Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние предприятий теплоэнергетики на окружающую среду 10
1.1 Влияние деятельности человека на окружающую среду 10
1.2 Влияние ТЭС на атмосферу 12
1.3 Влияние ТЭС на литосферу 13
1.4 Влияние ТЭС на водные объекты 15
1.5 Источники технического водоснабжения теплоэлектростанций и проблемы их использования 21
1.6 Эвтрофикация водоемов-охладителей 27
2. Комплексный анализ изменения состояния водоемаохладителя и пути решения проблемы его деградации 31
2.1 Комплексная оценка изменения состояния водоема-охладителя 31
2.1.1 Численная оценка изменения водного баланса водоемаохладителя 31
2.1.2 Оценка термального режима водоема-охладителя 34
2.1.3 Оценка изменений химического качества воды водоемаохладителя 34
2.1.4 Оценка изменений водной экосистемы под воздействием ТЭС 35
2.2 Пути решения проблемы деградации водоема-охладителя 35
2.2.1 Интегральный показатель изменения качества воды для оценки состояния водоема-охладителя 36
2.2.2 Определение направления переноса загрязнений транзитным потоком 38
2.2.3 Основные мероприятия позволяющие снизить нагрузку на водоем-охладитель 39
3. Изменение природного состояния озера Кенон в г. Чите под воздействием антропогенных факторов 43
3.1 Общие сведения об озере Кенон 43
3.2 Изменения в экосистеме озера Кенон под воздействием ТЭЦ -1 50
3.3 Освоение водосборной площади озера Кенон 55
3.4 Водный баланс озера Кенон и его изменение под воздействием антропогенных факторов 57
3.5 Изменения в термическом режиме и наблюдения за ним 64
3.6 Изменения химического состава воды 69
3.7 Этапы изменений состояния озера 85
4. План мероприятий по снижению антропогенного воздействия на экосистему озера Кенон 88
Заключение 103
Список литературы 107
Приложения 118
- Источники технического водоснабжения теплоэлектростанций и проблемы их использования
- Численная оценка изменения водного баланса водоемаохладителя
- Интегральный показатель изменения качества воды для оценки состояния водоема-охладителя
- Водный баланс озера Кенон и его изменение под воздействием антропогенных факторов
Введение к работе
Актуальность темы исследований.
Экономическое развитие общества тесно связано с использованием природных ресурсов, как минеральных, так и энергетических. На современном этапе развития общества одной из ведущих проблем является обеспечение электроэнергией, поэтому имеется огромная потребность в энергетическом сырье. Энергетика является базой для развития всех отраслей промышленности, транспорта и сельского хозяйства оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Производственный процесс на ТЭС связан с забором большого количества воды для охлаждения, и ее сбросом с измененными теплохимическими характеристиками в водные объекты. Особенно чувствительны к такому воздействию небольшие водоемы, в которых значительно ускоряются процессы эвтрофирования и происходит деградация водного объекта. При этом водоем переходит из природного в природно-антропогенное и далее в антропогенное состояние, теряя свои природные свойства. Этапы и стадии такого перехода до настоящего времени практически не изучены.
Вопросам влияния ТЭС на окружающую среду и процессам деградации водоемов-охладителей ТЭС в разные годы занимались отечественные ученые: О.Ф. Васильев, Ю.С. Васильев, Л.В. Замана, М.Ц. Итигилова, A.M. Котельников, Л.И. Локоть, З.П. Оглы, А.Н. Попов, Л.А. Рихтер, А.Н. Скляревская, Л.И. Спиглазов, В.Г. Фарфоровский, М.П. Федоров, А.П. Чечель, Б.А. Шишкин, а также зарубежные ученые: H.R. Markland, В. Henderson-Sellers и другие.
В настоящее время существует два подхода к решению проблем природопользования. Первый, основан исключительно на нормах и лимитах на использование природных ресурсов, что приводит к «сохранению без развития» [8], так как система экологических ограничений консервативна и может быть принята лишь в качестве временной меры.
Второй подход основан на формировании новых систем «Человек-Природа». Эта система может быть определена как взаимодействие природного и технического объектов в интересах использования и сохранения природной среды. В этом случае лимиты на использование природных ресурсов являются только способом регулирования. Этот подход может быть сформулирован как «развитие без разрушения» [8]. Второй подход может быть плодотворным и при оценке состояния природных озер, используемых в качестве водоемов-охладителей ТЭС, что до настоящего времени применялось не достаточно широко.
При этом должен быть выполнен комплексный анализ изменений экосистемы водоема-охладителя с учетом направлений отрицательного воздействия элементов и систем ТЭС на него и намечены пути стабилизации и восстановления этой экосистемы.
Таким природным водным объектом, включенным в водооборотную систему ТЭС с середины 60-х годов XX века является озеро Кенон в г. Чите. Это дает возможность опробовать предлагаемый подход на данном водоеме.
Тема исследования непосредственно связана с НИР кафедры водного хозяйства и инженерной экологии ЧитГУ.
Идея работы заключается в необходимости применения комплексного подхода к анализу изменений состояния природного водного объекта, включая водные, тепловые, гидрохимические и гидробиологические характеристики и определение условной границы перехода его в природно-антропогенное состояние, ориентируясь на которую следует планировать его поэтапную стабилизацию и восстановление.
Целью диссертационной работы является комплексная оценка состояния, выявление причин деградации водоема-охладителя ТЭС и разработка мероприятий по приостановлению этого процесса и дальнейшей стабилизации.
Задачи исследования:
1. На основе обзора научных исследований определить пути негативного влияния тепловых электростанций, их элементов и систем на окружающую среду. Определить подход к решению вопроса о восстановлении нарушенных таким воздействием водных экосистем.
2. Определить способы и методы оценки изменений водоемов-охладителей под влиянием ТЭС.
3. Предложить комплексный подход и соответствующий интегральный показатель, и на этой основе выполнить научный анализ изменений, произошедших в экосистеме конкретного водоема-охладителя.
4. На основе выполненного анализа определить этапы деградации водоема и границу перехода его из природного в природно-антропогенное состояние.
5. Определить возможные пути восстановления водоема до показателей, определяемых установленной границей.
Объектом исследований является водоем-охладитель циркуляционной воды ТЭС.
Методы исследований: в работе использован комплекс методов, включающий анализ данных научной литературы, длительных рядов наблюдений за водными, тепловыми и гидрохимическими характеристиками водоема, собственных натурных наблюдений автора и сопоставление их с данными других исследователей.
Для анализа данных использовались стандартные методики наблюдений, а для их обработки - программные средства обработки табличных данных: Microsoft Excel, программа расчета модуля выноса загрязняющих веществ, разработанная в ДП ФГУП ВостокНИИВХ с участием автора и Golden Software Surfer.
Научная новизна.
Решена задача по оценке изменения состояния водоема-охладителя ТЭС за длительный период времени и поэтапному его восстановлению, в частности:
1) предложен комплексный подход к оценке состояния водоема-охладителя, увязывающий изменение водных, тепловых и гидрохимических характеристик режима природного озера с влиянием на него технологических процессов ТЭС, включая системы охлаждения и гидрозолоудаления.
2) на основе многолетних наблюдений различных организаций и самого автора выполнен научный анализ изменений экосистемы природного водоема, используемого в качестве охладителя, за длительный период времени и установлены причины его деградации.
3) Предложен интегральный метод оценки изменения состояния озера, позволивший выделить этапы деградации, условного перехода его из природного в природно-антропогенное состояние и показано, что при отсутствии мер по стабилизации антропогенной нагрузки на водоем-охладитель он в ближайшие годы может перейти в полностью антропогенное состояние.
4) Предложен поэтапный подход к снижению антропогенной нагрузки на водоем-охладитель и научно-обоснованные технические решения по его восстановлению.
Научные положения выносимые на защиту:
1. Предложенный метод интегральной оценки изменения состояния природно-технической системы водоема-охладителя ТЭС по химическому составу вод за длительный период времени позволяет определить этапы и условные границы перехода данной системы из природного в природно-антропогенное состояние.
2. Термин «водохранилище» следует применять не только к искусственным водоемам, образованным водоподпорными сооружениями на водотоке с целью хранения воды и регулирования стока, но и к бывшим природным водоемам, включенным в технологические схемы крупных ТЭС, поскольку их природные черты режима весьма быстро утрачиваются и переходят в природно-антропогенные, определяемые технологическим режимом ТЭС.
3. Один из способов стабилизации и последующего восстановления качества воды водоема-охладителя заключается в разделении единой геосистемы водоема на две - техногенную и коммунально-бытовую с последующим проведением комплекса технических и биологических мероприятий в обеих частях и на водосборах. Практическая значимость.
1. Получены и обобщены сведения об изменении экосистемы оз. Кенон в г. Чите на втором этапе деградации (1995 - 2003 гг.)
2. Определены возможные пути снижения антропогенной нагрузки на водоем-охладитель и поэтапного восстановления его до природного состояния.
3. Результаты исследования использованы в разработке проекта нормативов предельно-допустимых вредных воздействий (ПДВВ) водоема-охладителя, при разработке новой редакции «Правил эксплуатации оз. Кенон», а также для других исследований водных объектов г. Читы ив учебном процессе ЧитГУ.
4. Предложенный подход к оценке изменений состояния природного водоема при включении его в оборотную систему ТЭС может быть использован для других водоемов-охладителей.
Достоверность результатов исследования подтверждается длительностью рядов наблюдения за элементами режима водоема-охладителя, выполнявшимся по стандартным методикам специалистами ЗабУГМС, лабораториями ТЭС и хорошей сходимостью с ними и данными наблюдений других исследователей результатов экспериментальных наблюдений, проводившихся автором в последние годы, а также высокими коэффициентами корреляции расчетных зависимостей интегрального показателя с. данными наблюдений.
Личный вклад автора состоит: — в постановке целей и задач исследования - в предложенной комплексности подхода к оценке изменений, происходящих в водоеме-охладителе
- в разработке плана натурных исследований на водоеме, их выполнении и научном анализе результатов с использованием предложенного интегрального показателя качества воды
- в определении этапов деградации природного водного объекта, определении путей его восстановления, оценке его выполнимости, экономической эффективности и последствий.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на V Международном конгрессе «Вода: Экология и Технология» ЭКВАТЭК-2002, IV Международном симпозиуме «Чистая вода России - 2001» (Екатеринбург, 2001), V международной конференции «Акватерра - 2002» (Санкт-Петербург, 2002), экологических чтениях «Судьба озера Кенон» (г. Чита, 2002 г.), ежегодных научно-технических конференциях ЧитГУ в 1998-2003 г, на гидробиологическом семинаре ЧитГУ в 2004 году. По результатам исследования опубликовано 9 печатных работ.
Источники технического водоснабжения теплоэлектростанций и проблемы их использования
Технология производства электроэнергии на ТЭС связана с использованием большого количества воды, в основном для охлаждения котлоагрегатов. Существует две основные системы водоснабжения тепловых электростанций: прямоточная и оборотная. Встречаются также сочетания обеих систем [81].
Система водоснабжения называется прямоточной в том случае, когда из реки можно получить воду в количестве, полностью обеспечивающем потребность электростанции, причем подогретая вода сбрасывается вниз по течению реки и больше к водозаборному сооружению не поступает. При оборотной системе водоснабжения основная масса воды, прошедшая через конденсаторы, поступает в охладители и затем опять используется для охлаждения. Свежая добавочная вода подается в количестве, необходимом для восполнения потерь в охладителях.
Если при прямоточной системе водоснабжения в отдельные маловодные периоды расход реки не обеспечивает подачу на электростанцию всего требуемого объема воды, то недостающее количество может быть подано за счет подмешивания части подогретой воды к речной. Такая система водоснабжения называется смешанной.
Техническое водоснабжение должно осуществляться бесперебойно ив полном объеме в течение всего года. Это требование накладывает отпечаток на вопрос выбора источника. Так как теплоэнергетика не относится к производствам вносящим значительное загрязнение со сточными водами, то забор воды из рек и сброс после использования обратно не вызывает серьезной проблемы, в отличие от водоемов. Водотоки отличает способность к разбавлению стоков и большая скорость самоочищения. Что же касается водоемов, особенно не проточных, то в них происходит накопление загрязняющих веществ, в том числе биогенных, что совместно с тепловой нагрузкой вызывает их эвтрофикацию.
Наиболее простым вариантом является использование в качестве источников водоснабжения водотоков без регулирования стока, если это возможно. Однако расход воды в реке резко изменяется как в течение года, так и за многолетний период и применение прямоточной системы возможно в том случае, если в течение всего года расходы реки превышают потребности электростанции в воде или равны ей с учетом санитарных попусков. Перевод ТЭС на оборотную систему водоснабжения с водо-охладительными установками (градирни, брызгальные бассейны) позволяет существенно снизить потребность предприятия в свежей воде.
Создание водохранилищ на реках решает проблему с дефицитом стока в маловодный период, но этот способ достаточно дорог и влечет за собой проблемы обычные для создаваемых водохранилищ (затопление и подтопление территорий, замедление водообмена и эвтрофикация в конечном итоге).
Пруды-охладители получили наибольшее распространение на тепловых электростанциях большой мощности. Водоемы охладители - это созданные человеком водоемы с глубиной приблизительно 1 — 2 м на одном конце и постепенно увеличивающейся до 15 м на другом и с площадью поверхности 0,1 - 0,2 км2. Вода сбрасывается в водоем в мелководной его части и со временем охлаждаясь перемешиванием достигает более глубокой части. Теплообмен с атмосферой будет снижать температуру воды в водоеме до уровня при котором ее можно снова использовать для охлаждения. Для возмещения потерь на испарение с поверхности воды необходимо постоянное поступление холодной свежей воды [106]. Обычно, сооружаемым прудам-охладителям придается форма, исходя из условия безводоворотного течения, так как охлаждающая способность водоворотной зоны ниже, чем транзитного потока [81]. Проблемы этого способа, кроме затрат на сооружение и отчуждения земель, заключаются в загрязнении водоема тяжелыми металлами, солями жесткости и химическими реагентами системы химводоочистки. Небольшая средняя глубина, тепловое загрязнение и органические вещества, содержащиеся в воде, приводят к быстрому зарастанию и эвтрофикации водоема. Обычно борьба с растительностью ведется механическим и химическим способом, заиление прудов устраняется очисткой плавучими землесосами.
В условиях роста мощностей ТЭС в системах технического водоснабжения часто используются охладители различных типов, так называемые комбинированные системы. В настоящее время, такое водоснабжение имеют многие станции. В комбинированных системах используются, как правило, водоемы-охладители с большой тепловой нагрузкой и элементарной схемой циркуляции воды в водоеме и дополнительные охладители: градирни или брызгальные установки, которые работают в наиболее напряженный период. Особенностью расчета таких систем является то, что каждый из компонентов-охладителей работает по разомкнутой схеме циркуляции воды, а температурный режим в системе находится в зависимости от суммарной охлаждающей способности.
Численная оценка изменения водного баланса водоемаохладителя
Интегральный показатель качества воды и карты-схемы позволяют выявить источники загрязнения. Как правило, ими являются не только ТЭС, но и другие предприятия, городские застройки, поверхностный сток, места отдыха.
Поскольку ТЭС играет важную роль в развитии промышленности ив жизни населения, как источник электроэнергии и тепла то приостановление ее работы или ликвидация невозможны. Ужесточение экономических санкций не в состоянии решить создавшуюся проблему. Поэтому в данном случае необходимо искать решение в подходе «развития без разрушения».
Согласно СанПин 3907-85 «Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ» водоемы-охладители, предназначенные для приема термальных вод не должны иметь водосбросов в акваторию основного водохранилища. Водоемы-охладители вновь проектируемых ТЭС, ТЭЦ, АЭС, АТЭЦ и др. НПУ которых не превышают НПУ водохранилища, должны быть отделены от основного водохранилища глухими фильтрующими дамбами. Если НПУ водоема-охладителя выше НПУ основного водохранилища - дамбы должны быть нефильтрующими [82].
Водоемы-охладители ТЭС, создававшиеся до введения этих норм, в ряде случаев не имеют таких дамб и используют всю емкость природного водного объекта, что приводит к его деградации, постепенному переходу из природного в природно-антропогенное и далее - в полностью антропогенное состояние.
Основная идея, положенная в основу мероприятий по стабилизации и восстановлению такого водоема-охладителя — разделение его на 2 части -техногенную, выделенную в обособленное пользование ТЭС, и коммунально-бытовую с перетоком воды только из второй части в первую. При использовании водоема для охлаждения циркуляционной воды технологическим процессам требуется соблюдение нескольких условий: он должен обеспечивать охлаждение воды до температуры, при которой возможно ее повторное использование; уровень воды должен поддерживаться выше минимально возможного.
Расчет водохозяйственного баланса техногенной части необходимо проводить по расчетным периодам (за расчетный период удобно принять месяц), с начала водохозяйственного года, в качестве которого, принято начало периода подкачки воды из коммунально-бытовой части водоема или другого водоисточника. Расчет объема водоема в текущий период W, производился по формулам:
Коммунально-бытовая часть водоема в этом случае будет существовать как природный водоем с увеличенным водообменом. Таким образом, колебания уровня воды будут зависеть практически только от количества осадков, что характерно для большинства водоемов и химический состав воды за расчетный период времени стабилизируется. Для расчета параметров техногенной и коммунально-бытовой частей водоема необходимо провести расчет водного баланса водоема помесячно. Используя полученные результаты, найти расходные и приходные статьи баланса с обеспеченностью 95% и 5%. Полученные результаты позволят сделать вывод о правильности назначения объема техногенной части, о дефицитах воды и возможности их покрытия из других водоисточников, о возможном возникновении избытков воды в многоводные годы. Путь разделения водоема-охладителя не является единственным. Проблема теплового загрязнения может быть решена использованием таких охладителей воды, как градирни (башенные, вентиляционные, брызгальные), брызгальные бассейны, но их охлаждающая способность ниже, чем водоема-охладителя, а соответственно ниже эффективность работы ТЭС. Использование градирен в зимнее время связано с серьезными проблемами обледенения. Проблема зарастания водоема обычно решается биологическими мероприятиями, такими как рыборазведение и сокращение поступления биогенных веществ с водосбора. Также находит применение и механическое изъятие водной растительности и донных отложений. Изложенные в данной главе подходы и идеи проиллюстрируем на конкретном водном объекте, служащим водоемом-охладителем ТЭС - озере Кенон, расположенном в черте города Читы.
Интегральный показатель изменения качества воды для оценки состояния водоема-охладителя
Исследования показали увеличение образования органического вещества в 2,6 раза за период с 1970 - 1971 по 1985 - 1987 гг. В этот же период процессы деструкции увеличились в пять раз, что говорит о ресурсах экологической емкости водоема, а «цветение» воды в 1988 году указывает на то, что этих ресурсов недостаточно при экстремальных воздействиях (1988— многоводный год).
Процесс "цветения" озера обычно наблюдается во второй половине лета и начале осени, что объясняется поступлением биогенных веществ с водосборной территории, занятой промышленными предприятиями, частными подсобным хозяйством, зоной отдыха и сельскохозяйственными угодьями. После попадания в водоем биогенных веществ, при наличии ряда факторов способствующих развитию фитопланктонного сообщества (температура воды, освещенность) и по прошествии некоторого времени происходит бурное развитие синезеленых водорослей в поверхностном слое воды. Согласно [32] процессы первичного продуцирования в озере Кенон соответствуют эвтрофному типу.
Изменения в состоянии растительного покрова озера проводились с 1964 по 1991 г. [101]. По данным Владимировой З.Ф. [10, 11] в 1964 - 1971 гг. озеро было полностью заросшим. В составе макрофитов доминировали харовые водоросли, рдест курчавый, камыш Табернемонтана (зарегистрирован почти во всех водоемах-охладителях европейской и азиатской части бывшего СССР, как вид-эдификатор воздушно-водных сообществ).
Исследованиями 1986 - 1991 гг. установлено, что камыш Табернемонтана вытеснен тростником Phragmites australis, который характеризуется устойчивостью к загрязнению водной среды и атмосферы,, а также другим техногенным воздействиям. В результате подъема уровня воды почти на 1 м (введение подкачки) в 1970 - 1971 гг. растительность в центральной части водоема исчезла. В зоне подогретых вод к 1986 г. сформировались обильные заросли урути колосистой, который характеризуется как термофильный [36]. Еще одним термофильным видом оз. Кенон считается лютик жестколистный, исчезнувший из термальной зоны в результате загрязнения грунтов сероводородом [87].
На изменение качества воды указывает появившаяся в больших количествах ряска трехдольная, которая известна как индикатор избытка биогенных элементов. Кроме того, в озере исчезли водные мхи, которые являются индикаторами чистых вод и ранее отмечались в центральной части водоема [10].
Все отмеченные изменения во флоре озера обусловлены антропогенным эвтрофированием, действием температурного стресса и снижением прозрачности воды. Согласно [61], по мере усиления антропогенного эвтрофирования погруженная растительность сокращается до полного исчезновения. Этот процесс в настоящее время происходит в термальной зоне озера и со значительной скоростью [101].
Изменения в структуре ихтиофауны происходит постоянно, как под воздействием климатических факторов, так и под влиянием антропогенной деятельности. В настоящее время в оз. Кенон обитает шесть видов рыб: окунь, амурская щука, амурский чебак, серебряный карась, амурский сазан, амурский сом. По современному составу ихтиофауны это типично окунево-чебачий водоем.
Для более полного использования кормовой базы и предотвращения зарастания озера было рекомендовано вселение растительноядных рыб, в частности белого амура. Забайкальская комплексная экспедиция Лимнологического института СО АН СССР предложила вместе с белым амуром завести растительноядных планктофагов (белого и пестрого толстолобиков).
В июне 1970 г. было завезено 30 тыс. личинок белого амура и пестрого толстолобика в возрасте 13 - 15 дней для подращивания до двухлетнего возраста в прудах ЧГРЭС с последующим выпуском в оз. Кенон. В результате строительства и эксплуатации ТЭЦ произошли изменения естественного режима озера: повысилась температура, в начальный период увеличилась зарастаемость озера, наблюдалась гибель рыбы на сетках насосных установок, начал изменяться химический состав вод.
В 1983 - 1985 гг. наблюдалась массовая гибель окуня, что было связано с бентосным типом его питания, так как нефтепродукты, пестициды и другие загрязнители накапливаются в придонных слоях. Массовая гибель рыб и также снижение устойчивости к возбудителям болезней служат показателями загрязненности водоема. За последнее время под воздействием антропогенного фактора произошло снижение рыбопродуктивности в 1,5 — 2 раза. Возможный вылов рыбы в оз. Кенон составляет 8 т, однако ее реализация может осуществляться только после проверки ее на содержание тяжелых металлов, нефтепродуктов и фенолов.
Таким образом, на сегодняшний день установлена связь существенного ускорения процесса эвтрофирования водоема с антропогенной деятельностью в его акватории и на водосборе и, главным образом с негативным влиянием ТЭС. За время использования в качестве водоема-охладителя оз. Кенон претерпело ряд существенных изменений: в водоеме нарушился водный, баланс, изменились ледовый режим и химический состав вод, наблюдается повышение температуры воды, что повлекло за собой изменение структурных и функциональных характеристик экосистемы, что свидетельствует о неблагополучии данного водоема. Усиление антропогенного влияния на водоем привело к тому, что здесь все чаще отмечаются такие негативные явления, как цветение воды, повышение содержания токсических веществ, массовая гибель рыбы и др. Все это потребовало более глубокого, детального изучения антропогенного воздействия на все компоненты водной экосистемы, определения более тесных количественных связей и зависимостей, разработки конкретных мероприятий по приостановлению дальнейшей деградации и улучшению состояния озера, а также прогноза реализации этих мероприятий.
Водный баланс озера Кенон и его изменение под воздействием антропогенных факторов
В летний период 2000 - 2003 гг. производился отбор проб в восьми точках по акватории озера с целью выявить направление переноса загрязнений; Точка 1 находилась в трехстах метрах от берега южнее ТЭС. От точки 1 были проложены три луча (Рис. ЗЛО). Луч 1-3 (с точкой 2).--- вдоль берега в восточном направлении с азимутом а = 83, луч 1-5 (с точкой 4) - в южном направлении к центру озера с азимутом а = 180, и луч 1-7 (с точкой 6) - в юго-западном направлении с азимутом а = 215. Точка 8 находится в месте подкачки речных вод.
Каждый год пробы отбирались четыре раза в теплый период года. Результатом обработки этих данных стали схемы озера с нанесенными изолиниями равных концентраций загрязняющих веществ составленные с использованием программы Golden Software Surfer v. 7.04. Схемы составлены по среднегодовым концентрациям в каждой точке. Такие карты наглядно свидетельствуют о том, что наибольшая скорость разбавления наблюдается в районе ТЭС в результате перемешивания сбросных вод ТЭС с водами озера, и в районе южного берега (район подкачки), где происходит дальнейшее снижение концентраций за счет перемешивания с менее загрязненными по ряду веществ речными водами.
Как известно, качество воды водного объекта формируется, в основном, на водосборе. На территории бассейна происходит как загрязнение стока, попадающего в итоге в озеро, так и его частичное самоочищение. Состав воды водного объекта является индикатором этих процессов. Именно на водосборе, в основном, происходит формирование начального гидрохимического состава природных вод.
При разработке комплексных мероприятий по восстановлению и охране водных объектов необходимо учитывать закономерности формирования стока, которые соответствуют изменившимся условиям на водосборной территории. Такой показатель должен учитывать площадь его бассейна.
Модуль выноса (для озера - это массовый расход) рассчитанный по каждому загрязняющему веществу в пределах участков и в целом по бассейну: 1.Позволяет наиболее объективно оценить экологическое состояние водосбора и водного объекта. 2. Является удельной величиной, увязывающей загрязнение водосбора и самоочищение, происходящее, как на водосборе, так и в самом водоисточнике. Для оценки изменений, произошедших в оз. Кенон за время его эксплуатации в качество водоема охладителя целесообразно массовый расход, рассчитанный по годам отнести к массовому расходу до строительства ТЭЦ. Это позволяет: Во-первых, получить динамику изменения состояния озера и оценить антропогенное влияние на оз. Кенон; Во-вторых, из полученной матрицы виден вклад каждого загрязняющего вещества в общий вынос всех загрязняющих веществ с территории рассматриваемого бассейна; В-третьих, ранжированный ряд по вкладу загрязняющих веществ позволяет наметить программные мероприятия, как для озера в целом, так и по конкретным загрязняющим веществам. Проанализировав составленные нами графики, схемы и расчеты можно проследить следующее: 1. До строительства ТЭС воды озера Кенон относились к гидрокарбонатному классу (концентрация гидрокарбонатов в 1966 г. составляла 310 мг/л, а сульфатов 40 мг/л) (рис. 3.8). С введением в строй ТЭС концентрация сульфатов начала резко расти и в 1970 году достигла ПДК (100 мг/л), с 1983 г. концентрация сульфатов превысила концентрацию гидрокарбонатов. Концентрация гидрокарбонатов начала падать с 1968 г., что связано с введением подкачки вод из р. Ингоды с низким содержанием гидрокарбонатов. С введением второй очереди насосной станции подкачки в 1972 г. рост концентраций сульфатов замедлился, что связанно с разбавлением озерной воды водами реки (табл. 3.5). Для выявления тенденций развития процесса была оценена парная корреляция концентраций сульфатов и гидрокарбонатов и результат аппроксимирован степенной функцией (рис. 3.9). По графику парной корреляции можно выделить две стадии развития процесса перехода воды озера из гидрокарбонатного класса в сульфатный. Первая стадия характеризуется быстрым снижением концентраций гидрокарбонатов при постоянном росте концентрации сульфатов. Для второй стадии характерен продолжающийся рост концентрации сульфатов при малом изменении концентраций гидрокарбонатов. Можно сделать вывод о том, что при поддержании объемов подкачки на нынешнем уровне дальнейшее увеличение концентрации сульфатов не будет вызывать заметного падения концентрации гидрокарбонатов. Наибольшая концентрация сульфатов наблюдается в районе ТЭС, что объясняется использованием серной кислоты в процессе регенерации ионообменных смол и выклиниванием фильтрационных вод золоотвала, а наименьшая - в районе подкачки и впадения р. Кадалинка. (рис. 3.10).
