-щей среды}

2. В наибольшей степени загрязнению подвержены вскрываемые колодцами приповерхностные слои грунтовых вод, а с глубиной загрязненность постепенно снижается и в интервале фильтров эксплуатационных сквакин содержание нитратов практически

• повсеместно не превышает ЛД5;

3. В период исследований (е 1Ш4 по 1998 гг.) загрязненность эксплуатационного водоносного горизонта (0„,-„) нитратами росла с интенсивностью 1-6 мг/л в год, обратно пропорциональной степени естественной дренирозвнности вмещающей среды. Интерпретация втого роста как трендовой или цикличной составляющей многолетнего режима нуждается в дальнейших наблюдениях;

4. Б сезонном разрезе вегетационный рост загрязненности подземных вод, обусловленный применением удобрений, сменяется их самоочищением в межвегетациошшй период, причем амплитуда сезонных изменений загрязненности пропорциональна дренирован-ности среда.

Ути защищаемые положения, очевидно, имеют научную новизну в познании закономерностей техногенного загрязнения под-аемтпе вод орошаемых земель ыекгорнкх речных долин.

Практическая значимость работы заключается в обосновании наименее подворлсеш&к загрязнению участков и интервалов для размещения оксплуатациошшк водозаборов, проектирования их конструкций, прогноза ссзокшпс и многолетних,изменений качества каптируемых вод^я такте в шдаче рекомендаций по обоснования мониторинга Подземных вод мзжгорщк речных долин на основе выявленных пространственно-временных закономерностей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научно-технических семинарах "Выявление зон 'загрязнения окружающей среды токсичными химическими олеиен-тами" (г.Челябинск, 1984 г.) и "Гидрогеологические проблемы ' изучения геоэкологии Казахстана" (г.Нэвлодчр, 1990 г.), о тякхе на расширенном заседании лаборатории "Методика изучения и технология овщить' подземных Вод" института ЩЦРОИН ГШ ПО "Узбекги.лрогеология". .

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, Ь-тн глав и заключения. Объем $65 страниц машинописи,

рисунков, 7 таблиц, Список литературы включает 409 наименований опубликованных и фондовых работ на /3 страницах.

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору А.С.Хасанову за помощь и ценные советы при разработке _ диссертации. Он благодарен также доктору геолого-минералогических наук, профессору В.Г.Самойленко, кандидатам геолого-минералогических наук Еникееву Н.И., Ковалеву Ю.С., кандидату технических наук Григоровой Г.Л. и всем сотрудникам института ГИДРОНИМ), оказавпим практическую лоуощь при разработке диссертации и принявшим участие в обоуллешш ее результатов. Автор считает своим долгом выразить благодарность коллективу Ташкентской ГГП за представление материалы многолетних режимных наблюдений.

СО ДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертацион-' ной работы, ее научная новизна и практическая значимость,изложены задачи и методика исследований, приведеш общие сведения о диссертации.

I. Состояние изученности-загрязнения подземных вод в районах сельскохозяйственного освоения

Проблема изучения загрязнения подземных вод речных долин □ районах гагатенсивного сельскохозяйственного освоения актуальна, поскольку, с одной стороны, зти вода являются основным, г> во многих случаях и единственным источником хозяй-ственно-питьового водоснабжения, а с другой - в последние десятилетня они все более интенсивно подвергаются загрязнению остатками ягрехимикатов.

Особую тревогу гызквает загрязненность их нитратами,го-

торяя приобрело региональный характер, в первую- очередь, в связи с применением езотшж .удобрений и рэзватием животновод-, ства (Al potLi, L., iíül; Са?.;ойленко В.Г., 1982; Oaerman p. t Î9J3; Manda В. , i ИЗ; дсияткин Е.Л., Сакойленко В.Г., 1984; ôingh J. и др., Х9с34; Лондон М.Б. и др., 1934; Ьриллинг И.А. ISS-3&;Hendry M. и др., 1Ш7; Твтшова Ф.Л., 1907; DelOvallM.,

1983 . Bojakowska i, и др., 19Ô3 , You rio С.лэаз.

<í)

Помимо минервльных удобрений и отходов животноводства, источниками поступления нитратов в подземные води могут быть горные породы, но которых выщелачиваются нитраты ( ForclG. и др., IST/4; Кидин, I&34 и др.), промышленные стоки згц»<""~"",н металлургической промышленности (Ковалев Ю.С. и йоменко B.C., 15772; Еникеев h.И. и др., 1S36 и др.) и т.дГ •

Для исследуемого района вопросы загрязнения подземных вод осведеш в трудах Ю.С.Ковалева, В.Н.Пономарева, IS67; А.С.Хасанова, 1У72; В.С.Фоменко, 1972 и многих других. Начиная с 1967 года, Ташкентская ГГ и ИГА Иритлакентской ГГЭ проводит работы по контроля за охраной престо; подземных вод долины р.Чирчик от истощения и загрязнения, результаты которых освещаются в ежегодных и сводных отчетах (Инамов M.II,, -Раоулев Т.А., Девяткин Е.Л.). Позднее были проведены специальные исследования влияния стоков промышленных предприятий г.Чирчш: на подземнке воды и факторов формирования их качественного состава (Н.И.Еникеев, Г.Л.Грнгорова, Г.И.Карпизина, я др., 1936).

Влияние сельскохозяйственного производства на качество • подземных вод долину р.Чирчлк освещены в трудах В.Г.Ходжаева, I^'ü-86; В.Г.СамоЛябнко, 1932; Г.Х.Хяшимова и др., I9S0).

Анализ работ позволяет констатировать, что подземные воды долины р.Чирчик подЕеркеш нитратному загрязнению, а сельскохозяйственное производство является одним из глпвнкх его факторов. Пространственное-временное хе распределен::« нитратного загрязнения и причинно-следственные связи его проявления изучены недостаточно полно.

: IL Ириродныэ факторы миграции и накопления егрохимикптов в подземных водах'

Имещийся:мотср/>ал не позволял выявить чокичеся-вишые . -^¡'пличия загрпаненкссуи по климатичосхим, птрслогг-«жкич и

почвенном признакам. Выполненный анализ свидетельствует лишь о наличия тенденции уменьшения осадков и роста температур вниз по долине; по степени гидрологического (дренирующего) влияния р.Чирчик удалось ьичленить лишь пойму и первую надпойменную террасу. Не удалось обнаружить (а масштабе наших исследований) каких-либо существенных различий по почвенным и геоморфологическим признакам.

Поэтому основное внимание в главе било уделено дифференциации геологического строения и гидрогеологических условий данного района в целях последующей оценки их влияния на специфику миграции огрохимикотов и их накопления в подземных водах.

Основной водоносный горизонт долины р,Чирчик, оксплуа- . тируемый в настоящее время практически для всех нужд, приурочен v? аллювизльнкм отложения;.) верхнечсгЕоптичиого-совремвнно-го возраста. Наиболее известны гидрогеологические исс,;едова-h::i этого горизонта, проведенные ВЛиоохлревичем, С.Ш.Мярза-оа';м, Н.Н.Ходкибэевкм, ¡З.С.Ковалегиг, Х.Т.Тул!Ц,ановга,Л.З.По-леЯ, В.Г.Насоновым, В.Н.Пономаревым. Авторы этих и других работ единодушии в том, что а отделениях 0W^,V » "ри вообще-то однородных условиях формирования, наблюдаются некоторое различия в литологнческом составе, проявляющиеся, в частности, в уменьшении размеров как самих галок, так и частиц и состава заполнителя, что непосредственно сказывается нп фильтрационных свойствах отложений (Исламов А.И. , 1Э68 ; ''овален Ю.С., 1970; Мирзаев С.Ш., 1983 ; Пономарев D.H., 1936; Хонимов Г.Х., IS90).

Принимая это скорее гипотетическое положение неоднородности фильтрационных cboPctd водоносного горизонта QM1_1V , которая достоверно локализована лишь для поймы и 1-й террасы р.Чирчик, нами была сделана попытка дифференциации территории по фильтрационным свойствам^. Эта задача решалась путем статистического выявления (на основе ранее проведенных опытных и разведочных работ) степени взаимосвязи коэффициентов фильтрации (Кф) и единичных расходов ( (J, ). Расчеты показали удовлетворительно m "с о куп степень этой связи (7,^>0,0), рппгс-ссч-мируемой угтненнтми прямой регрессии:

* CTr.V 'flTVI'M Л'ЛТО.-К.-'ЧКТОСКУЧ неоднороднее гь срсдк

Кф = 2,65 ^ - 3,6 i 1,8 м/сут {.для скважин с Л ® 12-14") К(й в 0,6 - 20 - 6,7 м/сут (для сквекин с d = 8-10")

Пер<зсч;1тант,;е по этим уравнениям значения К[Т, в точках заложения эксплуатационных скважин, вкупе с прямыми оценками Кф в точках заложения разведочкис и ош/тнух, позволили типизировать территорию левобережья нязовяй долины р.Чирчик по фильтрационным свойствам основного водоносного горизонта (в интервале глубин 20-50 м).

Согласно этой типизации, но изучаемой территории: I) пойма и первая терраса объединены в литологический район I (с IC^ >50 м/сут); 2) западная часть площади развития Л-оЙ террасы (примерно до коллектора FK-7) выделена как литологи-чоекпй район й (Кф составляет 30 + ЬО м/сут); 3) восточнее этой зоны (до контакта с 1-й террасой Сырдарьи) - лнюлоги-чеекий район ill, подразделяющийся на подрайон Ilia (расположенный между FK-9 и №-10), где Кф < 20 м/сут, и подрайон Шб, где величина Кф составляет 20 + 30 м/сут (черт. 1 ).

В подтверждение генетической значимости типизация литологии водовмещвгащей среды (отраяатацей неоднородность фильт- . рационных свойств, с следовательно интенсивности водообмена) были проанализированы амплитуда сесошшх колебаний УГВ, которое оказались пропорциональны типовом значениям Кф. Наибольшие амплитуды фиксирувтся на первой террасе р.Чирчик (ill = 1,8 м). D районе П величина л К достигает 1,5 м; в ря.йо:;с Eio-ah 0,64 м. а б о 1,1 - 1,2 и.

Изменения минерализации грунгових вод таю::е коррелируйте я с различи»!« фильтрацкишых свойств - в районе I ( до коллектора ГК-8) СЫа;с« 0,5 г/л, 0 ниже по потоку увеличивается до 0,7 г/л; в районе Л - С,по*. тюле не превышает 0,6 г/л, a d районе & - 0,6 « С 0,3, причем в подрайоне Ша {характеризуемом наииеиьоеЛ проницаемостью и амплитудами колебания УГВ) 0,8 с С„й14 1,2 г/л.

Таким образом, можно «сдать, что оакономериостй загрязнения подземных вод остаткам,; езотных удобрений увязнвбится с выявленной изменчивость*) ^"гльтрациошшх свойств родовое кого горизонта.

Ы. Техногенные факторы звгрязконл*? подземных вод

Основным источником поступления , N0^, НН* в подземные воды являются азотсодержащие удобрения, норш и сроки применения которых, вкупе с нормами и сроками вегетационных поливов, определяют пространственно-временную динамику их загрязняющей нагрузки, а густота коллекторно-дренажной сети (КДЗ) предопределяет местную специфику самоочищения подземных вод. Очевидно, что изменчивость этих факторов целесообразно рассматривать с учетом характера выращиваемых культур, поскольку и они и водохозяйственные условия их вегетации во многом влияют на миграцию и аккумуляцию СА в грунтах и грунтовых водах.

Используя данные Госагропрома о площадях, занятых под различные виды культур по хозяйствам (га), и количества используемых удобрений под эти культуры (кг/га), удалось определить, что наиболее распространены хлопок к кенаф, которые занимают от 61 до 71$ орошаемых земель, а расход азотных удобрений составляет 68-90% от общего количества.

По данным ТашобяУОС составлены схемы .типизации изучав-' мой территории по количеству применяемых удобрений, поливным кормам и густоте 1ДО. Сопоставление результатов позволяло типизировать территорию по результирующему влияний техногенных факторов на процессы загрязнения подземных вод соедине- , ниями азота и их самоочищение и ввделить.следующие характерные участки (рис. 1 ): -

1. Устойчиво-благоприятные техногенные условия, где грузные поливы (»20 тнр;.м3/га) на фоне развитой ИДО ('20 м/га) обеспечивают хороший водо-солевой обмен и промытость.толщи; .

2. Неустойчиво-благоприятные выделяются с учетом того, что на фоне средних поливных норм и густоты КДО, нормы применения азотных удобрений на втих участках строго соблюдаются, однако их повышение приведет к нарушению современного равновесия; V-"'' У:.'' ■

. ^3. На участка с неустойчиво-неблагоприятными'условиями на фоне невысокой густоты ВД) и достаточно грузных норм применяемых удобрений, близость дренируищзго водотока позволяет рассчитывать нв еф$ектйБнЬсть самоочизде-лцчх процессов.в

«йявеготацконнкЯ период;

4. Неблагоприятные техногенные условия выделяются в междуречье Чирчик-Ахангаран, где на фоне довольно высоких норм (210-220 кг/га) удобрений густота КДЗ недостаточна, а удаленность от водотоков свидетельствует об уменьшении и 1« естественного дренирукшгго влияния. Поэтому здесь можно ожидать роста загрязненности подземных вод.

Выполненная типизация по техногенным факторам хорошо взаимоувязывается с рассмотренной в предыдущей главе дифференциацией гсолого-гидрогеологических предпосылок защищен- ' кости подземных вод от проявлений сельскохозяйственного загрязнения (рис. 1 ).

1У. Анализ пространственно-временной изменчи-

0 вости содержания соединений азота в грунтовых водах

Выполненный в настоящей главе анализ основан на материалах специальной серии опробования эксплуатационных скважин и колодцзэ, размещенных на сельскохозяйственных землях исследуемого региона. Е-чло отобрано и проанализировано в лаборатории более 1100 проб подземных вод с количественной идентификацией в них трех соединений азота ( МН^, N0^ , ЫОд ), раос.'.гетривоэмых как остатки примененных азотных удобрений.

Выявить пространственные закономерности загрязненности грунтовых вод ппргымя двумя ( НН^, Н0г) компонентами не удалось ввиду их редкой встречаемости не в каких-либо отдельных скважинах или их группах, а в пробах практически всех скважин и колодцев в разные сроки отбора. На основе анализа материалов удвлось выягаить тенденции сезонной изменчивости такой' встречаемости этих токсикантов, которая связана со сроками подкормки растений азотными удобрениями - мпкешумы встречаемости Г1Н4+ я N0," соответствуют этим срокам или следупт непосредственно за ними.

Для знявлення закономерностей прострянственно-вроменчсР изменчивости загрязненности грунтовых вод нитратами использовались изохе?иы их содержания, построенные го профилям .ори ентированным вдоль-и поперек регионального потока.

Анализ »так изохом свидетельствует о том, что концентрации на opoäiacvK: пеилях поймы л первой террасы р.Чирчик повсеместно не превышает 00 пг/л. В сезонном разрезе содержание NOj сшшаетсй на 4-7 мг/л летом (с июня по сентябрь), а затем вновь повышается до исходных значений (черт. ¡1 ). В створе вдоль Карасу пространственные изменения загрязненности подземных вод нитратами подобны описанным для причир-чикского створа. Сезонный режим содержания нитратов до FK-8 остается практически стабильным, п ниже - летнее опреснение имеет амплитуду от '¿-Л до V-G мг/л.

В осевых частях междуречья околого-гидрогеологкческая обстановка много хуке. Построенные здесь профили изохем свидетельствуют, что только до середины мекдренья PK-Ü - РК-9 загрязненность грунтовых вод нитратами не превышает 0,8-0,9 ВДК, а ниже по потоку резко увеличивается, достигая в меж-дренье Hi-9 - РК-Ю 1,5-2,0 ЦЩ. Только в 3,5-4,0 км юго-западнее РК-Ю фиксируется снижение концентраций N03" до значений меньше 1ЩС и в «рисырдарьинской зоне они не превышают 0,5 IUP.

Поперечные профили подтверждают выявлешгые по продольным профилям закономерности снижения концентрации нитратов в наиболее дренированных приречных зонгх (Чирчика, Карссу ч: Снрдарьи) и наличие участка весьма высокой загрязненности грунтовых вод в осевых частях меядренья FK-9 и РК-Ю. Эти закономерности хорошо прослеживаются и на карте загрязненности подземных вод нитратами (черт, з ), построенной по средним значениям их концентраций.

В общем, пространственные закономерности сводятся к сле-дутацим:

1. В зоне поймы и первой террасы р.Чирчик загрязненность подземных вод нитратами сохраняется, в основном, < 0,5 ЦИК

и не имеет тенденции роста ни вниз по долине, ни в многолетье.

2. Предложенная в главе П гипотеза о благоприятном око-лого-гидрогеологипеском влиянии дренирующей роли Карасу подт* вождоется результатами опробования грунтовых вод. Хотя это влияние и меньше, чем у Чирчика, ввиду больиего вреза русла последнего к относительно меньшей проницаемости водовмещаи-Ш1гх отложений,, но она оказывается достаточным для того, чтобы загрязненность подъемных вод практически повсеместно и пос-

тоялэ была меньше 0,75

3. Грунтовые вода междуречья Чирчик-Карпсу обладают заведомо худшим потенциалом самоочищения, -чем приречные естественно-дренированные боны. Соответственно, здесь выла и нх загрязненность нитратами, которая постепенно увеличивается

к юго-западу в направлении регионального потока (от 25 до 42 мг/л) до середины мегдренья ГС-О - Ш-9.

4. С середины междренья №-3 - РК-9 содержание МОд в грунтовых воде:: резко возрастает до 1,5 и более ЦЦК, о в мек-дренье РК-9 и РК-Ю превышает 1,5-2,0 ЦЩ (исключая приречные зоны). ,

Причины этой аномалии объясняются скорее не техногенными факторами, а предопределенностью естественно-историческими, и преядо всего геолого-гидрогеологическкш, худшими условиями ее естественной дренированности..

б. Загрязненность подземных сод 'нитратами в зоне, прилегающей к Сырдорье, резко (с 1,5-2,0 ПЖ и более) снижается до 0,5-0,75 ВДК, о в полосе, прилегаетеП к реке (шириной 2-3 км) - до 0,3 ЦЩС. Такая резкая скбна зон объясняется,по-видимому, тем» что прирусловой поток Сырдарьи превкляст размеры притока со стороны ¡¿еядурзчья, существенно рзоб-вляет его соды (снижая, в частности, концентрация МОд ).

Таким образом, анализ плановой изменчивости содержания МОд в подземных водах исследуемого района позволил выделить з его пределах пять обособленных блоков. Трем из них (гтрпчир-чикскому, прикарасуйсйому И присырдврьинскому) присуща повышенная интенсивность водо- и солеобмена за счет дренирующей роли соответствующих водотоков. В мёвдуречье выделены два блока, в верхнем из которых имеет место закономерный и постепенный рост концентрации нитратов в направлении подземного стока. В нижнем не блоке, приуроченном, очевидно, к отношениям с аномально низкими фильтрационными свойствами, наблюдается резкое увеличение содержания нитратов.

Анализ сезонной динамики загрязненности подземных вод нитратами показал,'что характерный для,всех блоков йвляотоя смена вегетационного загрязнениямешзеГотационным'.самоочищением, В зонах .примыкэагргх- ^ водотока« (Чирчику,. Карасу, Сцр-дарьз). средгЧке значения 1«)!{центраций:И03(-С^) "п водах скво-

жин но нреьыкаат £0-25 мг/л, а средняя амплитуда л с с ^ Ь-7 мг/л. В многолетье наблюдается незначительный рост концентрации nOj со средней интенсивностью Cw.t до Ь иг/л в год в первом и CMjt е 1-2 мг/л в год в двух последних,соответственно. Степень загрязненности грунтовых вод колодцев в этих зонах несколько вше, чем в водах скважин. В причирчикской зоне эта толща характеризуется следующими показателями: С6&2Ь wr/л; 4Се6Й мг/л; в прикарасуйской - с t i- 37 мг/л;

jCg =12 мг/л; в присырдарьинской - 43 мг/л, дС6> 15

мг/л.

В верхнем блоке междуречья Чирчик-Карасу сезонный режим N0J в подземных водах практически аналогичен наблюденному в причирчикоком ( С6 « £0 мг/л, л С-с =» 5 мг/л, CM/t 3,Ь мг/л в год). По колодцам средние значения параметров сезонного роки.-,fa составляют: Dg г> 36 мг/л, 13 мг/л. Анализ многолетнего рокима свидетельствует о росте загрязненности с 1937 года с интенсивностью 7-9 мг/л в год. Но поскольку до 1587 года наблюдалось снижение загрязненюсти, не исключена вероятность того, что выявленный рост совпал с соответствующей ветвью многолетней цикличности загрязненности вод.

В блоке аномально высокой загрязненности параметры сезонного рзяимя содержания нитратов d подземных водах скважин отличаются более высокими значениями 60 мг/л, 23

мг/л). Более заметна и тенденция роста загрязненности ( С|у1^>. в мг/л п год), что свидетельствует о заведомо меньшем потенциале самоочищения водосодер;*а;цей толщи. Что ко касается толз|И грунтовых под, вскрываемых колодцами, то сезонный режим содержания в них NOg очень псстрый и по направленности и по количественной значимости параметров. Обогащеннооть грунтовых вод атого блока нитратами в определяющей степени дифференцируется не региональными гидрогеологическими, а местными водо- и агрохозяВствепньни факторами, дешифрир.уе-кость которых в масштабе выполненных исследований практически не корректна. Поэтому можно говорить лишь о некоторых средних для блока показателях режима - Cf а 71 мг/л, ьС{~15 мг/л.

Описанные закономерности сезонного и многолетнего режима оодортзняя нитратов п поязеушх та>двх левобережья низовий

долини р.Чирчик, очевидно, установлены лишь в первом приближении, на фоне пока еще недостаточной пространственной и временной представительности обосновывающей их информации. Тем не менее, большинство этих закономерностей, во-первых, не противоречат современным представлениям о гидрогеохимическом процессах на орошаемых массивах аридной зоны, и во-вторых, их достоверность подтверждается взаимокоррелнруе-костьн выводов, полученных по каждому из расчетных блоков.

Таким образом, процессам загрязнения остатками азотных удобрений подземных вод межгорных речннх долин присущи следующие закономерности:

1. Суммарная естественная и современная искусственная дренированкость водоносной толщи, в общем, достаточна,чтобы обеспечить защищенность (за счет самоочищения) ее эксплуатационных горизонтов от загрязнения нитратами (концентрация

ИОз практически повсеместно но превышает ДЩС, а для 8СЙ площади - 0,Б5 ЦЦЮ. Липь на площадях с аномально низкими фильтрационными свойствами водовмкцэгоцзй среды (Кф ^ 20 ы/сут) ее способность к самоочищешот недостаточна для поддержания допустимых концентраций нитратов и требуется либо нарашипя-ние искусственной дренировагжсстц, либо снижение норм применяемых азотнчх удобрений.

2. Припоягрхностшяе слои грунтовых вод, каптируемте колодцами и непосредственно подверженные влиянии вносимых удобрений, не защищены от избыточного загрязнения нитратами дгте. з пределах наиболее дренированных приречных блоков. Розто'г/ использование зод колодцев должно постоянно контрол'.троваться с санитарных позиций. '

3. Сезошше закономерности режима концентрация МО^ в подзеиыых водах ногут интерпретироваться как цчкличкяя смена еа роста в вегетационной период (в связи с применением- удобрений) процессами меквегетсцкокного самоочищения. В среднем яе полученные данные позволяет констатировать прямую ярслср-цконсяшзсть сезонных амплитуд ''пленений концентрации НО, в п^дз^'ных водах дрэннроввгеюстп среды, что горопо объяснимо и пропорциональностью последней интенсивности про-, цтесов самоочищения.

4. Нечнияя с Т9Г>6 года, пррлод исследований хярактери-?овялся попоеместпл! накоплением нитратов в подяем&чх ведах.

Но поскольку по некоторым наблюдательным пунктам прослеживается, а по другим не исключается вероятность существования до 19Во г. обратной тенденции снижения загрязненности подземных вод, наблюденное накопление нитратов нельзя однозначно интерпретировать как многолетние трьндоьую характеристику -- возможно, что период исследовании пришелся на поеходя-щуь ветвь многолетней цикличности режима загрязненности подземных вод. Эти альтернативные интерпретации должны быть проверены дальнейшими наблюдениями.

5. Ваблидашиеся темпы многолетнего роста загрязненности нитратами эксплуатационного водоносного горизонта обратно пропорциональны дренированности вмео\шои;ей среды, изменяясь от 1-2 кг/л в год в приречных блоках до 7-8 мг/л в год в блоке, отличающемся аномально низкой дреиированностью.

Рост загрязненности нитратами в среднем фиксировался и в приповархностннх слоях грунтовых вод, но его закономерности нивелированы пространственно-временной динамичностью техногенных факторов (нормы поливов и внесения удобрений, в частности) и анализ их оказался для нас пока нереализуемым в сколь-либо определеннее выводы.

У. Обоснование мониторинга соединений азота (СА) в подземных водах долины р.Чирчик

Цель мониторинга - представление информации 'для обоснования оперативных тактических решений для реализации стратегии управления гидрогеологическим процессом имеющимися (эа-.ранее предусмотренными) средствами. Соответственно, под гидрогеологическим мониторингом следует понимать целенаправленное слекение за пространствен" ю-временной динамикой показателей гидрогеологического процесса (уровень, расход, минерализация подземных вод и пр.), предназначенное для принятия оператив-1шх реиений по управлении им.

Для соединений азота ( , НО^ , N0^ ) объектом мониторинг-) являются подземные воды, каптируемые водозаборами для хозяАствгнно-пкгьевих нууд. Основной задачей мониторинга при управлении содержание:* соединений азота в подъемных водах долины р.Чирчик является контроль пространственно-рременной ди-

намики их концентрации в грунтовом водоносном горизонте по всей площади месторождения в увязко с динамикой техногенных фчкторов их формирования (вида, нормы, сроки внесения удобрений и ингибиторов, норки и сроки поливов) и гидрогеологических условий.

Оюсобы управления качеством подземных под, подверженных загрязнению соединениями азота можно подразделить на две группы: превентивные и реставрационные, причем очевидно более эффективен первый, основанный на регламентации норм и сроков применения азотных удобрений.

Для выявления пространственно-временной динамики содержания соединений азота по всей площади месторождения необходимо было бы включить в пункты мониторинга все имеющиеся на данной территории колодцы, эксплуатационные и наблюдательные скважины, что привело бы к значительным затратам на отбор, транспортировку и анализ отобранных проб воды.

Как альтернативный можно 'использовать подход, при котором пункты мониторинга задайтея в условиях средних для каждого типового (расчетного) блока по влиянию агротехнических и агрохимических факторов загрязнения подземных вод соединениями азота. Приняв в качестве типовых блоков комбинацию выделенных в главах II и Ш по природным и техногенным факторам, задавал пункты мониторинга вблизи геометрического центра блока, можно свести к минимуму к число пунктов мониторинг? и объемы наблюдений за ними.

Далее обосновывается количество наблюдательных пунктов в каждом типовом блоке, их конструкция, частота наблюдений за ними.

Материалы наблюдений по спорным пунктам мониторинга на типовых массивах технических культур для целей оперативных прогнозов пелесооОразяс- интерпретировать в построении количественных связей, # которых функцией равнозначно внетупевт: амплитуда прироста загрязненности, сроки его максимальною проявления (после проведения подкормки или полива на участках ра5."е:5з:,;:.т пункта или сттае его по потоку подземных вод), темпы постзкстремэльного снижения загрязненности.

Аргументами первой функции, в первом пр::бтт.1мии, могут служит!,: I) исходная загрязненность; - 2) мсяцтосп, покровных

мелкоземов; 3) исходная глубина грунтовых вод; 4) содержание СА в поливной воде; Ь) нораа подкормки; 6) коруа следующего за ним полива; 7) норма подкормки нараетакщин итогом (с начала сезона); 8) то ме - полиса; 9) порядковый (за сезон) номер подкормки; 10) то т - полива; II) наличие и норма предшествующей промывки; 12) расстояние пункта мониторинга от (верхней по потоку) кромки поливной карты; 13) то же -типового мгюсиво; 14) то же - ирригационного канала.

Аргументы второй функции - те >--е, что и в нерпой, кроме II.

Аргументы третьей - те ке, что и г. первой, кроме 3,4,11. ¿4рполнительно учитываются: расстояние до блюнаКаей дрены или • коллектора: конечная (после полива) глубина грунтовых вод; температура воздуха.

По данным корреляционного анализа, во-первых, выбраковываются взаимодетерменировонные аргументы (т.е. характеризуемых высокими коэффициентами парной корреляции). Во-вторых, анализируется причинная ¡значимость оставшихся аргументов и для дальнейшего рассмотрения оставляя? нэ более 4-5 наиболее значимых из них.

Выявив численную связь панду оставшимися аргументами,, мокно перпйти к прогнозным расчетам и получив расчетные значения функций с замеренными, определить ошибки' прогнозов.

Полученные численные уравнения используются для плоо^ад-ных прогнозов соответствующих показателей о режиме содержания СА в водах одиночных и групповых водозаборов, размеренных в пределах расчетных блоков на массивах хлопка и кенафа, . а также для управленчески решений по нормам применения удобрений, защите водозаборов и т.д.

Разработанные принципы мониторинга могут, очевидно, использоваться при его организации и в других орошаемых меж-й предгорных речных долинах.

Список работ, опубликованных по тема диссертации

I. Оценка степени воздействия техногенных нагрузок на подземные воды речных долин. - В сб.: Управление ресурсами подземных род. - Тр.ПУ]рШНП30. - Ташкент: САИГЙМС, 1935,