WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія економічна, Регіональна економіка → Оцінка впливу поверхневого стоку на продукційно-деструкційні процеси у водотоках для цілей екологічної експертизи гідротехнічних об'єктів - Реферат

Оцінка впливу поверхневого стоку на продукційно-деструкційні процеси у водотоках для цілей екологічної експертизи гідротехнічних об'єктів - Реферат

обчислювалася як відношення добової валової первинної продукції фітопланктону на оптимальній глибині (Аo) до його середньодобової біомаси В. Розмір (Аo) визначався експериментально за методом Вінберга в кисневій модифікації при 24-годинній експозиції склянок, що здійснювалася в лотках на глибині 0,1 м.
Значення ao max для відповідних дослідних значень В обчислювались за допомогою рівняння, що апроксимує співвідношення між ao max і B і отримане на підставі результатів досліджень, проведених на ряді євтрофних водних об'єктів [2]:
ao max (B) = 3,9 exp(-0,4 B) + 0,52 - 2 10-3 B (4)
За одержаними даними були визначені експериментальні значення N, які разом з відповідними значеннями концентрацій мінерального (Nm) і загального (Nt) азоту наведені в таблиці 3.
Таблиця 3. Результати експерименту з дослідження впливу азотного лімітування на продукцію фітопланктону
Час від початку експерименту aо max,
г О2/г добу ao,
г О2/г добу N В,
г/м3 Nm,
г/м3 Nt,
г/м3
Дослід 1
До внесення 2,60 0,81 0,31 1,59 0,11 0,20
Після внесення:
30 хвилин 0,60 0,70
1 доба 1,40 1,09 0,78 2,49 0,16 0,70
2 доби 0,92 0,68 0,74 7,73 0,13 0,70
3 доби 0,80 0,31 0,39 14,70
5 діб 0,86 0,38 0,44 10,20 0,08 0,70
Дослід 2
До внесення 0,86 0,30 0,35 10,50 0,11 0,70
Після внесення:
30 хвилин 0,60 1,20
1 доба 0,83 0,55 0,66 12,30 0,08 1,20
2 доби 0,80 0,63 0,79 15,20 0,10 1,20
4 доби 0,77 0,44 0,57 19,20 0,08 1,20
Концентрація загального азоту визначалася виходячи з того, що весь внесений азот протягом експерименту продовжував знаходитися в товщі води, але вже переважно у формі органічних сполук (у тому числі в складі біомаси фітопланктону).
Після кожного внесення основна кількість амонійного азоту вже протягом першої доби утилізувалася водоростями. При цьому різко збільшувалася питома валова первинна продукція і зростала біомаса фітопланктону. Значення N складали 0,74-0,79. На третю-четверту добу питома продукція фітопланктону знижувалася, а його біомаса і значення N стабілізувалися на рівні, що відповідав концентрації загального азоту у воді модельної екосистеми.
Результати експерименту показують, що після утилізації фітопланктоном мінерального азоту його залишковий вміст визначається умовами метаболізму в екосистемі і не впливає безпосередньо на величину N. В цій ситуації азотне лімітування визначається сумарним вмістом органічного азоту, причому залежність N від його концентрації в дослідженому діапазоні значень може бути апроксимована прямою:
N = 0,5 (Nt - Nm). (5)
З даних експерименту можна також встановити, що вмісту мінерального азоту у водотоці 0,6 мг/дм3 відповідають значення N 0,7 - 0,8, отже, очікується, що при вмісті Nm понад 1 мг/дм3 значення N будуть наближатися до одиниці.
Уточнення зв'язку значень N з концентрацією різних форм азоту і визначення залежності ?N від вмісту у воді сполук фосфору є предметом подальших досліджень на дослідному полігоні.
Для визначення поточних значень концентрацій мінерального азоту при розрахунках з використанням N у систему розрахунків нами уведено наступне рівняння:
d CNm/d x = - N(dB1/dx) 1 - KN2B2 2 - KN3B3 3 + fN (6)
Перші три члени в правій його частині описують поглинання мінерального азоту, відповідно, фітопланктоном, фітобентосом і ВВР; fN враховує надходження всіх форм азоту до водотоку; В1, В2 і В3 є поточними значеннями біомаси вказаних підсистем, г/м3; - вагові коефіцієнти цих підсистем у живому перетині водотоку; N - частка азоту в біомасі фітопланктону, прийнята рівною 0,05 за результатами вищеописаного експерименту; KN2, KN3 - коефіцієнти поглинання мінерального азоту бентосом і ВВР, визначення котрих також проводилося на полігоні [3]. Зокрема, для очерету озерного:
KN = 3 10-9 g/m3 с (7)
У системі розрахунків [2] не було враховане поглинання кисню завислими речовинами, що є необхідним при оцінці впливу поверхневого стоку з територій міст і промплощадок на процеси гетеротрофної деструкції. Для усунення цього недоліку в рівняння, що описує динаміку розчиненого кисню, був введений новий член:
Rsus = bsus krsus Csus, (8)
де:
Rsus - споживання кисню (г/м3 с) завислими речовинами поверхневого стоку,
krsus - кисневий коефіцієнт зависей;
bsus - коефіцієнт деструкції зависей, с-1;
Csus - концентрація завислих речовин у воді водотоку.
За результатами проведених в УкрНДІЕП досліджень у м. Харкові, рекомендовано для поверхневого стоку з територій міст приймати bsus = 5 10-7 с-1; krsus = 0,034.
При обгрунтуванні розмірів екологічного попуску для поліпшення напруженої екологічної ситуації в нижній течії річки були проведені поліваріантні розрахунки на ПЕОМ для різних сезонів, початкових умов та витрат води. У таблиці 4 наведені результати розрахунку для періоду літньої межені при максимальному розвитку фітопланктону у водосховищі.
Таблиця 4. Значення функціональних показників продукційно-деструкційних процесів у контрольних створах р. Інгулець, г/м3
Натурні дані, Результати розрахунків на ПЕОМ
Контрольні створи травень1993 р. Q=0,5 м3/с Q=4,4 м3/с Q=18 м3/с
BOD SO B BOD SO B BOD SO B BOD SO B
Кривий Ріг:
Вище міста 7,1 8,0 12,3 7,1 8,0 12,0 7,1 8,0 12,0 7,1 8,0 12,0
Нижче міста 17,4 20,4 20,7 20,6 4,5 12,9 8,9 7,6 12,1 7,7 8,0 11,3
Вище м. Інгулець 9,3 16,8 15,0 17,0 4,0 16,4 4,9 6,2 5,5 6,4 7,2 8,9
Вище с. Архангельске 8,6 15,9 12,6 3,6 8,4 5,2 2,9 7,1 3,2 3,7 6,0 4,7
Вище м. Снігірівка 12,7 16,1 21,0 6,1 8,6 9,1 5,4 8,9 6,8 4,6 7,5 5,5
Аналіз даних таблиці показує, що повної відповідності між розрахунковими і натурними даними немає з ряду причин: по-перше, у період обстеження в товщу води надходила значна кількість бентосних водоростей, що не відображалося у розрахункових умовах; по-друге, відбір проб води відбувався в денний час, у період найактивнішого фотосинтезу водоростей, що обумовило високі значення BOD і SO, а результати розрахунків відбивають середньодобові значення показників; по-третє, у період обстеження дощовий стік був відсутнім, а у розрахунках його вплив враховано.
Проте результати розрахунків досить вірно відображали загальну спрямованість продукційно-деструкційних процесів у р. Інгулець: підвищення BOD і біомаси фітопланктону в річці нижче м. Кривий Ріг, самоочищення річки від органічного забруднення і зменшення біомаси фітопланктону на ділянці м. Інгулець - с. Архангельське, а потім новий підйом біомаси і BOD у результаті продукційних процесів на ділянці с. Архангельське - м. Снігірівка.
Розрахунки на ПЕОМ дозволили зробити висновок про те, що в період літньої межені попуск з витратою 4,4 м/с дозволить істотно поліпшити екологічну ситуацію на великому відрізку ріки, але подальше збільшення витрати в умовах сильного євтрофування призведе до збільшення відстані поширення забруднення і лише в створі м. Снігірівка - до додаткового покращання якості води у річці. Більш ефективним шляхом поліпшення стану річки, відповідно до розрахунків, є біогенне лімітування процесів первинної продукції, однак необхідне для цього зниження вмісту азоту в кілька разів не може бути досягнуте в близькій перспективі.
Таким чином, вищенаведені приклади демонструють методологічні підходи, що дозволяють при експертній оцінці впливів гідротехнічних об'єктів на водне середовище враховувати у різноманітних ситуаціях вплив поверхневого стоку на продукційно-деструкційні процеси у водотоках залежно від умов його формування, параметрів гідровузлів, режиму попусків з водосховищ. Використання поліваріантних розрахунків на ПЕОМ забезпечує при цьому високий рівень об'єктивності висновку екологічної експертизи про допустимість впливу гідротехнічних об'єктів на водні екосистеми та якість води, про оптимальність вибору технічних рішень, місць розміщення і режимів експлуатації споруд, достатність водоохоронних заходів.
Список літератури
1. Аніщенко Л.Я. Підсумки та подальші перспективи досліджень по розробці методології ОВНС і екологічної експертизи // Проблемы охраны окружающей природной среды: Сб. науч. тр./УкрНЦОВ. Харьков, 1996. С. 75-85. 2. Романенко В.Д., Оксиюк О.П., Жукинский В.Н., Стольберг Ф.В., Лаврик В.И. Экологическая оценка воздействия гидротехнического строительства на водные объекты. Киев: Наук.думка, 1990. 256 с. 3.Сукач И.С., Свердлов Б.С., Селегей Л.А., Семакова Л.В. Извлечение биогенных элементов из воды в условиях натурного эксперимента // Биологические ресурсы водоемов в условиях антропогенного воздействия: Сб.науч.тр./ Киев: Наук. думка, 1985. С. 113-115.

 
 

Цікаве

Загрузка...