Географічні засади оптимізації геоекологічного стану природно-господарських систем Нововолинського гірничо-промислового району

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

УДК 911.2:551.4(477.82)

ГЕОГРАФІЧНІ ЗАСАДИ ОПТИМІЗАЦІЇ ГЕОЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ПРИРОДНО-ГОСПОДАРСЬКИХ СИСТЕМ НОВОВОЛИНСЬКОГО ГІРНИЧОПРОМИСЛОВОГО РАЙОНУ

11.00.11 - конструктивна географія і раціональне

використання природних ресурсів

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Терещук Оксана Степанівна

Чернівці 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фізичної географії Волинського національного університету імені Лесі Українки Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор географічних наук, професор Ковальчук Іван Платонович, Національний аграрний університет України, завідувач кафедри геодезії та картографії

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, професор, член-кореспондент АПН України Шищенко Петро Григорович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри географії України

доктор географічних наук, професор Ющенко Юрій Сергійович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри гідро- екології, водопостачання та водовідведення

Захист відбудеться 10.11.2008 р. о 14 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 76.051.04 у Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м. Чернівці, вул. М. Коцюбинського, 2; географічний факультет, ауд. 24

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича (вул. Лесі Українки, 23 м. Чернівці 58012)

Автореферат розісланий 09.10.2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради, В.О. Джаман

доктор географічних наук, професор

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вирішення проблем покращання екологічного стану природно-господарських систем (ПГС) в межах вуглевидобувних реґіонів України є надзвичайно актуальним і важливим завданням сьогодення. Позитивних результатів можна досягти лише за допомогою впровадження оптимізаційних заходів, спрямованих на загальне поліпшення екологічної ситуації, зменшення інтенсивності прояву несприятливих природно-антропогенних процесів, створення належних умов для життя і діяльності людини тощо. Реалізація цих заходів можлива на основі нової концепції природно-господарських систем та ландшафтних засадах територіального планування.

Вугледобувні райони відносять до найбільш екологічно небезпечних реґіонів України, в межах яких докорінних трансформаційних змін зазнали як природні, так і ПГС. Складний, а подекуди й критичний, геоекологічний стан спостерігають й у Нововолинському гірничо-промисловому районі (ГПР) Львівсько-Волинського кам'яновугільного басейну. На сьогодні повністю закінчено ліквідацію шести з десяти шахт району, що складає 60 % від їхньої загальної кількості. Зважаючи на закриття ще однієї шахти, у центральній і східній частинах району остаточно призупиниться розроблення покладів кам'яного вугілля. Водночас, у його західній частині завершується будівництво нового шахтного підприємства (№ 10 “Нововолинська”). Безперечно, з ліквідацією нерентабельних та будівництвом нових шахт пов'язані істотні, часом незворотні трансформаційні зміни ПГС у межах досліджуваного району.

Вивченням геоекологічних проблем Нововолинського ГПР традиційно займалися геологи та геофізики і, в меншій мірі, географи. На сьогодні назріла необхідність проведення детальних конструктивно-географічних досліджень цього об'єкта, оскільки наслідки розроблення покладів кам'яного вугілля відбиваються на стані ПГС, які є середовищем життєдіяльності людини, а дослідження геосистем такого типу є прерогативою конструктивної географії.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Питання розробки науково-методичних засад конструктивно-географічних досліджень, зокрема ландшафтознавчого вивчення геоекологічних проблем вугільних районів, тісно пов'язане з науково-дослідною проблематикою географічного факультету Волинського національного університету імені Лесі Українки, з науковими темами, що спрямовані на розробку засад оптимізації природокористування. Ряд результатів дисертаційного дослідження отримано у рамках виконання госпдоговірної теми: “Основи раціонального природокористування та охорона природи Західного Полісся” (№ держреєстр. 0106U000275, 2005-2008 рр.).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є оцінювання сучасного геоекологічного стану ПГС Нововолинського ГПР та обґрунтування шляхів оптимізації їхнього функціонування, зниження напруги та поліпшення умов проживання населення.

Для досягнення мети вирішувалися такі завдання:

Ш аналіз існуючих підходів до дослідження геоекологічного стану ПГС та до обґрунтування системи процесорегулювальних і прирородоохоронних заходів;

Ш науково-методологічне обґрунтування змісту конструктивно-географічних досліджень вуглевидобувних районів;

Ш розроблення методики оцінювання напруги геоекологічного стану та алгоритмів геоінформаційного моделювання ПГС вуглевидобувних районів;

Ш аналіз природно-географічних та соціально-економічних умов і чинників формування ландшафтно-екологічної ситуації в межах Нововолинського ГПР;

Ш створення моделей геоекологічного стану ПГС досліджуваного району та ключової ділянки, який сформувався в умовах реструктуризації вугільної промисловості;

Ш обґрунтування заходів з оптимізації ландшафтно-екологічної ситуації та удосконалення існуючої мережі геоекологічного моніторингу.

Об'єктом дослідження є природні і природно-господарські системи (в тому числі й гірничопромислові) Нововолинського ГПР - місцевості, урочища, ландшафтні райони та області. Предметом дослідження є екологічні властивості і стани ПГС, ландшафтно-екологічна ситуація в районі, чинники, що впливають на неї, а також наслідки функціонування і розвитку ПГС для людей.

Методологічну основу дослідження складає концепція конструктивно-географічного аналізу екологічних проблем, яка базується на ідеях геоекології, екологічної географії, ландшафтознавства, ландшафтної екології та використанні екологічного, геосистемного, геоінформаційного, комплексно-географічного, ландшафтно-динамічного, ландшафтно-геохімічного та інших підходів, а також методів аналізу і синтезу, індукції і дедукції тощо. Науково-методичні засади дослідження базуються на розробках О.М. Адаменка, К.І. Геренчука, М.Д. Гродзинського, В.М. Гуцуляка, Г.І. Денисика, Я.І. Жупанського, Є.А. Іванова, І.П. Ковальчука, Ф.Н. Мількова, В.М. Пащенка, В.С. Преображенського, Г.І. Рудька, В.П. Руденка, П.Г. Шищенко та інших вчених. У роботі використано картографічний, геоінформаційний, ландшафтно-динамічний, ландшафтно-геохімічний методи і методичні підходи, а також польове обстеження і картографування. нововолинський вуглевидобувний географічний гірничий

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що: 1) поглиблено науково-методологічні засади вивчення спектру геоекологічних проблем вуглевидобувних районів, запропоновані нові критерії оцінювання ступеня антропогенної трансформованості ландшафтних систем та інтенсивності прояву природно-антропогенних процесів; 2) вперше здійснено ландшафтний аналіз геоекологічної ситуації в межах Нововолин-ського ГПР, складено серію карт, які характеризують особливості ландшафтної структури, вуглевидобувного впливу на ПГС та їхні екологічні умови (масштаби 1: 5 000 і 1: 25 000); 3) оцінено ступінь антропогенної трансформованості ландшафтних систем, зміненості структури землекористування та інтенсивності прояву небезпечних природно-антропогенних процесів; 4) обґрунтовано підходи до ландшафтно-екологічної оптимізації та розроблена схема оптимальної територіальної організації структури досліджуваної території.

Практичне значення одержаних результатів. Результати дослідження використовуються або можуть бути використані: при розробленні програми розвитку реґіону в умовах реструктуризації вугільної промисловості; як матеріали, необхідні для оцінювання і прогнозування геоекологічного стану ПГС, оптимізації схеми територі-ального планування збалансованого суспільно-екологічного розвитку району у навчальному процесі. Створена база даних та ГІС-моделі є базою для розгортання мережі моніторингових спостережень. Положення дисертації представляють інтерес для обґрунтування заходів з оптимізації структури землекористування в реґіоні.

Теоретичні і методичні положення, обґрунтовані у роботі, а також конкретні результати досліджень використовуються у навчальному процесі Волинського національного університету під час викладання курсів “Прикладне ландшафтознавство”, “Антропогенна трансформація ландшафтів”, “Ландшафтно-екологічні інформаційні системи” і “Моніторинг навколишнього середовища”. Деякі науково-методичні підходи до вирішення геоекологічних проблем вуглевидобувних районів можуть бути застосовані при еколого-ландшафтних дослідженнях інших вугільних реґіонів України.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана особисто здобувачем і є результатом самостійних досліджень. Автором запропоновано критерії оцінювання геоекологічного стану ПГС, визначено ступінь антропогенної трансформованості ландшафтних систем та інтенсивність прояву природно-антропогенних процесів, обґрунтовано схему оптимальної ландшафтно-екологічної організації району досліджень. Висновки, що стосуються закономірностей ландшафтної організації досліджуваної території, розрахунків гірничопромислового навантаження на ландшафтні системи та оцінки напруженості ландшафтно-екологічної ситуації також одержані дисертантом самостійно.

Апробація результатів дисертації. Результати геоекологічних досліджень та основні положення дисертації доповідалися на міжнародній науковій конференції “Planowanie przestrzenne - szanse i zagroїenia spoіeczno-њrodowiskowe” (Люблін, 2006); міжнародній науковій конференції “Moїliwoњci miкdzynarodowej wspуіpracy w dziedzinie ochrony њrodowiska i wdraїania zrуwnowaїonego rozwoju w nowym okresie programowania Unii Europejskiej (2007-2013)” (Люблін, 2006); Другій міжнародній науково-практичній конференції “Моніторинг навколишнього середовища: науково-методичне, нормативне, технічне, програмне забезпечення” (Київ-Коктебель, 2007); звітних наукових конференціях і наукових семінарах кафедри фізичної географії Волинського націо-нального університету імені Лесі Українки.

Публікації. За темою дисертаційної роботи автором особисто та у співавторстві опубліковано 9 науково-методичних праць, з них 4 - у виданнях рекомендованих ВАК як фахові, 2 тез доповідей - у збірниках матеріалів конференцій. У публікаціях висвітлено зміст усіх розділів дисертації.

Обсяг і структура роботи. Дисертація викладена на 148 сторінках машинописного тексту. Складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку використаної літератури (270 найменувань). Вона проілюстрована 66 рисунками, 24 таблицями, містить два додатки. Загальний обсяг роботи - 246 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Перший розділ “Наукові засади досліджень геоекологічного стану природно-господарських систем гірничопромислових районів” присвячений визначенню основних понять, підходів і методики оцінки ландшафтно-екологічного стану ПГС вуглевидобувних районів, а також розробленню концепції і програми моніторингових досліджень.

Значна антропогенна трансформованість природного середовища вуглевидобувних реґіонів України послужила причиною посилення до них уваги конструктивної географії з метою вивчення спектра геоекологічних проблем, пов'язаних з видобуванням і збагаченням кам'яного вугілля. Останніми роками використання ландшафтного підходу до вирішення екологічних проблем гірничопромислових реґіонів активізувало розвиток еколого-ландшафтних досліджень. Однак проведені дослідження стосуються здебільшого загальних аспектів функціонування цих реґіонів, що недостатньо для оцінювання геоекологічного стану ПГС. Саме тому виникла потреба комплексного аналізу усієї сукупності геоекологічних чинників і проведення конструктивно-географічного оцінювання ситуації, що виникла у конкретних вуглевидобувних районах на основі ландшафтного підходу. Науково-методичною базою таких досліджень може стати запропонована нами концепція геоеко-логічного аналізу вуглевидобувних територій.

На наше переконання, геоеоекологічні дослідження вуглевидобувних районів повинні базуватися на положеннях ландшафтознавства та його прикладних напрямів, перш за все, конструктивного та екологічного. Зокрема, вчення про антропогенні модифікації геосистем, антропогенні і геотехнічні (в тому числі природно-господарські) системи мають бути базовими в концепції геоекологічного вивчення ландшафтних систем. Всі ландшафтні системи районів видобування кам'яного вугілля потрібно зараховувати до категорії природно-господарських систем, які містять додаткові складові, пов'язані зі специфікою техногенної діяльності людини.

Природно-господарські системи - це складні системні утворення, представлені єдністю природних, антропогенних об'єктів і населення та функціонують в умовах гармонії природних і соціальних процесів (Швебс, 1988). Вони об'єднують у своєму складі природні компоненти і процеси, які відображають екологічний стан навколишнього середовища, і соціально-економічні процеси, що супроводжують господарську діяльність у цьому середовищі.

Науково-методологічною основою для вивчення геоекологічних проблем вуглевидобувних районів вважаємо геосистемний, екологічний, басейновий, ландшафтний і геоінформаційний підходи. Особливу увагу у роботі приділено аналізу напрямів ландшафтного підходу: загальноланд-шафтного, антрополандшафтного, геотехносистемного, природно-техно-системного та антропоекосистемного. Інтегрування існуючих підходів дозволило розробити алгоритм геоекологічних досліджень (рис. 1), удосконалити існуючу концепцію природно-господарських систем та програму їхнього моніторингу. Зокрема, уточнено існуючу схему територіального планування території, розроблено заходи щодо покращання геоекологічного стану ПГС, зменшення інтенсивності прояву небезпечних природно-антропогенних процесів, запропоновано нові пункти проведення моніторингових досліджень тощо.

Ландшафтне вивчення геоекологічних проблем районів розроблення покладів кам'яного вугілля передбачає використання різних підходів і методів, серед яких найважливішими є ландшафтно-динамічний, ландшафтно-геохімічний і ландшафтно-біоценотичний. Найбільше уваги приділяється оцінюванню антропогенної трансформованості ПГС та інтенсивності прояву небезпечних природно-антропогенних процесів.

Особливе місце у роботі займає розробка програми і створення ландшафтно-екологічної бази даних на основі дешифрованих аеро- і космознімків та побудова цифрових моделей, що відображають сучасну ландшафтно-екологічну ситуацію, ймовірність виникнення кризових ситуацій, обґрунтування схеми оптимізації структури територіального планування тощо.

У другому розділі “Природно-географічні та соціально-економічні умови і чинники формування геоекологічного стану Нововолинського гірничопромислового району” здійснюється аналіз сучасних природних умов та господарських чинників, які впливають на геоекологічний стан ПГС досліджуваного реґіону.

Загалом, природні і соціально-економічні умови Нововолинського ГПР відіграють важливу, часом навіть визначальну, роль у формуванні сучасної геоекологічної ситуації реґіону. Специфічне поєднання горбисто-хвилястого рельєфу, потужної (до 20-30 м) товщі пухких рельєфо-утворювальних відкладів, достатнього зволоження (понад 600 мм/рік) зумовило значну просторову диференціацію екологічної напруги та різну інтенсивність прояву негативних природно-антропогенних процесів. Також виявлено, що на екологічний стан довкілля району, окрім підприємств вугільної промисловості, суттєвий вплив мають інші господарські чинники (інші галузі промисловості, сільське господарство, транспорт, рекреація тощо).

У геологічній будові району беруть участь девонські, кам'яно-вугільні, юрські (локально), крейдові і четвертинні відклади (Червякова, 2000). Вугільні пласти приурочені до кам'яновугільних відкладів та залягають переважно моноклінально на глибинах 330-350 м, однак товща гірських порід порушена диз'юнктивами і системами малих тріщин. Гідрогеологічні розрізи містять водоносні горизонти кам'яновугільного, сеноманського, сенонського, юрського і четвертинного віку (Проект…, 1998).

Територія Нововолинського ГПР представляє хвилясту, слабовипуклу височину, яка долинами малих річок і потоків розчленовується на низку пасм, що простягаються з північного заходу на південний схід. Досліджуваний район складений переважно комплексом континентальних товщ алювіального, льодовикового, водно-льодовикового, делювіального та елювіального типів, які володіють низькою протиденудаційною стійкістю (Львівсько-…, 1962).

Клімат території досліджень помірно континентальний, рівень зволоження достатній. Усі поверхневі водотоки належать до водозбору річки Західний Буг. Гідрографічна мережа району добре розвинута, чому сприяють виходи на поверхню крейдових вод та достатнє атмосферне зволоження (601 мм/рік). Домінуючими ґрунтами є сірі, темно- і світло-сірі опідзолені на вододільних ділянках та дерново-підзолисті, лучно-болотні і болотні на заплавах водотоків. Серед природної рослинності переважають дубові, дубово-грабові, дубово-соснові і соснові ліси (13 %) та заплавні луки і болота (4,5 %).

Нововолинський ГПР розміщений в межах Нововолинського, Литовезького і Павлівського ландшафтів Волинської височини. Власні польові дослідження дозволили скласти ландшафтну карту масштабу 1: 25 000 та виділити дев'ять видів ландшафтних місцевостей, зокрема заплав водотоків, першої і другої надзаплавних терас, безлесових міжрічкових підвищень, пологовипуклих вузькогребеневих і хвилястих сильнорозмитих лесових пасм, а також антропогенних геосистем породних відвалів. Достатньо висока складність ландшафтної структури зумовила різноманітність наслідків антропогенної трансформації природно-господарських систем району, спричинила інтенсифікацію природно-антропогенних процесів та вплинула на рівень забруднення навколишнього природного середовища.

Третій розділ “Геоекологічний стан природно-господарських систем Нововолинського гірничопромислового району та його моніторинг” присвячений вивченню питань інтенсивності прояву природно-антропогенних процесів, покомпонентної оцінки стану довкілля та аналізу існуючої мережі моніторингу і повноти моніторингової інформації.

Геоекологічний стан природно-господарських систем Нововолинського ГПР на сьогодні залишається напруженим. Ситуація ускладнилася після ліквідації більшості нерентабельних шахт району. Особливу небезпеку для життєдіяльності людини становлять процеси деформації земної поверхні, затоплення угідь і підтоплення будівель, доріг та комунікацій, забруднення поверхневих, ґрунтових і підземних вод, ґрунтового покриву та продуктів харчування токсичними елементами і радіонуклідами.

Після завершення процесу ліквідації шахт у реґіоні суттєво змінилася ситуація з обсягами видобування кам'яного вугілля. Так, протягом 1999 р. було видобуто лише 0,8 млн т вугілля, що набагато менше, ніж у 1970-75 рр., коли всі шахти району видали “на-гора” від 4,2 до 4,6 млн т. Загалом, за роки експлуатації копалень значно понижена їх потужність (до 250-300 тис. т/рік). Незважаючи на це, на сьогодні термін служби шахт району (окрім шахти “Бужанська”) практично вичерпаний і ці шахти вже найближчим часом чекає закриття.

Розроблення покладів кам'яного вугілля підземним способом без закладання звільненого шахтного простору відвальними масами зумовлює просідання і підтоплення земної поверхні. Максимальні показники просідання досягають 1,5-1,8 м, тоді як середні значення коливаються від 0,6 до 0,8 м. Швидкість вертикальних зміщень земної поверхні в межах більшості шахтних полів коливається від 58 до 65 мм/рік (Предварительное…, 2000).

Підтоплення в межах Нововолинського ГПР поширене лише фрагментарно і не перевищує 4-5 % його площі. Більшість затоплених і підтоплених площ розміщені на заплавах водотоків і глибоких балках та мають площу до 0,5-1,0 га. Водночас, спостерігається й затоплення і заболочення земної поверхні у вигляді “ям-озер” овальної або видовженої форми розміром до 100Ч200 м і глибиною 0,5-1,5 м. Екологічну небезпеку в районі також створюють трансформаційні зміни стійкості ґрунтів, вертикальні і горизонтальні деформації земної поверхні, карстові і суфозійні процеси.

У породних відвалах Нововолинського ГПР накопичено 21,02 млн м³ промислових відходів усіх класів небезпеки. Більшу частину обсягів відходів складають пісковики, аргіліти, алевроліти і вуглисті сланці, які належать до IV класу небезпеки. Найбільш екологічно небезпечними хімічними елементами (I класу небезпеки) у породних відвалах вважаються пірити і сірка, на які припадає біля 1,8-2,0 % обсягу промислових відходів. Старі породні відвали у 60-80 роках ХХ ст. сильно горіли, унаслідок чого гірські породи перекристалізовувалися. Випадки горіння териконів спостерігаються й сьогодні.

Дослідження екологічного стану геологічного і повітряного середовища, поверхневих і підземних вод, ґрунтового і рослинного покриву засвідчили, що ці компоненти сильно трансформовані і забруднені. За окремими хімічними елементами виявлено перевищення ГДК у поверхневих (у 5,3 рази), ґрунтових (у 6,9 рази) і підземних (у 36,0 разів) водах та ґрунтах (у 20,2 рази). Наприклад, безпосередньо біля породних відвалів спостерігають такий валовий вміст міді, нікелю і хрому, який перевищує допустимі норми у 3-5 разів. Фонові значення гамма-потужності є також високими (0,10-0,12 мкЗв/год). Ліквідація більшості шахт району сприяла зменшенню обсягів забруднення природного середовища, однак викликала активізацію негативних природно-антропогенних процесів, особливо підтоплення і заболочення земель.

Розробка покладів кам'яного вугілля в межах Нововолинського ГПР зумовлює забруднення атмосферного повітря. Незважаючи на те, що протягом останніх 10-15 років видобуток вугілля суттєво зменшився, проблема забруднення повітряного середовища ще не вирішена. Згідно з даними Волинського обласного статистичного управління, протягом 2007 р. в атмосферу району викинуто 1,2 млн т, тоді як у 1997 р. - 2,7 млн т, а у 1990 р. - 4,9 млн т різних шкідливих речовин. Основними джерелами негативного впливу на атмосферне повітря району є розміщені на усіх шахтах вентилятори головного провітрювання, вантажні і технологічні комплекси, котельні, відкриті склади вугілля та породні відвали. У повітряне середовище найбільше викидається таких шкідливих речовин як вугільний і деревний пил, сажа, попіл, оксид вуглецю, двоокиси сірки та азоту і сірководень. Більшість викидів відносяться до ІІ і ІІІ класів небезпеки.

Стан поверхневих і підземних вод найінформативніше відображає геоекологічний стан природно-господарських систем Нововолинського ГПР. Хімічний склад поверхневих вод реґіону нестійкий у часі та залежить від розміщення водозбору, живлення водотоку та інтенсивності антропогенного впливу. Згідно з даними аналізів (Проект…, 1999, 2000), у поверхневих водах в кількостях, які перевищують ГДК, відмічали: барій (у 1,9-5,3 рази), кремній (у 1,3-1,8 рази), марганець (у 1,2 рази), стронцій (у 1,15 рази) та алюміній (у 1,03 рази).

Суттєвих змін у хімічному складі вод сенонського горизонту за останні 50 років експлуатації водозаборів не спостерігають. Лише у деяких пробах води за окремими хімічними елементами (залізом, фтором і барієм) спостерігається перевищення ГДК. Однак простежується погіршання якості ґрунтових вод. Суттєво зросла загальна мінералізація (у 4,2-8,7 рази) і жорсткість (у 3,2-5,6 рази) води, значно підвищився вміст натрію, кальцію, хлоридів і сульфатів. Сучасний стан ґрунтових вод району слід вважати незадовільним.

У період реструктуризації шахтного виробництва та у зв'язку з ліквідацією дільничних водовідливів відбувалося часткове затоплення гірничих виробок, а після зупинки центрального водовідливу - суцільне їхнє заповнення. При цьому, у порожнинному просторі гірничих виробок формується техногенний водоносний горизонт. Для хімічного складу цього горизонту характерна погана якість води, плямистість і нестійкість контурів. Для діючих шахт району властиві інтенсивні водоприпливи в головні і підготовчі гірничі виробки (понад 200 м³/год).

Окрім покомпонентної, була здійснена загальна інтегральна оцінка трансформаційних змін ландшафтних систем на рівні місцевостей. Встановлено, що понад 17 % площі Нововолинського ГПР займають сильно змінені людиною природно-господарські системи (табл. 1). До районів з кризовою ландшафтно-екологічною ситуацією належать райони міста Нововолинськ, смт Жовтневе, села Низкиничі, Будятичі, Тишковичі і Біличі (рис. 2).

Таблиця 1

Частка ландшафтних систем Нововолинського ГПР, які зазнали різного рівня антропогенного трансформування (у відсотках від загальної площі ділянки)

Водночас, аналіз існуючого стану моніторингової мережі дозволив виявити проблемні місця в оцінці стану ландшафтних систем та обґрунтувати ряд пропозицій щодо її удосконалення. Головними з них є:

Ш необхідність налагодження дієвої системи режимних ландшафтно-геофізичних і ландшафтно-геохімічних спостережень за єдиною програмою досліджень;

Ш проведення щосезонного моніторингового картографування території на основі її обстеження за спеціальними контрольними маршрутами та використання аерокосмічної інформації;

Ш створення спеціальних моніторингових станцій, постів та майданчиків в межах репрезентативних природно-господарських систем.

У четвертому розділі “Трансформація природно-господарських систем ключової ділянки “Нововолинськ” в умовах реструктуризації вугільної промисловості” детальніше аналізуються аспекти антропо-генної трансформації ландшафтних систем у процесі ліквідації нерентабельних шахт реґіону.

Власні геоекологічні дослідження, виконані на ключовій ділянці “Нововолинськ” у мірилі 1: 5 000, дозволили оцінити сучасні масштаби антропогенної трансформованості ландшафтних систем на рівні урочищ та зміни у структурі землекористування. При цьому значна увага приділялася вивченню інтенсивності розвитку природно-антропогенних процесів і забруднення компонентів довкілля.

Встановлено, що на ареали надзвичайно високої активності прояву природно-антропогенних процесів припадає 5,7 % від загальної площі ділянки (табл. 2). На набагато більшій площі інтенсивність процесів оцінюється як сильна (28,8 %) і середня (26,2 %). Поряд з цим, для значних площ (39,3 %) характерний незначний темп розвитку фізико-географічних і техногенних процесів.

Таблиця 2

Частка ландшафтних урочищ, які зазнали різної інтенсивності прояву природно-антропогенних процесів (у відсотках від загальної площі ділянки)

Всі ландшафтні системи з оцінкою понад 70 умовних балів віднесені нами до антропогенно трансформованих (модифікованих) геосистем. Зокрема, це породні відвали шахт № 2, 3 і 5 “Нововолинських”, Низкиницький і Грибовицький глиняні кар'єри. Дуже сильний ступінь трансформованості ландшафтних систем (51-70 балів) спостерігається у північно-західній частині ключової ділянки. Ця зона співпадає з житловою забудовою і промисловими частинами території м. Нововолинськ і с. Будятичі. До неї також ввійшли й рекультивовані площі ліквідованої шахти № 3 “НВ”. Інші ареали сильної антропогенної модифікованості урочищ пов'язані із такими населеними пунктами, як Низкиничі, Тишковичі, Нова Лішня, Космівка, Грибовиця та проммайданчиком шахти № 5 “НВ”.

Решта досліджуваної території, зайнята ріллею, пасовищами і сіножатями, зазнала слабкого або середнього рівня трансформаційних змін (21-40 балів). Однак найнижчі показники антропогенної модифі-кованості приурочені до заплавних луків р. Студянки і безіменного потоку біля с. Низкиничі, де вони не перевищують 12-15 умовних балів.

Загалом, на антропогенно трансформовані геосистеми припадає 4,5 % від загальної площі ділянки. Значна частка також приходиться на надзвичайно (1,3 %) і дуже сильно (15,9 %) модифіковані ландшафтні системи. Проте найбільші площі ключової ділянки (42,3 %), які переважно зайняті ріллею, зазнали середнього ступеня трансформаційних змін.

На основі такого аналізу нами зроблено прогноз трансформаційних змін природно-господарських систем на найближчі п'ять-десять років. Він свідчить, що придатними для господарського використання залишаться лише 50-55 % площі досліджуваної ділянки (рис. 3).

Ключова ділянка “Нововолинськ” за основними ландшафтно-екологічними параметрами є типовою для Нововолинського ГПР, тому отримані дані щодо трансформаційних змін у стані природно-господарських систем після реструктуризації вугільної промисловості можуть екстраполюватися на решту території гірничопромислового району. Вважаємо необхідним продовження детальних ландшафтно-екологічних досліджень (масштаб 1: 5 000) в межах інших екологічно нестабільних територій Нововолинського ГПР, а також в районі новозбудованої шахти № 10 “НВ”.

П'ятий розділ “Шляхи оптимізації геоекологічного стану природно-господарських систем Нововолинського гірничопромислового району” присвячений питанням розроблення оптимізаційних заходів, спрямованих на покращання ландшафтно-екологічної ситуації в досліджуваному реґіоні.

На основі власних геоекологічних досліджень та аналізу фондових, статистичних і картографічних даних нами запропоновано оптимізаційні заходи, які спрямовані на покращання стану як для окремих компонентів навколишнього природного середовища (чи на зниження інтенсивності розвитку природно-антропогенних процесів), так і для цілісних природно-господарських систем Нововолинського ГПР. Головними серед них повинні виступати: 1) оптимізація стану геологічного і повітряного середовищ завдяки зменшення обсягів викидів шкідливих речовин; 2) покращання контролю за станом поверхневих, ґрунтових і підземних вод через розширення існуючої гідроспостережної мережі; 3) регулювання розвитку природно-антропогенних процесів, зокрема затоплення і підтоплення угідь та ерозійних процесів; 4) рекультивація породних відвалів, ставів-відстійників та інших гірничопромислових об'єктів; 5) розроблення пропозицій зі створення нових територій та об'єктів заповідного і болотного фонду, особливо в межах заплав річок Західний Буг і Студянка.

Особлива увага звернута на обґрунтування схеми оптимізації існуючої геоекологічної моніторингової мережі та програми моніторингу, що сприятиме реалізації завдань екологічної реабілітації досліджуваного реґіону. Головними складовими елементами оптимізованої схеми геоекологічного моніторингу виступатимуть існуюча мережа моніторингу поверхневих і підземних вод, ґрунтів, а також пропоновані нами нові спостережні станції, пости і пункти.

Спостережні станції слід організувати у м. Нововолинську, смт Жовтневе і с. Поромів. Також запропоновано додаткове створення 18 гідроспостережних свердловин, які варто розмістити на трьох профілях, орієнтованих вздовж тектонічних розломів і водотоків. Більшість свердловин глибиною 60-80 м має досягти сенонського водоносного горизонту і їх доцільно розмістити поблизу поселень Кречів, Морозовичі, Низкиничі, Дегтів та ряду інших, водозаборів і породних відвалів шахт “Бужанська”, № 1 і 9 “Нововолинська”. Окрім цих свердловин, слід закласти гідроспостережні свердловини меншої глибини (до 15-20 м) для контролю за станом четвертинного водоносного горизонту поза зонами існуючих колодязів.

Організацію комплексної системи моніторингу стану навколишнього природного середовища і виконання координуючих функцій вважаємо доцільним доручити ВО “Укрвугіллягеологія”, а точніше її підрозділу - Львівсько-Волинській ГРЕ, яка має великий досвід проведення моніторингових робіт у досліджуваному реґіоні. При цьому частину завдань моніторингу необхідно покласти на Волинське обласне управління екології і природних ресурсів та Нововолинську СЕС.

ВИСНОВКИ

1. Геоекологічні дослідження вуглевидобувних районів повинні базуватися на концепціях ландшафтознавства та його прикладних напрямів, перш за все, конструктивного та екологічного ландшафтознавства і здійснюватися за єдиною програмою, методикою та відповідними алгоритмами.

2. Науково-методологічною основою для вивчення геоекологічних проблем вуглевидобувних районів вважаємо такі основні підходи як геосистемний, геоекологічний, басейновий, ландшафтний і геоінформаційний. Особливу увагу у роботі приділено аналізу складових ландшафтного підходу: загальноландшафтного, антрополандшафтного, геотехносистемного, природно-техносистемного та антропоекосистемного. Інтегрування існуючих підходів дозволило розробити алгоритм геоекологічних досліджень, удосконалити існуючу концепцію ПГС та програму їхнього моніторингу.

3. Ландшафтне вивчення геоекологічних проблем районів розроблення покладів кам'яного вугілля передбачає використання різних підходів і методів, серед яких найважливішими є ландшафтно-динамічний, ландшафтно-геохімічний і ландшафтно-біоценотичний. Найбільше уваги необхідно приділяти оцінюванню антропогенної трансформованості ПГС та інтенсивності прояву небезпечних природно-антропогенних процесів.

4. Природні і соціально-економічні умови Нововолинського ГПР відіграють важливу, часом навіть визначальну, роль у формуванні сучасної геоекологічної ситуації реґіону. Специфічне їхнє поєднання зумовило просторову диференціацію екологічної напруги та різну інтенсивність прояву негативних природно-антропогенних процесів. Також виявлено, що на екологічний стан довкілля району, окрім підприємств вугільної промисловості, суттєвий вплив мають такі господарські чинники, як сільськогосподарське використання земель, будівництво, транспортне навантаження тощо.

5. Встановлено, що геоекологічний стан природно-господарських систем Нововолинського ГПР на сьогодні залишається напруженим. Ситуація ускладнилася після ліквідації більшості нерентабельних шахт району. Особливу небезпеку для життєдіяльності людини становлять процеси деформації земної поверхні (75,0 %), затоплення і підтоплення будівель, доріг і комунікацій (14,0-15,5 %), забруднення поверхневих, ґрунтових і підземних вод, ґрунтового покриву та продуктів харчування токсичними елементами і радіонуклідами.

6. Дослідження екологічного стану геологічного і повітряного середовища, поверхневих і підземних вод, ґрунтового і рослинного покриву у реґіоні свідчить, ці компоненти сильно трансформовані і забруднені. За окремими хімічними елементами виявлено перевищення ГДК забруднюючих речовин у поверхневих (у 5,3 рази), ґрунтових (у 6,9 рази) і підземних (у 36,0 разів) водах та ґрунтах (у 20,2 рази). Наприклад, безпосередньо біля породних відвалів спостерігають такий валовий вміст міді, нікелю і хрому, який перевищує допустимі норми у 3-5 разів. Фонові значення гамма-потужності є також високими (0,10-0,12 мкЗв/год). Ліквідація більшості шахт району сприяла зменшенню обсягів забруднення природного середовища, однак викликала активізацію негативних природно-антропогенних процесів, особливо підтоплення і заболочення земель.

7. Згідно з результатами детальних геоекологічних досліджень на ключовій ділянці “Нововолинськ” (масштаб 1: 5 000), на антропогенно трансформовані геосистеми припадає 4,5 % від загальної площі ділянки. Значну частку займають надзвичайно (1,3 %) і дуже сильно (15,9 %) модифіковані ландшафтні системи. Проте найбільші площі ключової ділянки (42,3 %), які переважно зайняті ріллею, зазнали середнього ступеня трансформаційних змін.

8. На основі власних геоекологічних досліджень та аналізу фондових, статистичних і літературних матеріалів нами запропоновано шляхи оптимізації геоекологічного стану ПГС Нововолинського ГПР. Особлива увага звернута на обґрунтування схеми оптимізації існуючої геоекологічної моніторингової мережі та програми моніторингу, що сприятиме реалізації завдань екологічної реабілітації досліджуваного реґіону. Головними складовими елементами оптимізованої схеми геоекологічного моніторингу виступатимуть існуюча мережа моніторингу поверхневих і підземних вод, ґрунтів, а також пропоновані нами три спостережні станції та понад 20 нових постів і пунктів геоекологічних спостережень.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Терещук О.С. Геоекологічний моніторинг Нововолинського гірничопромислового району / О.С. Терещук // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Географія. 2005. № 1(7). С. 195-204.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.11 - конструктивна географія і раціональне використання природних ресурсів. - Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2008.

Обґрунтовано наукові засади досліджень геоекологічного стану природно-господарських систем вуглевидобувних районів, що дозволило розробити алгоритм досліджень, удосконалити існуючу концепцію ПГС та програму їхнього моніторингу. З'ясовано особливості природних і соціально-економічних умов та ландшафтної організації Нововолинського ГПР, які утворилися в умовах ліквідації нерентабельних шахт. Здійснено покомпонентне та ландшафтно-екологічне оцінювання сучасного геоеко-логічного стану природно-господарських систем досліджуваного реґіону у масштабі 1: 25 000 і для ключової ділянки “Нововолинськ” у масштабі 1: 5 000 та складено серію цифрових ландшафтно-екологічних моделей. Розроблено конструктивно-географічні пропозиції з оптимізації стану навколишнього природного середовища та удосконалення існуючої системи моніторингових спостережень у реґіоні.

Ключові слова: природно-господарська система, геоекологічний стан, ландшафтно-екологічна оцінка, природно-антропогенні процеси, оптимізація навколишнього природного середовища, геоекологічний моніторинг.

АННОТАЦИЯ

Терещук О.С. Географические основы оптимизации геоэколо-гического состояния природно-хозяйственных систем Нововолынского горнопромышленного района. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.11 - конструктивная география и рациональное использование природных ресурсов. Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, Черновцы, 2008.

В работе обосновано научно-методологические и методические основы исследования геоэкологического состояния природно-хозяйственных систем угледобывающих районов. Такие исследования базировались на концепциях ландшафтоведения и его практических направлений - конструктивного и экологического ландшафтоведения и проводились по единой программе, методике и соответствующим алгоритмами.

Ландшафтное изучение геоэкологических проблем районов добычи каменного угля предусматривает использование разных подходов и методов, среди них главными считаются ландшафтно-динамический, ландшафтно-геохимический и ландшафтно-биоценотический. Особое внимание следует уделять оценке антропогенной трансформации ПХС и интенсивности развития опасных природно-антропогенных процессов.

Природные и социально-экономические условия Нововолынского ГПР играют важную, иногда определяющую, роль в формировании современной геоэкологической ситуации региона. При этом установлено, что сегодняшнее геоэкологическое состояние ПХС района исследований остается напряженным. Ситуация усложнилась после ликвидации большинства шахт района.

Исследования экологического состояния геологической и воздушной среды, поверхностных и подземных вод, почвенного и растительного покрова в регионе свидетельствует, что эти компоненты сильно трансформированы и загрязнены. По отдельным химическим элементам выявлено превышение ГДК токсичных веществ в поверхностных (в 5,3 раза), почвенных (в 6,9 раза) и подземных (в 36,0 раза) водах и почвах (в 20,2 раза). Фоновые значения гамма-мощности также высокие (0,10-0,12 мкЗв/ч). Ликвидация большинства шахт района привела к уменьшению объемов загрязнения природной среды, однако одновременно вызвала активизацию негативных природно-антропогенных процессов, особенно подтопления и заболачивания земель.

Согласно с результатами детальных геоэкологических исследований на ключевом участке “Нововолынск” (масштаб 1: 5 000), на антропогенно трансформированные геосистемы приходится 4,5 % от общей площади участка. Значимую часть занимают особенно (1,3 %) и очень сильно (15,9 %) модифицированные ландшафтные системы. Тем не менее, наибольшие площади ключевого участка (42,3 %), занятые пашней, получили средней степени трансформационные изменения.

На основании личных геоэкологических исследований и анализа фондовых, статистических и литературных материалов нами предложены пути оптимизации геоэкологического состояния ПХС Нововолынского ГПР. Особое внимание обращено на обоснование схемы оптимизации существующей геоэкологической мониторинговой сети и программы мониторинга

Ключевые слова: природно-хозяйственная система, геоэкологическое состояние, ландшафтно-экологическая оценка, природно-антропогенные процессы, оптимизация окружающей природной среды, геоэкологический мониторинг.

SUMMARY

Tereschuk O. S. Geographic foundations of the optimization of geo-ecological state of the natural and economic systems of the Novovolynsk coal-mining region. - Manuscript.

Ph.D. thesis in Geography, speciality 11.00.11 - Constructive Geography and Rational Use of Natural Resources. - Yuri Fedkovych National University, Chernivtsi, 2008.

The thesis substantiates the scientific foundations of the research into the geo-ecological state of the natural and economic systems of coal-mining regions, which has allowed the author to develop a research algorithm, improve the existing concept of NES and their monitoring programme. The paper clarifies the peculiarities of the natural, social and economic conditions and landscape organization of the Novovolynsk coal-mining region resulting from the elimination of unprofitable coal-mines. The author has done componential and landscape ecological evaluation of the present-day geo-ecological state of the natural and economic systems of the region under consideration on the scale of 1: 25,000, and for the key site in Novovolynsk, on the scale of 1: 5,000. A series of digital landscape-ecological models has been created. The author has developed some constructive geographic suggestions as to the optimization of the state of environment and improvement of the existing system of monitoring in the region in question.

Key words: natural and economic system, geo-ecological state, landscape ecological evaluation, nature-antropogenic processes, optimization of the environment, geo-ecological monitoring.

Размещено на Allbest.ru