ВКР. Романова Наталья. ВКР. Водные ресурсы Смоленской области и проблемы их рационального использования
 Скачать 1.16 Mb.
|
1 2 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Смоленский государственный университет» Факультет естественно-географический Кафедра географии Выпускная квалификационная работа на тему: «Водные ресурсы Смоленской области и проблемы их рационального использования» Выполнила: студент группы № 51 заочного отделения направления подготовки Педагогическое образование, «География» Романова Наталья Владимировна Научный руководитель: к.г.н., доц. Бобров Евгений Анатольевич Работа допущена к защите: зав. кафедрой, к.п.н., доцент Ермошкина Галина Федоровна  (подпись) Смоленск 2018 Содержание Введение …………………………………………………………………………..3 Глава 1. Водные ресурсы Смоленской области 1.1. Условия формирования и общая характеристика водных ресурсов ……..6 1.2. Ресурсы поверхностных вод …………………………………………..……9 1.3. Ресурсы подземных вод ……………………………………………………13 Глава 2. Современное состояние и проблемы использования водных ресурсов Смоленской области 2.1. Основные направления и современные масштабы использования водных ресурсов в Смоленской области ………………………………………………..17 2.2. Современные тенденции в изменении качества поверхностных и подземных вод ……………………………………………….………………….22 2.3. Проблема истощения водных ресурсов ……………………….…………..28 Глава 3. Охрана и рациональное использование водных ресурсов 3.1. Пути и методы рационального использования водных ресурсов области…………………………………………………………………………... 30 3.2. Охрана водных ресурсов от загрязнения и истощения …………………..33 3.3. Организация системы мониторинга водных объектов …………………..36 Заключение ………………………………………………………………………40 Список использованной литературы …………………………………………..44 Приложения ……………………………………………………………………..47 Введение В современных условиях развития экономики и общества оной из наиболее острых проблем как с природно-экологической, так и с социально-экономической точки зрения, является эффективное и при этом рациональное использование природно-ресурсного потенциала территории, и в частности, потребление водных ресурсов. Для значительной части территории России, особенно в условиях интенсивного расселения в крупных городах, значительного развития промышленности, сельского хозяйства в последние годы актуальным стало обострение экологических проблем. Одной из таких актуальнейших проблем современности является сохранение должного качества и объёмов водных ресурсов. В последние годы всё большее количество территорий в России и в мире страдают от истощения подземных и поверхностных вод, снижения качества вод в результате их химического, биологического загрязнения, засоления, радиоактивного воздействия. Территория Смоленской области, рассматриваемая в данной выпускной квалификационной работе, характеризуется достаточной высокой степенью разнообразия естественных водных ресурсов как подземного, так и поверхностного залегания. Несмотря на то, что Смоленщина богата водными ресурсами различных типов, в результате длительного периода интенсивной хозяйственной деятельности произошло изменение всех основных водных экосистем, что привело к существенному ухудшению качества вод (особенно в поверхностных водоёмах). Также в ряде случаев усиление антропогенной нагрузки на территории Смоленской области истощению водных ресурсов подземных вод в крупных городах и малых рек в связи с использованием вод в сельском хозяйстве в советский период. Изменился режим функционирования болотных экосистем в связи с проводившейся программой мелиорации заболоченных земель, что также сказалось на качестве и количестве водных ресурсов. В связи с высокой значимостью ля природной среды и хозяйства, следует уделить особое внимание вопросам территориального размещения запасов водных ресурсов в пределах территории Смоленской области. Кроме того, необходимо выявить перечень мероприятий, которые в будущем могли бы способствовать сохранению благоприятного состояния водной среды. В связи с этими выше обозначенными проблемами, тема выпускной квалификационной работы, посвященной изучению состояния водных ресурсов и проблем их использования является актуальной. Выпускная квалификационная работа предполагала постановку следующей цели: изучение состояния водных ресурсов территории Смоленской области и выявление проблем их рационального использования. Объектом исследования в рамках выпускной квалификационной работы являлись водные ресурсы Смоленской области. Предмет исследования составляли географические особенности в размещении, качестве и запасах водных ресурсов на территории Смоленской области. Постановка цели предполагала решение следующих задач в ходе написания выпускной квалификационной работы: 1. Проанализировать условия, оказавшие влияние на формирование водных ресурсов на территории Смоленской области; 2. Провести комплексную характеристику ресурсов поверхностных и подземных вод, размещенных в пределах Смоленской области. 3. Выявить основные направления и современные масштабы использования водных ресурсов в Смоленской области; 4. Рассмотреть современные тенденции в изменении качества поверхностных и подземных вод; 5. Проанализировать актуальность проблемы истощения водных ресурсов Смоленской области; 6. Выявить пути и методы рационального использования водных ресурсов Смоленской области; 7. Рассмотреть возможности осуществления охраны водных ресурсов от загрязнения и истощения; 8. Проанализировать сложившуюся систему организации мониторинга водных объектов в Смоленской области. В ходе подготовки и написания выпускной квалификационной работы были использованы следующие методы: анализ географической, картографической, экологической и социально-экономической литературы по теме исследования, сравнительно-сопоставительный метод исследования, обобщение полученного материала с целью подготовки выводов об уровне обеспеченности и качестве водных ресурсов Смоленской области. В содержание выпускной квалификационной работы включены введение, три главы, заключение, список использованной литературы, а также приложения. В первой главе выпускной квалификационной работы была проведена общая географическая характеристика водных ресурсов, располагающихся территории Смоленской области. Во второй главе были рассмотрены характерные особенности использования водных ресурсов на территории Смоленской области. Кроме того. Были выявлены основные региональные различия проявления проблемы снижения качества и исчерпания водных ресурсов в Смоленской области. Третья глава была посвящена изучению возможностей рационального использования водных ресурсов Смоленской области. Кроме того, также в третьей главе были рассмотрены основные проблемы и перспективы использования потенциала водных ресурсов Смоленщины, а также проведения мониторинга состояния водных ресурсов. Глава 1. Водные ресурсы Смоленской области 1.1. Условия формирования и общая характеристика водных ресурсов Смоленская область представляет собой субъект Федерации на западе Европейской части России. Большая часть территории области находится в пределах Смоленско-Московской и Вяземской возвышенностей с волнистым, местами холмистым рельефом и сравнительно глубоко врезанными речными долинами. Часть территории области занимают низины – Вазузская, Верхнеднепровская и Березинская, на северо-западе – Слободская и другие моренные гряды. Тепловой режим и режим увлажнения способствует формированию на большей части территории Смоленщины достаточного увлажнения. Достаточное, а на севере и северо-западе региона избыточное увлажнение, способствует формированию значительного по величине стока рек. В Смоленской области почвенный покров и характер грунтов характеризуется высокой фильтрацией поверхностных вод (образующихся в результате выпадения дождевых осадков и особенно таяния снега) и существенной влагоёмкостью. Свойства почвогрунтов обеспечивают формирование существенного объёма запасов подземных вод, гарантирующих постоянство стока рек [2]. Относительно однородный климатический фон обуславливает на территории области много сходного в водном, температурном, гидрохимическом режимах рек. Влияние на эти режимы других факторов природной среды нередко разнообразно. Для Смоленской области характерно наличие водораздела трёх крупных водотоков – Волги, Днепра и Западной Двины. Всего в пределах области протекает порядка 1150 крупных и малых рек. Самыми главными из них являются Днепр с его многочисленными притоками (Сож, Вопец, Вязьма, Вопь и Десна), Западная Двина с крупным притоком Каспля, а также реки на востоке области, относящиеся к бассейну Волги (Угра, Гжать, Вазуза). Воды рек Смоленской области используются, в первую очередь, в целях водоснабжения сельскохозяйственных предприятий [15]. Для Смоленщины характерно расположение в пределах междуречья трёх крупнейших водных бассейнов рек, впадающих в Балтийское, Черное и Каспийское море. Большая часть территории области расположена в пределах Черноморского бассейна (57%), сформированного деятельностью Днепра и его крупнейших притоков. Днепровский водосбор характерен для центральной, южной и западной части Смоленской области. Существенно меньше площадь бассейна рек, относящихся к Каспию (включает в себя северо-восток области, дренируемый притоками Волги) – 26% территории Смоленщины. Наименьшая площадь приходится на Балтийский бассейн (17% территории области), формируемый в результате деятельности текучих поверхностных вод на северо-западе региона, впадающих, в конечном счёте, в Западную Двину. В пределах Смоленской области преобладают малые реки, что связано с расположением территории регионах на водоразделе. Наибольшая протяженность (более 200 км) характерна для Днепра (протяженность реки более 500 км), а также ещё трёх рек Смоленской области: Угра – 257 км (бассейн Волги), Остер – 227 км и Сож – 213 км (обе относятся к бассейну Днепра). Для одиннадцати рек характерна длина от 100 до 200 км, а 25 рек имеют протяженность от 50 до 200 км. Все остальные реки, которых на территории области более 1100, относятся к малым водотокам, имея длину менее 50 км. Средняя протяженность реки, протекающей по территории Смоленщины, также не велика – всего лишь 14 км, что обусловлено расположением в пределах области преимущественно верховий крупных рек, а также существенного количества малых рек. Формирование сети рек в пределах Смоленской области обусловлено, в значительной степени, ледниковым режимом, господствовавшим на данной территории несколько десятков тысяч лет назад. Талые ледниковые воды, направлявшиеся на периферию от ледника, способствовали образованию густой речной сети. Талые воды размывали осадочные породы и тем самым определили главные направления стока поверхностных вод. Питание рек Смоленской области смешанное, при этом преобладающим типом питания является снеговое. В связи с этим режим рек характеризуется значительным подъёмом воды в весенний период, двумя меженными периодами (зимой и летом), а также периодически возникающими паводками в периоды интенсивного выпадения дождевых осадков. Чаще подобные подтопления случаются осень, когда уменьшается испарение воды, а вероятность выпадения дождей существенно возрастает. В фазу половодья по рекам области проходит порядка 70% от суммарного объёма годового стока. Реки освобождаются ото льда и снега достаточно быстро, обычно в начале апреля или в конце марта. Половодье характерно для всего весеннего периода (продолжительность его составляет порядка 70 суток), но к началу июня уровень воды в реках существенно сокращается. В летний и осенний период основной тип питания рек – дождевой, дополняемый подземным стоком. До середины ноября характерна осенняя межень, после этого срока реки обычно замерзают и имеют низкий уровень воды в реке вплоть до середины марта следующего года [16]. В зимний период основным источником питания рек выступают подземные воды. Следует отметить, что режим рек области никогда не бывает постоянным, в зависимости от погодных условий в течение года. На формирования водного режима оказывают роль также и такие факторы, как рельеф, характер грунтов, степень заболоченности и наличие растительности. Для Смоленщины характерно наличие значительного количества озёр, число которых составляет несколько сотен. Крупнейшими озёрами области являются водоёмы в северо-западной части её территории (в зоне последнего Валдайского оледенения), преимущественно расположенные в пределах Демидовского района. К ним следует отнести такие крупные водоёмы, как Акатовское, Сапшо, Баклановское, Дго и ряд других. Преимущественно эти озёра используются как объекты рекреационной деятельности, а также в целях любительского рыболовства. Самое крупное из озёр Смоленщины Акатовское озеро, имеющее площадь более 650 гектар. Наиболее глубоким из озёр Смоленской области является озеро Баклановское на северо-западе региона, глубина которого составляет более 28 метров. На территории Смоленщины встречаются карстовые явления. Приводящие к образованию воронок и даже озёр. Самым крупным по площади карстовым водоёмом в области является Калыгинское озеро [10]. Гидрологические наблюдения проводятся в настоящее время на 14 реках области. На реках бассейна Днепра наблюдения выполнялись на 19 гидрологических постах. На реках бассейна Волги наблюдения ведутся на 2 постах. На реках бассейна Западной Двины – на 3 постах. Каждый из водных объектов расположенных в пределах Смоленской области, имеет водоохранную зону, различающуюся в зависимости от типа и статуса водоёма. Водоохранные зоны относятся к категории земель водного фонда, они имеют особый статус защиты, с точки зрения экологического воздействия. Водоохранные зоны способствуют предупреждению вредного влияния хозяйственной деятельности на естественные и искусственные водные объекты. 1.2. Ресурсы поверхностных вод Речная сеть Смоленской области представлена 1149 реками протяжённостью около 16,7 тыс. км (густота речной сети 0,34 км/км2), большая часть которых относится к малым рекам и ручьям. Крупнейшими реками региона являются Днепр с притоками Десной и Сожем, притоки Сожа – Ипуть, впадающая в Сож на территории Белоруссии. К крупным рекам волжского бассейна, частично протекающим по территории области, являются притоки Оки – Угра и Москва. Также к волжскому бассейну принадлежат реки Верхней Волги Волги – Вазуза с притоком Гжатью. Реки и озера Смоленщины богаты щукой, судаком, лещом, окунем, налимом, другими видами рыб. Это создает необходимые предпосылки для организации спортивной охоты, рыболовства, кратковременного отдыха на берегах водоёмов. Многолетний речной сток рек Смоленской области в настоящее время превышает 15 млрд. м3. В 2014 г. речной сток в Смоленской области составил 7,5 км3/год, что на 45,26% ниже среднемноголетнего показателя [14]. Обеспеченность населения области ресурсами речного стока – 7,824 тыс. м3/год на человека, что ниже среднероссийского показателя (31,717 тыс. м3/год на человека), но выше показателя Центрального федерального округа (2,082 тыс. м3/год на человека). Обеспеченность прогнозными ресурсами подземных вод – 6,63 м3/сут на человека, что выше как среднероссийского показателя (5,94 м3/сут на человека), так и показателя федерального округа (1,894 м3/сут на человека). По этому показателю Смоленская область занимает первое место среди регионов Центрального федерального округа [3].  Рис. 1. Обеспеченность населения Смоленщины ресурсам речного стока На постоянных водотоках Смоленщины построено более 700 прудов и водохранилищ, в которых сосредоточено более 1,3 млрд. м3 воды. Наиболее крупными из искусственных водных объектов, расположенных в пределах Смоленщины, в первую очередь, выделяются водохранилища. Так, Яузское и Вазузское водохранилище в Гагаринском районе в северо-восточной части Смоленщины выступают в качестве одного из крупнейших водных источников, снабжающих Московскую область и город Москва питьевой поверхностной водой. Порядка 20% всего водопотребления в московском регионе в настоящее время приходится на воду, поставляемую по Вазузской гидротехнической системе. То есть можно сказать, что каждая пятая кружка воды в Москве приходит из Смоленской области [14]. Среднемноголетний речной сток – 13,7 км3/год. В 2015 г. речной сток в Смоленской области составил 7,5 км3/год, что на 45,26% ниже среднемноголетнего показателя. Ниже представлена динамика речного стока в Смоленской области с 2010 по 2015 годы.  Рис. 2. Речной сток Смоленской области в период с 2010 по 2015 годы Обеспеченность населения Смоленской области ресурсами речного стока – 7,824 тыс. м3/год на человека, что ниже среднероссийского показателя (31,717 тыс. м3/год на человека), но выше показателя Центрального федерального округа (2,082 тыс. м3/год на человека). Рис. 3. Обеспеченность населения Смоленской области ресурсами речного стока в период с 2010 по 2015 годы По данным Института озероведения Российской Академии Наук на территории Смоленской области находится более 3500 озёр и искусственных водоёмов общей площадью около 315 км2 (озёрность 0,65%), в том числе около 530 озёр площадью более 0,01 км2 и ряд озёр меньшего размера. По происхождению озёра относятся к ледниковым, пойменным и карстовым. Большое количество озёр ледникового происхождения размещается в пределах северо-запада области. Особенно существенна площадь озёр в пределах Национального парка «Смоленское Поозерье» (на территории Демидовского и Духовщинского районов). Большая часть озёр северо-запада Смоленщины принадлежит бассейну реки Западная Двина. Эти озёра расположены обособленныим группами – Микулинской, Пржевальской, Чеплинской, Пречистенской, Акатовской и Смоленской. Крупнейшими озёрами Смоленской области являются Каспля, Акатовское, Куприно и Щучье, расположенное на границе Смоленской и Тверской областей. Крупнейшими искусственными водоёмами Смоленской области являются водохранилища Вазузской гидротехнической системы – Вазузское на р. Вазузе (правый приток Волги) и Яузское на р. Яузе (правый приток р. Гжати), а также Десногорское водохранилище на реке Десне. Болота и заболоченные земли занимают 2,32% территории Смоленской области – 1153 км2. Среди регионов федерального округа Смоленская область занимает второе место по площади болот и заболоченных территорий после Тверской области [14]. Площадь и число озёр и искусственных водоёмов, болот и заболоченных земель непостоянны, они зависят от природных (водный режим, климатические явления, заболачивание, меандрирование и др.) и антропогенных (осушение территорий,регулирование стока и др.) факторов. Водохранилища в Духовщинском районе вблизи посёлка Озёрный, в Смоленском районе и на территории Рославльского района водохранилище в г. Десногорске выполняют функцию технического водоснабжения и охлаждения конструкционных элементов тепловых и атомной электростанции. Кроме того, водохранилище Смоленской АЭС используется в целях рыбоводства и рекреационной деятельности. 1.3. Ресурсы подземных вод В пределах Смоленщины источники пресных и минеральных подземных вод нашли широкое применение в хозяйственном комплексе. Так, например, месторождения питьевых пресных подземных вод активно извлекаются при использовании централизованных и ведомственных водозаборов. Значительна сеть и одиночных скважин. Подземные воды выступают в качестве основного и фактически единственного источника для целей водоснабжения населения и хозяйства Смоленщины. Частичное использование подземных вод осуществляется для технических и производственных нужд в рамках функционирования предприятий промышленности. В настоящее время разведано 93 месторождения (участка), в постоянной эксплуатации находится 75 разведанных месторождений (участков). В отчетном году прирост запасов питьевых подземных вод составил 4,068 тыс. м3/сутки по категории «В» на 20-ти участках [3]. Минеральные подземные воды – ценное бальнеологическое сырье. На территории Смоленской области разведано 4 типа лечебно-столовых и минеральных питьевых вод. Также в регионе имеются месторождения два типов рассолов. Следует отметить, что ресурсы данного вида подземных вод в области весьма значительны, но они используются в небольшом объеме. В Смоленской области пробурено 20 скважин на минеральные воды и рассолы. В настоящее время в эксплуатации находятся только 5 скважин у 4 недропользователей. Не работают скважины в профилактории Автоагрегатного завода, Сафоновского реабилитационного центра, Областной клинической больницы, летнего оздоровительного центра «Ласточка» ПАО «Дорогобуж», профилактория «Красный Бор». Вышли из строя: скважина на Смоленском ликѐро-водочном заводе ОАО «Бахус», скважина, каптирующая рассолы в санатории им. Пржевальского. Запасы минеральных подземных вод по состоянию на 01.01.2017 г. разведаны на 9 месторождениях (участках) утверждены в количестве 462 м3/сутки по промышленным категориям А+В, приняты в количестве 580 м3/сут. Всего на разведанных месторождениях и участках запасы составляют 1042 м3/сут [14]. В постоянной эксплуатации находится 3 месторождения (участка) с утвержденными запасами и один участок с принятыми запасами. В целом, в балансе отбора минеральных вод на запасы приходится 100 %, степень освоения запасов составляет 3,0 %. Суммарный отбор минеральных вод составил 31,5 м3/сутки. Подземные воды использовались в санаторно-курортном лечении (18,3 м3/сутки), для промышленного розлива (0,2 м3/сутки) и на технические цели (13,0 м3/сутки). Использование источников минеральных подземных вод осуществляется для целей лечения и восстановления здоровья на территории санатория имени Н.М. Пржевальского (пгт Пржевальское в Демидовском районе), а также в санатории «Голоевка» в Рославльском районе. Промышленный розлив питьевых минеральных вод осуществляет только Демидовский завод минеральных вод (торговая марка «Сапшо - В»). В настоящее время ДРСУ-21, расположенный в городе Вязьма, производит использование крепких рассолов в технических целях (для полива дорожного полотна автомагистрали Москва-Беларусь с целью недопущения образования льда в холодный период года) [16]. Основные водоносные горизонты Смоленщины относятся к комплексам девонских, каменноугольных, меловых и четвертичных отложений. Защита подземных вод, сформировавшихся в течение последнего по времени начала четвертичного периода, от загрязнения с поверхности земли осуществляется за счёт мощной толщи ледниковых отложений и водоупоров. Наименее защищенными участками выступают долины рек и места размыва более мягких осадочных горных пород в результате обильного выпадения осадков, а также процесса водной эрозии в условиях возвышенного рельефа и склоновых поверхностей. Для подземных вод Смоленщины характерно расположение в зоне активного водообмена. Химический состав подземных вод сформировался в результате сложившегося минералогического состава пород водоносных горизонтов, а также состава и органолептических свойств подземных водотоков, расположенных в более высоких слоях горных пород, питающих более низко расположенные горизонты, между которыми осуществляется водообмен. Влияет на химический состав подземных вод и концентрация загрязняющих веществ в поверхностных водотоках, вода из которых просачивается вниз и приводит к постепенному снижению качества подземных источников водных ресурсов. Прогнозные ресурсы подземных вод Смоленской области составляют 6356 тыс. м3/сут (8,58% общего объёма прогнозных ресурсов подземных вод Центрального федерального округа и 0,73% – России). Среди регионов федерального округа Смоленская область занимает третье место по объёму прогнозных ресурсов подземных вод после Тверской и Московской областей. Запасы подземных вод области на 1 января 2015 года составляют 650,3 тыс. м3/сут, что соответствует степени изученности 10,23% – минимальный показатель среди регионов федерального округа. По данным на 1 января 2015 г. за год из подземных водных объектов Смоленской области добыто и извлечено 228,9 тыс. м3/сут, в том числе на месторождениях – 155,5 тыс. м3/сут. Степень освоения запасов подземных вод составляет 23,91% – третий показатель среди регионов федерального округа после Белгородской и Тульской областей [14]. Обеспеченность прогнозными ресурсами подземных вод – 6,63 м3/сут на человека, что выше как среднероссийского показателя (5,94 м3/сут на человека), так и показателя федерального округа (1,894 м3/сут на человека). По этому показателю Смоленская область занимает первое место среди регионов федерального округа. 1 2 |