Ландшафтно-климатические особенности бассейнов водотоков Калининградской области. Изучение содержания органических веществ в воде. Типизация водотоков по гидрохимическим показателям. Биогенное воздействие рек в Калининградской области на Балтийское море.
Аннотация к работе
От геоэкологической ситуации в бассейнах таких рек во многом зависит качество воды и экологическое состояние более крупных водотоков и водоемов. Усиливающееся отклонение природно-антропогенных геосистем в речных бассейнах от своей естественной составляющей обусловило возникновение и необходимость решения «проблемы малых рек», проявляющейся, главным образом, в деградации речных геосистем вследствие интенсивного хозяйственного использования малых рек и их водосборов, изъятия значительной части стока, отведения в реки загрязненных сточных вод, трансграничной антропогенной нагрузки. Выявлены основные закономерности и причины короткопериодной изменчивости гидрологических показателей в малых реках, осуществлена их типизация, ориентированная на использование рек в рыбохозяйственных целях. Водосбор и река (водоток) рассматриваются как единая целостная геосистема, все компоненты которой взаимосвязаны между собой вертикальными и горизонтальными потоками вещества и энергии. Практическая значимость исследования заключается в использовании полученных результатов при выполнении НИР 09-02 Федерального Агентства водных ресурсов Министерства природных ресурсов и экологии РФ «Разработка научных рекомендаций по снижению негативного природного и антропогенного воздействия на акваторию Балтийского моря (прибрежная полоса Калининградской области и восточная часть Финского залива» (2009 - 2010 гг.).При этом наиболее неблагоприятные условия по ряду показателей (кислородные условия, содержание азота нитритов, фосфора фосфатов) отмечены в приграничных створах малых рек. Больше всего биогенных веществ содержалось в реках Полесской низменности, в некоторых реках Самбийского полуострова (реки Чистая, Мотыль, Спокойная, Медвежья) и некоторых приграничных створах (реки Стоговка, Правда, Путиловка). Геоэкологическая оценка водотоков Калининградской области, включающая анализ природных и антропогенных факторов в пределах бассейнов, морфометрических, гидрометрических, гидрохимических параметров водотоков, ориентированная на использование рек в рыбохозяйственных целях показала следующее. «Умеренно благоприятное» состояние имеют реки Прохладная, Дейма, водотоки южной части Дельтовой низменности, а также Инструч. Контроль качества воды в реках, текущих с территорий сопредельных государств, целесообразно вести в створах, максимально приближенных к государственной границе.
Вывод
1. Малые водотоки отличаются большой короткопериодной изменчивостью гидрологических и гидрохимических параметров, соизмеримой с сезонной. Изучение каждой отдельной реки малоэффективно, поскольку гидрологический режим малых рек под влиянием местных факторов может быть азонален. Для представления геоэкологических особенностей малых водотоков необходима их типизация. В работе реки сгруппированы по типу дренируемого ландшафта на фоне климатических особенностей области. Дана характеристика гидрометрических и гидрохимических параметров рек. Показано, что водность рек определяется в целом природными факторами, тогда как качество воды зависит в большей степени от преобладающей в бассейне антропогенной деятельности.
2. Изучение гидрохимических особенностей водотоков Калининградской области позволили отметить следующее. Кислородные условия, содержание органических и биогенных веществ в большинстве водотоков не соответствуют требованиям ПДК, особенно в меженные периоды. При этом наиболее неблагоприятные условия по ряду показателей (кислородные условия, содержание азота нитритов, фосфора фосфатов) отмечены в приграничных створах малых рек. Самые неблагоприятные кислородные условия складываются в малых и самых малых реках дельты р. Немана, Полесской низменности. Катастрофическое состояние - в реках Лобовке, Хлебной, Медвежьей. Более благоприятные условия в реках Самбийского полуострова. Количество органических веществ оценивалось по величине перманганатной окисляемости, которая для исследованных рек попадала в класс «повышенная» (10-15 МГО/дм3). Наибольшая окисляемость обнаружена в приграничных створах малых рек (р. Путиловка, р. Струга Барыцка). Наименьшая - в малых реках Самбийского полуострова. Экстремально высокая окисляемость зафиксирована в реках: Граевке, Медвежьей, Тростянке. Больше всего биогенных веществ содержалось в реках Полесской низменности, в некоторых реках Самбийского полуострова (реки Чистая, Мотыль, Спокойная, Медвежья) и некоторых приграничных створах (реки Стоговка, Правда, Путиловка). Меньше всего - в реках Алейке, Светлогорке, Гурьевке, Прохладной, Анграпе, Красной. Превышения ПДК за период исследований зафиксированы: по азоту аммонийному - в 1,3-2,5 раза, по фосфору фосфатов - в 1,0-1,3 раза.
3. Геоэкологическая оценка водотоков Калининградской области, включающая анализ природных и антропогенных факторов в пределах бассейнов, морфометрических, гидрометрических, гидрохимических параметров водотоков, ориентированная на использование рек в рыбохозяйственных целях показала следующее. По геоэкологическому состоянию выделено 4 группы рек. «Благоприятное» состояние характерно только для малых рек, дренирующих Виштынецкую возвышенность (юго-восточная часть области). «Умеренно благоприятное» состояние имеют реки Прохладная, Дейма, водотоки южной части Дельтовой низменности, а также Инструч. Большинство малых водотоков характеризуются как «малоблагоприятные» (реки Мамоновка, Путиловка, Правда, Нельма, Зеленая, Светлогорка, Мотыль, Алейка, Забава, Спокойная, Куровка, Большая Морянка, Ольховка, Гурьевка, каналы Западный и Восточный) и «весьма неблагоприятное» (реки Стоговка, Граевка, Приморская, Чистая, Медвежья, Зеленоградка, водотоки северной части Дельтовой низменности). Водотоки расположены в пределах густонаселенных и промышленно освоенных частях области - западная и центральная части области. Это свидетельствует о, в целом, неудовлетворительном состоянии малых геосистем на территории Калининградской области.
4. Малые реки вносят определенный вклад в загрязнение Балтийского моря и заливов. В сумме они выносят более 1000 т минерального азота, более 100 т фосфора фосфатов и около 300 т железа общего в год. В суммарной биогенной нагрузке на Балтийское море от рек области это составляет 2,4 % общего стока минерального азота, 7,2 % - фосфора фосфатов и 6,1 % - железа общего. Доля стока малых рек в биогенной нагрузке на Куршский залив незначительна и составляет 0,5 % по азоту минеральному, 1,2 % - по фосфору фосфатов и 1,1 % по железу общему. Биогенная нагрузка от малых рек на Калининградский залив существенно выше и составляет 21 %, 28 %, 35 % от общего стока соответственно.
5. Трансграничные реки на территорию области приходят достаточно загрязненными, о чем свидетельствуют качество воды в приграничных створах, а также объем переносимых биогенных веществ. Контроль качества воды в реках, текущих с территорий сопредельных государств, целесообразно вести в створах, максимально приближенных к государственной границе.
6. Существующая система государственного мониторинга водных объектов нуждается в корректировке. Для контроля качества воды, поступающего в Балтийское море и его заливы, целесообразно включить в общую систему наблюдений малые водотоки Самбийского полуострова (реки Алейку, Забаву в приустьевых створах, Медвежью у п. Сокольники, Чистую ниже г. Пионерска, Светлогорку ниже г. Светлорогска) и Полесской низменности (реки Зеленоградку в приустьевом створе, Лобовку ниже г. Храброво, Б. Морянку, М. Морянку в приустьевых створах), а также восстановить гидрологические посты на реках Прохладной (п. Светлое), Нельме (п. Кострово) и Писсе (п. Зеленый Бор). Для получения баланса нагрузки необходимо назначить приграничные створы на реках Корневке (выше г. Корнево), Стоговке (выше п. Железнодорожного), Немане (п. Неманское), Шешупе (п. Кутузово) и включить их в общую систему мониторинга. водоток гидрохимический море ландшафтный
Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях
В научных журналах, рекомендуемых ВАК
1. Нагорнова Н.Н., Берникова Т.А. Некоторые факторы формирования короткопериодной изменчивости состояния малых аквальных экосистем (на примере Калининградской области) // Вестник Российского университета дружбы народов. М., 2010. № 1. С. 30-38 (автора - 0,26 п.л.).
2. Нагорнова Н. Н., Берникова Т. А., Цупикова Н. А. Гидрогеохимическая характеристика малых рек Калининградской области // Вестник БФУ им. И. Канта. 2011. №7. С. 160-166 (автора - 0,20 п.л.).
Учебное пособие
3. Берникова Т.А., Малявкина А.Н, Нагорнова Н.Н., Цупикова Н.А. Гидрология. Лабораторный практикум и учебная практика. М.: КОЛОС, 2008. 304 с (автора - 4,0 п.л.).
Публикации в журналах, сборниках
4. T. Bernikova, A. Malyavkina, N. Nagornova Discharge of organic and boigenic substances from small rivers of Kaliningrad Region in the Baltic Sea // Proceedings, 6th International Conference. Kalmar, 2007. Part II. P. 569-573 (автора - 0,10 п.л.).
5. Авдеева Е.В., Берникова Т.А., Казимирченко О.В., Нагорнова Н.Н. Микробиологический мониторинг европейского угря в условиях антропогенной нагрузки // Экологические проблемы Калининградской области и Балтийского региона: Сб. науч. трудов / под ред. В.В. Орленка. Калининград: РГУ им. И.Канта, 2007. С. 129-134 (автора - 0,05 п.л.).
6. Берникова Т. А., Дубравин В.Ф., Нагорнова Н.Н. Стонт Ж. Климатические сезоны Южной Балтики // Инновации в науке и образовании - 2007: V научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2007. Ч 1. С. 53-55 (автора - 0,05 п.л.).
7. Берникова Т. А., Нагорнова Н.Н. Гидрологические условия рек Немана и Шешупе (в пределах Калининградской области) в марте 2007 года // Инновации в науке и образовании - 2007: V научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2007. Ч 1. С. 58-61 (автора - 0,11 п.л.).
8. Берникова Т. А., Нагорнова Н. Н. Гидрологическое зонирование Калининградского залива // Инновации в науке и образовании - 2006: IV научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2006. Ч 1. С. 125-126 (автора - 0,13 п.л.).
9. Берникова Т. А., Нагорнова Н.Н. Цупикова Н.А., Гусарова А. Загрязнение и водообмен Приморской бухты с Калининградским морским каналом (КМК) // Инновации в науке и образовании - 2007: V научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2007. Ч 1. С. 61-64 (автора - 0,10 п.л.).
10. Берникова Т.А., Малявкина А.Н., Нагорнова Н.Н., Цупикова Н.А. Значение рейдовых гидрологических наблюдений для экологического мониторинга водных объектов (на примере Калининградской области) // Инновации в науке и образовании - 2009: VII научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2009. Ч 1. С. 98-101 (автора - 0,10 п.л.).
12. Берникова Т.А., Цупикова Н.А., Нагорнова Н.Н. Некоторые пути решения проблем экологического мониторинга слабоизученных водных экосистем (на примере Калининградской области) / XIV Съезд РГО: Сборник научных работ. Т. 2. Книга 2. Ч. 2. С. 246-249 (автора - 0,11 п.л.).
13. Дубравин В.Ф., Нагорнова Н.Н. Кислородный режим Южной Балтики // Известия КГТУ. Калининград, 2007. № 12. С. 27-35 (автора - 0,15 п.л.).
14. Дубравин В.Ф., Нагорнова Н.Н. Об оценках водообмена через Балтийский пролив // Инновации в науке и образовании - 2007: V научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2007. Ч 1. С. 69-72 (автора - 0,10 п.л.).
15. Малявкина А.Н., Нагорнова Н.Н., Берникова Т.А. Предварительные результаты мониторинга некоторых замкнутых водных экосистем Калининградской области // Известия КГТУ. Калиинград, 2010. № 19. С. 204-212 (автора - 0,15 п.л.).
16. Матвеева Е.В., Нагорнова Н.Н. Распространение загрязнения по течению реки Преголи // Экологические проблемы Калининградской области и Балтийского региона: сб. науч. трудов / под ред. В.В. Орленка. Калининград: РГУ им. И.Канта. 2007. С. 71-78 (автора - 0,10 п.л.).
17. Нагорнова Н.Н. Берникова Т.А. Водообмен морских и речных вод как фактор формирования структуры эстуарных водоемов (на примере Калининградского залива Балтийского моря) // Состояние охрана, воспроизводство и устойчивое использование биологических ресурсов внутренних водоемов: материалы. Волгоград. 2007. С. 213-215 (автора - 0,10 п.л.).
18. Нагорнова Н.Н. Вынос из озера Виштынецкого минеральных и органических веществ в июле 2007 года // Lietuvos ir Rusijos pasienio vandens telkiniu zuvu istekliu akturimo salygu moksline-technine pletra. Tarptautines mokslienes studentu ir jaunuju mokslininku konferencijos programma ir pranesimu santraukos. Vilnius. 2007. S. 13-14 (автора - 0,11 п.л.).
19. Нагорнова Н.Н. Методологические аспекты выделения рек-аналогов (на примере экосистем малых рек Калининградской области) // Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность: IV Международная научная конференция: труды / М.: ИВП РАН. 2010. С. 227-230 (автора - 0,19 п.л.).
20. Нагорнова Н.Н., БЕРНИКОВАТ.А. Гидрологические условия реки Прохладной и ее притоков по наблюдениям в сентябре 2007 года // Инновации в науке и образовании - 2008: VI научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2008. Ч 1. С. 143-146 (автора - 0,10 п.л.).
21. Нагорнова Н.Н., Малявкина А.Н., Берникова Т.А., Цупикова Н.А. Мониторинг выноса органических и биогенных веществ рекой Прохладной в Калининградский (Вислинский) залив / Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных районов юго-восточной Балтики: материалы / Калининград: Терра-Балтика, 2008. С. 111-112 (автора - 0,10 п.л.).
22. Нагорнова Н.Н., Цупикова Н.А., Берникова Т.А. Выбор ключевых точек мониторинга экосистем водотоков в Калининградской области // Инновации в науке и образовании - 2010: VIII научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2010. Ч 1. С. 160-162 (автора - 0,11 п.л.).
23. Цупикова Н.А., Нагорнова Н.Н. Факторы формирования биогенного стока с территории Калининградской области // Инновации в науке и образовании - 2010: VIII научная конференция КГТУ: труды / Калининград, 2010. Ч 1. С. 172-174 (автора - 0,10 п.л.).