Курсовая. Озера Казани оценка. Актуальность исследования
 Скачать 90.33 Kb.
|
|
Актуальность исследования. Исторически сложилось, что большие города строились у крупных водных объектов, служивших источником питьевой воды, а также транспортными магистралями. Постепенно город в своем развитии начинает вступать во все более тесные отношения с водными объектами, стараясь использовать их экономически выгоднее, и при этом начинает оказывать все большее влияние на них. Постепенно при расширении города в зону его влияния попадают новые водные объекты, чаще всего малые реки и небольшие озера. Их использование не всегда экономически целесообразно и поэтому им уделяется небольшое внимание в плане изучения и сохранения. В силу своих размеров малые озера обладают слабой способностью к самоочищению и практически неспособны справиться с возросшей нагрузкой, что ведет к необратимым изменениям в них. Между тем они имеют очень большое значение, как элементы экологического каркаса города, места сохранения биоразнообразия, генофонда флоры и фауны, а также как рекреационные зоны. Настоящая работа посвящена исследованию проблемы формирования и развития малых озер урбанизированных территорий под влиянием природных и антропогенных факторов. Актуальность исследований обусловлена тем, что малые озера имеют большое значение в плане сохранения генофонда фауны и флоры в условиях города, нередко имеют рекреационное и средообразующее значение [51, 111]. В ряде стран Европы и Америки учитываются с занесением в каталоги даже очень малые озера, содержащие пресную воду [55, 214]. Цель работы - выявление особенностей формирования и развития озер урбанизированных территорий на примере малых озер города Казани. В соответствии с целью сформулированы следующие задачи: Выявить факторы, влияющие на распределение, формирование и развитие озер в условиях урботерриторий. 4 Определить генетические типы озерных котловин, количество и морфометрические параметры озер города Казани. Исследовать физико-химические показатели и качество вод озер, определить взаимосвязи физико-химических показателей воды и морфометрических параметров озер. Исследовать динамику уровенного режима и роль сохраненного водосбора в характере сезонных изменений уровня вод малых замкнутых озер в условиях урбанизации. Определить трофический статус озер и тенденции его изменения в условиях урбанизации. Определить критерии оценки экологической ситуации и разработать рекомендации по мероприятиям экологической реабилитации для озер урботерриторий. Объектом исследования явились малые озера города Казани. Предмет исследования – лимнические параметры, условия формирования и развития малых озер в условиях урботерриторий. Проблема чистой воды актуальна во всем мире. Татарстан – одно из самых социально-экономических развитых регионов страны. Также республика является самым многоводным субъектом в бассейне Волги. Качество поверхностных вод Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ, крупных рек Татарстана характеризуется как «грязные» 4«а» класса.[6] В Татарстане для питья используется вода из поверхностных и подземных источников. 80 процентов населения Казани пьют воду из Волги. Крупнейшее в Европе Куйбышевское водохранилище на этой реке является главным питьевым резервуаром для столицы. Одной из главных проблем является изношенность Волжского водозабора. Объект требует к себе повышенного внимания, но его полная реставрация не под силу бюджету города. Воду дополнительно очищают при помощи дорогих реагентов. Но пока вода доходит до населения, она становится вновь грязной. Совсем недавно была введена первая очередь пятого пускового комплекса, но современные способы очистки, такие как озонирование и углевание здесь не применяются. Европа давно перешла на озонирование, но удовольствие это стоит дорого. Россия же пока отдает предпочтение хлорированию. Хотя до сих пор ведутся споры по вопросу вреда и полезности европейского и российского методов. Считается, что озон ядовит и время жизни молекул озона всего 30 минут, но в отличие от хлорирования этот метод убивает диоксионы. Современный метод водоподготовки с этапами озонирования, хлорирования и углевания активно применяется в Нижнекамске. Построена озонаторная станция в Азнакаево. Еще одной острой проблемой являются сточные воды. Стоки, попадающие в реки, содержат в себе бензин, керосин, топливные и смазочные масла, бензол, толуол, ксилолы, жирные кислоты, фенолы, глицериды, стероиды, пестициды и металлорганические соединения.[7] Хоть республика и имеет более 100 биологических очистных сооружений, ежегодно в реки, озера республики сбрасывается примерно 700 миллионов кубометров сточных вод с 600 тысячами тонн загрязняющих веществ.[1] Большая часть сточных вод поступает от коммунальных хозяйств. Для очистки этих вод требуются огромные средства и усилия. Фермы, расположенные в сельских местностях вообще не имеют очистных сооружений. В 2011 году казанской межрайонной природоохранной прокуратурой проведена проверка сбросов загрязняющих веществ со стороны «ТАИФ-Магистраль». Оказалось, что количество содержания вредных веществ, поступающих в сточные воды Куйбышевского водохранилища не соответствует нормам. Очистные сооружения в ООО «ТАИФ-Магистраль» отсутствуют.[8] Подземные пресные воды по чистоте одерживают преимущество перед поверхностными. Они характеризуются более высоким качеством и не требуют дорогостоящей очистки, лучше защищены от загрязнения. Поэтому одним из выходов из печально сложившейся ситуации с нехваткой пресной воды является получение воды из подземных источников. Так, одним из таких источников может послужить Столбищенское месторождение, запасы пресной воды которой равны почти половине мощности Волжского водозабора.[1] Из-за предприятий нефтедобычи в Альметьевском, Бавлинском, Октябрьском районах, из-за сахарного завода в Буинске происходит быстрое загрязнение подземных вод на этих территориях.[6] Благодаря воде формируется микроклимат в городе. Сокращение водоемов ведет к пыли, осушению воздуха. Развитие города ведет к постройке новых предприятий, организаций. Так в последнее время стало модно засыпать водоемы для постройки автостоянок, универмагов. 3.1. Влияние урбанизации на озера города Казани Развитие и является историческим процессом, выражающимся в виде изменения природных условий территории, неизбежно отражающихся на состоянии озер. Расширение площади города приводит к росту числа малых озер, находящихся под его влиянием. А повышение концентрации объектов производства, увеличение численности населения вызывает возрастание степени влияния города на озера. Кроме того, в разные исторические этапы развития города преобладали разные виды его воздействия на водоемы. Казань, расположенная на Кремлевском холме, была со всех сторон окружена водой. До середины ХVI в. территория города изобиловала мелкими озерами, как в центральной части, так и на окраинах. Данные озера служили источниками водоснабжения и элементами защиты города. Большинство из них не сохранилось до настоящего времени: были засыпаны или затоплены водами Куйбышевского водохранилища [107]. Период с момента взятия Казани в октябре 1552 г. Иваном IV Грозным до второй половины XVIII в. характеризуется расширением территории города. Процесс крещения татар, и последовавшая за этим массовая депортация привело к освоению территорий в районе озер Кабан и в Заречье [33]. При этом древний город освоили переселенцы, не имевшие культуры использования местных озер, что привело к их заилению, загрязнению и дальнейшему засыпанию. Изменилось функциональное использование озер Кабан. После XVI в. они, кроме питьевого водопользования, стали использоваться в транспортных целях. Это привело к началу загрязнения оз. Нижний Кабан и протока Булак, ставшее особенно ощутимым к концуXVIII в. В XIX в. озеро в основном использовалось для хозяйственных, промышленных и рекреационных целей [113]. Также за этот период значительные изменения претерпела территория вокруг озер Кабан. Были сведены леса, засыпаны заболоченные угодья, застроено побережье. Берега озер 29 Кабан были спланированы, площадь озера сократилась, перестали действовать поступавшие ранее притоки и ключи. Период с начала XX в. до настоящего времени характеризуется чрезвычайно интенсивным развитием процесса урбанизации, приведшего к сильному изменению природных условий. Строительство асфальтированных дорог к 1928 г. привело к изменению подстилающей поверхности водосборных бассейнов. Изменялся климатический режим города, происходило загрязнение водоемов техногенными отходами и аварийными сбросами. Коренная реконструкция промышленности в начале 1930-х гг. привела к росту поступления в окружающую среду выбросов и сбросов промышленных предприятий. Размещение эвакуированных предприятий во время Великой Отечественной Войны в 1941-1945 гг. привело к расширению территории старых (современные Московский, Приволжский) и образованию новых (Авиастроительный, Советский) районов [68]. Строительство в 1957-1965 гг. жилых микрорайонов в Московском, Приволжском, а с 1970 г. – в Советском и Ново-Савиновском районах привело к быстрому расширению территории города. Современная тенденция увеличения площади жилых застроек, промышленных зон, автодорог приводит к засыпанию озер [192]. Кроме того, длительное существование в условиях города приводит к пространственной неоднородности почвенного покрова [16], следовательно, к изменению показателей поверхностного стока. Это приводит к резкому изменению гидрологических и экологических характеристик озер. момента основания (XII в.) город располагался на вершине удлиненного холма. Он представлял собой окруженную лесами крепость на берегу р. Казанки. Границы практически совпадали с границами современного Казанского Кремля. серединыXVI в. до второй половиныXVIII в. развитие города шло в восточном, южном и юго-западном направлениях. В нач. XVIII в. в городскую черту были включены образовавшиеся слободы (Подлужная, Федоровская, Мокрая, Ямская и др.). Со второй половины XVIII в. началось освоение территории в юго-восточном направлении (современные ул. Горького, Толстого, 30 Муштари). К нач. XX в. границы города Казань практически совпадали с очертаниями современного Вахитовского муниципального района. Быстрый рост города произошел в послевоенный период. С начала 1950-х гг. Казань расширила территорию примерно в 10 раз по сравнению с началом XX в. Одновременно с происходила смена естественных ландшафтов ландшафтами урботерриторий, что привело к изменению условий существования водных объектов. Заметное изменение природных условий города Казани в результате строительства промышленных объектов началось в XVIII в. За Старо-Татарской слободой разместились: свечной завод братьев Крестовниковых, два пивомедоваренных имыловаренный завод, текстильная фабрика. В 1718 г. создается Адмиралтейство, в 1786 г. строится пороховой завод. В XIX в. за озерами Кабан разместились множество различных мыловаренных, свечных, кожевенных, обувных предприятий. В 1820 г. появляются три крупных кожевенных предприятия братьев Котеловых в Ягодной слободе, в 1860 г. – кожевенный завод, ткацкая фабрика, бумагопрядильный завод братьев Алафузовых (современный «Льнокомбинат»). В XIX в. население города пополняется выходцами из сел и деревень, что ведет к образованию рабочих поселков барачного типа [67]. результате развития промышленности усилилось загрязнение территории города. Предприятия имели низкие трубы, и рассеивание происходило на небольшие расстояния. В результате на территории исторических промышленных зон отмечаются высокое содержание соединений азота и фосфора [5], влияющих на трофический статус озер. Резкий рост промышленности привел к техногенной миграции химических элементов и их соединений, привело к загрязнению ландшафтов. Увеличение количества автотранспорта обусловило загрязнение территории свинцом и поверхностно-активными веществами [38]. Образование Куйбышевского водохранилища в 1956 г. обусловило повышение уровня вод р. Казанки в её приустьевой части на 11 м, что привело к повышению уровня грунтовых вод и, как следствие, увеличению площади 31 заболоченных территорий. Образовались новые озера, вследствие зарегулированности стока изменился гидрологический режим существующих озер. Повышение уровня грунтовых вод привело к подтоплению территорий Вахитовского, Приволжского, Ново-Савиновского и Кировского районов. Также были затоплены озера береговой зоны, а строительство дамб инженерной защиты повлекло засыпку некоторых озер (оз. Поганое). Произошло спрямление русла р. Казанки в приустьевой части, в результате чего образовались озера-старицы. Затопление пойменной части обусловило уничтожение островных мелководий, являвшихся местообитанием редких видов флоры и фауны. Остатки поймы сохранились лишь в районе Советского моста. Таким образом, развитие города происходило неравномерно. Центральная часть города из-за многократных перепланировок претерпела значительные изменения. Находящиеся там озера испытывали сильное влияние города в течение длительного времени. По направлению к окраинам плотность застройки уменьшается, местами встречаются незастроенные территории, на которых озера испытывали воздействия градостроительства в течение относительно меньшей продолжительности времени (рис. 7). Распределение озер по территориям с разной продолжительностью антропогенного влияния показано в таблице 1. Анализ показывает, что наибольшее количество озер находится на территории города застроенной в XX в. – 132 озера (70%), из которых 48 искусственных озер. На незастроенных территориях находится 51 озеро (27%), из которых 4 искусственных озера. Таблица 1 - распределение озер по территориям с разной продолжительностью антропогенного влияния
 32  Рисунок 7 - картосхема (масштаб: в 1 см – 2 км) этапов застройки города Казани и современное расположение озер (границы застройки даны по А.Б. Александровой [5], расположение озер указано автором) На территории города застроенной до сер. XVI в находилось 5 озер Черноозерской системы, которые впоследствии были засыпаны [113]: Ключевое (1774), Белое (1812-1842), Банное (1846), Черное (1894), Поганое (1930-1956). В настоящее время на данной территории расположено искусственное озеро. На территории, застроенной в течение XVI-XVIII вв., находится 2 озера, оба природного происхождения, но объем водной массы одного из них (протока Булак) в течение длительного времени поддерживается искусственно, другое озеро (Харовое) вероятно является остаточной частью засыпанного относительно крупного пойменного озера с устойчивым грунтовым питанием. 33 На территории, застроенной в период от середины XVIII в. – до начала XX в., находится 4 озера, два из которых (в парке Черное озеро и оз. Банное) являются бассейнами с бетонированными берегами и дном. Озеро Нижний Кабан (49,2 га) и Ботанический проток (6,5 га) - представляют собой относительно крупные озера. В то же время известно, что на данной территории существовали озера, способные обеспечить водой достаточно крупный город [113]. Таким образом, количество озер заметно уменьшается на территориях, подвергшихся более длительному влиянию градостроительства. Сохранившиеся озера представляют собой искусственные или относительно крупные для города озера, малые озера, существовавшие ранее, в основном засыпаны. Отсюда можно сделать вывод, что существовать длительное время, подвергаясь сильному антропогенному влиянию, могут лишь относительно крупные озера. настоящее время при изучении озер их обычно рассматривают как природные объекты, развитие которых зависит в основном от влияния внешних факторов, преимущественно естественного происхождения. В большинстве случаев при рассмотрении крупных объектов со слабонарушенной площадью водосбора такой принцип является оправданным. Но в случае изучения малых озер урбанизированных территорий необходим несколько иной подход. Это обусловлено рядом причин: во-первых, в зоне влияния городов чаще всего находится лишь несколько крупных водных объектов, на берегах которых строился данный город. По отношению к городу Казани таким крупным водным объектом является Куйбышевское водохранилище с заливом в устье р. Казанки. Остальные же водные объекты на территории городов имеют обычно малые и очень малые размеры. Однако, несмотря на свои размеры, многие из них оказывают на экосистему микрорайонов города достаточно сильное влияние, т.к. в совокупности они занимают достаточно обширную площадь. Например, озерность Ново-Савиновского муниципального района составляет 3%. Во-вторых, вследствие свойств воды, таких как хорошая растворяющая способность и гигроскопичность [131], водные объекты особенно подвержены влиянию внешних воздействий, степень влияния которых зависит от параметров 34 водного объекта: малые водоемы вследствие своих размеров наиболее зависимы от внешних воздействий. При этом, несмотря на способность всех водных объектов естественного происхождения к самовосстановлению при низких антропогенных нагрузках [110, 147], малые озера при значительном воздействии скорее склонны к исчезновению, чем к приспособлению к изменениям. В-третьих, в эпоху техногенной цивилизации человек начинает существовать как сверхвид, подвергающий окружающую среду стихийному окультуриванию [88], при этом его деятельность сопоставима с деятельностью геологических процессов, Таким образом, малые озера, урбанизированных территорий, не могут не ощущать на себе антропогенного влияния. Для определения видов воздействия урбоэкосистемы на озера были использованы экспертные оценки антропогенного воздействия из экологических паспортов (фондовые материалы Лаборатории оптимизации водных экосистем КФУ), которые были обработаны общематематическими методами. Результаты обработки представлены в таблице 2. Из приведенных данных видно, что наиболее распространенным видом воздействия является неорганизованная рекреация, которая характерна для 163 озер города Казани, при этом для 141 озера она является преобладающим видом антропогенного воздействия. Таблица 2 - наиболее распространенные виды антропогенного воздействия на малые озера города Казани
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||