ДЕРЖАВНИЙ АГРОЕКОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Статник Ігор Іванович

УДК 504.06:631(477)

ОЦІНКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ТА РОЗРОБКА

ПРИРОДООХОРОННИХ ЗАХОДІВ ДЛЯ БАСЕЙНУ РІЧКИ ГОРИНЬ

03.00.16 - екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Житомир – 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українському державному університеті водного господарства та природокористування Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: | доктор сільськогосподарських наук, професор

Клименко Микола Олександрович,

Український державний університет водного господарства та природокористування, декан, завідувач кафедри екології.

Офіційні опоненти: | доктор географічних наук, професор

Мольчак Ярослав Олександрович,

Луцький державний технічний університет, декан, завідувач кафедри екології та БЖД;

кандидат сільськогосподарських наук,

Гроховська Юлія Романівна,

Український державний університет водного господарства та природокористування, старший викладач кафедри водних біоресурсів.

Провідна установа: | Інститут агроекології та біотехнології УААН.

Захист відбудеться 24.09.2003 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К.14.083.01 у Державному агроекологічному університеті Міністерства аграрної політики України, за адресою: 10008, м. Житомир, вул. Старий бульвар,7.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Державного агроекологічного університету за адресою: 10008, м. Житомир, вул. Старий бульвар,7.

Автореферат розісланий 23.08.2003року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук |

М.М. Побірський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Природне середовище зазнає зростаючого впливу господарської діяльності людини. В Україні практично не залишилося територій, які не були б частково або повністю трансформовані.

За останні десятиріччя особливо значних змін зазнали басейни річок Західного Полісся. Як свідчать раніше проведені наукові дослідження (Пелешенко В.І., Горєв Л.М., Яцик А.В., Руденко Л.Г., Разов В.П., Жукинський В.М., Тараріко О.Г., Надточий П.П., Клименко М.О., Будз М.Д., Долгілевич М.Й., Білявський Г.О., Мольчак Я.О., Гриб Й.В., Коваленко В.Б.), зміни екологічного стану басейнів річок та умов формування якості поверхневих вод малих річок Полісся відбулися за рахунок зростаючого впливу антропогенного навантаження на басейни (комунальними і промисловими об’єктами, сільськогосподарським виробництвом), а також відсутністю просторового планування меж освоєння басейнів (збільшення розораності, зменшення лісистості територій). Особливо значної антропотехногенної трансформації зазнають басейни малих та середніх річок. Гостро постала проблема забруднення поверхневих вод, якість яких оцінюється як погана та дуже погана. Слід зауважити, що покращання якості поверхневих вод та питної води в рішеннях конференцій ООН з проблем навколишнього середовища і розвитку, що проходили в 1992 році в Ріо-де-Жанейро та в 2002 році в м. Йоганнесбург, визначені як пріоритетні завдання в природоохоронній діяльності держав.

У зв’язку з цим виникає потреба комплексної оцінки екологічного стану басейнів малих річок, оцінки якості поверхневих вод та розробки компенсаційних природоохоронних заходів, направлених на їх покращання.

Зв’язок роботи з науковими темами. Робота виконувалась за держбюджетною тематикою згідно з програмами наукових досліджень кафедри екології Українського державного університету водного господарства та природокористування (державна реєстрація за № 01950014579); обласною програмою збереження водності малих річок, охорони їх від забруднення та засмічення і використання екологічно чистих підземних вод винятково для питного водопостачання (за № 255); обласною програмою охорони природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки (за № 671-р).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень полягала в оцінці екологічного стану та розробці природоохоронних заходів для басейну р.Горинь.

Для досягнення вказаної мети вирішувались наступні завдання:

- з’ясувати вплив природних умов на формування гідроекологічної ситуації в басейні;

- дослідити вплив господарської діяльності на екологічний стан басейну;

- провести визначення рівня антропогенного навантаження на басейни малих річок – приток р. Горинь, за кількісними та якісними показниками;

- здійснити районування території басейну річки;

- провести оцінку якості поверхневих вод басейну;

- здійснити розрахунок матеріального балансу виносу забруднюючих речовин у р. Горинь;

- обгрунтувати природоохоронні заходи, скеровані на оздоровлення й відновлення порушених річкових екосистем, оцінити ефективність впровадження природоохоронних заходів.

Об’єкт дослідження – річка Горинь та її основні притоки.

Предмет дослідження – поверхневі води, грунтовий покрив, рослинний світ басейну р.Горинь.

Методи досліджень. При виконанні роботи використовували польові, лабораторні, аналітичні, теоретичні методи досліджень та методи математичної обробки експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше визначено вплив природних і антропогенних факторів на формування екологічної ситуації в басейні р.Горинь.

Апробовані методики визначення екологічного стану басейнів малих річок та розроблений пакет програм розрахунку кількісних показників.

Вперше запропонована модель оцінки якості поверхневих вод за показниками розораності, урбанізованості та сільськогосподарської освоєності територій басейнів річок.

Також вперше здійснено районування території басейну р.Горинь за рівнем антропогенного навантаження, створені карто-схеми районування та встановлені басейни річок з катастрофічним, поганим, задовільним та добрим станом.

Набули подальшого розвитку розрахунки матеріального балансу виносу забруднюючої речовини у р.Горинь.

Вперше оцінена ефективність проведення природоохоронних заходів.

Практичне значення отриманих результатів. Запропоновані та апробовані методики розрахунку рівня антропогенного навантаження на басейни малих річок. Рекомендовано для оцінки рівня антропогенного навантаження малих річок використовувати методики відповідно до наявної бази експериментальних даних (природних, антропогенних показників). Розроблена методика районування басейнів середніх та великих річок за рівнем антропогенного навантаження їх приток.

Проведено впровадження наукових розробок для використання в навчальному процесі УДУВГП при підготовці екологів. Розроблені рекомендації щодо природоохоронних заходів з покращання екологічного стану басейну р.Горинь у доповнення до обласних програм: збереження водності малих річок, охорони їх від забруднення та засмічення; охорони природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто запропоновано та обґрунтовано напрямок досліджень, розроблено програму. Виконані розрахунки, експериментальні дослідження, проведено теоретичний аналіз отриманих результатів, розроблено комплекс природоохоронних заходів, запропоновані рекомендації щодо покращання екологічного стану басейну р.Горинь. Основні наукові положення та висновки сформульовані дисертантом. Підготовлені наукові повідомлення і статті як особисто, так і у співавторстві.

Апробація роботи. Основні результати та положення дисертації доповідались і обговорювались на 8_му з’їзді Українського географічного товариства (м. Луцьк, 2000); 4-й міжнародній науковій конференції (Польща, м. Варшава, 2000); засіданні наукової ради Всеукраїнської екологічної ліги

(м. Київ, 2000); науково-практичних конференціях УДУВГП (Рівне, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 7 наукових праць, у тому числі 6 статей у фахових виданнях, 2 статті у співавторстві.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел (152 найменування) і 8 додатків. Загальний обсяг дисертації  сторінок. Текст ілюстровано 32 таблицями і 18 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертаційної роботи. Сформульована мета і завдання досліджень, наукова новизна і практичне значення отриманих результатів. Наводяться дані про публікації, апробацію і впровадження результатів дослідження.

Розділ 1 “Сучасний стан господарського-екологічного районування басейнів малих і середніх річок.”

Здійснено аналіз і висвітлено стан проблем щодо районування території середніх річок, проаналізовано розробки вітчизняних і зарубіжних авторів. Дослідження Смаглія О.Ф., Стрельченка В.П., Литвака П.В., Будза М.Д., Веремеєнка С.І., Мольчака Я.О., Горєва Л.М., Ізраель Ю.А., Жукінського В.Н. та інших вчених показали, що екологічно необґрунтоване господарювання призвело до зміни екологічного стану річкових басейнів та, відповідно, вплинуло на формування гідрологічних і гідрохімічних характеристик річок. Погіршення стану малих річок є однією з причин трансформації складу і якості води середніх та великих річкових систем.

Встановлено, що басейновий підхід до вирішення водогосподарських проблем є на сьогодні загальновизнаним. Результати наукових досліджень та їх аналіз показали, що вирішити питання покращання екологічного стану басейнів великих та середніх річок можливо тільки за рахунок комплексного підходу до розв’язання проблем малих річок. Визначено, що за основу територіальної організації природокористування необхідно прийняти басейновий принцип функціонування господарських територій та удосконалювати механізми управління природоохоронною діяльністю.

Розділ 2 “Методика та умови проведення досліджень”.

Наведена характеристика екосистеми р.Горинь. Досліджувались рельєф, кліматичні умови, грунтовий і рослинний покрив, поверхневі та підземні води.

Площа водозбору р.Горинь становить 27700км2, довжина річки – 659км. Встановлено, що басейн в основному розташований у межах Тернопільської, Хмельницької та Рівненської областей. Розміщується в двох фізико-географічних зонах: нижня частина басейну – Поліська, верхня – Лісостепова. Дослідженнями встановлено, що річкова мережа басейну добре розвинена. Цьому сприяють особливості рельєфу, кліматичні умови та грунтовий покрив. Підкреслюється, що територія басейну р.Горинь піддавалась активному та всебічному антропогенному навантаженню. Зокрема, були проведені широкомасштабні осушувальні меліоративні роботи ( північна частина басейну), закладені водозабори, збільшилась площа дзеркала за рахунок створення водосховищ та ставків, значно розширилась площа орних земель, скоротилася площа лісів і луків. Все це разом призвело до трансформації і деградації річкової мережі, що проявилося в скороченні довжини водотоків, масовому спрямленні русел річок та спричинило погіршення якості поверхневих вод.

Методи досліджень включали в себе проведення польових, лабораторних, теоретичних та аналітичних досліджень, математичної обробки експериментальних даних.

Польові дослідження проводились протягом 1997 - 2002 років і включали відбір та аналіз проб води у 19 пунктах гідрохімічного контролю р.Горинь за 15 показниками її якості.

Проби води відбиралися також у притоках р.Горинь за схемою (витік – середина – гирло), що дало можливість оцінювати якість води за довжиною річки порівняно з еталонною якістю (витік річки). Дослідження проводили у 1999…2002 роках на наступних притоках: Зульня, Жильжанка, Устя, Замчисько, Случ.

Проби води р.Горинь та її приток аналізували згідно з атестованими методиками у сертифікованій лабораторії відділу аналітичного контролю Держуправління екоресурсів у Рівненській області.

Достовірність результатів забезпечувалась лабораторним контролем визначення похибок складу проб води та впровадженням програмного обчислення результатів досліджень.

Поряд з цим нами проводилось узагальнення численних фондових матеріалів паспортизації річок Держводгоспу України по басейну р.Горинь. Також використовувались дані гідрохімічних спостереженнь по р.Горинь, які проведені Держуправлінням екоресурсів у Рівненській і Хмельницькій областях у 1991…1998 рр, та дані гідрохімічної зйомки по створах р.Горинь за 1947 рік.

Рівень антропогенного навантаження на басейн р.Горинь визначали оцінюючи стан басейнів малих річок – приток.

Для якісної і кількісної оцінки стану екосистем басейнів малих річок використані наступні методики:

1.Визначення рівня антропогенної перетворюваності ландшафту (КАП), (Воропай Л.І., Дутчак Н.В., Куниця Н.А.).

2-3.Визначення кількісної і якісної оцінки екологічної стійкості ландшафту (КЕСЛ1, КЕСЛ2), (Клементкова Е., Гейниге В., 1995).

4.Оцінка екологічного стану (рівня перетворюваності) басейну малої річки на підставі інтегрального показника рівня антропогенізації (ІПРА), (Ліхо О.А., Волкова Л.А., 1998).

5.Розрахунок антропогенного навантаження і класифікації екологічного стану малих річок України (ІКАН), (НТД-33-4579129-03-04-92, 1992).

Кількісну оцінку стану басейну визначали за показниками (ПКАП, ПКЕСЛ1, ПКЕСЛ2, ПІПРА, ПІКАН).

Наведені методики дозволяють оцінити стан екосистем басейнів малих річок за 20 показниками: розораність, урбанізованість, еродованість, ступінь природного зовнішнього вигляду, сільгоспосвоєність, об’єм забору і скиду води в річкову мережу, об’єм скиду забруднених вод, щільність забруднення с/г угідь Cs 137, клас шкідливості підприємств, природні охоронні території, ліси, болота, луки, пасовища, рілля, городи, сільська та міська забудова, землі промислового використання, водосховища, водотоки та канали.

Екологічну оцінку якості поверхневих вод басейну р. Горинь проведено згідно з методикою: “Комплексної експертної оцінки екосистем басейнів річок” (ІЕ), (Гриб Й.В., Клименко М.О., Сондак В.В., 1999). Якість води оцінювали за результатами досліджень у дев’ятнадцяти контрольних пунктах спостережень р.Горинь від витоку до гирла та по тринадцяти притоках за формулою:

. (1)

При виконанні екологічної оцінки якості поверхневих вод факторні індекси (Іа, Ів, Іс) визначали за максимальним перевищенням однієї з характеристик у кожній групі при діленні їх фактичного значення на регламентовану величину, а загальний екологічний індекс Іе визначався як середнє арифметичне значення трьох факторних індексів (Іа, Ів, Іс).

Ефективність впровадження природоохоронних заходів оцінювали згідно з програмним комплексом “Тендер-контракт 21 століття”, який базується на основі ДБН Д1.1-1-2000 з використанням нової кошторисної бази 2000 р. та фактичних цін на всі види ресурсів.

Антропогенне навантаження та екологічна оцінка якості поверхневих вод розраховані на персональному комп’ютері з використанням програмних пакетів MS ExceL. Для деяких методик складені комп’ютерні програми, які в подальшому можуть застосовуватися для розрахунку антропогенного навантаження на типові басейни річок.

При вивченні грунтового покриву використовували фондові матеріали турів агрохімічного обстеження грунтів Рівненської області, а також матеріали доповідей про стан навколишнього природного середовища в Рівненській, Хмельницькій та Тернопільській областях за 1997…2002 рр.

Розділ 3 “Вплив господарської діяльності на стан екосистеми річки Горинь.”

Вивчено вплив основних видів господарської діяльності (викиди шкідливих речовин в атмосферу, скидання стічних вод і забруднюючих речовин у річкову мережу, надходження до річок дренажного стоку осушувально-зволожувальних систем, рівень хімізації сільськогосподарського виробництва, освоєності та урбанізованості басейнів) на стан водних екосистем, зокрема на гідрохімічний режим і якість поверхневих вод.

Встановлено, що 920 діючих підприємств в атмосферне повітря Рівненської, Хмельницької, Тернопільської областей щорічно викидають від 10 до 14,9 тис. тон забруднюючих речовин. З розрахунку на 1 км2 території викидається 0,74…1,0 тон пилу, діоксиду сірки, азоту, оксидів азоту, вуглецю, сульфатів, фтористого і хлористого водню, аміаку, формальдегіду, бензопірену, а також ряду важких металів.

Поряд з цим у річки Рівненської області щорічно скидається зворотних вод об’ємом 92,9 млн.м3, у річки Хмельницької області – 56,5 млн.м3, Тернопільської – 41,6 млн.м3.

Особливо відчутно вплив господарської діяльності зріс за останні 50 років. Порівняння даних за 1947…1997 роки засвідчує, що в наведений період відбулися істотні зміни хімічного складу поверхневих вод. Насамперед збільшилась мінералізація води: з 0,2…0,38 г/л до 0,51…0,67 г/л. Зростання обумовлене збільшенням у воді вмісту всіх іонів і, насамперед, сульфатів, хлоридів, магнію, натрію та калію. Поверхневі води річок, згідно з класифікацією О.А. Альокіна, перейшли із класу середньої до підвищеної мінералізації. Характерною ознакою зміни хімічного складу поверхневих вод річок є збільшення в них компонентів антропогенного походження, а саме: сульфатів, хлоридів, магнію, натрію та калію, що обумовлює гідрокарбонатно-хлоридний кальцієво-магнієвий тип води. Треба відмітити, що потенційну загрозу забруднення поверхневих вод складають дренажні води осушувально-зволожувальних систем. На даний час на території лише Рівненської області діють понад 282 гідромеліоративні системи з площею осушення понад 391 тис.га, що складає 19,5% загальної земельної площі. Води дренажних колекторів, магістральних каналів, надходячи до річок, приносять до них аніони SO42-, Cl- та катіони Mg2+, Na+ , К+. Зростання названих аніонів та катіонів пов’язано із застосуванням на осушуваних землях мінеральних добрив, особливо калійних.

Вплив сільськогосподарської освоєності (х1), розораності (х2) басейнів річок та наявності урбанізованих територій (х3) на клас якості поверхневих вод (y1, y2) описується рівняннями виду:

y1 = 3,61 + 0,0159х1 – 0,0054х2 + 0,0824 х3 r2 = 0,46 ; (2)

y2 = 3,40 – 0,0454х1 + 0,0097х2 + 0,126х3 r2 = 0,77; (3)

де: y1 - клас якості води, що змінюється від 1 до 5 за методикою ІЕ; y2 - клас якості води, що змінюється від 1 до 6 за методикою ІКАН.

При цьому встановлено, що найбільш суттєвий вплив на якість поверхневих вод обумовлює сільгоспосвоєність та урбанізованість територій. Отримані рівняння дозволяють визначити клас якості води без хімічного аналізу та визначень численних гідрохімічних показників.

Поряд з цим нами проведена оцінка агроекологічного стану сільськогосподарських земель басейну р.Горинь. Встановлено, що в роки високої розораності та рівня хімізації (період з 1986 по 1990) у ґрунтах і поверхневих водах річок відмічався максимальний вміст аніонів і катіонів антропогенного походження. Зниження рівня хімічної меліорації за останнє десятиріччя обумовлює прояви наступних деградаційних явищ: зменшення в ґрунтах вмісту гумусу, макро- та мікроелементів, зростання кислотності, переосушення та переущільнення грунтів, в окремих басейнах річок спостерігається забруднення земель радіонуклідами, важкими металами та пестицидами, що супроводжується погіршенням якості поверхневих вод за рахунок надходження до них забруднюючих речовин.

Таким чином, під впливом господарської діяльності спостерігається погіршення якості поверхневих вод і, насамперед, зростання їх мінералізації, а також аніонів SO42-, Cl-, катіонів Mg2+, Na+, К+, важких металів та радіонуклідів.

Розділ 4 “Визначення рівня антропогенного навантаження на генералізовані річкові екосистеми”.

Визначено рівень антропогенного навантаження на екосистему басейну р.Горинь на основі розрахунків антропогенного навантаження на екосистеми басейнів малих річок - притоків за п’ятьма методиками. Оцінку рівня антропогенного навантаження проводили на основі аналізу кількісних та якісних показників оцінки стану басейнів.

Аналіз результатів розрахунків за методикою КАП, яка оцінює рівень перетвореності ландшафту, показав, що показник антропогенної перетвореності ПКАП знаходиться в межах від 3,15 до 7,52. Річки Місток, Стубелка, Устя, Вілія, Полква, Горинька, Жирак характеризуються високими показниками ПКАП – 6,7…7,6 і тому їх можна віднести до групи із сильно перетвореними ландшафтами.

Розрахунки, проведені за методиками КЕСЛ1, КЕСЛ2, які кількісно і якісно оцінюють екологічну стійкість ландшафту показали, що ПКЕСЛ1 знаходиться в межах від 0,28 до 10,3; ПКЕСЛ2 від 0,2 до 0,85. Для річок Місток, Стубелка, Устя, Вілія, Полква, Тростянка, Горинька, Жирак характерний низький показник ПКЕСЛ1-2, і ці річки можна віднести до групи з низькою стійкістю ландшафту.

Розрахунки, проведені згідно з методикою ІПРА, показали, що басейни річок Місток, Стубелка, Устя, Вілія характеризуються значними показниками ПІПРА, які знаходяться в межах від 38 до 52. Басейни цих річок можна віднести до групи з дуже порушеним екологічним станом.

Річки Устя, Стубелка, Канал Бенинський згідно з розрахунками за методикою ІКАН, характеризуються низькими значеннями показника ПІКАН (від -2 до -04,2). Ця група з дуже поганим та катастрофічним екологічним станом.

Також встановлено, що для досліджуваних річок, спостерігається добре співпадіння кількісних показників.

Поряд з кількісною, нами проведена якісна оцінка стану екосистем басейнів малих річок. Для критеріїв оцінки стану екосистем введений кількісний показник, який змінюється в межах від 1до 5.

Як показали дослідження, стан басейнів малих річок характеризується за різними методиками від слабо перетворених до дуже сильно перетворених, від стабільних з яскраво виявленою стабільністю до нестабільних з яскраво виявленою нестабільністю, від слабо порушених до дуже порушених, від задовільного до катастрофічного стану.

Кореляційні зв’язки між кількісними та якісними показниками оцінки стану екосистем басейнів малих річок показали, що між наведеними показниками існує тісний зв’язок: для кількісних показників r, ? - 0,24…0,97; для якісних показників r, ? - 0,75…0,97. Тому, залежно від наявних вихідних даних, для практичних цілей можна використовувати кожну з вищезгаданих методик. Перевагу можна надати методиці ІПРА, оскільки в ній використовується розширена база даних.

Вперше за результатами якісної оцінки стану екосистем басейнів малих річок окремо за кожною методикою проведено районування території басейну р.Горинь. Приклад розробленої карто-схеми районування території басейну р.Горинь за методикою ІПРА представлено на рис. 1.

Карто-схеми районування території басейну р. Горинь за методиками КАП, КЕСЛ1 та КЕСЛ2 показали, що існує тенденція погіршення екологічного стану басейну у напрямку з півночі на південь за рахунок збільшення відсотку розораності та урбанізованості території.

Аналіз карто-схем районування за методиками ІПРА та ІКАН свідчить, що такі підсистеми, як використання річкового стоку, якість води та радіаційне забруднення, характерне для річок північної частини басейну, знаходяться в критичному стані.

Найбільш складна екологічна ситуація склалася в центральній частині басейну р.Горинь біля населених пунктів Гоща, Острог, Здолбунів, Рівне, що обумовлює необхідність проведення першочергових заходів щодо стабілізації басейнів річок Устя, Вілія, Стубелка, Місток.

Згідно з проведеними розрахунками за рівнем антропогенного навантаження пропонується розділити басейни річок Горині на чотири групи і виділити райони за показниками перетворюваності, умовами стабільності, порушеності та за їх екологічним станом, (див. табл 1).

До 1 групи – Канал Бенинський, Жильжанка, Сирець. До 2 групи – Мельниця, Вирка, Зульня, Замчисько. До 3 групи – Вілія, Без назви, Бережанка, Тростянка, Цвітоха. До 4 групи відносяться річки – Устя, Стубелка, Горинька, Жирак, Полква, Місток.

Поряд з цим нами проведено оцінку та проаналізовано якість поверхневих вод басейну р.Горинь. Для оцінки якості поверхневих вод використана методика “Комплексної експертної оцінки екосистеми басейнів річок” (ІЕ).

На основі проведених розрахунків за ІЕ, нами розроблена карто-схема , (рис.2), в яку винесені блокові Іа, Ів, Іс та узагальнені Іе екологічні індекси якості поверхневих вод в створах р.Горинь та її основних притоках.

Розрахунки показали, що для всіх приток р.Горинь характерне перевищення екологічного нормативу (ЕН) у декілька разів. Максимальне перевищення за трофо-сапробіологічними показниками характерне для річок Устя - 15,2рази та Вілія - 5,2. Перевищення за показниками токсичних речовин і сторонніх домішок для річок: Жильжанка – 10,85, Вирка – 9,45; Сирець – 9,34 та Мельниця – 7,8 – ; Вілія – 5,2.

За отриманими показниками класу якості води, що визначалися згідно з методикою ІЕ, нами проведено районування території басейну р.Горинь. Встановлено, що найбільш забруднені води центральної частини басейну. Це співпадає з високим рівнем антропогенного навантаження, якого зазнає територія (згідно з проведеним районуванням за методиками КАП, КЕСЛ1, КЕСЛ2, ІПРА, ІКАН).

Поряд з оцінкою якості поверхневих вод, проведений спрощений розрахунок матеріального балансу винесення забруднюючих речовин у р.Горинь. Розрахунок проводили за іонами Сl-, SO2-4, Mg2+, та за мікроелементами Feзаг, Zn2+, які в створі р.Горинь – “кордон з Білоруссю” перевищують ЕН.

Аналіз розрахунку показав, що найбільшу кількість забруднюючих речовин в основному виносять річки центральної частини басейну – Устя, Стубелка, Вілія. Для цих річок потрібно першочергово проводити природоохоронні заходи спрямовані на зменшення винесення забруднюючих речовин.

Розділ 5 “Оцінка ефективності впровадження природоохоронних заходів з реабілітації порушених річкових екосистем”.

Відповідно до поділу річок на чотири групи (райони) нами запропоновані наступні водоохоронні заходи: лісомеліоративні, агротехнічні, гідротехнічні та організаційно-господарські. Аналіз запропонованих агротехнічних і лісомеліоративних заходів показав, що всі річки переважно потребують збільшення лісистості, розширення площ посівів під багаторічними травами та залуження еродованих земель. Найбільш капіталоємною є 4 та 3 групи річок, для яких загальна сума проведення запропонованих заходів відповідно складає 0,8244 та 1,0484 млн.грн, 2 група – 0,0505 млн.грн., 1 група – 0,0055 млн.грн.

Аналіз запропонованих гідротехнічних заходів показав, що басейни 4 та 3 групи річок потребують проведення заходів з розчистки русла від водних рослин, залуження та реконструкції ставків. Поряд з цим усі річки, залежно від стану водойм, потребують проведення компенсаційних водоохоронних заходів з відновлення річкових екосистем.

Одним із головних серед водоохоронних заходів є створення водоохоронних зон у басейнах приток р. Горинь. Так, 4 група річок потребує створення водоохоронних зон площею152 га, 3 група – 146 га, 2 група – 10 га, 1 група – 130 га.

У басейнах річок – приток р. Горинь потрібно збільшити площу заповідних об’єктів до 12% від загальної площі басейну. Ці заходи забезпечать захист джерел та водотоків від забруднення і сприятимуть відновленню якості води.

Для покращання агроекологічного стану сільськогосподарських земель басейну необхідно вжити заходів з метою підвищення вмісту гумусу за рахунок збільшення частки посівів багаторічних трав в сівозмінах, седератів, внесення сапропелю. Необхідно також провести вапнування кислих грунтів, покращити їх водно-фізичні та агрохімічні властивості.

У басейні р.Горинь гостро стоїть проблема очистки стічних вод різних галузей народного господарства. Особливо це стосується річок центральної та південної частини басейну р.Горинь – Усті, Стубелки, Вілії, Замчисько, Жирак, Полкви, Цвітохи. У розділі детально описані запроектовані заходи зі зниження забруднення поверхневих вод р.Горинь та її приток. Ці заходи направлені на покращання роботи очисних споруд, їх модернізацію та впровадження новітніх технологій. У розділі розглядаються і заходи з відтворення підземних вод та збереження їх якості.

ВИСНОВКИ

1. З метою оцінки екологічного стану та розробки природоохоронних заходів для басейну р. Горинь визначено рівень антропогенного навантаження, яке розраховували за 20 показниками, які характеризують стан використання земельних ресурсів, стан використання поверхневих вод, забруднення атмосферного повітря діючими підприємствами та радіаційне забруднення територій. За останні 40…50 років під впливом природних і антропогенних факторів відбувається прискорена деградація річкової мережі, яка складає 1…1,5 м/рік. Спостерігається погіршення гідрологічної і гідроекологічної ситуації та екологічного стану басейну р. Горинь.

2. Встановлено, що за останні 40 років внаслідок викидів забруднюючих речовин в атмосферу (10…14 тис.тон/рік), скиду забруднених стічних вод у поверхневі води (41.6…92,9 млн.м3), скиду дренажних вод із осушувально-зволожувальних систем (282 меліоративні системи лише у Рівненській області) відбулися істотні зміни хімічного складу поверхневих вод. У порівнянні з ретроспективою 1947 р., збільшилась мінералізація поверхневих вод з 0,2…0,38 до 0,51…0,67 г/л. Це обумовлене збільшенням у воді вмісту всіх іонів і, насамперед , іонів антропогенного походження - SO42-, Cl-, Mg2+, Na+ , К+. Згідно з класифікацією Альокіна О.А., поверхневі води перейшли із класу середньої до підвищеної мінералізації.

3. Аналіз впливу господарської діяльності (сільськогосподарської освоєності, розораності, урбанізованості території басейнів річок) на якість поверхневих вод показав, що між наведеними показниками існує тісний зв’язок r2 = 0,46…0,77. Найвищий рівень залежності, який описується багатофакторним лінійним рівнянням, встановлений для показників наявності в басейнах урбанізованих територій та сільгоспосвоєністю. Отримані рівняння залежностей рекомендується використовувати для визначення класу якості води без хімічного аналізу та визначень численних гідрохімічних показників.

4. Визначення рівня антропогенного навантаження за наявними методиками (КАП, КЕСЛ1, КЕСЛ2, ІПРА, ІКАН) показали, що показники ПКАП коливаються в межах (3,15…7,6), показники ПКЕСЛ1 коливаються в межах (0,28…10,3), ПКЕСЛ2 в межах (0,2…0,85), ПІПРА в межах (38…52), ПІКАН – (-4,2…1). Між кількісними та якісними показниками оцінки стану екосистем басейнів малих річок (ПКАП, ПКЕСЛ1, ПКЕСЛ2, ПІПРА, ПІКАН) існує тісний зв’язок. Для кількісних показників r, ? - 0,24…0,97; для якісних показників r, ? - 0,75…0,97. Перевагу у встановленні рівня антропогенного навантаження, при наявній розширеній базі даних для розрахунку, потрібно надавати методиці ІПРА.

5. Проведене районування території басейну р.Горинь за методиками (КАП, КЕСЛ1, КЕСЛ2, ІПРА, ІКАН) показало, що існує тенденція погіршення екологічного стану басейну р.Горинь у напрямку з півночі на південь за рахунок збільшення відсотку розораності (з 14…30,6% до 32,8…77,8%) та урбанізованості території (з 0,017…7,3% до 4,34…21%). Такі підсистеми, як використання річкового стоку, якість води та радіаційне забруднення, знаходяться в критичному стані. Найбільш складна екологічна ситуація склалася в центральній частині басейну р.Горинь, біля населених пунктів Гоща, Острог, Здолбунів, Рівне, що обумовлює необхідність у першу чергу проведення заходів щодо стабілізації басейнів річок Устя, Вілія, Стубелка, Місток.

6. Оцінка якості поверхневих вод за інтегральним екологічним індексом (Іе) та аналіз проведеного районування показав, що найбільш забруднені річки центральної частини басейну р.Горинь. Максимальне перевищення ЕН за трофо-сапробіологічними та показниками токсичних речовин і сторонніх домішок характерне для річок Устя, Жильжанка Вирка, Сирець, Мельниця, Вілія (5,2…15,2 рази). Встановлено: найбільш забруднені води центральної частини басейну р.Горинь, що співпадає з високим рівнем антропогенного навантаження, якого зазнає ця територія (згідно з проведеним районуванням за методиками КАП, КЕСЛ1, КЕСЛ2, ІПРА, ІКАН).

7. Проведений спрощений розрахунок матеріального балансу по винесенню забруднюючих речовин у р. Горинь показав, що найбільшу кількість таких речовин переважно виносять річки центральної частини басейну – Устя, Стубелка, Вілія. Названі річки потребують першочергового проведення природоохоронних заходів зі зменшення винесення забруднюючих речовин у р. Горинь.

8. Запропоновані лісомеліоративні, агротехнічні, гідротехнічні та організаційно – господарські заходи для чотирьох груп річок забезпечать покращання екологічного стану басейнів приток та р.Горинь і покращить якість їх поверхневих вод. Загальна вартість проведення агротехнічних та лісомеліоративних заходів для 4 групи річок складає 0,8244 млн.грн., для 3 групи річок – 1,0484 млн.грн., 2 групи – 0,0505 млн.грн., 1 групи – 0,0055 млн.грн. У першу чергу потрібно проводити заходи щодо стабілізації річок 4 групи, надалі - 3 групи та почергово 2 та 1 групи річок.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Статник І.І. Екологічний стан басейну р. Горинь // Вісник Української державної академії водного господарства (УДАВГ). – Рівне, 1998. – Вип. 1. – С. 78-81.

2. Статник І.І. Визначення рівня антропогенного навантаження на басейн річки Горинь // Вісник Рівненського державного технічного університету (РДТУ). – Рівне, 1999. – Вип. 2 (1). – С. 88-92.

3. Статник І.І. Розрахунок гідрохімічного балансу р. Горинь // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування (УДУВГП). – Рівне, 2002. – Вип. 4 (7). – С. 51-57.

4. Статник І.І. Охорона водних ресурсів від забруднення в басейні річки Горинь // Вісник УДУВГП. – Рівне, 2002. – Вип. 5 (18). – С. 135-140.

5. Статник І.І. Вплив господарської діяльності на хімічний склад води річок басейну р. Горинь та р. Случ // Вісник УДУВГП. – Рівне, 2003. – Вип. 6 (19). – С. 39-44.

6. Клименко М.О., Статник І.І., Шевчук І.В. Характеристика грунтового покриву басейну річки Горинь // Вісник РДТУ. – Рівне, 2000. – Вип. 1(3). – С. 7-11.

7. Klimenko M.O., Statnik I. Екологічна оцінка стану малих річок України.// 4 Miкdzynarodowa Konferencja Naukowa. Zagospodarowanie granicznego Bugu i jego zlewni w ramach zrуwnowazonego rozwoju gospodarczego jako element Programu Czysty Baltyk. Nalкczуw, 1-2 grudnia 2000r.- s. 23-28.

АНОТАЦІЯ

Статник І.І. Оцінка екологічного стану та розробка природоохоронних заходів для басейну р.Горинь. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Державний агроекологічний університет Міністерства аграрної політики України, Житомир, 2003.

Дисертація присвячена вивченню екологічного стану та розробки природоохоронних заходів для басейну р.Горинь.

У роботі проведена загальна екологічна оцінка стану басейну р.Горинь на основі оцінки стану басейнів малих річок - приток р.Горинь. Запропоновані та апробовані методики визначення екологічного стану басейнів малих річок. За кількісними та якісними показниками проведені розрахунки рівня антропогенного навантаження на екосистеми басейнів малих річок - приток р. Горинь. На основі проведених розрахунків здійснено районування території басейну р. Горинь, створені карто-схеми районування, виділені басейни річок, які зазнали найбільшого антропогенного впливу.

Здійснена екологічна оцінка якості поверхневих вод басейну р.Горинь, розроблені рекомендації щодо природоохоронних заходів по покращанню екологічного стану басейну р.Горинь та здійснена оцінка ефективності впровадження природоохоронних заходів.

Ключові слова: екосистема, показники, оцінка, екологічний стан, антропогенне навантаження, районування, якість води, клас, заходи.

АННОТАЦИЯ

Статник И.И. Оценка экологического состояния и разработка природоохранных мероприятий для бассейна р.Горынь. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 – экология. - Государственный агроэкологический университет Министерства аграрной политики Украины, Житомир, 2003.

Диссертация посвящена изучению экологического состояния и разработки природоохранных мероприятий для бассейна р.Горынь.

В работе проведена экологическая оценка состояния бассейна р.Горынь на основе состояния бассейнов малых рек - приток р.Горынь.

За последние 40-50 лет под влиянием природных и антропогенных факторов наблюдается ухудшение гидрологической и гидроэкологической ситуации, экологического состояния бассейна р.Горынь. Произошли существенные изменения химического состава поверхностных вод, прежде всего увеличилась минерализация воды с 0,2...0…0,38г/л до 0,51...0…0,67г/л. Возрастание обусловлено увеличением содержания в воде всех ионов, и прежде всего SO42-, Cl-, Mg2+, Na+ , К+.

Анализ влияния хозяйственной деятельности (сельхозосвоения, распаханности, урбанизованности территорий бассейнов рек) на качество поверхностных вод показал, что между представленными показателями существует тесная связь r2=0.46…0,77. Зависимости имеют вид многофакторных линейных уравнений. Установлено, что наиболее действенными факторами для этих уравнений являются показатели урбанизованости и сельхозосвоения территорий бассейнов рек. Полученные уравнения зависимостей рекомендуется использовать для определения качества воды без химического анализа и получения многочисленных гидрохимических показателей.

Предложены и апробированы пять методик определения экологического состояния бассейнов малых рек (КАП, КЕСЛ1, КЕСЛ2, ИПРА, ИКАН). За количественными и качественными показателями (ПКАП, ПКЕСЛ1, ПКЕСЛ2, ПИПРА, ПИКАН,) проведены расчеты уровня анропогенной нагрузки на экосистемы бассейнов малых рек - приток р. Горынь. Установлено, что при определении уровня антропогенной нагрузки, при существующей расширенной базе данных, приоритет предоставляется методике ИПРА.

Автором разработана методика районирования бассейнов средних и больших рек. На основе количественных и качественных показателей осуществлено районирование территории бассейна р.Горынь, созданы карто-схемы. Установлено, что бассейны рек Устья, Вилия, Стубелка, Жильжанка, Мосток, Полква, Тростянка наиболее подверглись антропогенному воздействию.

Экологическая оценка качества поверхностных вод за методикой ИЕ показала, что наиболее загрязненные воды центральной части бассейна р.Горынь – Устья, Стубелка, Вилия, Мосток, Жильжанка, что соответствует высокому уровню антропогенной нагрузки на их басейны согласно с расчетами за методиками КАП, КЕСЛ1, КЕСЛ2, ИПРА, ИКАН.

В соответствии с разделением рек на четыре группы разработаны рекомендации относительно природоохранных мероприятий по улучшению экологического состояния бассейнов приток и р.Горынь, а также улучшения качества их вод. Дана оценка эффективности внедрения природоохранных мероприятий.

Ключевые слова: экосистема, показатели, оценка, экологическое состояние, антропогенная нагрузка, районирование, качество воды, класс, мероприятия.

ANNOTATION

Statnyk I.I. Ecologic evaluation and development of nature preserving measures in the Goryn river basin. – Manuscript

Thesis for obtaining the scientific degree of the candidate of agricultural sciences in the field 03.00.16 – ecology. – State agroecologic university of Ukrainian ministry of agrarian policy, Zhytomyr, 2003.

The thesis is dedicated to the study of ecologic evaluation and development of nature preserving measures in the Gorin river basin.

In this work ecologic evaluation of the basins of small rivers – tributaries of the Gorin river was given. Methods for determination of ecologic state of small rivers’ basins are suggested and tested. Based on qualitative and quantitative factors, calculation of the level of anthropogenic load on ecosystem of the basins of small rivers – tributaries of the Goryn river has been made. On the base of conducted calculation regionation of the territory of the Gorin river basin was made, schematic maps of regionation were created, rivers’ basins, which had mostly suffered from anthropogenic influence, were selected.

Ecologic evaluation of the quality of surface waters of the Gorin river basin was preformed, recommendations were developed as to nature preserving measures for improvement of ecologic condition of the Gorin river basin, evaluation of the effectiveness of nature preserving measures has been made.

Key words: ecosystem, factors, evaluation, ecologic condition, anthropogenic load, regionation, water quality, class, measures.

Таблиця 1

Поділ басейну р. Горинь на групи (райони) згідно якісної і кількісної оцінки

стану екосистеми та проведеного районування

Екологічний стан басейнів річок | Група річок | Назва річки

ПКАП | ПКЕСЛ1 | ПКЕСЛ2 | ПІПРА | ПІКАН

дуже сильно та сильно перетворені

6,51<ПКАП | нестабільний та нестабільний, з яскраво виявленою нестабільністю

0,50<ПКЕСЛ1<1,00 |

нестабільний

ПКЕСЛ20,39 | порушений та дуже порушений

28<ПІПРА<77,5 | дуже поганий та катастрофічний

-4<ПІКАН<-3 | 4 | Устя

Стубелка

Місток

Горинька

Жирак

Полква

середньо перетворені

5,31<ПКАП<6,50 |

умовно стабільний

1,01<ПКЕСЛ1<3,00 |

мало стабільний

0,40<ПКЕСЛ2<0,50 | середньо порушений

18<ПІПРА<28 | задовільний та поганий

-3<ПІКАН<0 | 3 | Вілія

Б/н

Бережанка

Тростянка

Цвітоха

перетворені

3,81<ПКАП<5,30 |

стабільний

3,01<ПКЕСЛ1<4,50 | середньо стабільний

0,51<ПКЕСЛ2<0,66 |

слабо порушений

11<ПІПРА<18 |

зміни незначні

0<ПІКАН<1 | 2 | Мельниця

Вирка

Зульня

Замчисько