Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Комплексная оценка влияния природно-аграрных систем на биогенное загрязнение водотоков

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

Автореферат диссертации по теме "Комплексная оценка влияния природно-аграрных систем на биогенное загрязнение водотоков"

¡13 00

4 П ШШ-ПЕГЕРБОТСЮШ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

I л г I.- «•»

На правах рукописи

ДАРКМТ АХМАД

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА »1Ш1 Ш1РОДНО-АГРАРНЫХ СИСТЕМ

НА ШОГШЮЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОТОКОВ ( в связи с антропогенным освоением водосбора Катмп-• ского водохранилища)

II.00.11 - охрана окружающей среды й рациональное

использование природных ресурсов 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 1993

Работа выполнена ш кафедра мелиорации и геодезии Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Научный руководитель - кандидат географических наук

доцент Г.А. Душенкова Научный консультант - кандидат географических наук

ст. научный сотрудник Г.К. Осипов Официальные оппоненты - доктор географических наук

профессор B.C. Аношко, кандидат географических наук ст. научный сотрудник Б.В. Дмитриев Ведущая организация - ШИ экономики я организации

сельскохозяйственного производства в Нечерноземной зоне Российской Федерации

Защита состоится й-Л19ЭЗ г. в часов на засе-

дании специализированного совета Д.063.57.42 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора географических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: I99I78, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 10 линия, 33, ауд. 74.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью учреждения, просьба отправлять по вышеуказанному адресу.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь специализированного

сове.та „¿?_ Г.И, Мосолова

(ytls^^ij-

Общая характеристика работы

Актуальность там. Б современный период интенсивного использования природных ресурсов изучение процессов Езакш-действия человека с природой становится актуальнейкец проблемой нашего вреиеки.

Антропогенное освоение территории оказывает к негативное воздействие на природные зкоскстеык-; одше.; из последствий такого воздействия является процесс зЕтрофг.рошкля годных объектов, к которому ведет увеличение в годе биогенных веществ (ЬВ), (в лоргую очередь азота и (¡сс.^ора)^ дашшй процесс свойственен и для условий Сирийской Арабской Республики (САР), поэтому возница острая необходимость в разработке методов п средств, позволяющих у~.е на стада проектирования прогпозирогать возможное биогенное загрязнение водоемов при антропогенном освоении их водосборов. Большое влияние та поступление ЬБ в Еодше объекты оказква-:от природно-аграркыо систегл: (А.В. Петербургский, 1979; И.О. Коплан-дикс, Г.К. Осипов, 1УУ0 и др.), изучение которых целесообразно вести на бассейновой основе, ото позволяет в четких природных границах количественно оценивать потом! вещества и энергии.

Существующие подходи к расчету выноса ЬВ киеют недостатки и не являются комплексными, так, например, методика Всесоюзного на уч I ю -и ссл едо га т ел ь с ко го института по охране год (ВШ1Ш0), 1У81г., требует специальных натурных наблюдении и наличия обширноII труднодоступной информации, а методика Сашст-Петербургскох'о технического университета и Санкт-Петербургского аграрного университета 1966-1987 г.г. не является комплексной, т.к. но учитывает такие источники биогенной нагрузки как эрозия почв, атмосферные осадки, опад естественной растительности и др.

Создание методики комплексной оценки влияния лрирадно-аграрш^х систем на биогенное: загрязнете водотоков и водоемов по л полит на стадии То 0 планировать мероприятия по сни-. женгао биогенной нагрузки на годнно объекты, что явится определенным вкладом в решение проблемы сохравония водных экосистем.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы опродоллеп-ея но ¡'остаточной изучонрюетью процессов выноса

3

ЕВ б водные объекты и необходимостью создания методических подходов к их оценке.

Цель it задачи исследования. Целью настоящего исследования является создание методики комплексной оценки влияния прнродно-аграрных систем на биогенное загрязнение водотоков, идентификация ее основных показателей для условий водосбора Катинского водохранилища САР и .апробация созданной методики на примере расчета выноса фосфора, и'азота с водосбора реки Паши (Северо-Запад Нечерноземной зоны России) и водосбора реки Аль-Асси (САР).

Jjjih достижения поставленной цели потребовалось решть следующие задачи:

I. Выявить и охарактеризовать основные источники биогенной нагрузки в природно-аграрной системе.

Выявить основные природше и антропогенные факторы, влияющие на поступлезша БВ из природно-аграрных систей в водотоки.

3. Разработать подходы и соответствующие расчетные зависимости для количественной оценки Еыноса азота и фосфора из природно-аграрных систем в природную среду при производстве животноводческой продукции, в результате технологических потерь, эрозионных процессов и выпадания атмосферных осадков.

4. Разработать подход и соответствующую расчетную зависимость для количественной оценки снижения биогенной нагрузки при миграции БВ в системе' "водосбор-водоток".

5. Идентифицировать основные показатели разработанных зависимостей для условий Катинского водохранилища (САР).

6. Изучить особенности природно-аграрной системы бассейна реки Паш (Северо-Запад Нечерноземной зоны России) и на этой основе по созданной методике рассчитать поступление азота и фосфора в водоток в результате производства растениеводческой и животноводческой продукции, селитебного освоения территории, технологических потерь, эрозионных процессов, Бьшадания атмосферных осадков и разложения растительного опада.

7. Изучить особенности природно-аграрной системы бассейна £еки Аль-Асси водосбора Катинского водохранилища

САР и на этой основе по созданное! методики рассчитать по-4

отупление азота и'^ос^ора в водоток при производстве растениеводческой и животноводческой продукции, в результате технологических потерь, эрозионных процессов и выпадания атмосферных осадков.

Исходные материалы и методика исследований. Для оценки природно-аграрной системы реки Паш были использованы данные справочников и атласов Ленинградской области, материалы областного управления Ленагропрома, институтов Гппрошд-Хоз, С'евзапгипрозем, ШбРАУ, ШбП'У, Ленкомлриродк, Государственного гидрологического института, крупномасштабные специальные карты.

iyui оценки природно-аграрной системы реки Аль-Асси (САР) были использованы фондовые материалы, литературно-справочные данные, данные гидростанций Сирии, крупномасштабные (1:5U UG0, 1:100 (JUG) отраслевые карты ка район исследования, собственные натурные данные, анализы почвэгрунтов и т.д.

Экспериментальные расчеты проводились с использованием персональных компьютеров типа I Ш PC AT/XT и программно совместимых с шали; полученные результата о выносе в водоток ЪВ б пределах выбранных природно-аграрных систем сопоставлялись с натурными данными и расчетами по методике БНйИВО. Относительные погрешности не превышают 15%, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к такому типу расчетов.

Научная новизна. В диссертационном исследования впервые:

1. Разработаны подходы и соответствующие зависимости для количественной оценки выноса азота и фосфора из природно-аграрных систем в результате производства жвотноводчес-

. кой продукции, технологически; потнрь, эрозионных процессов и выпадания атмосферных осадков.

2. разработан подход д соответствующая зависимость для количественной оценки снижения биогенной нагрузш! при миграции азота и фосфора в системе "водосбор-водоток".

3. Ццентиимцироваш основные показатели разработанных-зависимостей для условии водосбора ¿Латинского водохранилища САР.

4. Производив апробация созданной методики на примере природно-аграрннх систем бассейнов рек Паша {Россия) и Аль-Асси I САР). 5

Практическая значимость. Работа производилась в раы-ках закона о борьбе с загрязнением воды в САР, принятого организацией по борьбе с загрязнением ьоды (головные организации: ¡.¿'ПШстерстБО экологии и :-,1инистерстЕо высшего образования САР, Халебскик университет 19Ь7 г J и задания министерства тука, высшей шсош и технической политики России "Разработка научных основ сохранения ж улучшения окруиаыцей среда и рационального использования природных ресурсов в бассейне ладокского озера" (головная организация- Санкт-Петербургский государственник технический университет 1985 г.), а также в ходе реализации Государственной экологической программы "¿¿колотя России")

Созданная методика может быть использована в проектных организациях сельскохозяйственного, мелиоративного и . водохозяйственного профиля для планирования хозяйственной деятельности на Еодосборах, разработки "Схем комплексного использования водных ресурсов речных бассейнов" и установления водоохранных зон и полос. Она позволяет исследовать водосборы любых водотоков и водоемов и применит для различных территорий, за исключением районов с карстовым рельефом и зоны вечной мерзлоты.

Результаты исследования частично использован» Союз-гипроводхозом при разработке проектных предложений по установлению границ -водоохранных зон Москворецкого и Волжского водохранилищ» а такие ленгипроЕодхозом при составлении "Генерального плана развития Ленинграда и Ленинградской области на ISB6-2005. годи"; при разработке "Схемы комплексного использования водных ресурсов и охраны еод бассейна реки Невы", Кроме того, методика использовалась для проведения экологических исследований Завсибгипроводхозоы, Казгипро-водхозом и при оценке биогенной нагрузки на водную систему Ладожское озеро-река' Нева-Невская губа-восточная часть Финского залива, получены акты о внедрении материалов исследования. Результаты исследований и расчетов использованы в книге Н.И. Хрисанова, Г.К. Осйпова "Управление эвтройирова-нием водоемов". Cnfi. Гидрометиздат, 1993.

6

Публикации и апробация работа. По томе диссертации опубликованы пять работ. Основные положения, изложенные в диссертаций, долояош и обеувдеик на Всесоюзной научной конференции по орозиоведению: теория, эксперимент, практика (Москва, 1991), на научных конференциях ШбГАД19Э1, I99'¿, 1993), на научной конференции СПбТй ЦШ (löüü).

Структура и объем работы. диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена нах^Ьтр. машинописного текста, включает ¿Я^табл. и^рис. Список использованной литературы содержит^/^? наименовании.

КРАТКОЕ ШШШ РАЮТи

Во введении сформулирована актуальность работы, ро научная и практическая значимость, определена цель исслэдо-Еания.

В дергои главе рассмотрены вопросы изменения естественного круговорота азота и ,-ocitopa код влияние?.! аграрного производства; выявлены характерные особенности п дана характеристика природно-аграрнои спетеш! речного бассейна -главного источника антропогенного овтро'шровашш водоема. Рассмотрены экологические последствия его и дон анализ сосуществующих методов регулирования процесса эвтрофиронация, а таюяе рассмотрены пути их дальнейшего совершенствования.

Во ETOpQii ivrane проводится анализ сущоствувдих подходов к оценке выноса ЬВ из прпродш-аграрнкх систем, определяется общая постановка задачи и дается штодика комплексной оценки выноса биогоннкх веществ из прлродно-аграр-1шх систем.

В третьей главе приводится ампташш показателей зависимостей разработанных подходов для условий водосбора Катпнского водохранилища -САР, апробация .методики на расчете выноса азота и фосфора из природно-агрпрпнх сисаем- реки Наши (Россия) и реки Аль-Асси ((JAP).

В заключении сформулированы основные выводы, полученные в результате проведенных исследований, а также направления дальнейшей разработки тепы.

В приложении даны материалы адаптации разработанной методики ада условий Нечерноземной зоны России.

ОСНОВНЫЕ ЦОЛОШНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

I. Особенность методики комплексной оценки влияния природно-аграрных систем на биогенное загрязнение водоемов. Разработанная методика составляет один из блоков алгоритма оптимизаций развития природно-аграрной системы с целью ограничения выноса биогенных веществ в водотоки. Для более полной оценки процессов выноса БВ в природную среду и процессов их миграции в пределах природно-аграрной системы в основу исследований положен бассейновый приншп дифференциации территории,

Основ'ные особенности методики заключаются в следующем:

1. В основе расчетов лекат интегральные характеристики (урожайность с-х культур, средневзвешенный поверхностный сток, эрозионный потенциал доадевых осадков и т.д.).

2. Расчеты носят акспертно-прогнозический характер, основной расчетный период - I год,

3. Определение выноса БВ выполняется для всего речного бассейна -в делом, в результате чего динамика стока с отдельных участков водосбора в процессе обработки информации нивелируется,

4. Расчеты базируются на минимально-необходимом количестве исходной .информации, т.е. на учете лишь "ведущих" факторов, оказывающих решающее влияние на процессы выноса и миграции ЕВ.

5. Производится оценка выноса БВ в результате антропогенных (производство растениеводческой и животноводческой продукции, селитебное освоение территории) и природных процессов (атмосферные осадки, разложение опада естественной растительности, эрозионный смыв почвы).

6. Определение объема снижения биогенной нагрузки при миграции питательных веществ в система "водосбор-водоток"

и сопоставление результатов расчетов по частным водосборам.

?. Определение объема поступления питательных веществ в зодотоки с учетом распределения биогенной нагрузки по их дайне и выявления зон повышенной нагрузки. '

В. Методика предусматривает использование для расчетов персональных компьютеров.

8

П. Расчет поступления бкогекшх веществ в природную среду с сельскохозяйственных угодий, объектов животноводства и селитебных территорий.

Перед началом расчета по данным земельного баланса определяются площади рассеянных с-х источников, которые привязываются к водотоку, а сам водоток разбивается на участки.

Для оценки выноса БВ поверхностным и внутрипочвеннш стоком применяется подход, основанный На зависимости потерь питательных веществ в результате вымывания и выщелачивания -от количества изымаемого с ргютитолыюй массой урожал.

Данная зависимость с учетом водности расчетного периода выражается следующей формулой:

\\'с= |?1-о<1. «г (1)

где\¥и - количество БВ, вынесенное о с-х территорий в природную среду поверхностным и внутрипочвенным стоком (кг); . - количество БВ, изъятое с уро кагал с-х культур (кг); - коэффициент естественных потерь БВ; ^ - коэфтфи-циент перехода от среднего по'водности периода к расчетному; Ь - вид БВ.

. Вынос БВ с растительной массой урожая с-х культур определяется по формуле: п

«I = X У, (г ( 2 )

где Кд- вынос БВ с} -й культурой (кг/В); У; - урожайность л -й культура (ц/га); ^ - площадь, занятая иод посевы -и культуры (га); п - количество культур.

Коэффициент перехода от среднего но водности периода к расчетному определяется согласно зависимости:

п = Ц/ ип (Г5 )

.где Ц, поверхностный сток соответственно в расчетный период и период сродней водности (мм).

Существенное влияние на эвтрофирование водоемов в ари-родно-аграрных системах оказывают животноводство и селитебные территории. Для животноводства характерны два истопника биогенной нагрузки: животноводческие фермы и комплексы при . стойловом содержании скота, настбпща, откормочгаге площади и т.д. ~ при его выгульном содержании.

При прямом сбросе очищенных сточшнс вод с шшотповодчос-ких ферм в Еоднке .объекты, ¡со.тачоство ЕВ, постудсоткх в водную сроду, рассчитываются по формула, приведенной в

работе (Временные методические рекомендации 1958 г.):

= 21(1- Н).т |4)

где М'м; - выкос БВ в водоем со сточными водами (кг)

- содержание БВ в отходах животноводства (кг/сут, на I глпзотное); П - количество скота С гол.}; - коэффициент, учитываю:!?!!! оставшееся содержание ББ в квдкон фракции навоза после отстаивания; - эффективность очистки сточных вод от БВ^ Т ~ расчетшй период (сут.); - еэд биогенного вещостБа.

При внесении жидкой фракции навоза, образовавшейся в результате отстаивания или механического разделения навозной '¡килси, на поля фильтрации вынос ББ в природную среду определяется ао следующей зависимости:

(Г))

где " - вынос БВ в природную среду с полей фильтрации (кг.); коэффициент, учитывающий потери БВ при утилизации кадкой фракции навоза.

Для определения выноса БВ в природную среду при выгульном содержании скота используется формула вида:

, ИС^ . Т (К)

где вынос БВ в природную среду с пастбищ, загонов,

откормочных площадок (кг.).

Расчет поступления ЬВ в природную среду с застроенных территорий осуществляется по следующей зависимости:

, \\£ = г-. 7 (7)

гдетг- вынос БВ в природную среду со стоками с застроенных территорий; - содержание'БВ в стоках с застроенных территорий ( г/га. сут.); - площадь, занятая под застройку (га).

В процессе создания растениеводческой и животноводческой продукции происходят неизбежные потери БВ, связанные с нарушениями технологий.

Для расчета технологических потерь БВ с учетом природных и антропогенных ф.акторов используется следующая формула: ^ ? ^ р . ( ^ Ш („)

где \У„Г технологические потери 1 -го БВ в различных видах удобрений при производстве с-х продукции; - количество I - го БВ в к-ом виде удобрений на начало пер-10

бой стадии технологического цикла (кг.) обобщенные

коэффициенты экологической эффективности применяемых технологий; » - количество применяемых технологий.

Ш. Расчет выноса ЬВ в природную среду в результате эрозионных процессов, атмосферных осадков и разложения опада естественной растительности.

Наиболее активное влияние на биогенное загрязнение природной среды в пределах природно-аграрных систем оказывают эрозионные процессы. Ввиду того, что с продуктами эрозии в основном еыносйтся фосфор, расчет выполнялся только для этого вещества следующей зависимостью:

\V3js 0.022(1 0Г" (0 )

где вынос цосфора с ^ -го угодья в природную среду с продуктами эрозии (кг.); - возможный смыв почвы в результате эрозионных процессов с ^ -го угодья (кг/га/год)*

Для определения С используется следующая зависимость:

(:,= (:*♦(:* ш

где (»г* - возможный смыв почвы с j -го угодья соответственно от стока дозздевых осадков и талых ЕОд(т/га/год),

В основу количественной оценки возможного смыва почвы заложены эмпирические зависимости, опубликованные в работах ( , Н.Н. Бобровицкой, А.Н. Каштанова, М«Н. Заславского), которые имеют вид:

= Д . Пд. I'. КА (11 )

ст = Пт. (12)

где Д - эрозионный потенциал дождевых осадков; П --смываемость почв соответственно от стока дождевых осадков и талых вод (т/га/год); Р - эрозионный потенциал рельефа; Ц - безразмерный коэффициент, учитывадаий почвозащитные свойства соответственно растительного покрова и агротехники от стока доадевых осадков и агрофона от стока талых вод.

Результаты расчетов, выполненных по данным зависимостям, хорошо согласуются с результатами, подученными по теоретической модели Ц.Б. Мирцхулава ( г .=0,92), что подтверждает целесообразность их применения в методике. --

Рассмотри.! особенности каздого из показателей, входящих в эмпирические зависимости.

Эрозионный потенциал дождевых осадков представляет собой сушу произведений кинетической энергии дождей на юс максимальную 30-минутную интенсивность.

д stool4 Hjiw)/T

где Д - среднегодовое значение эрозионного потенциала доздевых осадков; |: j - кинетическая энергия i -го доздя;

максимальная 30-минутная интенсивность i -го доадя (мм/мин.); п - число дождей за исследуемый период; 7" - число лет в исоледуемом периоде.

Полученные значения эрозионного потенциала довдевых осадков наносятся на картографическую основу с привязкой к метеостанциям, после чего проводятся соответствующие изолинии.

Смываемость почв ~ величина обратная противоэрозион-ной стойкости. Она характеризуется количеством почвы, смываемой с эталонного участка черного пара при выпадании дождя с эрозионным потенциалом, равным I, и зависит от количества в почве гумуса, ее механического состава и типа почв. Полученные значения смываемости почв переносятся на картографическую основу.

Эрозионный потенциал рельефа отражает интенсивность смыва почвы в зависимости от крутизны и протяженности склонов: т г

I» ={1/'Л2.1) (0 0(И> + 4!>(>сМ*!><И(К ) )

где Р - эрозионный потенциал рельефа; L ~ длина склона (м); Ч - уклон рельефа (.%)', f™ - показатель степени, равный 0,2, 0,3, 0,4 при уклонах соответственно менее 1%, 1-3%, 5%.

Уклоны рельефа рассчитываются по следующей зависимое-

ти: <1 = 100(Т«К) <155 >

о

где оС - наибольшая крутизна склона.

При оценке уклонов и протяженности склонов целесообразно применять методы математической статистики.

Расчет коэффициента почвозащитных свойств растительного покрова и агротехники от стока дождевых осадков выполняется по следующей формуле: 12

= Ac.tí/iimuolF/j/ino (IB)

1'де - безразмерный коэффициент, учитывающий почвоза-' щитные свойства ¡мстительного покрова а агротехники; Ai- эрозионный потенциал1дождевых осадков в i -й период развития i -й грушш культур {.%)', П( ~ сдшваег,гость почв от стока дождевых осадков в i -й период для i -й группы 1сультур (/о); Г" - число групп культур; и - число периодов развития возделываемых культур.

Наряду с эрозионными процессами на биогенное загрязнение вод в природно-аграрних системах активное влияние оказывают атмосферные оса$ш, которые способствуют поступлению БВ из атмосферы как"непосредственно в водоем, так и на водосбор с последующей их миграцией в водоем.

1д/ V\W=Hroc F (17)

где VUuj- еынос -го БВ, поступающего из атмосферы на -а угодье в природную среду (кг); поступление i -го БВ

с атмосферными осадками на i -е угодье (кг/га/год); коэффициент выноса ЕВ в природную среду; Fi - площадь i -го угодья(га).

Поступление ЕВ из атмосферы на земную поверхность определяется по картам удельных показателей биогенной нагрузи, сформированной под воздействием атмосферных осадков. Составление карт удельных показателей среднегодового поступления азота из атмосферы (влажное выпадание) осуществляется по данным гидрометеорологических справочников, а составление карт удельных показателей фосфорной нагрузки -по данным, приведенным в работах (

Коэффициент выноса БВ в природную среду рассчитывается для каждого изучаемого региона по формуле:

п = Ц / А <1Н)

где 1]и - средневзвешенный поверхностный склоновый сток в пределах изучаемого региона (мм); А - среднее количество

атмосферных осадков в регионе (мм).

Для определения выноса БВ в природную среду при разложении опада естественного растительного покрова используется следующая зависимость:

= $Т #i Vfó.F <1«)

где ty/fj - удельный вынос i -го БВ в природную среду при разложении опада естественного растительного покроЕа i -го

13

типа угодья (кг/га/год); ^ - площадь > -го типа угодья (га)? п - число БВ; ГП - число типов угодий.

Биогенные вещества, попав в розультате естественных и технологических потерь в природную среду, начинают мигрировать по водосбору и поступать в водные объекты; часть из них при миграции поглощаются почвенным покровом и естественной растительностью. Для определения снижения биогенной нагрузки в процессе миграции используется пормула вида:

г!к=Мал* «№«17 Ш))

где - вынос I -го БВ в природную среду на к -ом расчетном участке (кг); - коэффициент поглощешя ' -го БВ почвенным покровом; Жц - способность ) -го типа естественного угодья поглощать I -е БВ (кг/га/год); - коэффициент, учитывающий влияние густоты гидрографической сети на поглощение I -го БВ естественными угодьями к -го участка; площадь -го типа естествешшх угодий на к - ом участке (га); Ц{ - коэффициент, учитывающий экологическую эффективность 1 -го водоохранного мероприятия; ¿у, - коэффициент, учитывающий обеспеченность к -го расчетного участка к -м водоохранным мероприятием; ^ - число типов естественных угодий; го - число водоохранных мероприятий.

Расчет возможного выноса БВ в основной водоток выполняется по следующей зависимости:

Мек«\tti- к {2\)

После определения по участкам общего объема выноса БВ в водоток рассчитываются удвлыше нагрузки.

Удельная сельскохозяйственная нагрузка является косвенным показателем интенсивности выноса БВ, она определяется по формуле: ^ = ^ ; ^ ^

гдо В - фактическая площадь сельскохозяйственных угодий на к -ом расчетном участке; 1,к - длина водотока, примыкающая к к - ому у1!астку.

Удельная биогенная нагрузка определяется согласно следующей зависимости:

После расчета удельных нагрузок но участкам составляются схемы их пространственного распредоления по длине водотока.

14-

1У. Адаптация и апробация разработанной методики.

Разработанная методика частично была адаптирована для условий водосбора Катинского водохранилища САР и апробирована на модельных природно-аграрных системах двух бассейнов, Еыбрашшх в разных регионах - это бассейн реки Аль-Асси(Катинского водохранилища САР)и бассейн реки Паш (Северо-Запад Нечерноземной зоны России). Для апробации разработанной методики на природно-аграрной системе бассейна реки Паши был выполнен расчет выноса азота и фосфора в водоток из следующих источников: с сельскохозяйственных угодий, при производстве животноводческой продукции, с селитебных территорий, в результата технологических потерь и эрозионных процессов, при разложении растительного опада и выпадании атмосферных осадков. В результате этого расчета было установлено, что в водоток вынос ЕВ составляет для азота 1799 т/год, а для фосфора - 145 т/год. Результаты представлены на рис, (1

Адаптация методики для условий водосбора Катинского водохранилищ (САР) выполнена частично, ввиду недостатка статистических и литературно-справочных материалов на данную территорию,.. Наиболее полно были адаптированы показатели расчетных зависимостей для количественной оценки выноса ВВ при производстве животноводческой продукции, в результате технологических потерь, эрозионных процессов и выпадания атмосферных осадков.

Апробация показателей разработанных зависимостей выполнялась на примере расчета выноса азота и фосфора из природно-аграрной системы реки Аль-Асси Катинского водохранилища САР. Более подробно нами был рассмотрен блок выноса БВ в результате эрозионных процессов, так как эрозия почв характерна для условий САР. Для количественной оценки выноса фосфора с твердил стоком были составлены следующие карты: карта смываемости почвы, карта эрозионного потенциала рельефа, картограмма почвозащитного коэффициента. При расчете выноса цосфора с твердым стоком была принята зависимость ( ») ) на основе статистической проверки гипотезы и корреляционного отношения.

Полученные результаты для природко-аграрных систем рек Паша и Аль-Асси сравнивались с натурными наблвденияш;

15

у;

I '7V¿>

WsS///// ' / ■■//7

\/////////////////////////y\

у; Si

cv —

XZ////;/// у ?

<21

I-52*-

-=l <

sir

r\

* * w

л

.9

s

относительная погрешность для реки Паши составила по азоту Ь%, а по фоссрору 10$, для реки Алъ-Асси - по азоту -/-/ по фосфору%, что доказывает универсальность л работоспособность созданной методики.

Рис. 2. Распределение биогенной нагрузки по длине реки Аль-Асси."

ОМГОШ гШ),М

В диссертациошой работе:

1. Рассмотрены основные источники биогенной нагрузку в пределах природно-аграрной системы.

2. Разработаны подход и соответствующие расчетные за-. еисимости для количественной оценки выноса БВ из цриродно-аграрных систем в природную среду при производстве животноводческой продукции, в результате технологических потерь, эрозионных процессов и выпадания атмосферных осадков;-

3. Разработан подход и соответствующая расчетная зависимость для оценки снижения биогенной нагрузки при миграция БВ в системе "водосбор-водоток",

4. Идентифицированы основные показатели разработанных расчетных зависимостей для условий водосбора Катинского водохранилища САР.

5. Произведена апробация разработанной методики на примере природно-аграрных систем бассейнов рек Паш и Аль-Асси, Полученные результаты показали удовлетворительное соответствие. '17

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах«

1. Хрисанов Н.И., Осипов Г.К., Даркалт А. Имитационная модель динамики биогенных веществ в типовой природно-аграрной системе Нечерноземной зоны РС*СР. ЛТИЦЩ. кеетвуз. Gö. Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросали. ЦЕН. Л., 1990.

2. Осипов Г.К., Мркалт А. Комплексная оценка и оптимизация природно-аграр!шх систем речных бассейнов в Связи с биогеннш загрязнеш; ем водоемов. .ЙЩБП.Ыежвуз. Сб. научн. трудов. Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами. ДШ.Л.,1391.

3. Осипов Г.К., Лдркалт А. Оценка выноса биогенных элементов из природно-аграрных систем в водные объекта в результате эрозии. ЖГУ. Межвуз. Сб. Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды. Л., 1991.

4. Осипов Г.К., Даркалт А. Создание экологических экспресс-карт эрозионного загрязнения еод фосфором. МГУ. Сб. научн. трудов. Эрозиоведение: теория, эксперимент, практика. М., 1991.

•5. Душенкова Г.А., Осипов Г.К., Царкалт А. Комплексная экологическая оценка сельскохозяйственных водосборов в связи с биогенным загрязнением малых рек. JiCXM. Сб. научн. трудов. Экологическое обоснование при использовании земельных ресурсов. СПб,, 1992.

А. Даркалт