Description:

"На правах рукописи ДАИШЕВ Шамиль Талгатович ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТОХРАНЫ И ВОСПРОИЗВОДСТВА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ НА МЕЛИОРИРУЕМЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВОДОСБОРАХ (на примере Северо-Запада РФ) Специальность: 25.00.36 - Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2001" Диссертационная работа выполнена в Северном научноисследовательском институте гидротехники и мелиорации (1988-1998 гг.) и Северо-Западном научно-исследовательском институте комплексного использования и охраны водных ресурсов (1999-2001 гг.). Научный консультант: член-корр. РАСХН, доктор технических наук, профессор Штыков В.И. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шульман С. Г., доктор геолого-минералогических наук, профессор Питулько В. М., доктор технических наук, заслуженный деятель науки республики Карелия Нестеренко И. М. Ведущая организация: Головной научно-проектный центр ЛЕНВОДПРОЕКТ Защита состоится 18 декабря 2001 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д. 212.229.17 в Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, ПГК, ауд. 411. С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета (СПбГТУ). Автореферат разослан 16 ноября 2001 года Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор Орлов В.Т. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Северо-Запад богат водными ресурсами (ВР), однако значительная часть местного стока в Ленинградской, 12% в Тверской, 13,8% в Псковской, 20% в Московской, 75% в Калининградской области формируется на территориях используемых в сельскохозяйственном производстве и подвержена загрязнению. В настоящее время экологическая ситуация на мелиорируемых сельскохозяйственных водосборах существенно улучшилась по сравнению с периодом 1985-90 гг., что обусловлено резким снижением интенсивности и объемов сельскохозяйственного производства. Однако, решение проблемы продовольственной безопасности страны и социально-экономическая необходимость восстановления отечественного сельскохозяйственного производства в прежних объемах требует применения доз удобрений, по крайней мере, восполняющих вынос биогенов с урожаем, наращивания поголовья скота и кормопроизводства, возобновления работ по техническому обслуживанию и реконструкции мелиоративных систем, что неизбежно вернет показатели выноса загрязняющих веществ на прежний уровень. Проблема загрязнения водных объектов рассеянным диффузным стоком с сельскохозяйственных водосборов относится к наиболее трудно решаемым, т.к. при относительно небольших концентрациях загрязняющих веществ объемы выхода загрязненных вод огромны. Однако, без ее решения такие дорогостоящие мероприятия, как замкнутость водопользования в промышленности, повышение эффективности работы очистных сооружений в коммунальном хозяйстве не дадут ожидаемого эффекта по замыкающим створам. В связи с вышеизложенным, разработка научных основ, методов и технологий охраны и воспроизводства ВР в условиях мелиорируемых сельскохозяйственных водосборов на основе комплексного экосистемного подхода, природоимитирующих технологий мелиоративного и сельскохозяйственного освоения водосборов, гармоничного сочетания экологических, социальных и экономических приоритетов является важной и актуальной проблемой. ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИИ - разработка научных основ, методов и технологий охраны и воспроизводства ВР на мелиорируемых сельскохозяйственных водосборах. Для ее достижения необходимо решить следующие задачи: 1. Разработать концепцию охраны и воспроизводства ВР, с учетом особенностей сельскохозяйственного производства на мелиорируемых водосборах, общих целей и задач, стоящих перед водным хозяйством страны. 2. Провести экспериментальные исследования потоков биогенных и загрязняющих веществ на мелиорируемых сельскохозяйственных водосборах, как целостных объектах, в рамках бассейновых ландшафтных структур и их фрагментов частных водосборов, отличающихся по степени антропогенного воздействия, влияющие на формирование качества воды по замыкающим створам. 3. Провести исследования экосистем искусственной гидрографической сети (ИГС), влияния ее компонентов на формирование качества воды. 4. Исследовать эффективность и разработать технологические принципы организации водоохранных сооружений в русле ИГС - отстойников-биопрудов, биоканалов, аквасистем, рассеивающих выпусков сбросных вод, водоаэрационных сооружений, с учетом специфики работы в условиях резко меняющихся гидравлических и биогенных нагрузок. 5. Разработать принципиальные схемы, исследовать водоохранную эффективность и основные технологические параметры биоинженерных сооружений (БИС), для очистки ливневых и талых вод с территорий объектов инфраструктуры сельскохозяйственного производства, с учетом специфики их качественного состава и условий образования. 6. Исследовать водоохранную эффективность прудов и малых водохранилищ на сельскохозяйственных водосборах, разработать критерии оценки их водоохранного потенциала, методы управления качеством воды малых водоемов. 7. Разработать методы обоснования нагрузки сельскохозяйственного производства на мелиорируемые водосборы, обеспечивающей охрану и воспроизводство ВР. ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ являлись: -мелиорируемые водосборы, как целостные объекты и их фрагменты, осуществляющие воспроизводство ВР; -различные по условиям формирования и степени антропогенного воздействия типы воды - дренажные, сбросные мелиоративных систем, ливневые и талые воды от объектов инфраструктуры сельскохозяйственного производства, речные воды, створы отличающиеся разной степенью сельскохозяйственной освоенности, воды природного фона, в результате смешения и трансформации которых формируется качество ВР; -концентрирующая сток ИГС, включающая различные по типоразмерам и назначению каналы открытой мелиоративной сети, канализованные водоприемники, накопители дренажного стока; системы ливневой канализации населенных пунктов, объектов инфраструктуры, дорожной сети; -компоненты экосистем ИГС, иловые отложения и высшая водная растительность (ВВР), влияющие на формирование качества ВР; -естественные водоохранные ландшафтно-геохимические барьеры и БИС. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. В работе применен комплекс полевых, лабораторных, теоретических методов исследований; комплексный экосистемный подход к анализу полученных результатов. Методической основой является концепция государственной политики устойчивого водопользования РФ, труды отечественных и зарубежных ученых по вопросам охраны и комплексного использования ВР. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В диссертации разработаны, научно обоснованы, подтверждены результатами экспериментальных исследований методы и технологии охраны и воспроизводства ВР на мелиорируемых сельскохозяйственных водосборах. Впервые получены следующие конкретные результаты: 1. Сформулирована концепция охраны и воспроизводства ВР на мелиорируемых сельскохозяйственных водосборах, разработаны методы и технологии ее реализации. 2. Разработана классификация различных по условиям формирования и степени антропогенного воздействия типов воды на мелиорируемых водосборах, дифференциация которых обоснована закономерным изменением их"'_ Ключевые слова: соавт, сточный вода, мелиорируемое водосбор, природный, склон, охрана, самоочищение, глубокий, угодье, работа, сбросный воды, поступление, качество, загрязнять вещество, азот фосфор, характер влияние, азот уменьшиться, учет специфика, соавт штык, расчет, азот, мероприятие, загрязняющий вещество, табла, мки, осушаемый участок, разы, исследование, результат экспериментальный, состав, показатель, технология, протекающий вод, метод, грунтовой вод, сточный воды, целевой назначение, конф, отстойник, игс, качественный состав, талый вода, защита, расчёт, результат, оценка, коллектор, га, содержание, внутрипочвенный сток, производство, тип вод, взвесить, иловый отложение, органический вещество, год, водный объект, ограничение нагрузка, нагрузка, экосистема игс, тип вода, штык, мелиорация земля, водный, экологический, очистной, естественный, даишев, взвешенный, диссертация, вегетация ввр, реализация, состояние, мелиорировать, значение, панов, территория, эффективность, часть, биогенный, технология охрана, характеристика, инфраструктура, очистка сток, значительный степень, конфа, сточный вод, наблюдение, минеральный, тип, значительный, путь заглубление, проведение очистной, обоснование нагрузка, качество расчетный, целостный объект, воспроизводство, исследуемый водоем, очистной сооружение, штык панов, целое, мкие, тыс, масса, комплекс мероприятие, загрязненный вод, вр, загрязнить, загрязнённый воды, процесс, объект инфраструктура, эксплуатация водоем, разработанный, степень, грунтовый, мелиорировать водосбор, осушаемый массив, загрязнять, система, вещество, талый вод, рф, площадь зарастание, период проведение, организация, б №, опытный объект, русло игс, осушаемый, вода, должный, приведенный результат, уровень, органический, поверхностный сток, объект, качество вода, средство механизация, устройство, водоохранный, биогенный вещество, водосбор, очистка, остаточный нагрузка, формирование, объект мелиорация, взвешенный вещество, путь, робщий, русло, водоохранный эффективность, разработка, искусственный субстрат, экологический пдк, местный сток, зеркало вода, удобрительный ценность, водоём, животноводческий сток, расход уменьшаться, экологический состояние, докл, сооружение, участок игс, очистка ливневый, сбросный, поток, свч, поток биоген, робщ, малый, мелиорируемый водосбор, период, проектный организация, условие, компонент, мелиорируемое, ссср, объем, пруд, методика, сточный, результат смешение, площадь, -х, северо-запад, проведение, очищать сток, мелиоративный, особенность, канал, процесс стекание, состав игс, таблица, ввр, качественный, бис, биомасса надземный, ио, концентрация, водоем, талый, мелиорация, воздействие, экономический приоритет, резкий снижение, свз, замыкающий створ, экологический обустройство, спб, загрязнение, водоохранный потенциал, сбросный вода, поверхностный, отложение, ливневый, нормативно-методический литература, дренажный, жонсон, одинаковый количество, ссср мкие, изменяющийся гидравлический, количественный оценка, форма, вынос, проблема, удаление, осуществление мероприятие, сток, биомасса, рмин робщ, основа, источник, грунтовой, водосборный площадь, загрязнить вода, почва, сеть, дно, вид, фосфор, ход экспериментальный, участок, водохранилище, использование, объём, экосистема, свойство, вод, зона