Эколого-гидрологическое состояние речных бассейнов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

области.

Список использованной литературы

1. Овчинникова Т.В. Современные проблемы оценки последствий лесных пожаров и методы их решения / В.Е. Недоцук, Н.Г. Никищенко // Вестник ВГТУ, 2010. - Т. 3. - № 2. - С. 95-97.

2. Овчинникова Т.В. Методика управления природными рисками для разработки комплекса защитных мероприятий / Никищенко Н.Г., Недоцук В.Е. // Система жизнеобеспечения и управления в чрезвычайных ситуациях: межвуз. сб. науч. тр. Ч. 1 Воронеж: ВГТУ, 2008. - С. 75-80.

3. Никищенко Н.Г. Особенности локализации и тушения лесных пожаров / Никищенко Н.Г. // Система жизнеобеспечения и управления в чрезвычайных ситуациях: межвуз. сб. науч. тр. Ч. 2 Воронеж: ВГТУ, 2009. -С. 61-65.

4. Никищенко Н.Г. Лесные пожары и средства их изучения / Никищенко Н.Г. // Актуальные проблемы обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях при техногенных катастрофах: мат. междун. науч.-практ. конф. Воронеж: ВИВТ, 2010. - С. 205-206.

ЭКОЛОГО-ГИДРОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ

П.С. Куприенко, заведующий кафедрой, к.т.н.

Т.В. Овчинникова Д.С. Ромашкин И.В. Ковальчук

Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж

Изменение эколого-гидрологического состояния бассейна происходит под воздействием механизма основных природных и антропогенных факторов

[3].

Используемая в работе методика включает в себя четыре этапа.

В районе исследований по топографической карте масштаба 1:200000 нами были выделены водосборы малых и средних рек. Для каждого водосбора были установлены три группы показателей: природные факторы, характеризующие геолого-геоморфологические и гидролого-гидрогеологические условия, свойства рельефообразующих пород и почвенного покрова. Показатели антропогенной группы факторов, которые характеризуют: величину отбора поверхностных и подземных вод, объем сбрасываемых сточных вод, использование удобрений и ядохимикатов в земледелии, регулирование поверхностного стока прудами, орошение земель,

облесение и распаханность территории. Показатели последствий хозяйственной деятельности человека - безвозвратные потери водных ресурсов, сокращение подземного стока после вырубки лесов и в результате интенсивного отбора подземных вод, загрязнение поверхностных вод промышленными стоками, а также удобрениями и ядохимикатами, используемые в земледелии, почвенная и овражная эрозия [1].

После выявления главных факторов и получения координат переменных в пространстве главных компонентов, проводится кластерный анализ. В результате этого схожие объекты, в нашем случае - бассейны рек, в признаковом пространстве образуют локальные сгущения, то есть кластеры.

Кластерный анализ проводился нами методом древовидной кластеризации, анализ различий - Уорда (Word s method), основанном на минимизации внутригрупповой дисперсии. Группе речных бассейнов, обладающих сходными показателями, присваивался свой номер. Дискриминантный анализ, основанный на выделении дискриминирующих функций, представляющих собой линейную комбинацию переменных, вносящих наибольший вклад в различие между группами, позволил для группировки речных бассейнов выделить переменные, в наибольшей степени различающие сравниваемые объекты, то есть речные бассейны.

Методы определения риска. Существенным фактором в обеспечении устойчивого развития населенных мест является эколого-гидрологический риск, который определяется вероятностью возникновения нежелательного события и выражается в процентах или долях единицы. Вероятность события -это численная мера степени объективной возможности этого события, заключенная между нулем и единицей [4].

В работе в основу расчета трех типов риска, характеризующих: загрязнение вод (Risk^), истощение водных ресурсов (RiskHCT) и деградацию речной сети (Risk^p), положен метод определения риска длительного (хронического) воздействия. Этот метод разработан Международным институтом оценки риска здоровью населения. Расчет риска основан на использовании математической (линейно-экспоненциальной) модели:

Risk = 1-exp^-Unit _ Risk CBt), (1)

где Risk - потенциальный риск; Unit_ Risk - единица риска, определяемая как фактор пропорции роста риска в зависимости от величины действующей концентрации (дозы); С - реальная концентрация (или доза) вещества, оказывающая воздействие за время t; в - коэффициент, учитывающий особенности токсических свойств вещества. Эколого-гидрологический риск для водосборов территории Воронежской области, рассчитывался по формулам:

Risk3azp = 1-exp{in (0.84). изв. кзап}, (2)

где ИЗВ - гидрохимический индекс загрязнения воды; Кзап - коэффициент запаса, принимаемый равным 10; Кз - коэффициент загрязнения. В формуле (2) Кз является поправочным коэффициентом, учитывает качество воды (ККВ)

водных объектов и зависит от вариации значения гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ): (0,2-1,0ккв1-2; 1,0-4,0кквз-4; 4,0-10,0ккв5-б; > 10,0^), значения Кз(0,5; 1,0; 1,5; 2,0):

Я1зкист = 1-ехр{1п (0.84). Кжа . кп}, (3)

где Кист - коэффициент истощения водных ресурсов; Кп - поправочный коэффициент зависящий от вариации коэффициента истощения Кист: (0,1- 0,5; 0,5 -1,0; 1,0- 1,5; 1,5 -2,0; 2,0-2,5; >2,5). Кп (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0).

Я1зкдегр = 1-ехр{1п (0.84). кдегр. к„}, (4)

где Кдегр - коэффициент деградации речной сети; Кп - поправочный коэффициент зависящий от вариации коэффициента деградации речной сети (Кдегр): (0,2-1,0; 1,0-1,8; 1,8-2,6; 2,6-3,4; 3,4-4,2; 4,2-5,0; > 5,0). Кп (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5).

Формула для расчета средневзвешенного риска имеет вид:

Шзкр = 1- ехр1/3{1п (1-язагр )+{1п (1 - яиСа )+{1п (1-ядегр)}, (5)

где, Rзагp, RиCт, RДeГp - показатели трех типов риска.

Природные и антропогенные факторы эколого-гидрологического состояния, охарактеризованы изменения в антропогенной нагрузке на водные ресурсы. Решена задача типизации территории по условиям развития природных процессов, величине антропогенной нагрузки.

По имеющимся картографическим данным на территории Воронежской области насчитывается 233 постоянных водотока длиной более 10 км, в том числе 64 малые реки - длиной от 26 до 100 км, 8 средних рек - длиной от 101 до 300 км, и одна большая река - Дон.

В связи с экономическими реформами в регионе, отмечается общая тенденция к снижению забора воды. Однако объем хозяйственно-питьевого

Л

недопотребления увеличивается: в 1990 г. - 192,0 млн. м , 2004 г. - 209,4, а расходы на производственные нужды, сельскохозяйственное водоснабжение и орошение - уменьшаются. Отмечается некоторое снижение объема сточных

-5

вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты: 1990 г. - 881 млн.м , 2010 г. - 574,1.

Список использованной литературы

1. Киселев А.В. Оценка риска здоровью: подходы к использованию в медико-экологических исследованиях и практике управления качеством окружающей среды. Метод. изд. / А.В. Киселев, К.Б. Фридман; Междунар. ин-т оценки риска здоровью. - СПб., 2007. - 104 с.

2. Кобцева Л.И. Биотестирование как метод определения загрязнения окружающей природной среды / Л.И. Кобцева, С.В. Щербинина // Проблемы сохранения и оценки состояния природных комплексов и объектов: материалы науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию Воронеж. Биосфер, заповедника. -Воронеж, 1997. - С. 58-59.

3. Найденко В.В. Великая Волга на рубеже тысячелетий: от экологического кризиса к устойчивому развитию / В.В. Найденко. -Н.Новгород: Промграфика. 2003. - Т 1. Т 2. - 427 с.

4. Щербинина С.В. Методологические аспекты бассейнового подхода при изучении антропогенного воздействия на природную среду / СВ. Щербинина // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе: материалы I регион. студен. конф. / ВГПУ - Воронеж, 1998. - С. 112-114.

МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

В.Е. Левкевич, доцент, к.т.н.

Институт экономики НАН Республики Беларусь, г. Минск

Д.С. Миканович, преподаватель

В.А. Цедик

Командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь, г. Минск

Характеристики фильтрационных свойств грунтов являются важнейшими исходными данными для проектирования любого напорного гидротехнического сооружения. Прежде всего, они необходимы для выбора рациональной схемы его подземного контура, расчета конструкции водоупорного элемента, а также для оценки фильтрационных утечек, скорости консолидации грунта в основании и т.п. Поэтому большое внимание уделяется совершенствованию методов определения водопроницаемости и местной фильтрационной прочности грунтов, на которых возводится само сооружение, или же используемых в качестве строительного материала при его возведении [1, 2].

Методика экспериментальных исследований показывает один из способов определения в лабораторных условиях водопроницаемости грунтов.

В методике экспериментальных исследований учтено, что пробы грунтов должны отбираться для последующего их испытания в лаборатории по методике, регламентируемой существующими руководствами по проведению инженерно-изыскательских работ [1, 2].

Описание лабораторной установки

Экспериментальная установка - прибор Дарси представляет собой вертикальную колонку (1) прямоугольного сечения площадью ю с глухим закрытым дном (2). В нижней части колонки на некоторой высоте от дна закреплена металлическая решетка (3), которая разделяет колонку на две части. В верхнюю часть загружается грунт, в нижней - располагается кран для регулирования фильтрационного расхода. Верхняя часть колонки имеет четыре отверстия со штуцерами, к которым подключены 4 пьезометра (№ 1, 2, 3 и 4). Со стороны грунта отверстия закрыты металлической сеткой. Все пьезометры