169428 (Экологическое состояние бассейна реки Западная Двина в пределах Смоленской области)

Курсовая работа

«Экологическое состояние бассейна реки Западная Двина в пределах Смоленской области»

Введение

Экология является одним из основных и передовых направлений функционирования и развития политических, экономических, промышленных и научных систем. Сформировавшись, как наука, во второй половине XIX века, она вышла на первый план в XX веке, когда последствия двух мировых войн, глобального научно-технического прогресса и получения суверенитета многими государствами Африки и Латинской Америки стали весьма ощутимыми для окружающей среды и негативно отразились как на природе, так и на жизни и здоровье человека как неотъемлемой ее части. Следовательно, исследования экологической направленности сегодня являются весьма важными и актуальными.

Западная Двина протекает по северо-западной окраине Смоленской области и занимает около 17% ее территории. Таким образом, несмотря на свою полноводность (Западная Двина является одной из наиболее полноводных рек области) она играет весьма незначительную роль и в природной, и в экономической жизни Смоленщины. Располагаясь в одном из самых депрессивных и малозаселенных районов области, она практически не задействована в промышленности области. Тем не менее, являясь трансграничной рекой, располагаясь на территории нескольких европейских государств, Западная Двина представляет большую ценность для стран побережья Балтийского моря. А поскольку верховья реки располагаются в Тверской и Смоленской областях, отчасти и на нашей области лежит основная доля ответственности за экологическое состояние рек ее бассейна. Поэтому изучение экологического состояния бассейна Западной Двины является важной и актуальной темой.

Целями работы будут являться: изучение экологического состояния вод бассейна Западной Двины в пределах Смоленской области, хозяйственного использования и загрязненности поверхностных и подземных вод, составление оценки и прогноза изменений морфометрических, гидрологических и биологических характеристик вод данного участка бассейна.

Задачами работы будут являться: изучение и экологическая оценка поверхностных вод рек бассейна, их состава, свойств, биологического потенциала; изучение и оценка экологического состояния подземных вод бассейна Западной Двины; изучение типов использования поверхностных и подземных вод бассейна (виды, объемы и последствия их хозяйственного использования); изучить экологические программы по оптимизации состояния вод бассейна, существующие в настоящее время, оценить их рациональность, своевременность и степень исполнения российскими и зарубежными сторонами.

Объектом изучения данной работы является бассейн реки Западная Двина в пределах Смоленской области.

Предметом изучения данной работы будет являться экологическое состояние бассейна Западной Двины в Смоленской области, основные морфометрические и гидрологические характеристики, гидрохимические показатели поверхностных и подземных вод бассейна, а также существующая обстановка с природопользованием на территории бассейна.

Методы изучения. При проведении данной работы будут применяться теоретические (логические) методы: изучение тематической литературы, изучение и анализ данных государственного мониторинга. Из общегеографических методик уместны будут описательный метод, необходимый для предоставления целостной и объективной картины положения и состояния территории бассейна Западной Двины, а также картографический метод, так как изучение показателей и характеристик рек бассейна требует визуального анализа карт и картосхем.

1. Физико-географическая характеристика бассейна реки Западная Двина в пределах Смоленской области

Для начала необходимо предоставить общую физико-географическую характеристику изучаемого в данной работе объекта.

Река Западная Двина относится к числу шести основных речных систем Смоленской области. Она протекает по самой северо-западной окраине области. Ее длина в пределах области составляет всего 69 км (от общей длины реки – 1020 км). Это самая полноводная река области. Общая площадь водосбора составляет 87900 км, в пределах области – 8270 км.

Река берет начало из озера Двинец (по данным краеведческого словаря «Смоленская область», Московский рабочий, 1978 г.), из озера Корякино в 14 км к юго-западу от Пенно, Тверской области (по данным «Природа Смоленской области» под ред. В.А. Шкаликова, Смоленск, «Универсум», 2001 г.).

Средний годовой расход воды у города Велижа более чем в 1,5 раза превышает расход Днепра в Смоленске (160 м³/сек). Основную воду река получает за счет талых снеговых вод с водосборной площади, расположенной за пределами Смоленской области.

Долина реки в пределах области близка к V-образной форме, преобладающая ширина ее 1–1,5 км. На крутых склонах нередки осыпи, встречаются оползни. Местами можно наблюдать выходы подземных вод. Пойма чаще двусторонняя, местами очень узкая. Русло не меандрирующее, ширина его изменяется чаще в пределах 80–120 м. Скорость течения на стрежени от 0,5 до 1 м/с. Дно песчано-каменистое, по берегам встречаются валуны. Глубина воды от 2–3 до 5 м, в омутах и ямах до 9–10 м.

Половодье на реке приходится на конец марта (превалирование снегового питания), окончание в начале июня. Высота пика весеннего половодья колеблется чаще в пределах 6–9 м. Высота паводков обычно не превышает 2–3 м.

Основную часть Западно-Двинского бассейна в пределах области дренирует река Каспля.

Река Каспля вытекает из одноименного озера. По мнению Д.И. Погуляева, впадающая в озеро Клец и вытекающая из него река Каспля составляет единое целое. Если придерживаться этого мнения и брать за исток реки озеро Клец, то длина Каспли составит 164 км.

Река Каспля третий по величине и водности приток Западной Двины. Речная сеть бассейна реки развита равномерно, густота ее равна в среднем 0,47 км/км². Средний уклон реки – 0,17‰, коэффициент извилистости – 1,81.

Долина реки трапецеидальная, ниже притока Гобзы – близка к V-образной форме. Ширина ее 300–400 м, наибольшая около 3 км; у города Демидова ширина долины наименьшая – около 150 м. На этом участке долина Каспли имеет чаще ассиметричное строение: левый берег ее высокий, правый – пологий, невысокий и сильно заболоченный.

В верховье склоны долины пологие, высотой 6–20 м, на остальном протяжении – крутые, высотой до 10–15 м, местами достигают 25–30 м.

Пойма до впадения реки Гобзы двусторонняя, чередующаяся по берегам, у города Демидова – слабо выражена, ниже – прерывистая, шириной 100–200 м. В редких местах ширина поймы увеличивается до 1 и даже 2,5 км.

Русло до впадения реки Гобзы свободно меандрирующее, ниже – слабо извилистое (К=1,03). Ширина его увеличивается от 10–30 м в верхнем течении до 40–50 м в нижнем. Перекаты встречаются в среднем через 2–2,5 км. Глубина воды на перекатах 0,1–0,4 м, скорость течения до 1,5 м/с. На плесах глубина достигает в некоторых местах 3,8–4,5 м, скорость течения в них 0,1 м/с.

Дно на плесах песчаное, реже илистое, на перекатах – песчано-галечное с валунами диаметром до 1–1,5 м. Берега крутые, высотой 2–5 м, суглинистые, песчаные и супесчаные с включением гальки и валунов. В верховье река сильно зарастает водной растительностью.

Для реки характерно высокое весеннее половодье, во время которого проходит около 70% годового стока. Резкое повышение уровня начинается обычно в конце марта, заканчивается половодье в конце мая. Уровень воды в реке может повышаться до 10 м с интенсивностью до 3 м/сутки. В дождевые паводки уровень редко превышает 3 м.

К другим, менее значимым притокам Западной Двины в пределах Смоленской области относятся: Сертейка, Осинка, Селезневка, Смолевица, Белоусовка, Велижка, Студянка (правые), Взвозовка, Босня (левые). По ним данных, в целях генерализации информации, мы не приводим.

Таким образом, река Западная Двина и ее бассейн занимают весьма небольшую, часть территории области. Локализуясь в малозаселенной части области (северо-запад), река не подвергается столь массивному техногенному воздействию как Днепр и его притоки. Однако предприятия Велижского района, равно как и сам город Велиж, все же вносят свою лепту в загрязнение реки и ухудшение ее экологического состояния (что будет рассмотрено ниже), наряду с природным загрязнением.

2. Экологическое состояние бассейна Западной Двины

2.1 Структура наблюдательной сети

В ходе выполнения данной работы мы будем основываться на данных, полученных государственным мониторингом поверхностных водных объектов (ГМПВО), государственным мониторингом водохозяйственных систем и сооружений (ГМВХС), государственным водным кадастром (ГВК) по разделу «Использование вод», государственным учетом использования вод (ГУИВ). Они содержат комплекс систематизированных, постоянно пополняемых и при необходимости уточняемых сведений о водных объектах области, водных ресурсах, режиме, качестве и использовании вод, о строящихся и намечаемых водохозяйственных объектах, а также прогностических данных о развитии негативных процессов, об изменении состояния вод под естественным и техногенным воздействием. Следовательно, на основании данной базы информации можно вполне объективно охарактеризовать экологическое состояние бассейна реки Западная Двина в границах Смоленской области и проследить его изменение в течение нескольких лет.

Ведение государственного мониторинга поверхностных водных объектов на территории Смоленской области осуществляется на федеральном, территориальном и локальном уровнях.

В 2000 году федеральный уровень ведения мониторинга обеспечивали 16 пунктов наблюдений государственной наблюдательной сети (ГНС) Росгидромета и 9 пунктов территориальной наблюдательной сети (ТНС) ТЦ «Геомониторинг-Смоленск» (в пограничных створах). Областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ведет наблюдение за состоянием водных объектов:

по гидрологическим показателям (уровни и расходы воды) в 9 пунктах наблюдений, их них на р. Западная Двина – в 1 пункте;

по гидрохимическим показателям в 7 пунктах, на р. Западная Двина – в 2 пунктах.

Оценка качества воды велась по 29 ингредиентам, не определялись концентрации тяжелых металлов и нефтепродуктов.

9 пунктов наблюдений федерального уровня на ТНС ТЦ «Геомониторинг – Смоленск» располагаются в пограничных створах на рр. Днепр, Западная Двина (2 створа), Ипуть (2 створа), Остер, Сож, Десна, Угра. Существующая территориальная наблюдательная сеть представлена пятью пунктами гидрохимических наблюдений на рр. Вопец, Улица. Днепр (3 пункта). Всего по программе работ по ГМПВО на 2000 год было предусмотрено 33 пункта наблюдений ТНС, включая 10 пунктов федерального уровня, но из-за ограниченного финансирования на 19 из них гидрохимический контроль качества воды не проводился.

Оценка качества воды на пунктах наблюдений ТНС ТЦ «Геомониторинг-Смоленск» велась по 36 ингредиентам: температура, цветность, прозрачность, запах, РН, взвешенные вещества, жесткость общая, БПК₅, ХПК, минеральный состав, растворенный кислород, окисляемость, кальций, магний, натрий, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, азот аммония, азот нитритов, азот нитратов, железо общее, фосфор фосфатов, нефтепродукты, СПАВ, фенолы, свинец, хром, марганец, медь, кадмий, калий, цинк, никель, ртуть, стронций.

На локальном уровне мониторинг водных объектов осуществляют водопользователи, которые ведут систематические наблюдения за состоянием водных объектов в порядке, определяемом КПР по Смоленской области.

Локальная наблюдательная сеть (ЛНС) в 2000 году насчитывает 24 пункта наблюдений за химическими показателями водных объектов. Состав анализируемых ингредиентов определяется для каждого конкретного предприятия в соответствии с установленным регламентом.

Что касается состояния русел и берегов водных объектов, необходимо отметить следующее. Участки поймы рек Западная Двина, Вязьма, Остер, Ипуть в пунктах наблюдений существующей наблюдательной сети большей частью заболочены.

Режимных наблюдений за состоянием русел и берегов водных объектов не велось.

2.2 Состояние русел и берегов

В целом для территории Смоленской области густота долинной сети характеризуется значениями 0,32 – 0,35 км/км², глубина их вреза составляет 35–45 м.

Долины рек имеют U – видный поперечный профиль сечения, склоны террасированы. Большинство рек имеют 2 уровня надпойменных террас и хорошо выраженную широкую двустороннюю пойму.

Долина р. Западная Двина имеет ширину 1,0 – 3,5 км, крутизна склонов изменяется от 10 до 30⁰ при высоте 7 – 20 м. Ширина поймы 0,5 – 1,0 км, поверхность её частично залесена, но в основном растительный состав представлен кустарником и луговым разнотравьем.