169428 (Экологическое состояние бассейна реки Западная Двина в пределах Смоленской области), страница 2

Ширина реки составляет 50 – 120 м, глубина 2 – 3 м, скорость течения – 0,5 м/с, грунт дна песчаный.

Склоны долины террасированы и в значительной степени подвержены процессам оврагообразования. В основании уступов террас, крутизна которых более 20⁰, развиты мелкие оползни-сплывы. На участках излучин реки, где процессы береговой эрозии наиболее интенсивны в периоды паводков и ледохода, уступы террас близки к вертикальным. Высота их составляет 2–4 м. По бровкам таких террас формируются трещины и блоки оседания породы, которые со временем преобразуются в мелкие оползневые тела.

2.3 Гидрологическое и гидрохимическое состояние поверхностных вод бассейна Западной Двины

Территория Смоленской области заключает в себе бассейны трех основных рек: Днепра, Западной Двины и Волги.

В настоящее время действует четыре государственных водомерных поста: с.с. Болшево, Соловьево, гг. Дорогобуж и Смоленск. Наблюдения за уровнями и расходами воды на р. Западная Двина ведутся у города Велижа с 1928 года.

Водный режим рек характеризуется наличием весеннего половодья, низкой летней и зимней межени и неежегодных дождевых паводков, прерывающих летнюю межень.

Питание рек идет главным образом за счет весеннего таяния снегов, меньшая роль принадлежит дождевым и грунтовым водам.

На величину стока влияют также гидрографические факторы: величина площади водосбора, форма бассейна, средний уклон водотока, средняя высота бассейна, лесистость, заболоченность, озерность бассейна.

Кроме вышеперечисленных факторов на водность рек влияет и водохозяйственная деятельность в бассейне. Речная вода используется в основном на технологические цели предприятий. В виду значительного отставания северо-запада области от центра и востока по уровню экономического развития технологическое использование вод бассейна Западной Двины практически отсутствует.

В связи с тем, что преобладающее значение в питании рек имеют весенние талые воды, наивысшие уровни и наибольшие расходы воды наблюдаются в период половодья.

Половодье является важнейшей фазой гидрологического режима, во время которого проходит от 50 до 70% годового стока.

Вскрытие рек происходит почти одновременно по всей территории Смоленской области в среднем в конце марта – начале апреля. В отдельные годы вскрытие и очищение рек ото льда наблюдается раньше или позднее средних сроков.

Заканчивается половодье в конце мая – начале июня. Продолжительность половодья в среднем составляет 60 – 70 дней.

Вытянутая узкая форма бассейна реки Западная Двина оказывает существенное влияние на характер весеннего половодья. В связи с короткими путями склонов местности весеннее половодье развивается довольно быстро. Продолжительность половодья достигает 60 – 70 дней.

На Западной Двине у г. Велижа за годы наблюдений затопление поймы не отмечалось.

Высшие уровни весьма изменчивы. Высота весеннего половодья в среднем 5–6 м, а в годы с высоким половодьем уровень может повышаться до 8 м над наинизшим. В 1931 г. наивысший уровень у г. Велижа достигал 795 см.

На р. Западной Двине у г. Велижа наибольший расход воды составил 1470 м³/с – 15, 16.04.1948 г.; 27, 28.04.1958 г.

Особых катастрофических явлений в период половодья не наблюдалось. Летом и осенью реки имеют смешанное дождевое и грунтовое питание. Летне-осенняя межень на рассматриваемой территории обычно наступает в середине мая и заканчивается в третьей декаде ноября. Почти ежегодно летне-осенняя межень прерывается дождевыми паводками в среднем высотой 1,6–2,8 м. Наибольшей высотой и продолжительностью отличаются паводки, проходящие в конце лета и осенью. Наибольшие подъемы уровней воды от выпавших дождей наблюдались в 1917, 1933, 1962 гг.

На реке Западная Двина подъем воды у г. Велижа достигал 5,89 м (30.07.1917 г.).

В целом же по высоте паводки уступают весеннему половодью, хотя изредка достигают высоты среднего весеннего максимума. Продолжительность паводков разнообразна и, в зависимости от характера дождей, колеблется от 4–6 до 30–40 дней. В летне-осенний период поймы затопляются очень редко.

Наименьший расход периода открытого русла на р. Западная Двина у г. Велижа 15,2 м³/с, наблюдался 04 – 05.09.1964 г.

Зимняя межень более устойчивая, продолжается 3 – 4 месяца. Зимние паводки наблюдаются не ежегодно. на р. Западная Двина у г. Велижа наименьший расход зимнего периода составил 4,90 м³/с – 12.03.1947 г.

Таким образом, самые малые расходы чаще всего наблюдаются зимой, когда река питается только за счет подземных (грунтовых) вод.

Годовой сток на р. Западной Двине у г. Велижа в 2000 г. был близок к среднемноголетнему значению и увеличился на 9%, а по сравнению с 1999 г. увеличился на 19%.

В целом в 1999–2000 гг. водность рек бассейна Западной Двины была выше среднемноголетних значений за счет весеннего половодья.

В результате интенсивного использования водных ресурсов не только изменяются количество воды, пригодной для той или иной области хозяйственной деятельности, но и происходит изменение ее качества. Объясняется это тем, что большинство рек является одновременно источниками водоснабжения и приемниками хозяйственно-бытовых, производственных и сельскохозяйственных стоков. Судить о качественных характеристиках воды можно путем сопоставления измеренных показателей с нормативными, характеризующими предельно допустимую концентрацию того или иного вещества в воде водного объекта.

Мониторингом качества (или загрязнения) поверхностных вод на территории области в 2000 г. были охвачены р. Днепр и 14 рек его бассейна (Улица, Мощенка, Лемна, Вопец, Вопь, Нагать, Стабна, Ольшанка, Малая Березина, Свиная, Сож, Остер, Ипуть, Десна), р. Западная Двина, р.р. Лосьмина, Гжать, Держа, Угра в бассейне Волги. Ниже будет приведена гидрохимическая характеристика главной реки бассейна – Западной Двины.

2.4 Река Западная Двина

Гидрохимические наблюдения велись ТЦ «Геомониторинг-Смоленск» в створах №№39, 44 Смоленским ЦГМС – в створах №№41, 43 (выше и ниже г. Велижа) и лабораторией ИТЦ «Экология» в г. Велиже в створе №42 (водозабор АО «Велижлен»).

Практически на всем протяжении реки значения БПК₅ и ХПК превышали ПДК, что свидетельствует о загрязненности вод различными органическими веществами (БПК₅ в пределах от 1,1 ПДК до 1,3 ПДК, ХПК – до 3,3 ПДК).

Воды реки ниже г. Велижа (створ №43) загрязнены фенолами и азотом нитритов. Средние концентрации составили: фенолов – 1,5 ПДК, азота нитритов – 3 ПДК.

Как и в прошлые годы воды реки загрязнены железом: в большинстве отобранных проб концентрации железа превышают норму. Содержание железа в воде уменьшается на протяжении реки от 1,05 мг/л (в створе №39 – на входе) до 0,137 мг/л (в створе №44 – на выходе) при ПДК равном 0,1 мг/л.

К створу №44 снижается концентрация марганца (от 7,8 до 4,7 ПДК) и меди (28,5 ПДК – 14,3 ПДК), что свидетельствует о достаточной самоочищающей способности реки.

Динамика изменения среднегодовых концентраций основных загрязняющих веществ по р. Западная Двина приведена в приложении.

Смоленский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды на основе данных своих наблюдений осуществляет комплексную оценку качества поверхностных вод. Расчеты индекса загрязненности вод (ИЗВ) проводятся по двум главным рекам области: Днепру и Западной Двине. При этом необходимо отметить тот факт, что в перечне анализируемых показателей при расчете индекса загрязненности вод отсутствуют показатели тяжелых металлов и нефтепродуктов, так как лаборатория СЦГМС не выполняет лабораторные анализы по определению концентраций этих загрязняющих веществ.

Воды р. Западная Двина характеризуются по ИЗВ в створах: выше г. Велижа и ниже г. Велижа.

Согласно имеющимся сведениям в 1999 году воды р. Западная Двина выше г. Велижа относятся к чистым (II класс), ниже города – к умеренно загрязненным (III класс).

Оценка качества воды по индексу загрязненности вод (ИЗВ) в бассейне реки Западная Двина за 1996–1999 гг. приведена в приложении.

Обобщая все вышесказанное, делаем вывод о том, что в целом заметного улучшения качественного состава рек в 2000 году не произошло. Данные наблюдений, накопленные в 1994–1999 гг. показывают, что уже в верхнем течении, где антропогенное воздействие незначительно, имеет место загрязнение солями железа, марганца и меди в концентрациях, значительно превышающих ПДК. Это позволяет сделать вывод о том, что наряду с антропогенным загрязнением существует и значительное природное загрязнение вод этими веществами. Для более точной оценки качества поверхностных вод необходимо иметь достоверные данные о природном состоянии водных объектов, а это требует регулярных наблюдений за качеством вод в «фоновых» створах (2).

2.5 Антропогенное воздействие на водные объекты

Экологическое состояние поверхностных вод в первую очередь зависит от природного воздействия и антропогенной нагрузки. Интенсивность последней определяется степенью освоенности и хозяйственного использования территории. Основные виды воздействия человека на водные объекты это водопотребление, водоотведение, использование водных объектов в целях стока бытовых и промышленных отходов, загрязнение водных объектов вредными веществами, находящимися в атмосфере.

3. Водопотребление

По данным учета использования вод по форме 2-ТП (водхоз) в 2000 г. забор воды из водных объектов для использования в области составил 239,42 млн. м³ (на 4,4 млн. м³ больше чем в 1999 году), в том числе: подземных вод – 126,12 млн. м³, из них шахтно-рудничных – 0,43 млн. м³; поверхностных вод – 113,3 млн. м³.

В 2000 году на хозяйственно-питьевые нужды населения и промышленных предприятий области использовано 86,14 млн. м³ (на 20% больше чем в 1999 г.), на производственные цели – 129,14 млн. м³ (на 2% больше прошлогоднего), на сельскохозяйственное водоснабжение – 12,55 млн. м³ (на 50,7% меньше прошлогоднего).

Использование воды питьевого качества на производственные нужды увеличилось по сравнению с 1999 годом на 3% и составило 17,33 млн. м³.

Доля поверхностных вод в общем объеме использованной в области воды в 2000 г. составила 49,7%, что на 0,3% меньше чем в прошлом году. В основном, поверхностные воды используются на производственные цели (99,8%), и только 0,2% используются на хозяйственно-питьевые нужды.

Объем воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения увеличился на 2,5% по сравнению с 1999 г. и составил 4626,36 млн. м³. Процент экономии свежей воды за счет оборотного и повторно-последовательного водоснабжения остался на уровне прошлых лет и составил в 2000 году – 97%.

Потери воды при транспортировке имеют тенденцию к увеличению, что объясняется ветшанием водопроводных сетей и недостатком финансирования для их ремонта. В 2000 году эти потери составили 10,34 млн. м³ (4).

Сброс сточных, шахтных и коллекторно-дренажных вод в поверхностные водные объекты в 2000 году уменьшился по сравнению с 1999 годом на 0,4% и составил 140,67 млн. м³, в том числе загрязненных без очистки – 6,69 млн. м³ (на 18,6% больше прошлогоднего), недостаточно-очищенных – 102,19 млн. м³ (на 2,9% меньше прошлогоднего), нормативно-чистых (без очистки) – 31,79 млн. м³ (на 4,5% больше чем в прошлом году).

Кроме того, по данным учета использования вод через системы ливневой канализации в поверхностные водные объекты в 2000 г. сброшено 5,47 млн. м³ поверхностных сточных вод, что на 10% больше чем в прошлом году.

Промышленными предприятиями области сбрасывается 43,8% (61,58 млн. м³) всех сточных вод, в том числе 84,3% (5,64 млн. м³) всех неочищенных стоков и весь объем нормативно-чистых (без очистки) – 31,79 млн. м³. На долю предприятий жилищно-коммунального хозяйства падает 52,2% (73,38 млн. м³) всех сточных вод, из них 99% (72,62 млн. м³) недостаточно очищенных стоков.

По данным учета использования вод мощность всех очистных сооружений на конец 2000 года составила 182,51 млн. м³, в том числе перед сбросом в водные объекты – 179,97 млн. ³. Увеличение мощности очистных сооружений в 2000 году объясняется постановкой на статистический учет ряда предприятий.

Эффективность работы очистных сооружений оставляет желать лучшего. В структуре сбрасываемых сточных вод отсутствует категория нормативно-очищенных стоков, все сточные воды, проходящие очистку, сбрасываются недостаточно-очищенными.

Масса загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами, не уменьшилась по сравнению с прошлым годом и составила в 2000 году 17,3 тыс. т.

Основные загрязняющие вещества в сточных водах: хлориды – 7,87 тыс. т (45,6% от общего сброса), сульфаты – 4,29 тыс. т (24,8%), взвешенные вещества – 1,52 тыс. т (8,8%), БПК₅ – 1,45 тыс. т (8,4%), нитраты – 0,6 тыс. т (3,7%), азот аммонийный – 0,4 тыс. т (2,5%).

Основная масса загрязняющих веществ (68,7% – 11,9 тыс. т) поступают от предприятий жилищно-коммунального хозяйства, в том числе 77,1% всего объема хлоридов, 56,4% сульфатов, 65,8% взвешенных веществ, 63,6% азота аммонийного, 81,5% железа.

Наряду со сбросом стоков от населенных пунктов промышленности и сельхозпредприятий через системы канализации имеет место рассредоточенный сток с водосборных территорий, промышленных площадок селитебных территорий и сельхозугодий, составляющий около 90% всего ливневого стока.

Из 700 водопользователей, состоящих на учете, только 8% имеют системы ливневой канализации, обеспечивающие сбор, очистку и водоотведение дождевых стоков с их территорий.

Большинство же предприятий не имеют ливневой канализации с очистными сооружениями, что значительно влияет на загрязнение водных объектов нефтепродуктами и взвешенными веществами. Также актуальной проблемой остается организация отвода, сброса, очистки и обезвреживания поверхностного стока (загрязненных дождевых, талых, поливомоечных и других вод) с проезжей части автомобильных дорог городов и других населенных пунктов. В поверхностном стоке содержатся помимо взвешенных веществ и нефтепродуктов, тяжелые металлы (свинец, кадмий и другие) и хлориды, используемые для борьбы с гололедом в зимний период. Все эти вещества с дождевыми, талыми и поливомоечными водами по естественному уклону местности попадают в реки, ручьи, пруды и другие водные объекты.

Остаются неучтенными объемы и воздействие на водные объекты стоков с ферм и полей сельхозпредприятий, расположенных в водоохранных зонах рек и водоемов. Ухудшение экономического состояния сельхозпредприятий, несвоевременное удаление навозосодержащих стоков, накопление их на необорудованных площадках ведет к систематическому загрязнению водоемов.

Как уже было отмечено, важным процессом загрязнения поверхностных вод является выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Поверхностные и подземные воды суши имеют, главным образом, атмосферное питание, и вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния атмосферы. К наиболее опасным антропогенным процессам и источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся сгорание топлива и мусора, металлургия и горячая металлообработка, различные химические производства. В процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя атмосферы происходит в крупных городах, промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине.

Особо актуально атмосферное загрязнение для Велижского района, который располагается в так называемом «воздушном коридоре». Большая часть аэромаршрутов пролегает через этот район области. Огромная масса сгорающего топлива приводит к учащающимся в Велижском районе ядовитым осадкам – кислотным дождям.

По-прежнему, основным источником загрязнения атмосферы является автотранспорт, выбрасывающий в окружающую природную среду с отработанными газами около 200 различных химических веществ. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха автомобильным транспортом вносят такие вещества как окись углерода, углеводороды, окислы азота. Наиболее опасным для здоровья является бенз(а) пирен, обладающий сильным канцерогенным действием.

Значительная часть вредных веществ в зимнее время накапливается в снежном покрове, а затем, в период таяния, попадает в реки и озера. Контроль содержания загрязняющих веществ в осадках, выпадающих на территории области, не ведется (5; 6).

4. Водохозяйственные системы и сооружения и их современное состояние