Введение к работе
Актуальность работы. Водные ресурсы являются одним из наиболее важных и, вместе с тем, наиболее уязвимых компонентов окружающей среды. Несмотря на то, что они относятся к категории возобновляемых и самых обильных на Земле, в третьем тысячелетии они приобретают значение стратегических. Ограниченность и неравномерное природное распределение ресурсов пресных вод по земной поверхности, растущее их загрязнение являются составляющими глобальной ресурсной проблемы человечества. Сложность водной проблемы заключается не только в обеспечении необходимого количества воды для нормального существования и развития человеческого общества. Острота её преимущественно, связана с резким ухудшением качества ресурсов поверхностных вод. Главная угроза возникновения глобального водного голода не в нехватке водных ресурсов (в настоящее время из мировых запасов пресных вод используется всего 6%), а в загрязнении основных источников водоснабжения – поверхностных и подземных вод. Объем сбрасываемых в водный бассейн суши промышленных и коммунальных сточных вод составляет сейчас около 700 км3, а к 2015 г. достигнет 2000 км3, т. е. почти 5% ежегодного речного стока земного шара.
В начале XXI столетия в Волгу и её притоки в загрязненном виде было отведено более 13 км3 сточных вод (40% от их количества по РФ), из которых более 20% без какой-либо очистки. Известно, что до 80% заболеваний человека связано с потреблением загрязненной воды.
Качество воды – общая проблема практически для всех регионов России. Она касается, в наибольшей степени, поверхностных водных объектов, интенсивно используемых человечеством. Будущее водных ресурсов требует, чтобы основное направление по их охране заключалось не только в борьбе с последствиями загрязнения, но и в постоянном применении более рационального и более эффективного принципа – борьба с причинами этого неблагоприятного процесса, т. е. решение проблемы охраны должно осуществляться профилактически.
Астраханская область, расположенная в специфическом природно-хозяйственном регионе – Волго-Ахтубинской пойме и дельте реки Волги, в силу геополитических, географических, природно-ресурсных, геоэкологических и других особенностей играет исключительное региональное и межрегиональное значение. Оценка экологического состояния и природного потенциала водных ресурсов исследуемого региона и поиск способов оптимизации состояния загрязненных аквальных комплексов обуславливают актуальность темы данного исследования.
Цель работы – исследование проблем состояния поверхностных водных объектов Астраханской области и поиск способов оптимизации водохозяйственной ситуации региона.
Основные задачи исследования.
-
Освещение исторических аспектов изучения гидросистем Нижнего Поволжья;
-
Выявление характерных особенностей природных компонентов гидрографической сети Астраханской области;
-
Анализ современной водохозяйственной ситуации и различных типов водопользования на территории исследуемого региона;
-
Характеристика природных и антропогенных составляющих качества водных ресурсов Астраханской области;
-
Поиск способов оптимизации экологического состояния гидросистем исследуемого региона.
Объект изучения: водные ресурсы Астраханской области.
Предмет исследования являлись составляющие качества поверхностных водотоков области и способы оптимизации их экологического состояния.
Теоретическая и методологическая основа исследований базируется на идеях и трудах ведущих ученых в области географии, геоэкологии, гидрологии и природопользования: Б.А. Апполова, О.А. Алекина, С.С. Байдина, Е.Ф. Белевич, Л.С. Берга, Л.П. Брагинского, П.И. Бухарицина, Г.Ю. Винникова, В.В. Валединского, Н.А. Власова, Г.В. Воропаева, Н.С. Жмур, В.В. Иванова, Д.Н. Катунина, А.Г. Кузьмина, В.Н. Михайлова, А.М. Никанорова, В.Ф. Полонского, Г.В. Русакова, И.Ф. Реймерса, Н.А. Скриптунова, И.А. Шикломанова и др.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались общепринятые и частные методики гидрологии, гидрохимии, микробиологии, позволяющие осуществить отбор проб воды и оценить ее качество по стандартным показателям (гидрохимическим и санитарно-микробиологическим). Помимо этого, методическая база исследования дополнена традиционными методами географических исследований: описательным, математико-статистическим, аналитическим, картографическим, полевым.
При проведении диссертационного исследования использованы программные комплексы обработки ГИС информации фирм Arc View, Golden Software, программный модуль Modflow (Геологической службы США) Inc. В результате исследований получены оригинальные тематические карты, построенные на основе анализа результатов проведенных исследований.
Оценка достоверности разности сравниваемых величин определялись в соответствии с критерием Стьюдента.
Научная новизна. Исследована современная водохозяйственная ситуация в Астраханской области. Выделены различные типы водопользования (кластеры) на территории изучаемого региона. Проведен анализ качественных характеристик состояния поверхностных водотоков Астраханской области. Дана сравнительная характеристика способов очистки и доочистки основного загрязнителя водных объектов сточных вод с учетом природно-климатических особенностей региона.
Предложены эффективные меры по минимизации негативного антропогенного воздействия на состояние аквальных комплексов и разработаны конкретные мероприятия по оптимизации природопользования в изучаемом регионе.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Характеристика современной водохозяйственной ситуации в области определяется сочетанием природно-климатических факторов и его производственно-хозяйственной деятельностью;
- Анализ характерных особенностей водопользования изучаемого региона позволяет выделить их в следующие кластеры: жилищно-коммунальный, гидромелиоративный, рыбохозяйственный, водно-рекреационный и водно-бальнеологический;
- Гидрохимические и микробиологические характеристики состава сточных вод и анализ современных технологий их очистки и доочистки.
Исходные материалы. Основой для работы послужили результаты исследований, проведенные автором в течение 2005-2009 г.г. В процессе анализа и систематизации научных данных использовались материалы библиотек (Российской государственной библиотеки, библиотеке Астраханского государственного университета, Областной научной библиотеки им. Н.К. Крупской г. Астрахани, Службы природопользования и охраны окружающей среды Астраханской области, Гидрометцентра Астраханской области АЦГМС). Достоверность полученных результатов обусловлена большим объемом инструментальных данных, полученных на базе лаборатории экологического мониторинга АГУ.
Теоретическое и практическое значение работы.
Полученная в ходе диссертационного исследования информация о формировании и динамике качественного состава поверхностных водотоков Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги и особенностях различных технологий доочистки сточных вод в природно-климатических условиях изучаемого региона передана в службу природопользования и охраны окружающей среды Астраханской области.
Результаты исследований также были переданы в МУП «Астрводоканал» и применялись в ходе реконструкции биологических прудов Северных очистных сооружений канализации г. Астрахани. Материалы исследований использованы и при разработке рабочих программ и лекционных курсов АГУ по дисциплинам «Геохимия окружающей среды», «Ресурсоведение», «Экология Астраханской области».
Апробация работы.
Основные положения, научные и экспериментальные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления» в г. Астрахань. (2007), Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий» в г. Астрахань (2008), II и III Региональных научно-практических семинарах в г. Астрахань (2009, 2010).
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них – 3, в изданиях рекомендованных ВАК.
Личный вклад автора заключается в сборе, анализе, обобщении и статистической обработке полученных в ходе полевых исследований данных о качественном состоянии водотоков дельты р. Волги, гидрохимическом и микробиологическом составе сточных вод г. Астрахани за 2005-2009 г.г. оптимизации методических подходов и анализе результатов, формулировании выводов и разработке практических рекомендаций по применению способов оздоровления состояния аквальных комплексов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы. Объем диссертации составляет 195 страниц машинописного текста, включая 20 рисунков, 22 таблицы. Список литературы, использованной в работе, состоит из 215 наименований.
