Забруднення та самоочищення постійних водотоків міста Харків

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

УДК 911.9:556.51 (477.54):502.51

11.00.11 - конструктивна географія і раціональне використання

природних ресурсів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

ЗАБРУДНЕННЯ ТА САМООЧИЩЕННЯ ПОСТІЙНИХ ВОДОТОКІВ МІСТА ХАРКІВ

Карпець Костянтин Михайлович

Харків - 2011



Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі географічного моніторингу та охорони природи

Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Науковий керівник: доктор географічних наук, доцент Костріков Сергій Васильович, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, професор кафедри соціально-економічної географії і регіонознавства

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, професор Гуцуляк Василь Миколайович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри фізичної географії і раціонального природокористування

кандидат географічних наук, доцент Максименко Надія Василівна, Харківський національний університет імені. В.Н. Каразіна, доцент кафедри моніторингу, природокористування та попередження надзвичайних ситуацій

Захист відбудеться 5 липня 2011 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.04 у Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 6, ауд. 482.

З дисертацією можна ознайомитись у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4 (ЦНБ).

Автореферат розісланий 4 червня 2011 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат географічних наук, доцент Г.В. Тітенко



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сьогодні існує безліч проблем у галузі охорони, відновлення і раціонального використання водних ресурсів. Приймаючи до уваги загальновідомий прогноз, що за збереженням сучасних технологій водоспоживання цей ресурс за кілька десятиріч коштуватиме більше за вуглеводні, вказані проблеми мають тільки загострюватися. Зростаючий попит на водні ресурси, нерегламентоване водокористування призводять до погіршення якості водного середовища, істотно впливають на здоров'я людей.

Проте дотепер предметно майже не розглядався процес самоочищення гідрологічного середовища річкового русла саме в межах урбанізованої сукупності водозбірних басейнів.

З іншого боку, взагалі басейновий підхід до вивчення та опрацювання механізму самоочищення водних потоків є досить поширеним. Одним з найбільш відомих напрямів його ландшафтно-геохімічної реалізації в Україні є серія робіт Волошина І.М., Гуцуляка В.М., Петліна В.М. та ін. Певною мірою його застосовано в роботах Кострікова С.В., Подоби І.М., Шевченко Л.І. та ін. Стосовно до міської території, він використаний у роботах харківських вчених Бортнік Л.М., Лионга К.Б., Мірки Е.О., Ричак Н.Л., Тітенко Г.В., Черваньова І.Г.

Натомість, в жодній з цих робіт окремо не розглядався рельєф поверхні водозбірного басейну у якості чинника самоочищення поверхневого стоку, та в цьому відношенні дане дисертаційне дослідження є першою такою спробою. Можна вважати, що подібна обставина обумовлена тим, що натепер з'явився досить потужний та досконалий апарат відповідного аналізу у вигляді ГІС-платформ та програмних продуктів, які дозволяють здійснювати маршрутизацію поверхневого стоку та водночас за морфологією рельєфу відтворювати сам гідролого-геоморфологічний процес - один із дійових механізмів самоочищення.

Доцільність даної роботи очевидна, особливо, в світлі вимог глибокої реорганізації водогосподарського комплексу України відповідно до світових тенденцій пошуку альтернатив традиційному витратному водоспоживанню, перш за все, у великих містах. Конструктивне вивчення проблеми забруднення постійних водотоків у мегаполісах тривалий час актуальне і складне у практичній реалізації його результатів завдання. Формалізація показників самоочищення водойм для цілей предметного моделювання є одним з найскладніших аспектів при вивченні цієї проблеми, і тут треба окремо зазначити, що вказане питання вирішується в дисертаційному дослідженні із використанням саме конструктивно-географічного підходу.

Таким чином, поставлена проблема є безумовно актуальною та має суттєве практичне значення, особливо для вирішення сучасних гострих екологічних негараздів великого міста.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертант в період 2007-2008 рр. працював за держбюджетною темою (НДР КПКВ 2201040), виконуючи прикладне дослідження закономірностей транспортування та акумуляції токсичних елементів в об'єктах навколишнього середовища, у частині “Розвиток уявлення про закономірності, механізми і стадійності процесів транспортування елементів між цими компонентами в межах водозбірних басейнів”. Також брав участь у науково-дослідній роботі кафедри географічного моніторингу та охорони природи “Дослідження на підставі геоінформаційного моделювання фрактальних властивостей флювіального рельєфу в цілях прогнозу несприятливих екзогенних процесів” (№ держреєстрації 0110U000584). В рамках цієї НДР здобувач розробив геоінформаційні моделі деяких річкових басейнів Лівобережної України.

Робота виконана в напрямку реалізації: “Програми формування національної екологічної мережі в області на 2002-2015 роки”, затвердженої рішенням сесії Харківської обласної ради 24 скликання від 21.05.2002 р., “Концепції загальнодержавної програми збереження біорізноманіття на 2005-2025 роки”, схваленої розпорядженням Кабінету Міністрів України № 675-р від 22 вересня 2004 року.

Мета і завдання дослідження. Основною метою роботи є дослідження самоочищення постійних водотоків міста Харкова на підставі встановлення особливостей просторового розповсюдження забруднюючих речовин у відповідних руслах та певною мірою - на їхніх водозборах, а також - через доведення ролі рельєфозалежного фактору в процесі самоочищення гідрологічного середовища русел.

Для досягнення поставленої мети було необхідним виконати такі завдання: рельєфозалежний самоочищення русло забруднюючий

1) провести оцінку якості гідрологічного середовища русел річок м. Харкова відповідно вимогам господарсько-питного та культурно-побутового і рибогосподарського використання;

2) провести просторово-часовий аналіз характеристичних параметрів стану якості води та розповсюдження забруднюючих речовин у створах спостереження по руслах досліджуваних річок;

3) впровадити комплексні дослідження водозбірних басейнів річок Уди, Лопань, Харків і Немишля на території міста Харкова в аспекті їх забруднення та визначення дії в межах цих басейнів групи факторів самоочищення, зокрема - рельєфозалежного фактору - та встановити його просторові варіації по відповідних водозборах;

4) вдосконалити та виконати класифікацію елементарних геохімічних ландшафтів м. Харкова на підставі геоінформаційної моделі водозбірних басейнів міста;

5) провести аналіз наявності елементів самоочищення при маршрутизації поверхневого стоку та регресійно-кореляційний аналіз морфолого-морфометричних показників поверхні водозборів міста для визначення і уточнення рельєфозалежного фактору самоочищення (забруднення).

Об'єктом дослідження є постійні водотоки м. Харкова, гідрологічне середовище їх русел та відповідні водозбірні басейни.

Предметом дослідження - характеристичні параметри стану якості води в річках міста, закономірності впливу на ці параметри певних факторів самоочищення, та рельєфозалежний фактор самоочищення (забруднення) гідрологічного середовища постійних водотоків в межах водозбірних басейнів річок Уди, Лопань, Харків і Немишля.

Методологія та методи дослідження. Дисертаційне дослідження базується на модельному геоінформаційному підході в конструктивній географії. Методологічною основою досліджень процесів забруднення-самоочищення водотоків в межах водозбірних басейнів є системний та басейновий підходи, які конкретизовано через використання конструктивно-географічної, ландшафтно-геохімічної, ландшафтно-екологічної концепцій та концепції геоінформаційного моделювання.

Річковий басейн (басейн стоку) - це природно виокремлена ділянка території, з якої поверхневий стік відбувається до певного водотоку (постійного, тимчасового). Оскільки водотоки мають ієрархічну підпорядкованість, то, відповідно, і басейновий підхід, реалізований в дисертаційному дослідженні, має її враховувати.

В роботі використано такі методи збору, обробки та інтерпретації даних: 1) польові; 2) хіміко-аналітичні; 3) порівняльно-географічні; 4) картографічні; 5) статистико-математичні; 6) дистанційного зондування.

Зокрема, обробка емпіричного матеріалу виконувалася на підставі басейнового підходу і здійснювалася методами математичної статистики (ПЗ Statistika 6.0, Microsoft Exel). Картографічний матеріал побудовано за допомогою ліцензованого програмного забезпечення: Amber iQ, GIS-Module Ukrainian 1.5, ArcMap, ArcCatalog, ArcGIS 3D Analyst, ArcGIS Geostatistical Analys, ArcGIS Spatial Analyst, Adobe Photoshop 7.0, Paint, CorelXARA.

У роботі використовуються дані щодо ступеня забрудненості річкових вод, отримані за 28 інгредієнтами для 6 років спостереження.

Наукова новизна одержаних результатів дослідження.

Вперше:

- впроваджено на підставі басейнового підходу та через сучасні ГІС засоби комплексне дослідження двоєдиного процесу “забруднення-самоочищення” водного середовища русел в межах великого міста;

- зроблено методичне обґрунтування визначення наявності елементів самоочищення при маршрутизації поверхневого стоку в умовах надзвичайного антропогенного імпакту, характерного для території великого міста;

- запропоновано нові методичні підходи до оцінки сумарного впливу групи різних природно-географічних факторів самоочищення гідрологічного середовища русел;

- введено та обґрунтовано поняття рельєфозалежного фактору самоочищення поверхні водозбірних басейнів та гідрологічного середовища русел як функції від багатьох змінних параметрів самоочисної здатності водозборів;

удосконалено:

- класифікацію міських елементарних геохімічних ландшафтів на підставі геоінформаційної моделі водозбірних басейнів великого міста;

- методику комплексних досліджень водозбірних басейнів та постійних водотоків в межах великого міста;

отримало подальший розвиток:

- уявлення про самоочисну здатність русел постійних водотоків та відповідних водозбірних басейнів;

- оригінальна методика оцінки якості гідрологічного середовища русел постійних водотоків м. Харкова.

Практичне значення результатів роботи полягає в отриманні нових даних про сучасний стан постійних водотоків м. Харкова та визначенні ролі, в межах водозбірних басейнів на території міста, рельєфозалежного фактору самоочищення. Виявлені закономірності можуть бути використані для уточнення регіональної стратегії раціонального споживання водних ресурсів. Використання результатів дослідження дозволить зробити внесок у розв'язання регіональних проблем водоспоживання завдяки поліпшенню інформаційної забезпеченості осіб, що приймають відповідальні рішення. На підставі розробленої методики виникає можливість варіантного (модельного) аналізу термінових геоекологічних ситуацій щодо катастрофічних забруднень водного середовища русел у великому місті. На вказаній основі можливе досягнення реальних економічних здобутків за рахунок зважених рішень щодо початку нових промислово-будівельних проектів, зупинення несприятливих процесів техногенного забруднення, поліпшення якості води та відтворення здорового природного довкілля річкових водозборів.

Особистий внесок здобувача. Виконані авторське обґрунтування постановки проблеми за темою роботи та впровадження вирішення всіх відповідних задач. Здобувач особисто здійснив обробку, аналіз, узагальнення та візуалізацію результатів досліджень, виконав необхідні розрахунки кореляційних залежностей, побудував відповідні цифрові моделі та комп'ютерні карти, сформулював усі основні положення, що викладено у дисертації. Основні наукові положення та висновки, сформульовані у дисертації та одноосібних друкованих працях, належать виключно дисертантові.

Апробація результатів дисертаційної роботи. Результати досліджень були представлені на таких міжнародних конференціях: до 90-чя виникнення Тавричеського національного університету: “Ландшафтные чтения, посвященные 90-летию Григория Евдокимовича Гришанкова” (Симферополь, 2008), “Регіон-2008: стратегія оптимального розвитку” (Харків, 2008) та науковій конференції “Проблеми безперервної географічної освіти і картографії” (Харків, 2008). Також результати дослідження неодноразово обговорювалися на наукових семінарах кафедрального та факультетського рівня.

Публікації. За результатами дисертаційного дослідження опубліковано 6 наукових праць, з них 5 - у фахових виданнях, у наукових виданнях - 1 робота.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, трьох розділів (кожний із яких закінчується висновками), загальних висновків, 15 додатків та списку використаних джерел (231 найменування). Повний обсяг роботи - 247 сторінок, у тому числі 162 сторінки основного тексту. У роботі розміщено 52 таблиці, 26 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У першому розділі “Водозбірний басейн як ландшафтно-геохімічна арена забруднення та самоочищення водотоків” розглянуто загальнотеоретичні процеси самоочищення гідрологічного середовища русел, визначено ті фактори самоочищення водного потоку, які предметно досліджуються в роботі, здійснено аналіз водозбірного басейну як ландшафтно-геохімічної арени.

Водозбірний басейн можна розглядати поєднанням елементарних геохімічних ландшафтів в межах якого здійснюється міграція. У такому разі водозбір виступатиме в ролі ландшафтно-геохімічної арени самоочищення водотоків в його границях.

Найважливішою рисою самоочищення поверхневого стоку є здатність водного потоку до самоочищення й установлення в них так званої біологічної рівноваги. Процес самоочищення водотоків є досить важливим природним явищем. Самоочищення відбувається за рахунок протікання біологічних, фізичних та хімічних процесів, які приводять до зменшення концентрацій забруднюючих речовин. Змішування й розведення речовин забруднення до певних концентрацій і подальше їхнє окислювання, руйнування й перетворення становлять єдиний механізм самоочищення, а такі процеси є необхідними його компонентами. Їхня спільна дія обумовлює “переробку” сторонніх речовин і при певних навантаженнях усуває їхнє нагромадження у водоймі й збереження концентрації на рівні нижче припустимого.

Процес самоочищення залежить і від складу елементарних геохімічних ландшафтів, які, певним чином, обумовлюються також мережею рельєфу для певної території та подібним чином подають арену самоочищення водотоків. Доцільно вважати, що причина вказаного полягає у наступному. В кожному елементарному геохімічному ландшафті процеси самоочищення протікають в певному сенсі по-різному, забруднюючі речовини концентруються на геохімічних бар'єрах і виводяться геохімічними потоками за межі ландшафтного комплексу, впливаючи на процес самоочищення в кожній ділянці русла річки водного потоку певним особливим чином.

У дисертаційному дослідженні розглядається феномен процесу самоочищення водного потоку в границях міських водозбірних басейнів як похідна від дії ряду природно-географічних факторів самоочищення цього процесу. Під останніми розуміються певні типи впливу довкілля великого міста на природній процес самоочищення гідрологічного середовища русел. В якості домінантних приймаються наступні чинники:

фактор місцеположення в границях великого міста (суто географічний фактор);

низка інших чинників (кліматичні та мікрокліматичні умови, гідрологічний режим, стан ґрунтів та рослинності);

антропогенний імпакт;

низка біологічних чинників самоочищення;

рельєфозалежний фактор (значення якого ми розглядаємо більш детально).

У роботі емпірично доведено, що вагомою групою чинників, які впливають на самоочищення, є характеристики рельєфу поверхні водозбірного басейну. Вони стосуються геолого-літологічного субстрату форм рельєфу (бо саме останній формує самоочищення інфільтраційного стоку) та його морфологічної складової. Морфологія рельєфу є керуючим фактором процесу поверхневого стоку. Від морфологічних параметрів залежить тип руху водного потоку, швидкість, і відповідно - еродуюча чи акумулююча здатність потоку. Деякі дослідники називають сукупний процес системної взаємодії морфології рельєфу та поверхневого стоку (відповідну систему прямих та зворотних, додатних та від'ємних зв'язків) гідролого-геоморфологічним процесом (Костріков С.В., 2006). Іншими словами, гідролого-геоморфологічний процес - це процес флювіального рельєфоутворення за участю рельєфу і гідрологічного стоку.

У дисертаційному дослідженні підкреслюється, що виділення річкових басейнів як об'єктів вивчення в гідролого-геоморфологічній предметній галузі направлено на те, щоб в ході їхнього аналізу на перший план висувалися парагенетичні сполучення екзогенних геоморфологічних процесів і зв'язані із ними форми рельєфу. У такому разі у центрі уваги виявляється наступний предметний ряд: послідовна низка явищ від вивітрювання до схилових процесів; від останніх до руслових течій малих водотоків; від малих водотоків до гідрологічного режиму великих рік, і, таким чином, аж до так званих кінцевих басейнів із стоком у Світовий океан. Вказані взаємозалежні ланки в єдиному процесі флювіального рельєфоутворення організовані в систему спадним гравітаційним потоком речовини. У цьому відношенні, існує думка, що при вивченні річкових басейнів на перший план виходить саме взаємодія екзогенних процесів.

Роль морфологічних особливостей рельєфу в ландшафтно-геохімічній диференціації очевидна, але очевидно і значення в процесі цієї диференціації такого окремого геоморфологічного об'єкту, яким є мережа рельєфу. Її елементам певного порядку відповідають заплавні простори, геохімічно підлеглі. Для ґрунтів останніх характерний більш високий ступінь забруднення мікроелементами, а в багатьох ерозійних формах (долинах, балках, ярах) при відповідних клімато-гідрологічних умовах розвивається сорбційно-глейовий ландшафтно-геохімічний бар'єр. Зв'язок багатьох забруднювачів з пелітовою частиною твердого стоку сприяє достатньо надійній індикації простим плановим зображенням мережі рельєфу лінійних ландшафтно-геохімічних бар'єрів, розташованих у границях водозборів різного масштабу та порядку. Збагачення дрібнодисперсною фракцією та відповідними хімічними елементами транзитного матеріалу як у поверхнево-схилових, так і в руслових процесах, є умовою збереження мережею рельєфу нормального характеру функціонування водно-ґрунтового середовища переносу гідролого-геоморфологічної системи водозбору, тобто умовою його сталого самоочищення, що і є одним із аспектів предмету цього дисертаційного дослідження.

У другому розділі “Головні водотоки міста Харкова та їх водозбірні басейни: дослідження сучасного стану” описано довкілля водозбірних басейнів постійних водотоків м. Харкова та приведена їх еколого-географічна характеристика, досліджено процеси самоочищення в руслах головних річок м. Харкова та зроблено аналітичні розрахунки.

Стан річок будь-якого великого міста та якість їхньої води зумовлюються наступними чинниками: природно-зональними властивостями, структурою річкової мережі, характером водозбору, наявністю інженерних споруд, що визначають рівень очищення стічних вод, та здатністю до самоочищення самих водотоків.

Місто Харків дренується чотирма річками різного порядку, що відносяться до басейну р. Уди - правого притоку Сів. Дінця, і утворюють досить розгалужену мережу дренажної системи. Місто знаходиться у пониззях річок Лопань, Харків та Немишля, натомість р. Уди протікає крізь міські квартали, потім приймає стічні води двох потужних міських каналізаційних систем Диканівської (у місті) та Безлюдівської (за південною міською межею). Сумарний скид цих систем перевищує природний приток води у верхів'ях згаданих річок, що суттєво впливає на водний баланс та утруднює процес самоочищення.

Питанням гідрологічної вивченості харківських рік стали приділяти велику увагу з 1925 р. коли перед організаціями міста постало питання про обводнювання й регулювання русел рік у межах міста. Із цього часу були встановлені додатково ряд водпостів, систематично велися спостереження за рівнями й витратами води, які переривалися тільки в роки окупації Харківської області в 1941-1943 р.

На даний час функціонує чотири водомірні пости Гідрометслужби: - р. Уди - 2 шт. (сел. Пересічне й сел. Безлюдівка); р. Лопань - 1 шт. (сел. Козача Лопань); р. Харків - 1 шт. (сел. Циркуни).

Усі харківські ріки мілководні, мають малі меженні витрати й у межах міста зарегульовані водопідйомними греблями. Протікаючи по густонаселених районах, вони приймають велику кількість зливових і промислових стоків. Через малі швидкості й малу проточність процес самоочищення в ріках відбувається досить повільно, забруднення накопичуються.

На всій довжині річок спостерігається наявність великої кількості перетинань підводних і надводних комунікацій, ливне випусків, через які твердий стік, що змивається зливами з прилеглої території, попадає в ріки й утворює обмілини, які сприяють розвитку вологолюбної рослинності.

Головна причина деградації малих річок - ерозія на їх водозборах. Основним методом боротьби з деградацією малих річок має бути широке поширення ґрунтово-водоохоронних технологій землекористування. Необхідне створення державної служби охорони ґрунтів від ерозії і малих річок від замулення.

Спостереження за якістю води в річках м. Харкова та відповідні розрахунки проводились за період з 2004 по 2009 рр. Проби води для аналізу відбирались вздовж річок Уди, Лопань, Харків і Немишля відповідно до вимог ДСТУ ISO 5667-6-2001, ДСТУ ISO 5667-12-2001, ГОСТ 17.1.5.05, ГОСТ 17.1.3.07. Результати відбору проб були надані здобувачу Харківським регіональним управлінням водних ресурсів, оскільки він брав безпосередню участь на деяких етапах цього відбору та подальшої аналітичної обробки зразків.

Кількість проаналізованих у процесі цього дослідження проб води за один рік становила 500, за досліджуваний період близько 3000. Якість води аналізувалася відповідно до вимог господарсько-питного та культурно-побутового і рибогосподарського водокористування.

Для аналізу стану постійних водотоків застосовували розрахунок комбінаторного індексу забрудненості води, методику розрахунку якого використовували Петін А.М., Лебедєва М.Г. та Кримська О.В., займаючись дослідженням стану поверхневих вод на території Курської, Липецької, Воронезької та Бєлгородської областей. Комбінаторний індекс забрудненості води характеризується комплексністю. Включає в себе дані за числом визначень, що перевищують ГДК (гранично допустиму концентрацію), повторюваність випадків перевищення ГДК, окремий оцінювальний бал, кратність перевищення ГДК, середнє значення кратності, узагальнюючий оцінювальний бал. На основі комбінаторного індексу визначаємо клас води і її якісну характеристику.

Спостереження за хімічним складом води в річках Уди, Лопань, Харків і Немишля та розрахунки проводились за 28 показниками. Приклад розрахунку за отриманими результатами 2009 року відповідно до нормативів рибогосподарського водокористування для р. Уди наводиться у таблиці 1. Всі інші розрахунки за весь період спостереження детально наведено в дисертаційній роботі.

За значеннями узагальнюючих оцінювальних балів і умовою Si ? 9 знаходимо число КПЗ (комплексного показника забрудненості). Для р. Уди КПЗ=8 (загальне залізо, аміак, нітрити, фтор, мідь, завислі речовини, кобальт, фосфати).

За значенням питомого комбінаторного індексу забрудненості води (К), що для р. Уди становить 6,07 і числом КПЗ, що дорівнює 8, то згідно класифікації якості води водотоків, вода має п'ятий клас і якісна характеристика - “екстремально брудна”. Перевищення ГДК у воді в контрольних створах р. Уди спостерігалось за 18 показниками хімічного складу води (БСК5, нікель, ХСК, загальна жорсткість, нафтопродукти, загальне залізо, сульфати, аміак, нітрити, фтор, мідь, свинець, цинк, кадмій, завислі речовини, кобальт, марганець, фосфати) із 28 показників, що визначалися.

Згідно класифікації води за повторюваністю випадків забрудненості, забрудненість води визначається як “характерна” за БСК5, нікелем, ХСК, нафтопродуктами, загальним залізом, сульфатами, аміаком, нітритами, фтором, міддю, свинцем, цинком, кадмієм, завислими речовинами, кобальтом, марганцем та фосфатами. Як “одинична” - забрудненість визначається за загальною жорсткістю. За всіма іншими показниками розрахунок не проводився, так як їх значення не перевищували нормативи.

На рисунку 1 показано розподіл забруднюючих речовин в р. Уди стосовно господарсько-питних та культурно-побутових нормативів за досліджуваний період з 2004 по 2009 рр. Безпосередньо в тексті дисертації також представлено розподіл забруднюючих речовин в річках Уди, Лопань, Харків і Немишля відносно господарсько-питних та культурно-побутових нормативів і рибогосподарських нормативів відповідно за досліджуваний період.

Таблиця 1 - Розрахунок комплексних показників ступеню забрудненості води в р. Уди за 2009 р. (за рибогосподарськими нормативами)

№п/п	Інгредієнти і показники забрудненості	ni	niґ		Sai				=
1	рН	80
2	Розчинений кисень	80
3	БСК5	80	57	71,25	4	62,74	1,1	1,1	4,4
4	Нікель	80	72	90	4	235,5	3,27	2,16	8,64
5	ХСК	80	80	100	4	152,3	1,9	1,9	7,6
6	Лужність	80
7	Загальна жорсткість	80	5	6,25	1,58	5,1	1,02	1,02	1,61
8	Сухий залишок	80
9	Нафтопродукти	80	80	100	4	285,4	3,57	2,2	8,8
10	Загальне залізо	80	80	100	4	352,32	4,4	2,3	9,2
11	Хлориди	80
12	Сульфати	80	77	96,25	4	158,46	2,06	2,08	8,32
13	Аміак	80	80	100	4	2627,2	32,84	3,57	14,28
14	Нітрити	80	80	100	4	326,31	4,08	2,26	9,04
15	Нітрати	80
16	Фтор	80	80	100	4	731,9	9,15	2,89	11,56
17	СПАР	80
18	Мідь	80	80	100	4	633,6	7,92	2,74	10,96
19	Свинець	80	80	100	4	133,33	1,67	1,67	6,68
20	Цинк	80	71	88,75	4	223,62	3,15	2,14	8,56
21	Хром загальний	80
22	Кадмій	80	78	97,5	4	156,7	2	2	8
23	Йодовиділяючі р-ни	80
24	Завислі речовини	80	80	100	4	3316,11	41,45	3,79	15,16
25	Алюміній	80
26	Кобальт	80	80	100	4	1504,3	18,8	3,22	12,88
27	Марганець	80	80	100	4	261,27	3,27	2,16	8,64
28	Фосфати	80	80	100	4	3796,38	47,45	3,94	15,76

Дані діаграми (див. рис. 1) показують повторюваність випадків перевищення ГДК показників в р. Уди, згідно нормативів у відсотковому співвідношенні. Перевищення ГДК БСК5 протягом 2004-2006 рр. спостерігалося зі 100 % повторюваністю, у 2007 році - це близько 80 %, у 2008 році - близько 40 %, у 2009 році - на рівні 70 %.

Перевищення ГДК ХСК протягом 2004-2009 рр., спостерігалося зі 100 % повторюваністю.

Перевищення ГДК загальної жорсткості у 2004 році становило майже 70 %, у 2005, 2007 рр. - в межах 35 %, у 2006 році - на рівні 70 %, у 2008, 2009 рр. - це менше 10 %.

Перевищення ГДК завислих речовин протягом 2004-2009 рр. спостерігалося зі 100 % повторюваністю.

Перевищення ГДК заліза у 2009 році спостерігалося зі 100 % повторюваністю; у 2006 році становило майже 50 % випадків, у 2007 році - це майже 40 % випадків, у 2008 році - на рівні 20 %.

Перевищення ГДК аміаку у 2008 році - майже 20 %, у 2009 році - на рівні 35 %.

Рис.1. Розподіл забруднюючих речовин в р. Уди відносно господарсько-питних та культурно-побутових нормативів

На основі обчислених комбінаторних індексів забрудненості води (К), які були отримані в ході аналітичної обробки зібраних зразків, було побудовано та проаналізовано графіки відповідно до господарсько-питних та культурно-побутових і рибогосподарських нормативів. В авторефераті наводиться лише приклад стосовно господарсько-питних та культурно-побутових нормативів (рис. 2). На графіку можна простежити, як змінювались значення комбінаторних індексів для даних річок на протязі досліджуваного періоду.

З рисунка 2 наглядно випливає, що протягом 2004-2009 рр. значення індексу для р. Уди було найменше у 2007 р., а найбільше у 2006 р. Для р. Лопань значення індексу найменше у 2007 р., а найбільше у 2008 р. Для р. Харків значення індексу найменше у 2004 р., а найбільше у 2009 р. Для р. Немишля значення індексу найменше у 2004 р., а найбільше2005 р.



Рис. 2. Значення комбінаторних індексів забрудненості води за господарсько-питними та культурно-побутовими нормативами

У третьому розділі “Інтерпретація результатів ландшафтно-геохімічного моделювання та морфолого-морфометричного аналізу для визначення факторів забруднення та самоочищення” представлено розроблену класифікацію елементарних геохімічних ландшафтів території м. Харкова на підставі геоінформаційних моделей водозборів, змодельовано просторовий розподіл показників якості води у руслах через програмне забезпечення інтерполяційного та геостатистичного моделювання, проведено регресійно-кореляційний аналіз морфолого-морфометричних показників рельєфу субводозборів та визначено рельєфозалежний фактор самоочищення (забруднення) гідрологічного середовища русел через формалізовану модель.

Для цього, використовуючи класифікацію елементарних геохімічних ландшафтів Полинова Б.Б., Перельмана А.І. та Глазовської М.А., а також базуючись на другому, третьому і сьомому класифікаційних рівнях геохімічних ландшафтів згідно Алексєєнко В.А., послідовно у програмному забезпеченні (ПЗ) різних ГІС-платформ, їх модулів та додатків - Amber iQ, ArcMap, ArcCatalog, ArcGIS Geostatistical Analyst та ArcGIS Spatial Analyst - через засоби інтерполяційного та геостатистичного моделювання нами було відтворено розподіл геохімічних ландшафтів по території м. Харків в межах водозбірних басейнів річок Уди, Лопань, Харків і Немишля (рис. 3).

Через класифікаційний аналіз на підставі геостатистичного моделювання та побудову низки геоінформаційних моделей міських водозборів було виділено наступні елементарні геохімічні ландшафти та складено ландшафтно-геохімічну карту, на якій нанесено аналітично визначені ландшафтно-геохімічні бар'єри. Отримана результативна карта подає собою приклад однієї із дуже небагатьох спроб такого подібного роду досліджень саме для території великих міст. Безпосередньо в дисертаційній роботі подається ще й територіальна прив'язка стосовно визначених елементарних геохімічних ландшафтів (ЕГЛ), однак в авторефераті ілюстративно наводяться лише приклади ландшафтно-геохімічних бар'єрів (див. рис. 3).

Елювіальні елементарні геохімічні ландшафти, в межах яких розповсюджені випаровувальні, фітогеохімічні бар'єри.

Транселювіальні, елювіально-акумулятивні, акумулятивно-елювіальні, транзитні, трансакумулятивні, транссупераквальні, супераквальні, в межах даних ЕГЛ розповсюджені випаровувальні, фітогеохімічні, механічні бар'єри.

Трансаквальні елементарні геохімічні ландшафти представляють собою русла річок Уди, Лопань, Харків та Немишля. В межах даних елементарних геохімічних ландшафтів розповсюджені техногенно-природні комплексні бар'єри, які представлені наступними греблями: гребля з/д станції “Сортировка”, Павлівська, Журавлівська, Гончарівська, Лопанська, Ново-Баварська, Основ'янська, Жихорська.

Лише на основі змодельованого в ГІС-платформі ArcGIS розподілу ЕГЛ (див. рис. 3) можливо отримати важливі характеристичні параметри ступеня забрудненості та самоочищення постійних водотоків на території міста Харкова.

Наведені на ілюстрації ландшафтно-геохімічні бар'єри сприяють порушенню поверхневого стоку на території міста Харкова.

Використовуючи отримані результати оцінки якості води в руслах по контрольних створах річок в межах м. Харкова, створено ряд карт - результатів геоінформаційного моделювання у ПЗ додатків ГІС-платформи ArcGIS - ArcGIS Geostatistical Analyst, ArcGIS 3D Analyst та ArcGIS Spatial Analyst.

Рис. 3. Змодельований в ГІС-платформі ArcGIS розподіл елементарних геохімічних ландшафтів по території м. Харків та місцеположення ландшафтно-геохімічних бар'єрів

Змодельовано карти проінтерпольованих значень забруднення та ймовірності перевищення критичних значень вмісту речовин. Відповідні табличні та ілюстративні матеріали подано безпосередньо у дисертації. В авторефераті наводиться лише приклад карти щодо вірогідності перевищення ГДК БСК5 та його проінтерпольованих значень на всю територію міських водозборів за 2009 р. (рис. 4).

Із зрозумілою долею умовності інтерполяцію характеристичних параметрів показників якості води у руслах проводимо на всю площу відповідних водозбірних басейнів, тобто на всю територію м. Харкова. Таким чином, брався до уваги той факт, що поверхневий стік в межах водозбірного басейну потрапляє до головних русел міських річок і значною мірою стан русла відбиває процеси забруднення - самоочищення водозборів. Роблячи подібне припущення, здобувач посилається на близькі предметні дослідження авторів, які схожу гіпотезу обґрунтовують на значних емпіричних доказах (V. Novotny, 1981, 1986; K. Mow Jinze, 1986; J. Gryta, 1986).

Через порівняння отриманих матеріалів геоінформаційного картографування встановлено, що найбільше впливають на стан забруднення та самоочищення постійних водотоків літо-геохімічні потоки речовин, які потрапляють до головних русел річок Уди, Лопань, Харків та Немишля через ЕГЛ заплав головних русел цих річок. Це такі як: супераквальні, транссупераквальні, трансакумулятивні і транзитні.

На основі побудови геоінформаційних моделей міських водозборів в оригінальному програмному забезпеченні GIS-Module Ukrainian 1.5 (розроблено Костріковим С.В.), було визначено ряд морфолого-морфометричних показників, які характеризують флювіальний рельєф поверхні водозбірних басейнів по території м. Харкова.

Побудова кожної геоінформаційної моделі водозбору (ГІМВ) в своїй основі має відтворення процесу маршрутизації поверхневого стоку, тобто конвертацію останнього в русловий за певними ландшафтними умовами. Дане ПЗ надає можливість розраховувати та використовувати у подальшому моделюванні наступні морфолого-морфометричні показники: площу водозбірних басейнів, довжину головного русла водозбору, ухил головного русла, а також цілий ряд допоміжних параметрів. Відповідні характеристики були розраховані для басейнів річок Уди, Лопань, Харків і Немишля.

Вказані показники використовувалися разом із характеристичними параметрами якості гідрологічного середовища русел - обчисленими комбінаторними індексами забрудненості води (К) в річках за 500 точками відбору проб протягом досліджуваного періоду (2004-2009 рр.) для емпіричного доведення об'єктивності визначення рельєфозалежного фактору забруднення-самоочищення (РЗФ).

Оскільки коефіцієнти (К) були розраховані за результатами отриманими за період 6 років в одних і тих самих створах, то коефіцієнти забрудненості можна вважати і за коефіцієнти самоочищення, бо вони відбивають як забрудненість, так і самоочищення водотоків.

Рис. 4. Карта вірогідності перевищення ГДК БСК5 у руслах та його проінтерпольованих значень на всю територію водозборів м. Харків за 2009 р.

Були розраховані та визначені статистично вірогідними коефіцієнти кореляції між вказаними морфолого-морфометричними показниками та деякими характеристичними параметрами якості гідрологічного середовища русел.

Отже, коефіцієнт кореляції (r) між індексом (К) і площею водозбірного басейну (S) р. Немишля становить 0,77; між цим індексом і довжиною головного русла (L) - 0,81; а із ухилом головного русла (U) - 0,65.

Коефіцієнт кореляції (r) між індексом (К) і площею водозбірного басейну (S) р. Харків становить 0,8; із довжиною головного русла (L) - 0,83; із ухилом русла (U) - 0,6.

Коефіцієнт кореляції (r) між індексом (К) і площею водозбірного басейну (S) р. Лопань становить 0,84; із довжиною головного русла (L) - 0,85; із ухилом русла (U) - 0,64.

Коефіцієнт кореляції (r) між індексом (К) і площею водозбірного басейну (S) р. Уди становить 0,78; із довжиною головного русла (L) - 0,82; із ухилом русла (U) - 0,53. Так як наведені статистично вірогідні величини r, всі більше 0,5, то між показниками, для яких встановлюється кореляція, існує певний зв'язок.

Методами регресійного аналізу була побудована концептуальна регресійно-кореляційна модель самоочищення (забруднення) постійних водотоків міста Харкова, яка доводить об'єктивність визначення рельєфозалежного фактору вказаного процесу. Так для басейну р. Немишля ця модель самоочищення (забруднення) формалізовано може бути подана через вираз (1):

KN=31,2-0,03SN+0,18LN+0,27UN (1)

З формалізованого опису даної моделі (1) випливає, що чим більша площа водозбірного басейну, тим менший коефіцієнт забрудненості (самоочищення), а чим більша довжина головного русла та ухил головного русла, то даний коефіцієнт збільшується.

Для басейну р. Харків відповідна регресійно-кореляційна модель самоочищення (забруднення) може бути записана наступним чином (2):

KH=22,85+0,11LH (2)

Із (2) видно, що чим більша довжина головного русла, тим більший коефіцієнт забрудненості (самоочищення). Площу водозбірного басейну та ухил головного русла виключаються з рівняння, оскільки їхні регресійні коефіцієнти незначні статистично невірогідні та, відповідно, не впливають на результат.

Для басейну р. Лопань концептуальна регресійно-кореляційна модель самоочищення (забруднення) записується у вигляді формули (3):

KL=32,31+0,1LL (3)

З виразу (3) очевидно , що чим більша довжина головного русла, тим більший коефіцієнт забрудненості (самоочищення) притаманний гідрологічному середовищу русел цього басейну. Для даного випадку також площу водозбору та ухил головного русла виключаємо з рівняння, оскільки їх регресійні коефіцієнти є статистично невірогідними.

Для басейну р. Уди регресійно-кореляційна формалізована модель самоочищення (забруднення) може бути записана наступним чином:

KH=32,03+0,11LU-0,12UU (4)

Із запису (4) видно, що чим менший ухил головного русла, тим характеристичний параметр якості води у руслі - коефіцієнт самоочищення (забруднення) більший - зв'язок зворотній, а чим більша довжина головного русла, тим такий коефіцієнт більший, тобто такий зв'язок є прямим. Площу водозбірного басейну в даному випадку з рівняння виключаємо, так як її регресійні коефіцієнти є статистично невірогідними.

Застосовуючи вказані формалізовані моделі, на основі лише відомих морфолого-морфометричних показників можливо визначати головні геохімічні характеристичні параметри водотоків в будь-яких точках вздовж головних русел окремих водозборів.

Таким чином, використовуючи коефіцієнти кореляції (r) між коефіцієнтами самоочищення (забруднення), з одного боку, та площею водозбірного басейну, довжиною головного русла, ухилом головного русла, з іншого боку, побудовано ряд карт просторового розповсюдження величин рельєфозалежного фактору самоочищення (забруднення) постійних водотоків міста Харкова як результат геоінформаційного картографування. Відповідні ілюстрації представлені в дисертації.

Якщо порівняти водозбірні басейни річок Немишля, Харків, Лопань та Уди із статистично зважененим урахуванням площі водозбірного басейну, то найбільш виражений рельєфозалежний фактор буде присутнім в долині р. Лопань, де значення відповідних коефіцієнтів кореляції (r) становлять близько 0,82-0,83.

Порівнюючи водозбірні басейни даних річок із статистично зважененим урахуванням довжини головного русла, бачимо, що найбільш виражений рельєфозалежний фактор буде в долині р. Лопань, де значення коефіцієнтів кореляції (r) становлять близько 0,84-0,85.

Порівнюючи водозбірні басейни досліджуваних річок із статистично зважененим урахуванням ухилу головного русла, бачимо, що найбільш виражений рельєфозалежний фактор в долинах р. Лопань та Немишля, де значення коефіцієнтів кореляції (r) становлять 0,62-0,64.

Таким чином, судячи з усього вище сказаного, можна стверджувати про об'єктивність визначення рельєфозалежного фактора самоочищення (забруднення) постійних водотоків м. Харкова.



ВИСНОВКИ

1. У рамках концептуального конструктивно-географічного підходу комплексні дослідження складних процесів “забруднення-самоочищення” водного середовища русел та відповідних водозборів в межах великого міста доцільно впроваджувати на підставі басейнового підходу та через геоінформаційні моделювання і аналіз.

2. Водозбірний басейн як ландшафтно-геохімічну арену доцільно розглядати гідролого-геоморфологічною системою. Остання через відповідний процес із додатними та від'ємними, прямими та зворотними зв'язками забезпечує механізм самовідтворення та безпосередньо виступає в ролі фактору забруднення та самоочищення гідрологічного середовища русел постійних водотоків.

3. На підставі емпіричних даних щодо якості гідрологічного середовища русел постійних водотоків та подальшої аналітичної обробки цих даних можна зробити загальний висновок про те, що відповідні характеристичні параметри обумовлені в дещо меншій мірі варіаціями антропогенного імпакту по території міста, а в більшій - комплексом природно-географічних факторів.

4. При побудові геоінформаційних моделей міських водозборів на підставі маршрутизації поверхневого стоку в умовах надзвичайного антропогенного імпакту, характерного для території великого міста, визначено елементи самоочищення гідрологічного середовища русел.

5. Рельєфозалежний фактор самоочищення доцільно розглядати як функцію від декількох змінних параметрів самоочисної здатності природного довкілля на топорівні - рівні водозбірного басейну.

6. На підставі розвиненої методики проведена оцінка якості поверхневих вод річок м. Харкова у відповідності її вимогам господарсько-питного та культурно-побутового і рибогосподарського використання.

7. Через геоінформаційну модель водозборів великого міста вдосконалено класифікацію міських елементарних геохімічних ландшафтів, змодельовано просторовий розподіл елементарних геохімічних ландшафтів із урахуванням відносних висот рельєфу, морфології поверхні водозборів, ухилу і експозиції схилів та окремих характеристик літогенних потоків.

8. Отримані нові дані про сучасний стан постійних водотоків м. Харкова через оцінку його характеристичних параметрів та в аспекті визначення в межах міських водозбірних басейнів рельєфозалежного фактору самоочищення. Через оригінальну методику встановлено тенденцію змін якості річок гідрологічного середовища русел, у тому числі - через встановлені просторові варіації рельєфозалежного фактору самоочищення водотоку по водозбірних басейнах окремих річок м. Харків.

9. На підставі регересійно-кореляційного аналізу зв'язку між показниками самоочищення (забруднення) та площею водозбірного басейну, довжиною основного потоку та ухилом головного русла водозбору змодельовані карти просторового розподілу величин рельєфозалежного фактору самоочищення (забруднення) постійних водотоків міста Харкова. Отже, можна стверджувати про об'єктивність визначення ролі та індикативного значення цього чинника у вказаних процесах.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у фахових наукових виданнях:

1. Карпець К. М. Стійкість геосистем в умовах антропогенної трансформації природних комплексів: різноманітність поглядів, підходів / К. М. Карпець // Захист довкілля від антропогенного навантаження. Вип. 14 (16). Харків-Київ-Кременчук, ФОП ПРЯДКО, 2007. - 240 с.

2. Карпець К. М. До питання самоочищення річок м. Харкова / К. М. Карпець // Проблеми безперервної географічної освіти і картографії. Збірник наукових праць. - Вип. 8. - Харків, 2008. - С. 116-123.

3. Карпець К. М. Оцінка стану малих річок території Харкова (на прикладі р. Немишля) / К. М. Карпець // Вісн. Харк. нац. ун-ту. № 770. Геологія-географія-екологія. Харків, 2008. - С. 183-189.

4. Карпець К. М. Оцінка стану малих річок території Харкова (на прикладі р. Харків) / К. М. Карпець // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Том 21 (60), № 3. Географія. Симферополь, 2008. - С. 167-176.

5. Карпець К. М. До питання про стан водотоків міста Харків та визначення рельєфозалежного фактору їх самоочищення / К. М. Карпець // Людина і довкілля. Проблеми неоекології. - Х., 2009. - № 1(12). - С. 70-74.

Статті у наукових виданнях:

6. Карпець К.М. Річка Уди як геоекологічний об'єкт м. Харкова. // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Регіон-2008: стратегія оптимального розвитку» (16-17 жовтня 2008 року), м. Харків) / Гол. ред. колегії В.С. Бакіров // РВВ Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Харків, 2008. - С. 318-321.



АНОТАЦІЯ

Карпець К.М. Забруднення та самоочищення постійних водотоків міста Харків. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.11 - конструктивна географія і раціональне використання природних ресурсів. - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Харків, 2011.

Вперше спеціально розглянуто рельєф поверхні міських водозборів у якості чинника самоочищення (забруднення) гідрологічного середовища русел та певним чином - всього водозбірного басейну. Були отримані нові дані про сучасний стан постійних водотоків м. Харкова в аспекті визначення дії в межах водозборів рельєфозалежного фактору самоочищення. Встановлено особливості розповсюдження забруднюючих речовин в руслах річок Уди, Лопань, Харків і Немишля. Визначено тенденцію змін якості вод річок. Проведено просторово-часовий аналіз характеристичних параметрів стану якості води зі складанням таблиць, графіків, картосхем. Окремо визначено просторові варіації дії рельєфозалежного фактору самоочищення (забруднення) водотоку.

Ключові слова: рельєфозалежний фактор, водозбірний басейн, коефіцієнт самоочищення (забруднення), геоінформаційна модель водозбору, елементарний геохімічний ландшафт, флювіальна мережа, характеристичні параметри якості води, гідролого-геоморфологічний процес.



АНОТАЦИЯ

Карпец К.М. Загрязнение и самоочищение постоянных водотоков города Харьков. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.11 - конструктивная география и рациональное использование природных ресурсов. - Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, г. Харьков, 2011.

В диссертационной работе впервые специально рассмотрен рельеф поверхности городских водосборов в качестве фактора самоочищения (загрязнения) гидрологической среды русел и определенным образом - всего водосборного бассейна. Характеристики рельефа касаются как геолого-литологического субстрата поверхности (поскольку именно последняя формирует самоочищение инфильтрационного стока), так и его морфологии. Морфология рельефа является управляющим фактором процесса поверхностного стока. От морфолого-морфометрических параметров зависит характер движения водного потока (ламинарный или турбулентный), его скорость, а последняя нелинейно определяет эродирующую или аккумулирующую способность потоков. Некоторыми авторами совокупный процесс взаимодействия морфологии рельефа и поверхностного стока определяется в качестве гидролого-геоморфологического процесса.

Создание современных геоинформационных систем (ГИС) и технологий описания морфологии рельефа по геоданным является необходимым предварительным условием внедрения методов рационального водопотребления. Подобные разработки требуют поэтапного решения трех задач: 1) формального описания процесса маршрутизации стока через математическую модель флювиального рельефа; 2) эвристического моделирования стока по цифровой модели рельефа (ЦМР); 3) маршрутизации стока по ЦМР для создания модели, которая отражала бы полную флювиальную сеть вместе с атрибутивной информацией, которая нужна для анализа и принятия решений, т.е. для создания геоинформационной модели водосбора (ГИМВ). В соответствии с предметом данного диссертационного исследования было целесообразно определить роль параметров гидролого-геоморфологического процесса и способов его саморегулирования по отношению к самоочищающей способности водосборного бассейна. Такую функцию от многих переменных можно назвать рельефозависимым фактором самоочищения поверхности водосбора и водной среды русел в его границах и в указанном отношении принимать во внимание в качестве важной категории инфильтрационную составляющую стока. В диссертационной роботе рассмотрены общетеоретические процессы самоочищения водной среды русел, дальнейшее развитие получило определение факторов самоочищения водного потока, выполнен анализ водосборного бассейна как ландшафтно-геохимической арены. В работе описана природная среда водосборных бассейнов постоянных водотоков большого города (на примере г. Харьков) и приведена эколого-географическая характеристика этих водосборов. Исследованы процессы самоочищения в главных руслах указанных водосборных бассейнов и сделаны соответствующие аналитические расчеты. Представлены авторская классификация элементарных геохимических ландшафтов г. Харькова и их территориальное распределение, построенное на основании геоинформационных моделей городских водосборов. На основании ГИС-технологий смоделировано распределение показателей качества воды в руслах, выполнен регрессионно-корреляционный анализ морфолого-морфометрических показателей рельефа субводозборов и определены пространственные вариации рельефозависимого фактора самоочищения (загрязнения) водной среды русел. Ключевые слова: рельефозависимый фактор, водосборный бассейн, коэффициент самоочищения (загрязнение), геоинформационная модель водосбора, элементарный геохимический ландшафт, флювиальна сеть, характеристические параметры качества воды, гидролого-геоморфологический процесс.

SUMMARY

Karpez K.M. Pollution and self-cleaning of Kharkiv-city stream channels. - Manuscript.

The thesis for the scientific degree of candidate of geographical sciences on specialty 11.00.11 - constructive geography and rational usage of natural resources. - Kharkiv Karazin National, Kharkiv, 2010.

The thesis referred firstly specifically has considered the watershed topography as a factor of the channel stream self-cleaning, and partially - with respect to a whole river basin. The novel original data have been obtained due to the current state of Kharkiv-city channel streams and with the aspect of the topography-dependent factor of self-cleaning definition. The specific characteristics of the pollutant spatial distribution in the river channels of Udu, Lopan, Kharkiv and Nemyshlya have been defined as well as some trends in the quality of water environment in the channels. The spatio-temporal analysis of the water quality characteristic parameters for the main city rivers has been provided through completing tables, drawing charts, and mapping schemes by GIS-tools. Some spatial variation of the self-cleaning topography-dependent factor have been determined additionally.

Keywords: topography-dependent factor, watershed, self-cleaning ratio, watershed GIS-model, elementary geochemical landscape, fluvial network, water quality characteristic parameters, hydro-geomorphological processes.

...