Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Географическая экология

Диссертационная работа:

Суслов Сергей Владимирович. Геоэкологическая оценка современного состояния и функционирования ландшафтов водоохранной зоны водохранилищ в условиях техногенного воздействия : 25.00.36 Суслов, Сергей Владимирович Геоэкологическая оценка современного состояния и функционирования ландшафтов водоохранной зоны водохранилищ в условиях техногенного воздействия : Дис. ... канд. геогр. наук : 25.00.36 Москва, 2003 218 с. РГБ ОД, 61:03-11/152-1

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1. Физико-географическая характеристика района исследования 13

  1. Географическое положение 13

  2. Рельеф и геологическое строение 13

  3. Климат 14

  4. Гидрография 18

  5. Почвенный покров 19

  6. Растительность и животный мир 24

Глава 2. Методика и объекты исследования 28

Глава 3. История изучения и создания водоохранных зон 32

Глава 4. Ландшафты водоохранной зоны Учинского водохранилища

и его современное состояние 42

  1. Ландшафты водоохранной зоны Учинского водохранилища 42

  2. Техногенное воздействие на ландшафты водоохранной зоны 45

  3. Флора и высшая водная растительность акватории и литорали Учинского водохранилища 49

  4. Изменение почвенного и растительного покровов водоохранной

зоны в условиях техногенного воздействия 49

Глава 5. Геоэкологическая оценка функционирования водоохранной

зоны Учинского водохранилища в условиях техногенного воздействия 55

  1. Характеристика акватории водохранилища 55

  2. Геоэкологическая оценка влияния водной и прибрежно-водной растительности водохранилища на качество природных вод 57

  3. Донные отложения Учинского водохранилища и их роль в формировании качества природных вод 62

  4. Геоэкологическая оценка функционирования ландшафтов водоохранной зоны водохранилища 73

  1. Экологическая оценка техногенных воздействий на атмосферу 73

  2. Геоэкологическая оценка состояния растительности и почв

з водосборного бассейна водохранилища и их влияния на качество

природных вод 74

5.4.3. Формирование химического состава природных вод в ландшафтах

водоохранной зоны Учинского водохранилища 125

Заключение 162

Практические рекомендации 170

Библиографический список 172

Приложения 188

Введение к работе:

Водоохранной зоной является территория, примыкающая к акватории водного объекта, на которой установлен специальный режим использования и охраны природных ресурсов и осуществления иной хозяйственной деятельности (Водный Кодекс РФ, 1996 г.). Размер и границы водоохранной зоны водных объектов утверждаются Правительством РФ в соответствии с основным назначением водного объекта. Функционирование ландшафтов водоохранной зоны в большой степени зависит от их структуры, состава и антропогенной нарушенности. Поэтому встала проблема необходимости оптимизации водоохранных и водорегулирующих функций ландшафтов водоохранных зон. Об актуальности этой проблемы свидетельствует принятая Министерством природных ресурсов РФ в 1999 г. концепция Государственной политики использования, восстановления и охраны водных объектов. В соответствии с Конституцией РФ и ст. 77 Водного Кодекса РФ планирование водохозяйственной деятельности, разработка водохозяйственных и водоохранных программ осуществляется на основе бассейнового принципа на всех уровнях управления водопользованием.

Разрабатываемые МПР РФ программы восстановления, охраны и рационального использования водного фонда России имеют основную цель -достижение и поддержание экономически оптимального и экологически безопасного уровня водопользования. Основной задачей водообеспечения населения в соответствии с программой должны стать: поэтапное восстановление состояния поверхностных источников питьевого назначения и его поддержка. Для охраны вод необходимо восстановление геоэкосистем бассейнов водоемов и поэтапное создание системы рационального водопользования. На начальных этапах необходима стабилизация экологического состояния водных ресурсов, предотвращение их загрязнения, поэтому необходима оптимизация функционирования ландшафтов водоохранных зон.

Водохранилища существенно преобразуют ландшафты своего бассейна изменяют хозяйственную деятельность людей, увеличивают рекреационную емкость территорий (Авакян и др., 1987, 1999 и др.). Хотя происхождение водохранилищ техническое, в дальнейшем они ведут себя как природные объекты. При несоблюдении мер водоохраны они могут заиливаться, качество воды в них может ухудшаться. Водохранилища подтопляют природные территории и изменяют там динамику почв и растительности возможности их хозяйственного использования, и вместе с образующими их плотинами вносят существенные изменения в гидрологический, гидрохимический и гидробиологический режимы рек и их бассейнов (Авакян и др., 1979, 1980, 1982, 1987, 1990).

При системном анализе водохранилище и его водосбор рассматривается как единая взаимосвязанная система. Поэтому состояние водоохранной зоны немедленно отражается на качестве воды водохранилища.

В водохранилище существенно изменяется качество речной воды, в ту или другую сторону, в зависимости от мер водоохраны. Акватория водохрнилища используется водным транспортом, рыбным хозяйством, для рекреации. Таким образом, водохранилища - антропогенные, управляемые человеком объекты, но они испытывают также и сильнейшее воздействие природных факторов. Поэтому они являются природно-техническими системами (Авакян и др., 1987).

На всех этапах проектирования, создания и эксплуатации водохранилища предусматривается охрана водных, земельных, биологических, минеральных и рекреационных ресурсов. Охрана водных ресурсов имеет два взаимосвязанных аспекта - количественный (охрана вод от истощения) и качественный (охрана вод от загрязнения и засорения). Для охраны вод от истощения и загрязнения на водосборном бассейне водохранилища производят посадку лесов, защитных лесополос, регулируют состав и структуру существующих лесов и проводят другие водоохранные мероприятия.

Лесные посадки притеняют акваторию, что способствует снижению температуры воды и уменьшению испарения. Благодаря этому воды охраняются от истощения и загрязнения и улучшаются условия рыборазведения.

Вокруг питьевых водохранилищ уже несколько десятилетий существуют зоны санитарной охраны вод и прибрежных территорий. Но в связи с ростом техногенных воздействий возникла необходимость создания комплексных водоохранных зон, хозяйственная деятельность человека в которых ограничена. Водоохранные зоны шире зон санитарной охраны и у некоторых водохранилищ (в том числе у Учинского) включают весь водосборный бассейн.

В границах водоохранных зон осуществляется ряд ограничений (Авакян и др., 1987; Водный Кодекс, 1996, Положение о водоохр. зонах, 1996) на использование земельных, лесных, минеральных и других ресурсов для предотвращения загрязнения водохранилищ. Природоохранные мероприятия должны способствовать оптимизации функционирования ландшафтов водоохранных зон, сохранению их барьерных функций для загрязняющих воду веществ.

Происходящее в современный период усиление антропогенных воздействий на окружающую среду вызывает необходимость изучения и выявления параметров антропогенных воздействий и вызываемых ими изменений в окружающей среде. Особенно остро стоит проблема формирования качества природных вод и разработки мероприятий по их рациональному использованию. Необходимость охраны природных вод от загрязнения и истощения ставит задачи совершенствования системы водоохранных мер не только в водоеме и местах водозаборов, но и на территории всего водосборного бассейна. В защите природных вод от загрязнения особенно велика роль водоохранных зон.

Необходимость изучения функционирования ландшафтов водоохранных зон отмечается М.П. Дальковым (РосНИИВХ, 2000) и другими исследователями (Бергман, 1957; Бондаренко и др., 1979; Вендров, 1986;

Груздева, 2002 идр.) отмечающим, что в последние десятилетия в связи с ухудшением состояния водных объектов под влиянием антропизации речных бассейнов возникла необходимость сконцентрировать внимание на изучении состояния водосборов, поскольку именно там начинается формирование поверхностных и подземных вод и закладываются основы их качественного состава.

Многообразное влияние на гидрологический режим и качество природных вод оказывает развитие промышленности, транспорта, энергетики и рост городского населения. Серьезной проблемой является накопление твердых отходов, загрязняющих водосборные пространства и вымывание из них токсичных компонентов, загрязняющих природные воды. Техногенные воздействия на водосборы ведут к упрощению структуры экосистемы, снижению их продуктивности, уменьшению биоразнообразия, нарушению функциональных связей и изменению процессов миграции веществ и элементов. Все это уменьшает естественную способность ландшафтов к самоочищению и приводит к загрязнению водных объектов. ( Арманд, 1983; Бойченко, 1977; Буторин, 1969, 1975; Васильев, Кукушкин, 1988; Григорьева, 1975 и др.)

Накопление тяжелых металлов в донных отложениях Учинского водохранилища наиболее интенсивно началось с 1966 года, что связано с урбанизацией и нарастанием техногенного воздействия. За примерно 20 лет (с 1983 г.) концентрации Мп в донных отложениях увеличились примерно в 2 раза, РЬ - в 2 раза, Си - в 3 раза, Сг - в 4 раза; содержание кадмия мало изменилось. На увеличение загрязнения донных отложений тяжелыми металлами оказывает влияние евтрофикация Волжского источника водоснабжения и увеличение содержания в воде органического вещества. (Груздева, Суслов, 2000, 2001, 2002; Ежегодный отчет..., 2002 и др.). Анализ показал наличие положительной корреляции между повышенным содержанием органического вещества и концентрацией Cr, Ni, Sr, Cd, Мп, более слабая связь у Fe и РЬ и не обнаруживается у Zi, Си, As, Zn.

Актуальность. Наиболее полно водоохранные функции выполняют лесные ландшафты, имеющие в отличие от других, более сложные состав и структуру. В лесах водоохранных зон запрещаются рубки леса, кроме санитарных, и ограничивается другая хозяйственная деятельность. Особенно велико значение водоохранных зон питьевых водохранилищ, в том числе Учинского, снабжающего питьевой водой г. Москву.

Изучение водоохранных зон Иваньковского, Рыбинского и других водохранилищ проводили отечественные ученые: А.Б. Авакян и др. (1979, 1982, 1987,), С.Л. Вендров (1976 и др.), К.Н. Дьяконов (1970, 1976, 1992 и др.); Камского водохранилища - Матарзин (1970, 1971, 1981 и др.). Их исследования в основном посвящены влиянию водохранилищ на окружающую природную среду (климат, грунтовые воды, подтопление и пр.). Работ же, анализирующих функционирование водоохранных ландшафтов водоохранных зон, немного. Для Учинского водохранилища таких работ практически не производилось, особенно в 90-е годы XX века. Поэтому мы решили восполнить этот пробел, учитывая особую актуальность сохранения и улучшения качества воды питьевого Учинского водохранилища. Оптимизация функционирования ландшафтов водоохранной зоны будет способствовать улучшению качества воды Учинского водохранилища и снижению затрат на доведение их качества до уровня ГОСТа.

В соответствии с вышесказанным нами поставлена цель исследования: изучить функционирование ландшафтов водоохранной зоны Учинского водохранилища и выявить их влияние на формирование качества воды водохранилища.

В соответствии с целью были поставлены и решены следующие задачи:

выявить виды влияний на водохранилище и его водоохранную зону;

изучить ландшафты водоохранной зоны, ее состав, структуру и современное состояние;

выявить структуру, состав и антропогенную нарушенность почвенного и растительного покровов водоохранной зоны;

изучить водную растительность и донные отложения водохранилища и их влияние на качество природных вод;

выявить влияние техногенного загрязнения на компоненты ландшафтов и выполнение ими водоохранных функций;

выявить влияние техногенного загрязнения на состав донных отложений и их роль в формировании качества природных вод;

выявить связь ландшафтов водоохранной зоны с формированием качества природных вод;

разработать практические рекомендации по оптимизации функционирования ландшафтов водоохранной зоны.

Материалы, положенные в основу работы. При решении выше сформулированных целей и задач автором обобщены собственные экспериментальные данные, полученные в процессе полевых исследований Учинского водохранилища и ландшафтов его водоохранной зоны, а также материалы лабораторных исследований собранных автором образцов почв, растений, воды, рыбы. Проанализированы также многолетние данные Акуловского гидроузла по химическому составу вод Учинского и других водохранилищ. Проанализированы имеющиеся по данной теме литературные и фондовые материалы.

Научная новизна. Впервые для Учинского водохранилища выявлена ландшафтная структура его водоохранной зоны, составлены ее ландшафтная, почвенная карты и карта растительности. Выявлен комплекс техногенных воздействий на водохранилища и их водоохранные зоны. Изучено функционирование видов ландшафтов водоохранной зоны в условиях техногенного пресса и их вклад в формирование качества природных вод. Выявлены основные тенденции в формировании качества природных вод и дана геоэкологическая оценка функционирования водохранилища и его водоохранной зоны. Выявлены основные тенденции в изменении функционирования ландшафтов водоохранных зон в условиях техногенного пресса.

Показано, что многообразие изменений компонентов ландшафтов водоохранных зон зависит от разнообразия, силы и продолжительности техногенного воздействия, а также их последовательности, взаимовлияния и совместного воздействия. Для лесных ландшафтов показано значение типов местообитания и типов исходных фитоценозов в выполнении ими водоохранных функций и показана важная роль почв и материнских почвообразующих пород в водоохранных функциях ландшафтов, что на практике можно учитывать при планировании и создании новых водохранилищ в Нечерноземной зоне. Выявлено, что в условиях техногенного пресса в фитоценозах водоохранных зон происходит изменение соотношения экологических и фитоценотических групп видов. При подтоплении водами водохранилища общей тенденцией является мезофитизация растительного покрова, заболачивание почв и усиление мозаичности ландшафтной структуры в соответствии с разнообразием подстилающих пород и микрорельефом. Изменения ландшафтов и их компонентов в условиях техногенного воздействия проиллюстрированы схемами, таблицами, графиками.

Прослежена смена фаций ландшафтов на топоэкологических профилях, заложенных перпендикулярно к водохранилищу, и проанализированы в них содержание и миграция веществ и элементов по химическому составу и загрязненности.

Практическая значимость. Выяснено, что в результате влияния комплекса антропогенных воздействий в ландшафтах водоохранных зон неуклонно возрастает роль производных сообществ, и для ограничения этих процессов требуются специальные хозяйственные мероприятия. Процессы восстановления условно коренных сообществ сдерживаются рекреацией и техногенными воздействиями. С учетом этого разработаны практические рекомендации по оптимизации функционирования водоохранных зон. Полученные результаты использованы в ежегодных отчетах Акуловского гидроузла и Росгидропроекта; используются в преподавании в ГУЗе.

11 Защищаемые положения. Предметом защиты являются:

современная структура, состав и техногенная нарушенность ландшафтов водоохранной зоны Учинского и Пестовского водохранилищ;

динамические параметры изменений почвенного и растительного покровов водоохранной зоны в условиях техногенного воздействия;

динамические параметры изменения состава вод и донных отложений водохранилища;

геоэкологическая оценка и выявление процессов деградации ландшафтов водоохранной зоны и их компонентов в условиях техногенного воздействия.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на VII и VIII Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов 2000-2001»; II Международной научно-практической конференции «Экология и гуманизм» (Санкт-Петербург, 2000 г.); Итоговой Международной конференций «Научные достижения - развитию агропромышленного комплекса», посвященной 70-летию ИТСХА (Иваново, 2000 г.); II Международной конференции «Молодые ученые - промышленности, науке, технологиям и профессиональному образованию для устойчивого развития» (Москва, 2000 г.); Международном симпозиуме по проблемам изучения и охраны биоразнообразия и природных ландшафтов Европы (Пенза, 2001 г.); Научной конференции «Водные экосистемы и организмы-2» (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2000 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Изучение геосистем антропогенно нарушенных территорий» (Челябинск, 2000 г.); IV Всероссийском семинаре - конференции «Энергетика, экология, надежность, безопасность» (Томск, 2000 г.); Итоговой научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Государственного университета по землеустройству «Землеустроительная наука - российским реформам» (Москва, 2001 г.); Научно-практической конференции «Проблемы устойчивого развития административных территорий на основе сохранения и развития системы лесопарковых хозяйств» (Московская область, Горки Ленинские, 2002 г.).

Публикации результатов исследований: по материалам диссертации опубликовано 15 работ.

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 151 наименований, в т.ч. 7 иностранных авторов. Общий объем работы - 218 страниц, включая 15 рисунков, 59 таблиц и 8 приложений.

Подобные работы
Олисаева, Людмила Георгиевна
Оценка воздействия эксплуатации автомобильных дорог на состояние окружающей среды территории Горной Осетии
Мельников Алексей Владимирович
Комплексная оценка воздействия защитных сооружений от наводнений на состояние окружающей среды Санкт-Петербурга
Юшкова Ольга Викторовна
Комплексная оценка состояния окружающей среды по параметрам функционирования паразитарной системы
Мочалова Ольга Инаровна
Природно-антропогенные процессы и современные ландшафты зоны Братского водохранилища
Рогозина Татьяна Анатольевна
Исследование качества речных вод в условиях антропогенного воздействия : на примере Уфимского бассейна
Высокинская, Раиса Владимировна
Возможности минимизации негативного воздействия полигонов твердых бытовых отходов на окружающую среду в условиях Среднего Урала
Запольский Александр Николаевич
Гидрогеоэкологические условия Рыбинского артезианского бассейна и его устойчивость к техногенному воздействию
Гребцов Сергей Николаевич
Геоэкологический анализ условий строительства крупных водозаборов подземных вод в районах с интенсивным антропогенным воздействием на природную среду (На примере Южно-Воронежского водозабора)
Каверина Наталия Викторовна
Геоэкологическая оценка воздействия железнодорожного транспорта на экосистемы прилегающих территорий
Волковская Светлана Григорьевна
Экологическая оценка воздействия горных предприятий на природную среду Воркутинского района и рациональные способы охраны природных ресурсов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net