авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Геоэкологические проблемы качества водных ресурсов и их рационального использования (на примере астраханской области)

-- [ Страница 1 ] --

на правах рукописи

Гурьева Марина Сергеевна

Геоэкологические проблемы качества водных ресурсов и их рационального использования (на примере Астраханской области)

Специальность 25.00.36 – Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Астрахань – 2010

Работа выполнена на кафедре природопользования и землеустройства

Астраханского государственного университета

Научный руководитель доктор географических наук, профессор Бармин А.Н.
Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор Бухарицин П.И.
кандидат географических наук, доцент Горшкова А.Т.
Ведущая организация Каспийский морской научно-исследовательский центр (КаспМНИЦ)

Защита состоится «23» апреля 2010 года в 1300 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.04 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, д.1. ауд. 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета

Текст автореферата диссертации размещен на официальном сайте Астраханского государственного университета: http://aspu.ru .

Автореферат разослан «23» марта 2010 г.

Отзыв на автореферат (2 экземпляра заверенных печатью) просим направлять по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, д.1. АГУ ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.009.04. Факс (8512) 44-02-24,

E-mail: miolin76@mail.ru

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат географических наук, доцент М.М. Иолин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Водные ресурсы являются одним из наиболее важных и, вместе с тем, наиболее уязвимых компонентов окружающей среды. Несмотря на то, что они относятся к категории возобновляемых и самых обильных на Земле, в третьем тысячелетии они приобретают значение стратегических. Ограниченность и неравномерное природное распределение ресурсов пресных вод по земной поверхности, растущее их загрязнение являются составляющими глобальной ресурсной проблемы человечества. Сложность водной проблемы заключается не только в обеспечении необходимого количества воды для нормального существования и развития человеческого общества. Острота её преимущественно, связана с резким ухудшением качества ресурсов поверхностных вод. Главная угроза возникновения глобального водного голода не в нехватке водных ресурсов (в настоящее время из мировых запасов пресных вод используется всего 6%), а в загрязнении основных источников водоснабжения – поверхностных и подземных вод. Объем сбрасываемых в водный бассейн суши промышленных и коммунальных сточных вод составляет сейчас около 700 км3, а к 2015 г. достигнет 2000 км3, т. е. почти 5% ежегодного речного стока земного шара.

В начале XXI столетия в Волгу и её притоки в загрязненном виде было отведено более 13 км3 сточных вод (40% от их количества по РФ), из которых более 20% без какой-либо очистки. Известно, что до 80% заболеваний человека связано с потреблением загрязненной воды.

Качество воды – общая проблема практически для всех регионов России. Она касается, в наибольшей степени, поверхностных водных объектов, интенсивно используемых человечеством. Будущее водных ресурсов требует, чтобы основное направление по их охране заключалось не только в борьбе с последствиями загрязнения, но и в постоянном применении более рационального и более эффективного принципа – борьба с причинами этого неблагоприятного процесса, т. е. решение проблемы охраны должно осуществляться профилактически.

Астраханская область, расположенная в специфическом природно-хозяйственном регионе – Волго-Ахтубинской пойме и дельте реки Волги, в силу геополитических, географических, природно-ресурсных, геоэкологических и других особенностей играет исключительное региональное и межрегиональное значение. Оценка экологического состояния и природного потенциала водных ресурсов исследуемого региона и поиск способов оптимизации состояния загрязненных аквальных комплексов обуславливают актуальность темы данного исследования.

Цель работы – исследование проблем состояния поверхностных водных объектов Астраханской области и поиск способов оптимизации водохозяйственной ситуации региона.

Основные задачи исследования.

  1. Освещение исторических аспектов изучения гидросистем Нижнего Поволжья;
  2. Выявление характерных особенностей природных компонентов гидрографической сети Астраханской области;
  3. Анализ современной водохозяйственной ситуации и различных типов водопользования на территории исследуемого региона;
  4. Характеристика природных и антропогенных составляющих качества водных ресурсов Астраханской области;
  5. Поиск способов оптимизации экологического состояния гидросистем исследуемого региона.

Объект изучения: водные ресурсы Астраханской области.

Предмет исследования являлись составляющие качества поверхностных водотоков области и способы оптимизации их экологического состояния.

Теоретическая и методологическая основа исследований базируется на идеях и трудах ведущих ученых в области географии, геоэкологии, гидрологии и природопользования: Б.А. Апполова, О.А. Алекина, С.С. Байдина, Е.Ф. Белевич, Л.С. Берга, Л.П. Брагинского, П.И. Бухарицина, Г.Ю. Винникова, В.В. Валединского, Н.А. Власова, Г.В. Воропаева, Н.С. Жмур, В.В. Иванова, Д.Н. Катунина, А.Г. Кузьмина, В.Н. Михайлова, А.М. Никанорова, В.Ф. Полонского, Г.В. Русакова, И.Ф. Реймерса, Н.А. Скриптунова, И.А. Шикломанова и др.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались общепринятые и частные методики гидрологии, гидрохимии, микробиологии, позволяющие осуществить отбор проб воды и оценить ее качество по стандартным показателям (гидрохимическим и санитарно-микробиологическим). Помимо этого, методическая база исследования дополнена традиционными методами географических исследований: описательным, математико-статистическим, аналитическим, картографическим, полевым.

При проведении диссертационного исследования использованы программные комплексы обработки ГИС информации фирм Arc View, Golden Software, программный модуль Modflow (Геологической службы США) Inc. В результате исследований получены оригинальные тематические карты, построенные на основе анализа результатов проведенных исследований.

Оценка достоверности разности сравниваемых величин определялись в соответствии с критерием Стьюдента.

Научная новизна. Исследована современная водохозяйственная ситуация в Астраханской области. Выделены различные типы водопользования (кластеры) на территории изучаемого региона. Проведен анализ качественных характеристик состояния поверхностных водотоков Астраханской области. Дана сравнительная характеристика способов очистки и доочистки основного загрязнителя водных объектов сточных вод с учетом природно-климатических особенностей региона.

Предложены эффективные меры по минимизации негативного антропогенного воздействия на состояние аквальных комплексов и разработаны конкретные мероприятия по оптимизации природопользования в изучаемом регионе.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Характеристика современной водохозяйственной ситуации в области определяется сочетанием природно-климатических факторов и его производственно-хозяйственной деятельностью;

- Анализ характерных особенностей водопользования изучаемого региона позволяет выделить их в следующие кластеры: жилищно-коммунальный, гидромелиоративный, рыбохозяйственный, водно-рекреационный и водно-бальнеологический;

- Гидрохимические и микробиологические характеристики состава сточных вод и анализ современных технологий их очистки и доочистки.

Исходные материалы. Основой для работы послужили результаты исследований, проведенные автором в течение 2005-2009 г.г. В процессе анализа и систематизации научных данных использовались материалы библиотек (Российской государственной библиотеки, библиотеке Астраханского государственного университета, Областной научной библиотеки им. Н.К. Крупской г. Астрахани, Службы природопользования и охраны окружающей среды Астраханской области, Гидрометцентра Астраханской области АЦГМС). Достоверность полученных результатов обусловлена большим объемом инструментальных данных, полученных на базе лаборатории экологического мониторинга АГУ.

Теоретическое и практическое значение работы.

Полученная в ходе диссертационного исследования информация о формировании и динамике качественного состава поверхностных водотоков Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги и особенностях различных технологий доочистки сточных вод в природно-климатических условиях изучаемого региона передана в службу природопользования и охраны окружающей среды Астраханской области.

Результаты исследований также были переданы в МУП «Астрводоканал» и применялись в ходе реконструкции биологических прудов Северных очистных сооружений канализации г. Астрахани. Материалы исследований использованы и при разработке рабочих программ и лекционных курсов АГУ по дисциплинам «Геохимия окружающей среды», «Ресурсоведение», «Экология Астраханской области».

Апробация работы.

Основные положения, научные и экспериментальные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления» в г. Астрахань. (2007), Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий» в г. Астрахань (2008), II и III Региональных научно-практических семинарах в г. Астрахань (2009, 2010).

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них – 3, в изданиях рекомендованных ВАК.

Личный вклад автора заключается в сборе, анализе, обобщении и статистической обработке полученных в ходе полевых исследований данных о качественном состоянии водотоков дельты р. Волги, гидрохимическом и микробиологическом составе сточных вод г. Астрахани за 2005-2009 г.г. оптимизации методических подходов и анализе результатов, формулировании выводов и разработке практических рекомендаций по применению способов оздоровления состояния аквальных комплексов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы. Объем диссертации составляет 195 страниц машинописного текста, включая 20 рисунков, 22 таблицы. Список литературы, использованной в работе, состоит из 215 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, определена проблема научного поиска, намечены теоретические и экспериментальные задачи, установлены объект и предмет исследования, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, сформулированы положения, выносимые на защиту и исходные материалы.

В первой главе проводится обзор истории изучения гидросистем Нижнего Поволжья. Прикаспийская низменность, дельта р. Волги и побережье Каспийского моря издавна привлекали к себе внимание путешественников и исследователей. В числе исследователей гидросистем Нижнего Поволжья необходимо отметить Контарини (1473 г.), Дженкинсона (1556 - 1567гг.), Стрейса (1647-1673 гг.), Ван-Вердена, Ф.Н. Соймонова (1731 г.), С.Г. Гмелина (1770 г.), К.Ф. Оделькопа(1867,1871), А.Н. Голубева (1894-1899 гг.), В.И. Мейснера (1914 г.), К.А. Чапковского (1909г.), Ю.И. Балталона (1913 г.), Б.А. Апполова, В.П. Валединского (1928 г.), С.С. Байдина, Р.Н. Линберга, И.В. Самойлова (1950-1956 гг.), Д.Н. Катунина, П.И. Бухарицына (1975-2010 гг.) и др. В последние десятилетия активное участие в изучении устья р. Волги принимали сотрудники ИВП РАН, ГОИНа, географического факультета МГУ.

Планомерные исследования природных ресурсов Астраханской области начались в период правления Петра I. Астрахань относится к числу немногих российских городов, где регулярные наблюдения за природными факторами, научно-исследовательские работы проводятся более двух столетий.

Во второй главе дается характеристика природных компонентов гидрографической сети Астраханской области. Поверхностные воды Астраханской области представлены р. Волгой с многочисленными водотоками (около 935 ед.), пресными и солеными озерами (около 1000 ед.) и крупнейшим замкнутым водоемом нашей планеты - Каспийским морем. В гидрографической сети дельты Волги выделяют основное русло – водоток самой крупной категории, а также рукава, протоки, ерики и банки, отличающиеся морфометрическими и гидравлическими характеристиками. Характерным видом водотоков дельты являются прораны - естественные, возникающие при прорыве воды в половодье из одного в другой водоток и искусственные, созданные для водообмена и прохода рыбы. Крупнейший рукав Волги – Ахтуба отделяется от нее к востоку, у г. Волжского и протекает на всем протяжении параллельно основному руслу, удаляясь от него на расстояние от 7 до 30 км – образуя обширную Волго-Ахтубинскую пойму, площадью около 7500 км2. Рукав Ахтуба в своей системе имеет 44 ерика и протока. В месте отделения от Волги другого крупного рукава – Бузан начинается волжская дельта – одна из крупнейших дельт в мире. Ее площадь составляет 11000 км2. Длина морского края дельты – около 175 км. Надводная часть дельты занимает площадь более 10 тыс. км2 и представляет собой равнину с густой сетью русловых водотоков и множеством островов. Главными элементами гидрографической сети устьевого взморья являются особые водные объекты – каналы, проложенные для организации судоходства через мелководное взморье и прохода на нерест рыб (Байдин и др., 1956; Михайлов и др.; Русловые процессы…, 1997; Катунин и др., 2003).

В систему Бузана входят 95 водотоков. Волга, после отделения от нее Бузана уже в дельте делится на 23 мелких водотока и переходит в свой главный судоходный банк – рукав Бахтемир. В его системе насчитывается около 40 более мелких водотока. Это значительно меньше, чем в системе рукава Бузан, но более полноводный Бахтемир питает через свою водопроводящую сеть в период весеннего половодья район западных подстепных ильменей. Другие крупные рукава Волги разветвляются соответственно: Прямая Болда – на 24 водотока, Рыча – на 30, Кизань – на 16, Старая Волга – на 27, Кривая Болда – на 15 и Царев имеет в своей системе 23 ерика и протока. Все водотоки дельты выносят в море ежегодно около 300 км3 воды. В дельте Волги выделяется пять основных направлений стока воды, соответствующих самым

 крупным водотокам: Бузан, Болда, Камызяк, Старая Волга, Бахтемир (рис. 1) сновные-0

крупным водотокам: Бузан, Болда, Камызяк, Старая Волга, Бахтемир (рис. 1)

Рис. 1 Основные системы дельтовых рукавов

С середины ХХ в. на гидрологический режим Нижней Волги большое влияние оказывал и продолжает оказывать каскад водохранилищ и гидроэлектростанций, расположенных как на самой Волге, так и на ее крупных притоках.

За последние 60 лет в бассейне р. Волги построено 287 водохранилищ с полезной емкостью каждое более 1 млн. м3,в их числе 12 крупнейших Волжско-Камского каскада, 29 водохранилищ с полезным объемом более 50 м3, остальные водохранилища и пруды с объемом менее 1 млн. м3 (более 45 тыс.). Анализ материала гидрологических наблюдений показал, что создание водохранилищ и регулирование стока коренным образом преобразует естественный гидрологический режим реки, что влечет за собой изменения и многих других природных процессов: расхода и стока воды и наносов, стока растворенных веществ, биологических субстанций и теплоты, режима характеристик вещественных и энергетических потоков, интенсивности гидролого-морфологических процессов. Функционирование ГЭС резко сокращает объем и продолжительность половодья, столь же резко увеличивает эти параметры зимой (Шикломанов, 1989; 1995; Авакян и др., 1987, Алексеевский и др., 2004).

Природно-климатические особенности Астраханской области способствовали формированию своеобразных озер, связанных своим существованием и происхождением интразональной системе Волго-Ахтубинской поймы. По происхождению озёрные котловины делятся на тектонические, запрудные и смешанные, по химическому составу на пресные и соленые. Многие соленые озера, помимо галита, содержат эпсомит, мирабилит, бишофит, астраханит и другие минералы, имеющие важное хозяйственное значение (Руденко, 1978).

Астраханская область в гидрогеологическом отношении принадлежит Северо-Каспийскому бассейну подземных вод, за исключением юго-западной части, которая относится к Ергенинскому бассейну подземных вод.

Северо-Каспийский артезианский бассейн приурочен к западной части Прикаспийской впадины, для которой характерна большая мощность осадочных образований, наличие подземных вод преимущественно застойного характера с высокой степенью минерализации. Пресные и слабосолоноватые подземные воды сосредоточены в пределах Волго-Ахтубинской поймы и пустынной и полупустынной части севера области, а также на локальных участках (линзы) в центральной части области (Енотаевский, Харабалинский, Наримановский и Красноярский районы).

На территории области эксплуатируются следующие водоносные горизонты: водоносный современный аллювиальный горизонт; водоносный хазарско-хвалынский аллювиально-морской горизонт; относительно водоупорный водоносный бакинский горизонт; водоносный апшеронский комплекс.

Минерализация подземных вод колеблется в пределах 3-15 г/дм3 в хвалынских отложениях, 0,5-10 г/дм3 в хазарских отложениях. Увеличение минерализации происходит с севера на юг. Химический состав изменяется от гидрокарбонатного кальциевого до хлоридного натриевого.

Пресные и слабосолоноватые воды хазаро-хвалынских отложений используются на значительной территории Астраханской области для хозяйственно-питьевых целей населения и водопоя скота.

В третьей главе анализируется современная водохозяйственная ситуация и различные типы водопользования Астраханской области, которые целесообразно сгруппировать в следующие кластеры: жилищно-коммунальный, гидромелиоративный, рыбохозяйственный, водно-рекреационный и водно-бальнеологический (рис. 2).

Водохозяйственная ситуация в регионе определяется природно-климатическими факторами и его производственно-хозяйственной деятельностью.

Первая составляющая связана с естественными процессами формирования речного стока, вторая отражает многообразие антропогенных факторов в пределах речного бассейна, влияющих на величину, изменчивость составляющих речного стока, гидрологические процессы, способные отразится на экологической ситуации. Часто эти составляющие взаимосвязаны и взаимообусловлены.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.