Геоэкологический анализ условий строительства крупных водозаборов подземных вод в районах с интенсивным антропогенным воздействием на природную среду : На примере Южно-Воронежского водозабора

• Автор: Гребцов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Глава 1. Эколого-гидрогеологические системы, возможность управления их состоянием
1.1. Место подземных вод в геосистеме
1.2. Эколого-гидрогеологические системы
1.3. Трансформация эколого-гидрогеологических систем
1.4. Типизация антропогенных воздействий
1.5. Последствия антропогенного воздействия на эколого-гидрогеологические системы
1.6. Возможность управления эколого-гидрогеологическими системами
Глава 2. Прогнозирование интенсивного воздействия отбора подземных вод на гидролого-гидрогеологические и экологические условия в районе водозабора подземных вод
2.1. Методы анализа природных и хозяйственных факторов, определяющих гидролого-гидрогеологические условия района строительства подземных водозаборов
2.2. Методы оценки антропогенной нагрузки в районе
у. строительства водозабора подземных вод
2.3. Экологическое картирование и методы моделирования работы водозабора подземных вод
2.4. Методика выбора экологически обоснованного варианта работы водозабора подземных вод
Глава 3. Состояние эколого-гидрогеологической системы в районе
Южно-Воронежского водозабора подземных вод
3.1. Определение района исследований
3.2. Основные природные факторы формирования подземных вод
3.3. Оценка антропогенного воздействия на природные условия в районе строительства водозабора
3.4. Результаты проведения наблюдений для получения дополнительных показателей состояния экологогидрогеологической системы
Глава 4. Прогноз влияния Южно-Воронежского водозабора на гид-'•?/ ролого-гидрогеологические и экологические условия прилегающей территории. Выбор природоохранных мероприятий
• *1
Глава 5.
Заключение
Литература

4.1. Построение гидролого-гидрогеологической модели района исследований
4.2. Моделирование работы водозабора с разной величиной отбора подземных вод
4.2.1. Водозабор из пяти скважинных узлов
4.2.2. Водозабор из четырех скважинных узлов
4.2.3. Водозабор их двух скважинных узлов
4.3. Ущерб, наносимый Южно-Воронежским водозабором подземных вод гидролого-гидрогеологическим и экологическим условиям прилегающей территории
4.4. Выбор комплекса мероприятий по сохранению стока рек и ограничению степени воздействия на экологические условия в зоне влияния водозабора
4.4.1. Гидротехнические мероприятия по сохранению
стока рек
4.4.2. Лесомелиоративные мероприятия
4.2..3. Проведение реконструкции системы водоснабжения
4.4.4. Мероприятия по охране поверхностных и подземных вод от загрязнения
Выбор оптимального варианта работы ЮжноВоронежского водозабора
5.1. Оценка эффективности компенсирующих мероприятий
при разных режимах работы водозабора
5.2. Обоснование схемы и режима эксплуатации водозабора
5.3. Уточнение объема мероприятий
5.4. Контроль эффективности природоохранных мероприятий

Актуальность темы диссертации. В настоящее время во многих регионах Российской Федерации в результате интенсивной хозяйственной деятельности человека отмечается значительно ухудшение состояния природной среды. Одним из наиболее важных антропогенных воздействий при этом является эксплуатация подземных вод, оказывающая заметное влияние на гидроло-го-гидрогеологические условия и почвенно-растительный покров региона. В наибольшей степени на окружающую среду воздействуют крупные водозаборы подземных вод. Интенсивный отбор подземных вод приводит к образованию обширных депрессионных воронок в водоносных горизонтах, к деформированию естественных подземных потоков, перемещению природных водоразделов, отрыву уровня подземных вод от речных русел, усилению вертикального водообмена между эксплуатируемым и вышележащими горизонтами. Изменение структуры водного баланса территории может приводить к истощению запасов подземных вод, сокращению стока рек, вплоть до их пересыхания, загрязнению эксплуатируемых водоносных горизонтов и ухудшению качества воды на водозаборах питьевого водоснабжения.
Поэтому при проектировании крупных водозаборов подземных вод возникает необходимость в прогнозировании изменения экологической и гидро-лого-гидрогеологической обстановки в районе их эксплуатации. Это возможно на основе полного геоэкологического анализа, который включает в себя изучение природных и хозяйственных условий района проектирования, оценку существующей и дополнительной антропогенной нагрузки, создаваемой отбором подземных вод, оценку негативных последствий деятельности человека и определение комплекса мероприятий, направленных на снижение ущерба от воздействия подземного водозабора. Наиболее эффективным инструментом геоэкологического анализа является математическое моделирование с использованием численных методов состояния эколого-гидрогеологической системы.
имеется 3 предприятия по переработке сырья сельскохозяйственного производства. Ими являются молокозаводы в селах Каширское и Новая Усмань, а также пищекомбинат - в селе Орлово (рис. 6).
В районе исследований построено 15 прудов в балках и 12 водоемов на реках Хворостань, Кондрашкин Лог и Красная. Их общая емкость составляет 25 тыс.м.3. Пруды и водоемы служат для водопоя скота, рыборазведения и других хозяйственных целей (рис. 7).
Основными водопотребителями в сельских населенных пунктах являются: население, животноводческие и птицеводческие фермы, автотранспортные парки и мастерские, два молокозавода и пищекомбинат. Единственным источником водоснабжения повсеместно являются подземные воды, отбираемые из неогенового - четвертичного горизонта с помощью 168 водозаборных скважин и 1676 колодцев.
Глубина скважин от 35 до 90 м. При этом часть из них вскрывает всю толщу водосодержащих неогеновых песков до девонских глин, а некоторые -не пробурены до подошва и являются “висячими”. Колодцы, широко используемые для водоснабжения населения, имеют глубину 6-10 м и вскрывают верхний четвертичный водоносный горизонт. Общий отбор подземных вод в районе составляет 3,7 млн. м3/год.
Таким образом, еще до строительства Южно-Воронежского водозабора в характеризуемом районе существует определенная антропогенная нагрузка на экологические и гидролого-гидрогеологические условия территории.
Здесь можно выделить семь основных показателей воздействия:
X] - плотность населения, чел./км2; Х2 - водоотбор подземных вод, тыс. м3/сутки; Х3 - орошение земель, га/км2; Х4 - распаханность территории, %; Х5 -ее облесенность, %; Хб - количество крупного рогатого скота, голов/км2; Х7 -количество свиней, голов/км2.
О величине этих показателей в 18 сельскохозяйственных предприятиях, находящихся в районе исследований, можно судить по данным табл. 1.