Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле
На правах рукописи
Шарапов Николай Михайлович
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ПРИРОДНЫХ ВОДНЫХ
ОБЪЕКТОВ НА УРОВНЕ СУБЪЕКТА ФЕДЕРАЦИИ
(на примере Забайкальского края)
25.00.36 Ц геоэкология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Чита - 2010
Диссертация выполнена в ГОУ ВПО
Читинский государственный университет
Научный консультант академик РАН, доктор геолого- минералогических наук, профессор | Осипов Виктор Иванович |
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор | Попов Александр Николаевич |
| доктор технических наук, профессор | Косолапов Алексей Евгеньевич |
| доктор технических наук, профессор | Алексейко Иван Сергеевич |
Ведущая организация - | Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск |
Защита состоится л2 апреля 2010 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Да212.299.02 при Читинском государственном университете по адресу: 672039 г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета
Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю совета Д 212.299.02
Факс: (3022) 41-64-44; Web-server: www.chitgu.ru; E-mail: root@chitgu.ru
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке
Читинского государственного университета
Автореферат разослан л25 марта 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета д-р геол.-минерал.наук | В.С. Салихов |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Поверхностные воды - воды водотоков и водоемов, являющиеся источниками водоснабжения, сыграли исключинтельную роль в определении человеком мест его расселения, развитии промышленного и сельскохонзяйстнвенного производства в непосредственной близости от водных объектов. В РФ за последние 40-50 лет экстенсивное освоение и использование природных ресурсов, строительство новых и увеличение действующих производственных мощнностей предпринятий, рост городов и населенных пунктов без учета условий формирования количественных и качественных показателей, привели к нарушению геосистемного равновесия водосборов. Все это сказалось на качестве природных ресурсов и, в первую очередь - на водных. Для выхода из сложившейся ситуации требуется комплекснное решение возникших социально-экономических и экологических проблем. Для обеспечения принципа устойчивого развития современнного общества Концепцией государственной политики в сфере использонвания, восстановления и охраны водных объектов предусматривается постоянное и планомерное снижение вредных воздействий на воднные объекты, т.е. нормирование привноса загрязняющих веществ (ЗВ).
Целью нормирования хозяйственной деятельности, базирующейся на учете экологических и экономических интересов, является установление нормативов допустимого воздействия, обеспечивающих, с одной стороны, соблюдение конституционных прав граждан на чистую воду и благоприятную экологическую среду, а, с другой, - рациональное использование водных ресурсов при условии устойчинвого развития экономики.
К настоящему времени в мире, в том числе и в РФ, накоплен значительный опыт в регламентировании хозяйственнной деятельности. В большинстве экономически развитых стран нормирование качества поверхностных вод осуществляется с помощью метода наилучших существующих технологий. В последнее время превалирует комбинированный подход к ренгулинрованнию качества вод, который объединяет методы наилучших существующих технологий, принцип предельно-допустимых концентраций (ПДК) и другие жесткие нормативы. В нашей стране данной проблемой в разные годы занимались такие ученые, как В.И. Осипов, A.M. Черняев, И.С. Алексейко, С.Д. Беляев, М.Г. Гневашев, К.Г. Гофман, В.И. Данилов-Данильян, В.В. Иванов, А.Е. Косолапов, А.П. Лепихин, П.А. Лозовик, А.П. Носаль, А.В. Платонов, А.Н. Попов, Н.Б. Прохорова, В.Г. Пряжинская, А.Д. Рикун, И.Д. Родзилер, Е.В. Рюмина, О.В. Тютков, А.А. Цхай, И.М. Ширяк, Д.М. Ярошевский и др. В то же время, в РФ современная нормативно-методическая база (в т.ч. нормативы допустимых воздействий, в которых превалирует принцип ПДК) не позволяет в должной мере оценивать экологическое состояние водосборов, а так же производить ранжировку водотоков и выделенных участков рассматриваемого водного объекта, т.е. определять приоритетность вложения средств. Все это приводит к неоправданно высоким инвестициям, выделяемым для реализации водоохранных мероприятий. Таких средств в бюджетах различных уровней (федеральном, субъектов РФ и, тем более, муниципальных) и у водопользователей, как правило, нет. В конечном итоге дефицит средств приводит к субъективному отбору реализуемых мероприятий, не позволяет на практике реализовать концепцию устойчивого водопользования, снижанет эффективность водоохранных мероприятий и, как следствие, к тому, что водные объекты продолжают загрязняться и деградировать.
Таким образом, разработка методологиченских и методических подходов к оценке качества природных вод и принципов управления процессом его формирования является актуальной крупной научной проблемой.
Цель работы заключается в разработке методов, позволяющих на уровне субъекта РФ производить оценку существующего качества вод водных объектов и его планомерное восстановление за счет выполнения первоочередных водоохранных мероприятий, включающих мероприятия на водосборах, с учетом реально имеющихся средств, и с применением моделирования качественного состава вод водных объектов.
Идея работы состоит в том, что на уровне субъекта федерации восстановление качества вод природных водных объектов, учитывая огромные материальные затраты, наиболее рационально вести методом ранжированного ряда водных объектов и их участков с использованием пошагового подхода, в увязке с программами водоохранных мероприятий.
Объектом исследования являются геоэкосистемы водных объектов и их баснсейнов в границах субъекта Федерации.
Предметом исследования является система оценки качества вод водных объектов и методы управления процессом формирования этого качества, включая планирование водоохранных мероприятий на водосборе.
Задачи исследования:
1. Проанализировать влияние деятельности человека на изменение качества вод природных водных объектов на различных исторических этапах.
2. Выявить основные недостатки существующей методологии оценки качественного состава вод с учетом опыта ведущих стран мира.
3. Сформулировать методологию оценки качества вод, которая позволила бы планомерно уменьшать вредные воздействия на природные водные объекты.
4. Выявить эффективный критерий оценки качественного состава вод, учитывающий геоэкологические процессы, происходящие как на водосборе, так и в водном объекте, и на его основе разработать методику сравнительной оценки качества вод.
5. Разработать методику районирования водных объектов для субъекта РФ.
6. Предложить механизм разработки и внедрения региональных нормативов воздействий на природные водные объекты.
7. Апробировать предлагаемую методологию на примере субъекта РФ - Забайкальского края. На ее основе разработать поэтапный план перехода к управлению качеством вод на уровне субъектов РФ.
Научная новизна работы:
- Впервые предложено разделить систему нормирования качественного состава вод на две категории: первая - вода, забираемая из водных объектов и используемая человеком в различных целях и вторая - вода природных водных объектов, как ресурс.
- Предложена методика комплексной сравнительной оценки качества вод природных водных объектов, позволяющая ранжировать водные объекты по привносу ЗВ по территориям (бассейнам и административным образованиям), основанная на использовании сравнительного интегрального показателя, косвенно учитывающего геоэкологические процессы на водосборах;
- Впервые в рамках разработанной методологии собран и систематизирован материал, характеризующий качественный состав вод водных объектов в границах субъекта РФ - Забайкальского края; предложено разрабатывать водохозяйственные программы не по створу, а по участкам для водотоков (по времени - для водоемов), т.е. реализовать территориально-бассейновый принцип управления качеством вод;
- Впервые установлено, что для водотоков приращение концентрации рассматриваемого ЗВ от приращения его массового расхода в границах участков с учетом естественных процессов в водных объектах описывается линейной зависимостью;
- Предложено устанавливать нормативы воздействий на природные водные объекты на ограниченный период времени и увязывать их с программами водоохранных мероприятий, разработанными исходя из экономических возможностей региона.
Практическая значимость и реализация результатов:
- Предложена методика разработки временного норматива допустимых воздействий на водный объект, включающая показатель сущестнвующего состояния (ПСС), ориентировочный требуемый уровень снижения вредных воздействий (ОТУС), программу водоохранных мероприятий (ПВМ) и срок исполнения программы (СИП); разработан механизм реализации норматива.
- Разработанная методика позволила произвести моделирование гидрохимического режима водных объектов и в первом приближении оценить вклад естественных процессов, а так же - разделить ЗВ на условно консервативные и условно неконсервативные вещества.
- Теоретически обоснованная методология и методика апробированы на примере Забайкальского края, что позволило произвести ранжирование бассейнов водных объектов как по экологическому состоянию в целом, так и по характерным видам ЗВ.
- Результаты исследований были испольнзованы при разработке областной целевой программы Обеспечение населения Читинской области питьевой водой и проекта Территориальной подпрограммы действий по совершенствованнию и развитию водохозяйственнного комплекса на территории Читинской области Вода России - ХХI век, проектов муниципальных водоохранных программ и при выполнении Государственного контракта № НИР-03-06 Федерального агентства водных ресурсов Научное обоснование методов обеспечения устойчивого и безопасного функционирования водохозяйственного комплекса Верхнего Амура.
Апробация работы. Результаты работы были представлены, обсуждены и одобрены на международных конференциях Акватерра - 2000 (С.-Петербург, 2000), Акватерра - 2002 (С.-Петербург, 2002); Международном симпозиуме Вода: Экология и технология (Экватек - 2002) (Москва, 2002); Международных конференциях - выставках Чистая вода России - 2001 г. (Екатеринбург, 2001), Чистая вода России - 2003 г. (Екатеринбург, 2003), Чистая вода России - 2005 г. (Екатеринбург, 2005); Всероссийском конгрессе работников водного хозяйства (Москва, 2003); Научной конференции ВСО АВН и Иркутского научного центра СО РАН (Иркутск, 2002); Научной конференции Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования Читинского института природных ресурсов СО РАН (Чита, 2001); V Республиканской научной конференции Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан (Казань, 2003); Экономические реформы в России (С.-Петербург, 2006); Оценка эколого-экономической ситуации загрязнения водных экосистем в бассейне оз.Байкал и управление экологическим риском (Иркутск, 2006); Международной научно-практической конференции Охрана и рациональное использование трансграничных вод (Улан-Удэ - Улан-Батор, 2006), Научной конференции Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований (Чита, ИПРЭКСО РАН, 2006), Международной конференции Состояние и перспективы российско-китайского сотрудничества в области охраны окружающей среды и управления водными ресурсами (Москва, МПР России, 2007), Международной конференции Природоохранное сотрудничество Читинской области и Автономного района Внутренняя Монголия в трансграничных экологических районах (Чита, ЧГГПУ, 2007), VII Всероссийской научно-практической конференции Кулагинские чтения (Чита, ЧитГУ, 2007), Международной научно-практической конференции Экологическая безопасность государств-членов Шанхайской Организации Сотрудничества и X Международном симпозиуме и выставке Чистая вода России - 2008 (Екатеринбург, 2008), VIII Всероссийская научно-практической конференции Кулагинские чтения (Чита, ЧитГУ, 2008, 2009), а так же научных конференциях Забайкальского края и ежегодных научных семинарах Читинского Государственного университета.
ичный вклад соискателя состоит в обосновании идеи работы и ее реализации путем постановки цели и задач исследования, руководства и непосредственного участия в выполнении теоретических, аналитических и экспендиционных исследований, а так же обобщения результатов исследований и разнработки рекомендаций по их использованию, внедрении результатов исследований.
Достоверность и обоснованность защищаемых научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом и результатами аналитических исследований, выполненных в аккредитованных лабораториях, обоснованным использованием методов математической статистики и современных достижений вычислительной техники; значительным объемом экспедиционных исследований; удовлетворительной сходимостью результатов аналитических расчетов с экспедиционными данными и с теоретическими гипотезами и данными других авторов; положительным эффектом внедрения результатов исследований в государственных учреждениях Федерального центра и Забайкальского края.
Методология и методы исследований, исходные материалы. Методологической основой работы являются обобщенные современные представления о формировании качества поверхностных вод в условиях существенного увеличения антропогенного воздействия на водосборы и акватории водных объектов, экологической устойчивости водных экосистем, а так же территориально-бассейновый подход к планированию и реализации мероприятий по повышению качества вод. При проведении исследований использовались методы географо-гидролонгинчеснкого анализа, экспертной оценки, методы картирования. При обработке результатов принменялись методы математической статистики, а также математического моделирования.
В основу работы положены многолетние наблюдения на режимной сети станций и постов Росгидромета, МПР России, а также исследования, выполненные под руководством и при непосредственном участии автора на кафедре водного хозяйства и инженерной экологии ЧитГУ, в ВостокНИИВХ, в том числе экспедиционные данные обследований и измерений.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 68 печатных работах, включая 5 коллективных монографий, 47 статей и 17 тезисов докладов, в том числе 11 публикаций в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикаций результатов докторских диссертаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, занключения и библиографического списка из 244 наименований, содержит 345 страниц текнста, в том числе 48 таблиц, 27 рисунков и 20 приложений.
На защиту выносятся следующие положения:
1) Для эффективного управления качеством вод необходимо разделить объекты нормирования на две категории: Первая категория - вода, как сырье (и/или технологический компонент в производстве той или иной продукции), используемая человеком для приоритетных целей водопользования. Вторая категория - вода природных водных объектов, как естественный компонент природы, природный ресурс.
2) Достижение главной цели - восстановление природного качества вод водных объектов второй категории, должно производиться на региональном уровне в границах бассейнов и административных образований.
3) Региональные нормативы воздействий для бассейнов водных объектов и их участков должны базироваться на критерии сранвннительной оценки качества вод, учитывать геоэкологические процессы, в т.ч. - техногенные, происходящие на водосборах. Одним из таких критериев может служить модуль трансформации ЗВ.
4) Методология восстановления качества вод поверхностных водных объектов включает: оценку существующего состояния; определение ориентировочного уровня улучшения качества вод; разработку программ водоохранных мероприятий; назначение возможного срока реализации программ с учетом экономических возможностей региона и достигнутых на предыдущем этапе результатов.
5) При определении ориентировочного уровня улучшения качества вод и разработке программ водоохранных мероприятий должно осуществляться прогнозирование качественного состава водных объектов, т.е. его моделирование.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному консультанту, академику РАН, д-ру геол.-мин. наук, профессору В.И. Осипову за ценные советы и замечания; д-ру техн. наук, профессору В.Н. Заслоновскому за постоянную помощь при написании работы; благодарит за высказанные замечания и помощь при оформлении работы сотрудников кафедры водного хозяйства и инженерной экологии ЧитГУ (канд.биол.наук, профессора Г.Г. Иванову, канд.техн.наук, доцента А.В. Шаликовского, канд.техн.наук, доцента К.А. Кургановича и др.) и выражает искреннюю благодарность аспирантам и магистрантам кафедры за оказанную помощь при проведении экспедиционных исследований.
В 2006-2007 годах диссертационная работа выполнялась в рамках Государственного контракта № НИР-03-06 Федерального агентства водных ресурсов Научное обоснование методов обеспечения устойчивого и безопасного функциониронвания водохозяйственного компнлекса Верхнего Амура.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, приведены оценка научной новизны полученных результатов и их практическая значимость, дана общая характеристика работы.
В главе 1 лФормирование качества водных ресурсов под влиянием антропогенной деятельности (исторический аспект) на основании подробного анализа влияния развития цивилизации на окружающую среду, в т.ч. на водные ресурсы, сделан вывод о том, что ее развитие на определенном этапе привело к возникновению противоречий между человеком и природой, между хозяйственной деянтельностью и состоянием естественных экосистем. Проанализировано возникновение проблемы нормирования, которая особенно остро проявилась к середине XX века. В последние 40 - 50 лет в отношении природных ресурсов появилась необходимость искусственного регулирования цикла разведка - добыча (изъятие) - использование - утилизация (возвращение в природную среду).
Что касается водных ресурсов, то к середине прошлого века все ярче обозначается необходимость нормирования не состава вод природных водных объектов, а техногенной и антропогенной деятельности на их водосборах, а так же той части водных ресурсов, которая используется для тех или иных целей водопользования. На основе проведенного анализа сделан вывод о том, что при обосновании, разработке и утверждении нормативов водопользования (особенно - качественных показателей) необходимо основываться на следующих принципах:
1. Разделение объектов нормирования (вода, используемая человеком, как сырье или товар, и вода природных водных объектов, как ресурс).
2. Региональный характер нормативов качества природных вод и их временности.
3. Увязка нормативов качества природных вод с планируемой водоохранной деятельностью на водосборах и финансовыми ресурсами на эти цели.
Глава 2 лСовременные методики нормирования качества природных вод посвящена анализу существующих подходов к решению проблемы нормирования вредных воздействий на водные объекты, в т.ч. и ведущих стран мира. Обоснован вывод о том, что задача совершенствования действующей концепции нормирования вредных воздействий на водные объекты является актуальной и требует более подробной проработки следующих аспектов:
Ц разделение объектов нормирования на две категории - вода, забираемая из водных объектов для использования отраслями экономики или населением и вода природных водных объектов - как природный ресурс;
- реализации комплексного территориально-бассейнового подхода к нормированию качества вод природных водных объектов;
- определение последовательности нормирования качества вод природных воднных объектов, расположенных в границах субъектов РФ и отнесенных к их ведению, с учетом реальных финансовых ресурсов, т.е. ранжирование водных объектов и их участков.
В главе 3 лМетодология ОЦЕНКИ И нормирования качественного состава поверхностных водных объектов изложена предлагаемая методология нормирования качестнвенного состава вод поверхностных водных объектов. При этом отмечено, что несправедливо отожествлять требования, предъявляемые к воде, забираемой из водоисточников для использования для тех иных целей, и к воде природных водных объектов, как природного ресурса. Отсюда и неверно поставленная цель системы управления качеством вод, нормированием его - доведение состава вод природных водных объектов до однозначно установленного безвредного содержания загрязняющих веществ - ПДК.
Сделан вывод о том, что ограниченность финансовых средств на реализацию программ по повышению качества природных вод требует такого подхода, который позволял бы выстраивать мероприятия в виде ранжированного ряда, а при их реализации направлять имеющиеся средства на первоочередные и, на основании непрерывного мониторинга, производить корректировку программ с учетом достигнутого качества вод.
Глава 4 МОДУЛЬ ТРАНСФОРМАЦИИ Ц КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ НА ВОДОСБОРЕ И В ВОДНОМ ОБЪЕКТЕ посвящена обоснованию методики, позволяющей производить сравнительную оценку качества вод в пределах бассейнов и территориальных образований.
Для анализа водно-экологической обстановки на водосборе и, как индикатора, в самом водном объекте, предложено применять удельный комплексный показатель, отражающий количественное поступление ЗВ в водный объект с выделенных участков и в целом по бассейну (модуль трансформации ЗВ) и косвенно увязывающий загрязнение и самоочищение, происходящее, как на водосборе, так и в самом водном объекте. Изменение предлагаемого показателя по мере нарастания площади водосбора позволяет сравнивать выделенные участки водосбора и разные водосборы между собой по привносу ЗВ, т.е. с геоэкологических позиций; планировать водоохранные мероприятия, ранжируя их очередность.
В главе 5 лСхема разработки региональных нормативов ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПРИРОДНЫЕ ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ изложена схема разработки региональных нормативов допустимых воздействий, которые предлагается разрабатывать и утверждать для каждого водного объекта по территориально-бассейновому принципу (как по административным единицам, так и по участкам).
Предложена методика назначения ориентировочного требуемого уровня снижения вредного воздействия на водный объект (выделенный участок) по привносу ЗВ.
Впервые на основании математической обработки продолжительного ряда наблюдений, как по гидрологическим, так и по гидрохимическим характеристикам водного объекта, автором показано, что зависимость приращения концентраций -того ЗВ () от приращения массы этого же вещества () в пределах выделенных участков реального водотока, ограниченных существующими стационарными створами, описывается линейной зависимостью: .
В первом приближении предложена методика оценки степени консервативности ЗВ, в т.ч. по коэффициенту корреляции () линейной зависимости.
Глава 6 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ПОДХОДА В СУБЪЕКТЕ РФ (на примере Забайкальского края) посвящена реализации предлагаемого подхода в рассматриваемом субъекте РФ. Подробно описаны и проанализированы результаты экспедиционных исследований основных рек Забайкальского края.
Глава 7 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОД ДЛЯ РЕШЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ посвящена использованию результатов исследования работы для решения прикладных задач. Составлен ранжированный ряд основных водных объектов, расположенных в пределах Забайкальского края; произведен анализ изменения состояния естественного водоема (на примере оз. Кенон); произведен анализ гидрохимических показателей качества воды трансграничного с КНР водного объекта для обоснования выбора контрольных створов (на примере р. Аргунь); приведен пример использования модуля трансформации ЗВ при разработке программ водоохранных мероприятий (на примере р. Ингода); для снижения трудозатрат при проведении экспедиционных обследований участков водотоков, предложена и обоснована зависимость для расчета концентрации -ого ЗВ в произвольном створе, расположенном между стационарными.
В заключении приведены основные выводы и рекомендации по нормированию качества вод природных водных объектов на уровне субъекта РФ.
В приложении приведено сравнение гидрохимических и гидробиологических данных для рек Амурского бассейна, дана краткая характеристика бассейна р. Ингода, представлены результаты качественных анализов экспедиционного обследования основных рек Забайкальского края, приведены гидрохимические профили по длине р. Онон и акты о внедрении результатов диссертационной работы.
Основные научные положения, выносимые на защиту, и их обоснование.
Первое защищаемое положение Ц для эффективного управления качеством вод необходимо разделить объекты нормирования на две категории: Первая категория Ц вода, как сырье (и/или технологический компонент в производстве той или иной продукции), используемая человеком для приоритетных целей водопользования. Вторая категория Ц вода природных водных объектов, как естественный компонент природы, природный ресурс.
К настоящему времени отечественными и зарубежными учеными в вопросах нормирования и управления качеством водных ресурсов накоплен значительный опыт. Основные принципы установления стандартов в ведущих странах мира представлены в таблице 1.
Таблица 1
Зарубежный опыт нормирования водопользования
Страна | Стандарты качества воды | Примечание |
1 | 2 | 3 |
Нидерланды | 1. Краткосрочные целевые показатели (КЦП). 2. Долгосрочные целевые показатели (ДЦП). | Корректировка краткосрочных целевых показателей позволяет добиваться поэтапного конечного результата, т.е. ДЦП. |
Япония* | 1. Показатели качества питьевой воды. 2. Нормативы экологического равновесия водных экосистем. | Если государственные нормативы менее жесткие, то местные органы вправе изменять стандарты в сторону их ужесточения. |
США | 1. Стандарты, основанные на ПДК. 2. Предельно допустимая антропогенная нагрузка назначается по бассейновому принципу. 3. Технологии наилучшего управления. | Штаты могут вводить более строгие, чем федеральные нормативы. Применяется регулирование хозяйственной деятельности на водосборе, а не нормирование содержания того или иного ЗВ. |
Франция | Бассейновый принцип управления. Не устанавливаются жесткие нормативы. Основная роль при управлении отводится механизмам экономического стимулирования | В соответствии с Рамочной Директивой совета Европы бассейновая модель управления по французскому образцу вводится во всех странах Европейского союза |
Окончание таблицы 1
1 | 2 | 3 |
Германия | Три уровня: федеральный, земельный и местный. Нет национальных стандартов качества воды. | Ответственность за качество воды несут власти земель и могут передавать полномочия водяным ассоциациям. |
Канада | Нормирование осуществляют провинции. Стандарты базируются на ПДК загрязняющих веществ. | Инициатива Канады - считать загрязнения окружающей среды, не оправданное интересами общества, уголовным преступлением наряду с убийством и т.д. - является новшеством в праве окружающей среды. |
Особенно заслуживает внимания опыт нормирования вредных воздействий Японии (нормативы экологического равновесия водных экосистем), Нидерландов (КЦП и ДЦП) и США (нормирование хозяйственной деятельности на водосборе).
Что касается РФ, то после принятия Основ водного законондательства Союза ССР и союзных республик (1970 г.) управление качеством вод водных объектов шло по пути ужесточения норм и увеличения числа нормируемых веществ. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами (1975 г.) на государственном уровне закрепили основополагающая роль ПДК в системе нормативов качества; ввели в рассмотрение понятие комбинированного действия нескольких загрязняющих веществ, что было оформлено в виде показателей ЛПВ, характеризующих эффект аддитивности совместного влияния, причем синергизм и антагонизм, свойственные большому числу веществ, во внимание не принимались.
Стало ясно, что введенные нормативы ПДК применимы в достаточно узкой области - они могут дать только санитарно-гигиеническую оценнку состояния водного объекта и не позволяют оценить процесс формирования качественного состава вод. Основными недостатками использования показателя ПДК являются следующие:
Во-первых он установлен, исходя из требований к качеству воды человеческого организма (хозяйственно-бытовые ПДК) или организма рыб (рыбохозяйственные ПДК), а не природного содержания веществ и соединений в водном объекте.
Во-вторых - показатель ПДК привязан к створу или точке водного объекта, где измеряется концентрация, и не отражает процесс формирования этой концентрации по длине реки или акватории водоема. Он не позволяет выявить конкретный источник антропогенного воздействия (таких источников, кроме того, как правило, не один, а множество). Не дает возможности и оценить самоочищение.
В-третьих - показатель ПДК, дающий информацию лишь по концентрации ЗВ в конкретном створе водного объекта никак не связан с территорией его водосбора. А качество воды водного объекта, как известно, формируется, в основном, на водосборе. На площади бассейна происходит как загрязнение стока, попадающего в конечном итоге в водный объект, так и его частичное самоочищение. Диффузионный сток, формирующийся на сельскохозяйственнных и урбанизированных территориях, объем которого соизмерим с точечным, а иногда и превосходит его, никак не учитывается.
В-четвертых - показатель ПДК установлен для всей территории РФ в целом и не учитывает как исторически сложившиеся условия формирования количественных и качественных показателей водных ресурсов, так и уникальность бассейна, в пределах которого происходит их формирование. А, как известно, каждый бассейн характеризуется огромным количеством факторов, определяющих его специфику. Оценка канчества воды водного объекта, базирующаяся на жестких стандартах, полностью игнорирует не только своеобразие и уникальность водосборов, но и природное разннонобразие поверхностных вод.
В-пятых - достижение данных нормативов сопряжено с очень большими финансовыми затратами, которых реально ни у водопользователей, ни у государственных органов управления, как правило, нет.
Главным недостатком существующей системы нормирования водопользования в РФ является то, что она не содержит различий в требованиях к составу вод природных (природно-антропогенных) водных объектов и воды, используемой человеком для приоритетных целей водопользования. Ошибочность такого подхода к норнмированию качества природных вод проистекает, на наш взгляд, из-за неверной трактовки самого термина качество воды. В формулировке ГОСТ 17.1.1.01-77 качество воды - характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования. Установленное государственным стандартом понятие качество воды однозначно связывает его с пригодностью для использования в тех или иных целях. Поставлен знак равенства между составом вод, формирующемся в природной среде, и составом воды, который требуется человеку для ее использования. Однако, было бы неправильно приравнивать требования, предъявляемые к искусственно создаваемым человеком предметам потребления, и качеством объектов, создаваемых природой. Отсюда и неверно поставленная цель системы управления качеством вод, нормированием его - доведение состава вод природных водных объектов до однозначно установленных неоднократно критикуемых - ПДК.
Гораздо правильнее было бы термин качество воды трактовать, как характеристику состава воды, определяющую ее свойства. Тогда суть системы управления будет заключаться в том, чтобы довести состав воды до требуемого качества, но лишь в отношении той ее доли, которая забирается и используется в различных целях. В отноншении же воды природных водных объектов цель управления ее качеством должна состоять в стабилизации существующего состояния, предотвращении дальнейншего загрязнения, а в пределе - к его сокращению и возврату к естественному природному состоянию. Нормирование качества природных вод должно решать не проблему управления водой, как природным ресурсом, а проблему управления техногенной деятельностью человека, изменяющей природное качество этого ресурса.
Методика нормирования качества воды должна хотя бы косвенно отражать геоэкологические процессы на водосборе, а не только качество воды самого водного объекта. Такая методика должна позволять наиболее рационально вкладывать финансовые средства, выделяемые на водоохранные мероприятия.
Это тем более важно с позиций Водного кодекса РФ на основании которого, согласно ст. 26, федеральный центр передает органам государственной власти субъектов полномочия по осуществлению мер по охране водных объектов или их частей, находящихся в федеральной собственности и расположенных на территории субъекта. Средства на осуществление передаваемых полномочий предоставляются в виде субвенций из федерального бюджета. Уже по предварительным оценкам можно сказать, что выделяемых средств, будет недостаточно. Поэтому сравнительный критерий состояния водных объектов, позволяющий производить ранжирование их по привносу ЗВ, выглядит особенно важным, т.к. позволяет направлять выделяемые средства на первоочередные мероприятия и получать максимальный экологический эффект.
Из всего вышесказанного следует, что прежде чем разрабатывать нормативы качества воды, которые должны достигаться и соблюдаться, необходимо разделить объекты нормирования на две категории (рис. 1).
Рис. 1. Категории нормирования качества вод водных объектов
Первая категория - это вода, забираемая из водных объектов и используемая человеком для тех или иных целей (хозяйственно-питьевое, промышленное, сельскохозяйственное водоснабжение, рыборазведение, орошение сельхозугодий и др.)
Вторая категория - это вода природных или природно-антропогенных водных объектов, как естественный природный ресурс, формирующийся под воздействием географических, климатических, ландшафтных, почвенных и др. природных условий (в т.ч. и с учетом антропогенной деятельности).
Разделение водных объектов на две категории позволяет кардинально изменить саму суть нормирования вод. Проблема нормирования вод, относящихся к первой категории, достаточно ясна. Поскольку основная цель в данном случае - соответствие химического состава таких вод требованиям человеческого организма, организмов рыб, растений, животных или воды, как сырья, или технологического компонента в производстве той или иной продукции, то к нормированию ее состава вполне применим принцип ПДК. Данные нормативы качества должны разрабатываться на федеральном уровне и быть обязательными для исполнения на всей территории государства (федеральный норматив). Данные нормативы качества вод должны достигаться в соответствующих системах водоподготовки и рекуперации, а затраты на их достижение - относиться на себестоимость продукции.
Гораздо сложнее (в методологическом, техническом и экономическом планах) обстоит дело с нормированием химического состава вод, относящихся ко второй категории. Предлагаемый подход для этой категории вод сформулирован во втором защищаемом положении.
Второе защищаемое положение Ц достижение главной цели нормирования качественного состава вод второй категории, должно производиться на региональном уровне в границах бассейнов и административных образований.
Формирование качественного состава природных вод происходит как в самом водном объекте, так и на его водосборе и является крайне сложным процессом. Одновременно с процессом образования и привноса непрерывно происходит самоочищение различных ЗВ. На современном уровне знаний разделить эти процессы достаточно проблематично, т.к. основные закономерности его формирования до сих пор в достаточной мере не установлены.
Водные объекты и их бассейны, являются не просто географическими элементами земной поверхности, но и природообразующими геоэкосистемами. Каждая из геоэкосистем своеобразна и уникальна, что влечет за собой своеобразие и уникальность водных ресурсов административной территории, включающей в себя части различных геоэкосистем. Антропогенная деятельность и развитие экономики практически всегда связаны с водопользованием и, следовательно, нарушают баланс, сложившийся в геоэкосистемах. Поэтому административно-бассейновый принцип управления водопользованием следует счинтать наиболее рациональным.
При оценке экологического состояния водного объекта по качественным показателям необходимо учитывать следующее: во-первых, показатели химического состава воды в конкретном створе есть лишь индикатор процессов загрязнения (привноса) ЗВ с поверхности водосбора, на котором происходят как различная техногенная деятельность, так и естественные природные процессы; во-вторых, одновременно с процессом образования и привноса ЗВ, как на водосборе, так и в самом водном объекте, непрерывно идут и процессы их самоочищения; в-третьих, при оценке существующего состояния водного объекта необходимо учинтывать региональные и локальные источники загрязнения (сущенствующие и потенциальные), что необходимо для обоснования рекомендаций по управлению его качеством при освоеннии территории или стабилизации ее экологического состояния.
Управлять природными процессами невозможно, управлять необходимо техногенной деятельностью на водосборе, изменяющей природное качество вод. Поскольку водосбор водного объекта состоит из административных территорий (субъектов, муниципальных образований, а иногда и сопредельных государств), то управление формированием качества вод должно вестись на основании территориально-бассейнового принципа.
Целью управления должно являться - предотвращение дальнейшего загрязнения, стабилизации на существующем уровне (а в идеальном варианте приближение и возврат к природному состоянию). Для достижения этой цели необходимо учитывать:
Во-первых, априори известно, что на достаточно больших пространствах (таких, как территория России или других крупных государств) состав природных вод никогда не был и не может быть абсолютно идентичным. Он формируется по бассейновому принципу с учетом геоэкологических процессов (как природного, так и антропогенного характера), происходящих на водосборе. Стало быть, соответствующие нормативные показатели не могут быть всеобъемлющими. Они должны носить регионально-бассейновый характер.
Во-вторых - поскольку по подавляющему большинству даже весьма крупных водных объектов имеется очень ограниченные в историческом масштабе ряды наблюдений за химическим составом вод (как правило, уже отягощенные антропогенным влиянием), то нет смысла надеяться на разработку лэталона, к которому следует стремиться. Возможен только пошаговый подход к нормированию. Планируемые нормативы должны иметь временный характер и пересматриваться по мере накопления данных регулярного мониторинга.
В-третьих - для достижения основной цели необходимо уменьшение антропогенного влияния на водный объект, т.е. выполнение ряда природоохранных, организационно-технических мероприятий на водосборе, затрагивающих промышленные предприятия, населенные пункты, сельхозугодия и т.д. Мероприятия эти связаны с финансовыми вложениями. Экономические же возможности регионов весьма различны. Устанавливаемые нормативы должны быть неразрывно связаны с целевыми программами, учитывающими современное качество вод водного объекта и планируемый уровень его улучшения, увязанный с экономическими возможностями региона.
Таким образом, нормативы качества вод природных водных объектов должны разрабатываться на региональном уровне (для бассейнов и субъектов РФ) на небольшой временной период и увязываться с конкретными водоохранными программами. Они не могут быть идентичными в масштабах государства, а должны базироваться на оценке качества, присущего природным водам и носящей сравнительный характер.
Существующая в настоящее время практика оценки влияния хозяйственной деятельности на экологическое состояние водного объекта базируется на НДВ. Однако данный показатель фактически так же не учитывает как площадь водосбора, так и его освоенность. Устанавливаемые нормативы допустимых воздействий должны носить технико-социанльно-экономический характер, что обеспечит:
Х Сопоставимость в оценке качества вод различных водных бассейнов и их участков, расположенных на территории субъекта РФ.
Х Реализацию социального равенства населения в возможностях использования воды для личных и производственных нужд.
Х Равномерное и наиболее эффективное вложение средств в мероприятия по улучшению качества природных вод.
Роль федеральных органов управления состоит в координации данных работ по бассейнам и регионам, увязке их в общегосундарстнвенный стратегический план и международном взаимодействии в области качества вод природных водных объектов.
Третье защищаемое положение Ц региональные нормативы воздействий для бассейнов водных объектов и их участков должны базироваться на критерии сранвннительной оценки качества вод, учитывать геоэкологические процессы, в т.ч. Ц техногенные, происходящие на водосборах. Одним из таких критериев может служить модуль трансформации ЗВ.
Оптимальным вариантом определения величины предельно допустимой антропогенной нагрузки на водные объекты является вариант расчета их максимальной ассимилирующей способности. Разность между качеством вод водного объекта в естественном природном состоянии с учетом его ассимилирующей способности, и современным существующим, позволяет определить степень его деградации. Однако, определить же природное состояние из-за скудного количества или полного отсутствия данных для большинства водных объектов, оценить их ассимилирующую способность, разделить привнос и самоочищение, на современном этапе не представляется возможным.
В настоящее время для оценки существующего состояния водных объектов используется статистический анализ содержания тех или иных ЗВ по стационарным постам. Как показывают исследования многочисленных авторов, не представляется возможным установить даже общий характер изменения состава вод во времени: в зависимости от изменения водности может наблюдаться как увеличение, так и уменьшение содержания ЗВ, а в ряде случаев наблюдаются максимумы или минимумы. Это связано со стандартностью применяемых подходов: анализ трансформации качественного состава проводится по каждому отдельному створу, при этом не учитываются процессы, происходящие по длине водотока между выделенными створами или по времени - для водоема.
Фактическое состояние водного объекта, его отклонение от природного, зависит от большого числа факторов. Следовательно, для анализа водно-экологической обстановки на водосборе и, как индикатора, в самом водном объекте, наиболее целесообразно применять удельный комплексный показатель, отражающий количественное поступление конкретного ЗВ и их совокупности в водный объект с определенной территории и их изменения по мере нарастания площади бассейна.
Удельный комплексный показатель должен позволять: во-первых, сравнивать различные площади водосбора и разные водосборы между собой по поступлению ЗВ; во-вторых, отражать экологическое состояние всего водосбора, геоэкологические процессы, происходящие на нем, а не только качество воды самого водного объекта; в третьих, с учетом ограниченности финансовых средств на водоохранные мероприятия наиболее рационально вкладывать эти средства, ранжируя их очередность во времени, исходя из наличия финансовых средств.
Для того чтобы подойти к объективным показателям оценки качества воды водных объектов, принципам построения программных мероприятий, проанализируем простейшую модель формирования качественного состава воды на участке водосбора, ограниченном верхним (1) и нижним (2) створами (рис. 2).
Рис. 2. Схема выделенного расчетного участка в бассейне реки:
- площади водосборов расчетных участков; - площадь всего бассейна реки
Массовый расход ЗВ в любом створе (), как известно, определяется не только составом сточных вод, но и антропогенной деятельностью на водосборе, а также естественными природными процессами происходящими в самом водном объекте, и рассчитывается по формуле: , где и - соответственно концентрация раснсматриваемого -ого ЗВ и расход воды в -ом створе. Приращение массового расхода ЗВ, формирующегося на водосборной площади, ограниченной верхним и нижним створами участка водного объекта складывается из: сосредоточенных источников, т.е. ; диффузного стока, который формируется на водосборе и состоит из загрязнений как природного (), так и антропогенного происхождения , т.е. ; дополнительного диффузного стока, который поступает из донных отложений (вторичного загрязнения), т.е. . Определенная часть ЗВ самоочищается за счет природных процессов, как на территории водосбора, так и в самом русле реки, т.е. .
Если обозначить массовый расход ЗВ, ограниченной входным и выходным створами участка водотока через (за рассматриваемый промежуток времени - для водоема), то балансовое уравнение рассматриваемого участка будет иметь вид:
(1) |
Преобразуем уравнение (1), получим:
. | (2) |
Если обозначить отношение расхода самоочищения к массовому расходу загрязнения водосбора через коэффициент самоочищения водосбора ():
, | (3) |
а отношение приращения массового расхода загрязнения, к расходу загрязнения водосбора через коэффициент трансформации загрязнения ():
, | (4) |
то окончательно уравнение (4) можно записать:
. | (5) |
Решить уравнения (1) или (5) аналитически невозможно, но на основании их можно анализировать состояние водосбора и водного объекта. По соотношению (5) логично выделить три зоны значения и соответствующего ему :
(I)
(II)
(III)
Зона (I) - критическое состояние, т.е. самоочищения практически не происходит и характеризуется полной деградацией водного объекта (антропогенное состояние). Все ЗВ транзитом перемещаются и накапливаются по длине реки и водосбора.
Зона (II) - переходное состояние, при котором скорость самоочищения соизмерима со скоростью образования загрязнений.
Зона (III) - благополучное состояние, т.е. самоочищающая способность водосбора и реки превосходит скорость поступления ЗВ.
При освоении водосбора значения коэффициентов будут изменяться. С увеличением антропогенной нагрузки и при отсутствии водоохранных мероприятий коэффициент самоочищения будет стремиться к нулю, а коэффициент трансформации - к единице и, как следствие, водосбор и водный объект будут приближаться к зоне (I).
Графически схему экологического состояния водного объекта и его водосбора можно представить, как это показано на рисунке 3.
Рис. 3. Схема экологического состояния водного объекта и его водосбора
В табличной форме это выглядит следующим образом (табл. 2).
Таблица 2
Значения коэффициентов самоочищения Ксо и трансформации Ктр загрязнений в зависимости от категории состояния водосборов и водных объектов
Категория состояния водосбора и водного объекта | Значения коэффициентов | Значения разности массовых расходов | Состояние водосбора и водного объекта | |
I | 0 | 1 | = | Полнностью деградированы |
II | 0Е1 | 1Е0 | =Е0 | Ассинминлируют часть загрязнений |
III | >1 | <0 | < 0 | Полнностью ассимилируют загрязненния и имеют запас самоочищаюнщей способности |
Конечной целью программы по стабилизации и последующему восстановлению состояния водного объекта и его водосбора является назначение уровня (целевого показателя ЦП), планируемого в результате выполнения водоохранных мероприятий (рис. 3). Это и есть тот долгосрочный ДЦП или краткосрочный КЦП (в зависимости от масштабов программы) целевой показатель, предусмотренный в идеологии А.М. Черняевым и С.Д. Беляевым. Его достижение связано с повышением значения коэффициента самоочищения водосбора (рис. 3). Назначение ДЦП и КЦП, а, следовательно, и зависит от исходного состояния объекта и объема средств, которые могут быть вложены в выполнение программных мероприятий. В качестве начальных ЦП в зависимости от состояния объекта могут быть приняты, как предлагается А.М. Черняевым и С.Д. Беляевым, значения ПДК или более мягкие (в дальнейшем они будут повышаться, лужесточаться). Однако, поскольку речь идет не только о самом водном объекте, но и деятельности на его водосборе, такой показатель должен быть привязан не к створу, а через створы (как индикаторы загрязнений водосбора) к площади его бассейна. Это позволяет оценивать удельную нагрузку данного водосбора в сравнении с соседними участками, бассейном реки в целом и соседними бассейнами (вплоть до территории России в целом).
Таким образом, необходим такой показатель (норматив) качества вод природных водных объектов, который позволял бы:
Х оценивать и сравнивать качество вод как в границах административно-терринториальных образований, так и в границах природных водных бассейнов и их участков;
Х ранжировать по степени вклада в общее загрязнение природных вод конкретных бассейнов, административных образований и участков;
Х исходя из реально имеющихся средств, планировать вложение их в водоохранные мероприятия, которые дадут максимальный экологический эффект;
Х учитывать региональные особенности формирования качества вод и природное содержание ЗВ, которое снижать нецелесообразно;
Х планировать возможность использования вод водных объектов на выделенных участках для тех или иных целей;
Х оптимизировать систему мониторинга качества вод водных объектов;
Х рассчитывать реально достижимые нормативы допустимых воздействий на водные объекты и их участки;
Х по истечении установленного срока пересматривать вышеуказанные нормативы на основании оценки произошедших изменений качества вод.
Такой совокупности условий удовлетворяет интегральный показатель сравнительной оценки качества вод водных объектов, базирующийся на показателе экологического состояния водосбора и водного объекта, т.е. модуль трансформации () -того ЗВ на ()-ом рассматриваемом участке и представляющий собой отношение приращения массового расхода () к площади этого участка ():
. | (6) |
Данный показатель в пределах выделенных участков и в целом по бассейну является объективным критерием экологического состояния водосбора и водного объекта, поскольку является удельной величиной, увязывающей поступление ЗВ с водосбора и самоочищение, происходящее, как на водосборе, так и в самом водном объекте.
Для участков с отрицательными модулями выноса , в пределах которых приращение массового расхода -того ЗВ , можно сделать следующие выводы: во-первых, в пределах этих участков процессы самоочищения преобладают над поступлением ЗВ и они являются участками относительно благополучного экологического состояния; во-вторых, на определенном этапе разработки программы по стабилизации и последующего улучшения состояния водного объекта они могут быть исключены из числа участков с планируемыми программными мероприятиями.
Графически кривая приращения массового расхода ЗВ по участкам с нарастанием площади водосбора от истока к устью, представлена на рисунке 4. Необходимо отметить, что трансформация ЗВ на начальном участке является отдельной, весьма сложной задачей и в настоящей работе не рассматривалась.
Рис. 4. Схема интегральной кривой массового расхода ЗВ с нарастанием площади бассейна
Тангенс угла наклона () любой секущей или касательной линии к интегральной кривой есть модуль трансформации ЗВ на данном участке ():
. | (7) |
Если найти отношение модуля трансформации -го ЗВ для участка (), к модулю трансформации данного вещества с территории бассейна в целом (), то можно сделать вывод об экологическом состоянии каждого выделенного участка по отношению к состоянию бассейна водотока в целом: если это отношение меньше единицы, то на данном участке экологическое состояние более благоприятное, в противном - худшее. На рисунке 4 участки (II), (IV) и (V) являются участками с относительно благополучным экологическим состоянием (табл. 1, зона III).
Все вышеописанные рассуждения относились к одному-тому ЗВ. На практике же мы имеем дело с целым спектром ЗВ. Следовательно, требуется некий интегральный показатель качества воды водных объектов. Таковым может служить среднее значение модуля трансформации, рассчитанного по формуле (6), по группе определенных регионально значимых ЗВ, перечень которых можно составить на основании многолетних данных сети постов мониторинга гидрометеослужбы. Определять такой показатель удобно в соответствии с правилами матричного исчисления. А порядок расчета следующий.
По формуле (6) для каждого регионально значимого ЗВ по всем выделенным участкам и в замыкающем створе рассчитываются их модули трансформации. Следует заметить, что при расчете модуля трансформации в замыкающем створе принимается не приращение, а массовый расход соответствующего ЗВ в этом створе. Затем рассчитывается бальная оценка () для всех -ых веществ по -ым выделенным участкам по длине водотока (расчетным годам - для водоема), представляющая собой отношение модуля трансформации по -ому веществу в рассматриваемом створе () к модулю трансформации по этому же веществу в замыкающем створе () для водотока (природного исходного состояния для водоема).
По полученным данным составляется матрица исходного состояния водного объекта (табл. 3).
Таблица 3
Интегральная матричная оценка состояния водного объекта по гидрохимическому качеству воды (существующее состояние)
Вещество | Годы для водоемов (для водотоков расчетные участки) | Суммарный бал | |||
1 | 2 | Е | m | ||
1 | Е | ||||
Е | Е | Е | Е | Е | |
n | Е | ||||
Е | |||||
Примечание: В соответствии с правилами матричного исчисления суммарный балл () в таблице 2, рассчитанный, как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости должен быть одинаковым и является контролем правильности выполненных расчетов.
Суммарный балл и является показателем существующего состояния водного объекта. Он отражает усредненное состояние водного объекта и его водосбора по регионально значимым ЗВ по сравнению с общим состоянием всего водосбора по замыкающему створу для водотоков (с исходным состоянием - для водоемов), увеличение которого указывает на ухудшение экологического состояния водного объекта (поступление ЗВ преобладает над процессами самоочищения), а понижение - на его стабилизацию.
На основании данного подхода предлагается методика сравнительной оценки качества вод бассейнов, участков водотоков и водоемов.
Четвертое защищаемое положение Ц методология восстановления качества вод поверхностных водных объектов включает: оценку существующего состояния; определение ориентировочного уровня улучшения качества вод; разработку программ водоохранных мероприятий; назначение возможного срока реализации программ с учетом экономических возможностей региона и достигнутых на предыдущем этапе результатов.
Сравнительная оценка качества вод бассейнов водотоков в границах субъекта РФ (внешняя задача). В основу предлагаемой оценки положен территориально-бассейновый принцип, который предусматривает районирование водных объектов субъекта РФ, как по их бассейнам, так и по административным образованиям и представляется в виде матрицы формата Бассейн - административная единица - загрязняющее вещество.
Для оценки по имеющейся сети постов гидрометеослужбы по всем водным объектам в границах субъекта РФ в замыкающих створах используются среднегодовые значения расхода воды и концентрации приоритетных ЗВ и рассчитываются их массовые расходы ():
, | (8) |
Как известно (СанПиН 2.1.5.980-00), все ЗВ подразделены на 4 класса опасности: 1 класс - чрезвычайно опасные; 2 класс - высокоопасные; 3 класс - опасные; 4 класс - умеренно опасные и 4-э - лэкологический. Поэтому вводятся поправочные коэффициенты (), численные значения которых в первом приближении можно принять следующие: 4 класс и 4-э - 1; 3 класс - 2; 2 класс - 3 и 1 класс - 4. Для предварительной оценки качественных характеристик трансграничных водных объектов в первом приближении доля субъекта РФ рассчитывается пропорционально площади водосбора и формула для расчета модуля трансформации -ого ЗВ для каждого -ого водотока имеет вид:
, | (9) |
где - площадь водосбора рассматриваемого водотока в замыкающем створе; - коэффициент пропорциональности; - площадь водосбора -той реки в пределах субъекта РФ.
Для каждого -ого ЗВ определяется среднее значение модуля трансформации из всех рассматриваемых водных объектов в границах субъекта РФ:
, | (10) |
где - количество рассматриваемых водотоков в пределах субъекта РФ.
Балльная оценка существующего состояния для каждого водотока для -ого водотока по -ому ЗВ в границах субъекта РФ:
. | (11) |
Интегральная сравнительная оценка качества воды для -ого водотока по приоритетным ЗВ рассчитывается как среднеарифметическое значение из всех:
, | (12) |
где - количество приоритетных региональных ЗВ.
Данная осредненная оценка позволяет: во-первых, произвести ранжирование всех водотоков рассматриваемого субъекта по привносу ЗВ, т.е. провести их районирование; во-вторых, выявить из всего перечня те ЗВ, которые имеют максимальный массовый расход, и возможные источники их поступления; в-третьих, определить приоритетность вложения средств в водные объекты по повышению их качества с целью достижения максимального экологического эффекта в целом по субъекту РФ.
Ранжированный ряд основных водных объектов в границах Забайкальского края, произведенный по предлагаемой методике, представлен в таблице 4.
Таблица 4
Ранжированный ряд основных водных объектов в границах Забайкальского края
Бассейн | Водный объект | Вклад водного объекта в общее загрязнение вод края |
Амурский | р. Ингода | 0,27 |
енский | р. Олекма | 0,25 |
Байкальский | р. Хилок | 0,12 |
Амурский | р. Аргунь | 0,08 |
Байкальский | р. Чикой | 0,08 |
Амурский | р. Шилка | 0,07 |
Амурский | р. Онон | 0,06 |
енский | р. Чара | 0,05 |
енский | р. Витим | 0,02 |
Формирование природных водных объектов происходит по бассейновому принципу. В то же время, необходимо учитывать следующее. Как правило, речной бассейн практически никогда не совпадает с территориальными границами муниципальных образований (единственным обособленным бассейном в Забайкальском крае является бассейн р. Чикой). На некоторых из них могут формироваться водные ресурсы разных речных бассейнов (например, в границах Читинского района Забайкальского края формируются реки, относящиеся к Амурскому, Байкальскому и Ленскому бассейнам). Может включать как территории соседних субъектов Федерации, так и сопредельных государств (например, на территории Забайкальского края трансграничная р. Аргунь). Поэтому сравнительную оценку рассматриваемого водотока по привносу ЗВ (внутренняя задача) предлагается производить в границах муниципальных образований. Для сравнительной оценки качества вод выделенных участков предварительно по формуле (8) рассчитываются среднегодовые массовые расходы приоритетных ЗВ. Удельным показателем изменения -ого ЗВ в пределах выделенного ()-ого участка бассейна -того водотока -того муниципального образования является модуль трансформации этого вещества (), представляющего собой отношение приращение массового расхода () к площади водосбора (), т.е.:
. | (13) |
Модуль трансформации -ого характерного ЗВ для каждого -того муниципального образования, которые расположены в пределах рассматриваемого бассейна -ого водотока, рассчитывается по формуле:
. | (14) |
где - приращение массового расхода -ого ЗВ в границах -того муниципального образования:
, | (15) |
где и - соответственно массовые расходы -ого ЗВ.
Интегральная бальная оценка существующего состояния производится по отношению модуля трансформации в пределах рассматриваемого ()-ого участка () к таковому в замынкаюнщем створе -того муниципального образования бассейна -ого водотока (), т.е.:
. | (16) |
Интегральная сравнительная бальная оценка существующего состояния рассматриваемого бассейна -ого водотока по участкам в границах -того муниципального образования производится по формуле:
. | (17) |
Данная осредненная оценка позволяет произвести ранжирование всех выделенных участков по привносу ЗВ с их водосборной площади в пределах рассматриваемого бассейна водотока.
Для апробации предлагаемой методики было проведено экспедиционное обследование основных рек Забайкальского края. Основные параметры обследованных бассейнов и водных объектов приведены в таблице 6.
Таблица 6
Основные характеристики обследованных рек Забайкальского края
Наименование водного объекта | Период обследования | Число жителей, тыс. человек | Характеристики водного объекта | |
Площадь вондосбора, тыс. км2 | Длина водотока | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
АМУРСКИЙ БАССЕЙН | ||||
р. Аргунь* | 2004, 2006-2007 годы | 193,0 или 15 % населения края | Общая 164 (в т.ч. на территории РФ 49,1) | Общая 1620 км (951 км - в Забайкальском крае) |
р. Ингода | 2000-2003 годы | 446,8 или 35 % населения края | 37,2 | 708 км |
р. Онон | 2002-2004 годы | 254,7 или 21 % населения края | Общая 96,2 (в т.ч. на территории РФ 70,6) | Общая 918 км (538 км - в Забайкальском крае) |
р. Шилка | 2003-2005 годы | 141,6 или 11 % населения края | 72,48 (без учета р.р. Онон и Ингода) | 560 км |
Озеро Кенон | 2001-2003 годы | - | 0,227 | Длина береговой линии - 17,4 км |
БАЙКАЛЬСКИЙ БАССЕЙН | ||||
Окончание таблицы 6
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
р. Чикой | 2001-2004 годы | 21,6 или 1,7 % населения края | Общая 44,7 (36,6 в Забайкальском крае) | 700 км (452 км - в Забайкальском крае) |
р. Хилок | 2001-2004 годы | 80,8 или 6,3 % населения края | Общая 38,3 (27,4 в Забайкальском крае) | 773 км (600 км - в Забайкальском крае) |
Примечание: * В 2006-2007 годах диссертационная работа выполнялась в рамках Государственного контракта № НИР-03-06 Федерального агентства водных ресурсов Научное обоснование методов обеспечения устойчивого и безопасного функциониронвания водохозяйственного компнлекса Верхнего Амура
Пример сравнительной оценки существующего состояния бассейна р. Ингода по выделенным участкам по экспедиционным данным по привносу ЗВ приведен в таблице 5.
Таблица 5
Сравнительная оценка качества воды р. Ингода по привносу ЗВ
Определяемый ингредиент | Город Чита | Шилкинский район | Улетовский район | Карымский район | Читинский район | Сумма | Среднее по бассейну | Вклад вещества |
БПК | 0,00 | 0,00 | 3,33 | 0,00 | 0,30 | 3,63 | 0,73 | 0,01 |
Нефтепродукты | 7,37 | 0,00 | 0,51 | 19,73 | 0,56 | 28,17 | 5,63 | 0,06 |
Железо общее | 15,38 | 11,12 | 1,31 | 0,00 | 0,01 | 27,82 | 5,57 | 0,06 |
Цинк | 4,94 | 19,32 | 0,06 | 0,20 | 0,00 | 24,52 | 4,90 | 0,05 |
Никель | 3,10 | 17,17 | 0,13 | 0,10 | 0,03 | 20,53 | 4,11 | 0,04 |
Хром | 0,00 | 0,00 | 2,60 | 0,00 | 6,35 | 8,95 | 1,79 | 0,02 |
Фенолы | 0,00 | 14,07 | 5,55 | 0,00 | 2,09 | 21,71 | 4,34 | 0,04 |
СПАВ | 0,00 | 0,00 | 0,50 | 14,73 | 3,61 | 18,84 | 3,77 | 0,04 |
Ионы аммония | 25,25 | 3,48 | 0,96 | 4,55 | 0,00 | 34,24 | 6,85 | 0,07 |
Нитраты | 30,03 | 10,98 | 0,00 | 0,83 | 0,00 | 41,85 | 8,37 | 0,08 |
Нитриты | 64,25 | 15,19 | 35,84 | 0,00 | 0,00 | 115,28 | 23,06 | 0,23 |
Медь | 19,55 | 12,28 | 0,37 | 0,17 | 0,00 | 32,40 | 6,48 | 0,07 |
Фосфаты | 92,57 | 12,06 | 4,54 | 0,00 | 0,00 | 109,17 | 21,83 | 0,22 |
Марганец | 0,00 | 0,00 | 0,16 | 0,62 | 7,07 | 7,84 | 1,57 | 0,02 |
Сумма | 262,43 | 115,67 | 55,86 | 40,95 | 20,02 | 494,92 | ||
Среднее по участку | 18,75 | 8,26 | 3,99 | 2,93 | 1,43 | 7,07 | ||
Вклад участка | 0,53 | 0,23 | 0,11 | 0,08 | 0,04 | 1,00 |
Для снижения трудозатрат при проведении экспедиционных обследований автором на основании -теоремы Букингэма предложена зависимость для расчета приведенной концентрации ()-ого ЗВ:
, | (18) |
где: - приведенный порядок процесса; - температура воды на момент обследования участка; и - показатели степени, численное значение которых определяются экспериментально для каждого -ого ЗВ; - число Фруда; и - соответственно средняя скорость и глубина потока в пределах рассматриваемого участка; - приведенный коэффициент диффузии; - коэффициент динамической вязкости; - исправленный коэффициент турбулентной диффузии, суммарно характеризующий условия перемешивания в речном потоке; - поправочный коэффициент; - коэффициент турбулентной диффузии; - коэффициент Шензи; - величина, являющаяся функцией коэффициента Шези : ; - осредненная по времени и по глубине значение поперечной составляющей скорости; - динамическая скорость; - ускорение свободного падения; - среднее значение абсолютной величины пульсационной скорости; - безразмерное характерное число турбулентного потока; - константа скорости процесса, рассчитываемая по формуле:
. | (19) |
где: - безразмерный параметр; - число Струхала; - время добегания потока до произвольного створа.
Данная зависимость прогноза трансформации ЗВ по длине водотока применена в Лимнологическом институте СО РАН (г. Иркутск), на примере р. Селенга.
Необходимо так же отметить, что, если найти произведение интегральной сравнительной оценки по всем -тым водотокам в пределах субъекта РФ на интегральную сравнительную оценку существующего состояния по всем рассматриваемым участкам бассейнов водотоков в границах -тых муниципальных образований, то можно произвести ранжирование всех выделенных участков по привносу ЗВ в целом по субъекту. Это позволяет определить приоритетность вложения средств в конкретные участки водотоков с целью достижения максимального экологического эффекта в границах рассматриваемого субъекта, а так же - формировать муниципальные программы водоохранных мероприятий.
Сравнительная оценка качества вод водоемов. Водоемы отличаются от водотоков замедленным или практически отсутствующим водообменном, поэтому порядок расчета для них значительно отличается от водотоков. Для сравнительной оценки качества воды водоемов необходим продолжительный ряд -лет наблюдений, который должен охватывать -лет естественного состояния водоема, а так же непосредственно в период его хозяйственного использования, продолжительностью ()-лет. Основными исходными данными являются среднегодовые объемы водоема () и концентрации приоритетных ЗВ (). Порядок оценки следующий. На первом этапе по каждому году для всех -лет наблюдений за каждый год имеющегося ряда наблюдений за период -лет естественного состояния водоема по каждому-му ЗВ рассчитываются среднеарифметические значения их массовых расходов:
, | (20) |
где - порядковый номер года из -лет наблюдений.
Бальная оценка по -му ЗВ представляет собой отношение массового расхода с первого года ()-лет антропогенного воздействия на рассматриваемый водоем к его среднеарифметическому значению в естественном состоянии:
. | (21) |
Интегральная сравнительная бальная оценка экологического состояния водоема для каждого года за период ()-лет его хозяйственного использования определяется по формуле:
, | (22) |
где - количество приоритетных региональных ЗВ.
Графическая зависимость позволяет наглядно проследить этапы изменения исходного состояния водоема на примере оз. Кенон (рис. 5).
Природное состояние | Переходное состояние | Природно-антронпогенное состояние | Антропогенное состояние |
1 этап | 2 этап | 3 этап | 4 этап |
1965 1981 2006 (прогноз)
Рис. 5. Интегральная сравнительная оценка и этапы изменения экосистемы оз. Кенон
Таким образом, назначение нормативов допустимых воздействий на водные объекты и их водосборы должно производится на основании фактического состояния водного объекта, а основополагающие принципы их назначения должны быть следующими: Первый - региональность. Второй - временность. Третий - разработка программы водоохранных мероприятий. Четвертый - регулярный мониторинг и пересмотр нормативов. Пятый - увязка с наличием финансовых средств.
В этих условиях наиболее эффективно применять следующий подход к расчету нормативов допустимых воздействий на водные объекты:
1. На первом этапе расчетные нормативы носят временный характер, направлены на стабилизацию существующего экологического состояния водного объекта, которое определяется показателем существующего состояния.
2. Одновременно разрабатывается перечень ПрограммыЕ по стабилизации и поэтапному восстановлению водного объекта, а так же ориентировочный требуемый уровень при реализации намеченных мероприятий и срок исполнения программы.
3. В процессе реализации мероприятий ПрограммыЕ на основании непрерывного мониторинга нормативы должны периодически пересматриваться с учетом вновь накопленных данных фактического изменения экологического состояния водного объекта, а так же достигнутого уровня по сравнению с планируемым. Ведутся наблюдения по уточнению природного фона.
4. На всех последующих этапах вводимые нормативы ужесточаются в сторону приближения к уточненному природному фону.
В соответствии с данным подходом предлагается под временным нормативом допустимых воздействий на водный объект (его участок) по привносу ЗВ понимать комплекс следующих показателей:
1. Показатель существующего состояния водного объекта (участка) по привносу химических веществ и соединений - ПСС.
2. Ориентировочный требуемый уровень снижения вредного воздействия на водный объект (участок) по привносу химических веществ и соединений - ОТУС.
3. Программу водоохранных мероприятий - ПВМ.
4. Срок исполнения программы ПВМ и достижения ориентировочного уровня вредного воздействия на водный объект (участок) - СИП.
Реализация программы должна осуществляться при постоянном мониторинге состояния водного объекта, что позволит оценить эффективность предлагаемых мероприятий и произвести их корректировку на последующих этапах.
Пятое защищаемое положение Ц при определении ориентировочного уровня улучшения качества вод и разработке программ водоохранных мероприятий должно осуществляться прогнозирование качественного состава водных объектов, т.е. его моделирование.
При разработке целевых программ (назначении ОТУС), оценки эффективности планируемых мероприятий необходимо производить прогнозирование качества вод водных объектов. Теоретические исследования и практический опыт как отечественных, так и зарубежных исследователей показал, что даже для достаточно крупного водного объекта эффективность известных прогнозных моделей качественного состава вод в значительной мере определяется полнотой и адекватностью задания исходной информации. Для прогнозирования гидрохимического режима водных объектов используется большое количество различных моделей, направленных на решение таких задач, как трансформации ЗВ по длине водотока; гидрологического и гидрохимического режимов водного объекта; источников загрязнения; размеров расчетной области и др. Разработанные в настоящее время математические модели, в зависимости от вида уравнения, исследуемой области и краевых условий для расчета поля концентраций примесей, позволяют применить один из следующих методов решения: точное аналитическое решение; приближенные аналитические методы; метод гидравлического моделирования; численные методы. Для каждого водного объекта должна создаваться гидродинамическая модель, полностью адаптированная к его особенностям и отвечающая следующим требованиям:
1. Отражать основные закономерности формирования качественного состава вод водных объектов.
2. Расчет трансформации ЗВ должен производиться за относительно короткое время и при экономичном использовании требуемых ресурсов.
3. Должны быть указаны методы идентификации параметров модели.
В то же время, применение математических моделей в настоящее время ограничено по двум причинам. Во-первых, для использования этих методов требуется значительное количество исходных данных, имеющих достаточно высокую точность, и большие вычислительные ресурсы. Во-вторых, при использовании только осредненных по сечению потока характеристик модели существенно теряют свои преимущества. Еще более сложной является проблема оценки исходных параметров моделей (как правило, сложные многокомпонентные модели более чувствительны к точности задания исходных параметров). Достаточно адекватное задание параметров таких моделей в общем случае возможно на основе многолетних, детальных и комплексных гидрохимических, гидрологических и гидробиологических наблюдений. Поэтому при создании системы оперативного прогнозирования и нормирования техногенных нагрузок, при достаточно ограниченном объеме исходной информации, в первую очередь, гидрохимического, гидробиологического характера, целесообразно использовать более простые модели.
Предлагается следующий подход назначения ориентировочного требуемого уровня снижения вредного воздействия на водный объект по привносу ЗВ, базирующийся на уравнении материального баланса.
Рассмотрим выделенный участок реки, ограниченный верхним -ым и нижним ()-ым створами (рис. 6). Выразим массовый расход -того ЗВ в нижнем створе () через таковой в верхнем (), самоочищающую способность водного объекта () и поступление этого же вещества в пределах выделенного участка, как с диффузионным, так и с сосредоточенным стоками (, где - количество сосредоточенных притоков), т.е. ():
. | (23) |
Рис. 6. Схема изменения расходов воды в реке, массового расхода и концентрации j-того ЗВ, на участке реки от верхнего -ого створа до нижнего (i +1)-ого створа
На современном этапе развития науки по данному вопросу решить уравнение (23), а так же разделить поступление ЗВ и их самоочищение не представляется возможным.
Известно, что формирование качественного состава в водном объекте происходит под действием двух взаимосвязанных процессов - это чистого механического разбавления и под действием естественных процессов. Рассмотрим частный случай изменения качественного состава водотоков, - случай чистого разбавления, который наиболее часто используется в практике гидрохимических расчетов. Для него характерны следующие условия:
1) Изменение концентраций ЗВ происходит только за счет их поступления и последующего разбавления в пределах выделенного участка, т.е. .
2) Изменения масс ЗВ за счет естественных процессов в водном объекте на этом участке, не происходит, т.е. , поэтому .
3) Расход воды в нижнем створе () складывается из транзитного расхода, протекающего через верхний створ (), и сформировавшегося расхода в пределах выделенного участка как за счет сосредоточенного, так и диффузионного стоков, т.е.: , при этом .
Уравнение для расчета приращение концентраций -того ЗВ между рассматриваемыми створами может быть записано в следующем виде:
. | (24) |
Если уравнение (24) преобразовать, то окончательно оно может быть записано в следующем виде:
, | (25) |
которое и описывает трансформацию рассматриваемого ЗВ в случае чистого разбавления. Если в уравнении (25) ввести обозначения: первое: , которое позволяет сделать вывод о том, что оно не зависит от вида ЗВ и равно обратной величине расхода водотока в замыкающем ()-ом створе, и второе: , то оно может быть преобразовано к линейному виду:
. | (26) |
Рассмотрим реальный водный объект, для которого процессы самоочищения и привноса неразделимы и практически всегда присутствуют. Фактический баланс всех процессов для реальных условий описывается уравнением:
. | (27) |
Имея продолжительный ряд наблюдений, как по гидрологическим, так и по качественным характеристикам водного объекта для каждого ЗВ, и их последующая математическая обработка по рекам Амурского и Байкальского бассейнам показала, что в реальных условиях зависимость приращения концентраций -того ЗВ () от приращения масс этого же вещества () в пределах участков водотока, ограниченных существующими стационарными створами, описывается линейным уравнением вида:
, | (28) |
где , , и - соответственно действительные массы и концентрации -того ЗВ в верхнем и нижнем створах водотока; и - соответственно значения углового коэффициента и свободного члена для этого же вещества, численные значения которых для рассматриваемых участков, для водотока в целом, а так же для разных водотоков - неодинаковы. Они учитывают как исторически сложившиеся условия формирования количественных и качественных показателей, так и уникальность бассейна, в пределах которого происходит их формирование.
Уравнение (28) позволяет: во-первых, приблизительно рассчитать массовый расход -того ЗВ или его концентрацию в любом створе; во-вторых, производить моделирование изменения приращения как массового расхода ЗВ, так и его концентрации в пределах выделенного, а так же на нижерасположенных участках, при разработке водоохранных программ; в-третьих, распределять планируемые нормативы допустимых воздействий между водопользователями, расположенными в пределах этого участка.
Известно, что ЗВ поднразделяются на консервативные и неконсервативные. В действующей методике комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям четкого разделения веществ на консервативные и неконсервативные нет. Поэтому такое разделение следует, во многом, считать условным, поскольку в зависимости от водности года, гидравлического, термического и гидрохимического режимов консервативность или неконсервативность ЗВ проявляется в разной степени. В то же время, методика разработки НДВ предусматривает при их расчете применять коэффициент неконсервативности, а его численное значение определять на основании данных натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитывать в зависимости от температуры воды и скорости течения. Из-за скудного количества или практически полного отсутствия данных определить значения коэффициента неконсервативности того или иного ЗВ, уточнить его справочное значение зачастую не представляется возможным.
Предлагается следующий методический подход к определению консервативности ЗВ. На рисунках 7 и 8 показаны линейные зависимости, описывающие трансформацию ЗВ в русле реки в пределах выделенного участка водотока как для условий чистого разбавления (линия 1), так и в природных водных объектах (линия 2).
Рис. 7. Трансформация неконсервативного ЗВ (биогенов)
Рис. 8. Трансформация консервативного ЗВ (СПАВ)
Анализ рисунков 7 и 8 позволяет выделить следующие характерные точки:
- Точка II показывает, что при выполнении данных условий в реальном водном объекте приращение массового расхода -того ЗВ происходит только за счет изменения расхода в пределах выделенного участка, концентрация же этого вещества на данном участке остается постоянной.
- Точка III показывает, что при выполнении данных условий в реальном водном объекте приращение массового расхода -того ЗВ происходит только за счет изменения концентрации в пределах выделенного участка, в то время как расход - остается постоянным.
- Точка IV показывает соотношение между чистым разбавлением и естественными процессами в водных объектах, которое зависит от вида ЗВ.
При равных значениях приращения концентраций для неконсервативных веществ, приращение массового расхода для реального водного объекта () будет меньше, чем для условий чистого разбавления (). Т.е. в реальном водном объекте с увеличением приращения концентрации усиливаются естественные процессы ().
Таким образом, существующая в настоящее время практика, когда самоочищающую способность водного объекта принимают в запас не всегда оправдана. В частности, для неконсервативных ЗВ следует ожидать увеличения поступления этих веществ за счет вторичного загрязнения. Для консервативных же ЗВ (см. рис. 8) соотношения вышеописанных процессов получаются прямо противоположными.
Следовательно, можно констатировать, что в реальном водном объекте в зависимости от водности года могут наблюдаться следующие характерные случаи:
1) С увеличением расхода изменение содержания -того ЗВ происходит только за счет преобладания процесса его привноса с сосредоточенным и диффузионным стоками с водосбора и его разбавления из-за увеличения притекающего расхода.
2) С уменьшением расхода процесс механического привноса и разбавления снижается, и начинают преобладать естественные процессы в водных объектах.
Это, в свою очередь позволяет доказать, что линейные зависимости, одна из которых, описывает процесс чистого механического разбавления, а другая, процессы, происходящие в реальном водном объекте, будут взаимно пересекающимися линиями (см. рис. 7 и рис. 8).
Рассмотрим точку VI - пересечение двух линейных зависимостей в которой чистое разбавление соответствует процессам в реальном водном объекте. Если сравнить общий вид уравнений (26) и (28), то они практически совпадают. Тогда результаты расчетов по этим уравнениям для рассматриваемого случая по среднегодовым данным так же должны быть равны:
. |
Исходя из этого можно предположить, что если выполняются условия: первое: , где - погрешность измерения расхода воды в водотоке; и второе , где - погрешность определения концентрации -того ЗВ, то данное ЗВ является консервативным, в противном случае - неконсервативным для конкретных условий участка водотока.
Оценка степени консервативности вещества может быть произведена, в первом приближении, и по коэффициенту корреляции () экспериментальной зависимости (28). Для консервативных веществ значительно ниже, чем для неконсервативных.
Выразим из уравнения модуля трансформации -того ЗВ (6) приращение массового расхода () и подставив в уравнение (28), получим:
. | (29) |
Уравнение (29) увязывает два взаимосвязанных процесса - формирование гидрохимического режима водного объекта в пределах выделенного участка и его трансформацию непосредственно в самом водном объекте. Это позволяет сделать следующий вывод - приращение концентрации -того ЗВ () будет отрицательным (процессы самоочищения будут преобладать над поступлением), в следующих случаях: при только, если: ; всегда при .
Если уравнение (29) преобразовать , то на основании обработки многочисленных, достаточно продолжительных рядов средннегондовых наблюдений можно убедиться, что второй член фактически будет являться существующим (современным) региональным фоном по данному ЗВ, а первый Ц отражать процесс трансформации рассматриваемого инградиента как в водотоке, так и его водосборе, по значению которого и следует назначать программу водоохранных мероприятий (назначение ОТУС), исходя из планируемого изменения модуля трансформации -того ЗВ.
Разработка программ по стабилизации и последующему улучшению экологического состояния водных объектов требует значительных технических, материальных и временных затрат. Задача, связанная со снижением материальных затрат, становится особенно актуальной в процессе выполнения этих программ, т. к. требуется проводить непрерывный мониторинг изменения гидрохимического состояния водотока для последующей корректировки запроектированных водоохранных мероприятий. В то же время известно, что затраты (материальные и временные) на определение содержания в водном объекте различных ЗВ неодинаковы. Поэтому предлагается следующий подход по снижению этих затрат.
Назначение ОТУС для водного объекта направлено на стабилизацию его качественного состава на существующем уровне, а в последующем улучшение и возврат к его природному состоянию. Допустим, за счет проведения водоохранных мероприятий поступление ЗВ снижается и, как следствие, концентрация -ого ЗВ по длине водотока уменьшается, т. е. выполняется условие: (см. рис. 6). Тогда, в любом произвольном створе (), расположенном между существующими стационарными, концентрация того или иного ЗВ может быть рассчитана по формуле: . Данную формулу легко проверить: если произвольно выбранный створ совпадает с вышерасположенным, т. е. , тогда показатель степени в ней обращается в ноль и .
Кроме того, как это было отмечено выше, для двух произвольно выбранных ЗВ на рассматриваемом участке водотока зависимости приращения концентраций от приращений массовых расходов описываются линейными уравнениями, как это показано на рисунке 9.
Рис. 9. Зависимости приращения концентрации от приращения массового расхода для вещества 1 () и вещества 2 ()
Выберем произвольный отрезок на оси абсцисс (см. рис. 9) и проведем нормаль к данной оси. Получим для первого вещества ординату , а для второго - . Тогда в первом приближении можно предположить, следующее:
1) Если из первого уравнения выразить приращение массового расхода ЗВ и подставить во второе, получим:
. | (30) |
Уравнение (30) позволяет в первом приближении производить расчет приращения концентрации второго ЗВ при условии, что приращение концентрации первого ЗВ известно.
2) Если имеются среднемноголетние данные по изменениям приращений концентраций нескольких ЗВ, то зависимость приращения концентрации () любого из них может быть выражена через аналогичные зависимости остальных:
| , или , при | (31) |
Это позволяет в любом промежуточном створе рассчитать трансформацию одного из ЗВ по данным для других ЗВ.
3) Зависимость суммы приращений концентраций нескольких ЗВ () от их слагаемых () можно рассчитывать по формуле (31), полагая, что .
Таким образом, приведенные зависимости (30) и (31) в любом произвольном створе в первом приближении позволяют рассчитывать приращения концентраций некоторых ЗВ. Это позволяет значительно снизить материальные и временные затраты на определение содержания тех или иных ЗВ по сравнению с традиционными методиками определения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненных автором теоретических и экспедиционных исследований предложено решенние крупной научно-практической проблемы, имеющей важное социально-экономическое значение - разработан и обоснован методологический подход к восстановлению качества поверхностных вод и совокупность способов и методик, позволяющих его реализовать на уровне субъекта Федерации.
Основные научные и практические результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, заключаются в следующем:
1. Произведенный анализ изменения качества вод природных водных объектов с учетом антропогенного влияния на них в историческом масштабе позволил сделать вывод о том, что проблема нормирования в использовании водных ресурсов косвенно начала обнаруживаться уже в период I и II технических революций, но особенно остро данная проблема проявилась к середине XX века. В последние 50 - 100 лет уровень техногенного воздействия на окружающую среду привел человечество к необходимости отслеживать степень влияния на нее своей деятельности и в отношении водных ресурсов появилась необходимость искусственного регулирования цикла разведка - добыча (изъятие) - использование - утилизация (возвращение в природную среду).
2. Критический анализ современных методик нормирования качества природных вод позволил:
- выявить основные недостатки существующей методологии оценки и нормирования качественного состава вод;
- разделить систему нормирования качественного состава поверхностных вод на две категории: вода, забираемая из водных объектов и используемая человеком в различных целях и вторая - вода природных водных объектов, как ресурс;
- предложить критерий оценки качественного состава вод, косвенно учитывающий геоэкологические процессы, происходящие как на водосборе, так и в водном объекте;
- разработать методику сравнительной оценки качества вод, т.е. районирование водных объектов в пределах субъекта РФ;
- обосновать методику разработки нормативов вредных воздействий на водные объекты, позволяющую обеспечить планомерное их уменьшение.
3. Теоретически обоснован механизм внедрения региональных нормативов воздействий на природные водные объекты.
4. Разработанная методология и методы экспериментально апробированы на примере субъекта РФ - Забайкальского края.
5. Разработан поэтапный план перехода к управлению качеством вод на уровне субъекта РФ на основе предлагаемых методов.
6. Выполненное сравнение результатов оценки качества вод рек Амурского и Байкальского бассейнов (в пределах Забайкальского края) по гидрохимическим и гидробиологическим показателям позволило сделать вывод о том, что они имеют удовлетворительную сходимость.
7. Для повышения надежности последующих наблюдений и уточнения источников загрязнения р. Амур сделаны предложения по совершенствованию системы мониторинга в бассейне р. Аргунь.
8. Оценка существующего состояния на примере природного водоема оз. Кенон по предложенной методике позволила:
- Обосновать основные этапы евтрофирования водоема.
- Выявить основные ЗВ, значительно влияющие на его экологическое состояние.
- Доказать, что водохозяйственный, гидрохимический и тепловой балансы естественного водоема под воздействием ТЭС претерпели значительные изменения.
- Разработать план мероприятий по стабилизации и восстановлению водоема без сокращения выработки электроэнергии.
9. Основные выводы и положения диссертационной работы реализованы: правительством Забайкальского края при планировании водохозяйственной и водоохраной деятельности на территории субъекта; Забайкальским региональным управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды при планировании и организации мониторинга качества вод трансграничной реки Аргунь; Амурским БВУ при планировании и реализации мероприятий по улучшению качества вод природных водных объектов в границах Забайкальского края; филиалом ОАО ТГК14 Читинская генерация при разработке и реализации Правил эксплуатации оз. Кенон; Лимнологическим институтом СО РАН (г. Иркутск), на примере р. Селенга; ГОУ ВПО Читинский государственный университет при подготовке специалистов по направлению Природообустройство, Водное хозяйство и водопользование.
Основное содержание изложено в публикациях:
Публикации в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ для изложения результатов докторских диссертаций
1. Шарапов, Н.М. Об оценке водно-экологинчеснкого состояния водосбора и планировании мероприятий по его улучшению на основе интегральных показателей / В.Н. Заслоновский, В.И. Капралов, Н.М. Шарапов, Т.В. Черепанова // Водное хозяйство России. - 2003. - Т. 5. - № 1. - Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 18-29.
2. Шарапов, Н.М. Реализация целевых водохозяйственных программ в Читинской области / В.Н. Заслоновский, А.В. Шаликовский, Н.М. Шарапов и др. // Водное хозяйство России. Спецвыпуск к Всероссийскому конгрессу работников водного хозяйства. 2003. - Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 22-26.
3. Шарапов, Н.М. Евтрофирование городского водоема под влиянием тепловой электрической станции в условиях резкоконтинентального климата / В.Н. Заслоновский, Н.М. Шарапов, З.П. Оглы, О.Ю. Сабостьянович // Водное хозяйство России. - 2004. - Т. 6. - № 2. - Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 163-175.
4. Шарапов, Н.М. Оценка качества вод природных водных объектов с целью оптимального инвестирования водоохранных мероприятий на уровне субъекта Российской Федерации / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Водное хозяйство России. - 2004. - Т. 6. - № 5. - Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 485-492..
5. Шарапов, Н.М. Нормирование антропогенного воздействия на водные объекты в границах субъекта Федерации на основе интегрального показателя / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Водное хозяйство России. - 2005. - Т. 7. № 2. - Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 141-153.
6. Шарапов, Н.М. Влияние добычи россыпного золота на качество вод природных водотоков в Забайкалье / Н.М. Шарапов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. - 2007. - № ОВ4. - С. 27-33.
7. Шарапов, Н.М. Исследование гидрохимических характеристик водотока на территории Улетовского района Забайкальского края / Е.В. Филиппова, Н.М. Шарапов // Вестник Читинского государственного университета (Вестник ЧитГУ) № 1 (52) - Чита: ЧитГУ, 2009. С. 144-151.
8. Шарапов, Н.М. Методологический подход к описанию гидрохимического режима водных объектов / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Вестник Читинского государственного университета (Вестник ЧитГУ) № 1 (52) - Чита: ЧитГУ, 2009. - С. 151-156.
9. Шарапов, Н.М. О математическом описание внутриводоемных процессов в руслах рек / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Вестник Читинского государственного университета (Вестник ЧитГУ) № 3 (54) - Чита: ЧитГУ, 2009. ЦС. 36-41.
10. Шарапов, Н.М. К расчету доли внутриводоемных процессов в трансформации загрязняющих веществ в водотоке / Н.М. Шарапов // Вестник Читинского государственного университета (Вестник ЧитГУ) № 4 (55) - Чита: ЧитГУ, 2009. - С. 28-32.
11. Шарапов, Н.М. Методический подход к определению консервативности загрязняющих веществ и соединений / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. - 2009. - № ОВ6 Дальний Восток. - С. 147-156.
Материалы международных конференций, симпозиумов, конгрессов
12. Шарапов, Н.М. Влияние тепловой электрической станции на водный баланс городского водоема / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, О.Ю Сабостьянович // Сборник материалов международной конференции Акватерра - 2000. - СПб., 2000. - С. 170-171.
13. Шарапов, Н.М. Разработка территориальной программы использования и охраны водных объектов ценнтральной части Читиннской области / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, Т.В. Черепанова, О.Ю. Сабоснтьянович // Тезисы докладов VI международного симнпозиума и выставки Чистая вода РоссииЦ2002 г.. - Екатериннбург: РосНИИВХ, 2001. - С. 96.
14. Шарапов, Н.М. Изучение деградации городского водоема по данным мониторинга / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, О.Ю Сабостьянович // Тезисы докладов VI международного симнпозиума и выставки Чистая вода РоссииЦ2001 г.. - Екатериннбург, 2001. - С. 224.
15. Шарапов, Н.М. Мероприятия по восстанновнлению и использованию тенхногенного городского вондонема / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, О.Ю Сабостьянович // Сборник тезисов 5-го международного симнпозиума Вода: эконлонгия и технология (Экватек - 2002). - М. 2002. - С. 85-86.
16. Шарапов, Н.М. О региональных проблемах нормирования качества вонды водных объектов / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов // Сборник тезисов 5-го международного симнпозиума Вода: эконлонгия и технология (Экватек - 2002). - М., 2002. - С. 102-103.
17. Шарапов, Н.М. Основные проблемы разнвинтия водного хозяйства верхннего и среднего Амура и пунти их решения / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов // Сборник тезисов 5-го международного симнпозиума Вода: эконлонгия и технология (Экватек - 2002). - М., 2002. - С. 113-114.
18. Заслоновснкий В.Н., Шарапов Н.М. Об оценке качества вод природных водных объектов / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов // Сборник тезисов 5-ой международной конференции АКВАТЕРА. - СПб., 2002. - С. 63-64.
19. Шарапов, Н.М. Качественная оценка водосборных территорий с использованием модуля выноса / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, Т.В. Черепанова // Сборник тезисов 5-ой международной конференции АКВАТЕРА. - СПб., 2002. - С. 168.
20. Шарапов, Н.М. Исследование негативных последствий влияния ТЭС на водный объект (на примере природного водоема оз.Кенон) / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, О.Ю Сабостьянович // Сборник тезисов 5-ой международной конференции Акватерра - 2002. - СПб., 2002. - С. 129.
21. Шарапов, Н.М. Подход к оценке качества природных водных объектов на региональном уровне / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов // Материалы шестого международного конгресса Вода, экология и технология Экватек-2004. Ч. 1. Москва: МПР РФ. - 2004. - С. 109-110.
22. Шарапов, Н.М. Модуль выноса загрязняющих веществ, как индикатор экологического состояния водного бассейна / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, Т.В. Черепанова // Материалы шестого международного конгресса Вода, экология и технология Экватек-2004. Ч. 1. М.: МПР РФ. - 2004. - С. 72-73.
23. Шарапов, Н.М. Экологические и экономические аспекты при планировании водоохранных мероприятий / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Материалы международной конференции Экологические реформы в России: - СПб.: СПбГПУ (ч II). - 2006. - С. 35-36.
24. Шарапов, Н.М. Анализ водохозяйственной обстановки Байкало-Енисейского бассейна в границах Читинской области / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Материалы Международной научно-практичеснкой конференции Охрана и рациональное использование трансграничных вод: - Улан-Удэ - Улан-Батор, 2006. - С. 36-39.
25. Шарапов Н.М. Исторические аспекты формирования качества водных ресурсов и проблема нормирования водопользования / Н.М. Шарапов // Статьи и тезисы IX международного симпозиума Чистая вода России - 2007. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2007. - С. 246-254.
26. Шарапов, Н.М. Расчет трансформации загрязняющего вещества по длине водотока / Н.М. Шарапов, Н.П. Турушев // Статьи и тезисы IX международного симпозиума Чистая вода России - 2007. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2007. - С. 223-226.
27. Шарапов Н.М., Заслоновский В.Н. О содержании термина качества воды и его значении для системы нормирования / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Статьи и тезисы IX международного симпозиума Чистая вода России - 2007. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2007. - С. 255-258.
28. Шарапов, Н.М. Фоновые гидрохимические показатели качества воды для трансграничных водных объектов (на примере р. Аргунь) / Н.М. Шарапов // Состояние и перспектинвы российско-кинтайнснкого сотрудничества в области охраны окружающей среды и управления водными ресурсами: Материалы международной конференции (Москва, 27-28 сентября 2007 г.) - Москва: МПР России, 2007. - С. 223-226. conference2007.pdf
29. Шарапов, Н.М. Прогнозирование гидрохимического режинма природных водных объектов / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Сборник материалов Экологическая безопасность государств-членов Шанхайской Организации Сотрудничества и X Международный симпозиум и выставка Чистая вода России - 2008. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2008. - С. 480-481.
30. Шарапов, Н.М. Анализ гидрохимических показателей качества воды трансграничных водных объектов для обоснования выбора контрольных створов (на примере р. Аргунь) / Н.М. Шарапов, К.А. Курганович, В.Н. Заслоновский // Научно-практическая конференция Экологическая безопасность государств-членов Шанхайской Организации Сотруднинчества и X Международный симпозиум и выставка Чистая вода России - 2008. Сборник материалов. - Екатеринбург, 2008. - С. 482-492.
Монографии
31. Окружающая среда и услонвия устойчивого развинтия Читинской области (колнленкнтивная монография) / А.М. Котельников, О.А. Вотах, Н.М. Шарапов и др. // Новосибирск: Наука (Сибирская издательская фирма РАН). - 1995. - 248 с.
32. Водные ресурсы Читинской области: состояние, пробнлемы, пути решения (моннонграфия) / Под науч. ред. д-ра техн. наук, профессора В.Н. Заслоновского // Чита: ЧитГТУ, 1998. - 111 с.
33. Вода России. Водно-ресурсный потенциал / Под науч. ред. А.М. Черняева: ФГУП РосНИИВХ. - Екатеринбург: Изд-во Аква-Пресс, 2003. - 420 с.+16 с. илл. вкл.
34. Амурская область: водные ресурсы и основы региональной водохозяйственной деятельности (монография) / Под науч. ред. д-ра техн. наук, профессора В.Н. Заслоновского // Екатеринбург-Чита: Изд-во РосНИИВХ, 2005. - 103 с.
35. Водные ресурсы Читинской области: реализация региональной водохозяйстнвенной политики (1998 - 2003 г.г.) (монография) / Под науч. ред. д-ра техн. наук, профессора В.Н. Заслоновского // Екатеринбург-Чита: Изд-во РосНИИВХ, 2005. - 105 с.
Другие работы, в которых отражены результаты диссертации
36. Шарапов, Н.М. Влияние агротехнических факторов на загрязнение принродных вод (на примере Верх-Читинской оросинтельнной системы) / В.Н. Заслоновский, Н.М. Шарапов // Сборник научных трудов № 20 Охрана природных вод России. - Екантенринбург: РосНИИВХ, 1992. - С. 134-136.
37. Экологическая программа Читинской области / А.М. Котельнинков В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов и др. // Чита: ЧИПР СО РАН, 1994.
38. Шарапов, Н.М. Основные проблемы использования природных вод в Читинской области / В.Н. Заслоновснкий, Н.М. Шарапов, Т.В. Черепанова, О.Ю Сабостьянович // Пути решения водных проблем Прибайкалья и Забайкалья. Труды Восточно-Сибирского отделения Академии проблем водохозяйственных наук. Вып. 1. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2002. - С. 97-105.
39. Шарапов, Н.М. Оценка состояния водного бассейна с использованием модуля выноса загрязнения / В.Н. Заслоновский, Н.М. Шарапов, Т.В. Черепанова // Тезисы докладов Чистая вода России - 2003. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2003. - С. 210-211.
40. Шарапов, Н.М. Влияние экологического состояния водосбора на качество воды водного объекта / В.Н. Заслоновский, Н.М. Шарапов // Тезисы докладов Чистая вода России - 2003. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2003. - С. 209-210.
41. Шарапов, Н.М. Геоэкологические особенности формирования водотоков северных территории Восточной Сибири и Забайкалья и их использование / В.Н. Заслоновский, Г.Е. Маслюков, Н.М. Шарапов // Тезисы докладов Чистая вода России - 2005. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2005. - С. 60-61.
42. Шарапов, Н.М. Качественная оценка стока с водосбора с использованием модуля выноса / В.Н. Заслоновский, Н.М. Шарапов, Т.В. Черепанова // Материалы V республиканской научной конференции Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан. Отечестнво Казань, 2003 - С. 274.
43. Шарапов, Н.М. К вопросу качества вод природных водных объектов и платы за их загрязнение / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Водные ресурсы и водопользование: сб.науч. трудов / под науч. ред. В.Н. Заслоновского и А.В. Шаликовского. - Екатеринбург-Чита: Издательство РосНИИВХ, 2003. - С. 154-159.
44. Шарапов, Н.М. Оценка экологического состояния бассейна р.Ингода по интегральному показателю / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Водные ресурсы и водопользование / под науч. ред. В.Н. Заслоновского. - Екатеринбург-Чита: Издательство РосНИИВХ, 2005. - С. 157-159.
45. Шарапов, Н.М. Учет даты и времени отбора пробы при расчете расходов воды в произвольном створе водотока / Н.М. Шарапов, Н.П. Турушев // Водные ресурсы и водопользование / под науч. ред. В.Н. Заслоновского. - Екатеринбург-Чита: Издательство РосНИИВХ, 2005. - С. 148-151.
46. Шарапов, Н.М. Использование интегрального показателя для расчета предельно допустимой величины вредного воздействия на водный объект / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Тезисы докладов Чистая вода России - 2005. - Екатеринбург: РосНИИВХ, 2005. - С. 104-105.
47. Шарапов, Н.М. Нормирование качества природных вод на региональном уровне / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Материалы научной конференции Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований: - Чита, ИПРЭКСО РАН, 2006. - С. 268-270.
48. Шарапов, Н.М. Разработка комплекса мероприятий для улучшения качества воды природных водных объектов с применением ЭВМ / Н.М. Шарапов, Л.В. Гончаренко // Материалы научной конференции Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований: - Чита, ИПРЭКСО РАН, 2006. - С. 156-158.
49. Шарапов, Н.М. Использование модуля трансформации загрязняющих веществ при разработке программ водоохранных мероприятий (на примере р.Ингода) / Н.М. Шарапов // Вестник Читинского государственного университета: Выпуск 40. - Чита: ЧитГУ, 2006. - С. 80-88.
50. Шарапов, Н.М. Особенности гидрохимического баланса загрязняющих веществ по длине реки / Н.М. Шарапов, Н.П. Турушев // Вестник Читинского государственного университета: Выпуск 40. - Чита: ЧитГУ, 2006. - С. 77-80.
51. Шарапов, Н.М. Прогноз трансформации загрязняющих веществ по длине водотока / Н.М. Шарапов, Н.П. Турушев // Материалы научной конференции Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований: - Чита, ИПРЭКСО РАН, 2006. - С. 270-273.
52. Шарапов, Н.М. Экспедиционные исследования трансграничной реки Аргунь / Н.М. Шарапов // Материалы международной конференции Природоохранное сотрудничество Читинской области (Российская Федерация) и автономного района Внутренняя Монголия (КНР) в трансграничных экологических регионах: - Чита. - Забайкал.гос.гум.-пед.ун-т. - 2007. - С. 324-329.
53. Шарапов, Н.М. Формирование качества водных ресурсов под влиянием антропогенной деятельности (исторический аспект) / Н.М. Шарапов // Водные ресурсы и водопользование: сб.науч. трудов. Выпуск 3 / под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима. - Екатеринбург: РосНИИВХ: Издательство РосНИИВХ, 2007. - С. 117-133.
54. Шарапов, Н.М. Влияние хозяйственной деятельности на гидрохимические показатели водных объектов / Н.М. Шарапов // Водные ресурсы и водопользование: сб.науч. трудов Выпуск 3 /под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима. - Екатеринбург-Чита: Издательство РосНИИВХ, 2007. - С. 145- 158.
55. Шарапов, Н.М. Об относительности показателей в системе нормирования качества природных вод / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Водные ресурсы и водопользование: сб.науч. трудов. Выпуск 3 / под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима. - Екатеринбург - Чита: Издательство РосНИИВХ, 2007. - С. 133-145.
56. Шарапов, Н.М. Пути совершенствования системы мониторинга трансграничного загрязнения поверхностных вод в бассейне р.Аргунь / Н.М. Шарапов, К.А. Курганович // VII Всероссийская научно-практическая конференция Кулагинские чтения (материалы конференции). - Чита: ЧитГУ. - 2007. - Ч. V. С. 113 - 117.
57. Шарапов, Н.М. Трансформация загрязняющего вещества по длине водотока с учетом рельефа бассейна / Н.М. Шарапов, Н.П. Турушев // Водные ресурсы и водопользование: сб.науч. трудов. Выпуск 3 / под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима. - Екатеринбург-Чита: Издательство РосНИИВХ, 2007. С. 83-89.
58. Шарапов, Н.М. Сравнение гидрохимических показателей поверхностного стока с различных участков лесного фонда / Н.М. Шарапов, Е.В. Филиппова // VII Всероссийская научно-практическая конференция Кулагинские чтения (материалы конференции). - Чита: ЧитГУ. 2007. - Ч. V. - С. 117-119.
59. Шарапов, Н.М. К вопросу о мониторинге качества вод трансграничной реки Аргунь (итоги полевого сезона 2007 г.) / Н.М. Шарапов, К.А. Курганович, В.Н. Заслоновский // Водное хозяйство России - 2007. - № 6. - Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 36-46.
60. Шарапов, Н.М. Экспедиционные наблюдения для определения фоновых гидрохимических показателей качества вод трансграничной реки Аргунь / В.Н. Заслоновский, Н.М. Шарапов // Вестник Забайкальского центра Российской академии естественных наук. № 1, 2008. - Чита: ЧитГУ. - С. 66-71.
61. Шарапов, Н.М. Анализ гидрохимических показателей качества воды трансграничных водных объектов для обоснования выбора контрольных створов (на примере р. Аргунь) / Н.М. Шарапов, К.А. Курганович, В.Н. Заслоновский // Научно-практическая конференция Экологическая безопасность государств-членов Шанхайской Организации Сотруднинчества и X Международный симпозиум и выставка Чистая вода России - 2008. Сборник материалов. - Екатеринбург, 2008. - С. 482-492.
62. Шарапов, Н.М. Математическое описание трансформации загрязняющих веществ в руслах рек / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Кулагинские чтения: VIII Всероссийская научно-практическая конференция. - Чита: ЧитГУ, 2008. - Ч. III. - С. 53-57.
63. Шарапов, Н.М. Расчет трансформации загрязняющих веществ на участке реки с учетом внутриводоемных процессов / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский // Кулагинские чтения: VIII Всероссийская научно-практическая конференция. - Чита: ЧитГУ,2008. - Ч. III. - С. 58-61.
64. Sharapov N.M. Background hydrocheнmical indicators of water quaнlity for transboundary water bodies (a case study from the Argun River) (Abstract) // Status and Prospects of the Russian-Chinese Coнoнperation in Enviнronнment Conserнvaнtion and Water Manageнment: Materials of the international conferenнce (Moscow, Septemнber 27-28, 2007) - Moнsнcow: MNR of Russia, 2007 - p. 226-226. conference2007.pdf
65. Шарапов, Н.М. О принципиальной закономерности естественных процессов в руслах рек / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский, Л.М. Никонов // Водное хозяйство России. - 2009. - № 5. - Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 67-74.
66. Шарапов, Н.М. О прогнозе трансформации загрязняющих веществ и соединений в природных водных объектах / Н.М. Шарапов, В.Н. Заслоновский, Л.М. Никонов // Водное хозяйство России. - 2009. - № 6. -Екатеринбург, РосНИИВХ. - С. 53-65.
67. Шарапов, Н.М. Районирование территории субъекта РФ с целью управления качеством водных объектов / Н.М. Шарапов// Водные ресурсы и водопользование: сб. науч.тр. Выпуск 4 / Под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима. - Чита: ЧитГУ, 2009. - С. 56-74.
68. Шарапов, Н.М. К вопросу определения консервативности загрязняющих веществ и соединений / Н.М. Шарапов // IX Всероссийская научно-практинчеснкая конференция Кулагинские чтения (материалы конференции). - Чита: ЧитГУ. 2009. - Ч. V. - С. 135-136.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле