Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методы оценки состояния и защиты природно-технических систем для интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербургского региона

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Методы оценки состояния и защиты природно-технических систем для интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербургского региона"

На правах рукописи

Михайленко Розия Рустамовна

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ И ЗАЩИТЫ ПРИРОДНО ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИИ РЕСУРСАМИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО РЕГИОНА

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2004

Работа выполнена на кафедре медико-технических систем и безопасности жизнедеятельности факультета информационных технологий и систем управления Северо-Западного государственного заочного технического университета

Научный руководитель заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор биологических наук, профессор Гуткин Владимир Ильич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Алексеев Алексей Иванович;

кандидат технических наук Шубина Марина Александровна

Ведущая организация ЗАО "Экологический институт" МАНЕБ

Защита состоится 14 декабря 2004 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан 12 ноября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Иванова И.В.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Санкт-Петербург расположен в замыкающем звене крупнейшей в Европе водной системы, имеющей стратегическое значение для экономического и социального развития города. Водосбор Невской водной системы включает 5 крупных областей России, Карелию, небольшие территории Белоруссии и Финляндии. Самой характерной чертой окружающей Санкт-Петербург природной среды является обилие водного пространства, занимающего 10 % территории города.

Водная система Ладожское озеро - р.Нева - Невская губа - восточная часть Финского залива является важным стратегическим ресурсом многофункционального назначения. Отдельные отрасли хозяйства, являясь потребителями и пользователями водных ресурсов, оказывают негативное влияние на экологическое состояние водной среды. Увеличение грузооборота в восточной части Финского залива требует в настоящее время выработки кардинальных мер по снижению негативных воздействий на водную среду. Прогноз развития портовых комплексов и полуторократного увеличения грузооборота (около 40% составят нефтепродукты) приведет к обострению проблем экологической безопасности водной среды Невской губы и восточной части Финского залива. В створе комплекса сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений (КЗС) планируется создание трех портовых комплексов с грузооборотом около 15 млн. тонн в год. После завершения строительства КЗС Невская губа практически превратится во внутригородской водоем площадью около 400 км2 и управляемую природно-техническую систему. Подготовка методов управления уникальной природно-технической системой Санкт-Петербургского региона для ее оптимального функционирования является приоритетной задачей в связи с планируемым завершением КЗС в 2008 году. Сооружения защиты Санкт-Петербурга от наводнений, находящиеся в замыкающем звене водной системы, могут стать важным механизмом управления водными ресурсами этого водоема.

Интегрированное управление водными ресурсами (ИУВР) - это научно-обоснованный подход к управлению, учитывающий связи между природной водной системой, ее использованием и всеми организациями,

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

» з О»"'»»^!

задействованными в административном управлении водной системой, для оптимизации функционирования водных объектов.

Для разработки и успешной реализации ИУВР одной из главных задач является обеспечение системы поддержки принятия решений (СППР) надежными методами оценки состояния и защиты природно-технических систем. Почти все исследования базируются на большом объеме наблюдений и экспериментальных работ в области гидрологии, гидрофизики, гидрохимии, гидробиологии и взаимодействии с ними человека.

Разработанные модели, экспертные информационные системы служат в основном для переработки, осмысления и визуализации натурных данных и оценки антропогенного воздействия, а также для составления на этой основе прогнозов. Модели экологических систем не могут развиваться, поддерживаться и служить основой СППР без постоянной корректировки на основе использования результатов натурных наблюдений. Создание информационной основы для ИУВР, включающей разработку методов оценки состояния и защиты природно-технических систем, является одной из приоритетных проблем, требующих скорейшего разрешения.

Работа выполнена в рамках научно-исследовательских задач управления "Морзащита" Правительства Санкт-Петербурга, в том числе по программам международных грантов "Интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербургского региона" и 'ТИС предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки ущерба" ("Integrated Water Management of St.Petersburg Region", "A Flood Warning and Assessment GIS for St.Petersburg). Научные исследования и технические разработки осуществлялись автором в период с 1990 по 2004 гг.

. Цель работы - достижение рационального использования и развития водных ресурсов на основе создания методов оценки состояния и защиты природно-технических систем для ИУВР Санкт-Петербургского региона. Для осуществления этой цели необходим научный подход для анализа и оценки состояния водной системы, который позволит сформулировать приоритеты для сбалансированного управления и развития всех видов деятельности, связанной с водной системой. Главными компонентами такого подхода являются: базы данных для оценки качества воды и экологического состояния, геоинформационные системы (ГИС) об, имеющихся свойствах отдельных

составляющих природной среды, система региональных нормативов и интегральных критериев оценки состояния водных объектов, основанная на природных особенностях и антропогенных показателях, модель нагрузки загрязнения для определения суммы общего загрязнения системы; программы для последующей обработки данных с использованием ГИС и развитого пользовательского интерфейса, способного представить данные в виде, необходимом для принятия решения.

Для создания методов комплексной оценки состояния и защиты природно-технических систем для ИУВР Санкт-Петербургского региона необходимо:

1. Разработать метод составления подробного каталога всех натурных наблюдений (как мониторинговых, так и специальных), проведения подробного обзора баз данных в результате опроса организаций, связанных с исследованием водной системы.

2. Создание гидроэкологической базы данных на основе современных ГИС технологий.

3. Обосновать метод комплексной геоэкологической оценки динамики основных параметров водной среды с учетом влияния технических систем на водные ресурсы.

4. Определить технологию управления природно-техническими системами Санкт-Петербурга.

5. Разработать ГИС для предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки ущерба.

Объект исследований - водная система река Нева - Невская губа -восточная часть Финского залива.

Методы исследований. Исследования выполнены с использованием комплексных методов оценки состояния природно-технических систем, использования математической статистики и методов экологической и экономической оценки ущербов от наводнений. При создании базы данных и геоинформационной системы для предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки ущерба использовано программное обеспечение ARCVTEW 3.2.

В результате анализа литературных источников и материалов многолетних натурных исследований акватории Невской губы и восточной части Финского залива автор считает, что для каждой водной системы, ввиду ее

природных особенностей и различий в антропогенной нагрузке необходим региональный подход в методах оценки геоэкологического состояния и защиты природно-технических систем. При этом необходим учет возможностей технических систем и природного баланса водных объектов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые для Санкт-Петербургского региона, в рамках сотрудничества между Нидерландами и Россией, разработан метод инвентаризации данных натурных наблюдений и составлен каталог натурных наблюдений (как мониторинговых, так и специальных) и баз данных по водной системе Ладожское озеро - река Нева - Невская губа - восточная часть Финского залива. Исследования проведены на основе информации, полученной от различных организаций Санкт-Петербурга по специально разработанной форме запроса об имеющихся данных по состоянию исследуемой водной системы. Представленные в каталоге таблицы содержат сведения о данных по всем звеньям исследуемой водной системы, включая перечень основных параметров водной среды. Кроме того, представлен анализ методологий и методов этих исследований.

2. Впервые на основе современных ГИС технологий создана База гидроэкологических данных для акватории Невской губы и мелководной восточной части Финского залива, получившая сертификат Госстандарта России и включенная в Государственный реестр баз данных Российской Федерации. База NevaBayGIS предназначена для решения задач оценки экологического состояния и защиты природно-технической системы Невской губы и содержит многолетние ряды натурных наблюдений по 120 ингредиентам с 1968 года по 2003 год. Базу данных составляет более 1,5 млн. измерений и несколько программ обработки и визуализации данных. В базу внесены гидрологические, гидрохимические, гидробиологические, санитарно-бактериологические параметры водной среды, многолетние данные по источникам загрязнения Невской губы, реки Невы и ее притоков, а также морфометрические характеристики и рельеф прибрежных территорий Невской губы и восточной части Финского залива. База данных интегрирована с геоинформационной системой предупреждения наводнений Санкт-Петербурга. На основе базы данных управления "Морзащита" проведена работа по внедрению интегральных оценок качества воды.

3. Предложен метод комплексной геоэкологической оценки динамики основных параметров водной среды с учетом влияния технических систем на водные ресурсы для информационного обеспечения системы интегрированного управления водными ресурсами.

4. Впервые под научным руководством автора был проведен крупномасштабный натурный эксперимент в акватории Невской губы для изучения возможности влияния на экологическое состояние водной среды маневрирования затворами КЗ С. Получены экспериментальные данные для создания метода управления природно-технической системой Санкт-Петербурга.

5. Полученные в ходе эксперимента результаты свидетельствуют о принципиальной возможности управления природно-технической системой. Общее влияние маневрирования затворами прослеживается на акватории от створа г. Петродворец - о. Верперлуда до створа Комплекса сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений и в мелководной акватории восточной части Финского залива. Появился опыт проведения комплексных работ и аргументация по методике их выполнения. Маневрирование затворами КЗС позволяет управлять стоковым течением в Невской губе, наиболее эффективно при сгонно-нагонных ситуациях.

6. Составлены рекомендации по разработке регламента маневрирования затворами водопропускных сооружений Комплекса сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений.

7. Впервые в России разработана ГИС предупреждения наводнений и оценки потенциального экологического и экономического ущерба для Санкт-Петербурга, включающая информацию по геодезическим отметкам уровня на затапливаемой территории, полученную на основе цифровой модели рельефа города. ГИС для предупреждения наводнений позволяет определять затапливаемые при наводнениях территории города и представляет интерес для широкого круга пользователей. Впервые в мире для крупных мегаполисов разработана методика оценки потенциального ущерба от наводнений при различных уровнях поднятия воды от 1,5 м до 6,0 м, с шагом 0.5 м, позволяющая визуализировать зоны затопления Санкт-Петербурга и находящиеся в них конкретные объекты, а также рассчитывать экономический и экологический ущерб от наводнений.

На защиту выносятся следующие положения:

- Метод комплексной оценки геоэкологических исследований природно-технической системы, выполненной в рамках международного проекта по контракту между нидерландской фирмой Дельфт Хайдроликс и управлением «Морзащита» под руководством автора диссертации.

- Метод создания каталога натурных наблюдений (как мониторинговых, так и специальных) и баз данных, составленного впервые в Санкт-Петербурге, в результате опроса 17 организаций, связанных с исследованием водной системы. Представленные в каталоге таблицы содержат сведения о данных по всем звеньям водной системы Ладожское озеро - р.Нева - Невская губа - восточная часть Финского залива, включая перечень основных характеристик экологического состояния водной среды. Кроме того, представлен анализ методологий и методов этих исследований.

База гидроэкологических данных, составленная на основе использования современных ГИС технологий, имеющая сертификат Госстандарта России и включенная в Государственный реестр баз данных РФ. База данных создана для решения задач оценки экологического состояния водной среды и защиты природно-технической системы Невской губы в целях информационного обеспечения принимаемых решений для ИУВР.

- Модель предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки экологического и экономического ущерба в ГИС, позволяющая определять уровни потенциального затопления территорий города и рассчитывать экономический и экологический ущерб при наводнениях с использованием разработанной региональной базы данных по объектам Санкт-Петербурга, включая оценку стоимости объектов в зависимости от уровня затопления территорий.

Практическая значимость результатов исследований. Впервые в Санкт-Петербургском регионе создан каталог натурных исследований и натурных наблюдений, который позволил разработать ценные рекомендации по оптимизации мониторинга водной системы. Постоянно поддерживаемая в актуальном состоянии созданная база данных позволяет анализировать многолетние ряды наблюдений, использовать результаты для разработки природоохранных мероприятий и оценки воздействия на окружающую среду, а также для принятия оперативных управленческих решений. С использованием

гидроэкологической базы данных создана программа определения интегрального критерия оценки качества воды, определяющая степень трофности водоема и участков акватории. Созданная ГИС может быть использована при проведении страхования, передаче в аренду, разработке планов действий в чрезвычайных ситуациях и позволяет определить роль и ответственность задействованных в период наводнений организаций. Результаты проведенного широкомасштабного натурного эксперимента позволяют разработать регламент маневрирования затворами водопропускных сооружений для защиты природно-технической системы и управления экологической ситуацией в Невской губе с целью улучшения состояния водной среды.

Внедрение результатов.

Результаты работы использовались многочисленными комиссиями, включая Международную комиссию экспертов по оценке экологического состояния в Невской губе и восточной части Финского залива и комиссию Российской академии наук по оценке степени влияния КЗС на экологическое состояние, а также экспертами Европейского банка реконструкции и развития, фирмы ГИББ (Великобритания) и нидерландского консорциума НЕДЕКО для подготовки Технико-экономического обоснования завершения КЗС с целью получения заемных средств Европейского банка реконструкции и развития, Северного инвестиционного банка и других международных финансовых организаций.

Совместно с нидерландской стороной специалисты управления "Морзащита" и ряда других организаций и институтов Санкт-Петербурга завершили три стадии разработки проекта ИУВР СПб (научный руководитель рабочей группы и руководитель проекта с российской стороны, а также непосредственный исполнитель разработок проекта - автор диссертационной работы). В 2004 году автором диссертации разработана Программа мероприятий по созданию системы интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербурга на 2005-2009 годы, принятая Постановлением Правительства Санкт-Петербурга от 25.05.2004 № 804.

Разработанные методы оценки состояния и защиты природно-технических систем используются Санкт-Петербургским НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Военно-медицинской академией имени

СМ. Кирова и 0 0 0 "Центр системных исследований".

Результаты модели предупреждения наводнений и оценки ущерба в ГИС имеют прикладное значение и используются в настоящее время Главным управлением по гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям Санкт-Петербурга, Государственным Эрмитажем, ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», территориальными управлениями административных районов города при планировании мероприятий при угрозе наводнений, Комитетом по градостроительству и архитектуре Правительства Санкт-Петербурга при подготовке концепции Генерального плана Санкт-Петербурга и экологического атласа города и другими организациями Санкт-Петербурга. Использование разработанной ГИС для предупреждения наводнений позволит выявить динамику наводнений для уточнения прогноза развития опасных ситуаций и принятия мер по предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, возникающих при наводнениях.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались автором, обсуждались и были одобрены: на четырех международных водных симпозиумах (Стокгольм, 1999, 2000,2001, 2002); на международном научном форуме в Кембридже в сентябре 2003 года; на 19-ти международных конференциях, в том числе на Международной конференции «Управление Европейским водным кризисом», проходившей в Амстердаме в ноябре 2003 года; на 4-х съездах Союза ученых, инженеров и специалистов производства Санкт-Петербурга; многочисленных международных семинарах; были представлены в виде стендовых докладов на трех выставках в рамках конференций «Акватерра» в 1999, 2000, 2001 гг., на двух специально подготовленных под руководством автора специализированных российско-нидерландских выставках в Зале инвестиционных проектов Санкт-Петербурга в 2000 и 2002 гг., на 5-й итоговой выставке "300 лет Санкт-Петербургу. 300 лет во славу России" и в рамках научного форума на выставке в Кембрижде в 2003 году. По данному направлению исследований автором прочитаны лекции в ГИДУВЕ, Санитарно-гигиеническом медицинском институте и Санкт-Петербургском университете.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 55 печатных работах, которые включены в общий список литературы.

Личный вклад автора состоит в следующем:

- Автор диссертации с 1990 г. по 1999 гг. являясь главным экологом, а с 2000 г. по настоящее время - начальником отдела научного сопровождения и экологии управления "Морзащита" Правительства Санкт-Петербурга научно обосновывала проведение и составляла программы научно-прикладных работ, организовывала и руководила научно-исследовательскими работами и экспериментальными исследованиями. Являлась координатором комплексных натурных исследований в Невской губе и восточной части Финского залива в течение 15 лет.

- Под руководством и при непосредственном участии автора в период с 1988 по 2004 гг. для решения задач информационного обеспечения ИУВР и поддержки принятия решений в управлении «Морзащита» Правительства Санкт-Петербурга создана единственная и наиболее полная в городе база гидроэкологических данных, получившая сертификат Госстандарта России и включенная в Государственный реестр баз данных Российской Федерации. База данных постоянно поддерживается в актуальном состоянии и используется многочисленными организациями при подготовке городских проектов и программ.

- Под научным руководством автора в рамках российско-нидерландского проекта ИУВР Санкт-Петербурга создан метод разработки каталога натурных наблюдений и исследований по исследуемой водной системе, проведена комплексная оценка экологического состояния водной среды Невской губы.

- Под руководством и при непосредственном участии автора (соруководителя международного проекта с российской стороны) в 1999-2001 годах впервые в Санкт-Петербурге разработана ГИС для предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки экологического и экономического ущерба. Являясь руководителем дипломных проектов студентов Санкт-Петербургского государственного университета, Российского государственного гидрометеорологического университета, Балтийского университета Экологии политики и права, Санкт-Петербургского государственного технического университета автор способствовала научно-прикладному развитию темы управления водными ресурсами Санкт-Петербурга.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы

из 125 наименований. Диссертация изложена на 205 страницах, из которых 98 печатных страниц, 11 таблиц, 96 рисунков.

Введение раскрывает актуальность проблемы, обоснование направления исследований, формулирует их цель и задачи.

В первой главе представлен ретроспективный анализ наиболее значительных исследований в Невской губе и восточной части Финского залива, рассматриваются гидроэкологические проблемы Санкт-Петербурга, концептуальный подход к ИУВР (рис.1) и основные принципы информационного обеспечения системы ИУВР (рис.2), а также обосновывается необходимость разработки геоэкологических методов оценки и управления природно-техническими системами. Кроме того, эта глава является предварительным обзором вопросов, разрабатываемых в последующих главах.

Во второй главе представлен анализ мониторинговых и специальных экологических исследований водной системы Ладожское озеро - р.Нева -Невская губа - восточная часть Финского залива, каталог натурных наблюдений и исследований, проведено обобщение результатов опроса организаций, сравнение методов лабораторного анализа и дана оценка качества данных, рассмотрены различия в методах и методиках, используемых в различных организациях при определении основных ингредиентов водной среды. Даны

Содержание работы

Рис.1. Концептуальный подход к ИУВР

Рис.2. Схема процесса планирования

рекомендации по усовершенствованию мониторинговых исследовании. Представлена база гидроэкологических данных NevaBayGIS управления «Морзащита» как основа информационного обеспечения системы ИУВР. NevaBayGIS включает ряд оригинальных программ анализа и обработки данных и представляет собои принципиально новую версию базы данных мониторинга акватории Финского залива и Невской губы, разработанную с использованием современных технологии реляционных баз данных и географических информационных систем (рис.3). _

Группы станций Горизонты отбора проб Гидрологические периоды

L--- --Ч 1

Станции наблюдений Глубина отбора проб на станции Дата отбора проб

Программы анализа и обработки данных

Гидрологические показатели

Гидрохимические показатели

Гидробиологические показатели

Базовая картографическая информация

Санитарно-бакт. показатели

/' Справочник \ ' выборок »

Рис. 3. Структура базы данных NevaBayGIS

В третьей главе представлена методика комплексной оценки динамики основных экологических параметров водной среды за период с 1970 по 2000 годы с учетом влияния основных природных и антропогенных факторов. Расчеты и анализ динамики гидрохимических, санитарно-бактериологических параметров проведены с использованием базы данных NevaBayGIS управления «Морзащита». Сделан вывод о том, что по сравнению с 1970-ми годами гидрохимический режим устьевой части р.Невы и Невской губы улучшился по большинству показателей, а именно: улучшился кислородный режим, сократилось содержание в воде растворенных органических веществ, минерального и общего фосфора, аммонийного азота. Содержание нитратного

азота увеличились, но концентрации нитратов в воде Невской губы в основном значительно ниже ПДК. Концентрации биогенных элементов в среднем в Невской губе и мелководном районе восточной части Финского залива не превышают стандарты качества воды. По остальным гидрохимическим показателям среднесезонные значения также находятся в пределах нормы. Исключение составляют такие тяжелые металлы, как медь и ртуть, по которым наблюдаются значительные превышения ПДК.

Некоторое ухудшение гидрохимического режима, имевшее место в 19851986 годах, носило временный характер и было связано с пусконаладочными работами на Северной станции аэрации и активным ведением строительных работ на северном участке защиты города от наводнений.

С 1990 года отмечено некоторое улучшение санитарного состояния Невской губы, особенно в створе защитных сооружений. Бактериальное загрязнение носит фекальный характер, о чем свидетельствует высокое значение E-coli. В последние годы заметно снизился уровень патогенной микрофлоры в Невской губе и восточной части Финского залива. Результаты гидробиологических исследований свидетельствуют о продолжающемся процессе эвтрофирования восточной части Финского залива. В Невской губе постоянство средних величин концентраций хлорофилла-А свидетельствует об устойчивости экосистемы Невской губы. Увеличение прозрачности в последние годы за счет прекращения намывных работ в Невской губе привело к улучшению условий развития фитопланктона в вегетационный период как в мелководном районе восточной части Финского залива, так и в южной части Невской губы, южнее Морского канала.

В последнее десятилетие наблюдается стабилизация антропогенного воздействия на акваторию Невской губы и восточной части Финского залива и, как следствие, относительное улучшение экологического состояния водной среды.

В четвертой главе рассматриваются результаты широкомасштабного натурного эксперимента с целью создания метода защиты природно-технической системы и возможность разработки регламента и рекомендаций по использованию КЗС как элемента интегрированного управления водными ресурсами для улучшения экологического состояния водной среды в Невской губе и восточной части Финского залива.

Натурный эксперимент, поставленный для изучения возможности влияния маневрирования затворами КЗС на экологическое состояние акватории Невской губы, был проведен по программе, разработанной автором диссертации, и под ее научным руководством в управлении "Морзащита" совместно с Ленкомэкологией и ГУП "Водоканал". В программу исследований входили: гидрометеорологические и гидрологические наблюдения; анализ качества воды по химическим и бактериологическим показателям; гидробиологические и ихтиологические исследования; аэрокосмические исследования распределения взвешенных веществ, в том числе наблюдения за распределением загрязняющих веществ от городских очистных станций с помощью трассеров; исследование химического и бактериологического состава донных отложений. Были задействованы все возможные технические средства мониторинга: аэрофотосъемка, замеры гидрофизических характеристик инструментальными методами по ходу судна, стационарные самописцы расходов воды и скоростей течений, современные методы анализа воды и оценки ее качества. В эксперименте приняли участие 16 институтов и организаций Было проведено 4 экспедиции с интервалом 7 дней: первая - в условиях полной проточности северного створа КЗС для установления фоновых характеристик (рис. 4); вторая - при закрытых 22 затворах водопропускных отверстий В-5 и В-6; третья - при закрытии всех 44 затворов водопропускных отверстий В-3, В-4, В-5 и В-6 (рис. 5), последняя экспедиция была проведена через неделю после открытия всех водопропускных сооружений.

Рис. 4. Уровень фонового загрязнения Рис. 5. Уровень загрязнения иссле-исследуемой акватории до начала ма- дуемой акватории после перекрытия

неврирования затворами водопропускных сооружений КЗС

затворов четырех водопропускных сооружений КЗС

Результаты эксперимента подтвердили принципиальную возможность целенаправленно влиять на гидрологический режим и изменение экологической ситуации акватории Невской губы и восточной части Финского залива путем маневрирования затворами водопропускных сооружений КЗС.

В пятой главе представлена разработанная впервые в России Геоинформационная система предупреждения наводнений и оценки ущерба для Санкт-Петербурга. Структура ГИС представлена на рис. 6.

Рис.6. Структура ГИС предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге

Впервые на основе ГИС были созданы электронные карты затопляемых территорий для Санкт-Петербурга (рис.7), включающие подробную информацию о типах землепользования. Рассчитанные в ГИС площади затопляемых территорий города в зависимости от подъема уровня воды представлены на рисунке 8. Был определён перечень всех основных объектов, попадающих в потенциальную зону затопления при максимальном уровне подъёма воды.

Расчет экономического и экологического ущерба проводился с использованием специальной программы, разработанной на языке Avenue.

ДАНИЫХ

СИСТЕМА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

ЭЛЕКТРОННАЯ КАРТА ГОРОДА

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Рис. 7. Затопляемые территории города

ПРЕВЫШЕНИЕ УРОВНЯ <М)

Рис. 8. Зависимость площади затопления города от подъема уровня воды

Встроенная в ГИС программа определяет значение уровня затопления для каждого объекта. После этого идет подсчет объектов, попадающих в зону затопления. Далее для каждого объекта подсчитывается ущерб с учетом его площади и уровня затопления. Общий ущерб для города определяется путем суммирования ущербов для всех объектов. Был оценен экономический ущерб от затопления особо опасных экологических объектов для заданных уровней подъема воды, и ущерб при выходе из строя Центральной станции аэрации При наводнениях выходят из строя водопроводные станции питьевой воды и канализационные коллекторы городских сточных вод, что создает угрозу для здоровья населения. На цифровой карте города отображен рельеф местности, позволяющий определять зоны затопления города при уровне воды от 1.5 м до

6 м. относительно нулевой отметки уровня Балтийского моря. Введена классификация объектов по категориям землепользования, районам, улицам и номерам домов, а также информация о стоимости или ценности объектов и ее изменении с увеличением уровня воды. Объединяя отдельные слои данных для прогнозируемого уровня воды, можно визуализировать зоны наводнения с необходимой детализацией. Алгоритмы расчета экономического и экологического ущерба представлены на рисунках 9,10.

Рис. 9. Этапы расчета экономического ущерба в ГИС

Рис. 10. Этапы расчета экологического ущерба в ГИС

Основные выводы

1. Разработана, принятая Постановлением Правительства Санкт-Петербурга от 25.05.2004г. № 804, Программа мероприятий по созданию системы интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербурга на 2005 - 2009 годы, составленная на основании исследования основных аспектов информационного обеспечения интегрированного управления водными ресурсами для системы поддержки принятия решений.

2. Впервые в России разработана геоинформационная система предупреждения наводнений для Санкт-Петербурга и оценки ущерба. Создана

модель расчета экономического и экологического ущербов при наводнениях, работающая на специально разработанной региональной базе данных по объектам Санкт-Петербурга, находящимся на потенциально затопляемых территориях города, включая оценку стоимости объектов в зависимости от уровня затопления территорий. Созданы пособия для обучения пользователей данной системы. ГИС для предупреждения наводнений имеет прикладное значение и представляет интерес для широкого круга пользователей.

3. Разработан метод инвентаризации данных и создания каталога натурных исследований и наблюдений на примере водной системы Ладожское озеро - река Нева - Невская губа - восточная часть Финского залива. Представлены методы создания средств оценки состояния водных ресурсов на примере базы гидроэкологических данных, созданной с использованием географических информационных систем, получившей сертификат Госстандарта России и включенной в Государственный реестр баз данных Российской Федерации, метод комплексной оценки динамики основных параметров водной среды с учетом влияния природных факторов и технических систем на водные ресурсы.

4. Проведены экспериментальные исследования и анализ возможности управления природно-техническими системами с помощью гидротехнических сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений для интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербургского региона. Результаты эксперимента подтвердили принципиальную возможность целенаправленно влиять на гидрологический режим и изменение экологической ситуации акватории Невской губы и восточной части Финского залива путем маневрирования затворами водопропускных сооружений КЗС.

5. Разработаны рекомендации по разработке регламента маневрирования затворами водопропускных сооружений Комплекса защиты Санкт-Петербурга от наводнений с целью улучшения экологической ситуации в Невской губе.

6. Предложенные методы оценки состояния природно-технических систем используются при анализе экологического состояния водной среды для технико-экономического обоснования принимаемых решений, например, при возведении гидротехнических объектов, анализе экологического состояния водной системы. Разработанная геоинформационная система предупреждения

наводнений широко применяется многочисленными пользователями при разработке мер по предупреждению наводнений и снижению ущерба, разработке генерального плана развития Санкт-Петербурга. Результаты разработанной ГИС востребованы многими российскими и зарубежными организациями, например для подготовки экономической и экологической частей Технико-экономического обоснования завершения сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений для Европейского банка реконструкции и развития, Государственным Эрмитажем, Главным управлением по гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям Санкт-Петербурга, Комитетом по градостроительству и архитектуре, Комитетом по земельным ресурсам и землепользованию Санкт-Петербурга, Государственным унитарным предприятием "Водоканал Санкт-Петербурга" и другими пользователями.

7. Созданная ГИС может быть использована при проведении страхования, передаче недвижимости в аренду, разработке планов действий в чрезвычайных ситуациях и позволяет определить роль и ответственность задействованных в период наводнений организаций.

Основные положения, исследования и научно-технические результаты опубликованы в работах:

1. Перспективы изучения эволюции берегов и колебаний уровня Балтийского моря / Ю.Д. Буланже, В.И. Богданов, А.Д. Веселаго, Н.П. Власов, Н.Н. Лазаренко, P.P. Михайленко, Г.А Трошков // Известия Всесоюзного Географического общества. - 1991. - Т. 123. - Вып. 4. - С. 394-395.

2. Биохимические исследования донных отложений Невской Губы / М.А. Лаздовская, P.P. Михайленко, Т.Н. Нижарадзе, A.M. Томилин // Актуальные проблемы охраны качества подземных вод. - СПб., 1992. - С. 109-114.

3. Mikhailenko R. The Experience of Ecological Condition Regulation in the Neva Bay and the Eastern Part of Gulf of Finland by Manoeuvring Flood Defending Complex Water - Gates / R. Mikhailenko, B. Usanov, L. Tsvetkova, V. Pitulko // 1st International Conference 20 - 24 September 1993 "Environmental Protection Strategy Standardization and Control of Pollution Load on the Marine Environment". -Tallinn, 1993.-P. 111-118.

4. Гуральник Д.Л. Анализ распределения загрязнений Невской губы тяжелыми металлами / Д.Л. Гуральник, К.Е. Кассациер, P.P. Михайленко // Журнал экологической химии. - 1994.-№3.-С.185-192.

5. Михайленко P.P. Экологическая база данных для Невской губы / P.P. Михайленко, К.К. Клеванный, Б.П. Усанов //Тез. докл. 1-ой Междунар. конф. "Экология и развитие Северо-Запада".- СПб., 1995. С. 47-48.

6. Михайленко P.P. Берегоукрепление восточной части Финского залива / P.P. Михайленко, Б.П. Усанов, К.К. Клеванный // Тез. докл. XIX Междунар. Конф. "Современные проблемы изучения берегов". - СПб., 1995.-С. 66-68.

7. Цветкова Л.И. Водные проблемы Санкт-Петербурга в прошлом и настоящем / Л.И. Цветкова, С.Л. Басова, Р.Р. Михайленко, Л.И. Жукова // Материалы Науч.-практич. водного симпоз. 3-4 сентября 1996 по технологиям очистки воды и обращению с водными ресурсами, - СПб., 1996.-С. 4-8.

8. Отто И.П. Организация страхования ущерба, связанного с наводнениями на территории Санкт-Петербурга / И.П. Отто, P.P. Михайленко // Концепции развития Санкт-Петербурга. - СПб., 1997.- Т.З.- С.63-66.

9. Mikhailenko R.R. Integrated Water Management for StPetersburg Region / R.R. Mikhailenko // Phase 1. Task 2. Data Inventory. -St.Petersburg, 1997. - 66p.

10. Mikhailenko R.R. The Hydroecological Problems of St. Petersburg and the Ways of Their Solution / R.R. Mikhailenko, V.I. Gutkin // Materials of the Symposium "Strategy for Ecological Safety of St. Petersburg, Making Use of the Netherlands Experience".- St.Petersburg, 1998. - P. 335 - 338.

11. Malyshev V.V. Comparative Analysis of Sanitary-Microbiological and Abiotic Water Parameters in the "Ladoga-Neva-Neva Bay-Eastern Finnish Gulf system / V.V. Malyshev, P.I. Ogarkov, R.R. Mikhailenko // Materials of the Symposium September 9-12, 1997 "Strategy for Ecological Safety of St. Petersburg, Making Use ofthe Netherlands experience". -St.Petersburg, 1998. - P. 343-346.

12. Mikhailenko R.R. Databases and Variability of Main Water Parameters: part I and II / R.R. Mikhailenko // Integrated Water Management of the Ladoga-Neva-Gulf Water System. A Joint Russian-Netherlands Cooperation for the St. Petersburg Region. Final Report. - Delft, 1998. - P. 2 - 93.

13. Михайленко P.P. Экологическое состояние водной среды в створе сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений / P.P. Михайленко // Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в 1997 году. - СПб., 1998. -Вып.7.- С.213-227.

14. Михайленко P.P. Экологические исследования водной среды и проблемы кишечных вирусных инфекций населения Северо-Запада России / P.P. Михайленко, В.В. Малышев, П.И. Огарков // Тез. докл. 3-й междунар. конф. "Экология и развитие Северо-Запада России". - СПб., 1998. С. 15.

15. Сухачева Л.Л. Исследование экологического состояния мелководной восточной части Финского залива на основе судовых и спутниковых данных / Л.Л. Сухачева, P.P. Михайленко // Тез. науч. докл. 3-й междунар. конф. "Экология и развитие Северо-Запада России" 5-9 июля 1998г. - СПб., 1998. С. 227-228.

16. Mikhailenko R.R. Flood Hazard & Damage Assessment for StPetersburg // R.R. Mikhailenko, H. Gerritsen // Integrated Water Management for StPetersburg Region, joint Russian-Netherlands project, Phase 2, sub-project 3, Final Report, Volume 2, StPetersburg, Russia - Delft, The Netherlands, December 1998, Report Z2402.- St. Petersburg, 1998. - 56p.

17. Mikhailenko R.R. Information Maintenance of Water Resources Management for Prevention of Eological Risk in the Neva Bay and the Eastern Gulf of Finland / R.R. Mikhailenko, S.L. Basova // Lake 98, Sustainable Lake Management, 8th International Conference on the Conservation and Management of Lakes, August 1998.- Copenhagen - Denmark, 1998.-P.80-82.

18. Малышев В.В. Особенности циркуляции вирусов в воде и профилактика кишечных инфекций / В.В. Малышев, Т.М. Степанова, Т.В. Давыдова, Н.И. Фомина, P.P. Михайленко // Материалы конф. с междунар. участием "Вирусные инфекции на пороге XXI века: эпидемиология и профилактика", 21 -22 апреля 1999. - СПб., 1999. - С. 47-48.

19. Malyshev V.V. Comparative Study of Sanitary-Microbiologic and Abiotic Water Factors in System "Ladoga lake - Neva - the Neva Bay - Eastern Part of the Gulf of Finland in Development of Saint-Petersburg Ecological Safety Strategy // V.V. Malyshev, R. R. Mikhailenko, P.I. Ogarkov // Lake 99, Sustainable Lake Management, 8th International Conference on the Conservation and Management of Lakes, 17-21 May 1999. - Copenhagen - Denmark, 1999. P. 68-70.

20. Mikhailenko R.R. Mitigation of Flood Hazards in Saint-Petersburg Area / R.R. Mikhailenko, M.G. Djanelidze // Modelling of Specific and Sensitive Coastal Areas of the Baltic Sea. Workshop Environment in the Neva Bay - Karelian Isthmus Area, Through Time. NorFa. Abstracts. 29th May - 2nd June.- St. Petersburg, 1999. P.18-19.

21. Mikhailenko R.R. The Hydroecological Problems of St.Petersburg and the Ways of their Solution / R.R. Mikhailenko // Modelling of Specific and Sensitive Coastal Areas of the Baltic Sea. Workshop Environment in the Neva Bay - Karelian Isthmus Area, Through Time. NorFa. Abstracts. 29th May - 2nd June.- St. Petersburg, 1999. P. 25-26.

22. Gerritsen H. A Flood Warning Assessment Geographical Information System for StPetersburg / H. Gerritsen, R.R. Mikhailenko, H. Veldhuizen // Integrated water management for St.Petersburg region - project 3, Flood Warning and Assessment GIS, Phase 1, Intermediate Report sub-project 1, St.Petersburg, September 1999, Z2542. PSO98/RF/3/10. - St.Petersburg, 1999. - 76 p.

23. Михайленко Р.Р. Информационное обеспечение управления водными ресурсами Санкт-Петербургского региона / P.P. Михайленко // Тез. докл. "Акватерра - 1999". - СПб., 1999. - С. 92-94.

24. Мониторинг и анализ состояния водных объектов- Санкт-Петербургского региона и окружающего их ландшафта с использованием данных дистанционного зондирования и гидроэкологической базы данных / ИА. Бычкова, СВ. Викторов, P.P. Михайленко, Л.Л. Сухачева // Тез. докл. "Акватерра - 1999". - СПб., 1999. - С. 94-95.

25. Malyshev V.V. The Comparative Study of Sanitary - Microbiologic and Abiotic Water Factors in System Ladoga - Lake - Neva river - the Neva Bay -Eastern Part of the Gulf of Finland in the Development of Strategy on Integrated Water Management / V.V. Malyshev, P.I. Ogarkov, R.R. Mikhailenko // The 9th Stockholm Water Symposium " Urban Stability Through Integrated Water - Related Management". - Stockholm, 1999. - P. 309-312.

26. Малышев В.В. Эколого-эпидемиологическая оценка циркуляции вирусов в воде бассейна реки Невы и вопросы профилактики кишечных инфекций / В.В. Малышев, P.P. Михайленко, Т.П. Кибальник // Материалы конф. "Вирусные инфекции на пороге XXI века: эпидемиология и профилактика", 21-22 апреля 1999. - СПб., 1999. - С. 49-50.

27. Малышев В.В. Экология кишечных вирусов и проблемы сохранения здоровья населения Северо-Запада России / В.В. Малышев, P.P. Михайленко // Материалы конф. "Вирусные инфекции на пороге XXI века: эпидемиология и профилактика", 21-22 апреля 1999. - СПб., 1999. - С. 52- 54.

28. Михайленко P.P. Интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербургского региона и комплекс сооружений защиты города от наводнений / P.P. Михайленко // Сб. материалов к междунар. дню Балтийского моря.-СПб., 2000. С. 35-36.

29. Mikhailenko R.R. Integrated Water Recourses Management of St. Petersburg. Region for Water Security for 21st Century / R.R. Mikhailenko // The 10th Stockholm Water Symposium "Water Security for the 21st Century - Innovative Approaches", August 14-17,2000. - Stockholm. - P.71-73.

30. Mikhailenko R.R. Functionality of the GIS for Flood Early Warning and Flood Damage Assessment in St.Petersburg / R.R. Mikhailenko, H. Gerritsen // Integrated water management in StPetersburg region - 3, A GIS for Flood Early Warning and Damage Assessment for StPetersburg joint Russian-Dutch Project, subproject 1, Phase 2, St.Petersburg, October 2000, Z2542. PS098/RF/3/10.- St. Petersburg, 2000. - 29 p.

31. Вилларс М.Т. Интегрированное управление водными ресурсами (ИУВР) в Санкт-Петербурге и аналогия с Нидерландами / М.Т. Вилларс, P.P. Михайленко, Г. Герритцен // Тез. докл. III Междунар. конф. "Акватера-2000". -СПб., 2000.-С. 36-37.

32. Герритцен Х.Х. ГИС для раннего предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценка ущерба - общий обзор / Х.Х. Герритцен, P.P. Михайленко // Тез. докл. III Междунар. конф. "Акватера-2000". - СПб., 2000. - С. 43-44.

33. Малышев В.В. Современное состояние биотической и абиотической составляющей воды Финского залива и Невской губы /ВВ. Малышев, P.P. Михайленко, П.И. Огарков // Тез. докл. III Междунар. конф. "Акватера-2000". -СПб., 2000. -С.101-102.

34. Михайленко P.P. Геоинформационная система для предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки ущерба: структура и функциональность / P.P. Михайленко, Х.Х. Герритцен, А.Ю. Негуляев // Тез. докл. III Междунар. конф. "Акватера-2000". - СПб., 2000.- С. 104-106.

35. Gerritsen H. A Flood Warning and Damage Assessment GIS for St.Petersburg. Report on Presentation and Training / H. Gerritsen, R. Mikhailenko, A. Neguliaev // Integrated Water Management in St.Petersburg Region - 3, A Flood Warning and Damage Assessment GIS for StPetersburg, Joint Russian-Netherlands Project, sub-project 1, Phase 3, St.Petersburg, December 2000, Z2542. PS098/RF/3/10. - St. Petersburg, 2000. - p. 13.

36. Gerritsen H. Description ofthe GIS: Structure, Data and Use / H. Gerritsen, R. Mikhailenko // Integrated Water Management for St. Petersburg Region- project 3, A Flood Warning and Damage Assessment GIS for St. Petersburg, Joint Russian -Netherlands Project, Phase 2, Intermediate Report sub-project 1, StPetrsburg, September 2000, Z2542 PS098/RF/3/10. - St. Petersburg, 2000. - 63 p.

37. Малышев В.В. Эколого - эпидемиологическая оценка результатов санитарно - бактериологического и санитарно - вирусологического мониторинга воды Невской губы и восточной части Финского залива / В.В. Малышев, П.И. Огарков, P.P. Михайленко, Н. К. Крючкова, Д.В. Ткаченко //

Материалы Всероссийской Науч. - практич. конф. "Современные проблемы питания населения и военнослужащих". - СПб., 2000. - С. 147-148.

38. Mikhailenko R. Géographie Information System for Flood Warning and Damage Assessment for St Petersburg / Mikhailenko R., H. Gerritsen, A. Neguliaev // Abstraet volume. The Il-the Stockholm Water Symposium "Building bridges through dialogue", August 13-16,2001.- Stockholm, 2001.- P. 282-283.

39. Михайленко P.P. Интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербургского региона и перспективы дальнейшего российско-нидерландского сотрудничества по завершению сооружений защиты от наводнений / P.P. Михайленко // Экологическая безопасность. - 2001.- N 1-2. -С.37-38.

40. Михайленко Р.Р. ГИС для предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки ущерба. Этап 2 / P.P. Михайленко. А.Ю. Негуляев // Управление «Морзащита», Деп. в ВИНИТИ № 1147. - СПб., 2001.- 63 с.

41. Малышев В.В. Оценка экологического состояния и динамика санитарно-микробиологических показателей водной среды за период 1979-2000 годы в Невской губе и восточной части Финского залива в створе сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений / В.В. Малышев, P.P. Михайленко // Тр. конф. "Достижения отечественной эпидемиологии в XX веке. Взгляд в будущее". - СПб., 2001.- С. 65-67.

42. Малышев В.В. Интегрированное управление водными ресурсами (ИУВР) Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Современное состояние / В.В. Малышев, P.P. Михайленко // Тр. конф. "Достижения отечественной эпидемиологии в XX веке. Взгляд в будущее". - СПб., 2001.- С. 69-70.

43. Михайленко P.P. Ключевые проблемы интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербургского региона (ИУВР) и перспективы защиты Санкт-Петербурга от наводнений / P.P. Михайленко // Тез. докл. IV Междунар. конф. "Акватерра - 2001". - СПб., 2001. - С. 127-129.

44. Михайленко P.P. Оценка экологического состояния водной среды в Невской губе и восточной части Финского залива в створе сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений в 2001 году / P.P. Михайленко, В.В. Малышев // Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2001 г. - СПб., 2002. -С. 194202.

45. Малышев В.В. Анализ санитарно-микробиологического состояния водной среды акватории Невской губы и Восточной части Финского залива за

период 1990-2001гг. / В.В. Малышев, P.P. Михайленко // Водные объекты Санкт-Петербурга. - СПб., 2002.-С.311-330.

46. Mikhailenko R.R. Development Water Recourses Management of St. Petersburg Region / R.R. Mikhailenko // Abstract volume. The 12th Stockholm Water Symposium "Balancing Competing Water Uses - Present Status and New Prospects", August 12-15,2002. - Stockholm, 2002. - P. 282-283.

47. Цветкова Л.И. Оценка состояния водной среды в створе сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений / Л.И Цветкова, P.P. Михайленко, С.Л. Басова, Г.Н. Бессан, В.В. Малышев // Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2002 г. - СПб., 2003. - Гл.8. - С. 201-210.

48. Mikhailenko R.R. St. Petersburg Integrated Water Management to Support Sustainable Development of the St. Petersburg Region / R.R. Mikhailenko, A.N. Savin, H. Gerritsen, H. van Pagee // Flooding and Environmental Challenges for Venice Lagoon: State of Knowledge 2003. International Discussion Meeting. Cambridge, England, 14-17 September 2003. - Cambridge, 2003. - P. 15-16.

49. Эколого-эпидемиологическая оценка санитарно-микробиологического состояния водной среды в акватории Невской губы и восточной части Финского залива / Т.В. Давыдова, Н.К. Крючкова, В.В. Малышев, P.P. Михайленко, В.И. Речкин, Т.М. Степанова // Материалы Всероссийской науч. - практич. конф. 20-21 ноября 2003 года "Гигиенические проблемы водоснабжения и войск". - СПб., 2003. -С. 65-66.

50. Михайленко P.P. Ключевые проблемы интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербурга / P.P. Михайленко // Материалы Всероссийской науч. - практич. конф. 20-21 ноября 2003 года "Гигиенические проблемы водоснабжения и войск". -СПб., 2003.-С. 70-71.

51. Михайленко P.P. Поверхностные и подземные воды. Морские воды / P.P. Михайленко // Государств, докл. "О состоянии и охране окружающей среды Санкт-Петербурга и Ленинградской области в 2002 году".- СПб., 2003.-Ч.1.Р.2.-С.20-43.

52. Savin A.N. Flood Protection and Management of Flood Threats in St. Petersburg: an Overview / A.N. Savin, R.R. Mikhailenko, H. Gerritsen // International conference "Managing European Water Crises from Lessons Learned to Future Resilience". November 6 -7, Amsterdam, 2003. P. 92-95.

53. Эколого-эпидемиологические аспекты здоровья человека и интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербурга и Ленинградской области / С.Н. Ильин, В.В. Малышев, P.P. Михайленко,

»25135

П.И. Огарков // Шестой междунар. конгр. "Вода: Экология и технология. ЭКВАТЭК - 2004".- М, 2004.- С 832-833.

54. Михайленко Р. Р. Международное сотрудничество по комплексному управлению водными ресурсами для содействия устойчивому развитию Санкт-Петербургского региона / Р.Р. Михайленко // Тез. докл. 5-ого междунар. эколог. форума "День Балтийского моря". - СПб., 2004.-С. 32-33.

55. Малышев В.В. Здоровье человека и интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербурга и Ленинградской области / В.В. Малышев, P.P. Михайленко // Тр. конф. "Современные средства иммунодиагностики, иммуно- и экстренной профилактики актуальных инфекций". - СПб., 2004. - С. 13-14.

Автореферат

Методы оценки состояния и защиты природно-технических систем для интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербургского региона Михайленко Розия Рустамовна

Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97

Подписано в печать 03.11.2004 Формат 60x84 1/16

Б.кн.-журн. Пл.1,0. Б.л.1,0. РТПРИОСЗТУ

Тираж 100 Заказ 947

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-пол и графической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186 Санкт-Петербург, ул. Миллионная 5

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Михайленко, Розия Рустамовна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ.

1.1 Организация исследований в р. Неве, Невской губе и восточной части Финского залива.

1.2 Гидроэкологические проблемы Санкт-Петербурга и интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербургского региона.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методы оценки состояния и защиты природно-технических систем для интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербургского региона"

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Водная система Ладожское озеро — р. Нева - Невская губа — восточная часть Финского залива является важным стратегическим ресурсом многофункционального назначения. В настоящее время отдельные отрасли хозяйства, являясь потребителями и пользователями водных ресурсов, оказывают негативное влияние на экологическое состояние водной среды.

В период существенных изменений экономики и ресурсов в Санкт-Петербургском регионе требуется научно обоснованный подход в использовании водных ресурсов. Без соответствующих водоохранных мер и активной экологической политики экономическое развитие приведет к обострению экологических проблем. Необходимость разработки системы, обеспечивающей последовательность и научную обоснованность принятия градостроительных и водоохранных мероприятий, которые сделали бы реальными оздоровление водоема и обеспечение экологически безопасного развития города является актуальной проблемой для всего региона.

Интегрированное управление водными ресурсами - подход к управлению, который учитывает связи между природной водной системой, ее использованием и всеми организациями, задействованными в административном управлении водной системой, - одна из приоритетных для Санкт-Петербурга проблем, требующих скорейшего разрешения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - научное обеспечение рационального использования и развития водных ресурсов на основе создания методов оценки состояния и защиты природно-технических систем для ИУВР Санкт-Петербургского региона. Для осуществления этой цели необходим научный подход для анализа и оценки состояния водной системы, который позволит сформулировать приоритеты для сбалансированного управления и развития всех видов деятельности, связанной с водной системой. Главными компонентами такого подхода являются: базы данных для оценки качества воды и экологического состояния, геоинформационные системы (ГИС) об имеющихся свойствах отдельных составляющих природной среды, система региональных нормативов и интегральных критериев оценки состояния водных объектов, основанная на природных особенностях и антропогенных показателях, модель нагрузки загрязнения для определения суммы общего загрязнения системы; программы для последующей обработки данных с использованием ГИС и развитого пользовательского интерфейса, способного представить данные в виде, необходимом для принятия решения.

Для создания методов комплексной оценки состояния и защиты природно-технических систем для ИУВР Санкт-Петербургского региона необходимо:

1. Разработать метод составления каталога натурных наблюдений и баз данных в результате опроса организаций, связанных с исследованием водной системы.

2. Создать гидроэкологическую базу данных на основе современных ГИС технологий.

3. Обосновать метод комплексной геоэкологической оценки динамики основных параметров водной среды с учетом влияния технических систем на водные ресурсы.

4. Определить технологию управления природно-техническими системами Санкт-Петербурга.

5. Разработать ГИС для предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки ущерба.

Объект исследований - водная система река Нева - Невская губа -восточная часть Финского залива. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнены с использованием методов комплексной оценки состояния природно-технических систем, использования математической статистики и методов экологической и экономической оценки ущербов от наводнений. При создании базы данных и геоинформационной системы для предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге и оценки ущерба использовано программное обеспечение ARC VIEW 3.2.

На основе анализа литературных источников и материалов многолетних натурных исследований акватории Невской губы и восточной части Финского залива с учетом природных особенностей и различий в антропогенной нагрузке разработан региональный подход в методах оценки геоэкологического состояния и защиты природно-технических систем. При этом учитывались возможности воздействия технических систем и природный баланс водных объектов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в следующем:

1. Впервые для Санкт-Петербургского региона, в рамках сотрудничества между Нидерландами и Россией, разработан метод инвентаризации данных натурных наблюдений и составлен каталог мониторинговых и специальных натурных наблюдений и баз данных по состоянию водной системы Ладожское озеро - река Нева - Невская губа - восточная часть Финского залива. Исследования проведены на основе информации, полученной от различных организаций Санкт-Петербурга по специально разработанной форме запроса. Представленные в каталоге таблицы содержат сведения по всем звеньям исследуемой водной системы и включают перечень основных параметров водной среды. Кроме того, впервые выполнен анализ методологий и методов этих исследований.

2. На основе современных ГИС технологий создана база гидроэкологических данных для акватории Невской губы и мелководной восточной части Финского залива, получившая сертификат Госстандарта России и включенная в Государственный реестр баз данных Российской Федерации. База NevaBayGIS предназначена для оценки экологического состояния и защиты природно-технической системы Невской губы. База содержит многолетние ряды натурных наблюдений по 120 ингредиентам с 1968 года по 2005 год (около 2 млн. измерений) и несколько программ обработки и визуализации данных. В базу внесены гидрологические, гидрохимические, гидробиологические, санитарно-бактериологические параметры водной среды, многолетние данные по источникам загрязнения Невской губы, реки Невы и ее притоков, а также морфометрические характеристики и рельеф прибрежных территорий Невской губы и восточной части Финского залива. База данных интегрирована в геоинформационную систему предупреждения наводнений для Санкт-Петербурга.

3. На основе базы данных Управления "Морзащита" впервые разработана компьютерная программа расчета интегральных показателей экологического состояния водных экосистем, используемая в Управлении "Морзащита" для оценки состояния исследуемой водной системы.

4. Предложен метод комплексной геоэкологической оценки динамики основных параметров водной среды с учетом влияния технических систем на водные ресурсы для информационного обеспечения системы интегрированного управления водными ресурсами.

5. Впервые проведен крупномасштабный натурный эксперимент в акватории Невской губы для изучения возможности влияния маневрирования затворами КЗС на экологическое состояние водной среды, результаты которого использованы для создания метода управления природно-технической системой Санкт-Петербурга. Полученные в ходе эксперимента результаты свидетельствуют о принципиальной возможности управления природно-технической системой.

6. Составлены рекомендации по разработке регламента маневрирования затворами водопропускных сооружений Комплекса сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений.

7. Впервые в России создана модель оценки экономического и экологического ущербов от наводнений и разработана система предупреждения наводнений для Санкт-Петербурга на основе ГИС технологий, включающая информацию по геодезическим отметкам уровня на затапливаемой территории, полученную на основе цифровой модели рельефа города. Модель, разработанная впервые для крупных мегаполисов, позволяет определять зоны затопления Санкт-Петербурга и находящиеся в них конкретные объекты, а также рассчитывать экономический и экологический ущербы от наводнений при различных уровнях подъема воды.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

Метод комплексной оценки результатов геоэкологических исследований природно-технических систем. Работа выполнялась в рамках международного проекта по контракту между нидерландской фирмой Дельфт

Хайдроликс и Управлением «Морзащита» под руководством автора диссертации.

- Метод создания каталога натурных наблюдений и баз данных, составленного впервые в Санкт-Петербурге на основе опроса 17 организаций, связанных с исследованием водной системы. Представленные в каталоге таблицы содержат сведения о данных по всем звеньям водной системы Ладожское озеро — р.Нева — Невская губа — восточная часть Финского залива, включая перечень основных характеристик экологического состояния водной среды. Кроме того, представлен анализ методологий и методов этих исследований.

База гидроэкологических данных, составленная на основе использования современных ГИС технологий, имеющая сертификат Госстандарта России и включенная в Государственный реестр баз данных РФ. База данных создана для решения задач оценки экологического состояния водной среды и защиты природно-технической системы Невской губы в целях информационного обеспечения принимаемых решений для ИУВР.

- Модель оценки экологического и экономического ущербов и созданная на ее основе ГИС предупреждения наводнений в Санкт-Петербурге, позволяющая определять уровни потенциального затопления территорий города и рассчитывать экономический и экологический ущербы от наводнений с использованием разработанной региональной базы данных по объектам Санкт-Петербурга, включая оценку стоимости объектов в зависимости от уровня затопления территорий.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Впервые в Санкт-Петербургском регионе создан каталог натурных исследований и наблюдений, который позволил разработать рекомендации по оптимизации мониторинга водной системы. Постоянно поддерживаемая в актуальном состоянии база данных позволяет анализировать многолетние ряды наблюдений, использовать результаты для разработки природоохранных мероприятий и оценки воздействия на окружающую среду, а также для принятия оперативных управленческих решений. На основе базы данных создана программа расчетов интегрального критерия оценки экологического состояния водных экосистем. Созданная ГИС может быть использована при проведении страхования, передаче в аренду, разработке планов действий в чрезвычайных ситуациях и позволяет определить роль и ответственность задействованных в период наводнений организаций. Результаты проведенного крупномасштабного натурного эксперимента позволяют разработать регламент маневрирования затворами водопропускных сооружений КЗС для управления экологической ситуацией в Невской губе с целью улучшения состояния водной среды и защиты природно-технической системы. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Автором получены акты о внедрении результатов диссертационной работы от Северо-Западного регионального центра по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий, Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова и др.

- Результаты работы использовались многочисленными комиссиями, включая Международную комиссию экспертов по оценке экологического состояния в Невской губе и восточной части Финского залива и комиссию Российской академии наук (1989-1990 гг.) по оценке степени влияния КЗС на экологическое состояние, а также экспертами фирмы ГИББ (Великобритания) в период 1995-1996 гг. и нидерландского консорциума НЕДЕКО для подготовки Технико-экономического обоснования завершения КЗС с целью получения заемных средств Европейского банка реконструкции и развития, Северного инвестиционного банка и других международных финансовых организаций в 2002 г.

- В 2004 году автором диссертации разработана Программа мероприятий по созданию системы интегрированного управления водными ресурсами Санкт-Петербурга на 2005-2009 годы, принятая Постановлением Правительства Санкт-Петербурга от 25.05.2004 № 804.

- Разработанные методы оценки состояния и защиты природно-технических систем используются Санкт-Петербургским НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Военно-медицинской академией имени С.М. Кирова, ООО "Центр системных исследований" и другими пользователями.

- Результаты моделирования предупреждения наводнений и оценки ущерба в ГИС используются в настоящее время Главным управлением по гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям Санкт-Петербурга, Государственным Эрмитажем, ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», территориальными управлениями административных районов города при планировании мероприятий при угрозе наводнений, Комитетом по градостроительству и архитектуре Правительства Санкт-Петербурга при подготовке концепции Генерального плана развития Санкт-Петербурга и экологического атласа города и другими организациями Санкт-Петербурга. Использование разработанной ГИС для предупреждения наводнений позволит выявить динамику наводнений для уточнения прогноза развития опасных ситуаций и принятия мер по предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, возникающих при наводнениях. Результаты исследования используются в учебном процессе Российского государственного гидрометеорологического университета, Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербургского государственного технического университета, Балтийского университета Экологии, политики и права, Санкт- Петербургского государственного электротехнического университета и др.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены: на четырех международных водных симпозиумах в Стокгольме (1999, 2000, 2001, 2002); на международном научном форуме в Кембридже в сентябре 2003 года; на 19-ти международных конференциях (1994-2005 гг.), в том числе на Международной конференции «Управление Европейским водным кризисом», проходившей в Амстердаме в ноябре 2003 года; на 4-х съездах Союза ученых, инженеров и специалистов производства Санкт-Петербурга; многочисленных международных семинарах; были представлены в виде стендовых докладов на трех выставках в рамках конференций «Акватерра» в 1999, 2000, 2001 гг., на двух подготовленных под руководством автора специализированных российско-нидерландских выставках в Зале инвестиционных проектов Санкт-Петербурга в 2000 и 2002 гг., на 5-й итоговой выставке "300 лет Санкт-Петербургу. 300 лет во славу России" и в рамках научного форума на выставке в Кембридже в 2003 году. По данному направлению исследований автором прочитаны лекции в ГИДУВЕ, Санитарно-гигиеническом медицинском институте и Санкт-Петербургском университете.

ПУБЛИКАЦИИ. Материалы диссертации опубликованы в 55 печатных работах, которые включены в общий список литературы. ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА:

- Автор диссертации, с 1990 г. по 1999 гг. являясь главным экологом, а с 2000 г. по настоящее время - начальником отдела научного сопровождения и экологии Управления "Морзащита" Правительства Санкт-Петербурга, научно обосновывала и составляла программы, организовывала проведение научно-исследовательских работ, осуществляла их научное руководство.

Под руководством и при непосредственном участии автора (соруководителя международного российско-нидерландского проекта с российской стороны) в 1999-2001 годах впервые в России создана модель оценки экономического и экологического ущербов от наводнений и разработана система предупреждения наводнений на основе ГИС технологий, определяющая потенциально затопляемые территории города и находящиеся на них объекты.

- Под руководством и при непосредственном участии автора для решения задач информационного обеспечения ИУВР и поддержки принятия решений в Управлении «Морзащита» создана не имеющая аналогов и наиболее полная база гидроэкологических данных по исследуемой водной системе на основе ГИС технологий, получившая сертификат Госстандарта России. База данных поддерживается в актуальном состоянии и используется многочисленными организациями при подготовке многих городских проектов и программ.

- Автор диссертации являлся одним из научных руководителей и координатором крупномасштабного эксперимента по маневрированию затворами КЗС с целью оценки возможности влияния на улучшение экологического состояния водной среды, в результате которого появился опыт проведения комплексных работ и аргументация по методике их выполнения. Маневрирование затворами КЗС позволяет управлять стоковым течением в Невской губе, наиболее эффективно при сгонно-нагонных ситуациях.

- Под научным руководством автора в рамках российско-нидерландского проекта ИУВР Санкт-Петербурга созданы методы инвентаризации данных и разработки каталога натурных наблюдений и исследований по водной системе, проведена комплексная оценка экологического состояния водной среды Невской губы.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 125 наименований. Диссертация изложена на 205 страницах, из которых 98 печатных страниц , 11 таблиц, 96 рисунков. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Михайленко, Розия Рустамовна

2.1.7 Выводы и рекомендации

Многие исследовательские работы и натурные наблюдения, выполненные в последние годы на высоком уровне, проводились без какой-либо координации, отдельно от гидрологических и других исследований, необходимых для комплексной и качественной оценки экологического состояния водной системы. Это привело к несопоставимости результатов исследований. Пробы получены на различных станциях наблюдений по местоположению, глубине, времени отбора (сезон, месяц, время суток), а также хранились и обрабатывались с использованием отличающихся методов анализа.

Исключением являются организации и программы, предусматривающие как комплексность исследований, так и четко определенные рамки этих работ (постоянство времени и места отбора проб, сопоставимость методических приемов, виды отчетности и пр.). К таким организациям эксперты ЕБРР в заключительном отчете по охране окружающей среды ТЭО КЗС отнесли Управление "Морзащита", Ленкомэкологию, СЗ УГМС.

Дополнительный мониторинг на 68-ти станциях (ОГСН и специализированных), проводимый по заказу Управления "Морзащита" по согласованной программе и при участии СЗ УГМС, АО "Гидропроект", ГЦГСЭН, Военно-медицинской академии, НИЦ "Акватория" ценен тем, что отбор и анализ гидрохимических проб производится методами, утвержденными Госстандартом и сопровождается также исследованием гидрологического режима и санитарного состояния акватории. Результаты этих наблюдений вводятся в базу данных, могут быть проанализированы на модели и обработаны по специальным программам, например, с помощью квантильного анализа и интегральных критериев, разработанных специалистами СПбАСУ.

К сожалению, из-за недостатка финансирования в последние годы наблюдения за гидробиологическими параметрами и донными грунтами становятся все реже. Среди всех видов экологического мониторинга, мониторинг биоты является наиболее сложным и наименее разработанным не только в России, но и в мире. Именно по этому блоку в 1990 г. из-за недостатка средств прерваны ряды многолетних наблюдений.

Определение необходимых исследований.

На основе модельных исследований разработать и осуществить единую программу мониторинга на базе наблюдений ОГСН и дополнительных исследований, координируемых Управлением "Морзащита". Существующие программы специальных исследований должны быть сведены в единую программу мониторинга по исследуемой водной системе Ладожское озеро -р.Нева - Невская губа - восточная часть Финского залива. На этом этапе не следует вводить новые точки отбора проб, но на существующих станциях пробы необходимо отбирать более регулярно.

Одной из основных проблем изучения водной системы является недостаток координации между организациями, проводящими НИР. Это привело к снижению значимости работ, поскольку результаты исследований не могут быть непосредственно сопоставлены между собой. Кроме того, применение различных методов отбора и анализа проб в каждой организации, проводившей исследования, например, в Невской губе, приводит к неоднозначности оценки ее экологического состояния и спорам о надежности методик, использовавшихся при производстве работ. Поэтому рекомендуется провести исследования по определению наиболее приемлемых методов для каждого параметра гидрохимического, гидробиологического, санитарно-бактериологического и гидрологического анализа.

В последние десятилетия наиболее полными и комплексными наблюдениями по водной системе можно считать исследования, выполняемые

Севзапгидрометом и Управлением "Морзащита" по единой согласованной программе.

Северо-Западное территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ответственно за проведение натурных наблюдений за экологическим состоянием исследуемой водной системы.

Контроль за гидрохимическими параметрами среды осуществляется с середины 60-х годов. С 1977 года в комплекс исследований введены гидробиологические наблюдения за основными структурными и функциональными характеристиками бактерио-, фито- и зоопланктона, зообентоса. К перечню определяемых показателей относятся видовой состав, численность и биомасса гидробионтов, первичная продукция и содержание пигментов фитопланктона, время генерации бактерий.

Приоритет гидробиологических исследований сосредоточен в Невской губе и восточной части Финского залива, где расположены 39 станций Общегосударственной системы наблюдений (в Невской губе-22, в заливе -17). Как правило, наблюдения проводятся три раза за вегетационный сезон (май-июнь, август, октябрь), Однако в последние годы (с 1991 г.) произошло сокращение наблюдений как по числу станций и перечню определяемых параметров, так и по частоте отбора проб. Главным образом, летние наблюдения сохранены.

Среди наиболее значительных специальных исследований следует отметить исследования гидробиологического режима и состояния донных грунтов, выполненных ИОЗ, ГГИ, ЗИН и ВСЕГЕИ, данные Водоканала по водозаборам и аэрокосмические исследования ВНИИКАМ и СП ГОИН, исследования по разработке интегральных критериев СПбАСУ и СПбГУ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Михайленко, Розия Рустамовна, Санкт-Петербург

1. ПРИТОКИ Гидрохимические исследования

2. ГЦ ГСЭН ГЦ ГСЭН, Севзап-геология ГЦ ГСЭН, Севзапгеологи я ГЦ ГСЭН1. Санитарные исследования - ГЦ ГСЭН ГЦ ГСЭН ГЦ ГСЭН ГЦ ГСЭН

3. Специальные исследования: изменчивость гидрофизических полей -распределение взвешенных веществ и температуры поверхности моря по данным дистанционного зондирования (ВНИИКАМ).

4. Глубина отбора проб на станции1. Наблюдаемые параметры

5. Базовая картографическая информация1. Системы ПДК1. Гидрологические периоды1. Дата отбора проб

6. Программы анализа и обработки данных

7. Гидрологические показатели

8. Гидрохимические показатели

9. Гидробиологические показатели

10. Сан итарно-бакт. показателиJ

11. Основными компонентами являются цифровая картографическая основа ГИС, данные о пространственном положении станций наблюдений, результаты мониторинговых наблюдений и анализов, а также вспомогательная справочная информация.

12. Основу гидроэкологической базы данных составляют результаты натурных наблюдений за состоянием водной среды акватории Невской губы и восточной части Финского залива.

13. База данных разработана для использования в Управлении «Морзащита» с целью сбора первичной информации, постоянного контроля и анализа экологической ситуации в акватории Невской губы и восточной части Финского залива.

14. Программное обеспечение реализовано на Avenue, объектно-ориентированном встроенном языке ArcView в виде дополнительного модуля расширения.

15. Технические средства NevaBayGIS. База данных может функционировать на любой ПЭВМ, пригодной для установки ArcView. Минимальные условия для работы: оперативная память не менее 16 Мб, необходимый объем диска для данных не менее 40 Мб.

16. Ввод и корректировка Базы данныхI1. Результаты мониторингат1. Сщ лавочнаяuuq ФормацияТ

17. Поиск и выбор информации из Базы данныхI

18. Базовая картограф ичес-1 кая информацияI

19. Программы оценки, анализа и обработки данных

20. Анализ данных и визуализация результатов

21. Рис. 2.3. Схема функционирования базы данных NevaBayGIS

22. В комплект Базы данных «NevaBayGIS» входят следующие компоненты.1. Руководство пользователя.

23. Программное обеспечение Базы данных в составе:

24. BASBAY.AVX модуль расширения базы данных ArcView,

25. NevaBayGIS.APR проект ArcView базы данных.

26. Базовая картографическая информация, включающая в себя тематические слои в форматах SHAPE- файлов ArcView:

27. SHORE береговая линия Финского залива,

28. STATIONS схема станций наблюдения.

29. Собственно База данных, состоящая из совокупности файлов формата DBF в соответствии со структурой.22.3 Основные выводы

30. ГЛАВА 3. МЕТОД КОМПЛЕКСНОЙ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОДНОЙ СРЕДЫ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ

31. Для достижения рационального использования и развития водной системы необходим интегрированный подход для мониторинга, анализа и оценки состояния водной системы 45.

32. Анализ параметров других подсистем проводился только с учетом соответствия методов и методик анализа и эквидистантности данных.

33. Рис.3.1. Характеристика водной системы Ладожское озеро р.Нева-Невская губа - восточная часть Финского залива.

34. Краткая характеристика водной системы Ладожское озеро р. Нева - Невская губа - Финский залив31.1. Ладожское озеро

35. Уровенный режим Невской губы тесно связан с особенностями атмосферной циркуляции над Балтийским морем и Финским заливом. Наблюдения за уровнем моря проводятся в Невской губе по уровенному посту Кронштадтский футшток и другим уровенным пунктам.

36. Характер течений в Невской губе в основном зависит от стока р.Невы. Средние скорости переноса невских вод по губе составляют 6-8 см/с в северной и 1-5 см/с в южной частях акватории губы.

37. Средняя многолетняя температура воды Невской губы составляет 6,6° С.

38. История изучения и обобщение эколого-геологических исследований Невской губы представлены в недавно опубликованной монографии 75.31.4 Финский залив

39. Формирование полей течений в значительной степени зависит от рельефа дна и очертания берегов.

40. Ниже рассмотрены основные факторы, влияющие на экологическое состояние Невской губы и восточной части Финского залива.

41. Основные факторы антропогенного воздействия на р. Неву, Невскую губу и восточную часть Финского залива32.1 Источники загрязнения Невской губы

42. Рис. 3.2. Схема функционального использования акватории и побережья Невской губы.32.2 Этапы ввода очистных сооружений

43. Планомерное проектирование и строительство очистных сооружений в Санкт-Петербурге началось в 70-е годы 20 века.

44. Центральная станция аэрации (ЦСА).

45. В 1978 году введена 1 очередь ЦСА на о. Белом производительностью 750 тыс.м3/сут., в 1983 году 2 очередь производительностью 750 тыс.м3/сут. На планируемую мощность после пусконаладочных работ станция была выведена в 1986 году.

46. Северная станция аэрации (ССА).

47. Со II квартала 1988 года первый пусковой комплекс 1-ой очереди Северных очистных сооружений работает в проектном режиме: значения БПК5 составляют менее 15 мг 02/л; содержание взвешенных веществ до 15 мг/л. Обеззараживание сточных вод не производится.

48. В 1989-1994 годах введены в эксплуатацию второй и третий пусковые комплексы I очереди ССА.

49. Проектная производительность I очереди ССА не используется в связи с отставанием строительства подводящего коллектора с правого берега Невы.

50. В 1995 году начались пуско-наладочные работы следующего этапа, в результате которых производительность ССА составит 2500 тыс.м /сут.

51. Красносельская станция аэрации (КрСА).

52. Очистные сооружения г. Петродворца.

53. Очистные сооружения г. Сестрорецка.

54. На схеме (рис.3.3) показаны расположение и мощность основных организованных источников загрязнения р. Невы, Невской губы и восточной части Финского залива в 1996 году.

55. После ввода в эксплуатацию городских централизованных очистных сооружений произошли изменения в составе сточных вод, поступающих в Невскую губу. Понизилось количество ряда загрязняющих веществ, сбрасываемых в Невскую губу в составе сточных вод.

56. Рис. Сброс сточных вод в р.Неву, Невскую губу и восточную часть Финского jjL/maa в 1996 году.

57. Рис. 3.3. Схема расположения основных организованных источников загрязнения р. Невы, Невской губы и восточной части Финского залива

58. В период с 1981 по 1986 год наблюдалась устойчивая тенденция по сокращению сброса взвешенных веществ, органических веществ, нефтепродуктов, азотосодержащих веществ. С 1987 года объем сброса этих компонентов в Невскую губу стабилизировался.

59. Динамика основных показателей, характеризующих качество водной среды и нормативы