КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ЧУНАРЬОВ ОЛЕКСІЙ ВАСИЛЬОВИЧ

УДК 556.530.2

ОЦІНКА ГОСПОДАРСЬКОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ТА ЯКОСТІ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД В БАСЕЙНІ ПІВДЕННОГО БУГУ

11.00.07 - гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Київ - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі гідрології та гідроекології Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Науковий доктор географічних наук, професор

керівник: Хільчевський Валентин Кирилович,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

завідувач кафедри гідрології та гідроекології

Офіційні доктор географічних наук, професор

опоненти: Ковальчук Іван Платонович,

Національний аграрний університет,

профессор кафедри геодезії та картографії

кандидат географічних наук

Набиванець Юрій Богданович,

Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи та Національної академії наук України,

заступник директора з наукової роботи

Захист відбудеться „ 21 ” лютого 2008 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.22 в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка за адресою: Київ, МСП-680, пр-т Глушкова 2, географічний факультет.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного університету імена Тараса Шевченка за адресою: 01035 м. Київ, вул. Володимирська, 64

Автореферат розіслано „ 15 ” січня 2008р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.22

кандидат географічних наук В.В.Гребінь

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах постійного антропогенного впливу на навколишнє природне середовище досить актуальним стає вибір оптимальних територіальних одиниць для управління природокористуванням. Поряд з такими традиційними фізико-географічними і економічними таксонами, як ландшафт, геосистема, економічний район, стоїть поняття “басейн річки”. Басейновий підхід при вирішенні різних екологічних проблем за свою майже піввікову історію довів життєздатність і перспективність. У даний час він дедалі більше використовується при геоекологічних дослідженнях для вирішення проблем збалансованого природокористування.

Особливістю одного з найбільших річкових басейнів України р. Південний Буг є те, що він повністю розташований в межах території нашої держави, що дає можливість забезпечувати раціональне управління водними ресурсами та їх відтворення зусиллями вітчизняних відомств. В той же час, необхідно зазначити, що навіть за наявності басейнового управління р. Південний Буг у структурі Держводгоспу України, у деяких аспектах управління водними ресурсами продовжує здійснюватися за адміністративно-територіальним принципом.

Важливою складовою Державної науково-технічної програми пріоритетних напрямків підтримання безпеки об’єктів ядерно-енергетичного комплексу до 2010 р. є оцінка забезпеченості АЕС природноресурсним потенціалом, особливо водними ресурсами. Ця проблема набула значної актуальності для Південного Бугу, водні ресурси якого повинні забезпечити роботу трьох блоків Південно-Української АЕС (ПУ АЕС) і Ташлицької гідроакумулюючої електростанції (ТГАЕС), перший агрегат якої введено в експлуатацію 5 жовтня 2006 р.

Зв’язок з науковими програмами, планами, темами. Дослідження, проведені автором, безпосередньо пов’язані з науково-дослідними роботами, які виконувались у 2001-2007 рр. в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка в рамках державних тем № 01БФ050-03 „Дослідження регіональних змін гідролого-гідрохімічних процесів та явищ, клімату України, їх наслідків (2001-2005 рр.)” та № 06БФ050-03 „Аналіз антропогенного впливу на гідрологічний, русловий та гідрохімічний режим річок та рівень забрудненості атмосферного повітря території України (2006-2010 рр.)”, а також госпдоговірних тем Т-70/04ДП050-02 „Оцінити сучасний вплив Південно-Української АЕС на якість водних ресурсів р.Південний Буг та дати прогноз цього впливу при введенні в експлуатацію Ташлицької ГАЕС” (2005 р.), Т-363/06ДП050-05 „Визначення гідролого-гідрохімічних характеристик мінімального стоку річок басейну Південного Бугу” (2006-2007 рр.), виконаних на кафедрі гідрології та гідроекології і науково-дослідній лабораторії гідроекології та гідрохімії географічного факультету за договорами з Держводгоспом України. Окрім того, проведені автором дослідження використані у звіті за договором № 467-32/АЕБ-НС/НАЕК „Виконання робіт з комплексного екологічного моніторингу в зоні впливу Ташлицької ГАЕС”, виконавцем якого був Інститут геохімії навколишнього середовища НАН і МНС України.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є оцінка впливу господарської діяльності на кількісні та якісні показники поверхневих вод басейну Південного Бугу.

Для реалізації поставленої мети автором вирішувалися наступні завдання:

- аналіз, поглиблення і використання існуючих методів визначення гідрологічних і гідрохімічних характеристик стоку, способів картографування модулів стоку, водогосподарських показників та екологічних індексів якості поверхневих вод басейну Південного Бугу;

- дослідження просторово-часового розподілу гідрологічних показників;

- дослідження гідрохімічного режиму відповідно до основних фаз водності (весняна повінь, літньо-осіння та зимова межені);

- визначення антропогенної складової іонного стоку р.Південний Буг;

- оцінка впливу антропогенних чинників на водні ресурси басейну Південного Бугу у цілому та на його окремих ділянках;

- аналіз галузевої структури водокористувачів по басейну та на його окремих ділянках;

- просторово-часова оцінка якості води поверхневих водних об’єктів басейну за середньорічними та найгіршими значеннями;

- оцінка впливу Південно-Українського енергокомплексу (ПУ ЕК) на кількісні та якісні показники водних ресурсів р.Південний Буг при вводі в експлуатацію Ташлицької ГАЕС.

Об’єкт і предмет дослідження. Об’єктом дослідження є річкові води басейну Південного Бугу та водні об’єкти в районі Південно-Українського енергокомплексу. Предметом дослідження є гідролого-гідрохімічні характеристики стоку, водні ресурси, якість річкових вод в басейні Південного Бугу.

Методи досліджень ґрунтуються на принципах класичної гідрології, гідрохімії та сучасної гідроекології. Для розрахунку витрат води різної забезпеченості використаний метод апроксимації емпіричних кривих розподілу теоретичними кривими; при екологічній оцінці якості води використано комп’ютерну інформаційно-аналітичну систему моніторингу та прогнозування стану навколишнього середовища; при визначенні на окремих ділянках басейну основних показників, які впливають на водні ресурси, використано комп’ютерну програму узагальнення даних за формою 2-ТП (водгосп) „Goswod”, що впроваджені в системі Держводгоспу України; при картографуванні модулів стоку різної забезпеченості, блокових індексів якості води та водогосподарських показників використана геоінформаційна система MapInfo, яка дає можливість коректно відображати зональні закономірності та локальні особливості розподілу гідролого-гідрохімічних показників.

Вихідна інформація. В роботі використані матеріали режимних спостережень Гідрометслужби, Держводгоспу України, гідрохімічної лабораторії Південно-Української АЕС, проектні дані добудови Ташлицької ГАЕС та дані науково-дослідної лабораторії гідроекології та гідрохімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Наукова новизна одержаних результатів. Найбільш суттєві елементи наукової новизни дисертації:

вперше

- за комплексом гідролого-гідрохімічних та водогосподарських показників використовуючи зонально-гідрологічний принцип з елементами басейнового підходу виділено водогосподарські ділянки (управлінські) на базі яких необхідно розробляти заходи та ефективні управлінські рішення;

- реалізовано методичну схему оцінки впливу господарської діяльності на кількісні та якісні показники водних ресурсів на окремих ділянках басейну Південного Бугу

- визначено частки забору води водокористувачами від фактичного середньорічного і середньомісячного та розрахункового (50, 75, 95 та 97 % забезпеченості) об’єму стоку р.Південний Буг на окремих його ділянках;

- визначено галузеву структуру водокористувачів на окремих ділянках басейну;

- оцінено кількість скидів забруднюючих речовин на окремих ділянках та їхню частку у загальних скидах по басейну;

- визначені ділянки басейну Південного Бугу з найбільшим антропогенним навантаженням за досліджуваними показниками;

- встановлені особливості часової і просторової динаміки якості річкових вод басейну Південного Бугу;

знайшли подальший розвиток:

- системні уявлення щодо теоретичних і методичних засад басейнового принципу управління водними ресурсами.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведених досліджень були розроблені конкретні рекомендації щодо покращення якості води з врахуванням особливостей кожної досліджуваної ділянки. Розрахункові величини витрат води різної забезпеченості можуть бути використані при проектуванні водозаборів та інших гідротехнічних споруд на річках басейну Південного Бугу та при плануванні і розробці водогосподарських і водоохоронних заходів у басейні, особливо для прийняття рішень під час реформування водогосподарських організацій у межах басейну.

Низка положень виконаної дисертаційної роботи увійшли до звітів з НДР, що передані замовникам (див. рубрику „Зв’язок з науковими програмами, планами, темами”).

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є особистим науковим доробком здобувача, виконаним на основі узагальнення результатів спостережень, отриманих Гідрометслужбою, Держводгоспом України, гідрохімічної лабораторії Південно-Української АЕС та проектних даних добудови Ташлицької ГАЕС. Автором одноосібно створена база гідролого-гідрохімічної та водогосподарської інформації, розроблена і реалізована методична схема оцінки впливу господарської діяльності на кількісні та якісні показники водних ресурсів. Спільно зі співробітниками НДЛ гідроекології та гідрохімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка визначено вплив Південно-Українського енергокомплексу на водні ресурси р.Південний Буг при введені в експлуатацію Ташлицької ГАЕС, виконано картографування модулів стоку, водогосподарських та блокових показників якості річкових вод басейну.

Апробація результатів дисертації. Основні положення, висновки і рекомендації, що сформульовані в дисертації, доповідалися та обговорювалися на ІІ та ІІІ Всеукраїнській науковій конференції „Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія” (м.Київ, 2003 та 2006 рр.), V та VI Всеукраїнській науковій конференції студентів і аспірантів „Екологічні проблеми регіонів України” (м.Одеса, 2003, 2004 рр.), міжнародних конференціях „Молоді науковці – географічній науці” (м.Київ, 2004, 2005 рр.), IX з’їзді Українського географічного товариства (м.Чернівці, 2004 р.), науково-практичній конференції „Наукові засади сталого розвитку водного господарства і меліорації земель в сучасних умовах” (м.Київ, 2005 р.) тощо.

Публікації. За результатами дисертаційного дослідження опубліковано 19 наукових праць, в тому числі 1 монографія (у співавторстві), 11 статей у фахових виданнях ВАК України (у тому числі одноосібні 2), 7 публікацій у тезах і матеріалах наукових конференцій різного рівня.

Структура та обсяг дисертації. Робота складається із вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Дисертація, загальним обсягом 292 сторінки, містить 160 сторінок машинописного тексту, а також 39 рисунків, 37 таблиць і 3 додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі аналізуються фізико-географічні, геолого-геоморфологічні умови формування стоку річок басейну Південного Бугу та наведена оцінка водогосподарської діяльності в басейні.

Значна протяжність території басейну з північного-заходу на південний схід спричиняє помітні відмінності в розподілі температури повітря. За кількістю опадів і умовами випаровування північна частина басейну належить до помірно вологої зони, центральна частина – до зони недостатнього зволоження, а південні райони – до посушливої зони, що і визначає гідрологічний режим річок басейну. Найбільш сприятливі умови живлення річки спостерігаються у верхній її течії, де середні багаторічні суми опадів досягають 600–634 мм, а втрати вологи на випаровування найменші, зважаючи на помірний температурний режим у теплий період року. В напрямку до гирла умови живлення річки погіршуються за рахунок збільшення частки випаровування та зменшення опадів у загальному водному балансі басейну р. Південний Буг. В цілому 56 % стоку р. Південний Буг формується у межах лісостепової частини басейну, площа водозбору якої становить 38,6 % від загальної площі басейну. Стік степової частини басейну (31 %) становить 17,5 % від стоку всієї річки протягом року.

Басейн Південного Бугу є одним з потужних аграрних регіонів України з високим рівнем промислового виробництва. Сільськогосподарські угіддя в загальній площі басейну становлять 81%, змінюючись на водозборах окремих річок в межах 7490%. Найбільш освоєні басейни річок степової зони. Розораність території становить переважно 57%, а в окремих басейнах малих річок досягає 80%, що свідчить про значний антропогенний вплив та сприяє виносу агрохімічних засобів з водозборів у поверхневі водні об’єкти поверхнево-схиловим стоком.

За останні майже півтора десятиріччя, у басейні р. Південний Буг спостерігається чітка тенденція до зменшення забору та використання води, а також до зменшення обсягів скидів стічних вод і, відповідно забруднюючих речовин. Забір води у басейні Південного Бугу зменшився у 2,7 раза за рахунок зменшення у першу чергу забору води на виробничі потреби. Звертає увагу різке зменшення використання води і на потреби зрошення – у 12 разів. Значне скорочення забору поверхневих вод у басейні призвело до адекватного зменшення скидів стічних вод різної категорії очищення та безповоротних втрат. Слід зауважити, що скид недостатньо очищених вод збільшився у 1,3 раза, а скид стічних вод без очистки - аж у 4,4 раза. Скиди забруднюючих речовин із стічними водами також зменшилися у 2-3 раза за такими показниками як залізо і мідь, азот амонійний, СПАР, тощо.

Таким чином, спостерігається зменшення антропогенного навантаження на водні ресурси басейну Південного Бугу, але викликає стурбованість стан очисних споруд, бо як зазначалося вище, частка скидів стічних вод без очистки та недостатньо-очищених зросла з 5 до 25 % від загального обсягу скидів.

У другому розділі представлені відомості про використані в роботі матеріали та методи їх обробки. Гідролого-гідрохімічну базу даних сформовано за матеріалами Центральної геофізичної обсерваторії гідрометслужби України. Досліджено за стоковими характеристиками 24 пункти спостережень, за хімічним складом води - 19 пунктів спостережень. До гідрологічної бази занесені середньомісячні за кожен із 12 місяців, середньорічні, максимальні та мінімальні річні витрати води (довжина рядів становить у середньому 50-60 р.), що дозволило одержати достовірні результати при визначенні витрат води та модулів стоку різної забезпеченості. Екологічну оцінку якості річкових вод басейну Південного Бугу виконано за середньорічними та найгіршими значеннями показників якості води (критеріями мінералізації, забруднення компонентами сольового складу, еколого-санітарними показниками, вмістом специфічних речовин токсичної та радіаційної дії) за період спостережень з 1996 по 2005 рр. за даними моніторингової служби Держводгоспу України. Всього опрацьовано 29 пунктів розташованих у басейні Південного Бугу, з них 19 - безпосередньо на річці Південний Буг та 10 - на її притоках. З метою оцінки водогосподарської ситуації в басейні Південного Бугу та впливу господарської діяльності на водні ресурси на окремих його ділянках, на основі Державної статистичної звітності за формою 2-ТП (водгосп), сформовано базу даних за період з 1990 по 2005 рр. Дана база містить інформацію про загальні показники забору та використання вод різними галузями економіки; про скиди стічних вод різного ступеня очищення; про безповоротні втрати води; про скиди забруднюючих речовин. Крім того, використані матеріали хімічної лабораторії Південно-Української АЕС, НДЛ гідроекології та гідрохімії географічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка та проектні дані з добудови Ташлицької ГАЕС.

Проведений аналіз методів визначення витрат води різної забезпеченості свідчить, що найбільш продуктивним є метод апроксимації. Основними перевагами його є висока достовірність результатів, що забезпечується підбором функції з найвищим коефіцієнтом детермінації R2, який в усіх випадках вище або дорівнює 0,9. Другою позитивною ознакою є коректна екстраполяція емпіричних даних з виділенням окремих зон великої і малої забезпеченості, також графічне та графоаналітичне визначення витрат води різної забезпеченості.

Для детальної оцінки кількісних характеристик сучасного і перспективного водокористування, з урахуванням забезпечення водними ресурсами населення та галузей економіки у межах басейну, виникає необхідність поділу території басейну на ділянки. Виходячи з того, що головним джерелом водозабезпечення населення та галузей економіки є річковий стік, ділянка має співпадати з річковим басейном або його частиною. Саме у межах цих територій необхідно вирішувати питання щодо регулювання, використання і управління водними ресурсами та створення сприятливих гідроекологічних умов на водозборі. З метою оцінки водогосподарської діяльності та якості води на окремих ділянках басейну Південного Бугу, у межах зони достатньої водності виділено 6 ділянок, а у межах недостатньої водності – 2 (рис.1). Найголовнішою відмінністю виділених ділянок від водогосподарських ділянок, які відображаються у державному водному кадастрі, є те, що вони виділені за зонально-гідрологічним підходом з елементами басейнового, а не адміністративно- територіального принципу.

Рис. 1. Схема комплексної оцінки впливу господарської діяльності на кількісні та якісні показники поверхневих вод басейну Південного Бугу.

Таким чином, в дисертаційній роботі використано значну кількість матеріалів, які були систематизовані та адаптовані для обробки (формат „xls”); таблиці легко трансформуються для роботи різними статистичними програмами. Окрім того, використані сучасні програмні засоби як для отримання так, і для картографування інформації.

У третьому розділі розглянуті результати дослідження розподілу середньорічних та середньомісячних витрат води і модулів стоку різної забезпеченості, гідрохімічного режиму річок басейну Південного Бугу, визначена антропогенна складова іонного стоку.

Незважаючи на значну зарегульованість та широке використання водних ресурсів різними галузями економіки, стік р. Південний Буг в останні кілька десятиріч не зменшується. Підвищення водності р.Південний Буг пояснюється багатоводним періодом, який розпочався з кінця 70-х років минулого сторіччя. Після створення більшості ставків та водосховищ, з початку 60-х років минулого сторіччя, мінімальні витрати води р.Південний Буг – с.Олександрівка у меженний період збільшилися майже в 1,5 разу, натомість максимальні витрати води зменшилися, практично, вдвічі .

На основі аналізу гідрологічних показників і фізико-географічних умов в межах території України у гідрологічному районуванні, виконаному Будкіною та Козінцевою ( рік ) виділено три зони, межі яких, в основному, збігаються з межами фізико-географічних зон. Басейн Південного Бугу розташований у межах трьох областей, що належать до двох зон - достатньої і недостатньої водності (Правобережна Дніпровська область достатньої водності, Сіверсько-Дніпровська область недостатньої водності та Причорноморська область надзвичайно низької водності). У розподілі мінімальних річних модулів стоку річок басейну Південного Бугу 95% забезпеченості, як і для розподілу середньомісячних величин, спостерігається чітко виявлена просторова закономірність – більші величини модулів формуються у верхів’ях басейну, до м. Вінниця (0,35–0,1 дм3/с•км2), різко зменшуються у середній частині басейну, до м. Первомайськ (0,05 дм3/с•км2), а у нижній частині басейну вони досягають практично нульових значень.

Мінералізація річкових вод, завдяки зростанню концентрацій сульфатів та хлоридів магнію, натрію і калію має чітку тенденцію до збільшення у напрямку з північного заходу до південного сходу, вниз за течією Південного Бугу, що спричинено дією, головним чином, природних факторів, серед яких головними є фізико-географічні та гідрогеологічні. Значне підвищення вмісту вказаних головних іонів у притоках Південного Бугу, від лісостепової до степової фізико-географічної зони призводить не тільки до зростання мінералізації, а й до зміни хімічного типу річкових вод – від гідрокарбонатно-кальцієвого до переважно гідрокарбонатно-сульфатного, навіть сульфатно-хлоридно-гідрокарбонатного зі змішаним катіонним складом.

За середніми багаторічними даними вміст кисню та величини водневого показника протягом року відповідають нормативним вимогам. Певні сезонні зміни фізико-хімічних показників у річкових водах викликані, головним чином, дією таких природних чинників, як температура води та гідробіологічні процеси. За вмістом органічної речовини як легкоокиснювальної (за БСК5), так і важкоокиснювальної (за БО) води басейну Південного Бугу можна вважати забрудненими нижче скидів господарсько-побутових стічних вод великих міст. Для біогенних речовин, особливо мінеральних сполук азоту, сезонна динаміка відповідає природному стану, але спостерігається значний вплив стічних вод міст Хмельницький, Вінниця, Первомайськ та Кіровоград. Вміст міді, цинку і хрому значно менший за встановлені нормативи, в деяких випадках спостерігається перевищення ГДК для заліза та марганцю. Чітких сезонних змін їх концентрацій не виявлено. У випадку інших забруднюючих речовин перевищення ГДК є характерним для фенолів та нафтопродуктів (для водойм рибогосподарського призначення).

Внесок компонентів сольового складу, які надходять зі стічними водами в іонний стік, коливається у межах 1,1–11,0%. Найбільший внесок спостерігався у період 1991–2000 рр. – для хлорид-іонів він становив 11,0%, для сульфат-іонів – 7,0% та для натрію – 6,3%. Для магнію і калію він був найменший, відповідно, 1,3 і 1,1%. В сучасний період, 2001–2005 рр. антропогенна складова за цими компонентами значно зменшилася – до 6,0% для хлорид-іонів, 4,0% - для сульфат-іонів та натрію – до 3,1%. Очевидно, що окрім інших факторів, значну роль у формуванні антропогенної складової іонного стоку відіграє поверхнево-схиловий стік, що посилюється великою сільськогосподарською освоєністю (74–90%), зокрема, розораністю ґрунтів степової зони, для яких характерним є великий вміст мінеральних солей – особливо сульфатів та хлоридів натрію і магнію.

У четвертому розділі детально розглянуто гідрографічну мережу та вплив господарської діяльності на водні ресурси басейну Південного Бугу.

Основними чинниками, котрі впливають на кількісні та якісні показники водних ресурсів басейну річки є забори води, скиди стічних вод різної категорії якості та безповоротні втрати води. У межах кожної виділеної ділянки визначено частку забору поверхневих вод від фактичного та розрахункового (різної ймовірності перевищення) об’єму стоку, у тому числі окремо за кожен місяць. Для порівняння було взято роки з максимальними та мінімальними значеннями заборів поверхневих вод, відповідно, 1990 р. та 2005 р. Визначено питому вагу основних галузей економіки (промисловість, сільське господарство, житлово-комунальне господарство) та основних користувачів поверхневих вод по кожній галузі у межах досліджуваних ділянок за кількістю водокористувачів та показниками заборів і скидів стічних вод різної категорії якості.

Крім того, з метою визначення ділянок з найбільшими скидами забруднюючих речовин у стічних водах, визначено їх кількість у межах ділянок та відношення до загальної величини по басейну. Дослідження були здійснені за наступними забруднюючими речовинами антропогенного походження: мінералізація (за сухим залишком), сульфати, хлориди, фосфор загальний, фосфати, азот амонійний, нітрати, нітрити, нафтопродукти, СПАР, залізо, мідь, цинк, нікель та хром.

Найбільш характерні особливості деяких ділянок наведені нижче.

Ділянка І. Для забезпечення водопостачання населення м. Хмельницького використовується підземна вода басейну Дніпра (р. Случ) в обсязі більше 10 млн.м3 щорічно, яка після використання скидається у р.Південний Буг (чим пояснюється від’ємне значення безповоротних втрат води відносно природних водних об’єктів у межах ділянки).

Ділянка ІV. У 1990 р. об’єм забору поверхневих вод Ладижинською ТЕС (найбільшим водокористувачем у межах ділянки) становив понад 1400 млн.м3, який практично весь використовувався на охолодження конденсаторів турбін станції. Після того, як у 2002 р. система охолодження станції була визнана оборотною, зазначений обсяг поверхневої води не відображається у звіті про використання води за формою 2-ТП(водгосп), як такий, що забирається із Ладижинського водосховища, яке на даний час вважається частиною оборотної системи станції. У 2005 р. забір поверхневих вод Ладижинською ТЕС, який відображається у звіті становив лише 38 млн.м3. Якщо виключити зазначений обсяг води із наведених розрахунків 1990 р., то скиди стічних вод складали лише 98 млн.м3, частка загального забору поверхневої води від фактичного стоку становили 13,8 % і може досягати 35,5 % за умови максимального забору поверхневих вод (за який взято значення 1990 р.) у розрахунковому році 97 % забезпеченості (рис. 2).

Таблиця 1

Розподіл об’ємів забору поверхневих вод, скидів та безповоротних втрат води у 1990 та 2005 роках на різних ділянках басейну Південного Бугу у відсотках до цих величин по всьому басейну

Ділянка басейну, км від гирла р.Південний Буг | Забір

води, % | Безповоротні

втрати води, % | Скиди стічних вод, % | 1990 | 2005 | 1990 | 2005 | 1990 | 2005 | І (с. Пирогівці – 730) | 1,0 | 0,9 | 2,0 | -4,4 | 0,8 | 9,0 | ІІ (с. Лелетка – 654) | 2,3 | 2,8 | 2,7 | 1,0 | 3,6 | 3,8 | ІІІ (с. Сабарів – 571) | 4,9 | 22,7 | 11,3 | 35,1 | 2,3 | 6,0 | IV (с. Тростянчик – 370) | 67,3 | 19,0 | 11,4 | 7,4 | 80,926,7 | V (с. Підгір’я – 219) | 2,9 | 3 | 6,9 | 4,5 | 2,2 | 2,5 | VI (м. Первомайськ– 194) | 7,5 | 16 | 20,8 | 23,7 | 6,1 | 17,7 | VII (с. Олександрівка – 132) | 2,3 | 27 | 7,8 | 22,5 | 0,0 | 20,9 | VIII (с. Олександрівка-гирло) | 11,7 | 8,6 | 37,1 | 10,2 | 4,1 | 13,4 |

Ділянка VI. Для забезпечення водопостачання населення м. Умані здійснюється перекидання води з басейну р. Дніпро (р.Рось) по водоводу Біла Церква-Умань у обсязі близько 3,5 - 5 млн.м3 щорічно.

Ділянка VII. Практична відсутність скидів стічних вод у межах ділянки пояснюється забороною на проведення “продувки” Ташлицького водоймища-охолоджувача Південно-Української АЕС. Мораторій було накладено на період з 1990 по 1995 рр., після чого “продувку” водоймища-охолоджувача відновлено.

У межах VII ділянки, також здійснюється перекидання стоку із басейну р. Дніпро. Для забезпечення потреб населення і промисловості водними ресурсами м. Миколаєва здійснюється подача води водоводом Дніпро-Миколаїв (обсягом близько 60-65 млн.м3) та Інгулецькою зрошувальною системою (близько 20 млн.м3). Крім того, водопостачання міст Кіровограда, Знам’янки та Олександрії здійснюється за рахунок водоводу Дніпро-Кіровоград.

За результатами детального аналізу вище зазначених показників, які характеризують та впливають на водні ресурси басейну Південного Бугу зроблені наступні висновки та розроблені рекомендації стосовно прийняття рішень у контексті забезпечення раціонального використання та відтворення водних ресурсів по кожній з виділених ділянок.

Так, для першої та другої ділянок основні рішення щодо управління водними ресурсами за басейновим принципом мають полягати у коригуванні режимів заповнення ставків у весняний період у роки з об’ємом стоку 90-97 % забезпеченості. Необхідно врахувати, що у межах другої ділянки кількість штучних водойм (для рибогосподарських потреб) є критичною і їх подальше збільшення може призвести до дефіциту поверхневого стоку у період заповнення ставків протягом весняної повені. Аналіз водогосподарської діяльності та фактичного і розрахункового стоку різної забезпеченості у межах третьої ділянки показує, що за умови максимальних заборів поверхневих вод (які спостерігалися у 1990 р.) та розрахункового стоку 95-97% забезпеченості

Рис. 2. Частка забору води від фактичного у (1990 і 2005 рр.) та розрахункового (97 % забезпеченості) стоку р.Південний Буг |

у її межах необхідно буде коригувати ліміти забору та використання поверхневих вод на короткостроковий період (за дуже несприятливих умов формування мінімального стоку). У період літньо-осінньої межені обсяги забору поверхневих вод дорівнюють розрахунковому стоку 95-97% забезпеченості, а у липні місяці можуть перевищувати його. Зменшення обсягів забору поверхневих вод, яке спостерігається протягом останніх 15 років у меншій мірі стосується житлово-комунальної галузі. Враховуючи те, що у межах даної ділянки обсяг забору поверхневих вод підприємствами цієї галузі досягає 82% від загального забору води, то альтернативою зменшенню лімітів може стати залучення підземних вод для забезпечення населення питною водою. Тобто, питання залучення підземних вод, як резервного джерела для забезпечення ними населення, у роки з мінімальним стоком стає дуже актуальним. Крім того, за результатами аналізу, важливим методичним питанням, що стосується моніторингу вод є відновлення гідрологічного поста на р.Південний Буг в районі с. Сабарів.

У межах четвертої ділянки на сучасному етапі розвитку регіону не може виникнути проблемних ситуацій щодо забезпечення у достатній кількості поверхневими водними ресурсами населення і галузей економіки. Для забезпечення водними ресурсами основного водокористувача у межах ділянки (Ладижинської ТЕС) створене Ладижинське водосховище, яке входить до складу оборотної системи станції. Необхідно відзначити, що рівномірне заповнення усіх рибогосподарських ставків (сільське господарство є другою галуззю за показником забору води у межах ділянки) у період весняної повені і нормальне їх функціонування протягом року, на відміну від вище розташованих ділянок, можливе без коригування режимів їх роботи навіть у роки з мінімальним стоком (80–97 % забезпеченості).

Водогосподарську діяльність у межах п’ятої ділянки можна віднести до такої, що характеризується низьким рівнем антропогенної навантаженості. У межах ділянки відсутні великі водокористувачі, які можуть суттєво впливати на кількісні та якісні показники водних ресурсів. Тому дана ділянка має значний потенціал щодо розвитку різних галузей економіки, у тому числі водоємних, при забезпеченні пріоритетності у водокористувачів у межах басейну.

Аналіз гідрологічного режиму річок у межах шостої ділянки та характеру водогосподарської діяльності свідчить про досить високий рівень антропогенної навантаженості. Особливістю ділянки є і те, що основна водогосподарська діяльність у її межах здійснюється не по руслу р.Південний Буг, а у басейнах річок, які є її притоками першого, другого і навіть третього порядків.

Основними користувачами поверхневих вод у межах ділянки є підприємства сільського господарства. Найбільші з них – рибоставкові господарства („Гірський Тікич”, Жашківська рибоводна станція та господарства Лисянського та Жашківського районів), якими здійснюється забір 60 % поверхневої води від загального на ділянці. Другими за обсягами використання поверхневої води є підприємства житлово-комунального господарства, серед яких найбільшими є комунальні підприємства міст Первомайськ, Звенигородка та смт Смоліно. Підприємствами зазначеної галузі здійснюється більше 20 % забору поверхневих вод та скиду стічних вод від загального на ділянці (рис 3). Особливістю даної ділянки, порівняно з досліджуваними вище, є те, що для задоволення потреб населення у питній воді комунальними підприємствами використовується більше поверхневих вод (8,7 млн.м3), ніж води з підземних джерел (5,4 млн.м3). Підприємства промисловості здійснюють найменший забір поверхневих вод у порівняні з іншими галузями, що становить 13-15 % від загального по ділянці. Основна частка заборів води здійснюються цукровими підприємствами. Найбільші з них – „Новомиргородський цукор”, „Гілея”, Заплазський та Тальнівський цукрозаводи. Найбільше зменшення заборів поверхневих вод відбулось за рахунок зменшення використання води у сільському господарстві та підприємствами промисловості, відповідно у 5 та 6 разів. При цьому у промисловості це зменшення відбулося лише за рахунок закриття цукрових заводів. Досить значна частка безповоротних втрат води зумовлена великою кількістю штучно створених водних об’єктів для рибоставкових господарств. Крім того, необхідно зазначити, що дана ділянка характеризується найбільшими обсягами скидів стічних вод без очистки, що у 2005 році становили 1,3 млн м3.

Враховуючи найбільшу площу (30,4 % від загальної площі басейну) ділянки серед досліджуваних по басейну, нерівномірність розташування об’єктів водокористування та велику кількість водних об’єктів у межах яких інтенсивно здійснюється водогосподарська діяльність, рішення щодо управління водними ресурсами у межах шостої ділянки мають полягати у розгляді цих питань по кожній окремій притоці р.Південний Буг. Для подальшої детальної оцінки необхідно застосувати запропонований підхід із виділенням додаткових субділянок у межах досліджуваної. На даний час такими можуть бути басейни річок (субділянки): Синюха, Ятрань, Гірський Тікич, Гнилий Тікич та Кодима.

Рис. 3. Співвідношення сумарних скидів стічних вод галузями економіки на окремих ділянках басейну Південного Бугу у 2005 р.

Враховуючи, що місцевий стік у межах восьмої ділянки не відповідає критеріям якості для забезпечення потреб населення та підприємств промисловості у питній та технічній воді, дану ділянку можна віднести до проблемної з точки зору якісного стану її водних ресурсів. Рішення щодо управління водними ресурсами у її межах мають полягати у своєчасному корегуванні режиму перекидання стоку з басейну Дніпра водоводами Дніпро-Миколаїв, Дніпро-Кіровоград та Інгулецькою зрошувальною системою. При цьому, необхідно зауважити, що у басейні р. Інгул практично відсутні пункти спостережень за кількісними та якісними характеристиками стоку, а наявні – у більшості випадків є не репрезентативними, оскільки розташовані у верхів’ях річок. Тому, необхідно для забезпечення якісного аналізу та прийняття ефективних управлінських рішень організувати репрезентативні пункти спостережень на річках з найбільшою антропогенною навантаженістю, зокрема, таких як: Сухоклея, Камянка, Грузька, Гнилий Єланець, Чичиклея та Мертвовід.

Вплив роботи трьох блоків ПУ АЕС та 6 агрегатів Ташлицької ГАЕС (коли проект буде реалізовано у повному обсязі) на стік річки визначений шляхом порівняння безповоротних втрат на ПУ ЕК відносно середньорічних та середньомісячних витрат води різної забезпеченості р. Південний Буг – Олександрівка. Безповоротні втрати води на ВО АЕС при роботі трьох енергоблоків складаються пе-реважно з втрат на випаровування - 32,4 млн. м3 за рік та із забо-ру води з ВО різними користувачами - 3,9 млн. м3 рік. Середньорічні значення об’ємів стоку р. Південний Буг на постах Первомайськ (вище ПУ АЕС) та Олександрівка (нижче ПУ АЕС) змінюються від 120 млн.м3 (1995 р.) до 320 млн.м3 (2003 р.), відповідно. Таким чином, реальна частка забору води від середньорічних значень об’ємів стоку річки на досліджуваних постах не перевищує 3 %. У розподілі забору води не спостерігається чіткої сезонної закономірності, але можна виділити літньо-осінній період, який характеризується найбільшою часткою забору води від стоку річки. Так, наприклад, упродовж 2001-2003 рр. найбільша частка забору води від стоку р. Південний Буг на посту Олександрівка у серпні 2001 р. становила 5,5 % .

Для покриття пікових навантажень у південно-західній частині загальної енергетичної системи України, де спостерігається значна нерівномірність добового графіка навантажень і гостра потреба в пікових і швидкодіючих аварійних потужностях, а також для забезпечення надійного базисного режиму ПУ АЕС в складі Південно-українського енергокомплексу будується Ташлицька гідроакумулююча електростанція.

При вводі перших трьох агрегатів Ташлицької ГАЕС, згідно проектних даних інституту “Укргідропроект”, безповоротні втрати збільшаться до 47,9 млн. м3, а при вводі шести агрегатів безповоротні втрати становитимуть 48,1 млн. м3. Різниця між втратами при експлуатації трьох або шести агрегатів невелика за рахунок збільшення об’ємів, а не площі дзеркала води Олександрівського водосховища. Таким чином, найбільша частка безповоротних втрат води при експлуатації трьох енергоблоків АЕС і шести агрегатів Ташлицької ГАЕС, відносно середньомісячних витрат р. Південний Буг – с. Олександрівка буде спостерігатися у серпні, вересні і в маловодні роки 95% забезпеченості може становити близько 11%.

Рішення щодо басейнового принципу управління водними ресурсами у межах сьомої ділянки мають полягати у контролі дотримання режимів функціонування (регламентів) водних об’єктів енергокомплексу (Олександрівського водосховища та Ташлицького водоймища-охолоджувача ПУ АЕС).

У п’ятому розділі розглянуті просторово-часові особливості зміни якості поверхневих вод басейну Південного Бугу та водних об’єктів в районі Південно-Українського енергокомплексу.

Аналіз просторових змін якості води за критерієм мінералізації та забрудненням компонентами сольового складу свідчить, що якість річкових вод басейну Південного Бугу погіршується з північного-заходу на південний схід. В цілому, за критерієм мінералізації річкові води басейну Південного Бугу, відносяться до прісних за класом та гіпогалинних і олігогалинних за категорією, крім Ташлицького водоймища-охолоджувача Південно Української АЕС та р. Інгул і в окремі роки приток р. Синюха (солонуваті за класом, в-мезогалинні за категорією). Одним із найбільших підприємств у межах першої ділянки, що негативно впливає на якість води у річці Південний Буг, є КП “Хмельницькводоканал”. Скиди забруднюючих речовин антропогенного походження, що відносяться до індексу І1 а саме сульфатів та хлоридів у межах цієї ділянки становили близько 14 % від загальних по басейну, при цьому якість води за досліджуваний період, включаючи 2005 р., характеризувалася 1-2 категорією, І-ІІ класів. Натомість, у межах восьмої ділянки протягом 2005 р. було скинуто більше 56 % від усього по басейну сульфатів, 49 % хлоридів. У межах четвертої - шостої ділянок басейну дана величина становила 26 % для сульфатів та 33 % для хлоридів. Основна маса скидів забруднюючих речовин відбувається саме у межах шостої ділянки.

Просторовий аналіз розподілу найгірших значень блокових індексів (І2) засвідчив, що якість води безпосередньо Південного Бугу характеризувалася категоріями ІV-ІІІ класу якості (рис. 4). Найгірші значення індексів у 2005 р спостерігалися у верхній частині річки нижче міст Хмельницький та Вінниця, на відміну від 1996 р. коли найгірші значення блокових індексів (І2) спостерігалися у нижній течії річки. У цілому, по довжині річки якість води за еколого-санітраними показниками у 2005 р. покращувалася від витоку до гирла і відносилася до 6-4 категорії ІV-ІІІ класу якості „брудна”, „посередня” „досить добра”, за станом, „брудна”, „помірно забруднена”, „слабко забруднена” за ступенем чистоти.

Рис. 4. Якість поверхневих вод басейну Південного Бугу за еколого-санітарними критеріями індексу (І2) (найгірші значення) у 2005 р.

У межах восьмої ділянки у 2005 р. азоту амонійного було скинуто 25 % від загальних скидів по басейну, нітратів і нітритів більше 29 та 20 % відповідно. Натомість, у 1990 р. скиди біогенних речовин антропогенного походження змінювалися від 63 до 100 %. У межах шостої ділянки за період з 1990 по 2005 рр. кількість скидів забруднюючих речовин, навпаки, зростала. Так, у 1990 р. азоту амонійного було скинуто більше 10 % від загальних по басейну, а вже у 2005 р. дана величина становила 48 %. Для нітратів та нітритів збільшення становило 1,3 та 1,7 разу. Значні скиди біогенних речовин антропогенного походження у 2005 р. спостерігалися і у межах першої ділянки. Їх величина коливалася від 12 до 26 %. У 1990 р. у межах всіх досліджуваних ділянок, крім шостої та восьмої, скиди забруднюючих речовин не зафіксовані, що може свідчити про нормальний режим роботи