Винос розчинених хімічних речовин річками Криму - Автореферат

Актуальність теми обумовлена необхідністю удосконалення методів обчислення добового виносу розчинених хімічних речовин річками Гірського та Передгірського Криму в умовах відсутності достатньої кількості спостережень за іонним складом води, аналізу впливу карсту на трансформацію водного та гідрохімічного режимів річок з урахуванням генетично-однорідних складових водного стоку річок Криму. Тема дисертації відповідає напряму державної політики, спрямованої на збереження навколишнього середовища, та збігається з питаннями наступних програм і законів України: «Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки» від 11.07.01 р., №2623-III (напрям: «Збереження навколишнього середовища та сталий розвиток») і «Загальнодержавна програма охорони та відтворення довкілля Азовського та Чорного морів (2001-2010 роки)» від 22.03.01 р., №2333-III. В основу розрахунків покладено обґрунтований у роботі метод обчислення добових витрат та концентрацій розчинених хімічних речовин на невеликих гірських річках паводкового типу з урахуванням генетично-однорідних складових (підземної та поверхневої) стоку води. обчислено добові концентрації та витрати розчинених хімічних речовин на річках Криму за генетично однорідними складовими стоку води в умовах низької інформативності даних про хімічний склад річкових вод; Практичне значення одержаних результатів полягає у можливостях застосування методу обчислення виносу розчинених хімічних речовин річками гірського типу; встановленні закономірностей розподілу іонного стоку на території Криму та залежностей між витратами води і концентраціями іонів при водогосподарських розрахунках; можливому їх використанні у підрозділах Республіканського комітету з водного господарства АР Крим, у Центрі з гідрометеорології АР Крим та у підрозділах Міністерства охорони навколишнього природного середовища.У першому розділі «Фізико-географічні умови формування гідрохімічного режиму річок Криму» наведено аналіз фізико-географічних умов Криму, який дозволив дійти висновку про складність головних природних факторів (клімату, рельєфу, геологічних та ґрунтово-геоморфологічних умов, рослинності). У другому розділі «Гідрографічні умови формування хімічного складу річкових вод Кримського півострова» проаналізовано гідрографічні умови та гідрологічний режим річок, які мають величезний вплив на формування іонного складу річкових вод і гідрохімічний режим впродовж року та в багаторічний період. На території Криму виділяють наступні групи річок: ПБК, Північно-Західних схилів Кримських гір, Північно-Східних схилів гір, річки і балки Рівнинного Криму, річки і балки Керченського півострова. Роль карсту, як регулятора стоку води в Гірському Криму, полягає лише в тому, що опади, які випали на плато та схили гірських масивів, не стікають в річки по їх схилах. У четвертому розділі «Розробка методу обчислення виносу розчинених хімічних речовин річками гірського Криму» висвітлені існуючі методи розрахунку іонного стоку річок і надається обґрунтування та реалізація методу обчислення добового виносу розчинених хімічних речовин за генетичними складовими стоку води.В дисертації наведено наукове обґрунтування та результати апробації методу обчислення концентрацій і витрат розчинених хімічних речовин в гідростворах річок Гірського та Передгірського Криму з урахуванням генетичних складових водного стоку (підземної та поверхневої). На основі аналізу багаторічного (1965-2003 рр.) базового гідрохімічного моніторингу річкових вод Криму встановлено, що мінералізація та концентрації деяких головних іонів залежать як від водного режиму річок, так і гідрогеологічних умов водозборів та водогосподарських перетворень на річках. Звязок між витратами води та мінералізацією, а також концентраціями окремих елементів сольового складу не завжди має вигляд оберненого ступеневого звязку, як на більшості рівнинних річок, оскільки в залежності від фаз водного режиму та гідрогеологічних і кліматичних умов мають місце дещо інші залежності. Зокрема, встановлено, що для зимових паводків, сформованих під час відлиг, спочатку мінералізація зменшується при збільшені витрат води, далі вона дещо збільшується - відбувається винос речовин, що накопичилися у поверхневому шарі ґрунту, який у цей період вже відтанув, надалі, після збіднення на речовини цього шару ґрунту, при збільшені витрат води мінералізація зменшується; для літніх паводків також спостерігаються збільшення мінералізацій у періоди підйому рівнів води і подальше зменшення її - у періоди піків та спаду. Ці звязки дозволили підвищити інформативність даних про хімічний склад води річок та обґрунтувати метод обчислення виносу хімічних речовин за генетичними складовими стоку води.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

В дисертації наведено наукове обґрунтування та результати апробації методу обчислення концентрацій і витрат розчинених хімічних речовин в гідростворах річок Гірського та Передгірського Криму з урахуванням генетичних складових водного стоку (підземної та поверхневої).

У дисертації вперше для території Криму вирішені наступні задачі: 1. На основі аналізу багаторічного (1965-2003 рр.) базового гідрохімічного моніторингу річкових вод Криму встановлено, що мінералізація та концентрації деяких головних іонів залежать як від водного режиму річок, так і гідрогеологічних умов водозборів та водогосподарських перетворень на річках.

2. Звязок між витратами води та мінералізацією, а також концентраціями окремих елементів сольового складу не завжди має вигляд оберненого ступеневого звязку, як на більшості рівнинних річок, оскільки в залежності від фаз водного режиму та гідрогеологічних і кліматичних умов мають місце дещо інші залежності. Зокрема, встановлено, що для зимових паводків, сформованих під час відлиг, спочатку мінералізація зменшується при збільшені витрат води, далі вона дещо збільшується - відбувається винос речовин, що накопичилися у поверхневому шарі ґрунту, який у цей період вже відтанув, надалі, після збіднення на речовини цього шару ґрунту, при збільшені витрат води мінералізація зменшується; для літніх паводків також спостерігаються збільшення мінералізацій у періоди підйому рівнів води і подальше зменшення її - у періоди піків та спаду. Ці звязки дозволили підвищити інформативність даних про хімічний склад води річок та обґрунтувати метод обчислення виносу хімічних речовин за генетичними складовими стоку води.

3. Виявлені особливості формування стоку води та хімічного складу карстових вод, які є початком і джерелом фактично всіх річок Гірського Криму та суттєво впливають на їх водний і гідрохімічний режими. Гідродинамічні звязки між областями живлення і розвантаження карстових вод існують головним чином тільки у верхніх частинах розрізів гірських масивів. З віддаленням від гір обєми карстових вод зменшуються, а з віддаленням на північ та схід від Зовнішньої гряди вони майже зовсім зникають. За хімічним складом води вони - прісні з мінералізацією 300-500 мг/дм3.

4. Обґрунтовано та апробовано метод обчислення добового виносу розчинених хімічних речовин для невеликих річок Гірського Криму з урахуванням генетичних складових стоку води, що дозволило розрахувати за різні інтервали часу (добу, декаду, місяць, рік та багаторіччя) концентрації та витрати окремих елементів сольового складу (кальцію, магнію, натрію, хлору, сульфатів, гідрокарбонатів) і мінералізації у 22 річкових гідростворах.

5. Доведено, що на річках Криму середня частота спостережень за хімічним складом води повинна складати не менш 42 разів на рік (з урахуванням всіх фаз водного режиму).

6. На основі результатів розрахунку середньорічних величин іонного стоку встановлені закономірності виносу розчинених хімічних речовин на річках Кримського півострова в залежності від морфометричних характеристик водозборів. Зокрема, мінералізація за довжиною всіх річок збільшується при зростанні відстані від витоків, що повязано з припливом високомінералізованих підземних вод та перехопленням поверхневого стоку у водосховищах. З іншого боку, на річках Північно-Східних схилів Кримських гір одержані задовільні обернені звязки питомих концентрацій розчинених речовин з розмірами водозборів, що обумовлено відповідним зменшенням частки дренованих запасів підземних вод.

7. На прикладі Альмінського водосховища запропоновано спосіб використання добових величин іонного стоку та закономірностей його протікання впродовж року для оцінки змін концентрацій хімічних речовин у водосховищах і в першу чергу для розрахунків коефіцієнтів водообміну та водовідновлення. Для кожного місяця були розраховані значення мінералізації води у водосховищі, з урахуванням впливу процесів водовідновлення і концентрації приточної води з різними витратами.

1. Иваненко А. Г. Расчет стока воды и смыва химических веществ с малых водосборов в районе юго-восточной части горного Крыма / А. Г. Иваненко, О. Н. Гриб // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. - 2003. - Вип. 47. - С. 178-185.

2. Гриб О. Н. Уточнение метода расчета ежедневных расходов минеральных веществ на малых реках Крыма / О. Н. Гриб // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. - 2005. - Вип. 49. - С. 511-519.

3. Гриб О. М. Змінність концентрацій та виносу розчинених хімічних речовин за довжиною річок Криму / О. М. Гриб // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. - Одеса, 2008. - Вип. 50.

4. Колодеев Е. И. Состав речных вод и вынос растворенных веществ с бассейна реки Прут / Е. И. Колодеев, О. Н. Гриб // Вісник Одеського державного екологічного університету. - 2005. - Вип. 1. - С. 144-152.

5. Иваненко А. Г. Вычисление суточных минерализаций водного стока рек Крымского полуострова / А. Г. Иваненко, О. Н. Гриб // Наук. запис. Терноп-го нац. педагог. ун-ту ім. Володимира Гнатюка. Сер.: Біологія. Спец. вип. “Гідроекологія”. - 2005. - № 3 (26). - С. 180-182.

6. Гриб О. Н. Расчет стока воды и смыва химических веществ с малых водосборов в районе юго-восточной части горного Крыма / О. Н. Гриб // Тези доп. ІІІ наук. конф. молод. вч. ОДЕКУ. - 2003. - С. 39-42.

7. Иваненко А. Г. Вынос химических веществ поверхностным и подземным стоком с водосборов малых рек / А. Г. Иваненко, О. Н. Гриб // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Україна наукова - 2003». - 2003. - Т. 26. - С. 30-32.

8. Гриб О. М. Автоматизований метод розширення інформативності даних стоку хімічних речовин з річкових басейнів / О. М. Гриб // Тези доп. V Міжнар. наук.-практ. конф. студ., асп. та молод. вч. «Системний аналіз та інформаційні технології». - 2003. - С. 38-39.

9. Іваненко О. Г. Про режим стоку води та хімічних речовин в рекреаційну зону Південно-Західного Криму / О. Г. Іваненко, О. М. Гриб // Матер. IV наук. конф. молод. вч. ОДЕКУ. - 2004. - С. 14-16.

10. Колодеев Е. И. Состав речных вод и вынос растворенных веществ с бассейна реки Прут / Е. И. Колодеев, О. Н. Гриб, Ю. А. Логвина // Матер. наук.-техн. конф. наук. та наук.-педагог. працівників ОДЕКУ. - 2005. - С. 61-62.

11. Гриб О. Н. Разработка метода повышения информативности расчетных расходов минеральных веществ на малых реках Крыма / О. Н. Гриб // Матер. наук.-техн. конф. наук. та наук.-педагог. працівників ОДЕКУ. - 2005. - С. 66-67.

12. Гриб О. М. Уточнення методу обчислення стоку води і виносу хімічних речовин з врахуванням водогосподарської діяльності та іншого антропогенного навантаження на невеликих річках Кримського півострова / О. М. Гриб // Матер. VI наук. конф. молод. вч. ОДЕКУ. - 2006. - С. 108-109.

13. Гриб О.М. Дослідження залежності модулів стоку хімічних речовин на річках Криму від закарстованості території півострова / О. М. Гриб // Матер. VI наук. конф. молод. вч. ОДЕКУ. - 2006. - С. 110-111.

14. Гриб О. М. Змінність стоку хімічних речовин по довжині річки Альма / О. М. Гриб // Матер. VII наук. конф. молод. вч. ОДЕКУ. - 2007. - С. 42.

15. Гриб О. Н. Изменчивость концентраций и выноса растворенных минеральных веществ подлине рек Крыма / О. Н. Гриб // Тези доп. другої Міжнар. наук.-техн. конф., присвяч. 75-річ. Одеського держ. екол. ун-ту: «Навколишнє природне середовище - 2007: актуальні проблеми екології та гідрометеорології; інтеграція освіти і науки». - 2007. - С. 227.

16. Гриб О. Н. Исследование и анализ характеристик стока растворенных химических веществ на реках Крыма / О. Н. Гриб // Матер. VIII наук. конф. молод. вч. ОДЕКУ. - 2008. - С. 28.

17. Гриб О. М. Закономірності стоку хімічних речовин на річках Криму /

О. М. Гриб, О.Г. Іваненко // Матер. 2 міжнар. наук. конф. «Современные проблемы гидробиологии. Перспективы, пути и методы решений-2». - 2008. - С. 168-175.

Размещено на .ru