Святой источник
    Вход Регистрация
Специалист по обусторйству родников, святых источников

Водные проблемы города Барнаула

Автор: Плаксин Олег
Опубликовано: 24-11-2008, 13:35, посмотрело: 7480
Алтайский край » город Барнаул

Водные проблемы города БарнаулаИзвестно, что городская застройка территорий значительно изменяет природный режим гидрологических и гидрогеологических процессов. Это обусловлено нарушением условий стока поверхностных вод с малых водосборов в результате изменений рельефа местности, формирования дорожной сети и возведения самих объектов городской застройки (зданий и других сооружений). Часто при этом обеспечивается отвод дождевых и талых вод с застраиваемых территорий, что приводит к увеличению инфильтрации поверхностных вод в подземную среду и подпитке грунтовых вод. Нарушению режима грунтовых вод, по крайней мере, √ в приповерхностных слоях грунта, способствуют подземные сооружения и конструкции, глубоко заглубленные фундаменты высоких зданий и т.п. Все это усугубляется потерями воды из подземных водопроводных и канализационных систем и часто приводит к подтоплению городских территорий, что отрицательно сказывается на основаниях фундаментов зданий и других подземных сооружениях. Иногда нарушение нормальных гидрогеологических условий, обусловленное этими причинами, ведет к возникновению оползневых явлений и просадке грунтов.

Таким образом, изучение указанных проблем городской гидрологии и гидрогеологии, разработка мероприятий по предотвращению описанных негативных явлений и борьбе с их последствиями требуют комплексного научного подхода и должны опираться на совместное изучение режимов движения поверхностных и подземных вод с использованием современных представлений гидрологии и гидрогеологии, а также специальных методов математического моделирования взаимосвязи и взаимодействия поверхностных и подземных вод в условиях городской среды. Такие методы созданы, отработаны различные математические и вычислительные аспекты решения подобных задач, возникающих в таких областях инженерной деятельности, как гидротехническое строительство, инженерия и сельскохозяйственная мелиорация. Назрела необходимость в их переносе и внедрении для решения задач городской гидрологии, гидрогеологии и инженерной геологии.

Пресные питьевые подземные воды представляют собой ценнейшее полезное ископаемое, широко распространенное на территории края. Анализ данных о потенциальных эксплуатационных ресурсах пресных подземных вод Западно-Сибирского экономического района показывает, что Алтайский край относится к наиболее обеспеченным апробированными эксплуатационными запасами пресных подземных вод районам Западной Сибири. Тем не менее, проблема обеспечения населения доброкачественной водой стоит на сегодняшний день очень остро. Использование пресных подземных вод для водоснабжения в условиях нарастающего ухудшения качества поверхностных вод имеет ряд преимуществ, обусловленных их большей устойчивостью к воздействию климатических факторов, защищенностью от загрязнения, относительной стабильностью качества и количества во времени, возможностью получения воды с меньшими затратами при расположении водозаборов вблизи потребителей.

При современном направлении гигиенической науки, для которого характерно стремление к возможно более полному изучению влияния внешних факторов среды на организм человека, естественно, усилился интерес к вопросу о влиянии химического состава воды на здоровье населения. Несмотря на малую минерализацию и кажущуюся простоту химического состава природные воды питьевого назначения представляют собой достаточно сложные многокомпонентные гидрогеохимические системы. Технология обработки воды стала очень сложной отраслью техники. Методы корректирования состава подземных вод имеют преимущества перед методами обработки поверхностных вод. Разработка комплекса научно-технических решений по обеспечению людей качественной водой для питьевых и бытовых нужд, промышленных целей и лечения является одной из главнейших задач.

Водные объекты играют важную роль в формировании урбанистического ландшафта в современных городах, где они должны выполнять важную рекреационную и эстетическую функцию. К сожалению вместо этого они представляют собой сточные каналы и места свалки бытовых отходов. Более того, под влиянием антропогенного пресса происходит деградация экосистем данных водоемов и даже полное исчезновение малых водоемов.

Барнаульскими экологами была исследована Барнаулка, которая в пределах города испытывает значительный антропогенный прессинг. Большое негативное влияние на состояние реки оказывает человек и за пределами города. Было выявлено, что из 14 ранее известных притоков реки реально имеют сообщение с Барнаулкой 2, остальные притоки перегорожены земляными дамбами и плотинами, 4 притока исчезли безвозвратно. Состояние притоков оказывает влияния на реку.

Для улучшения состояния реки необходимо за пределами города нормализовать гидрологический режим ее притоков, вести контроль над ее хозяйственным использованием, а в черте города √ создать парковую зону вокруг реки и снизить уровень ее непосредственного загрязнения стоками и мусором.

Для охраны растений и животных создана Красныя книга редких видов с рекомендациями по их охране. В Зеленую книгу занесены исчезающие растительные сообщества. Эти книги сыграли важную роль в охране природы. Необходима книга, где были бы собраны данные об исчезающих водных объектах и представлены рекомендации по их охране. Ее можно было бы назвать Синей книгой, и на основании ее давать заключения о необходимости особой охраны исчезающих и редких типов водных объектов. Особо охраняемые водные объекты могли бы служить эталонными участками природы и способствовать сохранению биологического разнообразия гидробионтов.

Обследование состояния р. Барнаулки в черте г. Барнаула


В 1993 году на кафедре химической техники и инженерной экологии АлтГТУ в рамках НИР ⌠Создание рациональной системы водного хозяйства на предприятиях была изучена система водоснабжения и водоотведения предприятий, расположенных в Центральном районе Барнаула. Река Барнаулка в пределах города испытывает значительное антропогенное воздействие, связанное с тем, что на ее берегах в черте города расположен ряд небольших предприятий, построенных нередко в прошлом или начале нынешнего века. На территории много старых канализационных сетей, требующих замены и реконструкции. На большинстве предприятий отсутствует ливневая канализация, сточные воды с поверхности почвы стекают непосредственно в реку. Малые предприятия нередко не имеют служб или даже ответственных лиц по охране окружающей природной среды, на них отсутствуют лаборатории по контролю загрязнений.

На всем протяжении реки в городской черте на берегах расположены несанкционированные свалки мусора. На правом берегу в районе АЗА находится свалка уличного смета, высота которой в зимнее время достигает 2-3 метров. В весенний период таяния снега загрязненная вода стекает в Барнаулку. Повсеместно на поверхности воды наблюдаются нефтяные пленки.

Для определения наиболее эффективных мероприятий, которые позволят оздоровить экосистему реки в пределах Барнаула с наименьшими экономическими затратами, необходимы исследования качества речной воды, являющейся ключевым элементом экосистемы.

Исследования по выявлению источников антропогенного воздействия на Барнаулку в пределах краевого центра осуществлялись в период с 24 апреля по 13 ноября 1998 года в 5 пунктах. Анализ показал, что концентрация нефтепродуктов в среднем превышает ПДК в 30 раз, СПАВ √ в 6 раз. Среди анионов преобладает сульфат-ион, преобладающий катион √ Са2+. Для определения мероприятий по оздоровлению реки необходимы дальнейшие мониторинговые исследования.

Оценка качества воды реки Барнаулки в черте города Барнаула


Интенсивная антропогенная нагрузка на реку Барнаулку в наибольшей степени сказывается в районе краевого центра. В реку поступает большое количество загрязняющих веществ как с поверхностными стоками, так и со сточными водами городских предприятий. Нарушение естественного режима реки (зарегулирование стока, бетонные берега и замусоренное дно) уменьшают способность реки к самоочищению, а многочисленные бытовые и промышленные свалки по берегам усугубляют обстановку. В 1997√98 гг. АГУ и ИВЭП СО РАН проводили оценку качества воды Барнаулки в черте города по гидробиологическим показателям. В водной среде водоросли являются практически единственными продуцентами свободного кислорода, необходимого для дыхания водных организмов, а также для поддержания нормальной способности экосистемы к самоочищению. Пробы отбирались регулярно в шести постоянных точках и обрабатывались по стандартной спектрофотометрической методике.

Концентрация хлорофилла ⌠а в фитопланктоне в период открытой воды в среднем составила 14,81 мкг/л, что соответствует уровню эвтрофных водо╦мов по шкале Винберга. Пространственное распределение хлорофилла ⌠а сильно различается по сезонам. В весенний период показатели в разных точках мало разнятся, что связано с повышением уровня и расхода воды, обусловливающих быстрый транзитный перенос планктонных организмов, перемешивание и разбавление сточных вод, поступающих в реку в черте города. В летние месяцы регистрировались крайне разнородные данные в разных точках, что, вероятно, связано с малым расходом воды в реке и проявляющимся в связи с этим влиянием локальных источников загрязнения.

Регулярно наблюдалось пониженное содержание хлорофилла ⌠а в пунктах ниже стока АЗА и ниже устья Пивоварки. Это свидетельствует об угнетении развития фитопланктона, вероятно, под действием сточных вод. Однако во время максимумов (весеннего и летнего) содержание хлорофилла ⌠а в этих точках было близко к показателям в других пунктах. Такие перепады можно объяснить непостоянством количества и состава сбрасываемых в Барнаулку сточных вод.

О методах очистки питьевой воды


При разработке методов очистки питьевой воды используются данные состояния водных ресурсов с учетом динамики антропогенного загрязнения поверхностных и подземных вод. Учитывается, что подземные воды отличаются постоянством состава и высокой минерализацией. Для их использования необходима разработка средств снижения концентрации минеральных солей с параллельной утилизацией рассолов. Для очистки поверхностных вод необходимы методы удаления токсичных загрязнителей, патогенной микрофлоры, а также методы регулирования анионно-катионного состава воды. Наиболее предпочтительны физические методы электромагнитного и гидроимпульсного воздействия. Воздействие электрического и магнитного полей позволяет в зависимости от состава вызывать сопряженные процессы: электродиализ, электрофлотация, электрокоагуляция, кавитация с локальными гидравлическими ударами. Обработка воды интенсивным излучением на фоне электромагнитного воздействия позволяет в малогабаритных установках осуществлять окислительно-восстановительные процессы с озонированием воды.

Наши лабораторные опыты показывают, что методом электродиализа из воды легко удаляются токсичные азотные соединения (нитраты, нитриты), соли тяжелых металлов и соли жесткости. При этом очищенная вода существенно активизирует биологические процессы. Теоретические исследования свидетельствуют о ее детоксикационных свойствах как носителя информации неравновесного состояния относительно ранее удаленных токсикантов.

В перспективе для очистки и балансировки состава воды в бытовых и лечебных целях найдут применение массообменные сорбенты.

Утилизация осадка сточных вод канализационных сооружений г. Барнаула с целью использования их в качестве удобрений


Ежегодное накопление осадков городских сточных вод на иловых площадках затрудняет работу очистных станций, приводит к увеличению площадей иловых карт и нагрузки на них. В настоящее время на иловых площадках Барнаула находится около 1 млн т. ила ОСВ, а суточное поступление сточных вод оценивается в 400 м3. Большая часть отходов находится в пойме Оби. Признанным способом утилизации ОСВ является ⌠почвенный метод (применение ОСВ в качестве удобрений). Использование ОСВ как удобрений частично решает экологическую проблему, так как не требует больших площадей и высоких затрат, а почва при этом обогащается макро- и микроэлементами.

Основным фактором, ограничивающим использование ОСВ, является возможное токсикологическое влияние на среду солей тяж╦лых металлов, патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Для снижения содержания тяжёлых металлов в городских ОСВ применяются различные методы. Наиболее популярным является приготовление компостов на различных основах. Начиная с 1997 года, НИИ химизации при АГАУ вед╦т работу по утилизации ОСВ Барнаула. Проведены обследования по всем иловым картам КОС-1 и КОС-2; имеются положительные результаты по применению различных доз ила ОСВ и вермикомпостов на их основе в качестве удобрения под яровую пшеницу и картофель.

Изыскиваются возможности улучшению использования ОСВ в качестве удобрений путём добавления углегуминовых удобрений.

Измерения спектральной прозрачности природной и питьевой воды


Известно, что спектральная прозрачность воды является объективной характеристикой ее загрязненности. Для измерений коэффициентов прозрачности в ИВЭП СО РАН и АГУ был создан макет установки на видимую и ближнюю инфракрасную области спектра. Макет включает в себя осветитель с малым угловым расхождением светового пучка, вертикально расположенную кювету с системой фиксации уровней заполнения, блок из семи интерференционных светофильтров и приемник излучения (ФЭУ-62) с регистрацией сигнала. Достоверность обеспечена сравнением измеренных коэффициентов прозрачности для дистиллированной воды с опубликованными значениями.

Выполнены измерения спектральных коэффициентов ослабления света поверхностной обской водой в районе Барнаула и на трассе Томск-устье Иртыша. Отмечено их отличие на 3 порядка в области спектра 495 нм от данных для дистиллированной воды. Их большие значения и специфическая спектральная зависимость обусловлены поступлением в Обь гидрозолей органического происхождения из болот и минеральных частиц, вероятно, обогащенных окислами железа. Данные оптических измерений сопоставлены с концентрациями сухого остатка гидрозолей, осажденных на фильтры.

Существенное влияние соединений железа на поглощательную способность воды в коротковолновой области спектра может быть положено в основу аппаратурных разработок для их определения в питьевой воде экспресс-методом. Об этом свидетельствуют предварительные данные измерений спектральной прозрачности водопроводной воды с разной степенью ее загрязненности частицами ржавчины.


Использование ГИС-технологий для оценки загрязнения городской среды


Одним из важных компонентов формирования экологически безопасных условий проживания населения является создание в составе городских экологических и санитарных служб информационно-моделирующей системы для комплексной оценки состояния загрязнения городской среды по направлениям: загрязнение воздушного бассейна, почв, поверхностных и подземных вод, акустическое, электромагнитное, радиационное загрязнение, качество питьевой воды.

Выполняемые в ИВЭП СО РАН работы могут быть на данном этапе представлены конкретными результатами применения численного моделирования и ГИС-технологий по направлениям оценки загрязнения воздушного бассейна и поверхностных вод в районе Барнаула. Созданная картографическая база данных включает в себя набор покрытий в формате ArcView М 1:25 000 и 1:100 000: постройки Барнаула, транспортная и речная сеть, улицы и их характеристики, источники загрязнения (148 крупнейших промышленных предприятий и организаций города). Разработанная система обеспечивает расчет среднегодовой концентрации загрязняющих примесей в атмосфере от выбросов промпредприятий и автотранспорта, зонирование территории по степени загрязнения и особой опасности для населения, расчет распространения загрязнений в Оби вблизи Барнаула при сбросах загрязняющих веществ, картографическое моделирование загрязнения и отображение результатов для принятия управленческих решений. Результаты оценки в зависимости от запросов пользователей выдаются в виде итоговых отчетов, рекомендаций, таблиц, графиков и цифровых карт, показывающих послойно основные источники загрязнения, их нормативные санитарно-защитные зоны, интенсивность и площадь загрязнения, зоны загрязнения, проблемные ареалы. Система может быть использована для выработки стратегии управления качеством окружающей среды и разработки регламента развития и использования городской территории.






Основан в 2008 году