Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природные и антропогенные условия формирования качества поверхностных вод 9
1.1. Географическое положение и геолого-геоморфологическое строение 9
1.2. Климат и гидрография 12
1.3. Почвы и растительность 14
1.4. Хозяйственное освоение бассейна Средней и Нижней Оби 17
Глава 2. Источники загрязнения речных вод бассейна средней и нижней оби 22
2.1. Организованные (точечные) источники 22
2.2. Неточечные (рассредоточенные) источники 31
Глава 3. Методические основы оценки загрязнения и устойчивости речных вод к воздействию техногенного фактора ' 44
3.1. Методы оценки загрязнения поверхностных вод за счет организованных источников 44
3.2. Методы оценки диффузного загрязнения речных вод 47
3.3. Оценка устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению 61
Глава 4. Количественная оценка и прогноз диффузного нефтяного загрязнения речных вод 67
4.1. Бассейн р.Вандрас 67
4.2. Бассейн р.Супра 89
4.3. Бассейн р.Ватинский Еган до устья р.Куйеган 98
4.4. Расчетная схема определения дифференциации стока в пределах малого водосбора 109
Глава 5. Роль диффузных источников и дифференциация территории среднего приобья по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению 113
5.1. Качество речных вод бассейна Средней и Нижней Оби в условиях функционирования нефтегазового комплекса 113
5.2. Роль диффузных источников в нефтяном загрязнении речных вод 127
5.3. Районирование территории Среднего Приобья по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению 133
Заключение 138
Литература 140
Приложения 149
- Почвы и растительность
- Неточечные (рассредоточенные) источники
- Расчетная схема определения дифференциации стока в пределах малого водосбора
- Районирование территории Среднего Приобья по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Реки бассейна Средней и Нижней Оби на протяжении более 40 лет испытывают значительное техногенное воздействие, обусловленное функционированием крупнейшего в России Западно-Сибирского нефтегазового комплекса. Влияние нефтегазовой промышленности на формирование качества речных вод может носить постоянный характер посредством организованного поступления сточных вод, сезонный (преимущественно в период весеннего половодья и летне-осенних дождевых паводков) посредством диффузного загрязнения водных объектов и эпизодический, связанный с возникновением аварийных ситуаций на объектах нефтепромысла.
Если воздействие организованных источников загрязнения можно оценить количественно и качественно, контролировать и регулировать поступление сточных вод в водные объекты, то диффузное загрязнение не поддается прямому контролю, ограничению, количественной оценке.
Приоритетным загрязнением рек Среднего Приобья является нефтяное. Опасность его заключается в мобильности водной среды. Последствия загрязнения рек нефтяными углеводородами (НУВ) проявляются даже в местах 'Ф отсутствия нефтепромысловых работ.
Особое внимание рассредоточенным источникам загрязнения обусловлено и тем, что они зачастую играют решающую роль в формировании качества речных вод. Важно не только систематизировать рассредоточенные источники нефтяного загрязнения, но и получить количественную оценку поступления НУВ в водные объекты диффузным путем. На сегодняшний день такие данные отсутствуют. Кроме того, не менее важен прогноз поступления НУВ в водные объекты при изменении площади нефтезагрязненных участков земель.
Длительное воздействие техногенных факторов в бассейне Средней и Нижней Оби привело к замедлению процессов самоочищения в водных объектах, что, в свою очередь, отразилось и на их устойчивости. Устойчивость поверхностных водных объектов к нефтяному загрязнению изучена недостаточно.
Степень разработанности исследуемой проблемы. Теоретико-методологические основы процессов, происходящих на водосборах, подверженных антропогенному воздействию, изучались в трудах Бабкина В.И., Водогрецкого В.Е., Демидова В.Н., Евстигнеева В.М., Калинина В.М., Корытного Л.М., Кузина П.С., Кучмента Л.С., Михайлова С.А., Мотовилова Ю.Г., Родионова В.З., Субботина А.И., Стила Т.Д., Федоровой Е.В., Швебса Г.И. и др.
Проблеме диффузного загрязнения водных экосистем посвящены работы Борисовой Г.Г., Калинина В.М., Михайлова С.А., Пауничева Е.А., Солнцевой Н.П., Федоровой Е.В., Хрисанова Н.И. и др.
Проблема устойчивости речных вод к различного рода антропогенным нагрузкам освещена в трудах Глазовской М.А., Козина В.В., Ляпунова A.M., Осипова В.А. и др.
Анализ современного состояния проблемы диффузного загрязнения речных вод Среднего Приобья и их устойчивости к нефтяному загрязнению в регионе показал недостаточную степень изученности, отсутствие количественной оценки и прогноза поступления НУВ со склоновым стоком. Это и определило выбор темы диссертационной работы, ее цели, задачи, структуру и содержание.
Целью исследования является выявление региональных закономерностей и прогноз загрязнения речных вод за счет диффузных источников в условиях функционирования нефтегазового комплекса на территории Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО).
Цель исследования определила постановку и решение следующих задач: оценить влияние природно-хозяйственных особенностей на формирование качества поверхностных вод в бассейне Средней и Нижней Оби в пределах ХМАО; - выявить роль организованных и неорганизованных источников в загрязнении речных вод бассейна Средней и Нижней Оби на территории ХМАО; районировать территорию ХМАО по степени влияния организованных источников на качество речных вод; районировать территорию Среднего Приобья по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению; - установить значимость диффузных источников и получение количественных характеристик нефтяного загрязнения речных вод бассейна Средней и Нижней Оби за счет рассредоточенных источников; - оценить самоочищающую способность рек к нефтяному загрязнению. Объектом исследования являются речные водосборы, стокоформирующие комплексы (СФК), источники загрязнения.
Предмет исследования - процессы формирования качества речных вод в условиях функционирования нефтегазового комплекса.
Теоретико-методологической основой исследования послужил ландшафтно-гидрологический подход в изучении процессов формирования стока на водосборе, изложенный в трудах ведущих ученых России и зарубежных стран.
Информационную базу исследования составили нормативно-правовые, законодательные документы РФ, инструктивно-методические, фондовые (гидрологические ежегодники, метеорологические ежемесячники, ежегодники качества поверхностных вод) и картографические материалы, отчеты Нижне-Обского БВУ «Об использовании воды» (2 тп-водхоз), Эколого-географического факультета ТюмГУ, ФГУП «СибрыбНИИпроект» и других профильных организаций, литературные источники.
6 Методы исследования - ландшафтно-гидрологический, статистический, картографический, математического моделирования. Научная новизна: - для территории ХМАО дана количественная оценка поступления НУВ в речные воды, установлен вклад рассредоточенных источников и выполнен прогноз загрязнения нефтяными углеводородами речных вод бассейна Средней и Нижней Оби при различной степени замазученности водосборов с учетом ландшафтных особенностей за многолетний период и в годы разной обеспеченности;
,— - установлена зависимость стока весеннего половодья с различных ландшафтных комплексов от величин весеннего зонального стока для бассейнов малых рек тайги и лесостепи; - выявлена зависимость устойчивости речных вод бассейна Средней и Нижней Оби к нефтяному загрязнению от самоочищающей способности рек и степени антропогенной нагрузки на водосборы.
Защищаемые положения: - районирование территории ХМАО по степени влияния организованных источников на качество речных вод; - расчетная схема определения величины весеннего и годового стока с Ш различных СФК для бассейнов малых рек тайги и лесостепи; - способ определения устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению; - районирование территории Среднего Приобья по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению.
Практическая значимость проведенного исследования: - количественная оценка организованных источников загрязнения речных вод средне- и нижнеобского бассейна необходима для регулирования хозяйственной деятельности в районах ХМАО и бассейнах рек, планирования природоохранных мероприятий; - количественная оценка и прогноз поступления НУВ диффузным путем с территорий, подверженных различной степени нефтяного загрязнения, позволяет дифференцировать территорию по степени техногенной нагрузки с целью регулирования хозяйственной деятельности в бассейнах рек, планирования природоохранных мероприятий; - предложенная расчетная схема определения весеннего и годового склонового стока с различных СФК позволяет выполнить дифференциацию стока в пределах любого малого водосбора для территории тайги и лесостепи с целью выявления роли диффузных источников в общем загрязнении речных вод и последующем планировании хозяйственной деятельности в бассейне реки; - районирование территории Среднего Приобья по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению важно в управлении водохозяйственной деятельностью в бассейне (регионе), для прогноза и контроля качества вод, получения фоновых значений при расчете массы загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты с поверхностным стоком, принятия мер по предотвращению загрязнения водных объектов, при подготовке раздела ОВОС проектов на тот или иной вид деятельности. Результаты работы могут использоваться в водных агентствах, проектных институтах, научно- исследовательских институтах экологии и природопользования, природоохранных органах.
Апробация результатов.
Основные положения и выводы диссертационного исследования обсуждались и получили положительную оценку на ряде конференций: Всероссийская научно-практическая конференция «Геоэкологические аспекты функционирования хозяйственного комплекса Западной Сибири», Тюмень, 2000; 4-ая Всероссийская научно-практическая конференция «Окружающая среда», Тюмень, 2001; Всероссийская научно-практическая конференция «Научные школы Сибири: Взгляд в будущее», Иркутск, 2005; 7-ой s Международный симпозиум «Чистая вода России», Екатеринбург, 2003; а также на заседаниях научного семинара «Водно-экологические проблемы Тюменского региона», Тюмень, 2003-2004.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 139 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков, 50 таблиц, список литературы из 183 наименований; 19 приложений.
Почвы и растительность
В бассейне Средней и Нижней Оби широко распространены торфяно-болотные, подзолисто-болотные, дерново-подзолистые почвы и подзолы на песках [145]. В 1926 г. В.И.Вернадский доказал, "что источником возникновения катионов и анионов в поверхностных и грунтовых водах являются не горные породы, а почвы" [116], они «определяют характер всех поверхностных вод биосферы» и, в частности, «основную составляющую часть солевого состава речных вод» [62].
Почвы таежных ландшафтов Среднего Приобья относятся к кислому классу водной миграции в сочетании с промывным типом водного режима, обладают высокой инфильтрационной способностью [56], кислой реакцией среды, медленной степенью разложения остатков растительного и животного происхождения в органогенном горизонте почвы, длительной консервацией загрязняющих веществ, преобладанием процессов выщелачивания подвижных продуктов нефтедобычи, выноса элементов I и частично II группы [62,103]. Несколько большую скорость минерализации нефтепродуктов имеют глеево-подзолистые и дерново-подзолистые почвы северной и южной тайги [62]. В ионном обмене преобладает катионный, в поглощающем комплексе - Na+, Са2+, Mg2+, н .
Почвы легкого механического состава (подзолистые), как правило, обладают низкой поглотительной способностью и высокой водопроницаемостью, менее подвержены загрязнению нефтепродуктами, чем почвы суглинистого механического состава [62]. Однако на песчаных почвах увеличивается опасность прямого загрязнения почвенно-грунтовых и грунтовых вод подвижными углеводородами и косвенного - поверхностных.
Преобладание в бассейне Средней и Нижней Оби подзолистых почв способствует формированию поверхностных вод гидрокарбонатного класса с накоплением значительного количества органических веществ. [116]. Преобладание тяжелых фракций в нефти, высокая сернистость ( 0,5 %) стимулирует накопление и сохранение в почвах в течение длительного времени стойких битуминозных веществ [62]. Сульфаты способны образовывать H S, а битуминозные вещества прочно закрепляются в гидроморфных почвах на сероводородном барьере [62].
Определяющее влияние на качество поверхностных вод оказывает поверхностный (склоновый) сток с территории водосбора [13]. С поверхностным стоком в поверхностные водные объекты выносится в 2-3 раза больше минерализованных органических веществ, чем с подземным [116,154].
Растительность северотаежной подзоны представлена преимущественно лиственнично-сосновыми и темнохвойно-лиственничными кустарничково-лишайниково-зеленомошными лесами с участками редкостойных заболоченных лесов и крупно- и плоскобугристых кустарничково-сфагновых болот. В растительном покрове средней тайги преобладают сосновые лишайниковые и елово-кедровые кустарничково-зеленомошные леса, перемежающиеся с бугристыми грядово-мочажинными и грядово-озерковыми сфагновыми болотами. В подзоне южной тайги (бассейн верхнего течения рек Кума, Салым и Большой Юган) произрастают смешанные березово-сосновые леса. Леса в Ханты-Мансийском округе занимают площадь 28,8 млн.га (почти 54 % площади округа) [95].
При прямом контакте растительного покрова с водной средой или через почвенные растворы происходит увеличение минерализации и кислотности воды, обогащение ее К+, Са2+, Mg2+, Na+, сульфатами, Feo6ffl. и органическим углеродом [22,85,138]. Хвойные леса способствуют усилению кислотности, лиственные и травянистые - накоплению оснований в почвенных растворах [85,139]. Травы, как правило, являются активными потребителями щелочных и щелочноземельных элементов [1]. Водная растительность влияет на газовый и химический состав водных объектов, обогащая их кислородом и органическим веществом [1].
Влияние верховых болот проявляется преимущественно осенью, когда болотный массив обводняется [56,58]. Среди большого количества микроорганизмов весьма влиятельна роль бактерий [1]. С деятельностью десульфатизирующих бактерий связаны процессы восстановления сульфатов и образование сероводорода. Аммонификаторы продуцируют аммиак, нитрификаторы окисляют его до нитритов и нитратов, а денитрификаторы разлагают их с выделением свободного азота [1].
Ханты-Мансийский автономный округ - один из экономически развитых и достаточно стабильных регионов Российской Федерации. Территория его занимает площадь 534,8 тыс.км2. В составе округа 9 районов, 16 городов, 24 рабочих поселка, 173 сельских населенных пункта. Численность населения составляет 1368,5 тыс.чел. [95].
Хозяйственная деятельность человека сопровождается возникновением нарушенных земель. Общая площадь их в округе составляет 41,3 тыс.га, Ежегодно из-за промышленного загрязнения территории округа выводится из оборота около 200 га земель [97].
Наибольшее развитие в округе получили топливная промышленность и электроэнергетика. В отраслевой структуре промышленной продукции округа нефтедобывающая промышленность составляет 80,5 %, электроэнергетика -12,6 %, газоперерабатывающая - 5,6 %, лесозаготовительная и деревообрабатывающая - 0,4 %, производство строительных материалов - 0,4 % [96].
Ханты-Мансийский округ занимает первое место среди субъектов Российской Федерации по добыче нефти, второе - по выработке электроэнергии, третье - по добыче газа [96]. По разведанным и извлекаемым запасам нефти на округ приходится 53 % общероссийских запасов (около 5 % мировой добычи [96]), а удельный вес по добыче нефти - 56 % [109]. За более чем 40-летний период деятельности нефтегазового комплекса на месторождениях округа добыто 7 млрд.т нефти [111]. Максимальный объем добычи углеводородного сырья пришелся на 1987 г. - 1 млн.т/сут.
Развитие нефтяной промышленности началось с открытием первой нефти в Шаимском районе в 1960 г. [6]. В настоящее время на территории округа открыто 342 месторождения, в том числе 280 нефтяных, 15 нефтегазовых, 25 нефтегазоконденсатных, 19 газовых и 3 газоконденсатных [111]. Основные нефтегазовые месторождения сосредоточены в Среднем Приобье в подзонах северной (южный склон Сибирских Увалов) и средней тайги (Сургутское Полесье).
По масштабам добычи нефти наиболее крупным остается Сургутский район с уровнем добычи 76559 тыс.т/год, далее следует Нижневартовский -62774, Нефтеюганский — 19133, Ханты-Мансийский - 4934, Советский - 3108, Октябрьский - 1790, Кондинский - 1657. В конце 1999 г. начата добыча нефти в Белоярском районе [97].
В округе создан один из крупнейших в стране электроэнергетических комплексов, включающий работающие на попутном газе Сургутские ГРЭС-1 и ГРЭС-2 и Нижневартовскую ГРЭС [96].
Реки являются также основным источником водоснабжения населения городов и населенных пунктов, промышленных предприятий и одновременно приемниками сточных вод. Подземные воды служат основным источником питьевого водоснабжения [96]. Удельный показатель водопотребления в коммунальном секторе населенных пунктов в среднем составляет 270 дм /сут. на одного жителя, в городах - 304 дм /сут., рабочих поселках - 187 дм /сут., сельской местности - 86 дм3/сут. [96].
Неточечные (рассредоточенные) источники
Количество загрязняющих веществ, поступающих в поверхностные водные объекты, за период с 1996 по 1999 гг. возросло в 1,2 раза и составило около 1 % общего количества загрязняющих веществ, поступивших в окружающую среду округа (прил.З). Количество нефтепродуктов, поступивших в окружающую среду, в 1996-1999 гг. сократилось почти в 3 раза. Вместе с тем, содержание нефтепродуктов в р.Оби за этот период возросло в 4,9 раза. Вероятно, данный факт объясняется тем, что самоочищающая способность обской воды ниже по сравнению с объемами поступающих в нее нефтепродуктов.
Степень влияния рассредоточенных источников загрязнения зависит от природных (все процессы, формирующие водный сток [68]) и техногенных (вид хозяйственной деятельности, степень освоенности водосборов) факторов. Географические особенности Среднего Приобья способствуют усилению миграции минеральных солей, тяжелых металлов и ароматических углеводородов (АУВ) в поверхностные водные объекты [71]. Поступление загрязняющих веществ происходит с поверхностно-склоновыми и почвенно-поверхностными водами [116].
Воздействие диффузных источников загрязнения усиливается наложением фактора загрязнения атмосферного воздуха. Порядка 30 % углеводородов поступает в атмосферу в результате сжигания попутного нефтяного газа на факелах [94]. Загрязнение атмосферного воздуха в незначительной степени сказывается, например, на загрязнении вод р.Оби (R=0,2). В последние годы объемы выбросов в атмосферу сократились в 34 раза (прил.4).
Значительное воздействие проявляется в период снеготаяния, когда загрязненный снег с водосборных площадей поступает в водотоки и водоемы. В 1999 г. по всем постам наблюдения за загрязнением снежного покрова отмечено увеличение содержания тяжелых металлов особенно в г.Нижневартовске в 4,5 раза и п.Березово - в 2,5 раза [96]. В 1999 г. свинец обнаружен на всех постах с максимумом в г.Нижневартовске (1,1 мг/дм ).
Влияние аэротехногенного переноса загрязняющих веществ на формирование качества поверхностных вод сказывается на расстоянии 200-300 км от крупных промышленных центров [153]. Поэтому влияние соседнего Уральского региона, занимающего I место в мире по выбросам в атмосферу загрязняющих веществ от предприятий металлургического комплекса, не может не отразиться на формировании качества речных вод Ханты-Мансийского округа при господствующем юго-западном переносе воздушных масс, в особенности на содержании металлов.
Влияние рассредоточенных источников загрязнения в Ханты-Мансийском автономном округе определяется функционированием нефтегазового комплекса. В настоящее время объемы добычи нефти сократились в 2,2 раза [29] (рис.2.2). Особую угрозу для водных объектов среднеобского бассейна представляет нефтяное загрязнение. Наиболее растворимы в воде АУВ.
Опасность нефтяного, как и любого иного вида загрязнения речных вод, заключается в мобильности водной среды. Этим фактом определяется повсеместное загрязнение водных объектов даже в местах отсутствия нефтепромысловых работ. Результаты моделирования на примере Приобского месторождения показали, что даже в межень при попадании 25 т нефти в воды р.Оби (или под лед) загрязненным (на уровне 3 ПДК для рыбохозяйственных водоемов) может оказаться 100-километровый участок [111]. Наибольшему воздействию подвержены водные объекты подзон северной (Сибирские Увалы) и средней (Сургутское полесье) тайги.
К природным источникам диффузного нефтяного загрязнения относятся нефтяные воды - подземные воды нефтяных горизонтов. Некоторые исследователи связывают попадание НУВ в поверхностные водные объекты с проникновением нефти из глубоких горизонтов в верхние слои почвы через так называемые динамически напряженные зоны (ДНЗ) [95]. С другой стороны, объективные исследования [134] "указывают на многочисленные факты размазывания нефтезагрязнений из районов утечек по всей территории промыслов". Влияние подземных вод обуславливается наличием тесной гидравлической связи их с поверхностными [158].
К внешним факторам техногенного характера относятся все технологические процессы в нефтяной промышленности (разведка, бурение, добыча, сбор, транспорт, хранение и переработка нефти и газа) [98,99]. Источники загрязнения и загрязняющие вещества представлены в табл.2.6.
На территории округа пробурено 117 тыс. всех типов скважин [111]. В 1996 г. были выявлены 443 разведочные скважины, требующие ликвидации. Из них 78 % находятся в водоохранных зонах и прибрежных полосах рек и проток [94]. Загрязнение происходит при бурении разведочных и промысловых скважин с нарушением технологии проходки и крепления их, нарушения устья скважин. Нагнетательные скважины представляют опасность при нагнетании отработанного раствора, глушении или ремонте их в условиях высокого давления.
Свыше 20 % эксплуатационных колонн требуют капитального ремонта [94]. Очаги загрязнения образуются вследствие нарушения целостности обсадных колонн, технологии проходки и крепления скважин [158]. Наибольшее количество скважин со сломанными колоннами отмечается на ОАО "Юганскнефтегаз" - 460 и ОАО "Сургутнефтегаз" - 255 скважин [111]. Из 10504 обследованных эксплуатационных колонн в 317 выявлены нарушения в интервале залегания люлинворских глин [111].
Бездействующие скважины составляет 24 % всего добывающего фонда. Наибольшее количество их в НК «Сиданко» (45 % фонда добывающих скважин), ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» (43 %) [94].
Расчетная схема определения дифференциации стока в пределах малого водосбора
Выполненный ландшафтно-гидрологический анализ трех рассмотренных выше малых водосборов, а также привлечение данных из работы [61] по 12 другим бассейнам позволили разработать расчетную схему распределения стока в пределах малого водосбора.
Величина весеннего и годового стока с различных СФК определена на основе связей этих величин с зональными. На рис.4.3-4.4 в качестве примера приведены зависимости склонового стока с лесных угодий от величин зонального стока. Аналогичные зависимости построены и для других СФК.
Зависимость определяется формулой (4.3):
где ПСФК - слой стока (весенний, годовой) с различных СФК, мм; h30H. -зональный слой стока (весенний, годовой), мм; параметры «а» и «Ь» определены на основании корреляционной связи (табл.4.31).
Наиболее высокие коэффициенты корреляции (R = 0,9) получены для луга пойменного, леса и болота целинного (табл.4.31). Большая зависимость склонового стока с болота осушенного от величины зонального весеннего стока (R = 0,9). Высокие коэффициенты корреляции (R = 0,7) получены для луга суходольного, для распаханных угодий связь менее тесная R = 0,6.
На основании зависимости (4.3) и таблицы 4.31 можно выполнить дифференциацию стока в пределах любого малого водосбора для территорий тайги и лесостепи. Это может послужить основой определения диффузного загрязнения за счет природных и антропогенных факторов.
1. В бассейнах рек Вандрас и Супра, репрезентативных для геоподсистем Среднеобской (междуречье Иртыш-Юган-Обь-Вах) и Кондинской низменностей, в многолетнем режиме наблюдений и в годы разной водности наибольший сток, а следовательно, и смыв нефтяных углеводородов в поверхностные водные объекты формируется с территорий олиготрофных болот. Болотные системы этих речных водосборов в естественных условиях, а также в условиях современного освоения территории нефтегазового комплекса характеризуются высокими показателями снегозапасов, полным влагонасыщением, высокой льдистостью торфяной залежи и, следовательно, низкой аккумулирующей способностью их в период весеннего половодья. Относительно более тяжелый механический состав почв, большие снегозапасы в лесных СФК бассейна р.Ватинский Еган до устья р.Куйеган и незначительная заболоченность на этом участке водосбора обусловили снижение значимости болот в формировании склонового стока.
2. Максимальное влияние болот проявляется в год 10 %-ной обеспеченности, минимальное — в год 90 %-ной обеспеченности.
3. Разработанная расчетная схема внутрибассейнового распределения стока, основанная на связи склонового и зонального стока, позволяет выполнить дифференциацию стока с различных ландшафтных комплексов в пределах любого малого водосбора для территории тайги и лесостепи и послужить основой количественной оценки диффузного загрязнения.
Районирование территории Среднего Приобья по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению
Устойчивость поверхностных водных объектов Среднего Приобья к нефтяному загрязнению исследована недостаточно. Она определяется антропогенной нагрузкой, ландшафтными особенностями водосбора, ассимиляционной емкостью и самоочищающей способностью водного объекта. Одно и то же воздействие в различных условиях может привести к несопоставимым последствиям.
В направлении с севера на юг ослабевает опасность длительного загрязнения водных объектов НУВ. В основу дифференциации речных вод
Среднего Приобья по степени устойчивости к нефтяному загрязнению положено геоморфологическое строение. Бассейн Средней Оби сформировался на следующих крупных геоморфологических структурах: Среднеобская и Кондинская низменность, Северо-Сосьвинская возвышенность, возвышенность Белогорский материк, на востоке частично представлена Верхнетазовская возвышенность.
Среднее Приобье входит в Западно-Сибирскую ландшафтно-геохимическую область [62]. Широкое распространение болот обусловливает аккумуляцию нефтепродуктов на восстановительных барьерах, формирование сероводородных барьеров. Характерна медленная минерализация нефтепродуктов в водоемах [62]. Самоочищение поверхностных вод характеризуется как очень низкое, низкое, умеренное [62].
Для оценки устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению рассмотрены три геоподсистемы: Среднеобская низменность (междуречье Аган-Вах), Среднеобская низменность (междуречье Иртыш-Юган-Обь-Вах) и Кондинская низменность как наиболее подверженные влиянию нефтегазового комплекса.
Среднеобская низменность (междуречье Иртыш-Юган-Обь-Вах) согласно классификации, изложенной в [116], входит в область Обь-Иртышского междуречья и левобережья Иртыша, Среднеобская (междуречье Обь-Назым-Лямин-Аган-Вах) и Кондинская низменность - в область Обь-Енисейского междуречья южнее Сибирских Увалов и бассейна Конды [14].
Поверхностные водные объекты Среднего Приобья согласно классификации [62] относятся к классу «весьма чувствительные» к загрязнению нефтью и нефтепромысловыми сточными водами. Поверхностные водные объекты центральной и западной части Кондинской низменности относятся к классу «чувствительные» к нефтяному загрязнению. Степень чувствительности определяется соотношением показателей миграции и разложения [62].
Устойчивость определяется имманентыми свойствами водного объекта, способностью противостоять внешним воздействиям техногенного характера. К воздействиям природного характера водные экосистемы изначально адаптированы. Тем не менее, при оценке устойчивости водного объекта необходимо учитывать природный фон. Устойчивость - величина относительная. Степень воздействия на водный объект обусловлена рядом природных и техногенно-антропогенных факторов. Чем больше подверженность водной среды изменениям (гидрохимическим, гидрологическим) под влиянием антропогенных и техногенных факторов, тем меньше ее устойчивость.
Главное имманентное свойство водного объекта, определяющее его устойчивость к различного вида воздействиям, - самоочищающая способность. Для оценки самоочищающей способности к нефтяному загрязнению рек геоподсистемы Среднеобской низменности (междуречье Иртыш-Юган-Обь-Вах) в качестве аналога взята р.Большой Юган с коэффициентом самоочищения К=0,04, Кондинской низменности - р.Конда с К=0,05 [45], Среднеобской низменности (междуречье Аган-Вах) - р.Обь с К=0,04 [45].
Таким образом, оценить степень устойчивости водного объекта к нефтяному загрязнению можно по формуле:
Су = т-К/М, (5.1)
где Су - степень устойчивости; m - поступление ингредиента в естественных условиях (отсутствие организованных и прямых неорганизованных источников загрязнения f3=0), т; М - поступление ингредиента от стационарных и нестационарных источников (f3=0, 1 %, 3 % и т.д.), т; К - коэффициент самоочищения водного объекта. Значения параметров m и М взяты из табл.5.12.
Оценка устойчивости рек геоподсистемы Среднеобской низменности (междуречье Иртыш-Юган-Обь-Вах) к нефтяному загрязнению выполнена на примере р.Вандрас, геоподсистемы Среднеобской низменности (междуречье Аган-Вах) - на примере р.Ватинский Еган, рек геоподсистемы Кондинской низменности - на примере р.Супра.
Относительно более устойчивыми к нефтяному загрязнению оказались реки, бассейны которых сформировались в границах Кондинской низменности (табл.5.13, прил.19). Объясняется данный факт минимальным, по сравнению с другими геоподсистемами, влиянием неорганизованных источников загрязнения.
1. Речные воды бассейна Средней и Нижней Оби характеризуются малой fc минерализацией, высокой окисляемостью и цветностью, высоким содержанием железа, нефтепродуктов, органических веществ, меди, марганца, что обусловлено местными природными факторами Функционирование нефтегазового комплекса вызывает еще большее снижение качественных показателей вод за счет повышенной концентрации нефтепродуктов, а также присутствия фенолов, СПАВ, цинка, никеля, свинца, ртути, алюминия, азота аммонийного.
2. Максимальную природную и антропогенную нагрузку испытывают речные воды геоподсистемы Среднеобской низменности (междуречье Аган-Вах) в связи со значительной сосредоточенностью здесь крупнейших нефтегазовых месторождений Западной Сибири.
