Экологическая характеристика поверхностных вод Узункольского района
Министерство образования и науки
Республики Казахстан
Костанайский социально-технический
университет
имени
академика Зулхарнай Алдамжар
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
на
тему: Экологическая
характеристика поверхностных вод Узункольского района
Костанай 2009
Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1.1 Общая характеристика пресных вод
1.2 Охрана вод от загрязнения
1.3 Проблемы рационального использования водных ресурсов и
пути их решения
1.4 Гидроэкологические проблемы Республики Казахстан
1.5 Экологическая проблема питьевой воды Узункольского района
2. Методика работы
3. Результаты исследований
.1 Характеристика рельефа
.2 Характеристика климата
.3 Характеристика водоёмов Узункольского района
.4 Состояние водоснабжения Узункольского района
Выводы
Список использованных источников
Введение
Вода - самое распространенное вещество на нашей планете. Это океаны,
моря, реки и озера. Это и голубые громады горных ледников, и необозримые
снежные покровы Земли. Свинцовые тучи и причудливые облака, дождь и туман -
тоже вода. Она и в нас самих: мы на две трети состоим из воды.
Забота о получении достаточного количества воды, пригодной для питья и
удовлетворения культурно-бытовых потребностей населения, волнует человечество
на протяжении всего его существования.
Вода является универсальным растворителем значительного количества
веществ, в связи, с чем в природе химически чистой воды нет. По содержанию
растворенных в воде веществ вода делится на 3 класса: пресная, соленая и
рассолы. Наибольшее значение в быту имеет пресная вода.
Хотя вода покрывает три четверти поверхности Земли и запасы ее огромны, и
постоянно поддерживаются кругооборотом воды в природе, проблема обеспечения
водой во многих районах земного шара не решена и с развитием
научно-технического прогресса обостряется. Около 60% поверхности Земли
составляют зоны, где отсутствует пресная вода или ощущается ее острый
недостаток. Почти 500 млн. человек страдают от болезней, вызванных недостатком
или качественной неполноценностью питьевой воды.
Водные
ресурсы - это запасы поверхностных и подземных вод суши, которые используются в
процессе материального производства или могут быть вовлечены в него. К концу ХХ
в. они стали фактором, лимитирующим развитие производительных сил во многих
странах и даже на континентах. Это связано с тем, что ряд регионов мира начали
испытывать дефицит воды. Такое положение обусловило необходимость качественного
и количественного сохранения водных ресурсов.
Пресная вода составляет около 2% всех водных ресурсов планеты. В
настоящей работе в основном рассматриваются природные условия образования,
распространения и использования преимущественно пресных вод, ресурсы которых
постоянно возобновляются и представляют собой наиболее ценный источник для
многих отраслей народного хозяйства.
Быстрый рост промышленности и массовый сброс в водоемы плохо очищенных
или вовсе неочищенных отходов и стоков, интенсивное использование орошаемых
земель с применением агрохимикатов не может не воздействовать на окружающую
среду.
Следовательно, изучение экологического состояния водных объектов,
установление причин их загрязнения и заиления продуктами эрозии почв и
разработки мероприятий по изучению и улучшению санитарного состояния малых рек
и водоемов являются весьма актуальными.
Практическая значимость работы обусловлена возможностью использования
полученных данных при прогнозировании дальнейшего состояния водных объектов и
водообеспечения исследуемого района, а также при проектировании и обслуживании
систем водоснабжения.
Цель данной работы - дать анализ современного состояния водных объектов
как на территории Республики Казахстан, так и в разрезе Узункольского района.
Задачи:
Изучение и характеристика водоемов Узункольского района.
Исследование условий формирования качества воды по микробиологическим и
гидрохимическим показателям и выделение внешних и внутренних факторов, влияющих
на качество пресных вод.
Оценка состояния обеспечения питьевой водой населения Узункольского
района.
1. Литературный обзор
.1 Общая характеристика пресных вод
В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней
растворены различные газы и соли, взвешены твердые частички. Пресной называют
воду, 1 л которой содержит не более 1 г растворенных веществ (солей), т.е. воду
с соленостью не более 0,1%. Соленость океанической воды равна 3,5% или 1 л ее
содержит 35 г солей.
Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В
замкнутой системе круговорота воды участвуют атмосферное, океаническое,
почвенное, речное, озерное, ледниковое, биологическое, хозяйственное звенья.
Каждое из них имеет свои особенности.
С поверхности океана вода, испаряющаяся в виде водяного пара, попадает в
атмосферу. Ветер переносит обогащенный влагой воздух на материк, где водяные
пары, конденсируясь, образуют облака. Под влиянием изменяющихся атмосферных
условий излишек накопившейся в облаках влаги выпадает на поверхность земли в
виде атмосферных осадков: дождя, снега, града. Часть стекает с гор,
возвышенностей в реки и озера и, наконец, некоторая часть фильтруется в почву и
расходуется на постоянное питание подземных вод.
После длительного пути речные и подземные воды вновь возвращаются в моря
и океаны, замыкая, таким образом, непрерывно действующий на Земле цикл
влагооборота.
Круговорот воды - это исключительно важное свойство гидросферы. Благодаря
ему общее количество воды на Земле не уменьшается и вода делается практически
неисчерпаемой. В этом заключается существенное отличие водных ресурсов от
других полезных ископаемых.
Из общего количества воды на земле, только 2% приходится на долю пресных,
но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные
человечеству ресурсы. Подсчитано, что пары атмосферы обновляются в среднем
каждые 10 суток, речные воды в руслах рек - в среднем 10-12 суток, почвенная
влага возобновляется ежегодно. Более медленно происходит водообновление
поземных вод, а также вод в озерах, болотах и ледниках. Воды Мирового Океана
обновляются за 2 млн. лет [1].
В процессе возобновления запасов пресных вод основную роль играют
атмосферные осадки.
Осадки на поверхности суши создают ресурсы поверхностных вод и являются
основным источником формирования пресной воды. Известно, что на поверхность
нашей планеты в среднем в год выпадают осадки, равные метровому слою. Казалось
бы, ресурсы пресной воды на земном шаре достаточны для снабжения населения
водой, но распределены они крайне неравномерно.
На Земле много районов избыточного увлажнения, где количество выпадающих
ежегодно осадков превышает количество воды, испаряющей с поверхности. Однако в
полтора раза больше на Земле обширных областей, где осад-ков выпадает мало. Это
районы, охватывающие многочисленные пустыни, полупустыни и засушливые
территории.
Пресные воды на земном шаре распределяются по водным объектам: ледники,
подземные льды, постоянный снежный покров; подземные воды, влага в почве,
пресные озера, болота, вода в руслах рек, вода в атмосфере, биологические воды
(в живых организмах).
Наибольшее практическое значение для человека представляют речные воды,
озерные используются в народном хозяйстве в несравненно меньших размерах.
Полярные ледники и ледниковые покровы пока практически интереса не
представляют.
Источников получения пресной воды всего четыре. Разнообразные осадки,
реки и озера, артезианские скважины и ледяной покров.
Полноценно используют лишь два источника - подземные и наземные водоемы.
Рассмотрим основные источники пресных вод.
Ледники
Ледники - мощные аккумуляторы чистейшей пресной воды.
Ледники - подвижные скопления льда на поверхности суши - образуются там,
где в течение года выпадает больше снега, чем успевает растаять. В Антарктиде и
Арктике такие условия создаются на небольшой высоте (на уровне моря или чуть
выше); в тропическом поясе только в горах на большой высоте.
Имеет значение и количество выпадающих твердых осадков: чем их больше,
тем ниже в горах накапливается снег при одних и тех же температурах. Выпавший
снег постепенно уплотняется и превращается в фирн (зернистый лед), а затем в
глетчерный лед. Лед обладает способностью под влиянием силы тяжести
перемещаться (течь) со скоростью от нескольких метров до 200 м в год.
Покровные ледники имеют значительную мощность, скрывают неровности
рельефов и занимают большую площадь (напр. покровный ледник Антарктиды
мощностью около 2 км, и ледник Гренландии). От края этих ледниковых покровов
постоянно откалываются огромные глыбы льда - айсберги, сидящие на мели или
свободно плавающие.
Горные ледники занимают вершины гор, различные углубления на их склонах
(кары, цирки) и долины. Горные ледники значительно меньших размеров, чем
покровные, и более разнообразны.
В Казахстане современное оледенение известно на Алтае, хребет Саур, в
Джунгарском Алатау, Терскей Алатау, Кунгей Алатау, Заилийском Алатау,
Киргизском Алатау и Таласском Алатау. Здесь насчитывается более 2700 ледников,
в которых "законсервировано" огромное количество пресной воды (95км3).
Талые воды ледников - важнейшая часть водных ресурсов. Они являются основным
источником питания многих рек и озер (от интенсивного таяния ледников зависит
водоносность горных рек). Усиленное таяние ледников и снегов на их поверхности
происходит в летнее время. В этот период поступление ледниковых и снеговых вод
в питаемые ими реки увеличивается в среднем на 25-30 % [2].
Для засушливых районов ледниковое питание рек имеет важное хозяйственное
значение. Ледники добавляют воду рекам как раз в то время, когда орошаемые
земли больше всего нуждаются в воде.
Ресурсы пресных вод в Казахстане составляют 524 км3, из
которых на речной сток приходится 100,5 км3.
Реки
Реки являются значительной частью ресурсов пресной воды. На территории
Казахстана протекает 39 тыс. рек и временных водотоков. Из них только четыре
реки длиной более тысячи километров - Иртыш, Сырдарья, Ишим и Урал. Десять рек
- Чу, Тургай, Нура, Или, Сарысу, Тобол, Эмба, Илек, Иргиз - длиной более ста километров,
155 рек имеют длину менее ста километров. Густота речной сети неравномерна.
Наиболее богатыми высокогорные области, равнинные территории отличаются редкой
речной сетью. Крупные реки (Иртыш, Урал, Или, Сырдарья) протекают только по
окраинам республики.
На территории Костанайской области речная сеть хорошо развита только в
северной и южной ее части. В пределах области насчитывается около 310 водотоков
длиною не менее 10 км, причем более половины из них (174) являются временно
действующими. Рек длиною более 100 км - 21, а свыше 500 км только две - Тобол и
Тургай [3].
Большая часть рек Казахстана относится к внутренним замкнутым бассейнам
Каспийского и Аральского морей, озер Балхаш и Тенгиз, и только реки бассейнов
Оби, Ишима и Тобола доносят свои воды до Карского моря. В республике есть реки
почти всех типов водного режима.
Каждая река имеет исток и устье. Исток - место, где река берет начало, от
которого наблюдается постоянное течение воды в русле. Истоком реки могут
служить озеро, болото, ледник, родник. Устье - место впадения реки в другую
реку, озеро, море или океан. Река с притоками образует речную систему.
Однако не все реки обязательно впадают в какой-то водоем. В пустынных
районах из-за сильного испарения и большого забора воды на орошение и другие
хозяйственные нужды, реки иногда не достигают другого водоема и образуют сухое
устье (напр., Сырдарья и Амударья).
Реки Центрального и Западного Казахстана, а также притоки Иртыша, Ишима и
Тобола маловодны, весной на отдельных участках разливаются. Подавляющая часть
их летом либо совершенно пересыхает, либо разбивается на цепь осолоняющихся
плёсов. Часть рек кончается слепо, донося лишь при таянии снегов свои воды до
временных озер, превращающихся летом в солончаки. Некоторые реки, выходят на
пустынные равнины, теряют свои воды из-за испарения, остаются сухие русла.
Например, не "добираются" до Аральского мо- ря реки, Чу, Сарысу. Река
Эмба впадает в Каспийское море лишь в редкие, особенно многоводные годы. Резкие
колебания стока в таких реках ограничивают возможности хозяйственного
использования вод для орошения, удовлетворения нужд промышленности и
транспорта.
Уровень воды в реках подвержен изменению в течение года. Во время
половодий и паводков реки выходят из берегов и затапливают всю или большую часть
долины.
Питание реки - поступление в нее воды от различных источников; может быть
дождевое, снеговое, ледниковое и подземное, большинство рек имеет смешанное
питание. Соотношение между источниками питания может изменяться по сезонам
года.
Многие реки Казахстана питаются в основном за счет весеннего таяния
снега, отчасти грунтовыми водами. Равнинные реки в основном имеют снеговое
питание. Дождевые осадки и подземные воды составляют от 5 до 15% годового
стока. После окончания весеннего половодья большая часть рек пересыхает на
период от нескольких дней до одиннадцати месяцев. У горных рек подземное
питание достигает 40-60%. Наименьшие расходы воды в реках и пересыхание их
наблюдаются чаще в конце зимы и реже - в летнюю межень.
Режим стока рек очень неравномерен. Например, основная река Центрального
Казахстана - Нура весной проносит 88% объема годового стока. В остальное время
года питание реки резко сокращается и происходит преимущественно за счет
грунтовых вод. Летний сток реки Нуры составляет всего 3% от объема годового
стока, осенний - 2%, зимний - 7% [4].
Сток рек также изменяется в зависимости от колебаний климата и от
вмешательства человека в естественные процессы. В сельском хозяйстве большая
часть воды не возвращается в реки, а расходуется на испарение и образование
растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в
органические соединения. Для регулирования стока рек, не равномерного в течение
года, строятся водохранилища.
Речные воды - это самый удобный для использования вид природных вод.
Прежде всего, реки служат источником пресной воды для промышленности, сельского
хозяйства, водоснабжения населенных пунктов. Реки используются также для
получения электроэнергии, как транспортные пути, места ловли и разведения рыбы,
отдыха и спорта.
На многих реках построены плотины и созданы водохранилища - крупные
искусственные водоемы (в отличие от прудов, сочетающие в себе особенности рек и
озер). Строительство водохранилищ позволяет решать ряд важных задач: создавать
значительные запасы воды, регулировать уровень воды в реках, предотвращать
наводнения, улучшать транспортные условия, а также условия для отдыха людей и
занятий спортом.
Однако строительство водохранилищ на равнинных реках имеет ряд негативных
следствий: затапливаются большие площади плодородных пойменных земель, реки
ниже плотин водохранилищ лишаются необходимого пойменного режима, вокруг
водохранилищ на больших площадях происходит подъем уровня грунтовых вод, что
приводит к заболачиванию, нарушаются условия обитания ценных промысловых рыб. В
настоящее время водохранилища стараются создавать на горных реках, где они
причиняют меньший ущерб.
Озера
Озера таят в себе огромные богатства. Они располагают такими важными
ресурсами, как пресная вода, различные соли, строительные материалы (галечники,
гравий, пески и илы), заросли тростника и другой водной растительности,
сапропели, отложения торфа, лечебные грязи и рапа. В некоторых озерах можно
разводить водоплавающую птицу и ондатру, создавать охотничьи хозяйства и
заповедники. Кроме того, они могут служить местами отдыха.
Пресные озера являются важным источником водоснабжения. Не случайно на
брегах больших озер располагаются населенные пункты, промышленные предприятия,
сельскохозяйственные угодья.
В Казахстане насчитывается 48262 озера (размером от 1 га и выше) с общей
площадью водной поверхности 45002 км2. Из них крупных озер (более 1
км2) - 3014 с площадью 40769 км [5].
На территории республики Казахстан озера размещаются неравномерно. Они
удалены одно от другого на сотни километров или расположены настолько густо,
что образуют озерные области. Так, в Северном Казахстане насчитывается 21580
озер (45%) общей площадью 15623 км2 (35%), тогда как в Центральном и
Южном Казахстане - 17554 озера (36%) общей площадью 4658 км2 (10%)
[4].
Самые крупные озера расположены на юго-западе и юго-востоке республики.
Это Каспийское море, озера Балхаш и Тенгиз в Центральном Казахстане, Алаколь и
Сасыкколь у Джунгарских ворот, Маракколь на Алтае. Больше всего озер в
лесостепи и северной части степной зоны, их много также в поймах крупных и в
дельтовых участках бессточных рек, теряющихся в песках.
Малые озера располагаются главным образом в поймах рек, средние и крупные
в основном приурочены к древним долинам рек и тектоническим впадинам. В степной
полосе, в горах и по долинам рек преобладают пресные озера, в полупустынях и
пустынях - соленые. Самое пресное озеро, в литре которого содержится всего 80
миллиграммов солей, - Маркаколь [6].
По условиям водообмена на территории Казахстана различают бессточные,
периодически сточные, сточные и проточные озера. Основную массу из них
составляют бессточные.
Компоненты водного баланса бессточных озер (поверхностный сток, осадки,
выпадающие на поверхность озера, грунтовые воды, фильтрация и испарение)
подвержены большим внутригодовым и многолетним изменениям, которые в условиях
мелководности приводят к характерному для Казахстана непостоянству уровня,
пересыханию значительной части водоемов летом и осенью, а также в многолетние
маловодные периоды.
На территории Костанайской области находится около 3740 озер с площадью
водяного зеркала более 1 кв. км, в т.ч. пресных - 3085. Преобладают озера
плакарного типа, образовавшиеся на поверхности Костанайской равнины в
результате просадочно-суффозионных процессов и работы ветра. Они находятся в
округлых беловцеобразных мелких котловинах, содержат пресную воду атмосферного
происхождения, в различной мере заросшие камышом и осокой, отчасти
заторфованные, являются местами обитания водоплавающих птиц, рыб, ондатр.
Более глубокие котловины преимущественно низменные это остатки другой
речной сети, модифицированные геологическими процессами. В водно-солевом
питании талых озер участвуют подземные минерализированные воды, поэтому многие
из них соленые, нередко рассольные с соленакоплением. В некоторых озерах
сформировались залежи лечебно-сульфидных грязей (Мыльное, Соленое в
Узункольском районе) [7].
Водность и соленость озер зависят от цикличных колебаний увлажненности
территории, продолжительность которых длится 25-45 лет.
Подземные воды
В верхней части земной коры, на разной глубине под почвой, находятся
обширные запасы подземных вод.
Подземные воды возникли наряду с образованием твердой, воздушной и водной
оболочек Земли. Атмосферные воды, выпадающие на поверхность Земли, постепенно
просачиваются через толщу почв и пород, добираясь до водоупорного слоя глин,
структуру которых можно сравнить с пластинками слюды или чешуйками рыб.
Насыщенные водой подземные пласты получили название водоносных. Как правило,
они находятся в зажатом состоянии между водоупорными глинами. Вследствие этого
подземные воды приобретают напор и могут выливаться на поверхность в виде
фонтана. Водоносных горизонтов и водоупоров может быть множество. Нередко они
образуют целые бассейны подземных вод [6].
По химическому составу подземные воды делятся на пресные и
минерализованные. По их значению в народном хозяйстве условно можно
подразделить на четыре группы.
Первая группа объединяет различные по своему химическому составу, так
называемые пресные воды. Пресные воды, как правило, залегают до глубины 150-200
м, ниже они переходят в солоноватые воды и рассолы.
Во вторую группу входят термальные подземные воды, обладающие повышенной
(до 40-60 градусов) и высокой (от 60 до 100 градусов) температурами, а также
так называемые парагидротермы (с температурой более 100 градусов). В земной
коре термальные подземные воды распространены на глубине более 1000 м ниже
пояса пресных подземных вод.
В третью группу входят так называемые подземные воды, содержащие в
растворе повышенное количество некоторых полезных химических элементов или их
соединений. Например, некоторые разновидности промышленных подземных вод
содержат повышенные количества йода и брома, бора, вольфрама и др. [8].
Четвертая группа подземных вод объединяет такие их разновидности по
химическому и газовому составу, которые обладают бальнеологическими свойствами
(лечебные и столовые воды). Глубина их залегания различна (от 200-300 до
1500-2000 м).
Для деятельности человека (особенно для хозяйственно-питьевого
использования) наибольший интерес представляют самые верхние водоносные
горизонты. Преимущество подземных вод по сравнению с поверхностными водами рек,
озер и других источников огромны: они достаточно защищены от поступления
загрязнений с поверхности, имеют постоянный состав и температуру,
распространены более равномерно.
Общее количество пресных подземных вод, заключенных в земной коре и
невидимых глазу, подсчитать трудно; разные исследователи получили сильно
различающиеся между собой цифры. Нет, однако, сомнения, что пресных подземных
вод на земном шаре гораздо больше, чем поверхностных.
В условиях Казахстана важное значение для народного хозяйства приобретают
подземные воды, большие запасы которых обнаружены в его недрах.
Велики запасы артезианских вод в южных областях Казахстана. Под песками
Кызылкум, Моюн-Кум и в других засушливых районах расположены наиболее крупные
подземные моря.
Западный Казахстан, является одним из наиболее засушливых районов республики.
Однако гидрогеологами здесь установлены огромные ресурсы пресных и
слабосолоноватых подземных вод.
В горных районах Юго-Восточного и Восточного Казахстана находятся большие
запасы трещинных подземных вод.
В большинстве артезианских бассейнов Казахстана распространены термальные
воды - теплые и горячие (бассейны Прикаспия и Мангышлака, пустыня Кызыл-Кум,
Северное Приаралье, Тургай Прииртышье, Илийская долина и др.).
Центральный и Северный Казахстан имеет запасы грунтовых и артезианских
вод. Однако распределены они по областям неравномерно. Наиболее богаты пресными
пластовыми водами районы, примыкающие к восточному склону Южного Урала, и
Предалтайские равнины Прииртышья.
Хотя подземные воды технически труднее эксплуатировать для водоснабжения,
чем поверхностные, у них существенные преимущества: они меньше подвергаются
загрязнению, сохраняют постоянную температуру и, главное, распространены
повсеместно. Можно смело сказать, что где ни начать копать колодец или бурить
буровую скважину - рано или поздно, на меньшей или большей глубине, обязательно
встретишь воду, наткнешься на водоносный пласт [7].
Костанайская область по условиям водоснабжения относится к территории,
недостаточно обеспеченным водными ресурсами. Основная масса населения области и
промышленных предприятий расположена в бассейне реки Тобол и питается водами
этого бассейна.
Помимо поверхностных вод здесь открыты сравнительно крупные запасы
грунтовых вод в четвертичных аллювиальных отложениях (реки Тобол, Аят)
значительными ресурсами пресных и слабосоленых грунтовых вод обладает
олигоценовый водоносный горизонт, имеющий площадное распространение. В
эоценовом и меловом водоносных горизонтах крупные скопления пресных подземных
вод образуются обычно в долинах рек Тобол, Убаган, Аят, отсутствуют водоупорные
чеганские глины и происходит свободная фильтрация поверхностного стока. В
породах скального фундамента, особенно в зонах региональных разломов,
обнаружены небольшие запасы подземных вод [3].
1.2 Охрана вод от загрязнения
Тысячелетиями люди использовали реки, озера, моря для сброса в них
загрязненных сточных вод, и практически повсеместно до начала XX в. это не вызывало особого
беспокойства. Солнце, воздух и растворенный в воде кислород обеспечивали
самоочищение водных объектов.
Всего несколько десятилетий назад загрязненные воды ниже какого-либо
города через 20-30 км совершенно чистыми и забирались водозаборами другого,
расположенного ниже по течению населенного пункта. Однако рост городов, бурное
развитие промышленности, энергетики, водного транспорта, увеличение добычи
полезных ископаемых, площадей орошаемых земель вели с каждым годом ко все
большему загрязнению вод. Загрязненными оказались не только ручьи, небольшие
реки и озера, но и моря и даже океаны
Современное состояние качества воды в водных объектах
При жизни нынешнего поколения людей исчезла иллюзия о неисчерпаемости
водных ресурсов на Земле. Количество стоков, спускаемых в реки и озера, во
многих районах мира выросло настолько, что, обладая самоочищающей способностью,
водоемы и водотоки уже не смогли восстанавливать нарушенное равновесие условий
в них. За 30-40 лет в сточные канавы превратились р. Рейн, Сена, Темза, Северн,
Тибр, Миссисипи, Огайо, Потомак, оз. Эри. В угрожающем положении оказались
Волга, Амур, Днепр, ряд рек и озер нашей страны - Республики Казахстан. Когда
пленки нефтяного загрязнения, распространявшиеся от берегов Западной Европы и
Северной Америки, сомкнулись в северной части Атлантического океана, стало
ясно, что дальнейшее непринятие мер по сохранению чистоты воды грозит
человечеству гибелью [11].
Во многих странах этой проблемой начали заниматься на уровне
правительств, на ее решение были выделены большие средства. Однако ряд
капиталистических индустриальных стран весьма своеобразно подошли к наведению
порядка в своих внутренних водоемах. С одной стороны, они разработали
мероприятия по предотвращению или ликвидации загрязнения, вложив в это крупные
средства, с другой - стали переводить предприятия, наиболее сильно загрязняющие
водные объекты, в развивающиеся страны. Это помогло улучшить ситуацию в
индустриальных странах, но не сняло проблему на планете в целом, поскольку
началось катастрофическое загрязнение рек и водоемов в развивающихся странах,
загрязнение Мирового океана [12].
Источники и возможные пути загрязнения поверхностных и подземных вод
Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде
всего это стоки городов и промышленных предприятий. В последние годы в ряде
районов с ними "конкурируют" стоки животноводческих комплексов и
воды, поступающие с ирригационных массивов и богарных земель. В целом по стране
в водные объекты сбрасывается 163 км3 сточных вод, в том числе 7 км3
неочищенных и 9 км3 недостаточно очищенных. Сказываясь на состоянии
водных объектов, загрязнение наносит ущерб и экономике, так как, например, со
стоками промышленных предприятий теряются ценные продукты.
Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с
атмосферными осадками. Определенную роль в ухудшении качества воды играет
изменение режима рек и озер. Загрязнение водосборной площади, закачка
промышленных стоков в подземные горизонты, фильтрация и утечка вод из различных
отстойников и накопителей приводят к загрязнению и подземных вод.
Все это вызывает нарушение функционирования экосистем, снижает их биопродуктивность,
в ряде случаев вырождаются ценные виды флоры и фауны, причиняется прямой ущерб
здоровью человека. По данным санитарно-эпидемиологической службы, часть
водопроводов коммунального хозяйства и 1/3 ведомственных подают воду без
достаточной очистки, в результате чего водопроводная вода не отвечает
гигиеническим требованиям ни по химическим, ни по бактериологическим
показателям, что обусловливает высокий уровень как инфекционной, так и
неинфекционной заболеваемости [13].
Доля промышленности в загрязнении поверхностных вод в целом по некоторым
расчетам, составляет около 70-80%.
Наиболее распространенным, опасным и повсеместным источником загрязнения
воды являются нефтепродукты. Этому способствуют широкое использование нефти и
нефтепродуктов в различных отраслях народного хозяйства, добыча нефти в
прибрежных районах и на шельфах внутренних морей, транспортировке ее водным,
железнодорожным и автомобильным транспортом, а также по трубопроводам. Попав в
водоем, 1 т нефти растекается по поверхности площадью 12 км3. Особо
сильные бедствия народное хозяйство терпит во время тех или иных аварий при
добыче и транспортировке нефти. Даже незначительное содержание ее (0,2-0,4
мг/л) придает воде специфический запах, который в течение долгого времени не
устраняется никакими способами.
В сточных водах химических предприятий находится много фенолов, которые
придают воде резкий, неприятный запах, нарушают биологические процессы. Стоки
многих предприятий, а также шахтные и рудничные воды содержат значительное
количество цинка и меди [14].
В последние десятилетия появившиеся в сточных водах синтетические
поверхностно-активные вещества (СПАВ) резко ухудшают биохимическую
очистительную способность воды. Даже относительно небольшие концентрации СПАВ
ведут к прекращению роста водной растительности, усилению неприятного запаха,
нередко образуют стойкие скопления пены.
Тепловые и атомные электростанции, потребляющие огромные количества воды
и сбрасывающие в водоемы подогретые воды, ведут к тепловому загрязнению
водоемов, что нарушает термический, гидрохимический и гидробиологический режимы
водных объектов.
Существенный источник загрязнения воды - коммунальное хозяйство
населенных пунктов. В составе коммунальных стоков наряду с фекальными водами,
которые содержат особо опасные для здоровья человека яйца гельминтов, а также
болезнетворные микробы и вирусы, имеется много вредных соединений, сбрасываемых
предприятиями пищевой промышленности, автомобильного транспорта, общественного
питания, торговли.
Причем, если в настоящее время по количеству отводимых в водные объекты
стоков на первом месте стоит промышленность, то в перспективе, при повышении
культуры производства и по мере роста благоустройства населенных пунктов и их
числа, это соотношение будет изменяться и количество бытовых сточных вод
возрастет [11].
Ливневые стоки с городских территорий, общая площадь которых составляет
многие десятки тысяч квадратных километров, включают значительное количество
нефти, органических продуктов. В отличие от бытовых и промышленных они большей
частью не подвергаются очистке. Эти стоки поступают в водоемы в период
весеннего снеготаяния и интенсивных и продолжительных дождей.
Одним из источников загрязнения вод является сельское хозяйство.
Основными загрязняющими ингредиентами в поверхностном стоке с сельскохозяйственных
угодий выступают частицы почвы, органическое вещество (гумус), удобрения и
пестициды, вредные микроорганизмы. Из внесенных на склоновые земли удобрений
вымывается до 20% азота, 2-5% фосфора и 10-70% калия.
Вынос пестицидов с богарных земель достигает 1%, с орошаемых - до 4% от
внесенного количества. Поскольку стоки с полей невозможно пропустить через
очистные сооружения, опасность загрязнения вод удобрениями и пестицидами трудно
переоценить. Биогенные вещества способствуют интенсивному "цветению"
воды, вызывают прогрессирующую эвтрофикацию водных объектов и приводят к
нарушению процессов самоочищения.
Животноводческие комплексы и фермы, как правило, располагаются на берегах
водоемов и рек. При отсутствии жижесборников и навозохранилищ их отходы
смываются ливневыми стоками или спускаются в водные объекты. Эти отходы
содержат яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы. Например, в такой большой
стране как Россия, в год животноводческими комплексами и фермами спускается в
водоемы более 1 млрд м3 отходов, что соответствует по степени
загрязнения биогенными элементами количеству бытовых вод от городов с суммарной
численностью населения около 300 млн. человек. Общий годовой сток крупных
птицефабрик в 1,5 раза превышает объем сточных вод животноводства [15].
Водный транспорт представляет угрозу для чистоты водоемов и водотоков в
случае прямого сброса в них отходов, особенно подсланцевых вод, сильно
загрязненных нефтепродуктами. Значительное количество нефти попадает в водные
объекты при перевозке ее танкерами, сливании балластной воды, которой
заполняются танкеры для придания им устойчивости во время холостых ходов и
которую нередко сбрасывают в водоемы, чтобы не терять время на станциях
промывки. Аварии же танкеров приводят к неисчислимым бедствиям, губят флору и
фауну, нарушая условия водоснабжения населенных пунктов и выводя из строя
пляжи.
Многие реки развитых стран, преимущественно на севере и в горных районах,
загрязняются при сплаве леса, прежде всего на тех участках, где имеется молевой
сплав. До 10% бревен тонут и остаются лежать на дне; на дно же оседает и кора.
Затонувшая древесина, медленно разлагаясь, поглощает кислород и отравляет воду
фенолами и другими вредными веществами. Особенно большой ущерб молевой
лесосплав наносит рыбному хозяйству, разрушая нерестилища, травмируя рыбу и
кормовые организмы.
Такой источник загрязнения водных объектов, как атмосферные осадки,
содержит промышленные выбросы. Ежегодно в атмосферу Земли поступает более 53
млн. т оксидов азота, 200 млн. т оксида углерода, около 150 млн. т диоксида
серы, 200-250 млн. т пыли и 120 млн. т золы. Твердые частицы перемещаются
воздушными потоками на большие или меньшие расстояния и нередко выпадают
непосредственно на водную поверхность [12].
Газообразные выбросы, растворяясь в атмосферной влаге, выпадают на
поверхность Земли в виде "кислотных" дождей иногда на расстоянии
многих сотен километров от мест их зарождения. От "кислотных" дождей
особенно сильно страдают озера и леса.
В ряде районов водные объекты загрязняются при добыче полезных
ископаемых, торфоразработках. За последние десятилетия существенным источником
загрязнения рек и водоемов стала рекреация, особенно такие ее виды, как
массовое купание и маломерный флот.
Все большую роль в загрязнении водоемов и водотоков играет
гидротехническое строительство. Зарегулирование стока рек и создание
водохранилищ привело к значительному замедлению водообмена, в частности в Волге
примерно в 10 раз. Уменьшение скорости водообмена явилось одной из причин
массового развития синезеленых водорослей, "цветения" воды [14].
Среди подземных вод в наибольшей степени от загрязнения страдают
грунтовые, поскольку артезианские водные горизонты, перекрытые водоупорными
породами, находятся в более благоприятных условиях.
Отмечается как бактериальное, так и химическое загрязнение подземных вод.
Основными источниками бактериального загрязнения подземных вод служат поля
ассенизации и фильтрации, скотные дворы, разного рода выгребные ямы,
неисправные канализационные сети. В случае перекрытия источника загрязнения
самоочищение бактериально загрязненных вод происходит очень быстро.
Химическому загрязнению подземные воды подвергаются вследствие
воздействие воздействия сточных вод промышленных предприятий, которые
фильтруются в подземные горизонты из разного рода прудов-отстойников,
прудов-накопителей, прудов-испарителей, шламовых прудов, а также из
хвостохранилищ, золоотвалов и т. п.
Немало загрязняющих веществ поступает в подземные воды с атмосферными
осадками, выпадающими на территории, на которых находятся хранилища отходов
химических предприятий, склады сырья и готовой химической продукции, на
загрязненные территории различных промышленных предприятий или
сельскохозяйственные поля, где широко применяются удобрения и ядохимикаты.
Нередко поставщиком загрязняющих веществ могут явиться минерализованные
подземные воды. Загрязнение подземных вод также происходит в районах добычи
полезных ископаемых [16].
Проникновение и распространение химического загрязнения в меньшей
степени, чем бактериального, определяется свойствами горных пород, через
которые фильтруются загрязненные растворы. Самоочищение подземных вод от
химических загрязнений происходит очень медленно, особенно от нефтепродуктов и
детергентов, и загрязняющие вещества перемещаются по водоносным пластам на большие
расстояния.
Итак, деятельность человека существенно изменила объем и скорость
массоэнергетических потоков, в результате чего водные объекты теряют
возможность самоочищения и в некоторых случаях превращаются в мертвые.
Требования к качеству воды
Обеспечение безопасного водопользования, охрана водных объектов от
загрязнения немыслимы без регламентирования качества водной среды. В конце 30-х
гг. нынешнего столетия завершился переход к регламентации спуска сточных вод в
водоемы и водотоки исходя из видов водопользования и предельно допустимых
концентраций загрязняющих веществ (ПДК). Разработка ПДК шла весьма энергично.
В наше время число гигиенических ПДК для водных объектов приближается к
1000, а рыбохозяйственных - к 300. Ежегодно разрабатываются десятки новых
нормативов.
Понятие о ПДК базируется на концепции пороговости действия химических
веществ. Установлено, что для каждого вещества, вызывающие те или иные
неблагоприятные последствия в организме, существуют и могут быть определены
дозы, при которых изменения функций организма минимальны (пороговые). При более
низких концентрациях вещество не оказывает вредного действия и его наличие
рассматривается как безопасное для жизни настоящего и последующего поколений
людей [18].
В водном законодательстве нашей страны в основе гигиенических критериев
качества воды лежат следующие требования. Вода, используемая населением для
питьевых и других целей, должна соответствовать физиологическим потребностям
человека по органолептическим свойствам (запах, привкус. Окраска) и солевому
составу, быть безвредной и безопасной.
Действующие гигиенические нормативы играют большую организующую роль при
проектировании новых и реконструкции старых промышленных предприятий. Они
выступают научно обоснованным критерием оценки качества воды в водоемах и
водотоках, позволяют контролирующим организациям объективно оценить их
состояние, в ряде случаев способствуют совершенствованию методов очистки
сточных вод многих промышленных и коммунально-бытовых предприятий.
Основные требования, предъявляемые к качеству воды, заключаются в
следующем:
1) на поверхности воды не должно быть
плавающих примесей;
2) вода не должна приобретать запахи и
привкусы интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемые непосредственно или при
последующем хлорировании;
3) полная биохимическая потребность 1 л
воды в кислороде при температуре 20°С не должна превышать 30 мг;
4) с целью устранения нежелательных
вкусовых качеств воды и возможных последствий для состояния человека общая
минерализация не должна превышать 1000 мг/л (по сухому остатку), в том числе
содержание хлоридов - 350, сульфатов - 500 мг/л;
5) для безопасности воды в
эпидемиологическом отношении в ней должны отсутствовать возбудители кишечных
заболеваний, а число кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс) не должно
превышать 10 000;
6) содержание взвешенных веществ в воде после
спуска стоков не должно увеличиваться более чем на 0,25 мг/л для водных
объектов, используемых для пищевого водоснабжения, и 0,75 мг/л для водоемов,
предназначенных для купания, спорта и отдыха населения;
7) повышение температуры в водных
объектах при спуске в них различных стоков допускается не более чем на 3°С по
сравнению с максимальной температурой воды в летний период;
8) окраска не должна обнаруживаться в
столбике высотой 20 см;
9) показатель рН должен составлять 6,5 -
8,5;
10)не допускается
содержание ядовитых веществ в концентрациях, могущих оказать вредное
воздействие на людей и животных [13].
Самоочищение природных вод
Одним из наиболее ценных свойств природных вод является их способность к
самоочищению. Самоочищение вод - это восстановление их природных свойств в
реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в
результате протекания взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других
процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т. д.) способность
рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости от многих других
природных факторов, в частности физико-географических условий, солнечной
радиации, деятельности микроорганизмов в воде, влияния водной растительности и
особенно гидрометеорологического режима.
Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках
осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных
экосистемах наибольшая. Быстрее оно протекает на реках с быстрым течением и
густыми зарослями тростника, камыша и рогоза вдоль их берегов, особенно в
лесостепной и степной зонах страны. Полная смена воды в реках занимает в
среднем 16 сут, болотах - 5, озерах - 17 лет. Такая разница во времени связана
с разными сроками полного водообмена в разных водотоках и водоемах.
Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических
веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной
буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза,
сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность
снижаются вследствие химического и биохимического окисления. Эти природные
способы самоочищения нашли отражение в принятых методах очистки загрязненных
вод в промышленности и сельском хозяйстве.
Для поддержания в водоемах и водотоках необходимого природного качества
вод большое значение имеет распространение водной растительности, которая
выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Высокую очищающую способность
водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях как в
нашей стране, так и за рубежом. Для этого создают разнообразные искусственные
отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо
очищающую загрязненные воды.
В последние годы получила распространение искусственная аэрация - один из
эффективных способов очищения загрязненных вод, когда процесс самоочищения
резко сокращается при дефиците растворенного в воде кислорода. Для этого
специальные аэраторы устанавливают в водоемах и водотоках или ан станциях аэрации
перед сбросом загрязненных вод [11].
Охрана водных ресурсов от загрязнения
Охрана водных ресурсов заключается в запрещении сброса в водоемы и
водотоки неочищенных вод, создании водоохранных зон, содействии процессам
самоочищения в водных объектах, сохранении и улучшении условий формирования
поверхностного и подземного стока на водосборах.
Несколько десятилетий назад реки благодаря самоочищающей функции
справлялись с очищением вод. Теперь же в наиболее обжитых районах страны в
результате строительства новых городов и промышленных предприятий створы
водопользования расположены столь плотно, что нередко места сброса сточных вод
и водозаборы находятся практически рядом, поэтому разработке и внедрению
эффективных методов очистки и доочистки сточных вод, очистки и обезвреживания
водопроводной воды уделяется все больше внимания [12].
На некоторых предприятиях операции, связанные с водным хозяйством, играют
все большую роль. Особенно высоки затраты на водоснабжение, очистку и отведение
стоков в целлюлозно-бумажной, горнодобывающей и нефтехимической промышленности.
Последовательная очистка сточных вод на современных предприятиях
предполагает проведение первичной, механической очистки (удаляются легко
осаждающиеся и всплывающие вещества) и вторичной, биологической (удаляются
биологически разрушающиеся органические вещества). При этом осуществляются
коагуляция - для осаждения взвешенных и коллоидных веществ, а также фосфора,
адсорбция - с целью удаления растворенных органических веществ и электролиз -
для снижения содержания растворенных веществ органического и минерального
происхождения.
Обеззараживание сточных вод проводится посредством их хлорирования и
озонирования. Важный элемент технологического процесса очистки - удаление и
обеззараживание образующегося осадка. В некоторых случаях заключительной
операцией является дистилляция воды.
Наиболее совершенные современные очистные сооружения обеспечивают
освобождение сточных вод от органических загрязнений только на 85-90% и лишь в
отдельных случаях - на 95%. Поэтому и после очистки необходимо 6 -12-кратное, а
часто и большее разбавление их чистой водой для сохранения нормальной
жизнедеятельности водных экосистем. Дело в том, что естественная самоочищающая
способность водоемов и водотоков очень незначительна.
Самоочищение наступает только в том случае, если сбрасываемые воды прошли
полную очистку, а в водном объекте они были разбавлены водой в соотношении 1 :
12-15. Если же в водоемы и водотоки сточные воды поступают в большом объеме, а
тем более и неочищенными, постепенно теряется устойчивое природное равновесие
водных экосистем, нарушается их нормальное функционирование [14].
В последнее время разрабатываются и внедряются все более эффективные
методы очистки и доочистки сточных вод после их биологической очистки с применением
новейших способов обработки стоков: радиационных, электрохимических,
сорбционных, магнитных и др. совершенствование технологии очистки сточных вод,
дальнейшее повышение степени очистки - важнейшие задачи в области охраны вод от
загрязнения. Значительно шире следует применять доочистку очищенных сточных вод
на земледельческих полях орошения (ЗПО). При доочистке сточных вод на ЗПО не
затрачиваются средства на их индустриальную доочистку, создается возможность
получать дополнительную сельскохозяйственную продукцию, значительно экономится
вода, так как уменьшается забор свежей воды для орошения и отпадает
необходимость в расходовании воды для разбавления сточных вод. При
использовании на ЗПО городских сточных вод содержащиеся в них питательные
вещества и микроэлементы усваиваются растениями быстрее и полнее, чем
искусственные минеральные удобрения.
К числу важных задач относится также предотвращение загрязнения водоемов
пестицидами и ядохимикатами. Для этого требуется ускорить проведение
противоэрозионных мероприятий, создать пестициды, которые разлагались бы в
течение 1-3 недель без сохранения ядовитых остатков в культуре. До решения же
этих вопросов необходимо ограничить сельскохозяйственное использование
прибрежных зон вдоль водотоков или не применять в них пестициды. Большего
внимание требует и создание водоохранных зон.
В защите водных источников от загрязнения важное значение имеет введение
платы за сброс сточных вод, создание комплексных районных схем водопотребления,
водоотведения и очистки сточных вод, автоматизация контроля за качеством воды в
водоисточниках и разработка методов управления качеством.
Следует отметить, что комплексные районные схемы позволяют перейти к
повторному и многократному использованию воды, эксплуатации общих для района
очистных сооружений, а также автоматизировать процессы управления работой
водопровода и канализации.
В предотвращении загрязнения природных вод велика роль охраны гидросферы,
поскольку приобретенные гидросферой отрицательные свойства не только
видоизменяют водную экосистему и угнетающе действуют на ее гидробиологические
ресурсы, но и разрушают экосистемы суши, ее биологические системы, а также
литосферу [13].
Необходимо подчеркнуть, что одной из радикальных мер борьбы с
загрязнением служит преодоление укоренившейся традиции рассматривать водные
объекты в качестве приемников сточных вод. Там, где это возможно, следует
исключить в одних и тех же водотоках и водоемах либо забор воды, либо сброс
сточных вод.
1.3 Проблемы рационального использования водных ресурсов и пути их
решения
Регулирование стока рек водохранилищами
Одно из наиболее существенных водохозяйственных мероприятий по
преобразованию гидрологического режима рек с целью выравнивания естественной
неравномерности стока во времени - создание искусственных водоемов. Влияние
этих водоемов на сток рек проявляется во внутригодовом и многолетнем
перераспределении водности, смене русловых процессов, изменении особенностей
затопления русл и пойм рек, режима наносов, теплового стока рек и ледовых
условий, а также характера и интенсивности испарения с водной поверхности,
водного режима рек ниже плотины, жидкого и твердого стока.
Наиболее распространено сезонное регулирование, основанное на задержании
в водохранилище и использовании в первую очередь весенних расходов. Оно
необходимо в случаях несоответствия между режимом водопотребления и годовым
распределением стока. Когда приходится распределять и межгодовой сток,
регулирование носит многолетний характер. Для этого требуются довольно крупные
водохранилища, что ведет к дополнительным затоплениям земель при их создании
[11].
Суточное и недельное регулирование стока реки заключается в его
перераспределении в течение суток (обычно между дневными и ночными часами) и
недели (с уменьшением стока воды в нижний бьеф в выходные и праздничные дни).
Кроме того, регулирование стока может быть раздельным и совместным.
При раздельном регулировании режим эксплуатации водохранилищ в бассейне
автономен, при совместном - режимы на всех ГЭС бассейна взаимоувязываются.
Причем во втором случае крупные ГЭС с энергетически более емкими
водохранилищами компенсируют колебания отдачи энергии менее емкими.
Чтобы учесть все особенности регулирования речного стока для каждой
конкретной ГЭС и ее водохранилища, составляются основные правила использования
водных ресурсов этих объектов. Правила определяют режим эксплуатации прежде
всего крупных водохранилищ.
В результате регулирования речного стока меженный сток увеличивается на
25%, что существенно улучшает обеспечение народного хозяйства водой.
С развитием работ по регулированию стока рек появляется необходимость в
специализированных попусках из водохранилищ в нижний бьеф для дополнительного
обводнения, а часто и для создания искусственных паводков на нижележащих
участках. Они выполняются по разным причинам: в интересах рыбного хозяйства в
низовьях реки, для ликвидации иссушения и остепнения поймы, поддержания
хорошего санитарно-экологического состояния воды в нижнем бьефе.
Если раньше эта мера считалась временной, связанной с крайним маловодьем
года или другими подобными обстоятельствами, то теперь такие попуски стали
регулярными, хорошо улучшающими природно-экологические условия в нижнем бьефе.
Например, управляемый весенний паводок, который осуществляется ежегодно из
Волгоградского водохранилища, имеет место на нижней Волге [15].
В последние годы создано множество малых и средних водохранилищ,
отличающихся по ряду показателей от крупных. Поэтому особое значение
приобретает оценка влияния таких водохранилищ на зарегулированный ими сток рек.
Воздействие водохранилищ на потери речного стока во времени можно
оценивать в виде суммы одноразовых и постоянных затрат воды. К одноразовым
потерям относятся затраты воды на заполнение водохранилищ, пополнение запасов
подземных вод за счет поверхностного стока до момента наступления
установившегося режима.
Постоянные потери воды определяются испарением с дополнительной водной
поверхности и безвозвратным водопотреблением на хозяйственные нужды (орошение,
водоснабжение и др.)
Значительная часть малых и средних водохранилищ предназначается для
суточного или недельно-суточного регулирования стока, т.е. достаточно плавный
ход суточных и недельных колебаний расходов воды в реке необходимо
перераспределить в соответствии с хозяйственными нуждами. Преобразование
гидрологического режима реки при наличии водохранилища суточного регулирования
наиболее ярко проявляется в увеличении суточной амплитуды колебания расходов
воды [12].
Для количественной оценки этих изменений в гидрологическом режиме реки
рекомендуется построение гистограмм распределения суточных амплитуд расходов
воды по пунктам в верхнем и нижнем бьефе водохранилища, так и за время его
эксплуатации. Подобные построения дают четкое количественное представление о
происшедших изменениях в режиме зарегулированной реки.
Наиболее отчетливо результат зарегулирования обнаруживается в снижении
относительной доли стока за тот месяц, на который приходится основная доля
стока при естественном режиме. Для рассмотренной территории максимальная доля
стока отмечается в основном в марте-апреле. Повышение же доли стока за летний
период незначительно, так как сработка водохранилища осуществляется обычно в
течение 5-6 месяцев, а иногда и более.
При малых долях полезного объема водохранилища от годового объема стока
изменение внутригодового распределения стока происходит в пределах естественной
изменчивости исследуемого процесса, которая для рассмотренных районов велика. В
случаях наиболее значительного внутригодового распределения стока изменение
доли стока, приходящейся на месяц с максимальными значениями, достигает 20-25%
[13].
Территориальное перераспределение стока рек
Многие ученые и проектные организации страны ведут исследования по
освоению земель, рассуждают о мерах по дальнейшему развитию мелиорации земель и
их сельскохозяйственному использованию с целью наращивания производства
сельскохозяйственной продукции. В ряде районов, особенно южных, для такого
развития нужны не только сельскохозяйственные угодья, но и значительные водные
ресурсы.
Чтобы обеспечить наличие этих ресурсов в районах, где они исчерпаны,
необходимы большие работы по перераспределению речного стока. Такие работы
ведутся в стране давно, созданы многочисленные системы перераспределения вод,
общий объем которых оценивается более чем в 110 км3. Только крупных
каналов с забором воды в их головной части свыше 1,0 км3/год около
20. Они пропускают в зависимости от водности года от 75 до 90 км3.
Их суммарная пропускная способность составляет 7,5 тыс. м3/с.
При разработке схемы перераспределения стока сибирских рек на юг вопросам
изменения природных условий Западной Сибири не уделялось должного внимания.
Широкое обсуждение этой проблемы позволило бы определить ряд специфических
природных изменений, которые могут возникнуть в Западной Сибири при изъятии
части речного стока для Средней Азии [19].
Наиболее существенные задачи в научной разработке комплексной оценки
изменения природной среды при переброске части стока рек Сибири на юг и
создании методики эколого-географического прогноза этих явлений в будущем
следующие:
) выработка научно обоснованных рекомендаций по характеру использования
различных видов природных ресурсов в условиях преобразования режима сибирских
рек;
) разработка методики эколого-географического и экономико-географического
обоснования оптимальных вариантов переброски части стока сибирских рек с учетом
максимальной эффективности намечаемых мероприятий по мелиорации не только
засушливых районов Средней Азии, но и переувлажненных районов Сибири;
) оценка ожидаемых изменений гидрологического режима рек при частичной
переброске их стока на юг и выработка рекомендаций по устранению отрицательного
влияния перераспределения стока на народное хозяйство Сибири;
) создание методики инженерно-геологических, гидрогеологических расчетов
и гидрологических расчетов и прогнозов изменения водного режима рек и их
влияния на прилегающие территории суши у создаваемых водохранилищ и каналов по
трассам переброски стока [13].
Использование и восполнение подземных вод
Основными типами разведанных месторождений являются: грунтовые воды
аллювиальных отложений речных долин (60% от разведанных запасов вод); напорные
воды артезианских бассейнов платформенного и геосинклинального типа (15%);
напорные воды межгорных впадин и конусов выноса (10%); трещинно-карстовые воды
карбонатных пород (8%).
Подземные воды используются весьма широко и главным образом для питьевого
водоснабжения, так как они более стабильны по своим качествам, менее подвержены
загрязнению, чем поверхностные.
Общее потребление подземных вод в целом по стране составляет примерно 50%
от потенциальных эксплуатационных. В связи с широким использованием подземных
вод, необходимостью охраны встает проблема рациональной эксплуатации и защиты
их от истощения.
Наиболее существенные изменения в режиме подземных вод отмечаются при
различных видах эксплуатации недр (добыча полезных ископаемых),
гидротехническом и жилищном строительстве. Велико воздействие на качество
подземных вод сельского и коммунального хозяйства [15].
В результате возникает ряд отрицательных последствий, связанных в первую
очередь с загрязнением и засолением прилегающих земель, истощением водоносных
горизонтов, деформацией поверхности и возникновением просадок грунта. Часто эти
явления оказываются необратимыми и потребление таких подземных вод становится
недопустимым.
В то же время при научно обоснованном планировании использования
подземных вод и проведения всех необходимых охранных мероприятий имеются
реальные возможности для длительной их эксплуатации.
Искусственное восполнение подземных вод осуществляется путем применения
инженерно-геологических методов при благоприятных условиях просачивания в грунт
поверхностных вод. В результате становится возможным сезонное искусственное
восполнение запасов подземных вод. Оно реализуется за счет перевода
поверхностных вод в водовмещающие породы посредством инфильтрационного питания
подземных вод. Естественно, это предполагает наличие подземных водовмещающих
водоносных горизонтов или специальных подземных емкостей.
Следует указать, что во всех случаях пополнения подземных вод за счет
закачки поверхностных и их последующей фильтрации создаются условия для
улучшения качественного состава вод.
Широко известны и частично обратимые процессы, когда уровень подземных
вод восстанавливается после откачки подземных вод при их движении от областей
питания к водозаборам. Но эти процессы не могут быть сопоставимы с
разнообразным влиянием хозяйственной деятельности человека на подземные воды и
их загрязнением [10].
Современное и перспективное использование вод повышенной минерализации
Как было показано, запасы пресных вод на планете сокращаются. В ряде
районов земного шара, в которых потребность в пресной воде ранее
удовлетворялась, теперь возник острый дефицит воды. Речь идет прежде всего о
пустынных районах, где были открыты и начали разрабатываться месторождения
нефти, цветных металлов и т. д., например на Аравийском полуострове, в Средней
Азии, а также о многих преимущественно небольших островах в Мировом Океане,
ставших в последние десятилетия центрами международного туризма или
превращенных в военные базы.
Один из путей пополнения запасов пресных вод - опреснение солоноватых и
соленых. Опреснение вод повышенной минерализации обходится подчас значительно
дешевле, чем доставка пресной воды из других районов. Ареал распространения
солоноватых и соленых вод за последние десятилетия несколько расширился в связи
с уменьшением стока рек вследствие забора воды на хозяйственные нужды и
вторжения в заливы, эстуарии и дельты рек соленых морских вод. Но, пожалуй, об
опреснении как глобальной проблеме можно было бы не вести речь, если бы пресные
воды не осолонялись в процессе промышленного и сельскохозяйственного
производства. Минерализация речных вод во всех районах орошения постепенно
нарастает, достигнув кое-где 2-3 г/л, и продолжает увеличиваться. То же
происходит и в ряде промышленных районов. Постоянно повышается соленость
поверхностных вод практически во всех районах размещения добывающей
промышленности. Особенно много соленых вод откачивается в угольных бассейнах.
Непрерывно возрастает соленость оборотных вод в связи с переводом большинства
предприятий на оборотное водоснабжение. Вот почему в настоящее время мы
являемся свидетелями первых, но существенных шагов, которые делает человечество
в области уже не экспериментальной, а производственной деминерализации воды [13].
Особый интерес был проявлен к изучению пригодности для питьевых целей
воды, получаемой опреснением, поскольку дистиллят, по внешним признакам
принимаемый за чистейшую питьевую воду, на самом деле весьма далек по своим
показателям от биологически полноценных вод. Ему свойственны крайне низкое
содержание солей, а возможно, и особенности физической структуры. Это
определило появление гигиенических требований к улучшению качества дистиллята,
когда предполагается его использование для хозяйственно-питьевых целей. Были
научно обоснованы и разработаны различные технологические приемы коррекции
солевого состава глубокообессоленных вод.
Опреснительные установки работают более чем в 100 странах мира. Наиболее
обеспечены опресненной водой (в пересчете на душу населения) прибрежные территории
и острова в засушливой зоне планеты. Крупные опреснительные установки,
практически полностью удовлетворяющие потребности отдельных объектов в пресной
питьевой воде, расположены на юге США, юго-востоке Италии, средиземноморском
побережье Ливии.
Перспективы опреснения соленых и солоноватых вод в значительной мере
прояснены. Встает, однако, проблема снижения себестоимости опреснения воды.
Сегодня в зависимости от мощности и типа опреснительных установок себестоимость
опреснения 1 м3 воды на один-два порядка выше себестоимости 1 м3
воды, получаемого при зарегулировании и территориальном перераспределении
речного стока. Но поскольку возможности обеспечения водой указанными способами
не беспредельны и через 40-50лет будут практически исчерпаны, значение проблемы
опреснения воды становится все более очевидным. Обессоливание вод, несомненно,
сыграет важную роль и в спасении рек и озер от судьбы сточных водных трактов, в
которые они постепенно превращаются в связи со сбросом вод промышленностью и
мелиоративными системами.
Мировой и отечественный опыт решения проблемы опреснения убедительно
демонстрирует необходимость интеграции научных сил, когда речь идет о жизни
человечества. На решение общих задач направлены усилия физиков-теоретиков и
технологов, электрохимиков, специалистов по очистке воды и гигиенистов,
конструкторов и микробиологов, инженеров по водоснабжению и физиологов,
экономистов и географов. К числу труднейших задач относится энергетическое
обеспечение предполагаемых технологических решений. Наиболее рациональные
подходы связаны с развитием многоцелевых атомно-энергетических комплексов.
Необходимы еще более продуктивные поиски методов опреснения воды и
соответствующие научно-технические разработки. Мембранная технология
опреснения, занимая все большее место в решении проблемы, требует качественного
скачка в создании более совершенных и экономически приемлемых мембран, их
массового производства. Еще не полностью раскрыты тайны биологической
полноценности пресной воды, значимости ее состава для живущих и будущих
поколений людей. Не ясна в технологическом и энергетическом плане и проблема
утилизации рассолов, образующихся при опреснении вод, - еще одного источника
минерального сырья.
Глобальность проблемы опреснения воды не вызывает сомнений. Ее решение позволит
обеспечить жизнь в пустынях, на побережьях океанов и морей, спасти погибающие
от засоления почв огромные массивы сельскохозяйственных угодий. Наконец, это
один из эффективнейших способов очистки сточных вод промышленных предприятий.
Однако следует помнить, что для широкого применения опреснения при решении
водных проблем предстоит еще многое совершить и открыть [20].
1.4 Гидроэкологические проблемы Республики Казахстан
Казахстан является самым большим по площади центральноазиатским
государством. Однако при этом страна считается одной из наиболее вододефицитных
на всем Евроазиатском континенте. По удельной водообеспеченности (42мм. слоя
стока на 1 кв. км/год) она занимает последнее место среди стран СНГ. Положение
усугубляется тем, что из 8 имеющихся в Казахстане водных бассейнов, только
Нура-Сарасуйский бассейн не является трансграничным. Практически все крупные
реки Казахстана берут начало в сопредельных республиках. Весьма серьезной
проблемой стало загрязнение именно трансграничных водотоков и, как правило,
наиболее пострадавшей стороной оказываются государства, расположенные в нижнем
течении реки.
Из 44 обследованных водных объектов к "чистым" отнесено 9 рек,
2 озера и 2 водохранилища, а к "грязным" и "очень грязным"
- 6 рек и 1 водохранилище. Сильно загрязненными остаются воды рек Илек, Нура, Иртыш и Самаркандского водохранилища [6].
Развитие хозяйства Казахстана остро ставит проблему обеспечения водой
населения, промышленности и сельского хозяйства. Особенно это относится к
большинству равнинных территорий, где сказывается природная недостаточность в
воде. В основном в сельском хозяйстве эта проблема может быть решена за счет
озер. Однако изученность большинства озер Казахстана, их состояния, качества и
количества вод неудовлетворительна, что мешает рациональному использованию их в
народном хозяйстве.
Казахстан уже имеет печальный опыт Аральского моря, которое практически
безвозвратно утеряно. За последние три десятилетия резко упал его уровень,
более чем на треть сократилась площадь, возросла соленость воды, в несколько
раз уменьшилась биологическая продуктивность [21].
Основная причина понижения уровня Арала - это интенсивное хозяйственное
использование стока главных питающих море рек Амударьи и Сырдарьи для орошения
земель. Существенно увеличились затраты стока в связи со строительством
водохранилищ, на промышленные нужды. Состояние Аральского моря резко
отрицательно влияет на всю окружающую территорию. Происходят процессы
опустынивания Приаралья, понижается уровень грунтовых вод, возрастает их минерализация.
Обсохшее дно моря подвергается процессам эрозии, усиливается засоление почв,
снижается продуктивность пустынных пастбищ и т.д. [22].
Но многие проблемы региона Приаралья до сих пор не решены. По состоянию
на сегодняшний день, сток реки Сырдарьи на территории Казахстана абсолютно не
пригоден для пользования. "Что касается национальной безопасности
казахстанцев, то мы давно предлагаем отказаться от использования вод стока реки
Сырдарьи по качественным характеристикам для орошения. Все загрязнено в
основном органикой, биогенами, тяжелыми металлами. И самое опасное - это
сульфатно-хлоридные загрязнения", - утверждает профессор регионального
экологического центра, Малик Бурлибаев [21]. Все эти химические вещества
содержится и в рисе, выращиваемом в Южно-Казахстанской и Кызылординской
областях.
Подобная экологическая ситуация складывается и в районе Или-Балхашского
бассейна. Она охарактеризована как неустойчивая, с прогрессирующей уязвимостью
озера Балхаш. Это вызвано нерациональным водопользованием, несовершенной
системой управления ресурсами, межгосударственными проблемами вододеления и
другими факторами. Отсутствие программного решения вопроса может привести к
экологической катастрофе, ведущей к утрате национального природного достояния,
аридизации климата, социальной напряженности и экологической миграции
населения. Экологи уверены, что озеро Балхаш может повторить судьбу Арала, если
вовремя не принять меры. Уже более десятка лет, как это озеро стремительно
мелеет. Балхаш состоит наполовину из пресной воды и наполовину из соленой.
Теперь соленой воды становиться все больше. Экологи заявляют, что вернуть
Балхаш в исходное состояние вряд ли возможно. Нужно хотя бы удержать озеро в
сегодняшнем состоянии.
Проблема Балхаша возникла в конце 60-х годов в связи с проектированием и
строительством на реке Или Капшагайского водохранилища, которое оказало
значительное влияние на водный баланс озера. Капшагайская ГЭС создала для
экосистемы Или-Балхашского бассейна множество проблем. Был нарушен режим
подземных вод на левобережье водохранилища; заболочено и засолено около 160
тыс.га. сельхозугодий; сокращены площади озерных систем в дельте Или.
В настоящее время из 15 озерных систем действуют лишь 4-5; возросла
минерализация воды, увеличилось содержание пестицидов и тяжелых металлов в
воде, донных отложениях, тканях рыб; полностью прекращен ондатровый промысел,
нанесены ущербы рыбному и сельскому хозяйству. Коэффициент использования водных
ресурсов бассейна озера Балхаш достаточно высокий и превышает экологически допустимый
предел. В результате этих факторов Балхаш получает объем воды вдвое меньший,
чем прежде. В настоящее время общей экологической проблемой в бассейне озера
Балхаш является загрязнение атмосферного воздуха, водных ресурсов, накопление
токсичных и опасных отходов. Одновременно с этим происходит и ухудшение
экологической обстановки в регионе, в свою очередь, оно влияет не только на
количественное, но и на качественное изменение воды в озере Балхаш. Все это не
может не отражаться на биоразнообразии региона [22].
Так же основную угрозу для водных ресурсов страны составляет орошаемое
земледелие. В Казахстанских степях грунтовые воды очень сильно минерализованы,
соответственно эта вода, проникая в грунтовые воды, поднимает их уровень. И в
результате происходит процесс осолонцевания. А для промывки этого слоя нет
необходимых объемов и ресурсов чистых вод.
Как ни парадоксально, но кризис экономики начала 90-х годов способствовал
улучшению экологического состояния водных ресурсов Казахстана. В этот период
были остановлены работы на многих предприятиях и комбинатах, сократились
сельскохозяйственные угодья, посевные площади. В результате чего сократился
забор воды из рек, а так же выбросы отходов производства.
Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они
стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек
стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается
в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений
отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается
корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой
совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические
вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных
сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только
после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека
важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и
водного стока рек [15].
Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования
тратится 2200 км3 воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20%
ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы
водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что
все равно ежегодно потребуется 30 - 35 тыс. км2 пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что
ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих
районах мира они уже исчерпаны. Количество пресной воды не уменьшается, но ее
качество резко падает, она становится не пригодной для потребления.
Стоит заметить, что водная проблема имеет на сегодня не только
определяющее экономическое, экологическое, но и огромное политическое и
международное значение с точки зрения безопасности государства, что
предопределено немалой ролью водных ресурсов в экономике стран
центрально-азиатского региона. За последние 15 лет наблюдается тенденция
сокращения естественных ресурсов поверхностных вод Казахстана. При этом из
общего объема сокращения годового стока, около 90% составляет сокращение стока
из соседних государств [23].
Рассматриваемые и принимаемые решения между государствами по проблемам
вододеления, реальных результатов еще не принесли. Сейчас в водном кодексе
Казахстана уже фигурирует экологический сток, это часть речного стока,
определяемый из потребностей экосистемы. Не все водные ресурсы должны подлежать
использованию или потреблению. Необходимо соизмерить потребности исходя из
остаточного явления. На первом плане разделения водных ресурсов должна быть
экосистема. Надо полностью ее удовлетворить в запросах. А затем использовать
потенциально свободный сток для потребления. Пока не будет комплексного подхода
по решению данных вопросов, уверены эксперты, "над нами будет висеть
проблема Балхаша" [21].
Объем потребления хозяйственно-питьевых вод снизился в 2002 году вдвое по
сравнению с 1995 годом. В расчете на душу населения воды хозяйственно -
питьевого назначения приходится в среднем около 150 л/сутки. Сельское население
республики потребляет в три раза меньше воды, чем городское. Ежегодный объем
сброса сточных вод составляет более 5 млрд. м3 наибольший вклад в
него вносят Карагандинская, Южно-Казахстанская, Павлодарская, Мангистауская,
Алматинская, Кызылординская области. За последние 3 года отмечается
стабилизация объемов загрязненных стоков (без очистки и недостаточно очищенных)
на уровне155 млн. м3 в год. Запасы пресной воды потенциально велики.
Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального
водопользования или загрязнения.
Вот что говорят по этому поводу ученые. Профессор Н.Н.Горский:
"Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит нечто
худшее-недостаток чистой воды… Загрязнение рек и озер промышленными и бытовыми
стоками лишает человека чистой воды". Профессор М.И.Львович: "Водные
ресурсы действительно неисчерпаемы, но при чрезвычайно бережном их
использовании, при самом серьезном отношении к их охране" [11].
Нельзя забывать, что вода - это самое драгоценное вещество на Земле, и
потому она требует самого бережного обращения и охраны от нерационального
использования и охраны водных источников.
.5 Экологическая проблема питьевой воды Узункольского района
Более миллиарда человек - шестая часть всего населения планеты - не имеют
в настоящий момент постоянного доступа к пресной воде, около двух миллиардов
живут в неудовлетворительных санитарных условиях. Три миллиона детей умирают
ежегодно от зараженной микробами воды. 80 процентов болезней в развивающихся
странах происходят от грязной воды [19].
По данным, приведенным в Государственной программе развития сельских
территорий Республики Казахстан на 2004-2010 годы, 637 сельских населенных
пунктов страны (8,3 %) используют питьевую воду, не соответствующую нормативам
качества (с соленостью выше 1,5 г/л), в т.ч. в 176 из них содержание соли 2-3
г/л. Больше всего таких населенных пунктов в Северо-Казахстанской, Акмолинской,
Кызылординской областях.
В Узункольском районе хотя и нет такого катастрофического положения с
качеством воды, но почти все водные объекты требуют проведения ряда охранных
мероприятий по защите или ликвидации вредных последствий вольного или
невольного вмешательства человека в их естественный режим. К сожалению, на все
это обратили внимание лишь в последнее время, когда часть водоёмов уже утратила
своё первоначальное предназначение.
Воздействие на окружающую среду здесь оказывает лишь аграрный комплекс,
транспорт и редкие населенные пункты. Дополнительными загрязнителями в поселках
являются нефтебазы и АЗС, гаражи и автохозяйства, бытовые отходы, септики. В
результате интенсивных выбросов в атмосферу газо - пылевых токсичных веществ от
отопительных систем и автотранспорта наблюдается чрезмерновысокое загрязнение
атмосферных осадков (снега) и почв, а также поверхностных вод.
Главную угрозу загрязнения водных источников представляет нерациональное
ведение сельского хозяйства: остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из
почвы, попадают в водоёмы и загрязняют их.
На качество воды влияет вывоз и складирование твердых бытовых отходов
вблизи водоемов. Это особенно неблагоприятно, так как во многих отдаленных от
райцентра населенных пунктах водоемы ещё служат источником водоснабжения
населения. В районном центре Узунколь основная масса твердых бытовых отходов,
без разделения на компоненты, вывозится и складируется на открытой свалке,
которые периодически подвергается утилизации или сжиганию.
Гораздо хуже обстоят дела по размещению и складированию отходов в
сельской местности. Полигоны твердых бытовых отходов оказались в ведении
сельских акиматов, не имеющих достаточных средств на их содержание. Некоторые
объекты эксплуатируются с нарушением экологических требований и нормативных
санитарных правил, превращаясь в источники загрязнения окружающей среды. Свалки
в сельской местности являются источником очагов возгорания и загрязнения земли,
воздуха и поземных вод. В настоящее время не имеется точных данных об объемах и
о площадях, загрязненных отходами, что требует проведения инвентаризации
накопленных отходов.
Существует ещё весьма значительный источник загрязнения воды, который
практически не поддаётся контролю. Это ливневые и снеговые стоки с территории
леса, сельскохозяйственных угодий и т.д. По загрязнённости такие воды,
стекающие с огромных территорий нередко сопоставимы с городскими
канализационными водами.
Обеспечение населения района качественной питьевой водой является одной
из актуальнейших.
На территории района для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения
используют подземные воды артезианских бассейнов. Пресные подземные воды
обладают высоким качеством и полностью отвечают требованиям действующих ГОСТОв
для питьевых вод. Поэтому централизованное водоснабжение всего района
базируется целиком на использовании подземных вод.
Объектами санитарных наблюдений, осуществляемых органами
санитарно-эпидемиологической службы, являются водоемы, которые используются для
хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения. При этом комплекс
аналитических показателей определяется действующими ГОСТом в соответствии с
указанными документами при изучении санитарного состояния водоемов в анализ
включаются показатели, характеризующие внешний вид водоема, органолептические
свойства воды, санитарный режим водоема, содержание вредных специфических
веществ в водоеме, микробное загрязнение воды.
2. Методика работы
При подготовке дипломной работы весь материал по Узункольскому району был
получен в санитарно-эпидемиологической службе и у егеря.
Санитарно-эпидемиологическая служба предоставила материал по состоянию
водоснабжения Узункольского района. У егеря
был получен материал по водным обьектам и их флоре и фауне.
Для логического изложения работы и органичной связи всего материала
используемого мной приводится климато-географическая
характеристика всего Узункольского района.
Метод определения качественных характеристик вод.
Место отбора пробы зависит от типа водоисточника и цели исследования.
проба должна соответствовать среднему составу воды исследуемого объекта. Из рек
и ручьёв пробы отбираются по нескольким вертикалям с различных глубин створа.
Пробы отбираются батометрами или 2-5 - литровой бутылкой, прикреплённой к шесту
или спускаемой в поток в тяжёлой оправе на тросе.
Методы анализа общефизических свойств проб обычно сводятся к определению
количества взвешенных веществ прозрачности и мутности. Количество взвешенных
веществ устанавливают путём отделения их от жидкой фазы в фильтрах и
последующего взвешивания высушенного твёрдого остатка. Для фильтрования обычно
используются мембранные или бумажные фильтры. Комплекс аппаратуры, применяемой
для определения количества взвешенного вещества, включает фильтровальный
прибор, сушильный шкаф (1050 С), электрическую печь (6000 С),
аналитические весы, эксикатор и тигли.
Химический анализ. Наиболее распространённым контролем за химическим
составом сточных вод является определение их кислотности и щелочности по
показателю рН, характеризующему, как известно, концентрацию водородных ионов.
Например, при загрязнении сульфатами используют гравитационный метод -
осаждение ионов СО4 хлористым барием в кислой среде в виде
гидросульфата бария. Содержание загрязнения определяют по массе осадка ВаSО4 с перерасчётом на SО4.
Бактериологический состав сточных вод горных предприятий устанавливается
в специализированных лабораториях в соответствии со стандартными методами
санитарно - бактериологического анализа на питьевую воду. При этом пользуются
методом определения общего количества бактерий в 1 мл воды (бактерии выращивают
в питательной среде, где они образуют в течении суток колонии, видимые при
увеличении в 2,5 раза); методом мембранных фильтров (концентрируют бактерии из
определённого объёма анализируемой пробы на мембранном фильтре, выращивают и
дифференцируют выросшие колонии с последующим подсчетом количества бактерий
группы кишечных палочек в 1 л воды); бродильным методом (производят посев
определённых объёмов анализируемой воды и подращивают бактерии с последующей
дифференциацией и определением количества кишечных палочек).
Если обратиться к органолептическим свойствам воды, то они
характеризуются следующими независимыми признаками:
окраской,
запахом,
привкусом,
опалесценцией,
наличием плёнки на поверхности воды, и образованием устойчивой пены.
Эти признаки могут быть у природной воды (окраска), или появляться при её
кипячении (запах), выдержке во времени (привкус), обеззараживании
(опалесценция).
В настоящее время наряду с анализом проб воды в лабораториях используют
автоматические станции контроля качества воды, которые могут одновременно
измерять 8-10 показателей качества воды. Существующие передвижные
автоматические станции измеряют концентрацию растворенного в воде кислорода,
электрическую проводимость, температуру, концентрацию взвешенных частиц и т.п.
Контроль состава сточных вод заключается в измерении органолептических показателей
воды, рН среды, содержание грубодисперсных веществ, химического потребления
кислорода (ХПК), количества растворимого в воде кислорода, биохимического
потребления кислорода (БПК) и концентрация вредных веществ, для которых
существует нормируемые значения ПДК.
Измерения ХПК осуществляется арбитражными методами, проводимыми с большой
точностью за длительный период времени, и ускоренными методами, применяемыми
для ежедневных анализов с целью контроля работы очистных сооружений или
состояние воды в водоёме при постоянном расходе и составе сточных вод.
Из лабораторных методов наибольшее применение имеет йодометрический метод
Винклера для обнаружения растворимого кислорода с концентрацией более 0,0002
кг/m*1000. Меньшие концентрации измеряют
калорическими методами, основанными на изменении интенсивности цвета
соединений, образованных в результате реакции специальных красителей и сточной
воды.
Определение БПК производят на основе анализа изменения количества
растворённого кислорода с течением времени. На практике обычно используют
пятисуточное биохимическое потребление кислорода - БПК5.
Изменение концентрации вредных веществ, для которых установлены ПДК,
проводят на различных ступенях технологической схемы очистки, в том числе перед
выпуском сточной воды в водоём.
3. Результаты
исследований
Узункольский район (переименован из Ленинского указом президента
Республики Казахстан № 3550 от 17.06.1997г.) находится в северо-восточной части
Костанайской области. На севере граничит с Курганской областью России, на востоке
- с Северо-Казахстанской обл., на западе - с Мендыкаринским, на юге - с
Сарыкольским районами Костанайской области (рисунок 1).
Рисунок 1. Карта Узункольского района
Протяженность района с севера на юг - 120км, с запада на восток - 96 км,
территория района - 7,2 тыс.кв.км. Территория района занимает площадь 715581 га
на 6,3% от всей территории области.
Административным центром района является с. Узунколь, расположенное в
юго-западной части района. Районный центр удален от областного центра
г.Костаная на 162км. Расстояние от райцентра до наиболее удалённой центральной
усадьбы бывших совхозов составляет 95км [24].
Ненарушенной (природной) является окружающая среда на части лесостепной
зоны Узункольского района. Это относительно редко заселенные территории с
берёзово-осиновыми колками, сосновыми ленточными борами и насаждениями, с
большим разнообразием и численностью лесной и степной фауны млекопитающих,
птиц, и насекомых, вводно-болотными угодьями, природными пастбищами и колониями
"аборигенов" (сурков, сусликов и др.).
.1 Характеристика рельефа
Территория района имеет общий уклон поверхности к северу. Абсолютные
высоты колеблются в пределах 140-170м. Для территории района характерны два
типа рельефа: гриво-ложбинный и слабоволнисто-равнинный. Гривы вытянуты, как
правило, в восточном и северо-восточном направлениях. Длина грив -1-6 км,
ширина - до 1 км.
Относительные высоты - 3-15м. склоны грив слабопокатые. По вершинам грив
и их склонам встречаются вытянутые, реже округлые понижения глубиной до 0,4-0,6
м. занятые преимущественно лесной растительностью.
Гривы чередуются с межгривными понижениями шириной от 1-2 до 4-6 км.
Обычно они представляют собой слабоволнистую равнину с сильно развитым микро и
мезорельефом. К наиболее низкому уровню понижений приурочены древние ложбины
стока и озёрные котловины. Относительная глубина ложбин 1,5-4 м.
Слабоволнистая равнина с развитым микрорельефом имеет абсолютные высоты
150-170м. Волнистость рельефа создают многочисленные увалистые и холмообразные
повышения с относительной высотой 2-7м. склоны их очень пологие, вершины
сглажены.
Для рассматриваемого района характерно сочетание степной растительности с
лесными участками. Леса приурочены к мезо- и микропонижениям слабоволнистой
равнины и различного рода понижениям по вершинам и склонам грив.
Древостои состоят из берёзы бородавчатой и пушистой с примесью осины.
Естественная растительность межколочных участков слабоволнистой равнины,
незасолённых склонов и грив, которые в настоящее время распаханы, в целинном
состоянии была представлена злаково-разнотравным и богато-разнотравными -
ковыльными ассоциациями.
По неглубоким заболоченным понижениям широко распространены заросли ивы.
Травяной покров состоит из лугово-болотного разнотравья и осок. На юге района,
вследствие карбонатности почв и близкого залегания третичных засолённых глин,
леса отсутствуют.
Район расположен в пределах южной части Западно-Сибирской низменности.
Она покрыта мощной толщей третичного и четвертичного возраста. Третичные
отложения представлены переслаивающими глинами и песками, а более поздние
четвертичные отложения состоят из озёрных аллювиальных глин, суглинков,
галечников и песков [25].
На территории Узункольского района, расположены настоящие памятники
природы:
"Красные Борки" - лесостепной природный комплекс в пределах
Борковского лесничества, государственный памятник природы областного значения.
В перспективе заповедник площадью в 6 тыс.га. Территория комплекса относится к
Тоболо-Ишимскому междуречному лесостепному хвойно-мелколиственному району
(северный подрайон).
Основным типом охраняемой растительности являются сосновые леса. Вблизи
озерных котловин среди сосен появляются береза повислая, береза пушистая и
осина. Охраняемые виды растений: линнея северная, зимолюбка зонтичная, грушанка
(зеленоцветная, малая, круглолистная), зимолюбка зонтичная, ортилия однобокая,
купена душистая, башмачок пятнистый, а также исчезающие виды папоротников.
Берёзово-осиновый колок у п. Пресногорьковка, близ озера Рассольного в
Боровском лесничестве. Решением Кустанайского облисполкома № 631 от 2 октября
1970 года "Об охране памятников природы в области" занесён в список
памятников природы на территории Кустанайской области. Лесок с редчайшим
травянистым покровом. Здесь встречаются редкие и исчезающие виды папоротников,
грушанковых и орхидных.
Папоротниковые представлены пузырником ломким, орляком обыкновенным,
грушанковые - грушанкой зеленоцветной и орхидные - любкой двулистной.
Численность этих растений сокращается, а ареал сужается с течением времени по
естественным причинам, либо из-за вмешательства человека.
В западных и северных частях характерны массивы березовых и
осиново-берёзовых колков в неглубоких западинах, встречаются луговые виды трав
(пырей ползучий, костер безостый, мятлик луговой). Характерно присутствие
костяники, осоки серповидной, мятлика дубравного. К югу и юго-востоку колочные
равнинные участки сменяются гривноложбинными степными пространствами,
преобладают разнотравно-красноковыльные степи с полынью и другим разнотравьем
[26].
Западная и северо-западная части территории представлены разнотравно-красноковыльной
и ковыльной растительностью. Эта часть зоны имеет богатые пастбища и степные
сенокосы.
На территории запрещена рубка леса, разработка полезных ископаемых,
пастьба скота и другие виды использования.
Почвы на территории района имеют значительное типологическое
разнообразие.
Серые лесные почвы, столь характерные для типичной лесостепи, в этом
районе Казахстана встречаются редко. Располагаются они целостными площадями под
разреженными берёзовыми лесами, часто с примесью осины, по вершинам и склонам
грив. Почвообразующие породы-опесчаненные и лёгкие суглинки. Отдельной
разностью выделяются серые осолоделые почвы, приуроченные к слабовыраженным
мезо- и микропонижениям в верхней части грив. пресный вода гидроэкологический питьевой
В межколочных и межгривных понижениях на равнине широко распространены
лугово-чернозёмные глубоко солонцеватые и высоковскипающие почвы. К глубоким
понижениям с близким залеганием грунтовых вод приурочены лугово-болотные почвы.
Сформировались они в условиях сезонного переувлажнения снеговыми и дождевыми
водами под осоко-вейниковой растительностью с ивняками. Почвообразующие породы
- оглееные глины.
Болотные почвы образовались в замкнутых бессточных понижениях в условиях
постоянного переувлажнения под ивняково-осоковой растительностью в результате
зарастания неглубоких озёр болотной растительностью.
Солоди занимают сравнительно небольшие площади под берёзово-осиновыми
лесами и ивняками в пределах слабоволнистой равнины и межгривных равнинных
территорий. Наиболее распространены солоди лесные и заболоченные [25].
В лесном комплексе "Красный борок" преобладают песчаные и
супесчаные почвы, занятые древостоями сосны. Под сосняками и производными от
них березняками сформировались дерново-боровые почвы.
Самыми распространёнными в районе почвами являются чернозёмы
обыкновенные, которые занимают значительные площади равнинной территории.
Почвообразующими породами для них служат жёлто-бурые лессовидные суглинки.
Постоянные грунтовые воды залегают глубоко (5-20 м) и вскрываются лишь
шахтными колодцами. Вода пресная, иногда слабоминерализованная. Грунтовые воды
с такой глубины на почву и лес практически влияния не оказывают. Характер
распределения поверхностных вод по элементам рельефа обуславливает различные
типы водного режима в почвах.
На гривах и повышенных участках слабоволнистой равнины в условиях
неустойчивого водного режима сформировались обыкновенные чернозёмы.
Полезные ископаемые представлены главным образом, кирпично-черепичным
сырьём. Месторождения в основном сосредоточены в северной и центральной части
района и не превышают 10,0 млн. куб.м. Исключение составляет Демьяновкое
месторождение кирпичных суглинков, которое относится к категории
"средней".
На плоских или несколько равнинных участках, где неглубоко залегает
верховодка, нижняя часть профиля имеет следы оглеения, что определяет
гидроморфность формирующихся здесь лугово-чернозёмных почв.
В западинах и блюдцах под колками преобладает промывной водный режим, с
которым связано образование в различной степени осолоделых почв и солодей.
На приподнятых участках межгривных и проколочных понижений в тёплое время
года господствует выпотной тип водного режима. С этим связано и сезонное
поднятие к верху легкорастворимых солей, что приводит, в конечном счете, к
образованию засолённых и солонцеватых почв [26].
.2 Характеристика климата
Из-за отсутствия на севере и юге области высоких естественных барьеров,
её территория доступна для свободного перемещения тёплого сухого
субтропического воздуха пустынь Казахстана и Средней Азии и холодного, бедного
влагой арктического воздуха.
Резко континентальный климат характеризуется жарким и сухим летом,
которое сменяется холодной и малоснежной зимой. К неблагоприятным факторам
климата относятся: засухи, суховеи, сильные бури, поздние весенние и ранние осенние
заморозки, сильные морозы в зимний период.
Годовая амплитуда температур воздуха в среднем составляет 80°С, в
отдельные же годы достигает 90°С. В летнее время температура воздуха нередко
превышает 30°С, а в зимние месяцы нередко падает до - 40°С.
Зима характеризуется устойчивой морозной погодой. Средние температуры
наиболее холодных месяцев - января-февраля составляют - 18-25 градусов. В
отдельные годы абсолютный минимум на севере достигает-54 градусов. В зимнее
время иногда отмечаются повышения температуры, обусловленные вторжением на
территорию области тёплых потоков воздуха с юга.
Первый снег в северной половине района выпадает в среднем в последней
декаде октября. Первый снег быстро стаивает в результате наступающих
потеплений, и лишь через 10-15 дней, в среднем около 12 ноября в лесостепной
зоне, устанавливается устойчивый снежный покров, который лежит относительно
долго - 4-5 месяцев. К этому моменту средняя суточная температура воздуха
понижается примерно до -5°С.
В годы с ранними зимами устойчивый снежный покров может образовываться
уже в конце октября, а в годы с поздними зимами до середины декабря и до начала
января.
Нарастание запасов воды в снеге происходит обычно более интенсивно в
первой половине зимы. Максимальные запасы воды накапливаются в среднем к
середине марта.
В многоснежные зимы снегозопасы достигают, а иногда превышают 100 мм.
Зимние метелевые ветры уносят снег с открытых мест. Обнаженная почва глубоко
промерзает, и возникает угроза для корневой системы растительности. Это
вызывает необходимость снегозадержания.
В холодное время года область часто находится под влиянием мощного
Западного отрога сибирского антициклона. В таких случаях преобладает
антициклонный режим погоды с устойчивыми морозами. Зимой преобладают ветры
южного и юго-западного направления. Нередки снежные метели и бураны.
В некоторые годы за три зимних месяца наблюдаются до 60 дней с метелью
(иногда в течении целой недели). Почти в половине случаев температура во время
метелевой погоды держится около -20°С при ветре 10м/сек и более.
К началу весеннего таяния высыпание снега в среднем не превышает 20-30
см. Быстрое нарастание тепла продолжается
в течение апреля и мая. Дружное весеннее снеготаяние
происходит благодаря резкому возрастанию солнечной радиации, а также выносу тёплого
воздуха из Средней Азии.
Даже при отрицательных дневных температурах воздуха отмечается наиболее
интенсивное таяние снежного покрова. За этот период таяния сходит 25-35% зимних
снегозапасов, устойчивый снежный покров на степных участках исчезает в среднем
около 13-15 апреля. Ввиду того, что к началу снеготаяния почва на полях и в
лесу не размерзается, снеговая вода стекает в микропонижениям рельефа, таким
образом, создается пёстрый и разнохарактерный фон увлажнения почвы. Образуются
естественные водопои для диких животных.
В весеннее время характерны частые смены резких повышений температуры
воздуха её понижениями. Возможны поздневесенние заморозки, сопровождающиеся
иногда выпадением снега. Заморозки прекращаются в среднем между 15 и 26 мая, но
в отдельные годы могут наблюдаться даже в июне. Периоды погоды с ночными
заморозками в большинстве случаев кратковременные (редко более 2 дней подряд).
Быстрое нарастание тепла продолжается в течение апреля и мая.
В летнее время господствующими ветрами являются ветры северных и
северо-западных направлений. Сила ветра возрастает весной, особенно в начале
марта, когда происходит смена холодного арктического воздуха тёплым
субтропическим, тем самым резко увеличивается испарение талых снеговых вод.
Конец июня, июль и начало августа можно считать жаркой частью года.
Средняя суточная температура воздуха в июле приближается к +20°С. В некоторые
годы абсолютный июльский максимум достигает 43°С. В период с мая по сентябрь
среднемесячные температуры воздуха превышают 30 градусов. В тёплое время года
нередко бывают вспышки атмосферных и почвенных засух.
В каждом десятилетнем периоде продолжительные атмосферные засухи
повторяются в течение 3-4 лет. Наряду с засухами наблюдаются в июне-августе
суховеи, при которых среднесуточная температура бывает выше 23°С, а средняя
относительная влажность воздуха ниже 30%, ветер 6-10 м/сек.
Со второй половины августа температура начинает быстро снижаться и в
середине сентября начинаются заморозки. В некоторые годы заморозки наблюдаются
уже в конце августа или напротив, только в начале октября. Среднегодовое
количество осадков 330-350 мм, причём 70-80% их годового количества приходится
на тёплый период. Осадки тёплого периода распространяются неравномерно. Весна и
начало лета отличаются малым количеством осадков, что в сочетании с большими
скоростями ветра, наблюдающимися в это время, приводит к быстрому иссушению
почвы. Периоды без дождей в северных районах достигает 30 дней.
Эти общие сведения указывают на относительно жёсткие климатические условия
для произрастания древесно-кустарниковой растительности, лесных и
сельскохозяйственных культур. Леса на территории района подвержены
периодическому действию засух и суховеев, что влияет на их устойчивость вообще
и естественную возобновляемость в частности [24].
3.3 Характеристика водоёмов Узункольского района
Гидрографическая сеть Узункольского района представлена реками Убаган,
протекающей по юго-западной и западной границе района, рекой Карасу протекающей
в юго-восточной части района и впадающей в озеро Речное, ручьями и оврагами,
которые постоянного стока не имеют, множеством озёр, как больших по площади,
так и малых.
Характеристика текучих водоемов
Река Убаган находится в западной части Узункольского района. Река Убаган
- правый приток реки Тобола. Своё начало река берёт из озера Коктал и, протекая
через цепь горько-соленых озер (в т.ч. озеро Кушмурун) впадает в р.Тобол за
пределами региона. Общая длина реки равна 376 км., площадь водосбора- 27300
кв.км,средний уклон - 0,001.
Русло врезано в широкое днище другой, хорошо разработанной долины,
некогда сбрасывающей воды талых ледников Сибири в Приаралье. Оно снижено по
отношению к поверхности прилегающей равнины на 100м. Главный приток- река
Кундузды.
Долина имеет очень пологие склоны Ширина долины по верху - до 25-30 км,
понизу - 3-10 км. Преобладающая глубина - 3,5-4 м, дно песчанно-илистое,
вязкое, берега суглистые, крутые, высота их в верховьях не превышает 0,5 м,
ниже увеличивается до 2,5-3 м. Питание снеговое.
В период весеннего половодья и паводков в результате интенсивного таяния
снега водность реки повышается, и наоборот она резко падает летом и зимой.
Основным источником питания реки в межпаводковый период являются
грунтовые воды. До озера Кушмурун вода в реке пресная, ниже соленая с минерализацией
до 15 г/л. сток длится 200-260 суток. Летом русло распадается на плесы,
соединенные перекатами. В нижнем течении из-за разности высоты наблюдается
подпор со стороны р.Тобол, проявляющийся на 100 км.
Период установления устойчивого ледостава наступает в ноябре и
продолжается от 145 до 163 дней. Водохозяйственное значение реки ограничивается
использованием её для водопоя скота и в ограниченном объёме на орошение.
Алабуга, правобережный приток р. Убаган в Узункольском районе. Длина - 50км. В
границах области - 15км, Общая площадь водосбора - 301 кв.км. Сток
кратковременный с объемом 7 млн. куб. м/год. Минерализация воды в паводок 0,2
г/куб. дм в межень до 20 г/куб. дм. В засушливые годы пересыхает.
Богатством и разнообразием фауны выделяются долины степных рек. В долинах
рек, имеющих кустарниковые заросли обитают красная полевка, полевка-экономка,
обыкновенный хомяк, лесная мышь, мышь-малютка, водяная полевка, ондатра,
заяц-беляк, ласка, барсук, горностай.
Из птиц многочисленны полевой жаворонок, полевой конек, желтая и белая
трясогузки, варакушка, перепел, серая куропатка, обыкновенная горлица, луговой
лунь, луговой и черноголовый чеканы, сорокопут-жулан, обыкновенный соловей и
др. Ихтиофауна реки Убаган представлена такими видами рыб как щука, ерш, окунь,
карась, линь. В относительно недавнем прошлом здесь встречались - заходили
вверх по Тоболу из Оби и Иртыша: сибирский осетр, стерлядь, нельма, но в
настоящее время эти виды не встречаются [27].
Характеристика стоячих водоемов
Узункольский район по праву считается озерным краем. По картам
землепользователей в районе насчитывается 704 водоема, где явно преобладают
пресные озера. Площадь их водной поверхности различная: от 8-10 до 1704 га. По
происхождению котловин озера в основном просадочно-суфозионного происхождения.
Озера мелководны, их глубина обычно не более 10 м. Наиболее крупные: Сарыоба,
Речное, Балыкты, Огузбалык, Итсары, Большой Терсколь, Пресное, Бабье, Жаргаин,
Долбилово. К наиболее известным минеральным озерам относятся озеро Мыльное,
Соленое.
Большинство озер бессточны, или же сток из них происходит в отдельные
многоводные годы. К таким относятся озеро Речное и Бабье, из которых вода
перетекает в озеро Сарыоба. Ледостав устанавливается в первой половине ноября.
Таяние льда начинается чаще всего в первой половине апреля.
Температурный режим воды в озерах отличается резкими колебаниями. Летом
вода в мелких озерах сильно прогревается, а в глубоких температура падает с
глубиной до 4 градусов в придонном слое. Зимой озера покрываются льдом, и
температура воды в них с глубиной возрастает, причем мелководные озера часто
промерзают до дна.
Изменение объема воды в озере в течение года вызывает сезонные колебания
уровня озер. Питают озера главным образом талые воды, атмосферные осадки,
которые выпадают в виде дождей или снега прямо на поверхность озера или его
водосборную площадь.
Подземные воды в питании озер играют незначительную роль. Самый высокий
уровень наблюдается весной за счет таяния снега. Подъем воды начинается с
первой половины апреля и продолжается от нескольких дней до одного месяца.
Большое испарение воды летом приводит к тому, что озера сильно мелеют, а иногда
в маловодные годы вообще пересыхают. За последние годы размеры водоемов
постоянно уменьшались, многие из них полностью высохли, что объясняется
распашкой водосборов, пересохло или находилось в стадии пересыхания 392
водоема.
На территории Узункольского района водно-болотные угодья занимают
следующие площади, указанные в таблице 1.
Таблица 1 Водные объекты Узункольского района
Озеро Сарыоба самое крупное из всех озер района (рисунок 2). Это солёное
озеро. Соленость воды превышает 3-5%. В воде озера преобладают ионы Si и HCO. Озеро большое, длина его примерно 170 км. Озеро
Сарыоба переводится как "открытое болото". Вода холодная и
прозрачная. Летом она нагревается до 10 градусов. Зимой замерзает. Глубина
озера - всего - 10 метров.
Рисунок 2. Озеро Сарыоба
Второе по величине - озеро Речное (рисунок 3). Площадь водосбора 777
кв.км, ширина 300-400м. зеркала - 18-25 кв.км, объём 21-79 млн.куб.м, годовой
баланс - 13 млн.куб.м., вода пресная. Одна сторона озера сильно заилена, вся
поросла камышом и переходит в заболоченную местность. Другая сторона также
имеет водную растительность, но не настолько заболочена.
Рисунок 3. Озеро Речное
В этом озере находятся соединения азота, фосфора, кремния, отчасти
железа. Эти элементы принято называть биогенными. Часть биогенных элементов
находится в виде коллоидов или взвесей.
Озеро Большое находится в селе Узунколь (рисунок 4). Это горько-соленое
озеро с площадью 53 кв.км, длиной 11,5 км, максимальной шириной 8 км, глубиной
7-8 м. Большое - самое глубокое озеро. Берега озера высокие.
В засушливые года озеро сильно минерализовано и имеет горько-соленый
вкус. Концентрация соли в озере настолько велика, что вода выталкивает человека
на поверхность и поддерживает.
Рисунок 4. Озеро Большое
Озеро Бабье (рисунок 5) - преобладающая глубина - 3,5-4м, дно
песчано-илистое, вязкое, берега суглинистые, высота их в верховьях не превышает
0,5м, ниже увеличивается до 2,5-3м. Питание снеговое.
Рисунок 5. Озеро Бабье
Озера представляют собой часть живой оболочки нашей планеты. Это один из
кирпичиков биосферы.
Живые организмы озер, как и всех других водоемов, разделяются схематично
на две основные категории: живущие в толще воды и обитающие на дне. В озерной
воде обитают: фитопланктон (микроскопические водоросли), бактериопланктон,
зоопланктон, рыбы и некоторые другие организмы. На дне и подводных предметах -
перифитон (прикрепленные водоросли) и бентос (ракообразные, моллюски, черви,
личинки насекомых), бактерии и высшая водная растительность. Все эти организмы
составляют единое сообщество - биоту. Каждый ее элемент, выполняя вполне
конкретные функции, поддерживает жизнедеятельность всей системы в целом. Водоросли
создают органическое вещество в процессе фотосинтеза, бактерии перерабатывают и
минерализуют органическое вещество на дне и в толще вод, организмы зоопланктона
и зообентоса, питаясь бактериями и фитопланктоном, в свою очередь служат пищей
для рыб.
Водоросли, зеленые бактерии, низшие и высшие водные растения - вот основа
жизни водоемов.
Самыми мельчайшими организмами в озерах являются бактерии, которые
образуют зеленые слизистые обрастания на подводных частях растений, корягах,
корнях.
Основой всей жизни в водоеме, главной пищевой базой для всего населения
является фитопланктон - микроскопические водоросли: диатомовые, сине-зеленые,
зеленые, золотистые и другие. Вместе с бактериями они образуют первичное
органическое вещество. Фитопланктона в озерах района насчитывается 167 видов,
зоопланктона - 71 вид, значительное количество бентоса, особенно много личинок
комаров.
Водоросли бурно развиваются в теплое время года, особенно в мелководных,
хорошо прогреваемых водоемах, хотя диатомовые начинают развиваться еще подо
льдом. В августе количество планктонных водорослей так возрастает, что озерная
вода "зацветает". Она может приобретать различные цветовые оттенки.
Сине-зеленые водоросли при бурном развитии окрашивают воду в сине-зеленый цвет.
Зеленые водоросли вызывают зеленое "цветение" воды. Диатомовые
водоросли придают воде желтовато-коричневую окраску. Более богат и разнообразен
фитопланктон прибрежных частей озер.
В пресных озерах Узункольского района наиболее распространены
сине-зеленые водоросли.
К наиболее распространенным видам водных растений относятся харовые
водоросли, кладофора, водяные мхи и т.д. К погруженным видам относятся
роголистник, телорез, рдесты, у которых стебли и листья погружены в воду и
только цветы поднимаются над ее поверхностью. Погружные растения имеют большое
кормовое и экологическое значение для водных животных организмов, особенно
беспозвоночных, например озерных улиток, зоопланктона.
Поверхность озёр в разной степени покрыта водной растительностью. Обширны
участки с густой надводной растительностью. Летом необычайно красиво
распускаются, образуя заросли, водные цветы: кубышка желтая, кувшинка белая,
нимфейник.
Надводная растительность состоит в основном из рогоза узколистного,
камыша, осоки. Берега озёр низкие, иногда заболоченные, кое-где по периферии
встречается кочкарник. Заросли тростника, камыша, рогоза опоясывают практически
все озера. Нередко тростник образует густые непроходимые заросли. Осенью по
мере дальнейшего снижения уровня воды тростниковые барьеры начинают обсыхать и
в скором времени превращаются в бордюр из сухих безжизненных стеблей.
Озёра богаты рыбой, среди них есть промысловые виды. Это, прежде всего,
золотой и серебряный карась, щука, линь, окунь, пелядь, сазан, водится язь,
ерш, плотва. Фауна рыб насчитывает 24 вида рыб и вселенцев. Самая
распространенная рыба - золотой и серебряный карась. Караси неприхотливы в
питании, могут жить в солоноватой воде (до 10-15 г/л), выдерживают
слабонасыщение кислородом воды, обитают в глубоких и мелких периодически сильно
усыхающих и даже временно пересыхающих озерах. Все непромерзающие водоёмы
заселены карасём.
Ряд озёр был закреплён за рыбодобывающими предприятиями и используются
для разведения рыбы. Промысловый лов рыбы проводился не на всех водоёмах, а
лишь на таких, как озёра Жаркайын (рисунок 6), Шошкалы, Сладкое, Бабье, и др.
Богатством рыбы и ее разнообразием отличается озеро Речное. Сюда приезжают на
рыбалку из соседнего государства. В настоящее время ихтиофауну нельзя считать
устоявшейся и окончательно сложившейся, это обусловлено практически постоянным
вмешательством человека в видовой состав (намеренное или случайное вселение
новых видов).
Рисунок 6. Озеро Жаркайын
К видам рыб, обитаемых в озерах, относятся щука, сибирская плотва,
озерный гольян, линь, обыкновенный окунь. В результате намеренных вселений в
озера попали: судак, лещ, пелядь, толстолобик, сазан (карп, разные его формы),
ротан-головешка. Не все вселенцы успешно прижились в условиях водоемов, но
прижившиеся (ротан-головешка, лещ) уже существенно конкурируют с коренными
видами, создавая угрозу их обитанию.
Среди земноводных встречаются три представителя: обыкновенная чесночница,
зеленая жаба, остромордая лягушка. Остальные виды встречаются редко и должны
быть отнесены к охраняемым. В последние десятилетия отмечается также снижение
численности степной гадюки, что нежелательно, так как это во многих отношениях
полезный вид. Наиболее распространенными пресмыкающимися являются прыткая
ящерица, обыкновенный уж, европейская болотная черепаха.
На промысловых млекопитающих озёрах обитают водяная крыса, ондатра.
Ондатра впервые была завезена с целью акклиматизации в Кустанайскую область в
1936г. С 1953г расселение этого ценного зверька регулярно начало проводиться в
основном в северных районах области в т.ч. Узункольском. Следует отметить, что
условия для существования ондатры на водоёмах Узункольского района не
постоянны. Резкие колебания уровня воды в озёрах особенно в засушливы годы
создают значительные трудности для её существования. Вместе с тем в годы с
повышенном увлажнением, когда наполняются вынаполняются высохшие и усохшие
озёра, создаются для существования ондатры благоприятные условия. Из 704
водоёмов к наиболее пригодным для ондатроводства отнесены 39 озёр.
Но самый богатый в районе состав водяной и околоводной птицы. Обилие птиц
на озерах объясняется разнообразием угодий для обитания и богатством кормов.
В большом числе гнездятся: лебеди - шипун и кликун, лысуха, серый гусь,
утки (серая, кряква, шилохвость, чирки, красноголовый нырок и др.), пеганки,
чайки (серебристая, сизая, озерная, малая), крачки, кулики, колпица,
красноголовый, красноносый и белоглазый нырки.
Здесь же, на водоемах, гнездятся выпь, серая и большая цапли, большой
баклан, многочисленны мелкие певчие птицы (камышевки, овсянки, сверчки,
трясогузки и др.). На соленых озерах обитают пеганка, огарь, шилоклювка, сизая
чайка.
Несмотря на значительные трансформации ландшафтов, для фауны птиц района
характерна высокая насыщенность редкими видами, включенными в Красную книгу:
савка, колпица, серый журавль, журавль-красавка, орлан-белохвост, беркут,
могильник, степной орел, балобан, дрофа, стрепет, джек, саджа, кречетка, филин,
черноголовый хохотун.
На некоторых озёрах гнездятся одни из самых красивых и редчайших птиц
нашей фауны: пеликаны. Эти птицы прилетают сюда ввиду исключительно
благоприятных природных условий - обилия солнечных лучей, богатой кормовой и
защитной базы.
В теплое время года на водоемы прилетает значительное количество
водоплавающих видов, где они гнездятся, проводят линьку и жируют до отлета на
юг. В озерных водоемах они находят нужный корм, условия для гнездования и
защиту от врагов.
Местом для линьки водоплавающих птиц являются озёра Большое Песчаное,
Большое Маркино, Сладкое, Жаркайын, Долбилово (рисунок 7), Попово, Жаманколь,
Плитки и другие. На озере Сарыоба отдыхают на пролете стаи гусей и лебедей,
редкая утка-пеганка, озерная чайка.
Обилие птиц на озерах объясняется разнообразием угодий для обитания и
богатством кормов. Серый гусь, лебедь, серая утка, лысуха и другие употребляют
в пищу подводную и плавающую водную растительность, которой здесь очень много.
На соляных озерах число видов водных насекомых невелико, но зато очень
много представителей одного какого-либо вида, например рачков (артемия), на
голых берегах - мириады мух - береговушек и их личинок.
Вот почему огромные скопления птиц встречаются летом на голых открытых
мелководных побережьях соляных озер, особенно на узких, вдающихся в озеро
низких песчано-илистых косах, где наземным хищникам негде скрываться.
Рисунок 7. Озеро Долбилово
Тысячи лет сохраняли озера свои основные качества - чистую, пресную,
холодную и прозрачную воду, изобилие ценных и редких пород рыб, водоплавающих
птиц. Только в нашем столетии некоторые из этих режимных характеристик под
влиянием человеческой деятельности изменились столь заметно, что сейчас на
повестке дня стоит вопрос о спасении и защите водоемов. Чрезмерное изъятие
биологических ресурсов приводит к исчезновению видов растений и животных,
утрате разнообразия на генетическом уровне и соответствующим изменениям в
экосистемах.
Постановлением Правительства Республики Казахстан от 10 апреля 2002года №
408 утвержден перечень редких и находящихся под угрозой исчезновения видов
животных - 40 видов млекопитающих, 57 видов птиц, 10 видов пресмыкающихся, 3
вида земноводных, 19 видов животных.
Постановлением Правительства Республики Казахстан от 19. июня 1998года №
573 утвержден перечень видов беспозвоночных животных для занесения в Красную
книгу. Всего 96 видов.
Расход воды на душу населения - одно из основных показателей
благосостояния народа.
3.4 Состояние водоснабжения Узункольского района
Хозяйственно-питьевое водоснабжение района осуществляется путем
использования ресурсов пресных подземных вод. В районе функционирует групповой
Узункольский водопровод принадлежащий ГКП "Узунколь-су". Узункольский
водопровод введен в эксплуатацию 1 января 2003года. Источником является
Узункольское месторождение подземных вод: скважин № 1, № 2, № 3 расположенных в
Киевском сельском округе вблизи п. Итсары Узункольского района. В них
установлены погружные центробежные насосы, которые поднимают воду на
поверхность земли.
Водоочистных сооружений нет. Отстаивать и фильтровать такую подземную
воду не требуется, так как она отвечает всем требованиям ГОСТа 2874-82
"Вода питьевая".
К групповому Узункольскому водопроводу подключены 2 населенных пункта.
Водо-разводящая сеть функционирует только в п. Узунколь. Водоразборные колонки
п. Узунколь не функционируют, вместо них установлены 5 стационарных пунктов для
раздачи воды населению.
В районе за последние годы проведены значительные работы по улучшению
водоснабжения сельских населенных пунктов. С 2006 года производится постепенная
реконструкция сетей водопровода.
Однако проблема водоснабжения района в целом еще не решена. Из 55
населенных пунктов Узункольского района 7 населенных пунктов обеспечены
водопроводной водой, 12 населенных пунктов привозной водой и 41 населенный
пункт используют воду из местных источников (шахтные колодцы) [20]. Еще во многих отдаленных населенных пунктах района
единственным источником питьевой воды являются колодцы. Вода в них слегка
солоновата на вкус.
В зимнее время года для хозяйственно-питьевых нужд жители используют воду
пресных озер, что является небезопасно для здоровья населения: через воду могут
передаваться многие инфекционные заболевания. Болезнетворные микробы могут
попадать в открытые водоемы при загрязнении берегов и смывании загрязнений с
поверхности почвы атмосферными осадками, при водопое скота и т.д.
В нашей стране действует специальный стандарт на питьевую воду - ГОСТ
2874-82. Состав и свойства воды должны обеспечивать безопасность ее в
эпидемическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические
свойства. Первое и главное требование к питьевой воде - это безвредность и
безопасность для здоровья населения.
Химические показатели нецентрализованной воды
По химическому составу вода должна быть также безвредна для здоровья. В
связи с этим в стандарте на питьевую воду нормируется содержание бериллия,
молибдена, мышьяка, нитратов, свинца, селена, стронция, фтора, урана,
радия-226, и стронция-90.
Как видно на рисунке 8 удельный вес несоответствия нецентрализованной
воды Узункольского района по химическим показателям снизился с 3,7 % в 2006 г,
до 2,7 % в 2007 г, и до 2,0 % в 2008 г. Это говорит об улучшении качества воды.
Химические показатели централизованной воды
За 2006 г процент несоответствия водопроводной воды составляет 3,5%, в
2007г. процент несоответствия снизился до 1,5 %. В 2008 г. из-за поломки
водопровода уровень несоответствия водопроводной поднялся до 1,8 % (рисунок 9).
Микробиологические показатели нецентрализованной воды
В районе с 2004г функционируют 22 колодца общественного пользования.
Производится постоянный контроль за санитарным состоянием колодцев
общественного пользования и качества питьевой воды. Несоответствие качества
воды СанПиН-3.01.038.97 по бактериологическим показателям в 2006 году составил
11,1%. В результате контроля с 2007 по 2008 г. процент несоответствия воды по
бактериологическим показателям снизился с 10,2% до 8,8%. Графическое
отображение качества колодезной воды по микробиологическим показателям
представлен на рисунке 10.
Микробиологические показатели централизованной воды
Анализ качества водопроводной воды отражен на рисунке 11.
За период с 2006 г по 2008 г отмечается отнсительная стабильность
качества водопроводной воды. Несоответствие водопроводной воды СанПиН по
микробиологическим показателям за три года менялось незначительно.
Из рисунка видно, что в 2006 г. удельный вес несоответствия составлял 0,9
%, в 2007 г уровень несоответствия поднялся до 1,8 % и в 2008 г несоответствие
составляло вновь 0,9 %. В водопроводной воде за данный период не было положительных
находок патогенной кишечной флоры.
Анализ качества воды по контрольным точкам, по объектам в
эпидемиологических очагах и весь комплекс эпидемиологических расследований
показал, что водный фактор в распространении инфекционных заболеваний кишечной
группы в районе отсутствует.
Заключение и выводы
Узункольский район (переименован из Ленинского указом президента
Республики Казахстан № 3550 от 17.06.1997г.) находится в северо-восточной части
Костанайской области. На севере граничит с Курганской областью Рос-сии, на
востоке- с Северо-Казахстанской обл., на западе - с Мендыгаринским, на юге - с
Сарыкольским районами Костанайской области.
Административным центром района является с. Узунколь, расположенное в
юго-западной части района. Районный центр удален от областного центра
г.Костаная на 162км. Расстояние от райцентра до наиболее удалённой центральной
усадьбы бывших совхозов составляет 95км
Ненарушенной (природной) является окружающая среда на части лесостепной
зоны Узункольского района. Это относительно редко заселенные территории с
берёзово-осиновыми колками, сосновыми ленточными борами и насаждениями, с
большим разнообразием и численностью лесной и степной фауны млекопитающих,
птиц, и насекомых, вводно-болотными угодьями, природными пастбищами и колониями
"аборигенов" (сурков, сусликов и др.).
Территория района имеет общий уклон поверхности к северу. Абсолютные
высоты колеблются в пределах 140-170м. Для территории района характерны два
типа рельефа: гриво-ложбинный и слабоволнисто-равнинный. Гривы вытянуты, как
правило, в восточном и северо-восточном направлениях. Длина грив -1-6 км,
ширина - до 1 км.
Относительные высоты - 3-15м. склоны грив слабопокатые. По верши-нам грив
и их склонам встречаются вытянутые, реже округлые понижения глу- биной до
0,4-0,6м. занятые преимущественно лесной растительностью.
Гидрографическая сеть Узункольского района представлена реками Убаган,
протекающей по юго-западной и западной границе района, рекой Карасу протекающей
в юго-восточной части района и впадающей в озеро Речное, ручьями и оврагами,
которые постоянного стока не имеют, множеством озёр, как больших по площади,
так и малых.
Узункольский район по праву считается озерным краем. По картам
землепользователей в районе насчитывается 704 водоема, где явно преобладают
пресные озера. Площадь их водной поверхности различная: от 8-10 до 1704 га. По
происхождению котловин озера в основном просадочно-суфозионного происхождения.
Озера мелководны, их глубина обычно не более 10 м. Наиболее крупные: Сарыоба,
Речное, Балыкты, Огузбалык, Итсары, Большой Терсколь, Пресное, Бабье, Жаргаин,
Долбилово. К наиболее известным минеральным озерам относятся озеро Мыльное,
Соленое.
Большинство озер бессточны, или же сток из них происходит в отдельные
многоводные годы. К таким относятся озеро Речное и Бабье, из которых вода
перетекает в озеро Сарыоба. Ледостав устанавливается в первой половине ноября.
Таяние льда начинается чаще всего в первой половине апреля.
Таким образом мы можем сделать следующие выводы:
1 Узункольский район характеризуется большим разнообразием водных
объектов, в основном представленных озерами (704 озера) с преобладанием
бессточных пресных озер займищного типа.
Территория Узункольского района является местом транзитного пролета и
продолжительных остановок для отдыха и жировки: лебедь - кликун, лебедь -
шипун, малый лебедь, утки, красноголовый нырок, гоголь, серая утка, кряква и
др. - останавливаются. Гнездятся: кудрявый пеликан, колпица, серый журавль и
др.
Узункольский район характеризуется наличием подземных вод, которые
используются для хозяйственных и бытовых нужд. Из 55 населенных пунктов, из них
обеспечено водопроводной водой - 7, привозной - 12 и используются шахтные
колодцы в 41 населенном пункте.
Качество питьевой воды свидетельствует по химическому составу
нецентрализованной воды и ее увеличения несоответствия водопроводной воде.
микробиологическое состояние нецентрализованной воды хуже, чем водопроводная.
Узункольский район является уникальным по богатству гидроресурсов и по
биоразнообразию и представляет собой богатейшую экосистему, требующую внимания
со стороны жителей и властных структур.
Список использованных источников
1 Источник: Интернет-журнал "Оазис",
14.01.2006.
2 Филипповский И.А. Самое удивительное ископаемое.
Алма-Ата: Казахстан . 1981., С. 10 - 15
Энциклопедия Костанайская область. Алматы. 2006, С.
25-28
Козыбаев М.К. Казахская советская энциклопедия.
Алматы - 1981, С. 30-31
Лесненко В.К. Мир озер. М.: Просвещение. 1989, С.54
- 58
Казахстан. Национальная энциклопедия т,4/Гл. ред.
Б.Аягин. Алматы: Главная редакция Казак
энциклопедиясы. 2006, С. 8-9.
Ким. Ю.И., Дейнега В.К., Экологический атлас
Костанайской области. Костанай 2004. С. 7-8.
Спенглер О.А. Слово о воде. Л., 1980, С. 19 - 25.
Новиков Ю.В. Вода и жизнь на земле. Москва. 1981, С.
55 - 63.
Константинов В.М., Челидзе Ю.Б. Экологические основы
природопользования. - М.: Академия, 2001, С. 58-76.
Родзевич Н.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование
природы. М.: Просвещение, 1986, С. 117-144.
Воронцов А.И., Харитонова Н.З. Охрана природы. М.:
Высшая школа, 1971, С. 68-108.
Инженерная экология/Под ред. Медведева В.Т. М.:
Гардарики, 2002, с. 59-84.
Новиков Ю.В. Сохраняйте чистоту водоёмов. Москва.
1983, С. 10-15
Проблемы охраны окружающей природной среды и
природопользования/Под ред. Буркова Н.А., Ширяева В.В. Киров, 1998, С. 98-118.
Плотников Н.И. Подземные воды - наше богатство.
1976, С. 35 - 37
Константинов В.М. Охрана природы. М.: Академия,
2000, с. 75-99.
Чеботарев А.И Гидрологический словарь. Ленинград.:
Гидрометиоиздат. 1978. С. 14.
19 Среда обитания "Медвежий угол" 3 (46) 2003 г., ИСАР-Сибирь
Инженерная экология и экологический менеджмент/Под
ред. Иванова Н.И., Фадина И.М. М.: Логос, 2003, С. 124-179.
Нургалиев Р.Н. Казахская ССР. Алматы. 1988. С. 12 -
15.
Филонец П.П., Омаров Т.Р. озера Центрального и
Южного Казахстана. Издательство Наука. 1973. С. 30 - 36.
Муравлев Г.Г Малые озера Казахстана. Алматы. 1973.
С. 45 - 48
24 Паспорт Узункольского района
Брагина Т.М., Брагин Е.А. Важнейшие водно-болотные
угодья Северного Казахстана. М. 2002. С. 20-21
Брагина Т.М. Особо охраняемые территории Казахстана
и перспективы организации экологической сети (с законодательными основами в
области особо охраняемых территорий). Костанай, 2007, С. 122-126.
Проект организации и ведения приписного охотничьего
хозяйства Узунколь общественного объединения охотников и рыболовов Костанайской
области Узункольского района.. Костанай - 1998-1999. 15 с.