Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические и методологические основы свободного водообмена 10
1.1. Зона свободного водообмена 10
1.2. Морфометрические методы исследования зоньг свободного водообмена5 16
1.3. Применение геоинформационных методов в морфометрическом исследовании грунтовых вод
1.4. Методика определения защищенности грунтовых вод 33
Глава 2. Природные условия, формирующие зону свободного водообмена на территории смоленской области 37
2.1. Геологическое строение 37
2.2. Грунтовые воды 44
2.3. Общие черты орографии 58
2.4. Климатическая характеристика 62
2.5. Гидрография 66
2.6. Лесистость 69
Глава 3. Защищенность грунтовых вод как фактор устойчивости к антропогенной нагрузке 72
3.1. Результатыморфометрических исследований территории Смоленской области методами ГИС 72
3.2. Защищенность грунтовых вод 81
3.3. Природно-ландшафтная дифференциация территории- 90
Глава 4. Геоэкологический анализ состояния зоны свободного водообмена 125
4.1. Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду 125
4.2. Качество подземных вод 140
4.3. Геоэкологический анализ зоны свободного водообмена 143
4.4. Рекомендации по использованию и защите грунтовых вод от внешнего загрязнения 162
Заключение 171
Библиографический список 175
- Применение геоинформационных методов в морфометрическом исследовании грунтовых вод
- Климатическая характеристика
- Результатыморфометрических исследований территории Смоленской области методами ГИС
- Рекомендации по использованию и защите грунтовых вод от внешнего загрязнения
Введение к работе
Актуальность исследования. В последние годы, в связи с ростом децентрализованных источников водоснабжения сельского населения, возникла объективная необходимость оценки экологического состояния и выявления экологической обстановки для наиболее динамичной из всех гидрогеологических комплексов – зоны свободного водообмена (ЗСВ).
Следует отметить, что отсутствуют специальные работы, в которых бы рассматривалась ЗСВ как объект оценки геоэкологической ситуации. Таким образом, исходя из развития науки в целом, возрастания роли геоэкологических и геоинформационных методов, недостаточного количества исследований в данной области, можно утверждать, что существующая проблема разработки теоретических основ и практических путей определения защищенности грунтовых вод, оценки антропогенной нагрузки на ЗСВ и выявления характерных для нее экологических обстановок является актуальной.
Цель исследования состоит в геоэкологической оценке современного состояния ЗСВ на территории Смоленской области.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:
-
Изучить и модернизировать существующие методы исследований подземной гидросферы и геоэкологической оценки ЗСВ с использованием современных геоинформационных технологий.
-
Проанализировать климатические, геолого-геоморфологические условия и антропогенные факторы, формирующие те или иные свойства ЗСВ.
-
Установить глубину залегания первого от поверхности водоносного горизонта в различных природных комплексах на основе применения морфометрического метода анализа рельефа.
-
Определить степень защищенности грунтовых вод с учетом их глубины залегания и особенностей литологического состава перекрывающих толщ.
-
Обосновать критерии оценки условий и факторов воздействия на зону свободного водообмена применительно к территории Смоленской области.
-
Провести районирование зоны свободного водообмена на территории Смоленской области по характеру экологического состояния.
-
Разработать рекомендации по рациональному использованию грунтовых вод.
Объект исследования – зона свободного водообмена в пределах территории Смоленской области.
Предмет исследования – геоэкологический анализ зоны свободного водообмена.
Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили основные принципы и подходы к геоэкологическому анализу зоны свободного водообмена, изложенные в трудах ведущих отечественных ученых и особенно в работах, в которых рассматриваются вопросы геоморфологических исследований (А.А. Лукин, Ю.Г. Симонов, В.П. Философов), проблемы определения защищенности грунтовых вод (В.М. Гольдберг, Н.И. Плотников, А.А. Шварц), применения геоинформационных технологий и математико-картографического моделирования (А.М. Берлянт, В.С. Тикунов, А.М. Трофимов, И.Ю. Чернова). Проанализированы имеющиеся литературные источники, в том числе труды смоленских ученых В.Г. Васильева, А.С. Кремня, Д.И. Погуляева, П.Г. Шевченкова, В.А. Шкаликова.
Научная новизна.
Впервые определена глубина залегания грунтовых вод на территории Смоленской области на основе морфометрического анализа рельефа.
Впервые выявлена степень защищенности грунтовых вод от внешних воздействий в различных ПТК Смоленской области по методике В.М. Гольдберга, которая модернизирована нами применением средств геоинформатики.
На основе анализа геолого-геоморфологического строения уточнена ландшафтная карта с более детальным выделением типов местности.
Впервые проведена оценка степени антропогенной нагрузки на территорию Смоленской области и геоэкологического состояния ЗСВ, а также выделены для нее экологические обстановки.
Разработаны рекомендации по рациональному использованию и защите грунтовых вод от техногенного воздействия, позволяющие выделить наиболее перспективные территории для организации источников децентрализованного водоснабжения, а также подержания в этих источниках воды надлежащего качества.
Практическая значимость исследования. Результаты исследования нашли применение в работе государственных природоохранных организаций Смоленской области: ТЦ «Геомониторинг-Смоленск», Роспотребнадзор по Смоленской области, департамент по недропользованию Смоленской области. Территориальный центр государственного мониторинга геологической среды и водных объектов использует их при разработке проектов организации зон санитарной охраны, разработке мероприятий при организации свалок твердых бытовых отходов и систем децентрализованного водоснабжения. Также возможно использование материалов диссертации экологическими и природоохранными организациями при разработке и оптимизации конкретных экологических программ, как для изучаемого региона, так и для других регионов России.
Результаты исследования использованы в учебном процессе на естественно-географическом факультете Смоленского государственного университета, при изучении учебных дисциплин «Прикладная экология», «Геоинформационные системы», «Природопользование», «Геоэкология», «Инженерная геология», а также при проведении учебных практик.
Следующие результаты работы выносятся как защищаемые положения:
1. На равнинных территориях существует прямая зависимость глубины залегания грунтовых вод от горизонтального и вертикального расчленения рельефа, позволяющая определить глубину залегания грунтовых вод на основе морфометрического анализа рельефа.
2. Анализ литологического состава и мощности, перекрывающих грунтовые воды горных пород позволяет выявить степень их защищенности от антропогенных воздействий. Выделено шесть категорий защищенности грунтовых вод, причем большая часть территории области относится к абсолютно незащищенной и незащищенной категории.
3. Сопоставление землепользования, расселение населения и специфических факторов воздействия на ЗСВ позволяет определить степень антропогенной нагрузки на зону свободного водообмена на территории Смоленской области.
4. Сопоставление антропогенной нагрузки и степени защищенности ЗСВ позволяет дать оценку геоэкологических обстановок. Выделяются три типа экологического состояния для ЗСВ: благоприятная, удовлетворительная и неудовлетворительная (неблагоприятная).
В работе применялись следующие методы исследований: сравнительно-географический, ландшафтно-индикационный, математико-статистический, картографический, геоинформационный, метод экспертных оценок. Использованы компьютерные технологии, в том числе программы MapInfo 6.0; ArсView GIS 3.2; ArсGIS 9.1, 9.2, Geolink (Мониторинг).
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на научных конференциях молодых учёных Смоленского госуниверситета (Смоленск, 1996–2009), на II Международной научно-практической конференции «Идеи В.В. Докучаева и современные подходы к изучению природной среды, решению региональных социально-экологических проблем» (Смоленск, 2006), на Международной научной конференции «Геоситуационный анализ» (Казань, 2007), Второй международной Конференции «Геоэкологические проблемы современности» (Владимир-Москва, 2008), 60-й научной студенческой конференции и 36 конференции молодых ученых СГМА (Смоленск, 2008), IV Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Василия Алексеевича Дементьева (Минск, 2008), IX межвузовской молодежной научной конференции "Школа экологической геологии и рационального природопользования" (СПб, 2008), Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Смоленского государственного университета (Смоленск, 2008). III Международной научно-практической конференции «Белорусско-Российское пограничье» (Могилев, 2009), XXXVI Общественно-научных чтениях, посвященных памяти Ю.А. Гагарина (Гагарин, 2009).
Личный вклад автора заключается в непосредственном участии в полевых исследованиях, сборе и обработке фактического материала, выполнении геоэкологического анализа с применением статистических приёмов и средств ГИС, в обработке статистических исходных данных, анализе и обобщении результатов, составлении ряда карт, разработке методических подходов, апробации результатов исследования и в формулировании выводов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК – 1.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы составляет 190 страниц, из них 161 страница машинописного текста. Работа проиллюстрирована 29 рисунками, 24 таблицами. Список использованной литературы включает 166 наименований.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.г.н., профессору Евдокимову С.П., а также руководителю ТЦ «Геомониторинг-Смоленск» Н.В. Степкиной, доценту Смоленского госуниверситета А.В. Левину, доцентам Мордовского госуниверситета А.К. Коваленко, М.В. Кустову, А.Ф. Варфоломееву. Отдельная благодарность руководителю УМЦ "Казань-ГИС-Студия" доценту кафедры геофизики Казанского госуниверситета И.Ю. Черновой за неоценимую помощь и поддержку.
Применение геоинформационных методов в морфометрическом исследовании грунтовых вод
Общая характеристикаt морфометрических методов. Морфометрия является количественным методом исследования рельефа, представляя собой раздел геоморфологии, изучающий числовые характеристики форм земной поверхности (Берлянт, 1984). В-то же время морфометрия- является частью картометрии, изучающей способы измерения линейных, площадных и объемных географических объектов, изображенных на картах (Симонов, 2001).-Морфометрия возникла на грани генетической геоморфологии, картографии и физической географии.
Морфометрическая информация по мере ее накопления превращалась в морфометрические карты. Поэтому сейчас вряд ли правильно говорить о том,. что морфометрия изучает только форму неровностей земной поверхности. Морфометрия рассматривает, прежде всего, количественные (геометрические) характеристики этих неровностей. Исходя из этого, предмет морфометрии можно определить следующим образом.
Морфометрия — научное направление геоморфологии, исследует количественные (геометрические) свойства рельефа земной поверхности с целью их выявления и описания; своими методами она способствует изучению происхождения и истории развития рельефа, создает собственные для нашей науки морфологические основания, необходимые для познания основных закономерностей формирования и развития рельефа земной поверхности (Симонов, 1998). Для решения задач, вытекающих из определения ее предмета, морфометрия заимствует знания и методы исследования из смежных с нею наук. Для решения собственных задач, информацию собирают не только о самом рельефе, но и о факторах и условиях его образования. Изучение морфо-метрических характеристик рельефа становится важным для понимания механизмов действия всего ПТК и его компонентов.
Для проведения геоэкологического исследования зоны свободного водообмена необходимо рассмотреть характеристику внешних воздействующих факторов, таких как морфометрические показатели рельефа (густота гидрографической сети, величины эрозионного вреза); данные о гидрологических и метеорологических условиях (величины водного баланса территории); числовые характеристики ландшафтных условий (степени лесистости, освоенности), степень антропогенного воздействия.
Для гидрогеологических целей первостепенное значение имеют гидрографическая сеть, уклоны рельефа, базисные и вершинные поверхности, остаточный рельеф. Следует отметить дренирующее влияние базисной поверхности на водоносный горизонт, высокую корреляционную связь ее отметок с глубиной залегания грунтовых вод (Четвертаков, 1982). С помощью определения порядков истоков рек можно обосновать предельные положения уровенной поверхности подземных вод.
Под базисной поверхностью понимается воображаемая поверхность, проходящая по тальвегам долин речной сети. Она выражается изолиниями одинаковых отметок тальвегов долин.
Остаточный рельеф представляет собой ту часть современного рельефа, которая лежит выше базисной поверхности и определяется путем графического вычитания из современной топографической поверхности базисной поверхности. В гидрогеологическом смысле это та часть рельефа, в пределах которой происходит инфильтрация атмосферных осадков и накопление подземных вод выше базисной поверхности. Области инфильтрации и водонасыщенных пород разграничиваются уровнем грунтовых вод (Белов, , 2003).
Основная цель применения морфометрических методов в исследовании грунтовых вод - получение информации о литогенном строении территории и водопроявлений путем анализа тех компонентов, которые доступны для визуального наблюдения (Бакулищ 1992). Теоретически это положение опирается на существующие в природных комплексах взаимосвязи между компонентами.
В состав работ по исследованию строения литогенной основы подземной гидросферы входит: 1) изучение литолого-генетического строения; 2) степени орографической и гидрографической расчлененности; 3) выделение областей интенсивной инфильтрации, транзита и разгрузки потоков вод; 4) определение закономерностей изменений глубин залегания вод разных водоносных горизонтов; 5) установление нижних границ зон; 6) изучение условий взаимосвязи вод гидрогеодинамических зон.
Для обоснования причинной обусловленности пространственной структуры фильтрационных потоков рельефом земной поверхности, используются исходные предпосылки анализа. 1. Границами геофильтрационного потока как единой водообменной системы считаются: - в области питания: водораздельные линии максимальных напоров, которые представляют собой линии гребней выпуклой пьезометрической поверхности; - в области разгрузки: линии минимальных напоров, чаще всего являющиеся линиями впадин вогнутой поверхности. 2. Для геофильтрационных потоков с гидростатической природой напоров положение указанных границ контролируется в области питания орографическими линейными элементами, в области разгрузки гидрографическими линейными элементами: здесь и далее по аналогии с дренами искусственных осушающих сооружений называются и естественные речные системы, питающиеся подземными водами (Маккавеев, 1971). 3. Зависимость от гипсометрического положения базисов эрозии; последние могут выступать для фильтрационных потоков как "линии" разгрузки (Лукин, Макушин, 1982). 4. Чем более высокое гипсометрическое положение занимает дрена (речная система определенного порядка), тем меньше площади она "осушает" и тем более высокие уровни подземного стока в нее вступают (Макаренко, 1948 а, б). 5. Конкретность проявления взаимодействия геологических, орографических, климатических факторов и геофильтрационных систем выражается в том, что истоки одних рек будут связаны, допустим, с долинами первого порядка, другие — второго и т.д. (Философов, 1960). 6. По методике построения морфометрических карт (Философов, 1960, 1975) базисные поверхности никогда не проходят выше дневной поверхности,, всегда располагаются ниже и только касаются ее по тальвеговым линиям. Они как бы вложены сверху одна в другую — меньший порядок в более высокий и самые низкие гипсометрические уровни занимают базисные поверхности самого высокого для района порядка. Вершинные же поверхности, наоборот, никогда не опускаются ниже поверхности рельефа, касаясь его только по водораздельным линиям. В итоге самые высокие гипсометрические уровни занимает вершинная поверхность самого высокого порядка.
Климатическая характеристика
Возможность загрязнения подземных вод с поверхности земли в значительной степени определяется защищенностью водоносных горизонтов. Под защищенностью водоносного горизонта от загрязнения понимается его пере-крытость отложениями, препятствующими проникновению загрязняющих веществ с поверхности земли или из вышележащего водоносного горизонта (Гольдберг, 1987, 1980). Защищенность зависит от многих факторов, которые можно разбить на две группы: природные и техногенные. К основным природным факторам относятся: глубина до уровня подземных вод, наличие в разрезе и мощность слабопроницаемых пород, литология и сорбционные свойства пород. К техногенным факторам, прежде всего, следует отнести условия нахождения загрязняющих веществ на поверхности земли и, соответственно, характер их проникновения в подземные воды, химический состав загрязняющих веществ и, как следствие, их миграционную способность, сорбируемость, химическую стойкость, время распада, характер взаимодействия с породами и подземными водами.
Защищенность подземных вод можно охарактеризовать качественно и количественно. В первом случае в основном рассматриваются только природные факторы, во втором - природные и техногенные. Детальная оценка защищенности подземных вод с учетом особенности влагопереноса в зоне аэрации и характера взаимодействия загрязнения с горными породами и подземными водами требует, как правило, создания гидрогеохимической модели процессов проникновения загрязнения в водоносный горизонт (Симонов, 2004). Качественная оценка может быть проведена в виде определения суммы условных баллов или на основании оценки времени, за которое фильтрующиеся с поверхности воды достигнут водоносного горизонта (особенности влагопереноса в зоне аэрации и процессы взаимодействия загрязнения с породами и подземными водами при этом не учитываются) (Шварц, 1996).
Сумма баллов, зависящая от условий залегания.грунтовых вод, мощности слабопроницаемых отложений иих литологического состава, отражает степень защищенности грунтовых вод. По литологическому составу и фильтрационным свойствам слабопроницаемых отложений выделяют три группы: а - супеси, легкие суглинки (коэффициент фильтрации к = 0,1-0,01 м/сут), с - тяжелые суглинки и глины (к 0,001 м/сут), b - промежуточная между а и с - смесь по-род групп а и с (к = 0,01-0,001 м/сут). Ниже приведены данные для определения баллов в зависимости от глубины залегания грунтовых вод (табл. 1)
Для расчета суммы баллов необходимо сложить баллы, полученные за мощность зоны аэрации, и баллы за мощности имеющихся в разрезе слабопроницаемых пород. По сумме баллов выделяются шесть категорий защищенности грунтовых вод. Категории защищенности грунтовых вод, по В. М. Гольд-бергу (1980), приведены ниже (табл. 3).
Наименьшей защищенностью характеризуются условия, соответствующие категории I, наибольшей - категории VI.
При определении защищенности грунтовых вод использовались современные геоинформационные методы, при помощи которых мы построили растровые модели баллов групп защищенности по различным характеристикам. Затем произвели математические операции с полученными растровыми моделями, в результате которых получили значения защищенности грунтовых вод. Необходимые технические возможности предоставляет нам программный продукт ESRI ArcGIS 9.1 и Arc GIS 9.2. Строим растровую модель, в которой бы учитывался тип группы по литологии и фильтрационным свойствам слабопроницаемых отложений, к которому относится тот или иной геологический комплекс.
Следует учесть, что четвертичные отложения, слагающие дневную поверхность, не всегда имеют значительную мощность. А отложения, находящиеся под ними, могут не совпадать с группами четвертичных отложений слагающих дневную поверхность, выделенными по литологии и фильтрационным свойствам слабопроницаемых отложений. Чтобы решить эту проблему создадим растровую модель глубины залегания первых от поверхности геологических слоев, основываясь на описании мощности данных слоев. По нашему мнению, необходимо брать максимально возможное значение из предложенного в описании интервала. Затем из остаточного рельефа вычитаем мощность первого от дневной поверхности слоя. Для тех территорий, у которых значения растра разности остаточного рельефа и мощности первого от поверхности слоя которых получились больше нуля, необходимо рассматривать оставшуюся толщу, как толщу первого от поверхности водоносного горизонта и значение группы по литологии и фильтрационным свойствам слабопроницаемых отложений как у соответствующего водоносного горизонта. Далее производим переклассификацию растровых слоев, представляющих остаточный рельеф, и первый от поверхности водоносный горизонт в соответствии с таблицей баллов (см. табл. 2), характеризующих мощность зоны аэрации, перекрывающих грунтовые воды пород.
Результатыморфометрических исследований территории Смоленской области методами ГИС
В результате исследований, при помощи геоинформационных методов компьютерного моделирования (Чернова, 2005) были созданы цифровая модель рельефа, карты порядков речных долин, базисной поверхности различных порядков, остаточного рельефа.
Цифровая модель рельефа является исходной для всех гидрологических и геоморфологических исследований геоинформационными методами. Она представляет собой растровое покрытие Grid-тему, где каждой ячейке растра соответствует определенное значение высоты рельефа местности. Это покрытие является сплошным, что выгодно отличает его от векторного изображения изолиний и точек высот. Однако, как и всякие модели построенные методом математической экстраполяции цифровая модель рельефа имеет погрешность, которая зависит от точности исходных данных и методов экстраполяции. Цифровая модель рельефа была создана на основе топографической карты масштаба 1:200 000 с сечением горизонталей 10 метров. Также учитывались гидрография, отметки высот, и урезов воды. Размер ячейки растра 100x100 метров. Точность цифровой модели рельефа достаточна для проведения регионального исследования (рис. 12). Для локального исследования необходимо использовать топографическую основу более крупного масштаба.
Возвышенности занимают 59% ,низменности 41%, средняя абсолютная отметка высот для территории Смоленской области равна 206 м, среднеквадратичное отклонение составляет 23 м. Рассматривая вариограмму значений высот можно отметить два наибольших пика высотных отметок - это пик высот 200 - 202 ми 219 — 221м, каждой из этих групп соответствует 6% площадь территории области.
Карта порядков речных долин является основой для создания базисных поверхностей различного порядка. Базисные поверхности высшего порядка являются при таком расчлененном рельефе как на территории Смоленской области зеркалом грунтовых вод. Базисные поверхности 3,4, 5 порядков были использованы нами для выявления тектонических структур 3 и 4 порядка, на основании которых были выделены ландшафты (физико-географические районы) и построена ландшафтная карта.
Карта порядков речных долин построена в результате морфометриче-ского анализа цифровой модели рельефа. Карта водотоков более детальна, нежели гидрографическая сеть. На ней отображены промоины, ложбины стока и временные водотоки, которые не отображаются на карте гидрографической сети (рис. 13).
Общая длина водотоков»приблизительно в 2 раза больше общей длины гидрографической сети и составляет порядка 43 тыс. км, в то время как длина гидрографической сети 23 тыс. км. На территории Смоленской области, основываясь на исходном материале масштаба 1:200 000, можно выделить 7 порядков долин (табл. 8). Как отмечал В.П. Философов, долинами 1-го порядка в равнинных странах являются промоины, рассекающие склоны и ложбины стока, возникающие на водораздельных пространствах. Ложбины стока переходят в овраги или балки, а последние — в реки. В долинах 1-го 2-го порядков, как правило, протекают лишь временные водотоки и ручьи. Это утверждение подтверждает статистический анализ модели порядков водотоков.
Водотоки первого порядка занимают приблизительно половину (21,2 тыс. км) общей длины всех водотоков. При сравнении гидрографической сети и модели порядков долин можно отметить, что длина гидрографической сети и водотоков, исключая водотоки первого порядка, отличается- приблизительно на 1,5 тыс. км. Эта разница объясняется тем, что ряд долин первого порядка имеют постоянные водотоки.
Плотность водотоков составляет 0,87 км/км , если исключить долины 1-ого порядка 0,44 км/км . Густота речной сети, вычисленная на основании ана-лиза векторной модели гидрографической сети, составляет 0,47 км/км , по ли-тературным источникам она колеблется от 0,37 до 0,5 км/км .
Карта базисной поверхности. В исследовании защищенности грунтовых вод базисная поверхность показывает уровень залегания грунтовых вод в абсолютных значениях высот (балтийская система высот). Это справедливо для территории Смоленской области, так как рельеф области сильно расчленен. Карта используется для построения остаточного рельефа (рис. 14).
Средняя абсолютная отметка высот базисной поверхности для территории Смоленской области равна 202 м, среднеквадратичное отклонение составляет 23 м, максимальное значение равно 294,6 м, минимальное 139,7 м. Можно отметить на вариограмме два скопления (пика) значений высот 198-200 м, которые составляют 5% территории области и значения 219-221 м, которые составляют 4% территории области.
Карта остаточного рельефа наиболее важная для нашего исследования. Она показывает мощность зоны аэрации, т.е. показывает глубину залегания зеркала грунтовых; вод. Получена она при- помощи операции вычитания растров, при которой из растра Grid-темы цифровой модели рельефа, описывающую дневную поверхность,, вычитается растр Grid-темы базисной: поверхности - характеризующий абсолютное значение высот уровня-залегания зеркала грунтовых вод На основании этой карты определяетсязащищенность грунтовых вод, которая зависит от мощности зоны аэрации и от слагающих эту зону горных пород (рис. 15,16).
Рассмотрим цифровую модель остаточного рельефа. Минимальное значение мощности зоны аэрации равно нулю и соответствует гидрографическим объектам, в которые происходит разрядка грунтовых потоков - выход на поверхность. Максимальное значение равно 72 метра. Это значение аномально и сильно выделяется от общего массива данных. Возникновение таких, значений можно объяснить отсутствием данных о выходе грунтовых вод и погрешностью вычислений при создании цифровой модели рельефа и: базисной поверхности.
Судя по геологическим разрезам; глубина расчленения рельефа во многих местах с развитой овражно-балочной; сетью может достигать 50-60 м. Среднее, значение растра Grid-темы цифровой модели остаточного рельефа равно 4,7 м. Среднеквадратичное: отклонение. 5,3 м. Мы классифицировали значение растров цифровой модели остаточного рельефа, выделив 8 классов (табл. 9)
Рекомендации по использованию и защите грунтовых вод от внешнего загрязнения
Существенное нарушение экологического баланса связано с горнопромышленным производством, главным образом с добычей песчано-гравийных материалов, разработкой торфов и т. д.
К концу 2007 года реестр объектов федерального государственного контроля и надзора в сфере геологического изучения, рационального использования и охраны недр увеличился до 305 объектов, из которых: - добыча пресных подземных вод - 231 объект; - добыча минеральных подземных вод и рассолов - 6 объектов; - добыча лечебных сапропелевых грязей — 1 объект; - добыча общераспространенных полезных ископаемых (включает в себя месторождения песчано-гравийного материала, песка строительного, легкоплавких суглинков и глин, торфа, сапропеля) — 67 объектов (Гос. Доклад, 2008).
Основу горной промышленности составляют сооружения карьерного типа. Насчитывается около 140 карьеров различной площади. В большинстве это глубокие (10-30 м) и большие по размерам (от 0,03 до 1 км ) выработки. Общая площадь горно-технических ландшафтов карьерного типа составляет 2386 га, из них площадь функционирующих карьеров составляет лишь 1203 га. 1183 га приходится на долю заброшенных, законсервированных и бездействующих.
Свалки и полигоны ТБО. Значительная степень загрязнения геологической среды, грунтовых вод связано с захоронением твердых бытовых отходов. На территории области накоплено 806 367 тонн отходов, происходит накопление твердых бытовых отходов 1-го класса опасности - 101,0 т/год; П-го класса - 169,0 т/год; Ш-го класса - 9 384,0 т/год.
Размещение отходов производства и потребления, образующихся в Смоленской области, производится на 161 объекте, которые внесены в Государственный реестр мест размещения отходов Смоленской области. Из общего количества мест размещения 7 полигонов ТБО, 86 санкционированных свалок, 28 мест несанкционированного размещения отходов. Количество мест организованного захоронения отходов - 133, из них отвечающих действую-щимнормативам — 22. Площадь организованного захоронения — 432,5 га (Государственный доклад, 2008) .
Административные районы Смоленской области имеют различную степень интенсивности сельскохозяйственного производства и как следствие различную степень антропогенной нагрузки. Наиболее интенсивное использование сельскохозяйственных земель в. Смоленской районе, высокая степень интенсивности сельского хозяйства в Сычевском, Ярцевском, Руднянском, Холм-Жирковском, Рославльском, Новодугинском, Хиславичском, Шумяч-ском, Краснинском и Монастырщенском административных районах,-остальные районы можно охарактеризовать как районы с низкой интенсивностью сельскохозяйственного производства.
Загрязнение атмосферного воздуха. Одним из наиболее важных в площадном загрязнении грунтовых вод является загрязнители воздушной среды. Осаждаясь на поверхность земли, загрязняющие вещества через слой почвы и грунт мигрируют в первый от поверхности водоносный горизонт.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в области являются такие стационарные источники как топливно-энергетические (Дорогобужская ТЭЦ, Смоленская ГРЭС, ТЭЦ-2 и ТЭЦ-1 г. Смоленска), промышленные, сельскохозяйственные и др. предприятия и организации, а.также передвижные источники загрязнения атмосферы - автомобильный, железнодорожный и другие виды транспорта (табл. 15). Автотранспорт относится к основным источникам загрязнения окружающей среды. Его выбросы оказывают негативное воздействие на состояние атмосферного воздуха жилых зон, а также являются источниками загрязнения сельскохозяйственных земель вдоль автомагистралей. Удельный вес выбросов автомобильного транспорта в суммарных выбросах стационарных и передвижных источников является достаточно стабильным и составляет примерно 70% от общего количества техногенной нагрузки. Всего под воздействием выбросов автотранспорта на терри-тории области проживает 357,5 тысяч человек — третья часть населения.
К сожалению, на территории области крайне мало постов стационарного наблюденгогза качеством атмосферного воздуха в особенности вблизи автомагистралей. Наблюдения проводятся на 2-х стационарных постах Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды (ГСН). Концентрации диоксида серы.,Средние за год концентрации не превышали ПДК, а максимальная составила ШДК (табл.16).
Концентрации диоксида/оксида, азота. Средние за год концентрации диоксида азота/оксида азота составила 0.6/0,1 ПДК, максимальная разовая концентрация оксида азота составила 0,8 ПДК, а диоксида азота превысила ПДК в 2,1 раз. Концентрации взвешенных веществ: Средняя за год концентрация взвешенных веществ составили 1,4 ПДК, максимальная»разовая превысила ПДК в 4,8 раза.
