Водогосподарський комплекс м. Луцька – модель сучасного стану водокористування міст України

Размещено на http://www.allbest.ru

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Географічний факультет

УДК 577.47

Водогосподарський комплекс м. Луцька - модель сучасного стану водокористування міст України

11.00.07. - гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Фесюк Василь Олександрович

Київ 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі екології та безпеки життєдіяльності Луцького державного технічного університету Міністерства освіти та науки України

Захист відбудеться “13 “ лютого 2002 р. о 14 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.22 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, Київ-22, вул. Васильківська, 90, географічний факультет

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, Київ-33, вул. Володимирська, 64.

Автореферат розісланий “ 24 “ грудня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.001.22., кандидат географічних наук В. Гребінь

картографічний водокористування урбоекосистема

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Десятиліття експлуатації водогосподарських систем наклали свій відбиток на кількісний та якісний стан водних ресурсів. Недосконала структура водного господарства України довгі роки формувалась без урахування об'єктивних потреб населення і екологічних можливостей конкретних територій. Морально застаріле та фізично спрацьоване обладнання зумовили екстенсивне використання водних ресурсів та практично неконтрольовані викиди забруднюючих речовин. Проблеми водозабезпечення на сучасному етапі розвитку народного господарства набули актуальності в зв'язку з подальшим загостренням екологічної ситуації.

На водокористування в містах припадає 65% його обсягу в країні, в т.ч. 90% водоспоживання господарсько-побутової і виробничої сфери, саме тут формується основний обсяг забруднених стоків. Тому міста виступають ареалами найвищої зосередженості гострих водогосподарських і екологічних проблем.

В наш час вже усвідомлена небезпека забруднення і виснаження водних ресурсів. Значною мірою зрозумілі й шляхи вирішення цієї проблеми. Але спроби обмежити шкідливий антропогенний вплив на оточуюче середовище лише шляхом створення систем обробки відходів, наприклад, очистки стічних вод, поки не привели до помітного покращення ситуації. Виникає необхідність пошуку принципово нових шляхів гармонійного, взаємопов'язаного розвитку виробництва і природокористування. На нашу думку, цим вимогам відповідає концепція екологічної оптимізації виробництва, а, зокрема, водокористування. Під екологічною оптимізацією водокористування ми розуміємо комплекс заходів оптимізації водогосподарських відносин з позицій екологічної ефективності водокористування населення та виробництва. Оскільки сучасне водокористування здійснюється на фоні економічної кризи і значного занепаду господарства України, то екологічну оптимізацію не можна розглядати ізольовано від економічної ефективності.

Місто Луцьк являє собою ареал найвищого зосередження гострих водогосподарських проблем у Волинській області і повинно розглядатись у якості першочергового об'єкта для реалізації комплексу заходів екологічної оптимізації функціонування водогосподарського комплексу міста (МВГК).

Дані про сучасний стан водогосподарського комплексу м. Луцька та його вплив на навколишнє природне середовище становлять великий науковий і практичний інтерес. Вони необхідні для вирішення ряду теоретичних питань, пов'язаних з структурою й динамікою водогосподарського комплексу міста, гідрохімічними та гідроекологічними аспектами водокористування, потенційною водозабезпеченістю, оцінкою кількісного і якісного виснаження поверхневих і підземних вод, аналізом ефективності оптимізаційних заходів і т.д. Ці питання набувають особливої актуальності в умовах техногенезу й урбанізації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно з тематикою кафедри екології та БЖД Луцького державного технічного університету: “Охорона природних ресурсів Волині та їх раціональне використання” в 1996-2001 роках.

Об'єктом дослідження є водогосподарський комплекс м. Луцька як модель сучасного стану водокористуванням міст України.

Предмет дослідження - це особливості сучасного стану водогосподарського комплексу м.Луцька, його вплив на навколишнє природне середовище та обґрунтування основних шляхів екологічної оптимізації водокористування міста.

Мета й задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка основних шляхів та заходів екологічної оптимізації водокористування м. Луцька, як репрезентативної моделі водогосподарських комплексів та еколого-географічних проблем їх функціонування в більшості міст України.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:

оцінити сучасний стан водокористування міст України;

проаналізувати еколого-географічні проблеми водокористування міст, визначити основні причини їх виникнення та тенденції розвитку;

обґрунтувати теоретико-методологічні основи дослідження водокористування великих міст України та його впливу на оточуюче середовище;

проаналізувати вплив водогосподарського комплексу м. Луцька на кількісний та якісний стан водних ресурсів, визначити основні екологічні проблеми водокористування міста;

обґрунтувати основні шляхи та запропонувати конкретні рекомендації для екологічної оптимізації водокористування м. Луцька.

Наукова новизна отриманих результатів:

- уперше проведено географо-екологічне дослідження водокористування великої урбоекосистеми і його впливу на оточуюче середовище;

- удосконалено методику складання картографічної моделі зв'язку якості і рівня водокористування міста та стану навколишнього природного середовища (у т.ч. і водних ресурсів);

- дістали подальшого розвитку питання встановлення й прогнозування впливу міських ВГК на якість водних ресурсів;

- дістали подальшого розвитку основні положення теорії екологічної оптимізації водокористування, закладені в роботах М.А. Хвесика, В.К. Хільчевського, М.М. Паламарчука, С.І. Дорогунцова, Я.О. Мольчака, Б.М. Данилишина, Л.М. Горєва, В.П. Кухаря та інших вчених;

- удосконалено також методику дослідження процесів екологічної деградації природної складової АПТК під впливом антропогенної на прикладі урбоекосистеми м. Луцька.

Практичне значення отриманих результатів. На основі еколого-географічного підходу, аналізу природних, соціальних, техногенних факторів створено комплексну картографічну модель для проведення подальших економіко-географічних, екологічних, медико-географічних, соціологічних, інженерно-географічних та техніко-інфраструктурних досліджень. Результати проведеного аналізу створюють необхідну вихідну базу для відділів архітектури та містобудування, охорони природи та раціонального природокористування, комунального господарства Луцького міськвиконкому для визначення головних напрямків екологічної оптимізації міського середовища, що сприятиме гармонізації управлінських рішень компетентних органів та виробничої діяльності підприємств комунально-побутового обслуговування і виробничої сфери з метою досягнення максимального ефекту екологічного благополуччя в складних умовах реформування економіки України.

Деякі методичні положення і результати, розроблені при виконанні дисертаційної роботи, впроваджені в навчальний процес на кафедрі екології та безпеки життєдіяльності Луцького державного технічного університету при проведенні лекційних й лабораторних занять з курсів “Основи екології і раціонального природокористування”, “Безпека життєдіяльності”, “Загальне землезнавство”.

Особистий внесок здобувача. Проведено польові дослідження впливу водокористування м. Луцька на навколишнє природне середовище, зокрема, забруднення поверхневих вод в результаті функціонування частково роздільного способу каналізування стоків з території міста, а також скиду недостатньо очищених стічних вод із міських комунальних очисних споруд (для р. Стир), Гнідавського цукрового заводу (для р. Чорногузки), стоків та інфільтраційних вод із Брищенського полігону захоронення твердих побутових відходів (для р. Сірни); проаналізовано, узагальнено і систематизовано вплив якості й рівня водокористування міста на стан навколишнього природного середовища, що знайшло відображення в картографічній моделі; обґрунтовано основні шляхи та запропоновано конкретні рекомендації по екологічній оптимізації водокористування м. Луцька.

Апробація результатів дисертації. Основні результати представлялись та доповідались на: щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу і студентів Волинського державного університету імені Лесі Українки та Луцького державного технічного університету (Луцьк, 1996-2001), VIII з'їзді Українського географічного товариства (Луцьк, 2000), XIV-XVI пленарних міжвузівських координаційних нарадах по проблемі ерозійних, руслових і гирлових процесів (Уфа, Москва, Санкт-Петербург, 1999-2001), міжнародних науково-практичних конференціях “Проблеми і перспективи очищення і повторного використання води” (Київ, Харків, 2000), “Бізнес і екологія” (Донецьк, 2001), “Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія” (Київ, 2001).

Публікації. За матеріалами дослідження опубліковано 12 робіт, в т.ч. 7 статей у фахових журналах і збірках наукових праць, а також тези доповідей на наукових конференціях.

Матеріали дослідження. В основу роботи покладені результати власних географо-екологічних досліджень, проведених в 1996-2000 роках, а також використані літературні джерела та архівні матеріали (у т.ч. крупномасштабні топографічні карти, плани; звіти інженерно-геологічних пошуків Рівненської геологорозвідувальної експедиції та Ковельської гідрогеологічної партії; звіти обласних управлінь Мінекобезпеки України, статистики, охорони здоров'я, Укрводгоспу, обласних СЕС і ЦГМ Укргідромету, міського відділу земельних ресурсів, архітектури і містобудування, охорони природи і раціонального природокористування, комунального господарства, підприємств “Луцькводоканал”, “Облдержродючість”, ресурси баз даних та публікацій в Internet.

Об'єм і структура дисертації. Робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Дисертація викладена на 159 сторінках машинописного тексту і містить 20 рисунків, 18 таблиць, 14 додатків. Список використаних джерел нараховує 152 найменування, із них 14 латиницею.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтована актуальність роботи, визначені мета та завдання дослідження. Коротко охарактеризовані матеріали, що використовувались при проведенні дисертаційного дослідження. Вказана наукова новизна і практичне значення виконаної роботи. Викладені основні результати дослідження. Наведені дані про апробацію основних положень роботи та особистий внесок автора.

У першому розділі “Теоретичні та прикладні аспекти вивчення водокористування міст” здійснено огляд та аналіз попередніх досліджень водокористування міст в історичному аспекті. Показано необхідність подальших досліджень та методологічних розробок з оцінки та аналізу сучасного стану водокористування міст, його впливу на оточуюче природне середовище, а також перспективність обґрунтування основних шляхів та розробки конкретних заходів екологічної оптимізації водокористування міст в умовах техногенезу й урбанізації. Серед робіт такого плану потрібно виділити праці В.І. Пелешенка (1992, 1995), Л.М. Горєва (1992, 1994), В.К. Хільчевського (1995, 1999), Я.О. Мольчака (1995, 1999, 2000), М.А. Хвесика (1995, 2000), С.І.Дорогунцова (1991, 1994), М.М. Паламарчука (1993, 1998), В.Г. Глушкова (1932), М.І. Сироєжина (1974), В.В. Купріянова (1977, 1978), І.А. Шикломанова (1979, 1989), М.І. Львовича (1977, 1986).

Глибоке розуміння діалектичної єдності суспільства і природи - один із найсуттєвіших моментів розробки методологічних основ теорії їх взаємодії. Конкретним виявом цієї взаємодії у площині водогосподарських відносин є поняття “водогосподарський комплекс” (ВГК).

ВГК є однією з найбільш характерних та різносторонніх моделей оптимізації екосередовищ. Разом із тим чіткого визначення поняття “водогосподарський комплекс” досі не існує, хоча є багато підходів до оцінки цієї надзвичайно складної системи. Одні з авторів розуміють під ВГК склад учасників водозабору та водокористування в проектованих схемах використання рік та підземних водозаборів. Інші трактують цей термін як сукупність гідроенергетичного та “комплексного водогосподарського будівництва”. Треті під ВГК розуміють комплексний гідровузол з супутніми спорудами. Існує ще й підхід, що трактує ВГК у вигляді гідровузла та водосховища або системи гідровузлів і водосховищ, розміщених в одному чи кількох річкових басейнах, гідравлічно пов'язаних між собою і створених для оптимального використання водних ресурсів основними водокористувачами та водоспоживачами.

Аналізуючи склад ВГК і виділяючи його складові, більшість авторів зупиняється на розгляді чотирьох груп галузей господарства, що мають пряме або опосередковане відношення до створення водосховищ і зарегульованості стоку:

1. Учасники водогосподарського комплексу;

2. Галузі, що використовують водосховища;

3. Галузі, що не є учасниками ВГК, але зацікавлені у будівництві гідровузлів;

4. Галузі, інтереси яких зазнають утисків у зв'язку із створенням водосховищ і зарегульованістю стоку.

З них лише дві перші групи автори відносять до складу ВГК, а інші дві групи не входять до складу комплексу.

В числі перших і найбільш чітко сформулював поняття ВГК Ф.Ф. Губін (1949). Під цим терміном він розумів “сукупність галузевих інтересів в інженерному використанні водних ресурсів”. Але це формулювання супроводжувалось приміткою, що коли для окремих елементів комплексу створюється не позитивний, а негативний економічний ефект, то “включення цих елементів до складу комплексу не є обґрунтованим”. Цей підхід враховує лише економічну ефективність водогосподарських заходів, ігноруючи їх екологічну доцільність.

За М.І. Сироєжиним (1974), водогосподарський комплекс є сукупністю раціонального використання водних і супутніх їм природних ресурсів, виправданого задоволення потреб усіх водокористувачів та здійснення прогресивних рішень, заходів, споруд і технологій. Це - динамічна схема взаємопов'язаних природних умов (або можливостей ВГК), інтересів усіх водокористувачів (або складових ВГК), технічних рішень і заходів (механізмів ВГК). Таким чином, кожний ВГК має у своїй структурі три взаємопов'язаних частини: природну, економічну і технічну. Природна частина відображає місцеві природні умови і визначає можливості для формування й розвитку ВГК. Економічна частина представляє інтереси всіх зацікавлених або просто задіяних галузей-водокористувачів (учасників ВГК). Технічна частина ілюструє систему взаємопов'язаних технічних рішень, споруд і заходів, що забезпечують функціонування ВГК у конкретних місцевих умовах.

У трактуванні поняття міської водогосподарської системи ми дотримуємось поглядів М.М. Паламарчука (1998). Міська водогосподарська система (або ВГК міста) - це міжгалузевий територіальний комплекс природних джерел водозабезпечення, інженерних споруд і устаткування для регулювання стоку, водозабору, водопідготовки, транспортування, збереження, відтворення й використання води. Якісною особливістю цього рівня організації системи є реальна можливість водозабезпечення і водоохорони на основі оптимального використання первинних (забраних із природних водних джерел) і вторинних (залучених в обігові системи) водних ресурсів. Тут може передаватись вода, використана одним підприємством, для її використання іншим, здійснюватись інженерне відтворення водних ресурсів у безстічних системах та очисних спорудах тощо. Зовнішніми щодо міста є природні водні ресурси, оскільки їх обмаль, міським ВГК керують економічні зв'язки, на підставі яких реалізується оптимальний розподіл природних вод, їх раціональне використання й охорона від кількісного та якісного виснаження.

Головним принципом дослідження ВГК міст є системний аналіз. Він передбачає вивчення структури та динаміки трьох складових ВГК: власне водокористування, впливу водокористування на навколишнє природне середовище, можливостей екологічної оптимізації водокористування міст. Важливими є також принципи комплексності та регіональності досліджень. Перший передбачає використання критеріїв та показників як компонентів єдиної системи. Регіональність досліджень диференціює об'єкт від глобального рівня через регіональний до локального. Ці принципи забезпечують методологічну базу дослідження елементів ВГК, різних за походженням, структурою, динамікою, функціонуванням, а також дають змогу визначити характер взаємодії між ними.

У другому розділі “Оцінка сучасного стану водокористування міст та його наслідків” охарактеризовано сучасний стан та тенденції розвитку водокористування міст, оцінено масштаби й напрямки його трансформуючого впливу на оточуюче природне середовище.

Згідно з даними Держводгоспу, в Україні в 90-х роках ХХ ст. на міське водокористування припадає 65% його загального обсягу. В містах сконцентрована майже вся господарсько-побутова і більше 90% виробничої сфери водокористування. Тут зосереджено майже всі потужності замкнутих гідрологічних циклів (повторного і зворотного використання води) - 84%, очисних споруд (90%) і основна частина забруднених стоків (88%).

В галузевій структурі водоспоживання на комунальне господарство припадає 3,8%, промисловість - 83,7%, сільське господарство - 12,5%. В 2000 р., у порівнянні з 1990 р., водоспоживання на комунальні потреби зменшилось на 10%, у промисловості - на 38%, в сільському господарстві - на 34%; об'єм стічних вод зменшився з 20,5 км3 до 11км3 (на 46%), в т.ч. нормативно очищених з 3,3 до 2,0 км3 (на 43%), а неочищених і недостатньо очищених, навпаки, збільшився з 3,3 до 3,8 км3 (на 15%).

Отже, для водокористування міст України на сучасному етапі характерна тенденція до зменшення обсягів використання води і відведення стоків при одночасному збільшенні частки неочищених і недостатньо очищених стічних вод у структурі водовідведення. Ця несприятлива для навколишнього природного середовища тенденція зумовлена відсутністю, поганим технічним станом або недостатньою експлуатацією очисних споруд у зв'язку з економічною кризою, згортанням обсягів виробництва і недостатньою виконавчою дисципліною при реалізації комплексу заходів раціонального використання й охорони вод.

Для водокористування м. Луцька характерні ті ж екологічні проблеми, що й для інших міст України. В загальному вигляді вони полягають у виснаженні водних джерел, зниження якості води у них і об'єктивній необхідності підвищення екологічної безпеки водокористування. Спільними рисами водокористування м. Луцька та інших міст є також зменшення обсягів водозабору і водовідведення, починаючи з 1992 року, фізична зношеність і аварійність водогосподарських споруд, хронічний дефіцит коштів для підтримання в належному стані комплексу інженерних комунікацій, будівництва нових об'єктів, стабільне відставання від передового інженерно-технологічного досвіду і т. д.

В той же ж час існують і проблеми, що є специфічними для м. Луцька. Випливають вони, перш за все, з орієнтації комунально-побутового, господарсько-питного і, частково, виробничого водопостачання виключно на ресурси підземних вод. Частка забору поверхневих вод доволі низька (1-2%). Окрім промисловості і комунального господарства свій “вклад” у зниження якості водних ресурсів вносять і інші галузі, зокрема, військові об'єкти (військовий аеродром і авіаремонтний завод). Ще одна специфічна проблема водокористування пов'язана з існуванням у межах окремих частин міста роздільної системи каналізування комунальних стічних вод і стоків із міської території (дощових, талих, поливо-миєчних). В інших частинах міста ці води відводяться спільно, ще в деяких - узагалі відсутня каналізація дощового стоку.

Третій розділ “Аналіз і оцінка результатів впливу водогосподарського комплексу м. Луцька на стан природного довкілля з метою охорони і раціонального використання водних ресурсів” відображає основні результати дослідження наслідків впливу ВГК м. Луцька на оточуюче природне середовище. На нашу думку, аналіз і оцінку цих наслідків з позиції раціонального використання й охорони вод доцільно проводити в наступних напрямках:

Вплив водокористування на зміни ландшафту.

Антропогенна складова коливання обсягів поверхневого стоку (р. Стир).

Якісна деградація поверхневих вод.

Вплив водозабору і водовідведення на рівень ґрунтових і підземних вод.

Фактори та оцінка забруднення підземних вод території.

Водокористування м. Луцька дійсно чинить значний трансформуючий вплив на ландшафти міста. Зокрема, суттєво змінені морфологічні характеристики басейну р. Стир, в межах якого знаходиться вся територія м. Луцька (осушено заплаву, засипано русло р. Глушець, яка протікала в межах заплави Стиру, з'явились насипні горби, дамби, каналізовано русла річок Сапалаївки і Жидувки, перегороджено греблями і зарегульовано русла річок Омеляника і Чорногузки).

Зазнав змін і клімат. Так, за даними Волинського ЦГМ Укргідромету, температура в центрі міста пересічно на 1- 2 о С вища, ніж на околицях; зростає також хмарність і кількість опадів. В межах міста виділяють 2 мікрокліматичні райони: 1. заплави р. Стир і її приток; 2. тераси р. Стир.

Ґрунти міста зазнали трансформації в напрямку перекриття їх водонепроникними поверхнями (асфальт, бетон), переущільнення, забруднення і засмічення. В результаті вони більш лужні (pH=7,4-8,0), переущільнені (твердість 35-44 кг/см2 і більше, об'ємна маса 1,63-1,83г/см3) і сприяють утворенню верховодки при інтенсивних втратах води з систем водопроводу і каналізації. Ще один фактор зміни ґрунтів - аварії каналізації, коли за декілька годин втрата ґрунту може досягати перших тон.

Зменшення об'єму стоку р. Стир внаслідок промислового водоспоживання підприємств м. Луцька, за нашими розрахунками, становило в 2000 р. 1,16 - 1,55 млн. м3. Коли ж проаналізувати витрату води р. Стир вище і нижче по течії від м. Луцька, то можна зробити висновок, що витрати води нижче за течією від міста не зменшуються, а, навпаки, зростають. Це пояснюється значним перевищенням об'єму відведення комунальних стоків (а для комунального водопостачання використовуються виключно підземні води, як правило, гідравлічно не зв'язані з р. Стир) над безповоротними втратами технічної води в промисловості. За нашими розрахунками Qсум. для р. Стир (нижче МКОС) становить 42,013 млн.м3, а Qприр. - 40,47 млн.м3. Звідси Q становить 1,543 млн. м3, або 4% річного стоку р. Стир.

Отже, кількісне виснаження вод річці Стир не загрожує. Зовсім інша картина характерна для розподілу забруднення р. Стир вище і нижче за течією від м. Луцька. Так, зокрема, в 2000 році при дослідженні якості води р. Стир вище і нижче МКОС нами встановлено перевищення концентрації забруднюючих речовин в створі нижче місця випуску по: завислих речовинах в 2,5 рази, сульфатах на 38,5%, хлоридах на 12,5%, сухому залишку на 10%, БСК на 25%, амонію сольовому в 2,5 рази, нітратах в 2,1 рази, нітритах в 2,25 раза, фосфатах на 13,9%, залізу на 4,6%, цинку на 36,4%, хрому (VІ) на 33,3%, нафтопродуктах в 1,9 раза. Зменшилась концентрація розчиненого кисню на 7,3%, залишились майже без змін концентрації міді, хрому загального, нікелю, pH, лужність.

Цікаво виглядає динаміка забруднення води р. Стир упродовж кількох останніх років. Нами розраховано значення середніх коефіцієнтів забруднення по основних забруднюючих речовинах протягом останніх десяти років. Розподіл забруднення води р. Стир вище і нижче випуску очищених стічних вод із МКОС у часовому аспекті ілюструє рис. 1.

Загальна тенденція - зменшення забруднення річкової води, що корелює із зменшенням обсягів відведення стічних вод. Хоча має місце значна інерційність забруднення, яка пов'язана з впливом на якість води р. Стир водовідведення інших населених пунктів (наприклад, СМТ Млинова) і розвантаженням забруднюючих речовин, що раніше були заакумульовані в донних відкладах.

Для м. Луцька характерні обидва аспекти зміни рівня ґрунтових і підземних вод території внаслідок водозабору і водовідведення. Так, для південної частини міста й околиць, які знаходяться в межах впливу депресійних воронок ділянок Дубнівського групового водозабору характерно зниження рівня ґрунтових і підземних вод на 5-15 м (с. Рованці). Параметри депресійних воронок водозаборів м. Луцька демонструє табл. 1.

Але в той же ж час для окремих районів м. Луцька характерне і підвищення рівня води (підтоплення). Підтоплення території є одним з аспектів гідрологічної безпеки міста. Найгостріше проблема підтоплення стоїть для північної частини міста, зокрема, для Привокзального району, 40-го кварталу, району Кічкарівки і центру міста. Для забудованої частини міста підйом рівня ґрунтових вод виявляється у підтопленні підвалів. Окрім того, підвищена вологість ґрунту і підвищене стояння ґрунтових вод зумовлюють інтенсифікацію корозійних процесів на підземних інженерних комунікаціях (теплотрасах, водопроводі, каналізаційних колекторах, лініях зв'язку, газопроводах і т.д.); руйнування фундаментів та підземних частин будівель, доріг; вторинне заболочування території; активізацію інших гідрологічно небезпечних явищ. Причиною підтоплення території м. Луцька являються води тимчасового водоносного горизонту типу “верховодка”. Причинами утворення тимчасових водоносних горизонтів є:

1. Високий природний рівень максимального сезонного підйому води.

2. Низький коефіцієнт фільтрації, водонасиченість і переущільнення ґрунтів.

3. Наявність фундаментів будівель, які перешкоджають рухові ґрунтових вод у напрямку пониження рельєфу.

4. Втрати води в системі водопроводу і каналізації (за 2000 рік становили 17,9% загальної подачі води).

5. Незадовільна організація поверхневого стоку (неповне охоплення території міста КЗС, замулення, засмічення наявних колекторів зливового току).

З метою запобігання підтопленню будівель і споруд на потенційно підтоплюваних територіях рекомендується:

1. Горизонтальний дренаж на рівні закладання підвалів.

2. Закладання підвалів цокольного типу для невеликих будівель із заглибленням у ґрунт до 1 м.

З підтопленням території міста пов'язаний і розвиток суфозійних явищ на першій надзаплавній терасі і прилягаючій до долини р. Стир місцевості. Особливо це характерно для Привокзального району і 40-го кварталу. Причина суфозії - повільний підйом вод першого водоносного горизонту (в четвертинних відкладах) у зв'язку з втратою вологи в системі водопроводів, каналізації, теплотрас. В окремих місцях рівень вод піднявся на 7-8 м. Наприклад, в районі вулиці С. Наливайка до забудови рівень ґрунтових вод знаходився на глибині 12-13 м, а зараз - 5 м. Це посилює процес виносу тонкодисперсної речовини.

Антропогенна діяльність призводить до виникнення в межах міста зсувових явищ. Наприклад, в районі Вишкова у зв'язку з підрізанням схилу першої надзаплавної тераси і підйому рівня ґрунтових вод почали виникати зсуви.

Питання забруднення підземних вод, а особливо у зв'язку з процесами урбанізації, мають виключно важливе значення. Підземні води проходять процес самоочищення і забрудненість їх, як правило, менша, ніж поверхневих вод. Однак природні можливості самоочистки підземних вод не безмежні. Нами детально проаналізовано взаємозв'язки між забрудненням підземних вод, поверхневих вод і ґрунтів (рис. 2). На основі аналізу факторів забруднення можна виділити 2 шляхи проникнення забруднюючих речовин у підземні води:

- внаслідок фільтрації через забруднений ґрунт;

- внаслідок гідравлічного зв'язку підземних вод з поверхневими або підземних з ґрунтовими, а ґрунтових з поверхневими.

З рис. 2 видно, що сумарне забруднення поверхневих вод і ґрунтів пов'язане із забрудненням підземних вод лінійною залежністю (типу y = ax + b). Збільшення концентрації забруднюючих речовин у ґрунті або поверхневих водах викликає збільшення концентрації і в підземних водах. Причому для випадку ґрунту тіснота зв'язку вища за рахунок пропорційності концентрацій і більшої швидкості проникнення (добігання) забруднень у підземні води.

На основі проаналізованого фактичного матеріалу нами складена схема забруднення підземних вод території м. Луцька. Забруднення підземних вод менше 0,25 ГДК характерне для південно-східних окраїн м. Луцька та сіл Підгайці, Крупа, Лище (тобто для Луцького родовища артезіанських вод). Забрудненням вод у межах 0,5-0,75 ГДК характеризується центральна, північна, північно-східна частина міста. Найвища забрудненість підземних вод властива західним околицям м. Луцька (у т.ч. Омелянівському водозабору) і приміським селам Забороль, Гірка Полонка, Баїв, Зміїнець. Решта території характеризується забрудненістю в межах 0,25-0,5 ГДК. Найвищі показники для окремих свердловин зареєстровані в районі міських каналізаційних очисних споруд (Кс = 0,75 по органічних речовинах, марганцю); цукрового заводу (Кс = 0,87 по фосфатах, фенолах); військового аеродрому (Кс = 0,72 по нафтопродуктах).

Гострота проблеми забруднення підземних вод полягає в тому, що ці води є основним джерелом господарсько-питного водопостачання і від їх якості і ступеня забруднення залежить здоров'я людей. Для охорони підземних вод в умовах урбоекосистеми необхідно жорстко дотримуватись правил експлуатації І, ІІ й ІІІ поясів зони санітарної охорони свердловин спецводокористування. Результати виконаного нами аналізу рівня дотримання цих вимог демонструє рис. 3.

Отже, на основі вищесказаного можна зробити висновок, що найгостріший вияв наслідків впливу ВГК м. Луцька на водні ресурси характерний якраз у напрямку забруднення поверхневих і підземних вод. І саме на боротьбу з цим забрудненням має бути спрямований комплекс заходів екологічної оптимізації водокористування.

У четвертому розділі “Шляхи та заходи екологічної оптимізації водокористування м. Луцька” визначено основні напрямки охорони і раціонального використання вод у містах, обґрунтовано основні шляхи та запропоновано комплекс конкретних рекомендацій для екологічної оптимізації водокористування м. Луцька.

Комплекс заходів екологічної оптимізації, кінцевим результатом якого має бути мінімізація впливу водозабору і водовідведення на водні ресурси, для умов м. Луцька повинен включати:

І. Екологічна безпека водокористування:

1. Розробку перспектив окремого використання поверхневих і підземних вод населенням і виробництвом для зменшення об'єму забору підземних вод і відновлення їх ресурсів.

2. Попередження втрат води, а особливо внаслідок аварій на об'єктах водогосподарського комплексу міста (водопроводах, каналізаційних колекторах, КНС, очисних спорудах, артезіанських свердловинах).

3. Зменшення антропогенного впливу в зоні водозаборів і депресійних воронок (дотримання вимог І, ІІ і ІІІ поясів зони санітарної охорони водозаборів) для підвищення екологічної безпеки і якості питного водопостачання.

ІІ. Вплив на водні ресурси:

А. Кількісні зміни стоку під впливом водокористування:

1. Попередження зменшення об'єму річкового стоку.

2. Запобігання переексплуатації підземних вод із ціллю недопущення зниження їх рівня.

3. Попередження підтоплень території міста шляхом впорядкування поверхневого стоку.

Б. Зменшення забруднення навколишнього середовища в результаті водокористування:

1. Інтенсифікацію роботи очисних споруд і контроль за їх роботою (зокрема, методом біотестування якості води) із метою зменшення забруднення водотоку-приймача очищеними стоками (р. Стир).

2. Доочистку очищених стічних вод фільтрацією через ґрунт чи в стабілізаційних водоймах.

3. Розробку перспектив переробки відходів очисних споруд у біогаз чи нафтопродукти.

4. Розширення використання ОСВ у якості добрив.

5. Впорядкування поверхневого стоку з міської території з метою зменшення забруднення поверхневих і підземних вод.

6. Очистку раніше забруднених водойм і водотоків в природних умовах і штучне поповнення запасів підземних вод.

ВИСНОВКИ

1. Вибір міського водокористування як предмета регіональних еколого-географічних досліджень зумовлюється такими факторами:

високою питомою вагою міського водоспоживання в загальному обсязі по країні (більше 65%, в т.ч. більше 90% по господарсько-побутовій і виробничій сфері);

гідрологічними особливостями міських територій;

високою концентрацією інженерної інфраструктури, що задіяна в ВГК і ефективність роботи якої визначає ступінь напруження водноекологічної ситуації;

зосередженістю в містах основної частини технічного та фінансового потенціалу народного господарства країни, що може бути задіяний у комплексі заходів екологічної оптимізації водокористування.

2. Рівень водокористування міст України (у т.ч. і м. Луцька) не відповідає екологічним нормам і має значний потенціал, а головне - необхідність для оптимізації.

3. Невідповідність рівня і якості водокористування наявним водним ресурсам полягає у кількісному їх виснаженні та якісній деградації; зростаючим вимогам споживачів в сучасних умовах до якості, кількості, режиму подачі води - у перебоях водопостачання, дефіциті якісної води і необхідності додаткової її доочистки на індивідуальних або групових установках; загальному екологічному стану території - у зниженні стійкості та потенціалу самовідновлення ландшафтів, прогресуючому їх забрудненню і зниженню ефективності природоохоронних заходів, які і так проводяться не дуже широкомасштабно і ефективно в зв'язку з хронічним недофінансуванням.

4. Сучасний стан водопостачання і водовідведення міст характеризується деяким зменшенням використання води (в зв'язку із скороченням промислового і, частково, сільськогосподарського виробництва), але в той же ж час виникненням значної кількості аварійних ситуацій через недосконалість, несправність, фізичну зношеність, моральну застарілість водопроводів, каналізаційних мереж і насосних станцій, очисних споруд, а також низьку виконавчу дисципліну.

5. Необхідність реформування водогосподарського комплексу України на сьогодні очевидна і нагальна, а пріоритетний напрямок такого реформування - екологічна оптимізація.

6. Під екологічною оптимізацією водокористування розуміється комплекс заходів раціонального використання і охорони вод, що має проводитись на національному рівні в напрямку реалізації пріоритетності екологічних норм та вимог, здійснення людської діяльності як складової частини міжнародної програми гармонізації відносин у системі “людина-біосфера”, адже саме така позиція сучасного суспільства найбільшіою мірою відповідає доцільній необхідності його трансформації до нового вищого рівня організації - ноосфери.

7. Екологічна оптимізація водокористування, на нашу думку, повинна реалізовуватися через систему технічних, економічних, правових та соціально-просвітницьких заходів у декілька послідовних еволюційних етапів:

пріоритетність та виключність екотехнологій для майбутнього будівництва об'єктів ВГК;

реконструкція і переоснащення їх для підвищення ефективності функціонування на сучасному етапі;

екологічна оптимізація ландшафту для подолання несприятливих змін (деградації), що зумовлені попередньою деструктивною діяльністю суспільства по відношенню до оточуючого середовища.

8. Найважливіші перепони на шляху екологічної оптимізації водокористування:

збереження споживацького і халатного ставлення до водних ресурсів, неусвідомлення їх обмеженості, вразливості і складності наступного відновлення;

економічна криза в державі, коли дуже обмежені фінансові ресурси, що направляються на природоохоронну діяльність, недостатні навіть для компенсації, амортизації нинішнього негативного антропогенного впливу.

9. Подолання цих перепон можливе за умови різкої інтенсифікації процесу ринкового реформування економіки України, яка б при своєму розвитку орієнтувалась на кращі світові зразки зменшення водоємкості продукції, непродуктивних втрат та забруднення води, формування екологоцентричної моделі суспільної свідомості.

10. Конкретно для м. Луцька екологічну оптимізацію водокористування доцільно проводити у наступних напрямках:

економія води;

доочистка води перед споживанням;

підвищення ефективності роботи очисних споруд;

вирішення проблеми використання та утилізації відходів очисних споруд;

підвищення екологічної безпеки водокористування;

екологічна оптимізація ландшафту.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Мисковець І.Я., Фесюк В.О. Водозабезпечення м. Луцька в умовах антропогенного навантаження та шляхи його оптимізації. // Україна та глобальні процеси: географічний вимір. Зб. наук. пр. В 3 т.- Київ-Луцьк: ”Вежа”, 2000. Т. 2 - С. 274-278.

2. Мисковець І.Я., Фесюк В.О. Екологічна безпека водокористування м. Луцька //Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Географія. № 1. - Тернопіль, 2001 . - С. 110-113.

3. Мольчак Я.А., Мельнийчук М.М., Фесюк В.А. Изменение гидрохимического режима р. Стырь в условиях интенсивного водохозяйственного использования (на примере г. Луцка). // ХІV пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процесов. Материалы и краткие сообщения. Уфа: МГУ, БГУ, 1999. - С. 166-168.

4. Мольчак Я.О., Фесюк В.О. Вплив еколого-географічних факторів на стан здоров'я населення Волинської області // Географічні проблеми розвитку півдня України у ХХІ столітті. Зб. наук. пр. - Ч.1. - Одеса-Мелітополь, 2000. - С. 118-123.

5. Мольчак Я.О., Фесюк В.О. Зміна рівня грунтових і підземних вод території м.Луцька як результат функціонування урбоекосистеми // Бизнес и экология. Материалы Всеукраинской научно-практической конференции. - Донецк: Бизнес-альянс Донбасса, 2001. - С. 59-61.

6. Мольчак Я.О., Фесюк В.О. Фізико-географічна та екологічна характеристика р. Стир в межах Волинської області. // Житомирщина на зламі століть: Наук. зб. “Велика Волинь”: Пр. Житомирського товариства дослідників Волині. - Т.21. -Житомир: М.А.К., 2000. - С. 206-207.

7. Фесюк В.А. Экологические аспекты загрязнения поверхностных вод тяжёлыми металами на примере р.Стырь в районе г. Луцка // ХІV пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процесов. Материалы и краткие сообщения. Уфа: МГУ, БГУ, 1999. - С. 205-206.

8. Фесюк В.О. Аналіз стану здоров'я населення м. Луцька як результат функціонування урбоекосистеми // Географічні проблеми розвитку півдня України у ХХІ столітті: Зб. наук. пр. - Ч.1. - Одеса-Мелітополь, 2000. - С.114-118.

9. Фесюк В.О. Забруднення підземних вод території м. Луцька // Вісник РДТУ. Зб. наук. пр. - Рівне, 2001. - С. 177-184.

10. Фесюк В.О. Водогосподарський комплекс м. Луцька - модель сучасного стану водокористування міст України та його впливу на оточуюче природне середовище // Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія. Зб. наук.пр. -Т. 2 - Київ, 2001. - С. 535-543.

11. Фесюк В.О. Історія водокористування міст // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Географія. № 1. - Тернопіль, 2000 . - С. 10-13.

12. Фесюк В.О. Реформа водокористування в Україні. // Тези доповідей. Колективний збірник. Матеріали ХLІІ наукової конференції професорсько-викладацького складу і студентів ВДУ ім. Лесі Українки, Ч.1. - Луцьк: “Вежа”, 1996. - С. 108.

АНОТАЦІЯ

Фесюк В.О. Водогосподарський комплекс м. Луцька - модель сучасного стану водокористування міст України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.07. - гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія. - Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, Київ, 2002.

В роботі проаналізовано історичний аспект та сучасний стан водокористування міст. Визначено суть еколого-географічних проблем водокористування. Сформульовано поняття екологічної оптимізації водокористування міст у сучасних економічних умовах України. Доведено репрезентативність м. Луцька як моделі сучасного стану водокористування міст і його впливу на оточуюче середовище. Розроблено та складено картографічну модель водного господарства міста, його впливу на довкілля. Проаналізовано вітчизняний та зарубіжний досвід вирішення еколого-географічних проблем водного господарства міст. Запропоновано основні шляхи та заходи екологічної оптимізації водокористування м. Луцька, що рекомендуються для реалізації комунальним підприємствам міста.

Ключові слова: міський водогосподарський комплекс (МВГК), еколого-географічні проблеми водокористування міст, екологічна оптимізація водокористування, основні шляхи та заходи екологічної оптимізації водокористування м. Луцька.

АННОТАЦИЯ

Фесюк В.А. Водохозяйственный комплекс г. Луцка - модель современного состояния водопользования городов Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата географических наук по специальности 11.00.07. - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия. - Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, Киев, 2002.

В работе выполнен анализ исторического аспекта и современного состояния водопользования городов. Уточнена структура ВХК: отдельных элементов (водохозяйственных объектов) и связей между ними (водохозяйственных отношений), а также их динамики на примере г. Луцка. Сформулировано понятие экологической оптимизации водопользования городов в современных экономических условиях Украины; установлены взаимосвязи типа водопользования с масштабами и интенсивностью использования водных ресурсов, влиянием их на экологическое состояние територии, перспективами и требованиями к управлению водопользованием, что и определяет уровень оптимизации водопользования. Выполнен анализ водопользования городов Украины с позиции водообеспечености промышленности, комунального хозяйства и населения, водопотребления, водоотведения, воспроизводства водных ресурсов и, в целом, рационального природопользования. Определена суть эколого-географических проблем водопользования городов, которая, в общем виде, сводится к количественному истощению водных ресурсов, отрицательному качественному изменению воды водных источников и экологической безопасности водопользования, а она, в свою очередь, состоит из качества водопользования, и, собственно, безопасности безаварийного функционирования ВХК. Доказана репрезентативность г. Луцка в качестве модели современного состояния водопользования городов Украины и его влияния на природную среду. Предложены основные пути экологизации (экологической оптимизации) водопользования г. Луцка, которые рекомендуются для реализации комунальным предприятиям города с целью экологически безопасного развития ВХК. Выполнен анализ отечественного и зарубежного опыта решения эколого-географических проблем водного хозяйства городов и оценка перспектив его использования для экологической оптимизации водопользования г. Луцка. Разработана и составлена картографическая модель водного хозяйства города, его влияния на окружающую среду и экологической безопасности водопользования.

Ключевые слова: городской водохозяйственный комплекс (ГВХК), эколого-географические проблемы водопользования городов, экологическая оптимизация водопользования, основные пути и мероприятия экологической оптимизации водопользования.

SUMMARY

Fesyuk V.А. Мultipurpose water-resources scheme of the city Lutsk - model of modern condition of water consumption cities of Ukraine.- Manuscript.

Dissertation for obtaining the scientific degree of the candidate of geographical science by the specialty 11.00.07. - land hydrology, water resources, hydrochemistry. - Kyiv National University named after Taras Shevchenko, Kyiv, 2002.

The work deals with the analysis of the historical aspect and the modern conditions of water consumption of the cities. The essence of the ecological-geographical problems of water consumption is determined. The notion of the ecological optimization of water consumption of the cities in the modern economical conditions of Ukraine is formulated. The representativeness of the city Lutsk as a model of modern water consumption conditions and its influence upon the environment is proved. The map model of city's water industry and its influence upon the environment is developed and made. The domestic and foreign experience of solving the ecological-geographical problems of cities' water industry is analyzed. The main ways and actions of ecological optimization of Lutsk city water consumption is offered, and it is recommended that the public utility companies bring them to practice.

Key words: multipurpose water-resources scheme of the city (MPWRSC), ecological-geographical problems of cities' water consumption, ecological water consumption, main ways and actions of ecological optimization of water consumption.

Размещено на Allbest.ru