Влияние функционирования судоходных каналов на экосистему Таганрогского залива

Латун, Владимир Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Влияние функционирования судоходных каналов на экосистему Таганрогского залива
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Влияние функционирования судоходных каналов на экосистему Таганрогского залива"

На правах руфписи

ЛАТУН Владимир Владимирович

ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СУДОХОДНЫХ КАНАЛОВ НА ЭКОСИСТЕМУ ТАГАНРОГСКОГО ЗАЛИВА

Специальность: 25.00.36 — «геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Ростов-на-Дону, 2005

Диссертация выполнена на кафедре физической географии, экологии и охраны природы Ростовского государственного университета

Научный руководитель: доктор географических наук,

профессор ГО.А. Федоров

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук, профессор В.И. Коробкин

Кандидат географических наук, С.Э. Грибанова

Ведущая организация: Краснодарский краевой центр

по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

Защита диссертации состоится « » декабря 2005 года в /У часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.12 при Ростовском государственном университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 210.

С диссертацией можно ознакомиться: в зональной научной библиотеке Ростовского государственного университета по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан « » ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ЧТ /! л

кандидат географических наук,сП>**-

доцент Т.А, Смагина

до сб-ч £1X7343

оъ

Актуальность работы обусловлена постоянно возрастающей интенсивностью судоходства на мелководьях, ожидаемым в ближайшей перспективе его усилением в Азовоморском бассейне, и, с другой стороны, напряженной экологической ситуацией в его акватории. Кроме того, необходимость исследования данной проблемы определяется возрастающей напряженностью во взаимоотношениях судоходства с другими отраслями хозяйства, развивающимися в береговой зоне. Эти мотивы определяют необходимость комплексного изучения взаимовлияния компонентов природной среды и судоходства с целью выявления экологически оптимального их соотношения. Наряду с теоретической, очевидна прикладная значимость такого рода работ, предоставляющих информацию, позволяющих разработать конкретные рекомендации по минимизации негативного воздействия судоходства на прибрежные экосистемы. Результаты разработки данной проблемы являются важнейшим основанием для разрешения конфликтов во взаимоотношениях судоходства с другими отраслями хозяйства.

Цель и задачи работы. Целью данного исследования является выявление взаимовлияния и оптимальных соотношений условий эксплуатации каналов с учетом экологически значимых природных и техногенных факторов.

Поставленная цель определила решение основных задач исследования:

• постановка и определение путей решения проблемы оптимальных экологических условий сооружения и эксплуатации судоходных каналов;

• определение условий рационального взаиморасположения прорезей каналов и подводных отвалов грунта на основе моделей разноса;

• постановка и обсуждение причин повышенного загрязнения грунтов, накапливающихся в канале;

• выявление особенностей экологических последствий гидротехнических работ при строительстве новых каналов в сравнении с ремонтным дноуглублением;

Материалы и методы. В основу диссертации положены материалы природно-экологического обоснования подводной свалки грунта Таганрогского подходного канала (ТПК) № 956, выполненного в 2000 г и результаты мониторинга дноуглубления и дампинга на ТПК в течение 2000-2004 гг., в которых автор принимал непосредственное участие. В соответствии с действующими нормативами и ежегодной программой, мониторинг включал 15 повторных сж^мптшцу РЧ.ДМПК; (^Р^Р^идст, двТНЯЯ

со с. НАЦИОНАЛЬНА* I 6 БИБЛИОТЕКА 1

и осенняя) на 6 станциях в обрамлении свалки, включающих комплексное исследование загрязнения воды и донных отложений, состава и биопродуктивности фито- и зоопланктона. Также при исследованиях впервые было применено моделирование разноса грунтов с подводной свалки течениями, разработанное при участии автора. Кроме того, в работе использованы фондовые данные Ростовского госуниверситета, Таганрогского морского порта, а также АзНИИРХ, Северо-Кавказского управления гидрометеослужбы.

Научная новизна. В региональном аспекте научная новизна работы заключена в том, что для акватории Таганрогского залива:

• выполнена оценка влияния природных факторов района Таганрогского подходного канала на условия его сооружения и эксплуатации;

• представлены и оценены материалы о современном состоянии экосистемы района расположения ТПК, а также данные мониторинга его дноуглубления и дампинга;

• исследованы гидроклиматические причины изменения динамики заяосимости ТПК с конца 90-х гг.;

• рассмотрена проблема размещения материала дампинга в акватории залива и альтернативного берегового складирования.

Основные защищаемые положения:

1. Таганрогский подходной канал относится к поперечным судоходным каналам, заносимость которых в прибрежной зоне обусловлена, в первую очередь, вдольбереговым перемещением наносов, а в морской - накоплением материала из взвеси и, вероятно, продольным «стоковым» движением материала по каналу.

2. Важнейшим условием экологически оптимальной эксплуатации судоходных каналов на мелководьях является выбор мест подводного складирования материала дноуглубления, которые должны исключать возврат материала в прорезь и определяться на основе моделирования его разноса течениями.

3. Повышенная загрязненность отложений, накапливающихся в канале, связана с концентрацией терригенного материала тонких фракций, которые, как известно, наиболее обогащены загрязняющими веществами. Они отлагаются в прорези канала в основном со взвесью в результате падения скорости и увеличения турбулентности водных масс на участке переуглубления дна.

4. Роль судоходства (собственно, движения судов) в загрязнении отложений, накапливающихся в каналах, в настоящее время корректно не определена, и, как правило, завышена. Об этом, в частности, свидетельствуют повышенные концентрации в них практически всех загрязняющих веществ, в том числе - ряда металлов и других веществ, происхождение которых явно не может быть связано с судоходством.

5. Береговое складирование материала дноуглубления как альтернатива подводному на побережье Таганрогского залива в современных природно-экологических и хозяйственно-экономических условиях представляется нерациональным. Практическая значимость. Выводы и заключения по ре-

t зультатам мониторинга используются при ежегодном обоснова-

нии и получении разрешения на дальнейшие ремонтные дноуглубительные работы на ТПК. Методика моделирования контура [ разноса материала дампинга применяется на ТПК и рекомендо-

вана для каналов как в Азовоморском, так и других мелководных бассейнах. Выявлены и внесены в паспорт ТПК причины изменения динамики заносимости в связи с изменениями метео- и гидродинамических условий, влияющих на определение объёмов и оптимальных календарных планов ремонтного дноуглубления. Изученные особенности дноуглубления и дампинга на ТПК использованы при разработке долгосрочной программы мониторинга его эксплуатации. Материалы и выводы диссертационной работы применяются при подготовке студентов по специальности «геоэкология» в Ростовском государственном университете в учебных курсах «Экология береговой зоны», «Природные особенности и экологические проблемы побережий», «Проблемы географии Мирового океана», «Экологическое проектирование и экспертиза», «Экология водных объектов».

Апробация работы и публикации. Основные результаты и защищаемые положения работы изложены в опубликованных статьях и тезисах, перечисленных в списке работ по теме. Они также докладывались и обсуждались на научных конференциях «Россия на пороге нового тысячелетия: проблемы, тенденции, модели» (РГЭА, 2000) и «Региональные экологические вопросы» (РГЭА, 2005), на Региональном Совещании по вопросам дноуглубления и СНО (ЦПКТБ «Стапель», 2005), на НТС МАП Таганрогского порта, заседаниях кафедры физической географии, экологии я охраны природы РГУ. Использованные в работе материалы и полученные выводы представлены Морской администрации порта Таганрог, а также региональным контролирующим природно-охранным органам в ежегодных отчётах о мониторинге, природно-экологических

обоснованиях, оценках воздействия на природу (ОВОС) объектов Таганрогского портово-судоходного комплекса. По теме диссертации опубликованы 6 научных статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы 209 страниц, включает 100 таблиц и 9 рисунков. Список литературы содержит 117 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.г.н., профессору Федорову Ю.А., руководителю работ по мониторингу на ТПК к.г-м.н., доценту Ищенко А.А. Неоценимую помощь и поддержку в работе над диссертацией оказали работники кафедры физической географии, экологии и охраны природы: к.т.н., профессор Богучарсков В.Т., к.г-м.н., доцент Черноусов С.Я., к.т.н., доцент Денисов В.И.

Отдельную глубокую признательность автор выражает д.г-м.н, профессору Хрусталеву IO.IL], определившему тему исследований и осуществлявшему научное руководство в первый год обучения в аспирантуре.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Судоходные каналы и их влияние на экосистему Таганрогского залива (постановка проблемы, состояние её изученности)

Азовский бассейн, в частности Таганрогский залив с его мелководной акваторией и довольно развитой инфраструктурой судоходных путей, является весьма выгодным объектом для выявления и изучения воздействия на экосистему, возникающего в связи со строительством и эксплуатацией судоходных каналов на мелководьях.

Все морские каналы подвержены заносимости, интенсивность которой может быть такой, что требует проведения ремонтных дноуглубительных работ на канале несколько раз в навигационный период (Власов, Ирхин, 2001). Заносимость морских каналов зависит от местных гидрометеорологических и геолого-геоморфологических условий, направления трассы канала и его поперечных размеров. Дампинг грунта, подразумевающий под собой дноуглубительные работы в портах и подходных каналах с последующим захоронением в море загрязненных донных отложений, с полным основанием можно отнести к одному из наиболее мощных процессов, негативно влияющих на морские экосистемы (Хрусталев, Ивлиева, 1999).

Анализируются современные проблемы заносимости и технологические особенности ремонтного дноуглубления. Подробно описывается история развития Таганрогского канала и ремонтных работ, связанных с его обслуживанием. Приведена информация о действующих нормативах и их сравнение с реалиями судоходства на Таганрогском канале.

Детально проработана научная литература по защищаемой теме работы. В результате обзора публикаций сделан вывод, что, несмотря на многочисленные замечания об экологической значимости дамиинга (Артюхин, 1986; Беспалова и др., 1998; Бронфман, 1976; Гончаров и др., 1983; Грудинова, 1989; Доло-тов, 1996; Логачев, 1965; Матишов и др., 1998; Семенов, 1991; 1 Хрусталев и др., 2002; Ивлиева, 1997) необходимости изучения

воздействия судоходства на мелководьях на экосистемы, данная проблема освещена слабо. Соответствующие разделы, имеющие-I ся, в основном, в литературе по проектированию, технологии

эксплуатации и гидротехнике морских каналов (Аксенов, 1956; Бриллиант, 1983; Власов, Ирхин, 2001; Гончаров, Ляшенко, 1983; Добровицкий и др., 1991; Жукова, 1991; Куприн, 1956; Логачев, 1965; Романенко и др., 1990; Семенов, Павленко, 1991; Шаповалов, 1957; Яценко, 1985) содержат самую общую характеристику их экологического влияния.

Глава 2. Природно-экологические особенности, определяющие условия судоходства в районе Таганрогского подходного канала.

В главе рассмотрены компоненты природного комплекса, которые оказывают непосредственное влияние на заносимость подходного канала, динамику материала дампинга, а также экологическое состояние бассейна до начала мониторинга.

Следует отметить особенности рельефа дна Таганрогского залива. Его плановый рисунок довольно сложный (Зенкович, 1946; Зилов, 1914; Савельева, 1964; Хрусталев, 1989; Шнюков, 1974), хотя и малоамплитудный по батиметрии. Прорезь канала на этом фоне представляет собой весьма контрастную форму рельефа. В рамках геоморфологической оценки котловины бассейна был выполнен анализ деформаций подводного рельефа в центральной части Таганрогского залива (в районе ТПК) на основе сравнения данных батиметрических съёмок 20-летней давности с современными условиями (батиметрические съемки 1982-2003 гг.). Установлено, что за этот период рельеф не претерпел существенных изменений. На этом фоне резко контрастирует интенсивная аккумуляция осадков в канале.

Среди особенностей гидродинамики наиболее важными для дноуглубления и дампинга являются система течений и сгонно-нагонные колебания уровня (Башкиров, 1961; Жиляев, 1971; Федосов, 1955). В рамках работ но природыо-экологическому обоснованию подводного отвала ТПК было выполнено компьютерное моделирование системы течений по стандартной программе А.И. Фельзенбаума (Рац. исп-е водных рес-в. Мат. модели, 1981). В основу модели положена схема подводного рельефа Таганрогского залива, полученная интерполяцией по сетке точек глубин. Несмотря на совпадение ориентировки оси Таганрогского залива - северо-восток-юго-запад с преобладающими системами ветров, определяющими общую циркуляцию вод залива, при разных ветровых ситуациях здесь формируется весьма сложная система течений, которая на значительных участках акватории включает течения, встречные действующему ветру. Большое влияние на циркуляцию вод залива оказывает конфигурация береговой линии, рельефа дна, а также формирующиеся в условиях нагонного повышения уровня компенсационные стоковые течения (Бронфман, 1962). Интегральные схемы течений, построенные для основных направлений ветров явились основой для моделирования разноса материала дампинга со свалки грунтов дноуглубления (Латун, Ищенко, 2004). Как показывают результаты моделирования (рис 1) и данные натурных наблюдений наибольшее влияние на разнос материала дампинга со свалки оказывают ветры восточной и северо-восточной, а также западной и юго-западной составляющих (Латун, 2005).

Исследованы многолетние данные об экологическом состоянии воды и донных отложений Таганрогского взморья. Как показывают исследования РГУ (1985, 1990-1994, 2000-2004), АзНИИРХ (1991, 1996) и др. организаций, их загрязнение нефтепродуктами и тяжелыми металлами возрастало до 90-х годов и к началу мониторинга достигало значительных величин. Таганрогское взморье является объектом в экологическом отношении более напряжепным чем, авандельта Дона. Загрязнение донных отложений остается относительно стабильным, однако, в последнее десятилетие наметилось и наблюдается в данное время улучшение ситуации по загрязнению воды нефтепродуктами. Если 10-15 лет назад, по данным АзНИИРХ, содержание нефтепродуктов в воде составляло 3-4 ПДК, то сейчас их количество в воде - на уровне ПДК (для рыбного хозяйства). Сходная ситуация отмечается для водной толщи в уменьшении концентрации некоторых тяжелых металлов.

Глава 3. Современная экологическая ситуация на Таганрогском подходном канале и мониторинг его ремонтного дноуглубления

В главе приводятся данные экологического мониторинга на ТПК с 2000 по 2004 гг.

В первую очередь дана подробная характеристика грунтов, накапливающихся в прорези канала. Результаты исследований показали, что в донных осадках канала наблюдается превышение значений, практически, по всем элементам в сравнении с концентрациями, которые фиксируются па фоновых станциях в акватории Таганрогского залива. Их гранулометрический состав характеризуется повышенным содержанием пелитовой, алевритовой и илистой фракций.

Далее следует обзор данных непрерывного ежесезонного мониторинга состояния свалки Таганрогского канала. Основные результаты сводятся к следующему:

Вода. Содержания приоритетных загрязняющих веществ в воде в течение всего периода наблюдений не превышало уровней, установленных в 2000г. Более того, практически для всех металлов отмечено явное понижение концентраций в сравнении с ними. Особо подчеркнём понижение величин цинка ниже уровня ПДК (начиная с 2001 г.). Выше допустимой оставалась концентрации меди - 3-6 ПДК. По всей видимости, это связано не только с техногенным загрязнением, но и с высоким природным фоном. В период исследований наблюдалась нормальная межсезонная динамика изменения содержания металлов в воде, прямо связанная с температурой воды: повышение от весны к лету и понижение от лета к осени.

Нефтепродукты в воде во все сезоны оставались на низком уровне, достигая величин 0.5-0.7 ПДК. В среднем их концентрации, как и тяжелых металлов, были более низкими, чем среднемноголетние.

Выполненные работы показали, что загрязнение растворёнными соединениями металлов и нефтепродуктами, связанное с дампингом грунтов на свалку №956, не приводит к увеличению уровня их содержания в воде выше значений, наблюдавшихся в прежние годы.

Донные отложения. Мониторинг загрязнения донных отложений на акватории, обрамляющей свалку, показал, что в течение периода проведения дноуглубительных работ и дампин-га в 2000-2004 гг. их загрязнение металлами в целом оставалось на уровне, установленном исследованиями 2000 года. Величины, превышающие кларковые, характерны для хрома,

Рис. 1. Схемы ареала разноса материала дампинга со свалки № 956 течениями, формирующимися при ветрах различных направлений

№

ЭЕ

Интегральный ареал разноса

некоторое понижение концентраций марганца и цинка. В то же время следует отметить некоторое повышение содержаний свинца, однако их значение не превосходит предусмотренных нормативными документами.

Уровень загрязнения донных отложений нефтепродуктами во все сезоны был практически одинаков. Наблюдавшееся повышенное содержание углеводородов было связано с аномальной штормовой активностью, наблюдавшейся в разные сезоны в течение всего периода мониторинга. Во всех пробах основную массу составляли нелетучие углеводороды, содержание полициклических ароматических углеводородов было незначительным.

Таким образом, данные о загрязнении донных отложений в обрамлении свалки № 956 металлами и нефтепродуктами, полученные в результате мониторинга за пять лет, показали, что признаков его увеличения вследствие перемещения грунтов дампинга со свалки за пределами расчётного контура разноса не установлено.

Гидробиологические наблюдения. Контроль состояния водных биоценозов района включал наблюдения за видовым составом и биопродуктивностью фитопланктона и зоопланктона. Состояние фитопланктона исследовалось во все сезоны, периода наблюдений. Сравнивая полученные значения биопродуктивности с характерными для Таганрогского залива в последние годы, которые в многолетнем аспекте соответствуют среднему уровню продуцирования можно отметить, весной они были наименьшими, значительно ниже среднего уровня. Однако летом и осенью - соответствовали средним для залива. Состояние зоопланктона также анализировалось весной, летом и осенью. В течение двух первых сезонов отмечала их относительно низкая продуктивность, тогда как осенью она находилась на уровне средних для залива. В целом, результаты, полученные в течение наблюдений, позволяют констатировать, что как состав анализируемых сообществ, так и уровень их развития соответствуют их относительно нормальному развитию и сезонной сукцессии. Характеризуемый район в отношении состояния планктонного сообщества является достаточно типичным для Таганрогского залива.

На основе выполненных полевых и камеральных работ можно констатировать, что в результате дампинга грунтов дноуглубления на свалку № 956 в течение 2000-2004 гг. не вызвало недопустимых негативных изменений экосистемы района её расположения. Ареал загрязнения, образуемый в результате складирования и перераспределения материала дампинга, по

всей видимости, не распространяется за пределы расчётного контура, т.е. более чем на 1.0 км, что свидетельствует об умеренном разносе.

По результатам моделирования с уточнением их натурными данными разработана долгосрочная программа мониторинга с учётом существующих нормативов, а также особенностей дампинга в районе ТПК, которая принята Морской администрацией порта Таганрог и контролирующими природоохранными органами.

Глава 4. Экологические проблемы эксплуатации судоходных каналов и варианты их оптимального решения

Наиболее сложной в экологическом отношении является проблема, связанная с дноуглублением, т. е. выемкой грунта из прорези канала, его транспортировкой и складированием на подводном отвале (Ивлиева, Игнатьев, Харахаш, 1999; Латун, Ищенко, 2004). Именно в процессе производимых работ происходит мутьевое и химическое загрязнение воды в районах дноуглубления. Кроме того, грунты загрязняются как на дне на участках дампинга, так и на прилегающих акваториях дна в результате вторичного разноса этого материала придонными течениями.

Условиями, которые заложены в действующих в настоящее время нормативных документах по расположению отвалов, являются следующие:

• Расположение на максимально возможной глубине.

• Расположение в областях с наименее интенсивными гидродинамическими условиями, что обеспечивает минимальный разнос материала дампинга с места свалки.

В практике наших научно-прикладных исследований, направленных на экологическое обеспечение дноуглубительных работ в Таганрогском подходном канале, была разработана и принята методика определения ареала разноса материала складирования на подводный отвал. Эту модель можно назвать логико-математической, поскольку частично в её основу заложена математически рассчитанная модель течений (модель Фельзен-баума). Однако определение ареала разноса не претендует на точную математическую модель, поскольку здесь сочетается использование как точных данных по направлениям и скоростям формирующихся течений, соответствующих различным ветровым ситуациям, с данными натурных наблюдений условий и масштаба разноса материала с подводной свалки. В настоящее время эта модель строится расчетно-графическим способом на основе расчетной схемы течений при основных ветровых ситуа-

циях и данных о длительности их действия на акватории. Исходя из модели, определяется местоположение станций мониторинга, располагающихся за пределами контура разноса. В процессе мониторинга состояния воды, донных отложений, фито- и зоопланктона на этих станциях проводившегося путем повторных ежесезонных съемок в течение последних 5 лет признаков разноса на этих станциях не зафиксировано, что свидетельствует о корректном определении зоны влияния.

Далее описывается технико-технологические особенности дноуглубительных работ и дампинга. Дается сравнительный анализ существующих технических средств и технологий. На сегодняшний день углубление подводных каналов выполняется 2-мя видами принципиально различных устройств: многочер-паковыми земснарядами и землесосами (Латун, 2000). В условиях мелководья Таганрогского залива с преобладающими илистыми грунтами использование последних крайне нежелательно. Во-первых, из-за технологических особенностей - при работе землесосов образуется «слой дополнительной заносимости». Во-вторых, при этом происходит интенсивное взмучивание илистых осадков, образование обширного мутьевого облака и заиление дна на большой площади. Наконец, при использовании землесоса разрабатываемые отложения интенсивно перемешиваются с водой, в связи с чем значительная часть содержащихся в них загрязняющих веществ переходит в раствор. Эти негативные эффекты значительно снижаются при работе многочер-пакового земснаряда. Приводится всесторонняя характеристика отложений, разрабатываемых при дноуглублении, особенностей заносимости канала, анализируются материалы по современному состоянию свалки грунта, а также описывается местоположение и морфология отвалов. Как показывают ежегодные промеры глубин, длительно эксплуатируемая свалка, в рельефе дна практически не выражена, что обусловлено «растеканием» складируемого грунта.

В данной главе рассматривается вопрос о необходимости корректировки календарных планов проведения дноуглубления с учетом изменения гидроклиматических условий. В результате специального исследования, выполненного автором в 2000 г, установлено следующее: в обычных (по среднемноголетним наблюдениям) условиях повторяемость ветров западных румбов в сумме составляюет около 26%, их максимум приходится на летние месяцы, хотя в отдельные периоды он смещается на весну. В течение последнего десятилетия доля этих ветров значительно возросла (табл. 1).

Таблица 1

Соотношение преобладающих в течение месяца ветров восточных и западных румбов за периоды 1976-1986 гг. и 1996-2002 гг.

В - восточный, 3 - западный; буква выбирается при % преобладании ветров в месяце.

Причем, их максимум (по повторяемости и по силе ветра) переместился на зимний и весенний сезоны, в результате следует ожидать увеличение заиления Таганогского подходного канала. В настоящее время дноуглубление на канале начинается в ранневесенний период исходя из максимальной заносимо-сти, связанной с преобладающими по многолетним данным ветрами восточных румбов в зимний наиболее штормовой период, а также с учетом рыбохозяйственных ограничений. В последние годы в связи со смещением периода гидродинамической и лито-динамической активности на весенне-летний сезон с преобладающими ветрами юго-западной четверти, этот график работ нуждается в корректировке.

Также изучена проблема размещения материала дампинга. В последние годы часто высказывается мнение о необходимости замены традиционно применяемого дампинга материала дноуглубления на подводные отвалы его складированием в береговой зоне на суше. Оценка береговой зоны Таганрогского залива в отношение современных природно-экологических условий, а также хозяйственной освоенности приводит к выводу о невозможности складирования изымаемых грунтов в береговые отвалы. Основной причиной является отсутствие мест пригодных для организации такого складирования, прежде всего в связи с интенсивной хозяйственной освоенностью прибрежной полосы. Кроме того, размещение и длительное хранение больших объемов (ежегодная разработка на ТПК составляет до 800-900 тыс. м3) загрязненного тонкодисперсного материала в береговой зоне категорически противоречит экологическим концепциям (Хру-сталев, Яцун, Ищенко, 2002), относящей прибрежные зоны к объектам высшей категории экологической ценности. На сегодняшний день подводный дампинг в характеризуемом бассейне безальтернативен и представляется оптимальным. Его экологическое воздействие при соблюдении регламентирующих норм и осуществлении мониторинга оценивается как допустимое. Экологическая задача сводится к определению оптимальных мест и методики дампинга. Существующие нормативные требования мониторинга рассчитаны на глубоководные отвалы, и нуждаются в корректировке для мелководных водоемов.

При размещении отвалов на мелководьях главными условиями являются:

1. Определение площади реального экологического воздействия дампинга на основе анализа динамики (ареала) разноса.

2. Нераспространение разноса на акватории с особым режимом - водоохранного, рыбохозяйственного, рекреационного назначения.

3. Исключение возврата материала дампинга в канал.

В отдельном разделе рассмотрен вопрос об экологических последствиях дноуглубления и дампинга при строительстве новых каналов. Как правило, технические средства и технологии, применяемые при сооружения новых каналов и при ремонтном дноуглублении практически не отличаются. Однако в силу ряда причин, экологические последствия весьма различны, вплоть до противоположных эффектов.

В ближайшей перспективе планируется реконструкция ТПК предполагающая углубление существующей прорези канала до 5,5 м, и сооружение нового колена с целью достижения естест-

венных глубин 5,5м. Для оценки современного состояния природного комплекса и воздействии на него проектируемых работ в апреле и июле 2004 г. нами был проведен комплекс натурных исследований в районе расположения нового колена канала. Они включали анализ литологических и литохимических свойств донных отложений по проектируемой трассе канала с опробованием на 18 станциях до глубины 0,5-1,2 м. В люне 2004 г. была выполнена комплексная съёмка в районе предполагаемого размещения нового подводного отвала грунтов на 5 станциях, включавшая отбор проб воды, донных отложений, фито- и зоопланктона.

Исследование отобранных проб выявило, что уровень загрязнения довольно неравномерен по глубине. Хорошо выражено различие загрязнённости отложений из разных слоёв с явным снижением загрязнения от поверхности с увеличением глубины отбора. В наиболее загрязнённом - поверхностном слое содержание нефтепродуктов изменяется от 7,5 мг/кг до 135,0 мг/кг. Такой уровень соответствует наименее загрязнённым участкам дна западной части залива. Даже максимальное содержание нефтяных углеводородов, установленное в поверхностном слое соответствует уровню слабозагрязнённых отложений.

Суглинистые отложения второго, и тем более третьего слоя, а также песчано-детритовые отложения подводного продолжения косы, содержащие нефтепродукты в количествах от менее 5,0 мг/кг до 28 мг/кг в отношение нефтяного загрязнения являются нормативно чистым.

Концентрация в характеризуемых осадках соединений металлов сравнивается с кларковыми содержаниями в морских осадочных отложениях, а также - средними для залива, установленными АзНИИРХ МРФ РФ в 80-90 годах XX века на основе многолетних наблюдений.

Свинец. Максимальные величины устанавливаются в верхнем слое «современных» осадков. Причём наибольшие значения, превышающие как кларк (16 мкг/г), так и средние по заливу, наблюдаются в западной части трассы канала. Эта особенность отмечается и другими исследователями (Федоров, Хансиварова, Предеина, 2003).

В разрезе чётко прослеживается понижение концентраций свинца с глубиной. Во втором и третьем слоях разреза (ниже 0,7-0,8 м) его содержание всюду не превышает 8 мкг/г - вдвое ниже кларка.

Ртуть. Средние значения в исследованных отложениях колеблются от < 0,01 мкг/г до 0,064 мкг/г, а максимальные со-

держания превышают кларк (0,05 мкг/г). Как и для свинца, наиболее высокие концентрации характерны для верхнего слоя осадков, за исключением ст.1, где установлено самое высокое содержание - 0,064 мкг/г в пробе с глубины 0,8 м. Достаточно четко выявлена зависимость концентрации ртути от гранулометрического состава осадков — для тонкозернистых отложений значения более высокие, что соответствует выявленным ранее (Федоров и др., 1998) закономерностям распределения этого элемента.

Медь. По данным АзНИИРХ МРХ РФ (1996), средние значения в отложениях залива составляют 30 мкг/г. Однако по результатам исследований автора концентрации меди в основном ниже средних и варьируют в интервале от 8 до 29 мкг/г. Повышенный фон характерен для верхнего слоя осадков. Во втором и третьем слое наблюдается понижение концентраций в 2-3 раза. По трассе канала наблюдается некоторое увеличение содержания меди от восточной к западной половине.

Хром. Его средние содержания в отложениях залива выше кларковых и достигают 98 мкг/г. На трассе канала отложения характеризуются повышенными величинами, которые варьируют в интервале от 139 до 478 мкг/г, превышая кларк в 3-4 раза. Повышенные концентрации хрома в донных отложениях на протяжении последних лет отмечается нами постоянно, что приходит в противоречие с наблюдаемым в эти годы общим понижением техногенного загрязнения воды и осадков не только по большинству металлов, но и по нефтепродуктам.

Никель и железо. Содержания никеля в исследованных отложениях ниже кларковых (58 мкг/г) и, по большей части, ниже среднемноголетних (49 мкг/г), а железо также содержится в них в относительно небольших концентрациях.

Как видно из приведённых выше данных, наиболее загрязнённым является верхний слой темных илисто-детритовых отложений (условно - «современные отложения») мощностью 0,3—0,5 м. Он распространён по всей трассе канала, за исключением отрезка между 7 и 9 км, где дно вплоть до поверхности слагают песчаные отложения. По уровню загрязнения нефтепродуктами «современные отложения» характеризуются как умеренно- и слабозагрязнённые.

Отложения, залегающие ниже верхнего слоя, являются гораздо более чистыми. Наименее загрязненными являются пески, слагающие подводное продолжение косы Чумбурской.

Имея в виду, что слой поверхностных отложений составляет не более 5-10% от общего объёма разрабатываемых грунтов,

можно принять, что в процессе разработки будет происходить разбавление загрязнённого материала более чистым, а, следовательно, и понижение его общей загрязнённости.

В связи с этим целесообразно выполнение разработки прорези не «послойно», а одновременно на всю глубину, что обеспечило бы перемешивание и «разбавление» грязных поверхностных отложений более чистым «ископаемым» материалом.

К числу положительных последствий проектируемой реконструкции Таганрогского канала следует отнести улучшение состояния донных осадков на участке сооружения нового колена в связи с удалением верхнего слоя сильно загрязнённых осадков. Как показывает опыт подобных работ в ряде районов побережья Азовского моря через некоторое время после выполнения таких работ на участках удаления «старых» донных осадков наблюдается быстрое заселение «свежих» поверхностей донной фауной, резкое увеличение её продуктивности. В данном случае, когда дно водоёма сильно загрязнено техногенными продуктами такой, хотя и временный эффект, вполне вероятен.

Ещё один аспект положительного влияния проектируемых работ - улучшение экологического состояния территории свалки №956 в связи с отсыпкой на неё слабозагрязнённых грунтов, и захоронением под ними более грязных грунтов ремонтного дноуглубления канала.

Таким образом, экологически последствия дноуглубления и дампинга при сооружении новых каналов значительно отличаются от экологических эффектов ремонтного дноуглубления. Так с ними могут быть связаны не только негативные, но и положительные эффекты, что необходимо учитывать при проектировании подобных работ и оценке их влияния на экосистемы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе исследований в региональном аспекте были сделаны следующие выводы:

• Гидрохимические исследования 2000-2004 гг. не выявили повышения концентрации тяжелых металлов (за исключением Сг) и зафиксировали стабильные величины загрязнения воды и донных отложений нефтепродуктами. За исключением собственно территории свалки, не зафиксировано изменений биопродуктивности и видового состава фито-и зоопланктона.

• Детальная литологическая характеристика поверхностных отложений залива содержит новейшие данные, полученные в результате изучения донных осадков на профиле в цен-

тральной части залива. Подробно рассмотрены преобладающие суглинистые и супесчаные отложения верхней части разреза, а также песчаные отложения, слагающие подводное продолжение Чумбурской косы, в которых формируется прорезь канала;

Гидроклиматические изменения и связанная с ними динамика заносимости ТПК с конца 90-х гг. привели к значительному перераспределению основных направлений ветров в сезонной динамике региона. В последние годы автором зафиксировано устойчивое преобладание в зимние месяцы ветров западной составляющей, в то время как среднемно-голетние данные свидетельствуют о восточном переносе. Указанная закономерность определяет резкое изменение заносимости канала в зависимости от времени года, что в свою очередь требует корректировки графика дноуглубительных работ;

Анализ современных природно-экологических условий береговой зоны Таганрогского залива, а также хозяйственной освоенности свидетельствует о невозможности складирования изымаемых грунтов в береговые отвалы, главной причиной является отсутствие мест пригодных для такого складирования. Размещение и длительное хранение больших объёмов (800-900 тыс. м3 ежегодно) загрязнённого тонкодисперсного материала в береговой зоне категорически противоречит экологическим концепциям; Для определения интенсивности размыва и разноса складируемого материала по акватории, а также определения масштабов вторичного загрязнения основных сред применена разработанная при участии автора модель определения контура разноса материала.

Полученные результаты НИР опробованы и представлены Морской администрации порта Таганрог, региональным контролирующим природно-охранным органам и в дальнейшем могут быть использованы административными и хозяйственными органами региона при планировании дальнейших производственных и природно-охранных мероприятий на водных объектах.

Список трудов автора, опубликованных по теме диссертации

1. Применение географических информационных систем (ГИС) для экологического мониторинга Таганрогского залива Азовского моря // Материалы IV научно-практической студенческой конференции, РГЭА, Ростов-н/Д., 1998, с. 38-39 (соавтор Беспалов А. А.)

2. Современные гидрологические и гидрохимические условия устьевых областей рек Восточного Приазовья // Изд-во «Апатиты» ММБИ РАН, Мурманск, 1999, с. 83-85 (соавторы Беспалова Л. А., Ивлиева О. В., Авдина И. Ф., Бабкова О. И., Беспалов А. А., Домашко Н. В., Замуленко В.Н., Со-луянова Е.В.)

3. Экологические проблемы портостроительства на мелководьях // Материалы межвузовской научной конференции «Россия на пороге нового тысячелетия: проблемы, тенденции, модели», Ростов-н/Д., 2000, с.57

4. К проблеме размещения грунтов дноуглубления в береговой зоне Таганрогского залива // Проблемы гидрометеорологии и геоэкологии. Ростов н/Д.,СКНЦ ВШ АСПН, 2004, с. 134148 (соавтор Ищенко)

5. Изменения сезонной ветровой ситуации в районе Таганрогского подходного канала и их влияние на заносимость канала // Известия ВУЗов Северо-Кавказский регион, Приложение «Естественные науки», № 4, Ростов н/Д., 2005, с. 53-61

6. Судоходные каналы Азовского морского бассейна: экологические проблемы и варианты их решения (на примере Таганрогского подходного канала) // Материалы межвузовской конференции «Региональные экологические вопросы» РГЭА, 2005, с. 102-104

Подписано в печать 08 11 05 Формат 60*84 1/16 Офсетная печать Физ печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 388

ИПО РГПУ 344082, г Ростов-на-Дону, ул большая Садовая, 33

4 (

* »

I )

f lé

! 1

»22 173

РНБ Русский фонд

2006-4 17203

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Латун, Владимир Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СУДОХОДНЫЕ КАНАЛЫ, ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭКОСИСТЕМУ ТАГАНРОГСКОГО ЗАЛИВА (ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ, СОСТОЯНИЕ ЕЁ ИЗУЧЕННОСТИ).

1.1 Распространение и назначение каналов.

1.2 Заносимость и проблема ремонтного дноуглубления.

1.3 Дампинг и его экологические последствия.

1.4 Основные характеристики и режим эксплуатации Таганрогского подходного канала.

1.4.1 Общие сведения о Таганрогском портовом комплексе. ф 1.4.2 Эксплуатационные характеристики канала.

1.4.3 Заносимость канала и дноуглубительные работы.

1.4.4 Подводные отвалы грунта.

1.5 Современное состояние изученности влияния судоходных каналов на экосистемы.

ГЛАВА 2. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УСЛОВИЯ СУДОХОДСТВА В РАЙОНЕ ТАГАНРОГСКОГО ПОДХОДНОГО КАНАЛА.

2.1. Геоморфологические условия побережья и подводного склона, рельеф дна.

2.2. Литология донных отложений.

2.3. Погодно-климатическая характеристика.

2.3.1 Циркуляционные факторы климата.

2.3.2 Ветровой режим.

2.4. Гидродинамические условия.

2.4.1 Волнение.

2.4.2 Колебания уровня.

2.4.3 Течения.

2.5 Экологическое состояние бассейна.

2.5.1 Соединения тяжелых металлов.

2.5.2 Нефтепродукты в воде и осадках района.

2.5.3 Состояние водных биоценозов и оценка экологической обстановки.

ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ НА ТАГАНРОГСКОМ ПОДХОДНОМ ф КАНАЛЕ И МОНИТОРИНГ ЕГО РЕМОНТНОГО ДНОУГЛУБЛЕНИЯ.

3.1. Характеристика донных отложений, накапливающихся в прорези канала.

3.2 Современное состояние свалки №956.

3.3 Мониторинг состояния природного комплекса в процессе эксплуатации каналов 2000-04 гг.

3.3.1 Программа мониторинга дноуглубления и дампинга на ТПК.

3.3.2 Данные мониторинга 2000 г.

3.3.3 Данные мониторинга 2001 г.

3.3.4 Данные мониторинга 2002 г.

3.3.5 Данные мониторинга 2003 г.

3.3.6 Данные мониторинга 2004 г.

3.3.7 Выводы по результатам мониторинга за пять лет.

ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОХОДНЫХ КАНАЛОВ И

ВАРИАНТЫ ИХ ОПТИМАЛЬНОГО РЕШЕНИЯ.

4.1. Загрязнение при разработке грунтов в прорези канала.

4.2 Определение мест расположения отвалов, их морфологии и параметров.

4.3 Дноуглубление и дампинг на мелководьях и особенности мониторинга.

4.4 Изменения ветровой ситуации и литодинамические последствия.

4.5 Береговые отвалы как альтернативные варианты складирования грунтов: мнимые преимущества и реальные возможности.

4.6 Особенности заносимое™ и дноуглубления, а также "происхождения" загрязнения грунтов в зависимости от морфологического типа канала.

4.7. Об экологических последствиях дноуглубления и дампинга при строительстве новых каналов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние функционирования судоходных каналов на экосистему Таганрогского залива"

Выдающийся глобальный феномен современного расселения человечества - его концентрация на побережьях - сопровождается увеличением техногенного стресса на прибрежные экосистемы, многочисленными, зачастую конфликтными экологическими ситуациями. В их числе ряд проблем, связанных с эксплуатацией искусственных судоходных каналов, сооружение которых обусловлено увеличением судоходства на прибрежных мелководьях. Кроме неизбежного экологического ущерба, наносимого экосистемам побережий, возникают противоречия во взаимоотношениях судоходства и береговых селитебных объектов, рыбохозяйственной, рекреационной и других отраслей. Современное экологическое управление прибрежными зонами построено, в основном, на ограничениях деятельности природопользователей. Эта концепция уже сейчас малоэффективна и противоречит естественной тенденции развития прибрежных природно-социальных комплексов. Реальной основой для разработки альтернативного экологического подхода к управлению прибрежными зонами является всестороннее исследование природных и техногенных процессов, сопровождающих хозяйственную деятельность, в том числе и судоходство на морских каналах.

Данная работа посвящена изучению влияния таких крупных гидротехнических объектов как судоходные каналы на экосистему Таганрогского залива. Исследование проводится на примере одного из них -Таганрогского подходного канала, пересекающего Таганрогское взморье и обеспечивающего морские подходы к Таганрогскому портовому комплексу.

Актуальность работы. Актуальность проблемы обусловлена постоянно возрастающей интенсивностью судоходства на мелководьях, ожидаемым в ближайшей перспективе его усилением в Азовоморском бассейне, и, с другой стороны, напряженной экологической ситуацией в его акватории. Кроме того, необходимость исследования данной проблемы определяется возрастающей напряженностью во взаимоотношениях 3 судоходства с другими отраслями хозяйства, развивающимися в береговой зоне. Эти мотивы определяют необходимость комплексного изучения взаимовлияния компонентов природной среды и судоходства с целью выявления экологически оптимального их соотношения. Очевидна прикладная значимость такого рода работ, предоставляющих информацию, позволяющих разработать конкретные рекомендации по минимизации негативного воздействия судоходства на прибрежные экосистемы. Результаты разработки данной проблемы являются важнейшим основанием для разрешения конфликтов во взаимоотношениях судоходства с другими отраслями хозяйства.

Объект исследования. На акватории Таганрогского залива ныне действуют три судоходных канала - Таганрогский, Азово-Донской и Ейский. Среди них подходной канал г. Таганрог - самый протяженный и наиболее сложный по морфологии. Он также самый «старый» и длительное время эксплуатируемый. Планируемое в ближайшем будущем строительство нового третьего (по проекту - первого) колена сделает его самым крупным и экологически значимым объектом судоходного комплекса залива. И в инженерном, и в природно-экологическом отношении это типовой канал для данной акватории. На протяжении длительного времени (более 30 лет) Ростовским госуниверситетом выполняются работы по природно-экологическому обеспечению деятельности Таганрогского портово-судоходного комплекса - обоснования реконструкций порта и подходного канала, оценки их воздействия на экосистему, определения реального экологического ущерба от их деятельности, регулярный экологический мониторинг влияния эксплуатации канала на экосистему залива. В процессе этих исследований накоплен обширный и уникальный фактический материал по обозначенной теме. Таким образом, Таганрогский морской канал является вполне репрезентативным объектом для исследования проблемы экологического влияния морских каналов, что определило его выбор в качестве объекта исследования.

• структурно-геоморфологические особенности бассейна, определяющие его морфологию: контуры бассейна, рельеф дна, наличие естественных положительных и отрицательных форм, влияющих на гидро- и лито динамику;

• литология отложений, слагающих верхнюю часть разреза, определяющих параметры судоходных прорезей, объёмы и технико-технологические условия разработки грунтов, а также условия их захоронения, как при строительстве, так и при ремонтном углублении каналов;

• литология, литодинамика и геохимия "современных" донных отложений - поверхностного слоя осадков на дне акватории, в том числе и в каналах, формирующихся в настоящее время, перемываемых и переотлагаемых современными гидродинамическими процессами, участвующих в процессе заносимости каналов, разрабатываемых при ремонтных дноуглублениях и дампинге;

• гидрометеоусловия бассейна, прежде всего - ветровые ситуации, определяющие наибольшие колебания уровня и течения. Течения, в свою очередь, влияют на размыв и перемещение донных отложений в каналах и на грунтовых свалках, определяя их параметры, морфологию, расположение. Особенности метеоусловий как факторы, определяющие экологически оптимальные календарные графики эксплуатации и ремонта каналов;

• существующая экологическая обстановка в бассейне - загрязнение воды и донных отложений, состояние биотических сообществ как факторы, определяющие допустимый уровень техногенного воздействия судоходства на экосистему бассейна;

• техногенные параметры - используемые технические средства и технологии строительства, ремонтного обслуживания и эксплуатации каналов, сезонные графики гидротехнических работ, с точки зрения влияния на основные компоненты экосистемы бассейна;

Поставленная цель определила решение основных задач исследования:

• постановка и обсуждение причин повышенного загрязнения донных отложений, накапливающихся в канале;

Материалы и методы. В основу диссертации положены материалы природно-экологического обоснования подводной свалки грунта Таганрогского подходного канала № 956, выполненного в 2000 г, результаты мониторинга дноуглубления и дампинга на ТПК в течение 2000-2004 гг, в которых автор принимал непосредственное участие. В соответствии с действующими нормативами и ежегодной программой, мониторинг включал 15 повторных ежесезонных съемок (весенняя, летняя и осенняя) на 6 станциях в обрамлении свалки, включающих комплексное исследование загрязнения воды и донных отложений, состава и биопродуктивности фито- и зоопланктона (всего более 180 проб воды, 210 - донных отложений, 90 - фитопланктона, 90 -зоопланктона). Кроме того, в работе использованы фондовые данные Ростовского госуниверситета, Таганрогского морского порта, а также АзНИИРХ, Северо-Кавказского управления гидрометеослужбы и других научных и производственных организаций.

Личный вклад автора. В течение 2000-2004 гг. автор принимал непосредственное участие в полевых и камеральных исследованиях по природно-экологическому обоснованию и ОВОС свалки №956 (2000 г.), по программе мониторинга дноуглубления и дампинга Таганрогского подходного канала (с 2003 г. - ответственный исполнитель работ). На основе результатов натурных наблюдений, а также анализа многолетних фондовых материалов при участии автора рассмотрен ряд сложных экологических проблем, связанных с эксплуатацией Таганрогского подходного канала и являющихся также типовыми для судоходства на каналах. В их числе проблемы берегового дампинга грунтов, периодической аномальной заносимости канала, происхождения загрязнения накапливающихся в канале грунтов. Полученные результаты использовались при ежегодном обосновании дноуглубления и дампинга на подходном канале г. Таганрога, в процессе научного обоснования новых контуров свалки грунта, рекомендациях по технологии дноуглубления.

• исследованы гидроклиматические причины изменения динамики заносимости ТПК с конца 90-х гг.;

• рассмотрена проблема размещения материала дампинга в акватории залива и альтернативного берегового складирования;

Практическая значимость.

1. Выводы и заключения по результатам мониторинга используются при ежегодном обосновании и разрешении дальнейших ремонтных дноуглубительных работ на ТПК.

2. Методика моделирования контура разноса материала дампинга применяется на ТПК и рекомендована для каналов как в Азовоморском, так и других мелководных бассейнах;

3. Выявлены и внесены в паспорт ТПК причины изменения динамики заносимости в связи с изменениями метео- и гидродинамических условий, влияющих на определение объёмов и оптимальных календарных планов ремонтного дноуглубления;

4. Изученные особенности дноуглубления и дампинга на ТПК использованы при разработке долгосрочной программы мониторинга его эксплуатации;

5. Материалы и выводы диссертационной работы применяются при подготовке студентов по специальности «геоэкология» в Ростовском государственном университете в учебных курсах «Экология береговой зоны», «Природные особенности и экологические проблемы побережий», «Проблемы географии Мирового океана», «Экологическое проектирование и экспертиза», «Экология водных объектов».

Основные защищаемые положения.

1. Таганрогский подходной канал относится к поперечным судоходным каналам, заносимость которых в прибрежной зоне обусловлена, в первую очередь, вдольбереговым перемещением наносов, а в морской -накоплением материала из взвеси и, вероятно, продольным «стоковым» движением материала по каналу.

Они отлагаются в прорези канала в основном из взвеси в результате падения скорости и увеличения турбулентности водных масс на участке переуглубления дна.

4. Роль судоходства (собственно, движения судов) в загрязнении отложений, накапливающихся в каналах, в настоящее время корректно не определяется, и, как правило, завышается. Об этом, в частности, свидетельствуют повышенные концентрации в них практически всех загрязняющих веществ, в том числе - ряда металлов и других веществ, происхождение которых явно не может быть связано с судоходством.

5. Береговое складирование материала дноуглубления как альтернатива ^ подводному на побережье Таганрогского залива в современных природно-экологических и хозяйственно-экономических условиях представляется нерациональным.

Апробация работы и публикации. Основные результаты и защищаемые положения работы изложены в опубликованных статьях и тезисах, перечисленных в списке работ по теме. Они также докладывались и обсуждались на научных конференциях «Россия на пороге нового тысячелетия: проблемы, тенденции, модели» (РГЭА, 2000) и «Региональные экологические вопросы» (РГЭА, 2005), на Региональном Совещании по вопросам дноуглубления и СНО (ЦПКТБ "Стапель", 2005), на НТС МАП Таганрогского порта, заседаниях кафедры физической географии, экологии и охраны природы РГУ. Использованные в работе материалы и полученные выводы представлены Морской администрации порта Таганрог, а также региональным контролирующим природно-охранным органам в ежегодных отчётах о мониторинге, природно-экологических обоснованиях, оценках воздействия на природу (ОВОС) объектов Таганрогского портово-судоходного комплекса. По теме диссертации опубликованы 6 научных статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы 206 страниц, включает 100 таблиц и 9 рисунков. Список литературы содержит 117 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Латун, Владимир Владимирович

Результаты исследования нефтяного загрязнения донных отложений на трассе канала приведены в таблице 4.2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В процессе исследований в региональном аспекте были решены следующие задачи:

• Выполнена оценка влияния природных факторов района Таганрогского подходного канала на условия его сооружения и эксплуатации. Гидрохимические исследования 2000-2004 гг. не выявили повышения концентрации тяжелых металлов (за исключением Сг) и зафиксировали стабильные величины загрязнения воды и донных отложений нефтепродуктами. За исключением собственно территории свалки, не зафиксировано изменений биопродуктивности и видового состава фито-и зоопланктона.

• Дана детальная литологическая характеристика поверхностных отложений залива, которая содержит уникальные данные, полученные в результате изучения донных осадков на профиле в центральной части залива. Подробно рассмотрены преобладающие суглинистые и супесчаные отложения верхней части разреза, а также песчаные отложения, слагающие подводное продолжение Чумбурской косы, в которых формируется прорезь канала;

• Исследование гидроклиматических изменений и связанной с ними динамики заносимости ТПК с конца 90-х гг. показало значительные изменения основных направлений ветров в сезонной динамике региона. В последние годы нами зафиксировано устойчивое преобладание в зимние месяцы ветров западной составляющей, в то время как среднемноголетние данные свидетельствуют о восточном переносе. Указанная закономерность определяет резкое изменение заносимости канала в зависимости от времени года, что в свою очередь требует корректировки графика дноуглубительных работ;

• Анализ современных природно-экологических условий береговой зоны Таганрогского залива, а также хозяйственной освоенности свидетельствует о невозможности складирования изымаемых грунтов в береговые отвалы, главной причиной является отсутствие мест пригодных для такого складирования. Размещение и длительное хранение больших объёмов (800-900 тыс. м3 ежегодно) загрязнённого тонкодисперсного материала в береговой зоне категорически противоречит экологическим концепциям;

• Изучена перспектива влияния строительства новых каналов на экосистему Таганрогского залива, а также вопрос об интенсивности размыва и разноса складируемого материала по акватории, что определяет масштаб вторичного загрязнения основных сред. В связи с этим применяется разработанная при участии автора модель определения контура разноса материала.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Латун, Владимир Владимирович, Ростов-на-Дону

1. Айбулатов Н. А. Определегие мощности потока взвешенных песчаных наносов у морских берегов // докл. АН СССР, т. 116, №2, 1957

2. Аксенов А. А. О заносимости подходных каналов в Азовском море //Тр. ГОИН., Вып. 31(43) 1956 С150-157

3. Артюхин Ю. В. Антропогенный фактор в береговой зоне // Ростов н/Д, изд-во РГУ, 1986

4. Башкиров Г. С. Динамика прибрежной зоны моря // М., Морской транспорт, 1961, 220 с.

5. Безруков П. Л., Лисицын А. П, Классификация осадков современных морских водоемов //Тр. ИО АН СССР, Т. 32, 1960 С. 3-15

6. Беспалов А. А. Латун В. В. Применение географических информационных систем (ГИС) для экологического мониторинга Таганрогского залива Азовского моря // Материалы IV научно-практической студенческой конференции, РГЭА, Ростов-н/Д., 1998

7. Беспалова Л. А. Ландшафтная структура береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова//дис. к.г.н., Ростов н/Д, 1997

8. Беспалова Л.А., Ивлиева О.В., Ищенко A.A. Природно-антропогенные ландшафты Таганрогского залива // Геоэкологические исследования и охрана недр: Науч.-техн. информ. сборник. М., 1998. Вып.4. С 47-56

9. Бриллиант Л. А. География морского судоходства // М., Транспорт, 1983 Бронфман А. М. К вопросу о компенсационном стоке морских вод в условиях отмелого предустьевого взморья // Океанология, т.2, вып. 4,1962

10. Бронфман А. М., Алдакимова А. Я., Макарова Г. Д., Толоконникова Л. И. Характерные особенности самоочищения вод и грунтов мелководного моря (на примере Азовского моря ) // Океанология, т. 16, вып. 1, 1976

11. Бронфман А. М., Дубинина В.Г. Макарова Г.Л. Гидрологические и гидрохимические основы продуктивности Азовского моря // М., Пищевая пром-ть, 1979 Бронфман А. М., Хлебников Е. П. Азовское море. Основы реконструкции // Л., Гидромеоеоиздат, 1985

12. Власов В. М., Ирхин Н. А., Зеньковский Г. В. и др. Морские каналы и средства навигационного оборудования // М., Транспорт, 2001

13. Воловик С. П, Современные преобразования экосистемы Азовского моря // Вопросы ихтиологии. Т. 26. Вып. 1, 1985

14. Воловик С. П. Основные итоги исследований состояния и трансформации экосистемы Азовского моря в 1991-1995 гг. // Сб. науч. тр. АзНИИРХ. 1997

15. Воловик С. П., Хрусталев Ю. П. Азовское море: к чему привела бесхозяйственность // Рыбное хоз-во, № 6, 1989 с. 42-47

16. Воловик С. П., Чихачев А. С. Антропогенные преобразования ихтиофауны Азовского бассейна

17. Основные проблемы рыбного хозяйства и охраны рыбохозяйственных водоемов Азово

18. Черноморского бассейна: Тр. АЗНИИРХ. Ростов н/Д., 1999

19. Воробьев В. П. Бентос Азовского моря //Симферополь, Крымиздат, 1949

20. Гаргопа Ю. М. Влияние климатических факторов на крупномасштабную изменчивостьэлементов водного баланса, солености и отдельных компонентов биоресурсов Азовского и

21. Черного морей // Основные проблемы рыбного хозяйства и охраны рыбохозяйственныхводоемов Азово-Черноморского бассейна: Тр. АЗНИИРХ. Ростов н/Д., 1998

22. Географические аспекты изучения гидрологии и гидрохимии Азовского бассейна // Сб. ст., Л.,изд. ГО СССР, 1981

23. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. T.5. Азовское море // СПб., Гидрометеоиздат, 1991

24. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Ростовской области в29

Информация о работе

Латун, Владимир Владимирович
кандидата географических наук
Ростов-на-Дону, 2005
ВАК 25.00.36

Диссертация

Влияние функционирования судоходных каналов на экосистему Таганрогского залива - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы