Влияние состояния водоохранных зон водохранилищ канала имени москвы на качество вод

Влияние состояния водоохранных зон водохранилищ канала имени москвы на

качество вод

The influence of the status of water protection zones of water reservoirs of the moscow

canal on water quality

|\ f МОСКОВСКИЙ p ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

УДК 630*1 DOI 10.24411/2413-046Х-2018-15012 Груздев Владимир Станиславович,

д.г.н., доц., зав. кафедрой Строительства, Государственный университет по землеустройству, Россия

Суслов Сергей Владимирович, к.т.н., доц. каф. Земледелия и растениеводства, Государственный университет по землеустройству, Россия

Гостищев Дмитрий Петрович, д.т.н., проф. каф. Почвоведения, экологии и природопользования, Государственный университет по землеустройству, Россия

Gruzdev Vladimir Stanislavovich, doctor of Geographical Sciences, Professor, State University of land planning, Russia

Suslov Sergey Vladimirovich, candidate of Geographical Sciences,, State University of land planning, Russia

Gostiishev Dmitry Petrovich, doctor of Technical Sciences, Professor, State University of land planning, Russia Аннотация. Исследования водоохранных зон водохранилищ проводили в Истринско-Звенигородском физико-географическом районе. На качество природных вод оказывают влияние загрязнения, поступающие из местных источников, а также с глобальным переносом воздушных масс, ландшафты водоохранных зон, степень их антропогенной нарушенности и режим использования. Для определения поступающих в водоохранную зону загрязнений использован метод комплексных ландшафтно-геохимических исследований, выявлены источники загрязнения атмосферного воздуха, пути миграции и

аккумуляции загрязнений. Изучено современное состояние водоохранных зон водохранилищ и их влияние на формирование качества воды. Выявлена зависимость качества воды водохранилищ от степени нарушенности ландшафтов водоохранных зон. Эффективность функционирования водооохранных зон зависит от ландшафтов водосборного бассейна. Установлено, что антропогенно нарушенные ландшафты водооохранных зон недостаточно очищают поверхностный сток, поэтому необходимы мероприятия по оптимизации функционирования ландшафтов.

Summary. Studies of water protection zones of reservoirs were carried out in the Istra-Zvenigorod physical and geographical area. The quality of natural waters is influenced by pollution from local sources, as well as with the global transfer of air masses, landscapes of water protection zones, the degree of their anthropogenic disturbance and mode of use. To determine the pollution entering the water protection zone, the method of complex landscape-geochemical studies was used, the sources of air pollution, the ways of migration and accumulation of pollution were identified. The current state of water protection zones of reservoirs and their impact on the formation of water quality is studied. The dependence of water quality of reservoirs on the degree of disturbance of landscapes of water protection zones is revealed. The effectiveness of water protection zones depends on the landscape of the catchment area. It is established that the anthropogenically disturbed landscapes of water protection zones do not sufficiently clean the surface runoff, so measures are needed to optimize the functioning of landscapes.

Ключевые слова: водохранилища, водоохранные зоны, водосбор, донные отложения, качество воды, ландшафты.

Key words: reservoirs, water protection zones, catchment, bottom sediments, water quality, landscapes.

Территория, примыкающая к акватории водного объекта, на которой установлен специальный режим использования и охраны природных ресурсов, называется водоохранной зоной (ВЗ) является [1]. Наши ландшафтно-геохимичежие исследования ВЗ водохранилищ канала имени Москвы включали отбор проб воды, донных осадков, почвы и растительности.

Состояние территории водосбора, в том числе ВЗ водохранилища, существенно влияет на формирование качества воды, используемой в дальнейшем для водоснабжения московского региона. На территории водосбора водохранилищ присутствуют местные загрязнители поверхностного стока, такие как сельскохозяйственные предприятия, промышленные предприятия, а также зоны жилой застройки и транспортной

инфраструктуры [2,3,4]. Кроме того, постоянно возрастает вклад в общее загрязнение территории атмосферных осадков, имеющих как местное, так и глобальное происхождение, связанное с переносом воздушных масс[9,10]. Одним из эффективных методов выявления атмосферных загрязнений является снегомерная съёмка. Нами для определения количества и качества загрязнений, выпадающих на территории водосбора Пестовского и Учинского водохранилищ проведена снегомерная съёмка с отбором кернов снега Весовым снегомером ВС-43. С целью определения вклада в общий уровень загрязнения местных источников, снег отбирали вблизи объектов инфраструктуры, потенциально способных быть источниками загрязнения. Точки отбора проб указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Точки отбора проб снега

Л1? проБы Описание пункта отбора снега

1. Вблизи ООО «ПЭМЗ» - Пушкинскнй электромеханический завод.

2. В елов о-березовом лесу, вблизи Папанннского залива Учинского водохранилища.

3. На акватории Учинского водохранилища, 300 н от берега.

4. Около местной дороги с небольшой интенсивностью движения.

5. Около дороги с большой ни тенен ей остью движения, в г. Пушкин о.

б. Тншковскнй залив Пестовского водохранилища, самодеятельный пляж, который зимой используется рыбаками.

7. Вблизи пристани Тншково Пестовского водохранилища.

8. Тншковскнй леспромхоз, в слов о- березовом лесу.

9. Вблизи автомобильной дороги «Москва -Холмогоры». Ярославское шоссе, 35 км, на обочине дороги

10. Город Софрнно, вблизи лесонасаждения, около асфальтовой дороги. Московская область.

11. Вблизи дороги местного значения по направлению в г. Мытищи Московской области.

Данные химического анализа вод из снега приведены в таблице 2.

Анализ данных таблиц 1 и 2 на основании химического состава талых вод позволяет сделать вывод о том, что четко прослеживается антропогенное загрязнение, связанное с местными объектами инфраструктуры. Так, в пробе снега №1, взятого рядом с Пушкинским электромеханическим заводом, отмечается более высокая мутность снеговой воды, повышение электропроводности и содержания ионов аммония и хлора. Особенно загрязнен снег, собранный рядом с грунтовой дорогой, мутность снеговой воды здесь достигает 72 мг/дм3, а содержание марганца выше, чем в других точках в 2-20 раз. Реакция среды - рН — 8, 1 — щелочная, в отличие от проб (2) взятых в лесу, где рН — 5,5 -6,0 (слабокислая). Наибольшее загрязнение выявлено (проба 5,9) вблизи автомобильных

дорог местного значения: повышена мутность и содержание ионов аммония, хлора и железа. Во всех пробах снега, взятых на водосборном бассейне водохранилищ, повышена мутность, рН варьирует от нейтральной до слабощелочной (7,0 -7,6), увеличено содержание ионов хлора, железа и щелочность.

Таблица 2 - Результаты анализа снеговых вод по точкам отбора

№ проб ы Цвеп ость, грату сы М^та ость. М Г Л 11 л Запал (С а л ты) рН Уд ель нал ЗЛЕШ ропро Б ОТ НО СТЬ. мкСч Усн Ошс ЛЯвМ ость перч а нг а е атная мгО/ ли3 Лчмо мзн-нон, м г м 3 Х.трв т-нок, мт/дм3 [Цело ч ко ст Ь, ииол ь Уди3 Марг анеп-кон, 11 г т м 3 Яйле зо, и г т м л

Т 20°С Т бо*с

1 Л 1,9 0 Пыль ньлс 1-2 М 314 1,4 а, 6 5 1,2 0,0 В <0,05 <0,05

2. Л 11 0 Пыль НЬШ 1-2 5,5 16 1,0 0,39 0,3 0,04 -30,04 <0,05

1. 4 м 0 Пыль ньлс 1-2 6,0 12 1,9 0,15 1,2 0,04 <0,04 <0,05

4. 4 72 ГСМ 1 ГСМ зеипи стыи 2 М 1436 1,7 0,27 40,5 0,60 <0,60 <0,05

5. 4 41 Пьп ьньи"[ 1 З^МЛИ стыв 2 7,6 150 1:7 ОД э 41,2 0,35 <0,35 <0,05

6. 3 3.0 0 0 М 16 о,в1 0,25 2.4 0,04 <0,05 <0,05

7. 1,5 Пьп ЬНЕЛ[ 1 Прел ыы2 18 0,40 1,7 0,0 В <0,05 <0,05

В. 3,4 Прел ьш 1 Прел ьш 2 5; 7 10 2,Е Э,14 1,6 0,03 <0,05 006

9. 4 110,0 Зенл исты н 1 З^МЛИ стыв 2 7,5 64 7,9 -30,05 9,0 0,62 <0,05 1,8

10. 2 9,8 0 0 6,6 23 2. 5 <0,05 1:5 0,24. <0,05 0,06

11 5 30,5 ГСМ 1 ГСМ 2 7,2 В2 2,5 <0,05 М 0,6 В <0,05 0,64

Кроме антропогенных источников загрязнения, существенное влияние на формирование качества воды в водохранилищах оказывают ландшафты водосборной территории. В частности, наличие в водосборном бассейне водохранилищ большого количества торфяников, заболоченных территорий, приводит к увеличению показателя цветности воды, проявлению специфического запаха. Устранение влияния природных и антропогенных загрязнителей достигается отстаиванием воды в Учинском водохранилище за счёт процессов биологической очистки, седиментации.

Поскольку наибольший вынос загрязняющих веществ веществ осуществляется поверхностным стоком, особый интерес, представляет изучение влияние компонентов

ландшафтов ВЗ, их барьерной функции при транзите поверхностного стока [5,6,7]. Различные типы ландшафтов формируют биоценозы, по-разному реагирующие на поступление загрязняющих веществ с поверхностным стоком. Так, наличие пашни в водосборных бассейнах малых рек, впадающих Учинское водохранилище, приводит к существенно большему загрязнению стока, по сравнению с вчастками водосборов, покрытыми лесом [7] (табл.3).

Таблица 3 - Химический состав вод по створам и притокам Учинского

водохранилища

Створ (река) Химические показатели

Мутность, г/л ХН4+ нг/л N03-мг/л Рм г/л БПК5 г/л С1-мг/л

Вязь 4,5 0,6 337 0,487 1,5 20.2

Ойыпанка 5,6 0,31 3,06 0,309 6 10,7

Саморядовка 3,6 1,83 13.23 6,25 2,9 51,9

Размерила 3,3 5,54 4,28 5,99 2,8 90,0

Уда 2,9 2,93 1,63 4,55 1,9 56,0

Уча 5,5 0,85 4,75 1,45 2,6 41.6

Клязьма 3,2 2,03 6,09 1,03 3,1 43,7

Водохранилище у Лис1бянской ГЭС 1,3 0,3 2 1,34 0,117 - ,5

Из данных таблицы 3 можно видеть, что характер ландшафтов ВЗ Учинского водохранилища, преимущественно окружённого лесом, с незначительными вкраплениями селитебных территорий, позволяет обеспечить качество воды в районе водозабора существенно лучшее, чем вода впадающих малых рек за счёт отсутствие в его ВЗ существенных источников антропогенного загрязнения, барьерной функции леса, отстаивания вод и внутриводоемных процессов. Таким образом леса, произрастающие по берегам водохранилищ, выполняют барьерные водозащитные функции. Полоса леса шириной 9 метров задерживает 90% твёрдых продуктов смыва, 14метров до 100%. Полоса леса шириной 20 метров задерживает весь твердый сток и 60% растворимых веществ. На барьерную функцию ландшафтов влияет не только тип растительности, но и вид хозяйственного использования земель, а также гранулометрический состав почв, влияющий на коэффициент поверхностного стока (табл. 4).

Таблица 4 - Зависимость стока от вида угодья и гранулометрического

состава почв [7,8]

Угодья Разновидность почв по составу гранулометрическому

Глинистые Су гли н и с тые Супесчаные Песчаные

Ело вый лес 0.3 2 0.26 0.09 0,01

Смешанный л ее 0,26 0.16 0.09 0.004

Сосновый л ее 0,12 0,07 0.01 0.003

Зябь 0.3 2 0.13 0.10 0,01

Залежь 0.53 0.23 - 0.20

Многолетние сношенные травы 0.39 - - -

Стерня зерновых 0,70 059 0.39 -

Озимые 0,78 0,61 0.18 -

В наибольшей степени лесные ландшафты проявляют барьерную функцию в период залпового поступления поверхностных вод при ливнях, паводках.

Степень влияния ландшафтов ВЗ на очистку поверхностного стока таким образом определяется типом ландшафта, его антропогенной нарушенностью [8]. Антропогенно нарушенные ландшафты, в частности участки селитебных территорий, постоянно увеличивающиеся по берегам Учинского и Пестовского водохранилищ, объекты сельскохозяйственной и промышленной инфраструктуры, находящиеся на водосборе, приводят к увеличению поступления местных загрязнений и одновременно снижают степень очистки поверхностного стока, характерную для лесов, поэтому требуются меры по совершенствованию функционирования водоохранных зон [9,10]. При прогнозе качества воды в водохранилище необходимо учитывать точечные источники загрязнения и рассредоточенный сток с селитебных ландшафтов, с сельхозугодий и естественных ландшафтов.

Список литературы

1. Водный кодекс Российской Федерации» от 03. 06. 2006 № 74-ФЗ (ред. от 20.07. 2017).

2. Авакян А.Б., Салтанкин В.П., Шарапов В.А. Водохранилища.- М.: Мысль, 1987.-325 с.

3. Груздева Л.П., Суслов С.В., Груздев В.С. Водоохранные зоны водохранилищ Нечерноземья // ГУЗ. 2005. 152 с.

4. Груздева Л.П. Мониторинг качества воды водохранилищ юга лесной зоны // «Землеустройство, кадастр и мониторинг земель», 2006, № 4, с. 105-112.

5. Груздев В.С., Груздева Л.П. Оценка влияния предприятий черной металлургии на качество природных вод // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2007. № 11. С. 52-54.

6. Груздева Л.П., С.В. Суслов, Груздев В.С., Хрусталёва М.А. Проблемы зарастания водохранилищ в бассейне Волжской и Москворецкой водохозяйственных систем // Вестник Международной Академии Наук (Русская секция) № 1, 2017, С. 97-100.

7. Побединский А.В. Водоохранная и почвозащитная роль лесов: изд. 2-е /А.В. Побединский - Пушкино: ВНИИЛМ, 2013.- 208 с.

8. Фомин А.А. Тенденции и проблемы развития земельного законодательства. Материалы к Парламентским слушаниям Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации и к Столыпинским чтениям в Государственном университете по землеустройству 19 апреля 2018 года / Под общ. ред. С.Н. Волкова, А.А Фомина. Москва, 2018.

9. Фомин А.А. Экономические преобразования в земельно-имущественном комплексе России: анализ и пути решения. Сборник научных статей и тезисов Международной научной-практической конференции / 2017.

10. Хрусталёва М.А. Функционирование и влияние водных экосистем на окружающую среду в условиях антропогенного воздействия// Экология родного края: проблемы и пути решения. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. ООО «Радуга -ПРЕСС». С. 106-109.

11. Steinnes Eiliv. A critical evaluation of the use of naturelly moss to monitor the deposition of atmospheric metalls: [Pap] Int. Symp Ecl. Eff. Arrt. Airborne Contain. Rejkjavik, 48. Oct. 1993 // Soi. Total. Environ. - 1995, 160-161, № 1-3. p. 243-249.

12. Sverdrup H. Effect of soil acidification on growth of trees and plants as expressed by the (Ca + Mg + K) / Al ratio/ Sverdrup H., Warfvinger P. // Reports in Ecology and Environmental Engeneering, N 2. Lund, 1993.