Екологічна оцінка якості поверхневих вод у бездощовий період в умовах міського водозбору
Анотація
Актуальність дослідження: Процеси зміни клімату вносять потужні корективи показників річкового стоку та водного балансу водного об’єкту. Одним із основних чинників формування стоку води річок є кліматичні умови. І на першому місці - величина суми атмосферних опадів, що складає норму річного кліматичного стоку. Для України суттєво збільшились періоди без дощів, а зимовий період став традиційно без снігового покриву. Причому, слід відмітити, що в Україні два десятиліття спостерігається тенденція зниження кількості опадів у грудні-січні. Це призводить до зміни багатьох гідрологічних показників і до звичних, в умовах помірного клімату, гідрологічних режимів. При збільшенні тривалості бездощового періоду відбувається збільшення тривалості меженного періоду, як зимового так і літнього. Це викликає зріст підземного живлення річки. В результаті відбувається надходження у води річок концентрацій хлорид- і сульфат- іонів і підвищується загальна мінералізація. Зростаюча частка у живленні річок підземними водами сприяє виносу легкорозчинних солей В умовах міського водозбору ситуація ускладнюється потраплянням забруднюючих речовин у водний об’єкт, насамперед, завислих речовин, не тільки у результаті змиття їх дощовим та талими водами, але й перенесенням силою вітру. Наслідки таких дій прогнозовані - ризики екологічного стану водного об’єкту. Тому визначення екологічної оцінки стану водних об’єктів в умовах міського водозбору у бездощовий період є питанням малодослідженим і актуальним. Методи дослідження – польовий відбір проб води та донних відкладів для надання екологічної оцінки водного об’єкту; порівняння отриманих результатів з аналогічними, які були отримані за дощові періоди та при впливі на стан водойму талих вод, у різні гідрологічні режими; системний аналіз, який дає змогу відслідковувати зв’язки, що утворилися між об’єктами; хімічний метод, методи порівняння і узагальнення. У водах р. Лопань у бездощовий період спостерігається перевищення ГДК амоній-іони, БСК-5, розчинений кисень, нітрити, сульфати, фосфати, цинк, клас якості води – добрий; у водах р. Уди – встановлено перевищення загальної жорсткості, вміст нітратів і хлоридів. Клас якості води (І класу води, ІЗВ) - «дуже чиста». В донних відкладах було виявлено перевищення за цинком, плюмбумом та кадмієм.
Завантаження
Посилання
Afshar A. & Masoumi F. (2016). Environmental Earth Sciences. vol.75, Article number, 53. https://doi.org/10.1007/s12665-015-4812-x
Andik B. & Niksokhan M.H. (2020). Waste load allocation under uncertainty using game theory approach and simulation-optimization process. Journal of Hydroinformatics, 22(4), 815–841, https://doi.org/10.2166/hydro.2020.18
Carmichael J.J. & Strzepek K.M. (2000). A multiple-organic-pollutant simulation/optimization model of industrial and municipal wastewater loading to a riverine environment. Water Resources Res., 36(5), 1325–1332, https://doi.org/10.1029/2000WR900010
Fan Y.R., Huang G.H., Guo P., Yang A.L. (2012). Inexact two-stage stochastic partial programming: Application to water resources management under uncertainty. Stoch. Environ. Res. Risk Assess., 26, 281–293, https://doi.org/10.1007/s00477-011-0504-6
Humpenoder F., Popp A., Stevanovic M., et al. (2015). Land-use and carbon cycle responses to moderate climate change: implications for land-based mitigation. Humpenoder F.- Environ. Sci. Technol, 49, 6731–6739, https://doi.org/10.1021/es506201r
Iglesias A., Quiroga S., Moneo M., Garrote L.(2011). From climate change impacts to the development of adaptation strategies: challenges for agriculture in Europe. Clim. Chang, 112, 143–168, https://doi.org/10.1007/s10584-011-0344-x
Kalbacher T., Delfs J.-O., Shao H., et al. (2012). The IWAS-ToolBox: Software coupling for an integrated water resources management. Environ Earth Sciences, 65, 1367–1380, https://doi.org/10.1007/s12665-011-1270-y
Kalbus E., Kalbacher T., Kolditz O., et al (2012). Integrated water Resources management under different hydrological, climatic and socio-economic conditions. Environmental Earth Sciences, 65(5), 1363-1366, https://doi.org/10.1007/s12665-011-1330-3
Leidel M., Niemann S., Hagemann N., et al (2012). Capacity development as a key factor for integrated water resources management (IWRM): improving water man-agement in the Western Bug River Basin, Ukraine. Environ Earth Sci, 65(5), 1415–1426, https://doi.org/10.1007/s12665-011-1223-5
Loucks D.P., ReVelle C.S. & Lynn W.R. (1967). Linear programming models for water pollution control. Manage Sci, 16, 166-181, https://www.jstor.org/stable/2628682
Loucks D.P. & van Beek E (2017). Water resources systems planning and management. An Introduction to Methods, Modelsand Applications. Springer, 630, https://doi.org/10.1007/978-3-319-44234-1
Meng Ch., Wang X., & Yu Li. (2017). An Optimization Model for Waste Load Allocation under Water Carrying Capacity Improvement Management, A Case Study of the Yitong River, Northeast China. Water, 9, 573, https://doi.org/10.3390/w9080573
Saberi L. & Niksokhan M.H. (2017). Optimal waste load allocation using graph model for conflict resolution. Water Sci. Technol, 75 (6), 1512–1522, https://doi.org/10.2166/wst.2016.429
Schilling J. & Tranckner J. (2020). Estimation of Wastewater Discharges by Means of OpenStreetMap Data. Water, 12, 628, https://doi.org/10.3390/w12030628
Shih C.S. (1970). System ptimization for river basin water quality management. J. Water Pollut. Control Fed., 42(10), 1792-1804, https://www.jstor.org/stable/25036799
Skulovich O. & Ostfeld A. (2018). Industry Effluent Disposal into Rivers: Coupled Multiobjective-Analytical Optimization Model. Journal of Water Resources Planning and Management, 144(2), https://doi.org/10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000861
Thomann R.V. & Sobel M.J. (1964). Estuarine water quality management and forecasting. J. Sanit. Eng. Div. N.Y. Am. Soc. Civ. Eng., 90, 9-36.
Kolditz O., Goerke U.-J., Shao H., Wang W. (2012). Thermo-Hydro-Mechanical-Chemical Processes in Porous Media: Benchmarks and Examples. Ed. By O. Kolditz, Springer Science Business Media, 399. https://doi.org/10.1007/978-3-642-27177-9
Godecke-Tobias Blecken, Rychak N.L. & Ostapenko V.V. (2013). The content of suspended solids and dry residue in surface waters of atmospheric origin in an urbanized area. "Ecology, neoecology, environmental protection and balanced use of natural resources", October 30-November 2, 2013. Kharkov, Ukraine. 119-121. [in Russian].
Gura N.P., Rychak N.L. (2015). Bottom sediments and their impact on water quality in the Lopan River "Ecology, neo-ecology, environmental protection and balanced nature management". December 3-4, 2015. Kharkiv, Ukraine. 167-168. [in Ukrainian]
Gura N., Rychak N. (2015). The influence of surface runoff from urban areas on the content of heavy metals in the system "surface water - bottom sediments". "Water supply and sewerage: design, construction, operation, monitoring". November 4–6, 2015. Lviv, Ukraine. 80-83. [in Ukrainian].
DSTU 4077-2001 ISO 10523: 1994, MOD. (2003). Water quality. Determination of pH. [Effective from 2003-07-01]. Kyiv, 16. (National standard of Ukraine). [in Ukrainian].
DSTU 7244; 2011. (2012). Soil quality. Special raw material zones. General requirements. [Effective from 2012-01-01]. Kyiv. (National standard of Ukraine). [in Ukrainian].
DSTU 7525: 014. (2015). Water quality. Requirements and methods of quality control. [Effective from 2015-10-23]. Kyiv. 12. (National Standard of Ukraine). [in Ukrainian].
Dauwalter V.A, Yashchishin S.I. (2008). Chalcophilic elements in the water and bottom sediments of Lake Umboro. Moscow. Bulletin of the Moscow State Technical University. 3(11), 417-427. [in Russian].
Dobrenko OO, Myryushchenko A.V. (2015). Water management problems. Pollution and eutrophication: a monograph. Zhytomyr, Mercury. [in Ukrainian].
Zhemerov O.O, Doz V.G. (2011). Estimation of land surface water quality: method. way. Kharkiv, ACCA. [in Ukrainian].
Karpets K.M. (2012). Assessment of small rivers in Kharkiv (on the example of Kharkiv): textbook. way. Kharkiv, ACCA. [in Ukrainian].
Kizilova N.N, Rychak N.L. (2019). Mathematical modeling and forecasting of the dynamics of the river bed of the Kharkiv River on the territory of Kharkiv. Mechanics. Scientific research and educational and methodical developments, 12. Gomel, Belarus. 94-99. [in Russian].
Kizilova N.N., Rychak N.L., Khalin A.A. (2019). Mathematical modeling and forecasting of the dynamics of the Seversky Donets riverbed. Bulletin of V. Karazin Kharkiv National University, Series «Mathematical Modeling. Information Technology. Automated Control Systems». (43). 30-37, https://doi.org/10.26565/2304-6201-2019-43-04 [in Ukrainian].
Kizilova N.M., Rychak N.L., Rudnev Y.I. (2019). The approach of system dynamics to water quality control in urban areas. Information processing systems, 4(159), 87-92, https://doi.org/10.30748/soi.2019.159.10 [in Ukrainian].
Kizilova N.M., Rychak N.L. (2020) Information support of the water resources management system in urban areas. Information processing systems, 4(163), 37-48. https://doi.org/10.30748/soi.2020.163.04 [in Ukrainian].
Lukienko M.V., Rychak N.L.(2019) Optimization of the state of the water body during the load in the rainless period (for example, the river Uda). Ecology, neo-ecology, environmental protection and sustainable use of nature. November 28 - 29, 2019. Kharkiv, Ukraine, 16-18. [in Ukrainian].
Mokin V.B., Slobodyanyuk O.V., Davydyuk O.M., Shmundyak D.O. (2020) Shmundyak Information technology for searching for possible sources of increased river pollution using the PROPHET model. Bulletin of Vinnytsia Polytechnic Institute, 4, 15-24, https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-151-4-15-24 [in Ukrainian].
Ostapenko V.V., Rychak N.L. (2014). The content of petroleum products in the stormwater runoff of the transport subsystem of the city. Environmental and man-made safety. Protection of water and air pools. Waste disposal. April 24-25, 2014. Kharkiv, Ukraine, 86. [in Ukrainian]
Feshchenko V.P. (edited). (2016). Rational use and restoration of water resources. Zhytomyr: ZhSU Publishing House I. Franko. [in Ukrainian]
Rychak N.L., Moskovkin V.M., Kuznetsova V.V. (2016) Calculation of economic damage from surface waters of atmospheric origin (on the example of the housing subsystem). Bulletin of VN Karazin Kharkiv University. Series "Geology. Geography. Ecology", 44, 177-183. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2016-44-25 [in Ukrainian]
Saet Yu. E. Geochemistry of the environment. (1990). Moscow: Nedra. [in Russian].
Chebukin D.S., Rychak N.L. (2019) Analysis of the contribution of surface runoff to the overall level of water pollution in the Lopan River. Ecology, neo-ecology, environmental protection and sustainable use of nature. November 28 - 29, 2019. Kharkiv, Ukraine, 105-107. [in Ukrainian]
Bakirov V.S., Golikov A.P., Kazakova N.A., Shuba M.A. (2011). Kharkiv region: regional development: state and prospects. Bakirov V.S. (editor) Kharkiv: KhNU named after V.N. Karazin, 2011, https://core.ac.uk/download/pdf/46593993.pdf [in Russian].
