Введение к работе
Актуальность темы. Актуальность проблем водопользования во многих урбанизированных регионах Российской Федерации связана с дефицитом водных ресурсов, антропогенным загрязнением водоемов, недостаточной экологической безопасностью и надежностью систем хозяйственно-питьевого водоснабжения. Ухудшение качества поверхностных водных ресурсов вследствие техногенного «давления» на среду обитания побудило человечество к созданию искусственных водохранилищ для обеспечения достаточных запасов пресной воды. В то же время зарегулирование рек плотинами и образование водохранилищ имеет отрицательные последствия для водного хозяйства: резко уменьшается проточность, турбулентность воды, сокращается водообмен, создаются условия для возникновения застойных зон. Негативное влияние на качество воды водохранилищ в условиях городских поселений оказывает поступление в водоемы значительных объемов недостаточно очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод, а также ливневых стоков с техногенно-загрязненной территории. Кроме того, недостаточность финансирования природоохранных мероприятий, наблюдающаяся в России на протяжении последних лет, закономерно сказывается и на ухудшении водоохранных работ и качества вод.
Современные водохранилища, расположенные в крупных промышленных регионах, являются важнейшими объектами, оказывающими влияние на эколо-го-гигиенические условия, здоровье населения и рекреационный потенциал территорий. Несмотря на относительно длительный период функционирования многих крупных современных водохранилищ, до настоящего времени не разработаны комплексные геоэкологические основы рационального водопользования и управленческих решений, направленных на сохранение как качества водоемов, так и охрану здоровья населения, проживающего в их бассейнах.
Теоретические основы изучения данной проблемы только в последние десятилетия обоснованы во многих классических трудах отечественных и зарубежных ученых по геоэкологии, региональному водопользованию, экологическим рискам и мониторингу окружающей среды (С.Л. Авалиани с соавт.,2001; A.M. Большаков с соавт.,1999; А.Г. Курдов, 1996,1998; В.М. Мишон, 1986,2000,2008; Ю.А. Рахманин с соавт.,2001; А.В. Тулакин, 1996; М.И. Чубир-ко с соавт.,1996,2003; N. Giani, 1984; V.A. Langvik, 1991).
Для Воронежского водохранилища, созданного в 1972 году в одном из развитых агропромышленных регионов России и расположенного в пределах города с почти миллионным населением, главной экологической проблемой является борьба с загрязнением вод. Комплексное изучение этого водоема показывает, что в течение 37-ти - летнего периода его использование шло по тупиковому направлению, а именно: происходило наращивание объема сточных вод без адекватного совершенствования их очистки; снижение естественных ресурсов самоочищения в условиях мелководья и замедленного водообмена; увеличение техногенной и рекреационной нагрузки, следствием чего явилось
PDF created with pdfFactory Pro trial version
ухудшение качества воды и снижение безопасности системы водопользования в целом (Н.П. Мамчик,1997; А.Г. Курдов,1998; В.М. Мишон, 2008).
Результаты предшествующих исследований убедительно свидетельствуют, что высокая антропогенная нагрузка на фоне пониженной самоочищающей способности водоема формирует напряженную геоэкологическую обстановку как в самом водохранилище, так и на прилегающей территории. Актуальными для внутригородского Воронежского водохранилища остаются две проблемы: 1) продолжение научного обоснования приоритетов регионального природопользования и организация комплексного геоэкологического мониторинга; 2) на основании полученных предшествующих научных результатов приступить к разработке проекта по оздоровлению водохранилища как единственного водоема, участвующего в пополнении объемов пресной воды подземных горизонтов для питьевого водоснабжения г.Воронежа.
Целью исследований является оценка антропогенного воздействия на внутригородское Воронежское водохранилище, а также разработка геоэкологических основ рационального водопользования и управленческих решений по улучшению его состояния на базе интегрированного подхода, связанного с совершенствование мониторинга воздействия на водоем и эффективной водохозяйственной политики.
Для достижения цели поставлены и решены следующие основные задачи.
Изучить условия формирования качества водных ресурсов, выявить приоритетные источники техногенного загрязнения водоема и оценить их влияние на экологическое состояние Воронежского водохранилища.
Изучить влияние экологического состояния водохранилища на подземные водоносные горизонты и качество питьевой воды.
Осуществить геоэкологическую оценку факторов экологического риска для населения, связанного с хозяйственно-питьевым водопользованием.
Научно обосновать принципы формирования системы комплексного геоэкологического мониторинга состояния внутригородского водохранилища и определить регламент мониторинга.
Разработать концептуальную модель эффективного водопользования с учетом оптимального использования рекреационного потенциала водоема и обеспечения экологической безопасности населения.
Объект исследования - Воронежское водохранилище и окружающая среда в зоне его влияния. В качестве предмета исследования выступает геоэкологический анализ структурно-функциональных связей в системе «качество воды - экологический риск для населения» при ведущей роли водного фактора.
В отличие от предшествующих экологических исследований, проведенных по Воронежскому водохранилищу, научная новизна нашей работы определяется применением комплексного подхода к оценке антропогенного воздействия на водоем, в том числе качество воды, донные отложения, эколого-гигиеническое состояние в их взаимосвязи. В качестве базового периода на-
PDF created with pdfFactory Pro trial version
блюдений выбран 10-летний временной ряд (1998 - 2007) с попыткой обобщения качественных и количественных тенденций динамики состояния водохранилища. Показано, что использование Воронежского водохранилища в условиях комплексного влияния на его состояние антропогенных и природных факторов, не обеспечивает безопасного хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования населения.
Обоснована с геоэкологических позиций возможность комплексного ис
пользования водохранилища и прибрежных зон для рекреации. Усовершенст
вованы принципы и организационные основы системы комплексного геоэколо
гического мониторинга качества воды водохранилища с учетом сопряженной
охраны водоохранной полосы, подземных водоносных горизонтов и питьевой
воды, подаваемой населению (новый «секторный подход»). С учетом регио
нальных приоритетов водопользования выполнено научное обоснование ком
плекса геоэкологических, эколого-гигиенических и организационно-
технических решений по оптимизации водопользования, обустройству водоох-
раной зоны и снижению экологического риска для населения, связанного с вод
ным фактором.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования результатов исследования для принятия эффективных управленческих решений органами федеральной, региональной и муниципальной власти в области региональной водохозяйственной политики. Кроме того :
предложена модель рациональной системы управления использованием внутригородских водохранилищ, основанная на координации деятельности в области водопользования и водоохраны с учетом региональных особенностей геоэкологической ситуации;
данные комплексной оценки антропогенного воздействия на состояние Воронежского водохранилища использованы для разработки программ развития водопользования и обеспечения экологической безопасности в регионе;
результаты исследований служат информационной базой для осуществления комплексного геоэкологического мониторинга состояния внутригородского водохранилища и используются в практической деятельности региональных природоохранных служб (Управление по охране окружающей среды г.Воронежа, Центр гигиены и эпидемиологии в Воронежской области, Управление Росприроднадзора по Воронежской области), а также были включены в Областную целевую Программу «Обеспечение эколого-гигиенической безопасности Воронежского водохранилища и бассейна р.Воронеж».
Личный вклад. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка теоретических и практических положений геоэкологического анализа антропогенного воздействия на состояние внутригородского водохранилища, обобщение экспериментально-статистических исследований и анализ фондовых данных по проблеме, а также критический анализ собственных аналитических и организационно-управленческих решений.
PDF created with pdfFactory Pro trial version
Апробация работы. Результаты исследования докладывались на ряде Международных научно-практических конференций: Воронежского государственного педагогического университета (Воронеж,2000); «Экологические и правовые аспекты эксплуатации водохранилищ» (Воронеж,2003), «Месторождения природного и техногенного сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поиска, экологическая геология» (Воронеж,2008), на научных сессиях Воронежского государственного университета. Материалы работы использованы в преподавании курсов «Экология города» Воронежской государственной лесотехнической академии и «Экология и экономика природопользования» Воронежского государственного педагогического университета.
Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе 2 монографии и 1 работа - в ведущем рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.
Положения, выносимые на защиту.
Геоэкологические условия и приоритетные факторы формирования качества воды Воронежского водохранилища в условиях интенсивного и длительного антропогенного воздействия на водоем.
Комплексная геоэкологическая оценка состояния водохранилища и его влияния на прибрежную зону и население с элементами расчетов экологических рисков.
Система мер по рационализации водопользования и улучшению геоэкологической ситуации в зоне влияния водохранилища на среду обитания на основе координации водопользования и водоохраны, осуществления комплексного геоэкологического мониторинга качества воды, обустройства водоохранной зоны, повышения надежности и безопасности хозяйственно-питьевого водопользования.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического указателя, включающего 186 источников, в том числе 9 источников иностранной литературы, приложения на 10 страницах. Диссертация в основном тексте иллюстрирована 19 таблицами и 28 рисунками.
