Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Оценка геоэкологического состояния водных ресурсов малых рек (на примере малых рек северного макросклона Крымских гор)

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

Автореферат диссертации по теме "Оценка геоэкологического состояния водных ресурсов малых рек (на примере малых рек северного макросклона Крымских гор)"

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ їм. В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

лТдмченко Зінаїда Володимирівна

¿ УДК 910.3: 556.53 (477.75)

ОЦІНКА ГЕОЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ВОДНИХ РЕСУРСІВ МАЛИХ РІЧОК

(на прикладі малих річок північного макросхилу Кримських гір)

11.00.11- конструктивна географія та раціональне використання природних ресурсів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

Сімферополь - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Таврійському національному університеті ім. В.І Вернадського Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - доктор географічних наук, доцент

Позаченюк Катеріна Анатоліївна, Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, доцент кафедри геоекології

Офіційні опоненти:

доктор географічних наук, професор Готенко Євген Дмитрович, Одеський гідрометеорологічний інститут, завідуючий кафедрою гідрології су ші, проректор з наукової роботи

кандидат географічних наук, ст. науковий співробітник Сілецький Юрій Андріїювич, Київський національний університет ім. Т.Г. Шевченко, завідуючий лабораторією ландшафтної екології і аерокосмічного монітормнга навколишнього середовища 1

Провідна установа: Інститут географії НАН України, м. Київ

Захист відбудеться 18 січня 200< р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.051.03 при Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського за адресою: 95007, м. Сімферополь, вул. Ялтинська, 4

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського (м. Сімферополь, вул. Ялтинська, 4)

Автореферат розісланий 16 грудня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність темп визначається процесами погіршення геое«алогічного стану водних ресурсів рік. Особливо чутливі до цього .малі річки. Інколи вони зникають як елемент ландшафту'. Однако немає загальї го прийнятої методики з розрахунку єдиного комплексного показника геоскологічного стану водних ресурсів малих річок, пов’язаного з виміряними параметрами і нормованими значеннями. Часто невідомі гідрографічні характеристики малих річок і водозбірних басейнів, гідрологічні та гідрохімічні характеристики їх водних ресурсів, знаній яких необхідне для оптимізації господарської діяльності. Не визначений критерій, що характеризує антропогенне навантаження на водні ресурси, за допомогою якого можна було б нормувати аіпропогенні чинники, не вдаючись до методу7 експертних оцінок. Гєоекологічннй стан водних ресурсів малих річок не завжди розгяяд-дається як результат стан)' сучасних ландшафтів водозбірних басейнів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження пов'язане з науково-дослідними роботами, безпосередню участь у яких брав здобувач. Зокрема, з науковою темою № 1460 «Разработка методики комплексного геоэкологического

картирования и районирования промышленно-городских агломераций по степеші экологической устойчивости» та роботами з паспортизації малих річок Краму, які виконувалися відповідно до розпорядження Ради Міністрів України № 658р від 18.22.1987 р. і наказу Мінводгоспа України № 10 від 18.01.1988 р. В Основних напрямах державної політики України в області охорони навколишнього середовища, використання природних ресурсів і забезпечення екологічної безпеки (1999), Національній програмі екологічного оздоровленій басейну Дніпра та поліпшення якості пигної води (1997) передбачається, в тому числі, проведення оцінки стану малих річок.

Мста і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є оцінка геоекологічного стану водних ресурсів малих річок північного макросхилу Кримських гір. Для досягнення поставленої мети були вирішені такі задачі: 1) розроблено методи^ комплексної оцінки геоекологічного стану водних ресурсів малих річок з використанням виміряних і нормативних показників якості води; 2) визначено гідрографічні характеристики малих річок північного макросхилу Кримських гір, гідрологічні та гідрохімічні показники їх водних ресурсів; 3) проведено комплексну оцінку геоекологічного стану' водннх ресурсів малих річок північного маїфосхилу Кримських гір по розробленій автором методиці; 4) виявлено причини, що визначають їх

геоекологічний стан. встановлено критерій антропогенної навантаження - відносна антропогенна нагрузка з визначенням гранично допустимих значень; 5) здійснено оцінку геоекодогічної стану дослідженої території, в тому числі з урахуванням геоеколопчік стійкості.

Об'єкт дослідження - малі річки північного макросхкл Кримських гір.

Предмет дослідження - геоекологічний стан малих річої зумовлений станом геосистем водозбірних басейнів.

Наукова новизна отриманих результатів:

- запропоновано методику комплексної оцінки геоекологічног стану водних ресурсів малих річок через такі показники, я геоекологічна стійкість і геоекологічна надійність;

- запропоновано методику встановлення критерії антропогенного навантаження на водні ресурси малих річок;

- вперше визначено невідомі гідрографічні характеристики мали річок північного макросхилу' Кримських гір і водозбірних басейнів, також гідрологічні та гідрохімічні характеристики їх водних ресурсів;

- на основі аналізу вихідних слабоперетворених природнії ландшафтів, антропогенного навантаження в межах водозбірни басейнів та за рахунком комплексних показників геоекологічного стан виділено три тиші досліджуваної території: стійкий, у середньом стійкий з осередками нестійкості, нестійкий.

Практичне значення отриманих результатів. Положенії запропонованої методики були використані при випуску звіту Кримське академії природоохоронного та курортного будівництва п держбюджетній темі НДР 1406 «Разработка методики комшіексног геоэкологического картирования и районирования промышленнс городских агломераций по степени экологической устойчивости» (1995' при виробленні пропозицій Рескомітсту з охорони навколишньої середовища і природних ресурсів АРК, Рескомітсту водног господарства АРК, Кримської академії природоохоронного т курортного будівництва і Кримської республіканської асоціац «Экология и мир» по Міжнародному проекту «Подготовка условий дл включения крымских курортов в Европейское движение качеств курортних городов «Голубой флаг Европы» (1999); при оцпа геоекологічного стан}’ водозбірної площі Сімферопольськог водосховища в проекті «Водоохранные зоны Симферопольськог водохранилища» (1999); при паспортизації малих річок басейну р. Чорн і ставків зони міста Севастополя на замовлення Севастопольське держадміністрації (2000).

з

Отримані результати за оцінкою геоекологічного стану водних ресурсів досліджених річок можуть скласти основу розв’язання

питання про першочерговість проведення заходів щодо їх відродження.

Методичні положення, розроблені при виконанні дисертаційної роботи, використовувалися в курсах дисциплін «Основи екології» і «Безпека життєдіяльності» в Кримській академії природоохоронного та курортного будівництва, в Кримському економічному інституті

Київського національного економічного університету, в Сімферопольському інституті економіки і управління, в Таврійському інституті підприємництва і права. Гідрографічні і гідрологічні

характеристики малих річок використовувалися при викладанні

дисциплін «Інженерна гідрологія і регулювання стоку» в Кримській академії природоохоронного та курортного будівництва; «Водні ресурси і водне господарство Криму» в Таврійському ішпональному університеті ім. В.І. Вернадського.

Особистий внесок здобувана. Дисертаційна робота виконувалась особисто Тімченко З.В. на кафедрі геоекології Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського та у відділі гідротехнічних споруд Держашого проектно-дослідного інституту з меліоративного та водогосподарчого будівництва ‘‘Кримгіпроводгосн’, де автор працює з 1992 р., приймаючи участь у паспортизації малих річок Криму'. Результати цієї роботи становлять основу дисертації. Автор виконував комплекс польових робіт з обстеження річок, а також обробку і узагальнення отриманих результатів. Особистий внесок автора полягає в розробці методики комплексної оцінки, випробування якої проведене при оцінці геоекологічного стану' матих річок північного макросхилу Кримських гір. На основі аналізу геоекологічного стану малих річок і використання природних ресурсів у їх водозбірних басейнах запропоновано критерій антропогенного навантаження і встановлено його гранично допустимі значення. Території водозбірних басейнів малих річок оцінено за ступенем геоекологічної стійкості з урахуванням природних ландшафтів та антропогенного навантаження.

При виконанні роботи були використані також архівні і звітні матеріали Центру' з гідрометеорології, Рескомводгоспа, Управління сільського господарства, Державного проектно-дослідного інституту з меліоративного та водогосподарчого будівництва «Крнмгіпроводгосл».

На захист виносяться такі положення:

-методика комплексної оцінки геоекологічного стану водних ресурсів малих річок з використанням виміряні« і нормативних показників якості води;

-застосування розробленої методики для оцінки геоекологічдагс стану антропогенезоваиої території з використанням виміряних і нормативних показників якості атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, грунтів;

-встановлені гідрографічні характеристики малих річок гавнічногс макросхилу Кримських гір та їх водозбірних басейнів, гідрологічні і гідрохімічні характеристики їх водних ресурсів;

-методика встановлення критерій антропогенного навантаження на водні ресурси малих річок та гранично допу стимі значення відносної антропогенної нагрузки;

-оцінка геоекологічного стану водних ресурсів малих річоз* північного макросхилу Кримських гір і територій їх водозбірнш басейнів на основі розробленої автором методики.

Апробацій результатів дисертації. Основні результата наукових досліджень доповідались, обговорювалися і були позитивне оцінені на VIII з'їзді Українського географічного товариства (Луцьк 2000) і ш 13 наукових конференціях, з яких дві міжнародні, в тому числі: міжнародна науково-практична конференція «Геоэкологические і медико-экологические проблемы промышленно-городских агломераций) (Сімферополь. 1994); міжнародна регіональна конференція «Проблемі экологии и рекреации Азово-Черноморского региона» (Сімферополь 1994); науково-практичних конференціях і семінарах, що проводилися і КАГПСБ (1992, 1994, 1996, 1998, 1999); науково-практичному семінар «Сохранение и восстановление малых рек» (Київ, 1993); конференції присвяченій 130-річчю В.І. Вернадського (Сімферополь, 1993) науково-практичному семінарі «Статистичний моніторинг екологічногс стану регіону, галузі» (Житомир. 1997); 3- їй Українській науковії

конференції «Екологія, геологія і мінералогія рудних районів» (Кривш Ріг, 1999); міжгалузевій конференції «Научные и практические аспеїсть курортно-рекреационной деятельности» (Ялта, 1999); міжвузівськії конференції «Глобальные экологические и социальные проблемь человечества в 3-ем тысячелетии» (Сімферополь, 1999).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 24 роботи (з ню 4-у виданнях, затверджених ВАК, без співавторства), 21 стаття, ; депонованих рукописи, 1 учбовий посібник.

Обсяг і структура роботи. Дисертація викладена на 13: сторінках машинописного тексту. Складається з вступу, 4 розділів висновків, списку' використаних джерел (180 найменувань, з них : латиницею), 10 додатків. Проілюстрована 26 таблицями і 12 малюнками Загальний обсяг дисертації 216 сторінок.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ

У першому розділі на основі аналізу нормативної і довідкової документації, а також різних літературних джерел розглянуто принципи виділення малих річок, підходи до проведення оцінок стану гєоєкосистем, опрацьовано відомості про гідрометричне вивченім малих річок північного схилу Крітських гір і ландшафти їх водозбірних басейнів. У другому розділі обгрунтовано теоретичні підходи до виконання роботи і розкрито суть розробленої методики комплексної оцінки геоекологічного стан}’ водних ресурсів малих річок. У третьому розділі за матеріалами паспортизації наведено гідрографічні, гідрологічні та гідрохімічні характеристики 33-х малих річок північного макросхилу Кримських гір. У четвертому розділі містяться результати оцінки геоекологічного стан}'водних ресурсів 31-ї із 33-х досліджених малих річок через комплексні по газ ¡гаки гесеколопчної стійкості, сукупність яких дозволила розрахувати геоекологічну надійність. Приведено дані з використання природних ресурсів у водозбірних басейнах, визначено критерій антропогенного навантаження у вигляді відносної антропогенної нагрз'зки з призначенням їх гранично допустимих значень. Розглянуту' територію оцінено за ступенем геоекологічної стійкості водних ресурсів малих річок. Подано загальні рекомендації з поліпшення їх геоекологічного стану.

ТЕОРЕТИКО - МЕТОДИЧНІ ПІДХОДИ ДО ДОСЛІДЖЕННЯ ВОДНИХ РЕСУРСІВ МАЛИХ РІЧОК

Малі річки: визначення, характеристики. Нормативна і довідкова література дають різні визначення поняття «мала річка». По-різному підходять до цього і ряд авторів (Вендров, 1863; Домашщький, 1971; Коронкевич, 1985. Субботін, 1995 та ін.). Аналіз розглянутих літературних джерел і характеристика річок Криму дозволили для наших умов ознаками «малої річки» вважати такі: довжина річки 10 - 100 км, площа водозбору менше за 1000 км2, залежність водності та режиму від господарської діяльності у водозборах, місцеве народногосподарське значення.

Теоретичні підходи. Розробка теми дисертації базується на системно-стіергетичному підході і загальних аспектах екології, пов’язаних з екологізацісю усіх наук, а також з урахуванням основних положень гідрології, геоекодогії і ландшафтознавства. Виходячи з цього.

сучасний геоекологічний стан водних ресурсів малих річок і територій їх водозбірних басейнів характеризується порушенням системних відносин їх організації, зокрема, середостворюючих і ресурсовстановлюючих властивостей, розвитком раніше не характерних деструктивних процесів (Позаченюк, 1999). Тому в роботі малі річіси розглядаються як геосистеми з порушеною здатністю до самовідаовлення, що відбивається на якості їх водних ресурсів. Дане положення реалізовується розкриттям залежності між геосколопчшш станом водних ресурсів малих річок і станом територій їх водозбірних басейнів. Виходячи з системної парадигми, організація господарської діяльності в басейнах малих річок повинна бути сумісна з природним потенціалом, і як обов'язкова умова мати геосисгеми, здатні зберегти стійкий розвиток їх територій. Тема роботи розкривалася на основі таких принципів: системності, унікальності, кумулятивності, обмеження, збереження, нестійкості, нелінійносгі, провідного процесу, узгодженості, малих впливів.

Методика комплексної оцінки і соекологічного стану водтіх ресурсів малих річок. При розробці методики комплексної оцінки геоекологічного стану водних ресурсів малих річок були застосовані принципи кваліметрії, що полягають в формуванні єдиного показника якості на основі одиничних, з урахуванням вагових коефіцієнтів і використати нормативів для різних видів водокористування:

- господарсько'питне і культурно-побутове (ГП і КП)

Для шкідливих речовин 1 і 2 класів небезпеки з однаковими лімітуючими показниками шкідливості (ЛПШ) встановлена вимога " ЦШН)< І, (1)

де П, Н - показник концентрації речовини і її норма. Тоді комплексний показник геоекологічного стану (КПГЕС) для кожного ЛПШ матиме вигляд:

КПГЕСлшц = і - £(Д / Шзгаа- (2)

Для і-тих речовин 3 і 4 класів небезпеки, пестицидів і гігієнічних параметрів вимоги пред'являються у вигляді: П,/Н, < 1, якщо нормою є гранично допустиме значення, і має вигляд П, / Н, > 1, якщо -мінімально допустиме. З цих співвідношень: (Н, - П. ) / Н, < 0 та (П, -

Н,) / Н, > 0. Тоді одиничні показники геоекологічяого стану (ПГЕС)

для них, відповідно:

ІІГЕСі=а1(Н1-ПІ)/Н1, (3)

ПГЕС, = а, (П, - Н,) / II, (4)

Велнчіша а, служить ваговим коефіцієнтом і-того параметра, який пов’язаний з класом (кл) небезпеки речовини (а = кл, якщо міра небезпеки речовини збільшується із збільшенням номера класу; а = 1/кл, якщо навпаки).

КПГЕС для п речовіш 3 і 4 класів небезпеки, пестицидів і гігієнічних параметрів визначається як середньоарифметичне значення від vcix отримані« ГІГЕС

' КПГЕС м = (1 /п ) ( ПГЕСі). (5)

Використовуючи усі (ш) отримані значення (пі) КПГЕС можна отримати середнє значення КПГЕСср:

КПГЕСср = ( 1/ш) £ КПГЕС. (6)

- рибогосподарське (РГ)

Для шкідливих речовин з однаковими ЛПИІ встановлене також

Обмеженім (1)„ ТОМу;

КПГЕСлли = 1 - ЦП./Н,)» (7)

Для параметрів, що входять в загальні вимоги, значення ПГЕС визначаються з використанням співвідношень (3) і (4), тоді КПГЕС,г визначається за (5). Використовуючи всі отримані значення КПГЕС, можна отримати середнє значення, за формулою (6).

Кваліфікація геоекологічного стану водних ресурсів матих річок проводиться за середнім та мінімальним значеннями КПГЕС:

- якщо КПГЕСср і КГІГЕС,,,, перевищують нуль, то геоекологічиий стан водних ресурсів стійкий;

- якщо КПГЕСср більше нуля, a КПГЕСки менше тля, то геоекологічиий стан водних ресурсів стійкий в середньому з осередками нестійкості;

- якщо КПГЕСср, і КПГЕС,,,, негативні, то геоекологічиий стан водних ресурсів нестійкий.

Для оцінки геоекологічного стану річки в тлом використовуються значення КПГЕСср дтя її ділянок та притоків. з яких обираються середнє та мінімальне значення. Обчислення запропонованих комплексних показників геоекологічного cram- не потребує додаткових даних, в тому числі експертного характеру.

Геоекологічна надійність. Розгляд сукупності комплексних показників геоекологічного стану, обчислених на різних дільницях річки або в різні моменти часу, як статистичного ряд), складеного з випадкових величин, дозволяє провести аналіз ймовірності стійкого геоекологічного стану водних ресурсів матих річок за допомогою геоскологічної надійності (ГЕН):

ГЕН = 1 - ('/ / ( 2N - М + 0.5 (2 ), (8)

де (X2 - значення функції "хі-квадрат“ при довірчій ймовірності, що приймається рівною 0,9; N - загальне число значень КПГЕСср; М - число значень КПГЕСср, менших критичного нульового значення. Рівні геоекологічної надійності кваліфікуються як для складшіх технічних

систем: високий (ГЕН > 0,9); прийнятний (0,9 > ГЕН > 0,8);

низький (ГЕН < 0,8).

Оцінка геоекологічного стану антропогеисзованої території Розроблену методику пропонується використовувати ДЛЯ ОЦІНКИ геоекологічного стан)' антропогенезованої території, яку потрібно представити у вигляді чотирьох підсистем: атмосферного повітря, грунтів, поверхневих і підземних вод. Для кожної з них за даними спостережень обчислюються показники геоекологічного стан\’ по окреміш інгредієнтам, комплексні показники геоекологічного стану і геоекологічна надійність. Геоекологічиу надійність всієї території можна визначити по значенням геоекологічної надійності кожної з підсистем:

ГЕНТ =1 (1/ V г) |£ (1 - ГЕН, )2 ]°-\ (9)

де г - кількість досліджешіх підсистем; ] - номер підсистеми.

Випробування методики комплексної оцінки геоекологічного стан} водних ресурсів проведене на малих річках північного макросхилу Кримських гір.

ОЦІНКА ГЕОЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ВОДНИХ РЕСУРСІВ МАЛИХ РІЧОК ПІВНІЧНОГО МАКРОСХШІУ КРИМСЬКИХ ГІР

Відомості по малих річках північного макросхилу Кримських гір. У роботі представлено загальні відомості по малих річках північного макросхилу Кримських гір. отримані при їх паспортизації. Розкрито умови і особливості формування поверхневого стоку, розраховано невідомі гідрографічні та гідрологічні характеристики. При розгляді річного стоку досліджувався вплив на його величину водосховищ, побудованих на річках. Було проведено аналіз зміни річкового стоку за допомогою подвійних інтегральних кривих (графік, побудований в координатах: х - наростаюче значення сум опадів, у -відповідне наростаюче значення сум річкового стоку). Для виключення впливу метеорологічних умов розглядалася ке величина стоку, а безрозмірний показник - коефіцієнт сток}' (відношення шару стоку до шару опадів). Аналіз цих кривих показав, що коефіцієнт стоку за період спостережень або не змінювався, або збільшувався або меншав, що говорить про наявність умов, які міняють співвідношення «стік - опади» як в один, так і в інший бік. Причому зміни ці практично миттєві, а тенденція зміненого стану досить велика (8 - 10 років). Приведено гідрохімічна характеристика водних ресурсів досліджених річок.

Проведення комплексної оцінки. Оцінка геоекологічного стану водних ресурсів досліджуваних малих річок для різішх видів водокористування показала такі результати (табл. 1).

Таблиця 1

Кількісний і відсотковий розподіл малих річок північного макросхнлу Кримських гір за рівнями кваліфікації геоекологічного стану

Водокористування

Кіль- господарсько-питне і культурно-по бутове зибогосподарське

кість Рівні кваліфікації геоекологічного стану'

річок стійкий осередки нестій- кості пестій кий стійкий осередки нестій- кості нестій кий

31 піт ІЗ 6 12 2 10 19

100% 41,9 19.4 38,7 6,5 32,2 61,3

Нестійкий геоекологічний стан для господарсько-питного і культурно-побутового водокористування визначено для рік Чурук-Су. Західний Булганак, Малий Салгир, Ангара, Біюк-Карасу, Тана-Су, Сари-Су, Східний Булганак, Мокрий Індол, Сали, Сухий Індол, Чорох-Су. Соляна; для рибогосподарського водокористування - Західний Булганак, Альма, Бодрак. Кача, Марта, Чурук-Су, Східний Булганак Мокрий Індол. Куртінська. Сали. Чорох-Су, Соляна, Малий Салгир, Зуя, Бурульча, Біюк-Карасу, Тана-Су, Сари-Су, Кучутс-Карасу.

Розраховані комплексні показники геоекологічного стану дозволили провести оцінку геоекологічної надійності водних ресурсів малих річок північного макросхнлу Кримських гір по відношенню до вимог господарсько-питного і культурно-побутового, а також рибогосподарчого водокористування. Геоекологічна надійність дорівнює відповідно: 0,77 та 0,60 і кваліфікується як низька. Причиною цього е антропогенне навантаження у водозбірних басейнах, пов'язане з використанням їх земельних і водних ресурсів.

Використання земельних і водних ресурсів. Аналіз використання земельних ресурсів водозбірних басейнів річок північного макросхилу Кримських гір показав, що

сільгосппідприємства займають від 13 до 93,3% їх площі; ліси - від 2,3 до 96%; сільгоспугіддя - у середньому 55,1%, з них рілля - від 0 до 63%. Водні ресурси досліджених річок інтенсивно використовуються для цілей господарсько-пигнього і культурно-побутового,

сільськогосподарського водопостачання, зрошування. Причому безповоротне водоспоживання в басейнах досліджуваних річок становить до 77%. Річковий стік протягом року регулюється водосховищами і ставками, повний обсяг яких є 263 іон. м3. У річки скидаються стічні води, обсяг їх становить 50 - 100% від всього скидання.

Критерій антропогенного навантаження. Використання земельних і водних ресурсів впливає на якість водних ресурсів, яка залежить від стічних вод (Wn), що безпосередньо скидаються в річки через систему" каналізації (W*,*,) і від вод, що стікають з поверхні водозбірних басейнів (відповідно: з сільськогосподарської території -Wcr; з урбанізованої території - Wyj,). Тоді антропогенне навантаження умовно можна представити у вигляді річного об'єму стічних вод.

Wcr = Wcr + Wyp+ W,*. (Ю)

Якщо ці об'єми віднести до річного об'єму стоку річок (W), то (10) буде у виді:

WCT/W = Wcr/W+ Wyp/W + \Укф./ W. (11)

З рахунком

' WCT = Fcr ■ h = Fcr- \V/F ; (12)

W„ = Fff ■ h = Fff-W/F, (13)

де h - шар стоку; F - площа водозбірного басейну; Fcr, F>p - площі

водозборів, зайняті сільськогосподарськими та урбанізованими територіями; вираження для визначення критерій антропогенного

навантаження - відносного антропогенного навантаження (ВАН) отримаємо у вигляді:

ВАН = fcr + fyp+ "'кф., (14)

де fcr і fyp - питомі площі водозборів, зайняті сільськогосподарськими та урбанізованими територіями, w( ф - питолши обсяг промислових і побутових стічних вод. Значення ВАН може бути рівним 0 при відсутності антропогенного навантаження.

Визначення гранично допустимих значень відносною антропогенного навантаження. Зроблено спробу пов'язати між собою показники відносного антропогенного навантаження та геоекологічного стану водних ресурсів малих річок, який характеризується значеннями КПГЕСср і КПГЕСмя Між ними спостерігається кореляцішпш зв'язок (мал. 1). Коефіцієнт кореляції є 0,98 (ГП і КП) і 0,94 (РГ). Тому7 надалі для аналізу використовувався тільки один показішк - КПГЕСср.

а)

КПГЕСМ1И

і

б)

Man. 1. Залежність між мінімальними та середніми значеннями комплексних показників геоекологічкого стану водних ресурсів для різних видів водокористування: а - господарсько-питне і культурно-побутове, б - рибогосподарське

Була побудована залежність КПГЕСср від ВАН для різних видів водокористування (мал. 2). Великий розкид точок викликаний неідентичні стю параметрів якості водних ресурсів, різною культурою сільгоспдіягельносгі і різною ефективністю очищення стічних вод. Побудова регресійної залежності проведеш з урахуванням такісх особливостей. При ВАН = 0 для ГП і КП водокористування КПГЕСср - 0,67; для РГ водокористування - КПГЕСср = 1. Тоді у регресійному вираженні у = А + Вх, значення вільного члена А стає відомим, а величина В визначається, виходячи із забезпечення мінімального середяьоквадратичного відхилення розрахункових точок від регресійної прямої [В = (£у - п ■ А)/Х х, де п кількість точок]. Остаточно отримана узагальнююча залежність для ГП і КП, РГ водокористування, відповідно:

' КПГЕСср = 0,67 - 1,22 -ВШ, (15)

КПГЕСср - 1 - 3,45 - ВШ. (16)

Отримані залежності (15) і (16) та мал. 1 і 2 були використані для визначення гранично допустимих значень ВАН (табл. 2).

Таблиця 2.

Гранично допустимі значення відносного антропогенного навантаження для водних ресурсів малих річок північного макросхилу Кримських гір

Г еоекологічшш стан Водокористування

водних ресурсів господарсько-питне і культурно-побутове рибогосподарське

стійкий ВАН < 0,42 ВАН < 0,12

у середньому СТІЙКІШ 3 осередками нестійкості 0,42 < ВАН < 0,55 0,12 < ВАН < 0,30

нестійкий 0,55 < ВАН 0,30 < ВАН

Отримані гранично допустимі значення ВАН дозволяють нормувати антропогенне навантаження у водозбірних басейнах малих річок.

Оцінка дослідженої території. У дисертаційній роботі якість водних ресурсів малих річок розглядається як інтегральна характеристика станів їх водозбірних басейнів. Тому результати проведеної комплексної оцінки геоекологічного стану малих річок були поширені на прилеглу територію, але з урахуванням зміни ландшафтів за їх довжиною. Дія цих цілей була використана ландшафтна карта.

а)

р_о5р* аі 02 дз *о>--..^ <« а? *о.8 цз4 1* 1,1 и и 1.4 и і

О "' о -1-5

«5

л

Д5<

ЩН

♦ ♦

б)

Мал. 2. Залежність комплексного показника геоекологічного стану водних ресурсів від відносного антропогенного навантаження для різних видів водокористування: а - господарсько-питне і культурно-нобутоізе, б - рибогосподарське

складена Г.Є. Грішанковим (1997). Геоекологічний підхід передбачає також аналіз сучасних видів землекористування у водозбірних басейнах малих річок. Таким чином, виділення однорідних територій проводилося на основі спільного аналізу геоекологічного стану дільниць досліджених річок для господарсько-питного і культурно-побутового водокористування, ландшафтних умов водозборів і міри їх господарського використання. Територія, що розглядається, оцінена за ступенем геоекологічної стійкості з виділенням трьох її типів: стійка, в середньому стійка з осередками нестійкості, нестійка (мал. 3).

Стійка територія характеризується наявністю лісів, які становлять приблизно 70%, розора кістю земель - до 5%, коефіцієнтом урбанізації -до 3%. Крім того, більшість виміряних параметрів, що характеризують якість водних ресурсів, не перевищують встановлені нормативи (КПГЕСср > 0; КПГЕСмш >0). До таких територій належать водозбірні басейни рік Бельбек і Альма, а також верхів'я інших. Територія в середньому стійка з осередками нестійкості мас такі показники: залісеність - біля 40%, розорацість - біля 20%, населені пункти займають біля 5%. Причому більшість виміряних параметрів показників якості вода перевищують нормативи (КПГЕСср > 0; КПГЕСЧЛ, < 0). Така територія характерна для середніх течій річок Байдарки, Західного Булганака, Зуї. Нестійка територія: залісеність - до 10%, розораність -більше за 50%, урбанізованість - біля 10%. При цьому значення всіх виміряних параметрів перевищують нормативи (КПГЕСср < 0; КПГЕСМШ < 0). У нестійкому стані знаходяться водозбірні басейни рік Західний Буліанак, Чурук-Су, нижні течії річок Чорної, Західний Булгаяак, Східний Індол, Мокрий Індол, Сухий Індол, Чорох-Су.

Заходи з поліпшення геоекологічного стану. Для поліпшення геоекологічного стану- малих річок північного макросхилу Кримських гір пропону ється виконання таких заходів: організаційно-господарських (проведення моніторинга геоекологічного стан)' малих річок, встановлення гранично допустимого скидання з урахуванням комплексних показників геоекологічного стану та ін.), агротехнічних (підвищення культури землекористування і ін.), лісо- і лугомеліоративних (посадки лісу' у водозбірних басейнах, де спостерігається знижена лісистісгь та ін.). Першочергове виконання цих заходів повинно проводитись на територіях, що характеризуються нестійким іеоекологічним станом. Побудовані на досліджуваних річках в 60-70-ті роки ставки і водосховища дозволяють запобігти катастрофічним наводкам і більш повно використати місцеві водні ресурси, але тривала їх експлуатація призвела до погіршення їх геоекологічного стану', що вимагає проведення певних заходів

Мал. 3. Геозкологічний стан водних ресурсів малих річок північного макросхилу Кримських гір

(встановлення прибережної захисної смуги та ін.). Велике значення для підтримки стійкого геоекологічного стану малих рїчок має роз'яснювальна робота, спрямована на пропаганду серед населення необхідності охорони малих річок від забруднення і виснаження.

ВИСНОВКИ

1. Розроблено методику комплексної оцінки геоекологічного стану водних ресурсів малих річок для різних видів водокористування з використанням виміряних і нормативних показників якості води. Запропоновано комплексний показник геоекологічного стан)' водних ресурсів, який для вод господарсько-питного і культурно-побутового використання включає виміряні параметри якості води, їх норми і класи небезпеки шкідливих речовин; для вод рибогосподарського призначення

- виміряні параметри і їх норми. Суку пність колшлексних показників геоекологічного стану, отриманих на різних дільницях річки або в різні моменти часу, дозволяє визначити геоекологічну надійність. Кваліфікація рівнів надійності запропонована аналогічно складним технічним системам.

2. Запропонована методика випробувана для комплексної оцінки геоекологічного стану1 антропогенізованої території, яку’ як екологічну' систему представлено у вигляді чотирьох підсистем: атмосферного повітря, грунтів, поверхневих і підземних вод.

3. Проведено комплексну оцінку геоекологічного стану водних ресурсів 31-ої малої річки північного макросхилу Кримських гір для різних видів водокористування. Для господарсько-питного і культурно-побутового - геоекологічний стан водних ресурсів 13-ти річок (41,9%) кваліфікується як стійкий; 6-ти річок (19,4%) як в середньому'стійкий з осередками нестійкості і 12-ти річок (38,7%) - як нестійкий (річки Чурук-Су, Західний Булганак, Ангара, Малий Салгир, Біюк-Карасу, Сари-Су, Кучук-Карсу, Східний Булганак, Мокрий Індол, Чорох-Су, Соляна). Для рибогосподарського - геоекологічний стан водних ресурсів 2-х річок (6,5%) кваліфікується як стійкий; 10-ти річок (32,2%) - як в середньому стійкий з осередками нестійкості і 19-ти річок (61,3%) - як нестійкій (ріки Чурук-Су, Марта, Кача, Бодрак, Адьма, Західний Булганак, Малий Салгир, Зуя, Бурульча, Біюк-Карасу, Тана-Су, Сари-Су, Кучук-Карасу, Східний Булганак, Мокрий Індол, Куртінська, Сали, Чорох-Су, Соляна). Геоекологічна надійність водних ресурсів досліджених річок відносно вказаних видів водокористування оцінюється відповідно 0,77 та 0,60, що кваліфікується як низька.

4. Уперше встановлено такі .характеристики 33-х малих річок північного макросхилу Крітських гір:

гідрографічні - лісистість, урбанізованість, розорапість, меліорованісгь, ерозійність. озерність водозбірних басейнів; довжини і схили річок, середні висоти і площі водозборів визначені для 17-ти рік; для інших 16-ти - уточнені з використанням веліпсомасшабних карт,

гідрологічні - норма річного стоку, річний розподіл стоку, максимальні виграти води. За допомогою методів теорії ймовірностей показано відсутність впливу на річний стік водосховищ, побудованих на досліджуваних річках. Аналіз подвійних інтегральних кривих «стік -опади» показав, що його величина за період спостережень як меншала, так і збільшувалася;

гідрохімічні - на момент обстеження за 20 - 30-ти показниками якості води, в які входить мінералізація, жорсткість, завислі речовини, біогенні і органічні компоненти, водневий показник, важкі метали, токсичні речовини, визначено в лабораторії Центру гідрометеорології.

5. Запропоновано методику встановлення критерія антропогенного

навантаження на водні ресурси малих річок у вигляді відносного антропогенного навантаження (відношення річного об'єму сільськогосподарські«, промислових і побутових стічних вод до річного об'єму стоку' річки) та отримано гранично допустимі значення, що розділяють області стійкого і нестійкого геоскологічного стану водних ресурсів. Так водні ресурси малих річок знаходяться в стійкому стані, якщо відносне антропогенне наваїггажетія не перевищує: 0,42

(господарсько-питне і культурно-побутове водокористування) і 0,12 (рибогосподарське); в нестійкому стані - більше, відповідно: 0.55 і

0,30. Між цими значеннями геоеколопчний стан водних ресурсів малих річок визначається як в середньому стійкий з осередкам» нестійкості.

6. Оцінка геоекологічного стану досліджу ваної території Криму базується на аналізі початкового слабоперетвореного природного ландшафту (на рівні місцевостей, поясів і зон), використання земельних ресурсів, а також розрахункових характеристик геоекологічної стійкості водних ресурсів. Виділено три типи території: стійка (лісистість біля 70%, рілля біля 5%, населені пункти біля 3%, більшість виміряних параметрів не перевішує гранично допустимих значень); в середньому стійка з осередками нестійкості (ліс 40%, рілля 20%, населені пункти 5%, більшість виміряних параметрів якості води перевищує гранично допустимі значення) і нестійка (ліс 10%, рілля більше за 50%, населені пункти 10%, всі виміряні параметри перевищують гранично допустимі).

7. Для відновлення геоекологічного стану водних ресурсів малих рік північного макросхилу Кримських гір рекомендується виконання

різних заходів (організаційно-господарських, аїротехнічних, лісо- і лутомсліоративних) насамперед для тих рік, у яких за результатами проведеної оцінки нестійкий геоеколопчний стан (річки Чурук-Су, Байдарка, Західний Булганак, Ангара, Малий Салгир, Східний Булганак, Мокрий Індол. Сухий індол, Чорох-Су, Соляна). Велике значення для підтримки стійкого геоекологічного стану малих річок має раз'яснувальна і освітня робота, направлена на пропаганду серед населення необхідності охорони малих рік від забруднення і виснаження.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ГЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Тимченко З.В., Боровский БИ., Мозговой А.И. Экология. -

Симферополь: ТИПП, 1996. - 94 с.

2. Тимченко З.В. Оценка экологического состояния малых рек Крыма II

Культура народов Причерноморья. - 1998. - № 3. - С. 39 - 41.

3. Тішченко З.В. Анализ использования водных ресурсов малых рек

Крыма // Культура народов Причерноморья. - 1999. - № 4. -С. 444 - 447. *

4. Тшченко З.В. Комплексна оцінка екологічного стану' р. Чорна та й

притоків. // Водне господарство України. - 1999. - № 3.- С. 34 - 37.

5. Тимченко З.В. Оценка экологической надёжности малых рек Крыма //

Ученые записки ТНУ им. В.И. Вернадского. - Т. 12. - № 1-Симферополь: ТНУ, 2000. - С. 61 -64.

6. Тимченко З.В. Экологическое состояние р. Чурук-Су в окрестностях

г. Бахчисарая // Вестник физиотерапии и курортологии. - 1998. -№3,- С. 71 -72.

7. Тимченко З.В. Анализ экологического состояния рек северовосточных склонов Крымских гор // Строительство и техногенная безопасность. - Симферополь: Таврия, 1998. - С. 59 - 65.

8. Тимченко З.В., Сараев А.Д., Тимченко Е.А. Нарушение законов

экологии при хозяйственном использовании малых рек II Строительство и техногенная безопасность. - Симферополь: Таврия,

1998.-С. 30-36.

9. Тимченко З.В. Критерий антропогенной нагрузки на устье реки //

Геолого-мінерологічніш вісник. - Кривой Рог: КТУ, 1999. -С. 86 - 89.

Ю.Тимченко З.В., Боровский Б.И. Возрождение малых рек Крыма -фактор устойчивого развития // Устойчивый Крым. План действий:

Научные труды КИПКС. - Киев-Симферополь: Сонат, 1999. -С. 209-218.

11.Тимченко 313.. Тарасенко B.C.. Ступаченхо 10.В. я др. Оценка условий для включения крымских курортов в Европейское движение качества туристических городов «Голубой флаг Европы» // Строительство и техногенная безопасность. - Симферополь: КАПКС, 1999.-С. 13-26.

12.Максимальные рзсходы воды малых рек Крыма в периоды паводков // Строительство и техногенная безопасность. - Симферополь: КАПКС 1999,- С. 185- 192.

13. К проблеме оценки геоэкологической устойчивости природно-

технических систем / Тимченко З.В., Дублянская Г.H., Боровский Б.И. и др. - Симферополь: КИПКС, 1993. - 26 с. - Р>'С. - Деп. в ГНТБ Украины 17.03.93 г. №2167. - Ук93.

14. Комплексная оценка экологического состояния и экологической

надежности малых рек / Тимченко З.В. - Симферополь: КИПКС,

1999. - 26 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 11.05.99. - № 133. -Ук 99.

1.5.Ттгченко З.В., Дублянская Г.Н.. Боровский Б.И. и др. Комплексная оценка экологического состояния промышленно-городской агломерации // Движение к ноосфере; теоретические и региональные проблемы. - Симферополь, СГУ, 1993. - С. 62 - 66.

16. Тимченко З.В., Боровский Б.И., Горбатюк Н.В. Методика оценки экологического состояния промышленно-городских агломераций по результатам мониторинга // Геоэкологические и медикоэкологические проблемы промышленно-городских агломераций. -

Ч. 1. - Симферополь: КИПКС. -1994. -С 117-119.

!7.Тимченко З.В., Лупенко В.Н. Экологическая паспортизация малых рек Крыма // Геоэкологические и медико-экологические проблемы промышленно-городских агломераций. - Ч. I. - Симферополь: КИПКС. - 1994. - С. 138- 139.

18. Тимченко З.В., Боровский Б.И. Экологическое состояние р Кача при

впадении в Чёрное море // Проблемы экологии и рекреации АзовоЧерноморского региона. - Симферополь: Таврида, 1995. -С. 169-171.

19.Тимченко З.В., Боровский Б.ИБелашова Л.В. Экологические законы внутреннего динамического равновесия и замедления в оценке результатов эксплуатации Северо-Крымского канала // Формирование окружающей среда на урбанизированных территориях. - Ч. 2. - Симферополь; КИПКС, 1996. - С. 20 - 21.

20.Тимченко З.В. Оценка экологического состояния р. Чёрная // Формирование окружающей среды на урбанизированных территориях. - Ч. 2. - Симферополь: КИПКС, 1996. - С. 21 - 23.

21. Тимченко З.В. Методика комплексной оценки экологического

состояния малых рек // Статистичний моніторинг екологічного стану регіону, галузі. - Киев-Житомир, 1997. - С. 104 - 108.

22.Тимченко З.В. Влияние водохранилищ на речной сток // Сб. материалов научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава по итогам НИР за 1996-1997 годы. -Симферополь: КИПКС, 1998. - С. 140 - 141.

23.Тимченко З.В. Оценка Экологического состояния крымских рек курортно-рекреационной зоны // Научные и практические аспекты курортно-рекреационной деятельности. - Ялта, 1998. - С. 75 - 76.

24. Тімченко З.В. Оцінка екологічного стану малих річок // Украіна та

глобальні процеси: географічний вимір. - Т. 2. - Київ - Луцьк: «Вежа», 2000. С. 317 - 320.

АНОТАЦІЯ

Тімченко З.В. Оцінка геоскологічного стану водних ресурсів малих річок (на прикладі річок північного макросхилу Кримські« гір). * Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальносте) 11.00.11 - конструктивна географія та раціональне використання природних ресурсів. - Таврійский національний універсітет ім. В. І. Вернадського, 2000.

В основі досліджень полягає системно-сінергетичний підход. Малі річки роздивляються як геосистемы з порушенною здібністю до самовідновлення. їх водні ресурси можна оцінити за допомогою коміьчексних показників геоекологічного стану, сукупність яких дозволяє розрахувати геоеколічну надійність. Аналіз ландшафтів водозбірних басейнів 33-х малих річок північного макросхилу Кримських гір, відносного антропогенного навантаження в їх межах, характеристик геоекологічної стійкості водних ресурсів дозволив виділити трй типи території: стійка, у середньому стійка з осередками нестійкості, нестійка.

Ключові слова: малі річки, геосистема, геоскологічний стан, комплексний показник екологічного стану, геоекологічна стійкість, еколічна надійність, відносне антропогене навантаження.

ANNOTATION

Timchenko Z.V. The mark of the geoccological state of water resources of small rivers (on the example of the small rivers of northern hillside of the Crimean mountains). - Manuscript.

Dissertation to apply for scientific degree of the candidate of the geographical sciences on the speciality 11.00.11 - constructive geography and rational use of natural resources. - Tavrida National University by name of Vernadsky V.I., Simferopol, 2000.

The system-smenergtlic methods of approach in the base of researches. The small rivers are considered as geosystems with disturb ant ability to self reconstructing. Their water resources may be marked with the help of complex indicator geoecological state, totality’ of which allows to calculate the geoecological dependence. The analysis of the landscapes of the river basins of the 33-th small rivers of northern hillside of the Crimean mountains, relatival anthropological loading in their limits, of the cliaracteristics of geoecological stability of water resources allowed to single out three types of territories: stable, middle stable of nonstability, nonstable.

Key words: small rivers, geosysiem, complex indicator geoecological state, geoecological stability', geoecological dependence, relatival anthropological loading.

АННОТАЦИЯ

Тимченко З.В. Оценка геоэкологического состояния водных ресурсов малых рек (на примере малых рек северного макросклона Крымских гор). - Рукопис.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук по специальности 11.00.11- конструктивная география и рациональное использование природных ресурсов. -Таврический национальный университет им. В И.Вернадского, Симферополь, 2000.

Диссертация посвящена оценке геоэкологического состояния водных ресурсов ЪЪ'Х малых рек северного макросклона Крымских гор. В основе исследований лежит системно-синергеппеский подход. Малые реки рассматриваются как геосистемы с нарушенной способностью к самовосстановлению.

Для проведения комплексной оценки геоэкологического состояния их водных ресурсов разработана методика, основанная на принципах квалиметрии и требований нормативной документации, которая позволяет определить геоэкологическую устойчивость при этом используются комплексные показатели геоэкологического состояния

водных ресурсов, которые для вод хозяйственно-питьевого и культурнобытового водопользования включают измеренные параметры воды, их нормы и классы опасности вредных веществ; для вод рыбохозяйственного назначения - измеренные параметры и их нормы. Совокупность комплексных показателей геоэкологического состояния позволяет определить геоэкологическую надёжность водных ресурсов малых рек.

Существует тесная зависимость между геоэкологическим состоянием водных ресурсов малых рек и антропогенной нагрузкой в их водосборных бассейнах, которая в работе выражена в виде относительной антропогенной нагрузки (отношение годового объема сточных вод, в том числе и с площади водосборною бассейна, к годовому объёму речных вод), что позволило установить ее предельно допустимые значения. Анализ исходных слабопреобразованных

естественных ландшафтов и использования природных ресурсов водосборных бассейнов с учётом расчетных характеристик геоэкологической устойчивости водных ресурсов позволил выделить три типа территории: устойчивая; в среднем устойчивая с очагами

неустойчивости; неустойчивая.

В работе даны рекомендации по улучшению геоэкологического состояния водных ресурсов малых рек, в первую очередь для рек с неустойчивым геоэкологическим состоянием.

Ключевые слова: малые реки, геосистема, комплексный показатель геоэкологического состояния, геоэкологическая

устойчивость, геоэкологическая надежность, относительная

антропогенная нагрузка.