Введение к работе
Актуальность темы. Естественные многолетние и сезонные колебания химического состава воды лотических водоемов, определяемые комплексом физико-географических условий (гидрометеорологических и факторов подстилающей поверхности), в последние десятилетия изменяются под влиянием хозяйственной деятельности человека.
Антропогенная деятельность на водосборной площади приводит к качественному истощению водных ресурсов, так как является причиной:
дополнительного поступления в водный объект химических веществ (как свойственных природным водам, так и не характерных для них) и, соответственно, его загрязнения;
преобразования поверхности водосбора и изменения путей и скорости миграции химических веществ в водные объекты, и, соответственно, нарушения ритмичности смены гидрохимических циклов.
Качественное истощение водных ресурсов наносит природным и хозяйственным комплексам большой экологический и экономический ущерб. Оно затрудняет водопользование и нарушает условия жизнедеятельности человека. В связи с этим изучение влияния антропогенного воздействия на качество водных объектов (на примере р.Белой) является весьма актуальным.
Типичным примером водного объекта, подвергающегося антропогенному воздействию, является р.Белая. В р.Белую сбрасываются сточные воды различных производств и жилищно-коммунального хозяйства, при этом она обеспечивает питьевой водой множесіво населенных пунктов, используется для промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, рыбохозяйственного водопользования. Поэтому знание закономерностей изменения качества воды р.Белой под влиянием антропогенных факторов и разработка научных основ рационального использования и охраны ее водных ресурсов являются практически значимыми.
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры «Безопасность производства и промышленная экология» Уфимского государственного авиационного технического университета и Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы» (контракт № И 0439/678).
Цель работы - комплексная оценка изменения качества воды р.Белой с учетом многолетней динамики антропогенного воздействия на водосборе и гидрологических особенностей водотока - межгодовых и межсезонных изменений водности
Задачи исследования:
исследование динамики антропогенной деятельности в бассейне р.Белой за 1938-2002гт. для выявления периодов, отличающихся уровнем воздействия на водоток;
анализ качества воды р.Белой за многолетний период для выявления закономерностей в изменении содержания загрязняющих веществ в различные фазы водного режима.
- апробирование аппарата функции распределения вероятностей для
исследования химического состава воды р.Белой в условиях многофакторности
и неопределенности антропогенного воздействия;
разработка методики оценки влияния крупных промышленных центров на формирование качества водного объекта - приемника сточных вод;
оценка качества воды р.Белой в зависимости от стока загрязняющих веществ с территорий промышленных центров;
разработка подхода к установлению нормативов предельно допустимого воздействия на водный объект в пределах урбанизированных территорий.
Научная новизна:
- на основе анализа однородности многолетних рядов гидрохимических
наблюдений с использованием статистических критериев установлены периоды
различной интенсивности антропогенного воздействия на водный объект;
- выявлены многолетние и межсезонные закономерности изменения
качества водного объекта, обусловленные антропогенным воздействием, и
получены количественные оценки качества воды в виде вероятностного
распределения концентраций химических компонентов;
разработана методика определения соотношения объемов загрязнений, попадающих в водоток - приемник сточных вод: из точечных источников и в результате рассредоточенного поступления стоков с городской территории;
разработан подход к установлению количественных соотношений между уровнем антропогенной нагрузки и степенью загрязненности водного объекта;
- для управления качеством воды обоснованы предельно допустимые
пормы воздействия на водный объект, базирующиеся на соотношении величин
локального (точечного и неточечного) и транзитного его загрязнения.
Практическая значимость. На основании результатов проведенных исследований разработаны рекомендации по нормированию хозяйственной деятельности человека в пределах урбанизированных территорий для снижения ее негативного воздействия на водоток.
Результаты работы переданы в Управление федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Республике Башкортостан и Управление государственного аналитического контроля МПР РБ.
Методы исследования и результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс Уфимского государственного авиационного технического университета и используются при подготовке специалистов по специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и по направлению 280200 «Защита окружающей среды».
На защиту выносятся:
этапы антропогенного воздействия на р.Белую;
результаты ретроспективной оценки качества воды р.Белой в районах промышленных центров;
результаты современной оценки состояния загрязненности и качества воды р.Белой в различные фазы водного режима на основе вероятностной модели биномиальной кривой Пирсона Ш типа;
методика определения влияния крупных промышленных центров на загрязнение приемника сточных вод;
математические зависимости содержания различных загрязняющих веществ в воде р.Белой от их поступления с территорий городов.
Личный вклад автора заключается в обобщении данных о химическом составе и водном режиме р.Белой, в постановке проблемы, методическом обеспечении ее решения и анализе полученных результатов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции, посвященной 125-летию основания Томского государственного университета «Проблемы
конференции, посвященной 100-летию Уфимского водопровода «Водоснабжение на рубеже столетий» (Уфа, 2001); второй международной научно-технической конференции «Проблемы экологии на пути к устойчивому развитию регионов» (Вологда, 2003); научно-практической конференции, посвященной 95-летию основания Баипсирского государственного университета «Университетская наука - Республике Башкортостан» (Уфа, 2004); VI Всероссийском гидрологическом съезде (Санкт-Петербург, 2004).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 185 страницах машинописного текста, включает 23 таблицы, 40 рисунков. Список литературы содержит 150 наименований.
