WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Летин Андрей Леонидович ПРИРОДНО-АНТРОПОГЕННЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ НА ЮГЕ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА 25.00.27 – гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Воронеж – 2009 2

Работа выполнена на кафедре физической географии Воронежского государственного педагогического университета

Научный консультант: доктор географических наук, профессор Смольянинов Владимир Митрофанович

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор Мишон Виталий Михайлович кандидат географических наук Дегтярь Александр Владимирович

Ведущая организация: Управление Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Воронежской области, г. Воронеж

Защита состоится « 12 » мая 2009 г. в 1530 часов на заседании диссертаци­ онного совета ДМ 212.036.02 при Воронежском государственном педагогиче­ ском университете, по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ауд. 408.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке научных работников ВГПУ по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, 86, к. 34.

Автореферат разослан « 12 » апреля 2009 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) про­ сим направлять по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, 86. Естественногеографический факультет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.036.02. Факс: 8 (4732) 55-19-49. E-mail: shmykov@vspu.ac.r u

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук, доцент В.И. Шмыков 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Приоритетной задачей устойчивого раз­ вития любого региона Российской Федерации является обеспечение населения, промышленных и сельскохозяйственных объектов водными ресурсами, глав­ ным образом, из подземных горизонтов, в необходимом количестве и норма­ тивного качества. Управление ресурсами подземных вод происходит по адми­ нистративному принципу, т.е. через субъекты федерации, а изучение природ­ ных условий проводится с учетом бассейнового подхода. Поэтому в современ­ ных условиях необходимо сочетание административного и бассейнового прин­ ципов управления, которое декларируется «Водным кодексом РФ» (ст. 69), но не реализуется на практике. В регионах с интенсивным антропогенным прес­ сингом на природную среду при решении проблемы водопользования решаю­ щее значение имеет гидрогеологическая оценка состояния горизонтов подзем­ ных вод зоны активного водообмена. В настоящее время отмечается низкая эффективность природоохранной деятельности, в результате происходит нару­ шение функций гидрогеологических систем, изменение их режима и ухудше­ ние качества вод.

К таким регионам относится юг Центрально-Черноземного региона, где ведется интенсивная и разноплановая хозяйственная деятельность человека и существует природная предрасположенность территории к возникновению водно-экологических проблем, решение которых возможно на основе комплексных гидрогеологических исследований.

Таким образом, в современных условиях природопользования для юга Центрально-Черноземного региона, т.е. для Белгородской и южных районов Воронежской областей, комплексная оценка гидрогеологической ситуации и разработка методологии решения проблемы управления ресурсами подземных вод являются наиболее актуальными.

Целью исследования является комплексная оценка природно-антропо­ генных условий формирования подземных вод зоны активного водообмена для разработки мероприятий по оптимизации водоснабжения на юге ЦентральноЧерноземного региона.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Провести анализ методологических и методических подходов изучения ре­ сурсов подземных вод для разработки алгоритма исследования.

2. Выявить природные факторы формирования подземных вод юга Централь­ но-Черноземного региона для оценки их естественного потенциала.

3. Дать характеристику основных водоносных горизонтов подземных вод ис­ следуемой территории.

4. Определить степень антропогенного воздействия на горизонты подземных вод района исследования для определения структуры водопотребления.

5. Осуществить районирование исследуемой территории по степени деграда­ ции подземных вод для разработки механизмов управления их природноресурсным потенциалом.

6. Обосновать комплекс мероприятий по оптимизации водоснабжения юга Центрально-Черноземного региона.

Объектом исследования являются горизонты подземных вод зоны ак­ тивного водообмена юга Центрально-Черноземного региона.

Предметом исследования являются природно-антропогенные условия формирования подземных вод, а также их мониторинг для управления ре­ сурсным потенциалом этих вод на юге Центрально-Черноземного региона.

Теоретической основой работы являются труды отечественных и зару­ бежных ученых: К.П. Воскресенского, В.А. Всеволожского, В.М. Гольдберга, В.Г. Глушкова, А.А. Дубянского, В.М. Смольянинова, А.Я. Смирновой, А.А.

Жорова, И.С. Зекцера, Б.И. Куделина, А.Б. Лисенкова, М.И. Львовича, Ф.А.

Макаренко, W.C. Walton, J. Margat, D.K. Todd, R.A. Freeze, P.W. Manson и др., которыми разработаны теоретические аспекты взаимосвязи подземных и по­ верхностных вод, методики оценки ресурсов подземных вод и степени их за­ щищенности от загрязнения.

Методологической основой является использование методов: сравни­ тельно-географического, аналитического, картографического, статистического, факторного анализа, главных компонент, системы бального расчета и методов полевых исследований.

Исходные материалы. В основу диссертационной работы положены ма­ териалы Управлений Федеральной службы по надзору в сфере природопользо­ вания (Росприроднадзора) по Воронежской и Белгородской областей, ГП «Во­ ронежгеомониторинг», «Белгородгеомониторинг», материалы кафедры физи­ ческой географии ВГПУ, результаты полевых и камеральных работ, проведен­ ных автором на территории Воронежской и Белгородской областей.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключа­ ется в разработке и реализации методики анализа природно-антропогенных условий формирования подземных вод и оптимизации водоснабжения в регио­ нах с интенсивным антропогенным воздействием на природную среду на осно­ ве административно-бассейнового подхода.

Впервые проведено районирование юга Центрально-Черноземного региона по степени деградации подземных вод, дана оценка условий строи­ тельства водозаборов с искусственным пополнением подземных вод. Разрабо­ таны рекомендации, направленные на уточнение работы системы мониторинга подземных вод и управления их состоянием на маргинальных территориях.

Достоверность результатов обеспечивается системным подходом к изучению подземных вод активного водообмена и современными методами исследования; репрезентативным массивом собранной достоверной системати­ зированной информации; картографическим материалом. Обработка материа­ ла проводилось с помощью компьютерных программ: CorelDRAW 7, MapInfo Professional 7.8 SCP, Adobe Photoshop 5.5 и программы статистического анали­ за STATISTIKA 6.0.

Практическая значимость работы определяется возможностью ис­ пользования полученных результатов для оптимизации использования ре­ сурсного потенциала подземных вод в регионе. Системы картографических моделей позволяют выявлять природные и антропогенные условия формирова­ ния гидрогеологических систем и прогнозировать гидрогеоэкологическую си­ туацию на юге Центрально-Черноземного региона. Эти модели используются в Управлениях Росприроднадзора Воронежской и Белгородской областей при координации работы системы мониторинга подземных вод на маргинальных территориях. В настоящее время материалы исследований используются в Во­ ронежском государственном педагогическом университете на естественно-гео­ графическом факультете в учебном курсе «Основы общего землеведения», «Геология», при проведении учебно-полевых практик по гидрологии, геомор­ фологии и геологии.

Основные защищаемые положения:

1. Методология изучения условий формирования подземных вод для оп­ тимизации водоснабжения в регионах с интенсивной антропогенной нагрузкой на природную среду.

2. Результаты оценки антропогенного прессинга и районирование юга Центрально-Черноземного региона по уровню загрязнения подземных вод.

3. Районирование юга Центрально-Черноземного региона по степени де­ градации подземных вод для разработки водоохранных мероприятий.

4. Результаты оценки условий строительства водозаборов с искусствен­ ным пополнением подземных вод (ИППВ) для оптимизации водоснабжения в районе исследования.

5. Рекомендации по оптимизации водоснабжения на юге ЦентральноЧерноземного региона для разработки механизмов управления состоянием го­ ризонтов подземных вод.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на XIV молодежной Всероссийской научной конференции «Гео­ графические идеи как инструмент познания окружающего мира» (Иркутск, 2001), III региональной научно-практической конференции студентов «Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе» (Воронеж, 2001), на заседаниях Воронеж­ ского отдела Русского географического общества (Воронеж, 2002, 2004), IV региональной научно-практической конференции студентов «Проблемы регио­ нального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе» (Воронеж, 2003), VI Международной научно-практической конференции «Опыт и проблемы природопользования при реализации прези­ дентских программ в Центральном Черноземье России» (Воронеж, 2006), III Межрегиональной научно-практической конференции «Экология и рациональ­ ное природопользование» (Воронеж, 2007), Всероссийской научно-практиче­ ской конференции, посвященной 180-летию со дня рождения П.П. СеменоваТян-Шанского «Научное наследие Петра Петровича Семенова-Тян-Шанского и его роль в развитии современной науки» (Липецк, 2007). По теме диссерта­ ции опубликовано 12 работ, в том числе две работы – в периодических издани­ ях, соответствующих списку ВАК РФ.

Личный вклад автора заключается в сборе, обработке и анализе данных, использовавшихся при написании диссертационной работы; в проведении по­ левых исследований; в обобщении статистического материала и его обработке;

в выполнении научной интерпретации полученных результатов; в разработке методологии комплексного анализа степени деградации подземных вод зоны активного водообмена; в разработке рекомендаций по оптимизации водоснаб­ жения на юге Центрально-Черноземного региона.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных литературных источников, включа­ ющего в себя 215 наименований, приложения. Общий объем работы – страница. Основной текст содержит 10 таблиц и 25 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ 1. Методология изучения условий формирования подземных вод и оптимизации водоснабжения в регионах с интенсивной антропогенной на­ грузкой на природную среду.

Нами предлагается алгоритм исследования гидрогеологических систем, построенный на основе административно-бассейнового принципа и включаю­ щий в себя шесть этапов (рис. 1).

На первом этапе исследования анализируется накопленный опыт изуче­ ния подземных вод в нашей стране и зарубежом. В разработку методов оценки подземного стока значительный вклад внесли М.И. Львович, Б.И. Куделин и другие. Проблема геологической защищенности подземных вод раскрыта в ра­ ботах А.П. Белоусовой, О.В. Галактионовой, В.М. Гольдберга, А.Я. Смирно­ вой, А.И. Григорьевой, Л.В. Умняковой, В.А. Мироненко, В.Г. Румынина.

Опыт применения систем искусственного пополнения подземных вод на го­ родских водозаборах и для орошения земель анализируется по работам В.М.

Смольянинова, Н.А. Плотникова, Т.В. Бурчака, И.Н. Егоровой, К.И. Сычева, В.С. Усенко, Н.Н. Фаворина.

На втором этапе диссертационной работы описываются природные и антропогенные факторы, с последующим районированием исследуемой терри­ тории по условиям формирования горизонтов подземных вод.

На третьем этапе исследования дается оценка и прогноз ресурсов под­ земных вод основных водоносных горизонтов с помощью методов статистиче­ ского анализа и картографирования. На основе работ А.Я. Смирновой, В.М.

Гольдберга, В.М. Смольянинова, А.И. Григорьевой, Л.В. Умняковой оценива­ ется степень геологической защищенности подземных вод зоны активного во­ дообмена исследуемого региона от загрязнения.

Четвертый этап включает выявление степени антропогенного воздей­ ствия: определение источников антропогенного прессинга, современной струк­ туры водопотребления, нарушенности режима подземных вод. Составляются карты современной структуры водопользования и степени загрязнения основ­ ных водоносных горизонтов подземных вод исследуемого региона.

На пятом этапе по результатам анализа материала, полученного на пре­ дыдущих стадиях исследования, намечается проведение районирования региоОбработка теоретического, методологического материала исследования • аналитический метод Анализ условий формирования подземных вод • сравнительно-географический метод • метод выделения ведущего фактора Районирование подземных вод по условиям формирования • метод кластерного анализа • метод картографирования Оценка и прогноз эксплуатационных ресурсов основных водоносных горизонтов подземных вод • метод статистического анализа • метод картографирования Выявление степени антропогенного прессинга:

определение источников воздействия, структуры водопотребления, нарушенности режима подземных вод • аналитический метод • статистический метод • метод картографирования Районирование исследуемого региона по степени деградации подземных вод • метод главных компонент • система бального расчета (СБР) • метод картографирования Корректировка программы мониторинга подземных вод:

водорегулирующие и водоохранные мероприятия.

Анализ условий строительства водозаборов с искусственным пополнением подземных вод (ИППВ) • аналитический метод • метод картографирования Выводы и рекомендации Рис. 1. Алгоритм исследования гидрогеологических систем по административно-бассейновому принципу (разработан автором) I II этап этап III этап IV этап V этап VI этап на по степени деградации подземных вод с помощью модели системы бально­ го расчета (СБР).

Pages:     || 2 | 3 | 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.