Влияние городской застройки
Озера Валдайское и Ужин являются основным природным объектом, вокруг которого было сформировано современное культурно-историческое ядро – Иверский монастырь (рисунок 7) и город Валдай. В 1770 году Валдай получает статус города.
И хотя освоение водосбора oзер Валдайское и Ужин человеком имеет более чем тысячелетнюю историю, целесообразно рассматривать формирование антропогенной нагрузки с 1650 по 1700 гг., т.е. со времени постройки Иверского монастыря и сведения на водосборе озер хвойных лесов. Это впервые привело к независимому от климата изменению баланса биогенных элементов обострению эрозионных явлений.
В последней четверти XIX века залесенность Валдайского района понизилась до 34-35%, а в состав пашни были введены крутосклонные земли. В 30-х годах XX в. площадь лесов в районе упала до 24% общей площади. После 2-ой Мировой войны, из-за уменьшения численности сельского населения, начинается зарастание сельхозугодий лесом. К 1990 году на водосборе озер Валдайское и Ужин лес занимал 72%, луг – 12%, пашня – 11%, застройка – 3 – 4%.
О названии озера. На “Генеральном специальном плане г. Валдая с заселенными и незаселенными землями и выгонной землей 1777 года” написано “оз. Валдай”. На Генеральном плане Валдайского уезда 1788 года и генплане города, скопированном в 1800 году, озеро называется Валдайским. На карте 1853 года нанесено “Оз. Святое или Валдайское”, на карте 1915 года – “Оз. Валдай или Святое”. На карте 1922 года озеро называется Валдайским.
|
|
|
Рисунок 7 – Иверский монастырь (фото автора).
Как уже сказано выше, первый генплан Валдай получил в 1772 году. По улицам, заложенным в старом генплане мы ходим и сейчас. Его особенность и том что, идя по городу, вы постоянно сохраняете контакт с озером – на улицах, идущих к озеру, вы видите кусочек озерной поверхности постоянно. На улицах, идущих вдоль озера, оно открывается вам на каждом перекрестке.
На генплане города Валдая за 1800 год приведен подробный сословный состав жителей города. Из 3378 человек купцов было 1823, мещан – 1140, священно –, церковно – и монастырских служителей – 213, крестьян экономических и господских с паспортами – 85, чиновников, включая учителя и лекаря - 51, военнослужащих – 48, дворян – 18.
Влияние г. Валдая на озера определялось, с одной стороны, ростом численности населения, а с другой, что более важно, изменением уровня благоустроенности жилого фонда и ростом числа промышленных предприятий.
Таблица 13 – Изменение населения города Валдая в период 1495-2014гг,тыс. чел. [10]
| Численность населения | |||||||||
| <0,1 | 0,3 | 3,0 | 2,2 | 5,1 | 2,9 | 5,0 | 10,6 | 14,1 | 17,9 |
| 19,2 | 19,8 | 19,5 | 18,7 | 17,8 | 16,1 | 16,1 | 15,5 | 15,1 | 14,7 |
|
|
|
Можно выделить 4 этапа в развитии г. Валдая.
1495-1904 гг. Этап экстенсивного освоения водосборного бассейна, с незначительными грузопотоками через территорию, с максимумом развития в 4 году, когда население достигло 5,1 тыс.чел., а число занятых в промышленном производстве – 100-200 чел. После перестройки железной дороги Москва-Санкт-Петербург население к 1900 году сокращается до 3 тыс. чел., а число занятых в промышленности до 90-100человек.
1904-1933 гг. В 1904 году заканчивается строительство железной дороги Бологое-Псков. Через г. Валдай и водосбор озер устанавливается поток транзитных грузов. Население достигает в 1927 году 5 тыс. чел., при предвоенном уровне промышленности. Этап интересен тем, что в течение его озероиспытало какое- то воздействие, приведшее, если пользоваться данными определения кислорода в гиполимнионе, выполненными Лебединцевым в 1905 г.и Грезе - в 1933 г. [2], к резкому повышению уровня трофии, которое не могло быть результатом межгодовых колебаний.
1933 - 1965 гг. Этап начинается прекращением деятельности Иверского монастыря и стопроцентной коллективизации к 1917 году. В 1940 году на оз. Ужин появляется рекреационное ядро, вокруг которого в 70-е годы сформируется комплекс дома отдыха "Валдай". К 1965 население города возросло до 12 тыс. человек. Появились два промышленных предприятия: завод металлоизделий, с локальными очистными сооружениями на водораздельном участке и жилой зоной внутри завода, и механический завод с небольшим литейным производством, сформировавшийся вокруг старого колокололитейного производства “Братьев Усачевых”, работающий без очистных сооружений до настоящего времени. Воздействие г. Валдая характеризуется на этапе бытовым загрязнением ливневых вод, демпфирующимся в береговой зоне без заметного влияния, как это показано Г.С. Шилькрот [17],на уровень продуктивности озер и кислородный режим глубоководных котловин.
|
|
|
1965- 1995. Наиболее сложный и активный этап, когда антропогенное воздействие на озеро складывалось из нескольких составляющих:
1 – сельскохозяйственной – интенсификация производства с нарастающим применением минеральных удобрений, пестицидов и гербицидов, с концентрацией скота на крупных фермах и строительством в городе баз Сельхозтехники и Агрохимсервиса;
2 – промышленной – организация в 1969 году филиала Красногорского завода и последующий ввод оптико-механического завода «Юпитер», строительство заводов железобетонных изделий, асфальто-битумного, пяти промплощадок строительных, дорожных и мелиоративных организаций;
|
|
|
3 – коммунально-бытовой – рост благоустроенной застройки, начавшийся после прохождения в 1962 году через район Валдаямагистрального трубопровода, резко усилившийся с вводом первой очереди завода “Юпитер” в 1973 году;
4 – рекреационный – строительство турбаз, расширение д/о”Валдай” и сброс его очищенных стоков с осени 1982 года в глубокие горизонты 2- го плеса Валдайского озера;
5 – рыбохозяйственной – использование малых озер и строительство рыборазводных прудов в пределах водосборного бассейна для интенсивного разведения ценных пород рыбы с внесением значительных доз минеральных удобрений и подкормок.
В этот период под влиянием избыточной биогенной нагрузки возрастает скорость продуцирования первичного органического вещества в Валдайском озере – фитопланктона в открытых частях и крупных водорослей (макрофитов) на мелководье.Прозрачность воды по белому диску временами понижается до 1,2-1,4 м. Так как нагрузка с городского склона увеличивается, растет количество зеленых нитчатых водорослей и перифитона – водорослей
обрастания.Комплекс водорослей мелководийнесправляется со своей рольюбиологического и механического барьера – агрегаты нитчатых, трехдольной ряски и перифитона всплывают и разносятся течениями по всему озеру. Ухудшается кислородный режим в глубоких котловинах. Отсутствие кислорода в придонном горизонте и наличие сероводорода фиксируется в 1983году нарейдовой вертикали второго плеса, а в 1986 – первого [15]. В1985 году возникает заболевание рыб различного видового состава.
Предупреждения о негативном влиянии растущей биогенной нагрузки, сделанные на основании исследований, выполненных в 1965 – 1974 гг. Институтом географии АН СССР, давление Северо - Западного бассейнового управления и санитарно - эпидемиологической службы привели к достаточно быстрому строительству комплекса биологических очистных сооружений г. Валдая. Вынесение очистных за пределы водосборного бассейна спасло Валдайское oзеро. Первая очередь сооружений была сдана осенью 1977 года. С 1984 года начинается снижение биогенной нагрузки со стороны Городского склона, основная часть жилого фонда и промышленных предприятий подключается к очистным сооружениям города к 1988 году. К этому времени на Городском склоне водосбора озер действуют 11 канализационных насосных станций, подающих по 4-м напорным коллекторам стоки на очистные сооружения г. Валдая. С 1986 года постановлением облисполкома вводится ограничение сельскохозяйственной деятельности в 500 метровой прибрежной зоне. К сожалению, одновременно происходит рост нагрузки со стороны рекреации — группы домов отдыха, сбрасывающих стоки через очистные д/о"Валдай” во 2-ой плес, и баз отдыха и пионерских лагерей, сбрасывающих через поля фильтрации стоки в 3-ий плес (оз. Ужин).
После 1992 года укачанные тенденции претерпели некоторые перемены, экономическая необходимость привела к вынужденному снижению потребления стиральных порошков и минеральных удобрений. Прекратилась практика разгрузки удобрений из железнодорожных вагонов россыпью на открытые площадки. Быстро снижается количество скота, большая часть совхозных ферм ликвидируется. В 1997 году закончились работы по выводу выпуска очистных сооружений д/о "Валдай" за пределы водосбора озер.
Биогенная нагрузка
Ежемесячный отбор проб по району исследований проводился практически одномоментно – в течение одного-двух, реже трех дней. Такой же порядок сохранялся и в 1987–1990 гг., когда по водосборам Городского склона и р. Валдайке пробы отбирались ежедекадно.
Все расчеты выполнялись для месячных величин. Если в течение месяца бралось несколько проб, то предварительно вычислялась среднемесячная величина. Всего за этот период было отобрано 4 745 проб и сделано 28 000 элементоопределений. По всем материалам создана база данных, включающая программу для ее статистического анализа (программа сделана А.В.Кокоревым). По каждому ряду ежемесячных величин было построено распределение, которое аппроксимировалось кривой Пирсона III типа. Отдельные случаи, резко выпадающие из распределения, выбраковывались. Число таких случаев по неорганическому фосфору составило – 1,2%, по Сорг – 1,3%, по неорганическому азоту и общему фосфору – 3,4%. Подбором соотношения СS / CV кривая уточнялась, а затем рассчитывались: средняя, стандарт, СS, СV, медиана, мода и координаты кривых распределения для интервалов 5-95% обеспеченности.
Такая же методика применялась для расчета среднемесячных величин, но ввиду небольшого числа членов выборок (не больше 21) вычислялись только средние величины; для всех остальных водотоков бассейна озер Валдайское и Ужин использованы месячные слои стока, рассчитанные по уравнению водного баланса для чаши озер (3).
Годовые величины выноса биогенных веществ. Средние величины выноса биогенов и органического вещества за период наблюдений представлены (таблица 14). Можно отметить согласованность концентраций с ландшафтными особенностями водосборов и степенью антропогенного давления. Сравнение характеристик частных водосборов бассейна озер Валдайского и Ужин с величинами по замыкающему створу (р.Валдайка) показывает аккумуляционную функцию этих озер с замедленным водообменом по отношению к биогенам, поступающим с притоком. Эффект удержания фосфора имеет место и по водосбору р.Поники, в русловую сеть которого, в 1км выше створа, включено Нерецкое озеро с глубинами до 14 метров[10].
Месячные величины выноса биогенных веществ. Внутригодовое распределение величин выноса представлено на (рисунок 8). В левой колонке этого рисунка приведены соответствующие графики внутригодового хода нормированных концентраций (Ki / S Ki /12, где Ki – cреднемесячные концентрации за весь период наблюдений).
Отмеченное при анализе среднегодовых величин расходных концентраций разбавление в период весеннего половодья и осенних дождей для Pнеорг можно просмотреть и здесь. В зимнюю и летнюю межени концентрации Pнеорг растут. Для Pобщ это выражено еще слабее. Концентрации Nнеорг имеют хорошо выраженные – весенний максимум, летний (вегетационный) минимум и рост концентраций в период осенних дождей. Колебания содержаний Cорг носит характер, близкий к случайному.
При наложении концентраций на гидрограф (т.е. расчете выноса) картина приобретает упорядоченный характер. Доля весны (март – май) в общем выносе составляет в среднем 57% –для неорганического азота, 50% – для органического углерода, 47% – для общего фосфора и 44% – для неорганического фосфора.
Роль пашни в общем выносе фосфора с водосбора резко возрастает в условиях их мелиоративного преобразования.
Таблица14 – Средние за период 1975-1995 гг.выносы биогенных веществ со стоком, кг/км2 год [10]
| Водоток | N- NH4+NO3 +NO2 | Nобщ1 | Pнеорг | Pобщ. | Сорг |
| Бассейн озер Валдайское и Ужин | |||||
| в т.ч. водосборы Городского склона | |||||
| Язынец | 156,0 | 175,0 | |||
| Неглинный | 183,0 | 287,0 | |||
| Февральский | 63,0 | 84,0 | |||
| Архиерейский | 44,0 | 58,0 | |||
| Галязинский | 59,0 | 105,0 | |||
| Интернатский | 38,0 | 70,0 | |||
| в т.ч. водосборы с включением сельхозугодий | |||||
| Голова | 6,4 | 18,7 | |||
| Шуйский | 3,4 | 14,3 | |||
| Усадьевский | 5,0 | 17,4 | |||
| Учхозовский | 1,4 | 10,7 | |||
| в т.ч. лесные водосборы | |||||
| Таежный | 4,9 | 13,1 | |||
| Поника | 3,0 | 9,7 | |||
| Крутой | 4,6 | 14,1 | |||
| Замыкающий створ | |||||
| Валдайка | 2,6 | 9,8 |
Продолжение Таблицы 14
| Бассейн реки Полометь | |||||
| р.Полометь-Дворец | 3,7 | 16,7 | |||
| р. Гремячая | 27,4 | ||||
| р.Полометь-Яжелбицы | 11,4 | 28,5 |
По данным исследований 1988–1985гг. по участку “Горки” (площадь – 35 га, уклон – 0,023, длина вдоль склона – 720м, ширина – 420м, экспозиция – СЗ, объемный вес почвы – 1.5, среднее содержание Р2О5 по Кирсанову – 12-15 мг/100г почвы) в неблагоприятный год смыв почвы составил 20.9м3/га, достигая в нижней части склона, в местах наибольшей концентрации стока, 82 м3/га. Средняя величина смыва почвы за 1983–1985 гг. составила 10,4м3 /га. В пересчете на общий фосфор его вынос составил 1,98; 7,81 и 0,99 кгP/га соответственно. Средняя концентрация минерального фосфора и минерального азота в дренажном стоке этого участка за период 1979–1986 гг. по данным ВФ ГГИ составила 0,084 мг/л и 9,2 мг/л соответственно.
Это приближается к уровням выноса с городских территорий в условиях сброса коммунальных стоков в русловую сеть [10].
Рисунок 8 – Внутригодовое распределение величин выноса биогенных веществ.
Заключение
Данная работа посвящена описанию гидрологических исследований и наблюдений на озере Валдай (Новгородская область). В ее основу положены анализ опубликованных материалов, связанных с наблюдениями и исследованиями на озере Валдай и данные полученные во время прохождения водно-балансовой практики в Новгородской области в одноименном городе летом 2014 года.
В работе дано описание морфометрическим и морфологическим характеристикам Валдайского озера, исследованы результаты гидрологических наблюдений, а так же антропогенное воздействие на бассейн данного озера.
Котловины озер Валдайское и Ужи, которые объединены Валдайским водохранилищем, относятся к смешанному аккумулятивно-просадочному типу. Годовая сумма осадков измеряется в пределах 725-895 мм, испарения – 420-565 мм, испаряемости – 500-600 мм, коэффициента стока – 0,20-0,30, максимум стока наблюдается в апреле – мае. Средняя продолжительность ледостава за период наблюдений составила 143 дня, наименьшая – 96 дней, наибольшая – 167 дней. Температура водной массы во время ледостава – 0-2°С, распределение ее по вертикали имеет слабо выраженную обратную стратификацию. Весной температура водной мысы возрастает до 4°С, а осенью от 6 до 8°С. Летний прогрев воды у дна до 2-4°С. Территория не сейсмична.
Основное поступление загрязняющих и избыточных биогенных веществ в Валдайское озеро происходит с городского склона в его 1 плес. Научные результаты полученные на озере Валдай объяснили такое явление, как минимум кислорода в слое температурного скачка, возникающего в процессе микробиологического разрушения фитопланктона.
Расчет потоков веществ с водосборного бассейна, оценка их доли, остающихся в озерной котловине, подтвердила буферную роль макрофитного мелководного комплекса для двух элементов, являющихся ключевыми для озера – фосфора и марганца. Качество этих элементов удерживаемое в крупных водорослях, соизмеримо с величиной ежегодной нагрузки со стороны водосборного бассейна.
В период 1980-1990 гг. фосфорная нагрузка на Валдайское озеро превышала критическую – в 1,5-2,7 раза, а нагрузка на первый плес, принимающий стоки г. Валдая, была выше допустимой в 1,5-3,3 раза. Далее в 90-е годы, в связи с резким ухудшением экономической ситуации, происходит устойчивое снижение биогенной нагрузки со стороны города Валдая. Реакция экосистемы озер на снижение нагрузки выразилась в улучшении кислородного режима придонных горизонтов, росте прозрачности, снижении концентрации хлорофилла “а”
В последние годы ситуация продолжает оставаться напряженной, а ухудшения экологического состояния происходит на аккумуляционных участках береговой линии, которые выводятся из рекреационного использования в результате заиления и активного зарастания погруженной и водно-воздушной растительностью.
Литература
1. Алекин О.А. Основы гидрохимии /О.А.Алекин. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1970. – 442 с.
2. Верхало Н. Я.Гидрогеология центральной части Валдайской возвышенности / Н. Я. Верхало // Архив ВФГГИ – Валдай, 1936. – 219 с.
3. Егоров Ю.В.Опыт использования измерителя электрической проводимости дня наблюдений за минерализацией поверхностных водв бассейне Валдайского озера / Ю.В. Егоров, Ю.Н. Кузнецова // Труды ГГИ, вып. 311. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1986. – С. 123-128.
4. Зенин А.А. Гидрохимический словарь / А.А. Зенин, Н.В. Белоусова. – Ленинград: Гидрометеоиздат, – 1988, 240 с.
5. Капотов А.А. Влияние антропогенных факторов на химический состав поверхностных вод бассейна Валдайского озера / А.А. Капотов, Н.И. Капотова // Тр.ГГИ, вып.258. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979. – С.81-87
6. Караушсв А.В. Внешний водообмен и формирование качества воды в озерах и водохранилищах / А.В. Караушсв. // Тр.ГГИ, вып. 249. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1978. – С.48-62.
7. Михно В.Б. Карстово-меловые геосистемы Русской равнины / В.Б. Михно. – Воронеж: ВГУ, 1990. – 200 с.
8. Мишон В.М.Гидрология, экология и природно-ресурсный потенциал озер Воронежской области: монография / В.М. Мишон, А.Л Летин. – Воронеж: ВГУ, 2011. – 303 с.
9. Мишон В.М. Гидрофизика: учебное пособие для студ. ун-тов и ин-тов по спец. "Гидрология суши" / В.М. Мишон. – Воронеж: ВГУ, 1979. – 306с.
10. Недогарко И.В. Валдайское озеро: Научно-популярное издание / И.В. Недогарко. - Тверь: ТГУ, 2007. – 52 с.
11. Недогарко И.В.Опыт исследования миграции биогенных веществ на водосборах характерных водораздельных озер Валдайской возвышенности / И.В.Недогарко [и др.] // Труды ГГИ, вып.331. – Валдай, 1988. – С.112-124.
12. Недогарко И.В. К оценке экологического состояния Валдайского озера под влиянием хозяйственной деятельности– Тез. докл. науч. конф "Вопросы теории и практики охраны и рационального использования природы Новгородской и прилегающих областей"/ И.В.Недогарко, Б.А. Шишкин. – Новгород. 1989. – С. 112-113.
13. Недогарко И.В. Расчет внешней биогенной нагрузки на систему озер Валдайское и Ужин / И. В. Недогарко, Ю.Н.Кузнецова, Ф.Ю. Pешетников. –СПб.: Гидрометеоиздат,1991. – С.102-105.
14. Недогарко И.В.Социально-экономические и естественно-научные аспекты развития природного комплекса водораздельной части Валдайской возвышенности. Доклад. сов. по эконом. и соц. проблемам МКС АН СССР/ И.В.Недогарко [и др.]. – Ленинград: Архив ВФ ГГИ, 1988. – с.122.
15. Недогарко И.В. Формирование внешней био- генной нагрузки на озерные системы в услови- ях Северо-Западной озерно-моренной области / автореф. дис. канд. геогр. наук / И.В.Недогарко. – Валдай, 2000. – 26с.
16. Соловьева А.А. Кислородный режим Валдайского озера. В сб. Охрана природной среды при с.-х. пр-ве / А.А. Соловьева. – Москва.1988. – С.113-119.
17. Федорова Е.И. Динамика литоральных фитоценозов (опыт методического исследования) / Е. И. Федорова. – Москва: Наука, 1976. – С.45-81.
18. Шилькрот Г.С. Гидрохимический режим озер Валдайское и Ужин / Г.С. Шилькрот // Тр.ГГИ, вып.198, – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1971. – С.197-198.
19. Шишкин Б.А.Влияние динамических факторов на процесс оседания фитопланктона в стратифицированном водоеме. Сборник статей «Гидрологические исследования на Валдае»/ Б.А. Шишкин [и др. ]. – Валдай, 2008. - С.193-201.
20. Краткий обзор мониторинга озер Валдайское и Ужин по интегральным показателям хлорофилл «а», прозрачность, кислород. Материалы конф. «Исследования природного и историко-культурного комплексов национальною парка «Валдайский». Валдай, 2005. – С.212-215.
Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!