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:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

И методологические основы регулирования состояния экосистем трансграничных территорий (на примере россии и монголии)

-- [ Страница 5 ] --

От решения проблемы экологически безопасного и экономически эффективного использованных водных ресурсов реки Селенги в значительной степени зависят перспективы экономического и социального развития крупных регионов в составе России и Монголии.

Обеспечение условий для сохранения природных экосистем и устойчивого экономического и социального развития бассейна самой р. Селенги требует введения ограничений для допустимых изменений водного, твердого, теплового и важнейших компонентов ионного стока для целой системы речных створов, расположенных на Селенге и ее основных притоках. Причем эти ограничения должны быть увязаны между собой таким образом, чтобы не было противоречий между требованиями к показателям речного стока в различных створах.

Для установления значения ПДК в замыкающем створе необходимо ввести систему более низких дополнительных ПДК для расположенных выше по течению участков основной реки и ее притоков. Ужесточение требований к качеству воды снизу вверх должно обеспечить право всех водопользователей на реализацию своей квоты на экологически безопасный сброс загрязняющих веществ. Аналогичный принцип должен быть учтен при назначении других ограничений на характеристики речного стока. Совокупность таких ограничений и является количественным выражением требований гидроэкологической безопасности (ГЭБ) бассейна реки Селенги.

Количественная оценка изменений водного, химического, твердого и теплового стока в результате забора и сброса воды, сброса загрязняющих веществ и регулирования речного стока возможна на основе модели динамики речной системы (МДРС) р. Селенги. Речная система рассматривается как сложная кибернетическая система, структура которой определяется русловой сетью. Свойства системы определяются водностью реки и ее отдельных притоков, скоростями течения, особенностями трансформации водного, ионного, твердого и теплового стока на отдельных участках. Задача модели – давать количественное описание реакции системы водосбора на какое-либо природное или антропогенное возмущение (волна паводка, ледовый затор, значительный водозабор, плановый или аварийный сброс загрязняющих веществ, попуск из водохранилища), имевшее место в одном из ее звеньев, т.е. на участке главной реки или ее притока.

Сходным образом может решаться задача прогноза распространения по русловой сети выброса загрязняющих веществ, имевшего место на одном из ее участков. При этом дополнительно должны учитываться разбавление, оседание и самоочищение. Модель реакции русловой системы позволяет прогнозировать такие ситуации, когда даже незначительное нарушение требований ГЭБ в нескольких местах может привести к крайне нежелательным последствиям в замыкающем створе за счет суперпозиции реакций водосбора на эти нарушения. Возможна и обратная ситуация, при которой негативный эффект от нарушений ГЭБ на одних участках русловой сети может быть снижен путем своевременной и адекватной коррекции стратегии водопользования на других участках. Особую роль МДРС может сыграть при аварийном сбросе загрязняющих веществ, требующем заблаговременного предупреждения о возможной экологической катастрофе и оперативного снижения водозабора и загрязнения на участках реки, расположенных ниже по течению.

В качестве первого приближения предлагается предельно схематический вариант такой модели для бассейна трансграничной реки Селенги. Были использованы данные гидрометрических наблюдений по 39 российским и 18 монгольским постам. Средняя продолжительность ряда наблюдений по российским постам составила 47 лет, по монгольским – 39 лет. Для описания движения и трансформации вод в русловой сети бассейна использован простейший, но достаточно надежно и хорошо себя зарекомендовавший в службе гидрологических прогнозов метод соответственных уровней. На бесприточном или слабоприточном участке реки уровень HH (t + ) или расход воды QH (t + ) в нижнем створе на момент времени t + прогнозируется по его статистической зависимости от значения, соответствующего той же фазе прохождения паводка значения уровня HВ (t) или расхода QВ (t) в верхнем створе. При этом время добегания соответственных расходов воды на данном участке рассчитывается по его зависимости от HВ (t) или QВ (t). Пример такой зависимости для участка р.Селенги от с.Хутаг до с.Зуунбурэн ( расстояние между ними – 308 км ) представлен на рис. 5.

Для получения расчетного времени добегания производилось осреднение его оценок по определенным интервалам уровня или расхода воды.

Таким образом, факти-чески для всех основных участков р. Селенги и ее притоков с помощью метода соответственных уровней были разрабо-таны методики кратко-срочного прогноза реч-ного стока. В итоге, синтез методик кратко-срочного прогноза на разных участках бассейна оз.Байкал позволил полу-чить приближённую кар-тину движения водного потока во всем бассейне (рис 6).
Рис. 5. График зависимости соответственных уровней воды для участка реки Селенги от с.Хутаг до с.Зуунбурэн
Предложенные зависимости позволяют рассчитать, например, трансформацию волны среднего паводка под влиянием боковой приточности и эффекта распластывания паводка по длине русла. В целом получается модель динамики речной системы, которая позволяет не только прогнозировать движение паводков, но и реакцию речной системы на катастрофический выброс загрязняющих веществ в какой-либо части бассейна. После того, как для бассейна р.Селенги сформулированы требования ГЭБ и разработана МДРС, позволяющая прогнозировать реакцию системы водосбора на какое-либо природное или антропогенное возмущение, появляется возможность существенно повысить научную обоснованность рекомендаций по совместному рациональному использованию и охране водных ресурсов этой трансграничной реки. Практическая реализация изложенных идей может оказаться полезной не только при совместном использовании водных ресурсов трансграничной р.Селенги, но и при использовании и охране водных ресурсов в целом бассейна оз.Байкал. С целью оценки влияния загрязнённых русловых отложений на урбанизированных территориях на экологию р. Селенги и её притоков в диссертации проанализированы факторы урбанизации, влияющие на динамику речного потока, русловой процесс и геоэкологию водотока р. Селенги. Процесс урбанизации на освоенных территориях развивается наи­более активно в тех регионах, которые имеют развитую речную сеть и в достаточной мере обеспечены водой.
По этой причине урбанизация территории неминуемо приводит к существенному воздействию на реч­ной сток, динамику речного потока и ход русловых процессов на участках водотоков не только в пределах самих урбанизированных территорий, но также и на расположенные ниже по течению участки рек значительной протяжённости (рис 7). В числе влияющих факторов, связанных с урбанизацией вдоль р. Селенги, выделим следующие: 1. Водопотребление, регулирование стока во времени и территориальное перераспределение стока. 2. Водоотведение в речную сеть загрязнённых сбросных вод и поверхностного стока с урбанизированной территории.
Рис. 6. Карта-схема нарастания времени добегания среднего по значению паводка до приемного водоема – оз.Байкал (в сутках)

3. Водоотведение полностью либо частично очищенных сточных вод.

4. Регулирование режима уровней в водотоках для обеспечения водозаборов и рекреационных целей.

5. Изменение очертаний речного русла в градостроительных целях и при добыче строительных материалов.

6. Устройство русловыправительных сооружений.

7. Инженерные сооружения в речном русле: мостовые переходы, водозаборы, трубопроводы и пр.

 Загрязнённые участки бассейна реки Селенги на урбанизированных территориях -24

Рис. 7. Загрязнённые участки бассейна реки Селенги на урбанизированных территориях

Перечисленные влияющие факторы, связанные с урбанизацией территории, приводят к изменению жидкого стока, твёрдого стока и к изменению границ речного русла.

Безраз­мерной характеристикой суммарного масштаба или степени воздействия центра урбанизации на водоток Мвл может служить отношение среднего суммарного расхода сбросных и сточных вод Qс к среднегодовому расходу водотока 95 % –й обеспеченности:

. (12)

Этот показатель прямо отражает лишь часть перечисленных выше факторов, учитывая другие лишь косвенно. При Мвл<1 контролируемое воздействие факторов урбани­зации на водоток возможно в ряде случаев производить за счёт значительных па­водковых расходов Qп>>Qc, что обеспечивает сохранность самоочистительной способности водотока и поддерживает сбалансированную экологическую систему близко к бытовой. При Мвл >1 поддерживать удовлетворительное состояние водотока и сохранить экологическую систему становится достаточно сложно и дорого.

Так, по оценкам, в городах Улан-Батор (Монголия) и Улан-Удэ (Россия) этот показатель приближается к единице. На других урбанизированных территориях он лежит в пределах 0,4…0,7.

При решении задач очистки русла следует учитывать, что влияние центра урбани­зации на водоток распространяется по течению ниже границы урбани­зированной территории на расстояние, примерно равное длине участка реки в пределах урбанизированной территории.

В качестве реализации результатов выполненного анализа в диссертации предложены критерии необходимости очистки речного русла р. Селенги.

При решении вопроса о необходимости очистки русла за­грязненность речной воды для незарегулированных водотоков уста­навливается применительно к наименьшему среднемесячному расходу воды года 95% –й обеспеченности, для зарегулированных водотоков – применительно к гарантированному санитарному попуску.

Очистка русла водотока малой и средней водности протяжённостью до 500 км не­обходима, если при обеспечении предельно допустимой концентрации (ПДК) на выпусках сбросных и сточных вод (включая поверхностные стоки) сумма отношений концентраций каждого из загрязняющих ве­ществ с одинаковыми лимитирующими показателями вредности и соот­ветствующим ПДК превышает единицу,

>1. (13)

Для тех случаев, когда суммарный эффект фоновой загрязненности речной воды и её вторичного загрязнения приводит к превышению ПДК

>1, (14)

необходимость очистки русла определяется технико-экономическим расчётом в сравнении с альтернативными вариантами уменьшения объёмов сбросных вод и повышением степени их очистки.

Для крупных водотоков (протяженность более 500 км) необходимость очистки прибреж­ных частей русла устанавливается на основе тех же положений, приведенных выше, но с учётом средней глубины, скорости течения и толщи­ны загрязненного слоя отложений. Должны учитываться также влияние загрязнённых отложений на БПК речной воды, на содержание в воде вредных и токсичных примесей и содержание растворенного в воде кислорода.

В завершение мы разработали структурную схему Программы по очистке загрязнённого русла реки Селенги и её притоков на урбанизированных территориях России и Монголии.

При разработке и осуществлении программы необходим обоснованный подход к определению очерёдности очистки русел рек. Первоочередная очистка водотока должна производиться на территории с наиболее напряжённой экологической обстановкой и наибольшей плотностью населения с учётом их важности в хозяйственном и социальном отношениях.

Программа предусматрива­ет пять этапов (рис. 8).

Программа очистки загрязнённых участков р.Селенги и её притоков на урбанизированных территориях России и Монголии
Поэтапная схема реализации
Проект: Научно-экологическое обоснование проблемы очистки загрязнённых участков русел рек на урбанизированных территориях
Целевая задача проекта: Определение экологического значения проблемы; разработка структуры основных блоков Программы и этапов её реализации
1 этап: Сбор и анализ информации по современному экологическому состоянию и использованию р.Селенги и её притоков, их водосборных площадей и воздушного бассейна на участках урбанизированных территорий
Целевая задача 1 этапа: Выявление главных факторов, определяющих загрязнение участков рек на урбанизированных территориях
2 этап: Разработка научно-методических основ и объективных критериев необходимости очистки загрязнённых участков русел. Выполнение целевой программы научных исследований
Целевая задача 2 этапа: Разработка объективных критериев необходимости очистки участков русла обоснование очерёдности очистки участков русла
3 этап: Проектные проработки по очистке загрязнённых участков русел (стадия ТЭО). Выполнение научных исследований и изысканий на участках, подлежащих очистке
Целевая задача 3 этапа: Определение объёма, состава, стоимости и материальных затрат на очистку загрязнённых участков русел рек
продолжение на следующей странице
4 этап: Проектные проработки по очистке загрязнённых участков русел (рабочее проектирование и стадия ТЭО). Выполнение научных исследований по технологии очистки, утилизации и захоронению загрязнённых грунтов
Целевая задача 4 этапа: Разработка рабочих проектов по технологии очистки и определение мероприятий на водосборных площадях и в воздушном бассейне
5 этап: Выполнение работ по очистке загрязнённых участков русел на урбанизированных территориях России и Монголии. Осуществление комплекса мероприятий на водосборных территориях
Целевая задача 5 этапа: Улучшение экологического состояния участков русел р.Селенга и её притоков на урбанизированных территориях


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 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.