Дослідження причин погіршення гідроекологічного стану річки Рось та надання рекомендацій щодо його покращення

Переглянути початок статті 

Вступ

Водні ресурси р.Рось, яка відноситься до типових середніх річок України, відіграють вагому роль у задоволенні різноманітних водогосподарських потреб цілої низки населених пунктів Київської та Черкаської областей. Однак останнім часом, зокрема в періоди літньо-осінньої межені маловодних років, загальна гідроекологічна ситуація в басейні Росі та якість її вод, насамперед, в районах нижніх водосховищ відчутно погіршилася. Це створює значні труднощі у забезпеченні населення даного регіону кондиційною питною водою. За результатами низки попередніх цільових гідроекологічних і гідрохімічних досліджень погіршення якості води в р.Рось та у її водосховищах може бути зумовленим як природними, так і антропогенними чинниками: певними змінами гідрологічного режиму річки, сучасною специфікою протікання внутрішньоводойменних процесів, змінами масштабів водозаборів, скидами стічних вод господарсько-побутового та промислового походження тощо.

Головною метою роботи є виявлення основних причин значного погіршення загального екологічного стану і якості води водосховищ, розташованих на ділянці р.Рось від м.Білої Церкви до м.Корсунь-Шевченківський включно та розробка практичних пропозицій щодо їх покращення.

Для досягнення зазначеної мети виконано загальну оцінку водогосподарської діяльності в басейні р.Рось та проаналізовано динаміку основних характеристик стоку води р. Рось, проаналізовано режим експлуатації водосховищ р. Рось. Оцінено сучасний стан і динаміку водокористування у басейні р. Рось: забір води, скид води, в тому числі скид неочищенних і недостатньо очищених стічних вод. Оцінено гідрохімічний режим та якість води річки. Досліджено особливості кисневого і термічного режимів досліджуваних водосховищ. Розроблено рекомендації щодо покращення гідроекологічного стану р. Рось.

Висновки

На сучасному етапі розвитку басейн можна охарактеризувати, як багатогалузевий господарський комплекс з високим рівнем освоєння території. Для задоволення потреб населення і галузей економіки в басейні річки Рось збудовано 1865 ставків і 60 водосховищ, де закумульовано 323,68 млн.м³ води. За цими показниками басейн Росі відноситься до найбільш зарегульованих басейнів України, що привело до значного уповільнення водообміну у руслі річки.

Виконаний комплекс досліджень дає підстави звернути увагу на наступні гідрологічного і гідрохімічного режиму р. Рось, які впливають на погіршення гідроекологічної ситуації.

Співставлення різницевих інтегральних кривих річного, мінімального та максимального стоку показує, що в останні роки існує загальна тенденція спаду річного та максимального стоку і в той же час стійка тенденція підвищення мінімального стоку. Це свідчить про значний перерозподіл стоку річки в останні роки.

Аналіз даних про водоспоживання відображає тенденцію зниження забору води з кожним роком починаючи з 1987 року. Так у 1987 році із природних водних об’єктів на території басейну було забрано 205 млн. м³ води, а вже у 1995 році цей показник склав - 107 млн. м³ води, у 2003 році відмічено найнижчий рівень забору води за останні 17 років - 78 млн. м³. Треба відмітити, що у період 1990 - 1998 роки зменшення показника забору води складало 10 - 15 % щорічно і тільки з 1999 року спад дещо уповільнився і показник забору стабілізувався.

Дослідження гідрохімічного режиму річки виявив наступні групи речовин, які спричиняють загальне погіршення гідролоекологічної ситуації.

Загальна мінералізація води і вміст головних іонів у воді річки суттєво не змінилися за період 1990-2006 рр. По ним не виявлено випадків перевищення ГДК для показників якості води питного водопостачання.

Мінералізація води р. Рось змінювалася в межах від 460 до 614 мг/дм³ і в середньому склала 520 мг/дм³. 

Біогенні елементи - середній річний вміст з'єднань азоту у воді Росі за досліджуваний період зріс у значних межах: NH₄₊ в 1,3 раза (до 0,4 мг/дм³), NO₂ - в 6-10 разів (до 0,1 мг/дм³), NO₃ - в 20 разів (до 10 мг/дм³); вміст сполук фосфору зріс у 1,5 рази (до 0,65 мг/дм³). Вважається, що надмірна евтрофікація водойм починається при вмісті в воді азоту в концентрації 0,2-0,3 мг/л, фосфору - 0,01-0,02 мг/л.

Трофо-сапробіологічні показники: зафіксовані тенденції до погіршення якості води по всій довжині річки по показнику pH до 8,5 і більше. Ймовірно це спричинено тим, що збільшення вмісту в 3-5 разів завислих речовин (до 20 мг/дм³) відбувається за рахунок органічної складової. Про це свідчить і зростання величини біхроматної окиснювальності до 40 мгО₂/дм³.

На фоні зазначеної динаміки вмісту елементів гідрохімічного режиму виявлено наступні особливості газового режиму.

Аналіз кисневого режиму за період 1990-2006 p.p. пунктах спостережень р.Рось-м. Біла Церква та р.Рось-м.Корсунь-Шевченківський засвідчив про наступне. Середні річні концентрації кисню у поверхневому шарі води становили 10 мг/дм³, що відповідає 90% насичення. Мінімальні концентрації спостерігалися в Білоцерківському і Корсунь-Шевченківському водосховищах в літній період і становили відповідно 2,8 і 5,3 мг/дм³ (28 і 44 % насичення). Але випадки таких низьких концентрацій були до 2004 р. одиничними і не носили системного характеру.

Велика увага була зосереджена на визначені просторового розподілу концентрації розчиненого кисню. Найбільш сприятлива ситуація спостерігається у Богуславському водосховищі. Тут концентрація розчиненого кисню становить 7,4-8,5 мг/дм³, що відповідає 89-102 % насичення. Стратифікація кисню по глибині відсутня, що свідчить про сприятливий кисневий режим на цьому водному об'єкті.

У Стеблівському водосховищі спостерігається яскраво виражена стратифікація розчиненого кисню по вертикальному профілю: якщо на поверхні вміст О₂ становить 10-11 мг/дм³, то в придоних шарах вона знижується до 1,2-1,4 мг/дм³.

Особливості греблі Стеблівського водосховища зумовлюють надходження збідненої на кисень водиз придонних шарів у Корсунь-Шевченківське водосховище. Через це вони характеризуються явним дефіцитом розчиненого кисню. У просторовому розподілі по всіх вертикальних профілях концентрації О₂ не перевищували 4,8 мг/дм³. У придонних шарах вміст О₂ становив 3,5 мг/дм³, що відповідає лише 40-50 % насичення.

Механізм порушення кисневого режиму і гідроекологічної ситуації в цілому на сьогодні виглядає наступним чином:

1. Підвищення вмісту біогенних елементів в верхніх горизонтах води викликає бурхливий розвиток рослин в цій зоні (в першу чергу планктонних водоростей) та збільшення чисельності зоопланктону, що харчується фітопланктоном. Як наслідок прозорість води різко знижується, глибина проникнення сонячних променів зменшується, що призводить до загибелі донних рослин від нестачі світла. Після загибелі донних рослин відбувається загибель організмів, чий життєвий цикл був з ними пов'язаний.

2. Водорості та бактерії, що сильно розмножилися у верхніх горизонтах водойми, мають набагато більшу сумарну поверхню тіла та біомасу, аніж нормальний рослинний комплекс при сталому рівні евтрофікації водойми. При цьому в ночні години фотосинтез в цих рослинах не йде, а процес дихання продовжується, що потребує затрат кисню. В результаті в передранішні години, особливо в теплі дні, кисень у верхніх горизонтах води опиняється майже вичерпаним, і спостерігається загибель організмів, що мешкають в приповерхневих водах, від нестачі кисню (так званий "літній замор").

3. Велика кількість відмерлих організмів з верхнів шарів водойми опускаються на дно, де проходить їхнє розкладення. Але, як вказано в п.1, донна рослинність гине на ранніх стадіях евтрофікації, і виробництво кисню тут майже не відбувається. Якщо ж взяти до уваги, що біопродуктивність завдяки евтрофікації збільшується (див. п. 2), між виробництвом та споживанням кисню в придонних горизонтах спостерігається дисбаланс, кисень тут стрімко витрачається, і все це призводить до загибелі бентосних організмів, навіть не пов'язаних з придонною рослинністю. Аналогічне явище, що спостерігається у другій половині зими в замкнутих мілководних водоймах, відоме як "зимові замори".

4. В донному фунті, позбавленому кисню, проходить анаеробне розкладення відмерлих організмів з утворенням таких сильних ядів як феноли та сірководень, які призводять до отруєння організмів у всіх ешелонах водойми, шо спричинює ше більш масоване відмирання, як наслідок - додаткове збільшення споживання кисню при розкладенні органіки, і т.д.

Враховуючи зазначене вище, слід рекомендувати наступні практичні заходи, які б могли покращити гідроекологічний стан р. Рось.

1. Виконати низку управлінських заходів, які б дозволили збільшити об'єми максимального стоку під час проходження весняної повені.

2. В нижньому б’єфі Стеблівського водосховища створити зони штучної аерації, де би створювалися умови для збагачення води киснем за рахунок збільшення турбулентності потоку.

3. Покращити роботу очисних споруд комунально-побутових стічних вод. Оскільки саме вони є основним джерелом надходження біогенних елементів у води річки. А це власне і є тим чинником, якии „запускає механізм евтрофікації р. Рось в цілому, і Стеблівського водосховища зокрема.

Це питання є важливим, оскільки при існуючих темпах збільшення концентрацій іонів азоту і фосфору вони незабаром сягнуть ГДК для водойм питного постачання. А це створить зовсім нову проблему, окрім евтрофікаціїї Стеблівського водосховища.

4. Розробити екологічне обґрунтування достатності (або недостатності) встановлених Правилами експлуатації водосховищ р.Рось санітарних витрат 95%-ї забезпеченості та обсягів санітарних попусків.

З метою попередження кризової ситуації у Корсунь-Шевченківському водосховищі в теплий період року запровадити посилений контроль за якістю води у Стеблівському водосховищі відбором проб води 1 раз на 3 доби.

Розроблені в даній роботі рекомендації направленні перш за все на зняття кризової ситуації, що склалася в басейні р.Рось. Для грунтовної оцінки гідроекологічного стану річки і розробки детальних рекомендацій з його покращення необхідно продовжити дослідження за напрямками, зазначеними вище і розробити стратегію (програму) комплексного використання і охорони водних ресурсів басейну р.Рось в сучасних умовах.

07.12.2015