Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Исследование состояния Каневской природно-гидротехнической системы с использованием методов дистанционной индикации (геоэкологический аспект)

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Исследование состояния Каневской природно-гидротехнической системы с использованием методов дистанционной индикации (геоэкологический аспект)"

0 г : ,**■ і *

1 І О і* Л Київський університет імені Тараса Шевченка

1 0 ш* 1Я97

На правах рукопису

Набатова Олена Олександрівна

ДОСЛІДЖЕННЯ СТАНУ КАНІВСЬКОЇ ПРИРОДНО-ГІДРОТЕХНІЧНОЇ СИСТЕМИ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДІВ ДИСТАНЦІЙНОЇ ІНДИКАЦІЇ (ГЕОЕКОЛОПЧНИЙ АСПЕКТ)

11.00.11 — конструктивна географія і раціональне використання природних ресурсів

Автореферат

дисертації на здобуття Наукового ступеня кандидата географічних наук

Київ -1997

Робота виконана на кафедрі географії України Київського університету імені Тараса Шевченка.

Науковий керівник: член-кореспондент АПН України, доктор географічних наук,

• професор Шшденко П.Г.

Офіційні опоненти: доктор географічній наук,

Провідна організація: Інсппут гідробіології НАН України.

Захист дисертації відбудеться 12 березня 1997 року о 14 годині на засіданні спеціалі:. ланої вченої ради Д01.01.03 при Київському університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 252022, м. Київ, вул. Васильківська, 90, географічний факультет, ауд. 212.

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Київського університети імені Тараса Шевченка.

Автореферат розісланий лютого 1997 року

Вчений секретар

спеціалізованої рада

професор Голіков А.П. кандидат географічних наук Пазишіч В.Г.

доктор географічних наук

С.І. Іщук

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГОБОТИ

1.1. Актуальність теми. Створений в долшіі Дніпра каскад водогосподарських природно-технічних систем е об’єктом конструктивно-географічних досліджень. В удосконаленні їх функціонування бачиться »¡..рійний засіб забезпечення постійного і стабільного економічного розвитку території басейну Дніпра, збалансованості процесів використання і відтворення його природного потенціалу. Аналіз досвіду експлуатації водосховищ свідчить про відсутність загальноприйнятих підходів оперативного комплексного дослідження стану водогосподарських об’єктів та створення моделей взаємодії гідротехнічних споруд і природних комплексів (територіальних та акваль-них), в межах яких вони функціонують. Тому на сучасному етапі особливо актуальним є створення нових інтегральних методик дослідження природного потенціалу водогосподарських комплексів, серед яких важливе місце належить геоекологічному аналізу та оцінці стану природно-гідротехнічних систем (ПГТС).

1.2. Об’єкт та предмет дослідження. В якості об’єкту дослідження в роботі виступає Канівська природно-гідротехнічна система, одна з найменш досі вивчених в конструктивно-географічних аспектах. Предметом дослідження є властивості і структурна організація Канівської ПГГС, типи і характер взаємовпливу її складових в процесі функціонування.

1.3. Мета і завдання роботи. Основна мета дослідження - розробка методики оперативної діагностики стану водогосподарських природно-гідротехнічних геосистем і обгрунтування геоекологічних аспектів їх раціонального функціонування (на прикладі Канівської ПГТС). Сформульована мета реалізується в дисертації шляхом вирішення наступних завдань: 1 - визначити та обгрунтування теоретико-методологічних засад комплексного аналізу та оцінки сучасного стану Канівської ПІТС виходячи з об’єктно-предметної сутності ландшафтегенеза і геоекологічного аналізу в межах концепції природно-технічних систем; 2 - аналіз, адаптація та подальший розвиток існуючих методик використання дистанційних методів в процесі дослідження і оцінки геоекологічних умов функціонування Канівської, ПГТС і її структурної організації; 3 - створення інтегральної картографічної моделі Канівської ПГТС на основі аналізу аерокосмічних (АК) знімків, що виступає основним засобом оцінки взаємовідношень структурних елементів ПГТС; 4 -

розробка методики геоекологічного районування водогосподарських гідротехнічних геосистем; 5 - обгрунтування рекомендацій по оитимізації природокористування та раціональній структурній організації водогосподарських природно-технічних систем, збереженню їх природного потенціалу та охорони природи.

1.4. Методологія та методи дослідження. Дослідження базується на методології сучасного ландшафтознавства, геоекології, меліоративної географії та геоінформатнки, загальної теорії систем.

В якості концептуальної основи автором використані положення: концепції природно-технічних систем (Ретеюм, 1978; Ревзон, 1991; 1992; Швебс, 1989; Шнщенко, 1988); вчення про природно-територіальні (Арманд, 1985; Ісачекко. 1991; Марикич, 1982,-1984; Солнцев, 1981 та інші) та аквальні комплекси (Ріхтер, 1974; Мілько», 1981; Дроздов, 1985; Петров, 1989); екологічної оцінки впливу гідробудівництва на водні об’єкти (Романенко, 1990; Топачев-ський, Цееб, Сиренко; 1974); ландшафтно-екологічного аналізу меліоративних систем (Шищенко, 1988; Гродзинскнй, Шищенко, 1993); концепції геоін-формаційного картографування (Берлянт, 1993); концепції аерокосмоекологі-чного моніторингу (Виноградов, 1984; Жученко, 1991; Лялько, 1992).

Основним принципом дослідження є узгодження методичних підходів (системного, ландшафтного (геоекологічного) і просторово-часового) на кожному з етапів вирішення поставлених завдань, що сприяє тісному взаємозв’язку методів. В якості основних “пронизуючих” методів використані АК зондування (як метод отримання образно-візуальної інформації про структурну організацію ПГТС) та картографічне моделювання (як метод фіксації просторово-локалізованої інформації і як нова інформаційна основа геоеко-логічної оцінки стану ПГТС). Ці методи доповнювалися польовими дослідженнями (маршрутними, ключових ділянок); специфічними гебграфічними

О

та загальнонауковими методами ( опис, систематизація, синтез, аналітичні та оціночні методи).

1.5. В роботі використані матеріали багатоспектральної космічної зйомки НВЦ “Природа”, аерофотоматеріали ЦАКДЗ Інституту геологічних наук НАНУ, фондові матеріали Інституту гідробіології НАНУ, УкрНДІ Держком-гідромету, Мінекобезпеки України, Дніпровського басейнового водогосподарського об’єднання, матеріали польових досліджень, нормативні докумен-

- З -

ти, матеріали лабораторії ландшафтної екології Київського університету ім. Тараса Шевченка.

1.6. Наукова новизна роботи. В методичному аспекті - на основі сформульованих в роботі концептуальних положень розроблена методика аналізу та оцінки стану водогосподарських гідротехнічних систем з позицій геоекологі-чного підходу. Запропонована алгоритмічна модель дослідження, відповідно до якої визначені структурні властивості ПГТС: міжкомпоиентні, територіальні, функціональні, організаційні. Розроблена технологічна схема системного наземного аерокосмоекологічного моніторингу (СНАКЕМ) ПГТС; визначені масштабні рівні дослідження, раціональний комплекс матеріалів АК зондування. В регіональному аспекті - вперше в комплексі проаналізовані/ геоекологічні фактори, що визначають умови функціонування Канівської ПГТС; одержані нові дані про структуру аквальннх та територіальних природних комплексів ПГТС; визначені основні типи антропогенно-техногенного навантаження в межах ПГТС. Розроблена картографічна модель Канівської ПГТС, яка реалізується через серію тематичних та оціночних карт.

1.7. Практичне значення. В роботі дано геоекологічну оцінку стану Канівської ПГТС. Апробація розроблених в процесі оцінки методик показала можливість їх використання як важливої складової оперативного контролю за станом водних ресурсів Дніпровського каскаду та раціонального природокористування на основі впровадження СНАКЕМ та ГІС технологій.

1.8. Впровадження. Методика оцінки стану аквальних комплексів водосховища на основі аерокосмічного зондування і розроблені картографічні моделі екологічного стану Канівської ПГТС передані у відділ екології водо й? іщ Інституту' гідробіології НАНУ і використовуються в процесі дослідження та прогнозування якості води для Київського та Канівського водосховищ. Практичні рекомендації по раціональному використанню та охороні природних комплексів Канівської ПГТС передані в Дніпровське басейнове водогосподарське управління і використовуються для обгрунтування і проведення гианових природоохоронних заходів в 1996-97 рр. Розроблено програму курсу “Дистанційні методи в геоекології”, результати досліджень використовуються в навчальному процесі.

1.9. Апробація роботи. Результати досліджень доповідались на міжнародних та українських наукових та науково-практичних конференціях;

- л -

“Підсумки 70-річної діяльності Канівського заповідника та перспектива розвитку заповідної справи в Україні” (Канів, 1993); “Проблеми географі? України" (Львів, 1994); “Екологічні аспекти забруднення навколишньої о середовища ” (Київ, 1996); “Проблеми екологічної безпеки та контролю динаміки природно-технічних систем” (Львів, 1996) та інші; УП з’їзд Українського географічного товариства (Київ, 1995), викладені в опублікованих 10 наукових роботах.

1.10. Об’см та структура роботи. Робота складається із вступу, п’яти розділів і висновків, списку використаної літератури та додатків.

У вступі обгрунтована актуальність роботи, визначені мета, завдання, об’єкт та предмет дослідження, вказана наукова новизна і практичне значення роботи. Перший розділ присвячений теоретичним аспектам оцінки впливу водогосподарських об’єктів і методології геоекологічних досліджень з позицій концепції природно-технічних систем на основі матеріалів дистанційного зондування. У другому розділі аналізуються геоекологічні умови та фактори розвитку і функціонування Канівської ПГТС. У третьому розділі розглянуто структурну організацію Канівської ПГТС шляхом моделювання її міжкомпо-нентної, територіальної, просторово-часової та функціональної структур. Четвертий розділ включає геоекологічну оцінку стану Канівської ПГТС, теоретично-методологічне обгрунтування і схему геоекологічного районування. У п’ятому розділі визначені пріоритетні напрямки оптимізації природокористування в межах Канівської ПГТС та комплекс заходів щодо їх реалізації. У висновках сформульовані основні підсумки роботи.

2. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ 1 РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ, ЩО ЗАХИЩАЮТЬСЯ

2.1. Принципи і методичні аспекти дослідження стану природно-гідротехнічних систем з використанням дистанційної індикації. Функціонував-

о

ня водогосподарських комплексів, якими є водосховища Дніпровського каскаду, супроводжується негативним антропогенно-техногенним впливом на прилягаючі території. Розроблені на теперішній час покомпонентні оцінки впливу гідротехнічних систем на прилеглі території (рівневий режим і грунтові водн, фунти, рослинність, берегові процеси та інше) не супроводжувались аналізом структури і територіальної диференціації природокористування, техногенного навантаження на природне середовище, просторово-часових

аспектів дослідження. Водночас важливими є дослідження в ланцюгу: акваторія - берегові процеси - трансформація повітряних мас - місцевий клімат - зміни у властивостях грунтово-рослинного покриву. Специфіка геоекологічного підходу полягає у визначенні системних показників, які відображали б багатоцільове призначення функціонування гідротехнічного об'єкта і його впливу на геосистеми прилеглих територій.

Подальший розвиток теоретичних уявлень про структуру і функціонування ПТС стимулює розвиток нових аспектів методики загальнонаукових та прикладних досліджень: зростання ролі геоекологічного підходу на базі комплексного використання системного, ландшафтного, просторово-часового

«

підходів та застосування дистанційних методів.

Теоретико-методологічною основою дослідження стану Канівської ПГТС є положення про об’єкт дослідження як інтегральну модель, яка відображає зв’язок уявної, оптичної та картографічної моделей. Уявна модель базується на концепції природно-технічних систем і відображає теоретичні положення про міжкомпонентпу, територіальну і просторово-часову структурну організацію Канівської ПГТС. В якості оптичної моделі виступає комплекс аерокосмічних матеріалів, які об'єктивно передають дистанційний образ об’єкту дослідження. Картографічною моделлю є серія карт, складених на основі АК знімків як оптичної моделі, що відображають стан природних умов ПГТС в образно-знаковій формі. При моделюванні Канівської ПГТС як полі-структурної системи основна увага акцентується на функціональному аналізі її складових. Останні розглядаються як ареали, насичені різними Динамічними процесами, що взаємодіють між собою та із зовнішнім середовищем. Дані положення розвиваються в роботі з позиції геоекологічного підходу, суть якого полягає у зміщенні “дослідницьких акцентів” з просторових характеристик властивостей об’єктів ПГТС на множинність рівнів системоутворюючих відношень між цими, або між об’єктами та середовищем. .

З геоекологічшш підходом пов'язаний основний напрямок дослідження стану середовища ПГТС, який визначається дією як природних, так і техногенних факторів. Природна складова досліджується як така, що утворює первинні фонові геоекологічні умови функціонування ПГТС, в яких відбуваються технічні впливи і такі їх геоекологічні ефекти, як розвиток негативних приро-

дішх та природно-антропогенних процесів, включаючи забруднення середовища ПГТС.

Геоекологічний аналіз включає наукове пізнання ландшафту і обгрунтування розміщення та параметри проектованих ПГТС, можливості їх оптимального функціонування у відповідності з природними і технічними умовами виконання ландшафтом природних і соціальних функцій. Сучасним ландшафтом як об’єктом дослідження і проектованої трансформації, управління функціонуванням природно-технічних систем визначається зміст і така логічна схема геоекологічного аналізу: основи ландшафтознавства - аналіз - синтез

- принципи - наукові теорії та ідеї - географічна експертиза - схема оптималь-

ної функціональної організації ландшафтів з регіональним геосистемним моніторингом. Суть використання ландшафтного підходу полягає в тому, що будь-які об’єкти і процеси в межах Канівської ПГТС розглядасться як такі, що входять в одну з ландшафтних одиниць її природної підсистеми, або поєднують в собі декілька таких одиниць. На основі ландшафтного підходу складено єдину класифікаційну схему природно-територіальних та аквальних комплексів ПГТС.. _

Дослід» чия геоекологічного стану Канівської ПГТС методами та засобами дистанційного зондування грунтується на аналізі просторово-часових властивостей та взаємовідношень об’єктів її структурної організації, які проявляються у варіаціях власного та відображеного випромінювання і дистанційно реєструються у вигляді матеріалів АК знімання. Дослідження картинно-образних моделей місцевості методами АК зондування, полягає в отриманні та обробці знімків з метою дослідження та картографування об’єктів, явиш та процесів об’єктивної реальності в межах ПГТС. На основі визначених методів проаналізовані просторові та спектральні характеристики як топоіндикато-рів, що дозволяють оцінити ситуацію за>характером рельєфу; фітоіндикаторів

- за видами та станом рослинності; антропоекоіндикаторів - за наслідками діяльності людини та характеру землекористування; гідроіндикаторів - за перерозподілом та динамікою поверхневого стоку та ін.

Дослідження геоекологічного стану Канівської ПГТС в оперативному режимі найбільш ефективне на основі СНАКЕМ. Основним інформаційним джерелом в такій системі служить періодична різномасштабна АК зйомка території, що включає ПТС в поєднанні з наземними спостереженнями.

СНАКЕМ гідротехнічних геосистем реалізується як система цілеспрямованих взаємопов’язаних науково-дослідницьких робіт, яка включає: дослідження сучасного стану ПГТС; контроль динаміки негативних якісних і кількісь.іх змін природного середовища та інженерно-технічних об’єктів; прогнозування очікуваних негативних змін; розробка системно обгрунтованих даними комплексного аналізу результатів дослідження, рекомендацій для прийняття оптимальних рішень щодо режиму функціонування ПГТС, запобігання негативним змінам природних комплексів в зоні її впливу, організації раціонального природокористування.

В роботі проаналізовані інформаційні можливості дистанційних знімків, пов’язані з їх розділяючою властивістю на місцевості, масштабом, видом/ природними умовами зйомки, спектральним діапазоном та іншими параметрами. В залежності від характеру завдань дослідження та просторової розділяючої властивості матеріалів АК зондування геоекологічна оцінка ПГТС реалізується на різних масштабних рівнях: регіональному (м-б І :1 ООО 000 - 1 : 200 000); локальному (м-б 1 : 200 000 - 1 : 50 000); детальному (м-б 1 : 50 000 - І : 10 000). '

Раціональний комплекс матеріалів АК зондування в СНАКЕМ ПГТС складається з такої мінімальної кількості матеріалів, яка дозволяє отримувати в оптимальному обсязі необхідну інформацію для вирішення конкретних завдань картографічного моделювання структурної організації Канівської ПГТС і включає на регіональному рівні: АК знімки у різних спектральних діапазонах у формі контактних відбитків на папері (м-б 1 : 900000 - 1:798000), їх цифрову та растрові форми; на локальному рівні - аерокосмічні знімки у форг: контактних відбитків на папері чорно-білого та кольорового варіанту, цифрові та растрові моделі АК знімків визначеного масштабного ряду, фото-схеми (м-б 1:200000, м-б 1:100000); на детальному рівні - чорно-білі контактні аерофотознімки (м-б 1:25000 - 1:10000), крупномасштабні геозображення.

2.2. Структурна організація Канівської ПГТС. Структура Канівської ПГТС визначається як просторово-часова організація її складових компонентів і характеризується міжкомпоиентною, територіальною та часовою моделями. Міжкомпонентна модель структури Канівської ПГТС включає технічніш блок (споруди, пристрої, механізми, які утворюють технічні комплекси); природний блок і блок управління. В процесі функціонування ПГТС системо-

- СІ -

утворюючу функцію виконують Канівський та Київський гідровузли, які виступають її основними технічними ядрами і визначають режим експлуатації Канівського водосховища, поєднуючи в собі функції контролю і управління.

На сучасному етапі виділяють два способи управління станом ПГТС: геоінформаційний та технічний (Ревзон, 1992). Геоінформаційннй та технічніш способи управління взаємопов'язані і являють дві стадії системи управління, в якій геоінформаційна основа виступає первинною, що визначає якість, об’єми і ефективність засобів технічного захисту ПГТС (мал. 1.).

Управління ПГТС

Геоінформаційний ' 1 ' '

Дослідження стану ПГТС

Геоекологічний аналіз

Геоекологічна оцінка

Прогне" стану ПГТС ~~| 1

Обгрунтування стратегічних напрямів регулювання стану ПГТС

Засоби управління

гг

Технічний

Технічні засоби регулювання режиму функціонування ПГТС

Елементи конструкції технічного блоку П(ТС

Засоби та заходи інженерного захисту технічного блоку ГИ ТС '

Засоби та заходи інженерного захисту природного ПГТС

Моніторинг ПГТС

КОНТРОЛЬ

РЕГУЛЮВАННЯ

Мал. 1. Структурна організація блоку управління Канівської ПГГС.

Технічні засоби управління, які впливають на стійкий стан природної підсистеми ПГТС, розглядаються як геоекологічні фактори, що визначають стан системи в цілому. В роботі в якості геоекологічних факторів проаналізовані такі технологічні параметри і засоби управління Канівської ПГТС як наявність та режим роботи гідротехнічних споруд (ГЕС, насосних станцій); об’єми попусків через гідротехнічні споруди, рівневий режим водосховища. На основі аналізу визначено, що реалізацією технічного стану управління Канівською ПГТС е режим функціонування Канівського водосховища, який визначається послідовністю спрацювання водосховищ Дніпровського каска-

ду, розрахунками на основі диспетчерського графіку з врахуванням водогосподарського, санітарно-гігієнічного і екологічного стану Канівської ПГТС.

Природною основою формування Канівської ПГТС виступають природно-територіальні та аквальні комплекси регіонального та локального рівнів детальний аналіз яких наведений в роботі.

На етапі дослідження територіальної структурної організації для реалізації ідей управління впливом на природні комплекси в межах Канівської ПГТС проведена оцінка взаємовідношень між компонентами її природної підсистеми та техногенними параметрами, які розглядаються як геоекологічні фактори і засоби управління. Досліджені основні типи впливу природних комплексів на структуру і режим функціонування Канівської ПГТС

*

(оптимізуючии, лімітуючий, диференцюючий); структурної організації ПГТС на природно-територіальні та аквальні комплекси.

На основі аналізу геоекологічних факторів впливу на стан Канівської ПГТС , спрямованості та інтенсивності їх дії виділені три смуги впливу ПГТС на природні 'територіальні та аквальні комплекси: смуга корінних змін природних комплексів; смуга прямого впливу ПГТС на ПТК узбережжя; смуга посереднього впливу Канівської ПГТС.

Геоекологічнимц умовами визначаються параметри оптимального функціонування ГІГТС. Геоекологічними по відношенню до Канівської ПГТС виступають тектоніко-геологічні, геоморфологічні, гідрогеологічні, кліматичні, гідрологічні, грунтові і геоботанічні умови; особлива увага надається дослідженню форм рельєфу, четвертинних відкладів; процесів ендо- і екзогенезу, змінам природного режиму підземних і поверхневих вод, динаміці рослинного покриву як геоекологічним факторам, шо безпосередньо впливають на стан Канівської ПГТС. Моделювання територіальної структури ПГТС включає також характеристику технічних ядер, до яких належить інженерно-технічні об’єкти , які за інтенсивністю впливу на природі комплекси ПГТС прділяються на активні та пасивні. Активні технічні об’єкти дають можливість оперативного управління впливом на природні комплекси в залежності від екологічного стану ПІТС; до них належить Київський та Канівський гідровузли, насосні станції, водозабори, колектори, меліоративні Системи та інші об'єкти. Дія пасивних інженерно-технічних об’єктів не підлягає оперативному управлінню, вони виконують сталу в часі початкову запроектовану функцію; до них належать дамби, берегоукріплення та інші об’єкти.

Просторово-часова модель структури Канівської ПГТС характеризує еволюційні зміни природних комплексів і їх компонеіпів та періодичні (динамічні) зміни просторових прямих та зворотних зв’язків між природним та технічним блоками ПГТС. Спрямованість та інтенсивність природних та природно-антропогенних процесів розглядається як основна ознака трансформації природних комплексів. Основним методичним прийомом в процесі дослідження просторово-часової структури ПІТС виступає сукупна обробка окремих і динамічного ряду різночасових знімків. З метою дослідження просторово-часових закономірностей їх розвитку проведено дешифрування різночасових та різномасштабних АК знімків (мал.2). Простежена динаміка та проведено картографування ерозійних, гравітаційних, суфозійних, абразивних процесів, затоплення, підтоплення та заболочування територій, що знаходяться в смузі впливу Канівського водосховища.

Аналіз функціональної структури виконувався в двох аспектах: 1) оцінка ролі природних і техногенних комплексів ПГТС; 2) оцінка соціально-економічних функцій природно-антропогенних комплексів. Географічні комплекси, що складають блоки ПГТС, включають природні і антропогенні компоненти їх функціональному співвідношенні. Під географічними комплексами ПГТС розглядаються закономірні поєднання господарських об'єктів, які склалися в умовах визначеного типу господарського використання природних ресурсів ПГТС.

Перетворення природних комплексів в межах ПГТС відбувається в процесі їх природної еволюції і господарського впливу розвинутих в її межах виробничих систем. Тому в процесі дослідження та картографуванні за АК матеріалами сучасних природних комплексів Канівської ПГТС в основу розробленої класифікації покладена специфіка і ступінь перетворюючого впливу, який завжди має функціональний характер, з одночасним врахуванням зворотної реакції природної складової ПГТС і визначенні етапів розвитку самої

о

ПГТС як єдиного природно-антропогенно-техногенного комплексу. В основу класифікації покладені зміни компонентів природних комплексів, характер і генезис цих змін, а також вираженісгь природних і антропогенних компонентів природних комплексів на аерокосмічних знімках.

Основною класифікаційною одиницею сучасних природних комплексів ПГТС прийнято їх функціональний тип. Для Канівської ПГТС в залежності _ від специфіки типу господарського використання земель, за функціональною ознакою внділені такі типи і підтипи сучасних природно-антропогенних

Мал. 2. Фрагмент схеми динамічного дешифрування елементів просторово-часової структури Канівсьхо'і ПГТС

Умовні позначення до мал.2.

Ііриродио' яитроиогевні комилевсн Структуриі елементи комплексів Ст»и елементів яв роки

1969 1978 1986

СУХОДОЛЬНІ 1) вододільні 2) схилові 3) доляиаі 4}яруишо- балкові: а) схвли б) динща вододільні поверхні суфозііяі эададвня. ерозі2во-девуд«д. схвля аоувві тераооваяі опля ооверхвя 1 а\> терасн ивд«в«і дукі заболочені аасдия зсуви: а) реліктові; 6)«ктявві илохцниияА змив молоді яри донці «різа 1

І--І І-“Ч р^-1

|о 1 і*---* 1 |«=Э і

ША

(х>^|

к*«<ч

І 1 1 Г "1

і ^ і 1^1 [^)

1^1

і-^я П^І Г^\

ЬіН)

1— 1 1 -н— 1 нн

АК&ЛЛЫП водна поверхня (глябоководдя) мілявмг (мілководдя) Тяия берегів: акумулятявяі ерозІАи* зсувні нейтральні захищені рет

Г~1

І-.-. ч

І->-1 і:-^і

І>--1 І-'І 1^3

,

1-^1 1- *1

І*'*'!

1^1 к"ч

ИРЙРОДНО- АКТРОИОГЕНи ТА техногенні лісосмуга 1 а&лісевяя схяліг ДЬМбй ТЯ ЇЯК5ЄЕСрЕ2- техиічаісцерудз

ЕЗД Г?5*5! ta.il Іо О о|

Iе. °1 [•~лЗ

¡^-1 \^Л\

і ї

- ІЗ -

комплексів: рекреаційний (приміські, лісопаркові, луково-паркові, гідро паркові, курортно-рекреаційні); лісогосподарський (резервні, експлуатаційні, захисні); сільськогосподарський (агроландшафтні, луково-пасовищні, садово плантаційні); урбанізованнй (агроселілебні, селнтебні міські); промислово-комунікаційний (промислово-виробничий, інженерно-технічний, шляхово-транспортний); водогосподарський (рибогосподарський, водопостачання, во-дотранспортний, водомеліоративний, гідроенергегичний). В процесі виділення класифікаційних одиниць враховувалась ступінь перетворення як для порушених, так і для культурних природних комплексів. Для виділених типів антропогенних комплексів в межах Канівської ПГТС характерний свій набір ознак дешифрування, що визначені і приводяться в роботі.

Забруднення як основний геоекологічний фактор антропогеннотехногенного впливу досліджується шляхом аналізу закономірностей формування поверхневого стоку. Зони забруднення водосховища поверхневим стоком із сільськогосподарських угідь та урбанізованих територій, а також розмив берегів дешифруються на АК знімках за спектральними і текстурними ознаками. Характеристика ознак та методичних прийомів візуального ти комп’ютерного дешифрування наведені в роботі. Отримана інтегральна інформація по забрудненню акваторії Канівського водосховища та ідентифікації джерел його формування реалізовані в роботі у формі картографічної моделі - ситуаційної схеми забруднення. За сутпо вказана схема є різновидом геоекологічної карти, яка покладена в основу картографування акваділіих геоекологічних районів та мікрорайонів в процесі районування Канівської ПГТС

2.3. Теоретично-методологічні основи геоекологічного районування.

Геоекологічне районування - об’єктивна основа для просторо-часоної організації інформації про стан природного потенціалу ПТС. Його суть поля гає у виявленні територіальних природно-антропогенних утворень різної о таксономічного рангу, що формуються під впливом диференційованого про яву геоекологічних умов та факторів функціонування ПТС.

Методологічні і методичні положення оцінка геоекологічного сгат Канівської ПГТС грунтуються на врахуванні головних ознак районування і геоекологічних факторів раґюноутворення, виходячи з прннциині об’єктивності, комплексності, екологічності і логічної узгодженості як вихідних положень геоекологічного районування. При цьому враховані методологічні підходи різних авторів і зокрема українських географів(М,Д. Гродзинсь-

кий, Л.Л. Малншева, П.Г. Шищенко). При геоекологічному районуванні Канівської ПҐТС обгрунтований такий ряд таксономічних одиниць: геоеко-логічний регіон, геоекологічний район, геоекологічннй мікрорайон. В основу виділення геоекологічних регіонів та районів покладено аналіз контрастності ландшафтної структури Канівської ПГТС, що дас змогу виділити та об’єднати просторово-генетичні та динамічно спряженні природні комплекси. Останні виступають в якості своєрідного каркасу районування і визначають природний потенціал геоеасологічних регіонів, районів та мікрорайонів (Набатова, 1994). При визначені таксономічних одиниць локального рівня врахо увалися характер розміщення і взаємодії явищ та об’єктів в межах ПГТС в умовах визначеної структури антропогенно-техногенного впливу. Інформаційною основою виступає картографічна модель структурної організації Канівської ПГТС, створена на осног; інтерпретації матеріалів АК знімання. Структурна організація відображається через сукупність природних, природно-антропогенних та техногенних об’єктів, процесів та явищ, які взаємодіють в межах ПГТС в умовах різних типів господарського використання узбережжя та акваторії водосховища, що призводить до диференційованого впливу на стан ПГТС. В залежності від спрямованості впливу всі об’єкти картографування типізовані за їх функціональним значенням на системорегулю-ючі, системопорушуючі та середовищеутворюючі. Проведено співставленім природного потенціалу ПГТС з характером використання земель та характером інженерно-техногенного впливу на основі методів бальної оцінки визначені спрямованість та інтенсивність антропогенно-техногенного навантаження в межах ПГТС. Таким чином суть оцінки геоекологічного стану зводиться до співставленая природного потенціалу з вимогами та умовами ефективного функціонування всього водогосподарського комплексу Канівської ПГТС. Геоекологічний регіон виділяється за певним комплексом ландшафтних умов, які мають середовищеугворюючу функцію щодо ПГТС; геоекологічний район виділяється за ступенем розвитку та просторової локалізації негативних природних та ашропо-техногенних процесів, які відіграють деструктивну системопорушуючу функцію; геоекологічний мікрорайон вііділється за максимальним ступенем антропогенно-техногенного навантаження в умовах визначених взаємовідношень між природними, природно-антропогенними та інженерно-технічними об’єктами ПГТС.

Схема районування Канівської ПГТС. Канівська ПГТС знаходиться в межах Це грального геоекологічного округу на межі двох геоекологічних ре-

гіонів - Центрального та Лівобережно-Дніпровського (Шищенко, Машішева, Потапенко, 1996).

Своєрідність узбережжя Канівського водосховища визначається поєднанням лісових, лісостепових, лучно-заплавних та аквальних природних комплексів. Специфіка районування Канівської ПГТС полягає у необхідності поєднання територіальних та аквальних комплексів в єдину схему гео-екологічного районування, що зумовлено їх взаємозв’язком та взаємовпливом. Наявність в Канівському водосховищі озерної, озерно-річкової та річкової частин, диференційованість їх впливу на природні комплекси узбережжя дає підстави визначити водосховище як регіон, в меж^х якого виділяються одиниці на рівні природно-акваторіальних районів. На запропонованій схемі в межах типологічних виділів узгоджені межі територіальних та екваторіальних одиниць. На основі аналізу представленої в роботі картографічної моделі Канівської ПГТС, розробленої на основі матеріалів дистанційного зондування, складено космосхему геоекологічного районування (мал. 3.): А. Геоеколо-гічний регіон Київського Полісся: 1) Вишгород - Київський долинно-

схиловий район. 2) Вишгород - Дніпровський заплавний район. Б. Регіон лісостепової Дніпровсько-Деснянської рівнини: 1) Київський містобудівельний заплавно-терасовий район: а) південний промисловий мікрорайон, б) портовий мікрорайон. 2) Бортницько-Процівський заплавний район, 3) Козинсь-ко-Павлівський заплавний район. В. Лісостеповий регіон Київського плато: 1) Київський містобудівний долино-схловий район. 2) Київсько-Обухівський перехідно-лісостеповий долино-схиловий район. 3) Трипільсько-Ржшцевський рівнинно-схиловий яружно-балковий район: а) Трипільський промисловий мікрорайон. Г. Лісостеповий регіон Канівських дислокацій: 1) Трахтемирів-ськО'Канівський яружно-балковий район. Д. Північний лісостеповий регіон Дніпровської терасової рівнини: 1) Дніпровський заплавно-боровий район. 2) Переяслав-Хмельницький терасовий район: а) Трубіжський мікрорайон, б) Переяславський полігон. Є. Регіон Канівського водосховища: 1) Річковий гео-екологічний район: а) Вишгород-Київський річковий мікрорайон;

б)Ольгієвськнй річково-острівний мікрорайон. 2) Перехідний озерно-річковий район: а) Україико-Трипільський озерно-річковий мікрорайон; б) Кийлово-Стайкивський озерно-річковий мікрорайон; в) Ржищевсько-Ходорівськии озерно-річковий мікрорайон. 3) Озерний район: а) Переяслав-Хмельницький озерний мікрорайон; б) Канівський озерно-пригребельний мікрорайон (мал.З.). .

Мал. 3. Фрагмент космосхеми геоекологічиого районування Канівської ПГТС.

Умовні позначення: А, Б,.. - геоекологічні регіони; 1,2... - геоекологічні райони; а, 6... - геоекологічні мікрорайони.

2.4. Оптимізація природокористування в межах Канівської ПГТС. Поліпшення екологічної ситуації в басейні Дніпра можливе за рахунок стабілізації, щорічного зниження і припинення забруднення та виснаження водних об’єктів; створення правових, організаційних та економічних передумов переходу до екологічно безпечного використання водних об'єктів, які гарантуватимуть екологічну безпеку життєдіяльності населення та досягнення балансу між рівнями шкідливого впливу на водні об’єкти і їх спроможністю до відновлення. З визначених позицій стратегічна мета оптимізації природокористування в межах Канівської ПГТС полягає у забезпеченні пріоритету її природоохоронних функцій над господарськими. Системний аналіз екологічного стану Канівської ПГТС дав змогу окреслити, з позицій геоекологічного підходу, коло приоритетних напрямків оптимізаціі' природокористування (таблиця І).

ВИСНОВКИ

Розроблена методика оперативної діагностики стану водогосподарських гідротехнічних геосистем і обгрунтування геоекологічних основ їх раціонального функціонування (на прикладі Канівської ПГТС): 1 - визначені та обгрунтовані теоретико-методологічні засади комплексного аналізу та оцінки сучасного стану Канівської ПГТС з позицій геоекологічного підходу в межах концепції природно-технічних систем; розвинуті теоретичні уявлення щодо структурної організації ПГТС; досліджені та описані міжкомпонентна, територіальна, просгорово-часова та функціональна моделі Канівської ПГТС; визначено місце геоекологічного аналізу та оцінки, як суттєвої складової геоін-формаційного способу управління станом Канівської ПГТС, суть геоекологічних умов та факторів функціонування ПГТС; 2 - в методичному аспекті реалізовані аналіз, адаптація та подальший розвиток дистанційних методів дослідження і оцінки геоекологічних умов функціонування Канівської ПГТС і іі структурної організації на основі технологічної схеми СНАКЕМ. Визначені масштабні рівні дослідження, раціональний комплекс матеріалів АІС зондування; виконані теоретичні та методичні розробки, що мають самостійне практичне значення. Розроблено картографічну модель Канівської ПГТС на основі використання методів дистанційного зондування, що реалізується через серію тематичних та оціночних карт, яка включає: І - геоінформаційшш блок: карта зон глибинних розломів та морфоструктур; карта зон підвищеної грі щинуватості порід; карта рівнів грунтових вод та карта грунтів; карта рослинності Канівської ПГТС; П - структурний блок: схема дешифрування прос-

[ Пріоритетні напрями Мета впровадження заходш Комплекс заходів за основними напрямками

Підтримання сприятливого екологічного стану узбережжя водосховища. !. Збереження водовідгворюваноі здатності ландшафтів, оптимізація їх структури та забезпечення екологічної рівноваги природних та антропогенно-техногенних процесів, 2. Стійке функціонування природних екосистем і гармонійніш розвиток господарських комплексів у його басейні Диференційований комплекс лісо-, arpo-, во-домеліорацій. Створення и упорядкування водоохоронних зон та прибережних смуг.

Підтримання сприятливого гідрологічного режиму акваторії водосховища та річок - приток. Забезпечення екологічно стійкого функціонування ПГТС як елемента природного середовища із збереженням відновлювальних властивостей водних екосистем.

Екологічно безпечне використання водних ресурсів ПГТС Досягнення екологічно безпечного використання водних ресурсів для задоволення господарських потреб суспільства. Суворе дотримання технологічних норм споживання і використання водних ресурсів.

Поліпшення якості питної води, зменшення гппу.ву радіаційного забруднення. Забезпечення якісного стану поверхневих та підземних вод ПГТС як джерел питного водопостачання, забезпечення в достатньому обсязі населення якісною питною водою. ■ Обмеження впливу найбільш небезпечних забруднювачів, припинення скидання забруднених комунальних стічних вод, забезпечення очнщення стічних вод відповідно до проектних параметрів очисних споруд.

Охорона природних ресурсів ПГТС-Еід забруднення. Зменшення антропогенного навантаження на природні комплекси ПГТС.

Підчищення рівня екологічно безпечного функціонування ПГТС. Забезпечення необхідних інженерно-технічних умов господарської діяльності та проживання населення в межах ПГТС, запобігання ризику небезпечних процесів під впливом дії водосховища індтримання у належному стані діючих споруд і оперативне управління впливом на водні об’єкти ПГТС. Запобігання аварійним ситуаціям.

Удосконалення системи управління використанням та охороно;о ПГТС Створення ефективної системи екологічного регулювання охорони та використання ПГТС. Впровадження басейнового принципу управління природокористуванням та охороною природних ресурсів Канівської ПГТС. Створення автоматизованої системи оцінки та прогнозування геоекологічного стану ПГТС. Впровадження автоматизованих технологій управління використання водних ресурсів ПГТС. Здійснення організаційної, технічної, інформаційної інтеграції у сфері управління ПГТС, в системі оптимізації природокористування та водоохоронної діяльності в басейні Дніпра

- и -

торово-часопої структури ПГТС. картосхема сучасних екзогенних процесів; картосхема використання земель узбережжя водосховища; картосхема меліорованих та захищених масивів Канівської ПГТС; картосхема джерел-забруднівачів акваторії водосховища; НІ - ландшафтний блок: ландшафтна карта узбережжя Канівського водосховища; картосхема природних аквальннх комплексів Канівського водосховища; ІУ - оціночний блок: геоекологічна оціночна карта стану Канівської ПГТС; картосхема геоекологічного районування Канівської ПГТС; 3 - в регіональному аспекті вперше в комплексі проаналізовані геоекологічні фактори, що визначають умови функціонування Канівської ПГТС; одержані нові дані про структуру аквальннх та територіальних природних комплексів ПГТС; визначені основні типи антропогеннотехногенного навантаження та їх системоперетворюючий вплив; 4 - з позицій геоекологічного підходу визначені пріоритетні завдання оптимізації природокористування в межах Канівської ПГТС і комплекс заходів за основними напрямками їх реалізації.

Розроблена методика дослідження стану Канівської ПГТС на основі матеріалів дистанційного зондування відіграватиме роль суттєвої складової в системі екологічного моніторингу водогосподарського комплексу Дніпра.

Основні публікації по темі дисертації.

1. Аерокосмічний моніторинг зони впливу Канівської і ідротехнічної геосис-теми. И Вісник Київ, ун-ту. Серія '‘Географія ’. - К., 1997. - Віт. 42. - С.25-28.

2. Обєктно-предметна сутність ландшафтогенеза і ландшафтного аналізу як засобу його пізнання. II Вісник Київ, ун-ту. Серія “Географія”. - К., 1997. -Вип. 42. - С.11-17 (співавтор Шищенко П.Г.).

3. Дослідження сучасних природних комплексів гідротехнічних систем з ви-

користанням дистанційної індикації. II Вісник Київ, ун-ту. Серія “Географія”. - К., 1997. - Вип. 42. - С.73-84. '

4. Геоекологічне картографування водогосподарських систем (на прикладі Канівського водосховища). // Экологические аспекты загрязнения окружающей среды. Материали научно-практической конф. - К.: Знание, 1996. -С.97-99. (співавтор Ліщенко Л.П.).

5. Геоекологічний аналіз Канівської гідротехнічної геосистеми. // Проблеми екологічної безпеки та контролю динамічних природно-технічних систем (науково-методичні основи, практичний досвід, екологічна освіта). Матері-

али міжнародної науково-практичної конференції. - К.: Знання, 1996. - С. 22-24. (співавтор Ліщенко Л.П.)

6. Середньодніпровський підсупутниковий полігон як регіональний центр

екологічного моніторингу. II Підсумки 70-річної діяльності Канівського заповідника та перспективи розвитку заповідної справи в Україні. Матеріали науково-ирактичної конференції, (Канів, вересень, 1993). - Канів. 1993. -С.78 (співавтори: Шищенко П.Г., Ободовський О.Г., Бортник С.Ю., Дмит-рук О.Ю.). •

7. Ландшафтний підхід у картографуванні природно-гідротехнічних геосистем..'/ Проблеми географії України. Матеріали конф. - Львів, 1994. -С. 56.

8. Аерокосмічні дослідження геосисгем. // VII з’їзд Українського географічного товариства. Тез. доп. - Київ, 1995, - С. 125.

9. Використання аеро- і космічних знімкіь лри еколого-ландшафтному районуванні. II УП з'їзд Українського географічного товариства, - Київ, 1995, -С.225.

10. Дослідження змін природного середовища України під впливом техноген-

них факторів за даними дистанційних зйомок. IIУП з’їзд Українського географічного товариства. Тез. доп. - Київ, 1995, - С.126. (співавтор Недашо-венкоА.Й.). .

11. Дистанційні методи в геоекології (програма курсу). // Навчальні плани і програми та система екологічно» освіти і виховання в Україні. Збірник програм. - Харків, 1997 (здано друку).

Підп. до друку//91.07р. Формат 60x84/16. Друк офс. Папір друк. Друк. прк. 1,5. Тираж 100 екз. Зам. . Друкарня ІКадрино-Зіхідагсй залізтир, иКиід, аул. Лксенка, 6.

NABATOVA E.A. Research of a condition of Kanerskiy mtcre-bydriullc engineering system with use of и method of remote Indication (geoecological aspect).

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of geographical sciences on a speciality 11.00.11 • constructive geography and rational use of natural resources, Kiev university of a name Taras Shevchenco, Kiev, 1997.

In the dissertation are generalized and have received further development Iheoristy-methodojogical and methodical bases of the complex geoecological analysis and estimations of a modern condition of hydraulic engineering systems within the framework of the concept of nature-technical systems. Geoecological conditions and factors of functioning of Kanevskay nature-hydraulic engineering system (NHES) are considered, its structural organization is investi-, gated. On the basis of adaptation and use of the technological circuit _ f the land-aerospacecolo-gical monitoring is developed method’s and bringing a plan of the geoecological division into districts of Kanevsksy NHES. The forecasts of development of Kanevskay NHES are considered and recommendations for rational structural organization and optimization of nature exploitation in its limits are reasonable.

ІІАБАТОВА E.A. Иселедоігняе состояния Какеяской природяо-тдротехтлеской системы с использованием метода дистанционной индикации (геоэкологический аспект).

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.11 - конструктивна! географи» и рациональное использование природных ресурсов. Киевский университет имени Тараса Шевченко, Киев, 1997.

В диссертационной работе обобщены и получили дальнейшее развитие теоретико-мегодологичесхие и методические основы комплексного геоэкологического анализа и оценки современного состояния гидротехнических систем в рамках концепции природнотехнических систем. Рассмотрены геоэкологические условия и факторы функционирования Канеэсхой природно-гидротехнической системы (ПГТС), исследована её структурная организация. На основе адаптации и использования технологической схемы наземно-вэрохосмоэкологического мониторинга разработана методика и приведена схема геоэкологического районирозания Каневской ПГТС. Рассмотрены прогнозы развития Каневской ПГТС и обоснованы рекомендации по рациональной структурной организации и оптимизации природопользования в её пределах.

Ключові слова: природно-технічна система, дистанційне зондування, системний на-земно-аерохосмоехологічний моніторинг, геоехологічкі фактори і умови, геоекологічие районування.