ВОДОГОСПОДАРСЬКИЙ КОМПЛЕКС М. ЛУЦЬКА – МОДЕЛЬ СУЧАСНОГО СТАНУ ВОДОКОРИСТУВАННЯ МІСТ УКРАЇНИ

Краткое содержание

У вступі обґрунтована актуальність роботи, визначені мета та завдання дослідження. Коротко охарактеризовані матеріали, що використовувались при проведенні дисертаційного дослідження. Вказана наукова новизна і практичне значення виконаної роботи. Викладені основні результати дослідження. Наведені дані про апробацію основних положень роботи та особистий внесок автора.

У першому розділі “Теоретичні та прикладні аспекти вивчення водокористування міст” здійснено огляд та аналіз попередніх досліджень водокористування міст в історичному аспекті. Показано необхідність подальших досліджень та методологічних розробок з оцінки та аналізу сучасного стану водокористування міст, його впливу на оточуюче природне середовище, а також перспективність обґрунтування основних шляхів та розробки конкретних заходів екологічної оптимізації водокористування міст в умовах техногенезу й урбанізації. Серед робіт такого плану потрібно виділити праці В.І. Пелешенка (1992, 1995), Л.М. Горєва (1992, 1994), В.К. Хільчевського (1995, 1999), Я.О. Мольчака (1995, 1999, 2000),  М.А. Хвесика (1995, 2000), С.І.Дорогунцова (1991, 1994), М.М. Паламарчука (1993, 1998), В.Г. Глушкова (1932), М.І. Сироєжина (1974), В.В. Купріянова (1977, 1978), І.А. Шикломанова (1979, 1989), М.І. Львовича (1977, 1986).

Глибоке розуміння діалектичної єдності суспільства і природи – один із найсуттєвіших моментів розробки методологічних основ теорії їх взаємодії. Конкретним виявом цієї взаємодії у площині водогосподарських відносин є поняття “водогосподарський комплекс” (ВГК).

ВГК є однією з найбільш характерних та різносторонніх моделей оптимізації екосередовищ. Разом із тим чіткого визначення поняття “водогосподарський комплекс” досі не існує, хоча є багато підходів до оцінки цієї надзвичайно складної системи. Одні з авторів розуміють під ВГК склад учасників водозабору та водокористування в проектованих схемах використання рік та підземних водозаборів. Інші трактують цей термін як сукупність гідроенергетичного та “комплексного водогосподарського будівництва”. Треті під ВГК розуміють комплексний гідровузол з супутніми спорудами. Існує ще й підхід, що трактує ВГК у вигляді гідровузла та водосховища або системи гідровузлів і водосховищ, розміщених в одному чи кількох річкових басейнах, гідравлічно пов’язаних між собою і створених для оптимального використання водних ресурсів основними водокористувачами та водоспоживачами.

Аналізуючи склад ВГК і виділяючи його складові, більшість авторів зупиняється на розгляді чотирьох груп галузей господарства, що мають пряме або опосередковане відношення до створення водосховищ і зарегульованості стоку:

1. Учасники водогосподарського комплексу;

2. Галузі, що використовують водосховища;

3. Галузі, що не є учасниками ВГК, але зацікавлені у будівництві гідровузлів;

4. Галузі, інтереси яких зазнають утисків у зв’язку із створенням водосховищ і зарегульованістю стоку.

З них лише дві перші групи автори відносять до складу ВГК, а інші дві групи не входять до складу комплексу.

В числі перших і найбільш чітко сформулював поняття ВГК Ф.Ф. Губін (1949). Під цим терміном він розумів “сукупність галузевих інтересів в інженерному використанні водних ресурсів”. Але це  формулювання супроводжувалось приміткою, що коли для окремих елементів комплексу створюється не позитивний, а негативний економічний ефект, то “включення цих елементів до складу комплексу не є обґрунтованим”. Цей підхід враховує лише економічну ефективність водогосподарських заходів, ігноруючи їх екологічну доцільність.

  За М.І. Сироєжиним (1974), водогосподарський комплекс є сукупністю раціонального використання водних і супутніх їм природних ресурсів, виправданого задоволення потреб усіх водокористувачів та здійснення прогресивних рішень, заходів, споруд і технологій. Це – динамічна схема взаємопов’язаних природних умов (або можливостей ВГК), інтересів усіх водокористувачів (або складових ВГК), технічних рішень і заходів (механізмів ВГК). Таким чином, кожний ВГК має у своїй структурі три взаємопов’язаних частини: природну, економічну і технічну. Природна частина відображає місцеві природні умови і визначає можливості для формування й розвитку ВГК. Економічна частина представляє інтереси всіх зацікавлених або просто задіяних галузей-водокористувачів (учасників ВГК).  Технічна частина ілюструє систему взаємопов’язаних технічних рішень, споруд і заходів, що забезпечують функціонування ВГК у конкретних місцевих умовах.

У трактуванні поняття міської водогосподарської системи ми дотримуємось поглядів М.М. Паламарчука (1998). Міська водогосподарська система (або ВГК міста) – це міжгалузевий територіальний комплекс природних джерел водозабезпечення, інженерних споруд і устаткування для регулювання стоку, водозабору, водопідготовки, транспортування, збереження, відтворення й використання води. Якісною особливістю цього рівня організації системи є реальна можливість водозабезпечення і водоохорони на основі оптимального використання первинних (забраних із природних водних джерел) і вторинних (залучених в обігові системи) водних ресурсів. Тут може передаватись вода, використана одним підприємством, для її використання іншим, здійснюватись інженерне відтворення водних ресурсів у безстічних системах та очисних спорудах тощо. Зовнішніми щодо міста  є природні водні ресурси, оскільки їх обмаль, міським ВГК керують економічні зв’язки, на підставі яких реалізується оптимальний розподіл природних вод, їх раціональне використання й охорона від кількісного та якісного виснаження.

Головним принципом дослідження ВГК міст є системний аналіз. Він передбачає вивчення структури та динаміки трьох складових ВГК: власне водокористування, впливу водокористування на навколишнє природне середовище, можливостей екологічної оптимізації водокористування міст. Важливими є також принципи комплексності та регіональності досліджень. Перший передбачає використання критеріїв та показників як компонентів єдиної системи. Регіональність досліджень диференціює об’єкт від глобального рівня через регіональний до локального. Ці принципи забезпечують методологічну базу дослідження елементів ВГК, різних за походженням, структурою, динамікою, функціонуванням, а також дають змогу визначити характер взаємодії між ними.

У другому розділі “Оцінка сучасного стану водокористування міст та його наслідків” охарактеризовано сучасний стан та тенденції розвитку водокористування міст, оцінено масштаби й напрямки його трансформуючого впливу на оточуюче природне середовище.

Згідно з даними Держводгоспу, в Україні в 90-х роках ХХ ст.  на міське водокористування припадає 65% його загального обсягу. В містах сконцентрована майже вся господарсько-побутова і більше 90% виробничої сфери водокористування. Тут зосереджено майже всі потужності замкнутих гідрологічних циклів (повторного і зворотного використання води) – 84%, очисних споруд (90%) і основна частина забруднених стоків (88%).

В галузевій структурі водоспоживання на комунальне господарство припадає 3,8%, промисловість – 83,7%, сільське господарство – 12,5%. В 2000 р., у порівнянні з 1990 р., водоспоживання на комунальні потреби зменшилось на 10%, у промисловості – на 38%, в сільському господарстві – на 34%; об’єм стічних вод зменшився з 20,5 км³ до 11км³ (на 46%), в т.ч. нормативно очищених з 3,3 до 2,0 км³ (на 43%), а неочищених і недостатньо очищених, навпаки, збільшився з 3,3 до 3,8 км³ (на 15%).

Отже, для водокористування міст України на сучасному етапі характерна тенденція до зменшення обсягів використання води і відведення стоків при одночасному збільшенні частки неочищених і недостатньо очищених стічних вод у структурі водовідведення. Ця несприятлива для навколишнього природного середовища тенденція зумовлена відсутністю, поганим технічним станом або недостатньою експлуатацією очисних споруд у зв’язку з економічною кризою, згортанням обсягів виробництва і недостатньою виконавчою дисципліною при реалізації комплексу заходів раціонального використання й охорони вод.

Для водокористування м. Луцька характерні ті ж екологічні проблеми, що й для інших міст України. В загальному вигляді вони полягають у виснаженні водних джерел, зниження якості води у них і об’єктивній необхідності підвищення екологічної безпеки водокористування. Спільними рисами водокористування м. Луцька та інших міст є також зменшення обсягів водозабору і водовідведення, починаючи з 1992 року, фізична зношеність і аварійність водогосподарських споруд, хронічний дефіцит коштів для підтримання в належному стані комплексу інженерних комунікацій, будівництва нових об’єктів, стабільне відставання від передового інженерно-технологічного досвіду і т. д.

В той же ж час існують і проблеми, що є специфічними для м. Луцька. Випливають вони, перш за все, з орієнтації комунально-побутового, господарсько-питного і, частково, виробничого водопостачання виключно на ресурси підземних вод. Частка забору поверхневих вод доволі низька (1-2%). Окрім промисловості і комунального господарства свій “вклад” у зниження якості водних ресурсів вносять і інші галузі, зокрема, військові об’єкти (військовий аеродром і авіаремонтний завод). Ще одна специфічна проблема водокористування пов’язана з існуванням у межах окремих частин міста роздільної системи каналізування комунальних стічних вод і стоків із міської території (дощових, талих, поливо-миєчних). В інших частинах міста ці води відводяться спільно, ще в деяких – узагалі відсутня каналізація дощового стоку.

Третій розділ “Аналіз і оцінка результатів впливу водогосподарського комплексу м. Луцька на стан природного довкілля з метою охорони і раціонального використання водних ресурсів” відображає основні результати дослідження наслідків впливу ВГК м. Луцька на оточуюче природне середовище. На нашу думку, аналіз і оцінку цих наслідків з позиції раціонального використання й охорони вод доцільно проводити в наступних напрямках:

1.     Вплив водокористування на зміни ландшафту.

2.     Антропогенна складова коливання обсягів поверхневого стоку (р. Стир).

3.     Якісна деградація поверхневих вод.

4.     Вплив водозабору і водовідведення на рівень ґрунтових і підземних вод.

5.     Фактори та оцінка забруднення підземних вод території.

Водокористування м. Луцька  дійсно чинить значний трансформуючий вплив на ландшафти міста. Зокрема, суттєво змінені морфологічні характеристики басейну р. Стир, в межах якого знаходиться вся територія м. Луцька (осушено заплаву, засипано русло р. Глушець, яка протікала в межах заплави Стиру, з’явились насипні горби, дамби, каналізовано русла річок Сапалаївки і Жидувки, перегороджено греблями і зарегульовано русла річок Омеляника і Чорногузки).

Зазнав змін і клімат. Так, за даними Волинського ЦГМ Укргідромету, температура в центрі міста пересічно на 1- 2 ^о С вища, ніж на околицях; зростає також хмарність і кількість опадів. В межах міста виділяють 2 мікрокліматичні райони: 1. заплави р. Стир і її приток; 2. тераси р. Стир.

Ґрунти міста зазнали трансформації в напрямку перекриття їх водонепроникними поверхнями (асфальт, бетон), переущільнення, забруднення і засмічення. В результаті вони більш лужні (pH=7,4-8,0), переущільнені (твердість 35-44 кг/см² і більше, об’ємна маса 1,63-1,83г/см³) і сприяють утворенню верховодки при інтенсивних втратах води з систем водопроводу і каналізації. Ще один фактор зміни ґрунтів – аварії каналізації, коли за декілька годин втрата ґрунту може досягати перших тон.

Зменшення об’єму стоку р. Стир внаслідок промислового водоспоживання підприємств м. Луцька, за нашими розрахунками, становило в 2000 р. 1,16 - 1,55 млн. м³. Коли ж проаналізувати витрату води р. Стир вище і нижче по течії від м. Луцька, то можна зробити висновок, що витрати води нижче за течією від міста не зменшуються, а, навпаки, зростають. Це пояснюється значним перевищенням об’єму відведення комунальних стоків (а для комунального водопостачання використовуються виключно підземні води, як правило, гідравлічно не зв’язані з р. Стир) над безповоротними втратами технічної води в промисловості.  За нашими розрахунками Q_сум. для р. Стир (нижче МКОС) становить 42,013 млн.м³, а Q_прир. – 40,47 млн.м³. Звідси  DQ становить 1,543 млн. м³, або 4% річного стоку р. Стир.

Отже, кількісне виснаження вод річці Стир не загрожує. Зовсім інша картина характерна для розподілу забруднення р. Стир вище і нижче за течією від м. Луцька. Так, зокрема, в 2000 році при дослідженні якості води р. Стир вище і нижче МКОС нами встановлено перевищення концентрації забруднюючих речовин в створі нижче місця випуску по: завислих речовинах в 2,5 рази, сульфатах на 38,5%, хлоридах на 12,5%, сухому залишку на 10%, БСК на 25%, амонію сольовому в 2,5 рази, нітратах в 2,1 рази, нітритах в 2,25 раза, фосфатах на 13,9%, залізу на 4,6%, цинку на 36,4%, хрому (VІ) на 33,3%, нафтопродуктах в 1,9 раза. Зменшилась концентрація розчиненого кисню на 7,3%, залишились майже без змін концентрації міді, хрому загального, нікелю, pH, лужність.