Экологическая характеристика поверхностных вод Узункольского района

В последние годы создано множество малых и средних водохранилищ, отличающихся по ряду показателей от крупных. Поэтому особое значение приобретает оценка влияния таких водохранилищ на зарегулированный ими сток рек.

Воздействие водохранилищ на потери речного стока во времени можно оценивать в виде суммы одноразовых и постоянных затрат воды. К одноразовым потерям относятся затраты воды на заполнение водохранилищ, пополнение запасов подземных вод за счет поверхностного стока до момента наступления установившегося режима.

Постоянные потери воды определяются испарением с дополнительной водной поверхности и безвозвратным водопотреблением на хозяйственные нужды (орошение, водоснабжение и др.)

Значительная часть малых и средних водохранилищ предназначается для суточного или недельно-суточного регулирования стока, т.е. достаточно плавный ход суточных и недельных колебаний расходов воды в реке необходимо перераспределить в соответствии с хозяйственными нуждами. Преобразование гидрологического режима реки при наличии водохранилища суточного регулирования наиболее ярко проявляется в увеличении суточной амплитуды колебания расходов воды [12].

Для количественной оценки этих изменений в гидрологическом режиме реки рекомендуется построение гистограмм распределения суточных амплитуд расходов воды по пунктам в верхнем и нижнем бьефе водохранилища, так и за время его эксплуатации. Подобные построения дают четкое количественное представление о происшедших изменениях в режиме зарегулированной реки.

Наиболее отчетливо результат зарегулирования обнаруживается в снижении относительной доли стока за тот месяц, на который приходится основная доля стока при естественном режиме. Для рассмотренной территории максимальная доля стока отмечается в основном в марте-апреле. Повышение же доли стока за летний период незначительно, так как сработка водохранилища осуществляется обычно в течение 5-6 месяцев, а иногда и более.

При малых долях полезного объема водохранилища от годового объема стока изменение внутригодового распределения стока происходит в пределах естественной изменчивости исследуемого процесса, которая для рассмотренных районов велика. В случаях наиболее значительного внутригодового распределения стока изменение доли стока, приходящейся на месяц с максимальными значениями, достигает 20-25% [13].

Территориальное перераспределение стока рек

Многие ученые и проектные организации страны ведут исследования по освоению земель, рассуждают о мерах по дальнейшему развитию мелиорации земель и их сельскохозяйственному использованию с целью наращивания производства сельскохозяйственной продукции. В ряде районов, особенно южных, для такого развития нужны не только сельскохозяйственные угодья, но и значительные водные ресурсы.

Чтобы обеспечить наличие этих ресурсов в районах, где они исчерпаны, необходимы большие работы по перераспределению речного стока. Такие работы ведутся в стране давно, созданы многочисленные системы перераспределения вод, общий объем которых оценивается более чем в 110 км³. Только крупных каналов с забором воды в их головной части свыше 1,0 км³/год около 20. Они пропускают в зависимости от водности года от 75 до 90 км³. Их суммарная пропускная способность составляет 7,5 тыс. м³/с.

При разработке схемы перераспределения стока сибирских рек на юг вопросам изменения природных условий Западной Сибири не уделялось должного внимания. Широкое обсуждение этой проблемы позволило бы определить ряд специфических природных изменений, которые могут возникнуть в Западной Сибири при изъятии части речного стока для Средней Азии [19].

Наиболее существенные задачи в научной разработке комплексной оценки изменения природной среды при переброске части стока рек Сибири на юг и создании методики эколого-географического прогноза этих явлений в будущем следующие:

1) выработка научно обоснованных рекомендаций по характеру использования различных видов природных ресурсов в условиях преобразования режима сибирских рек;

2) разработка методики эколого-географического и экономико-географического обоснования оптимальных вариантов переброски части стока сибирских рек с учетом максимальной эффективности намечаемых мероприятий по мелиорации не только засушливых районов Средней Азии, но и переувлажненных районов Сибири;

3) оценка ожидаемых изменений гидрологического режима рек при частичной переброске их стока на юг и выработка рекомендаций по устранению отрицательного влияния перераспределения стока на народное хозяйство Сибири;

4) создание методики инженерно-геологических, гидрогеологических расчетов и гидрологических расчетов и прогнозов изменения водного режима рек и их влияния на прилегающие территории суши у создаваемых водохранилищ и каналов по трассам переброски стока [13].

Использование и восполнение подземных вод

Основными типами разведанных месторождений являются: грунтовые воды аллювиальных отложений речных долин (60% от разведанных запасов вод); напорные воды артезианских бассейнов платформенного и геосинклинального типа (15%); напорные воды межгорных впадин и конусов выноса (10%); трещинно-карстовые воды карбонатных пород (8%).

Подземные воды используются весьма широко и главным образом для питьевого водоснабжения, так как они более стабильны по своим качествам, менее подвержены загрязнению, чем поверхностные.

Общее потребление подземных вод в целом по стране составляет примерно 50% от потенциальных эксплуатационных. В связи с широким использованием подземных вод, необходимостью охраны встает проблема рациональной эксплуатации и защиты их от истощения.

Наиболее существенные изменения в режиме подземных вод отмечаются при различных видах эксплуатации недр (добыча полезных ископаемых), гидротехническом и жилищном строительстве. Велико воздействие на качество подземных вод сельского и коммунального хозяйства [15].

В результате возникает ряд отрицательных последствий, связанных в первую очередь с загрязнением и засолением прилегающих земель, истощением водоносных горизонтов, деформацией поверхности и возникновением просадок грунта. Часто эти явления оказываются необратимыми и потребление таких подземных вод становится недопустимым.

В то же время при научно обоснованном планировании использования подземных вод и проведения всех необходимых охранных мероприятий имеются реальные возможности для длительной их эксплуатации.

Искусственное восполнение подземных вод осуществляется путем применения инженерно-геологических методов при благоприятных условиях просачивания в грунт поверхностных вод. В результате становится возможным сезонное искусственное восполнение запасов подземных вод. Оно реализуется за счет перевода поверхностных вод в водовмещающие породы посредством инфильтрационного питания подземных вод. Естественно, это предполагает наличие подземных водовмещающих водоносных горизонтов или специальных подземных емкостей.

Следует указать, что во всех случаях пополнения подземных вод за счет закачки поверхностных и их последующей фильтрации создаются условия для улучшения качественного состава вод.

Широко известны и частично обратимые процессы, когда уровень подземных вод восстанавливается после откачки подземных вод при их движении от областей питания к водозаборам. Но эти процессы не могут быть сопоставимы с разнообразным влиянием хозяйственной деятельности человека на подземные воды и их загрязнением [10].

Современное и перспективное использование вод повышенной минерализации

Как было показано, запасы пресных вод на планете сокращаются. В ряде районов земного шара, в которых потребность в пресной воде ранее удовлетворялась, теперь возник острый дефицит воды. Речь идет прежде всего о пустынных районах, где были открыты и начали разрабатываться месторождения нефти, цветных металлов и т. д., например на Аравийском полуострове, в Средней Азии, а также о многих преимущественно небольших островах в Мировом Океане, ставших в последние десятилетия центрами международного туризма или превращенных в военные базы.

Один из путей пополнения запасов пресных вод - опреснение солоноватых и соленых. Опреснение вод повышенной минерализации обходится подчас значительно дешевле, чем доставка пресной воды из других районов. Ареал распространения солоноватых и соленых вод за последние десятилетия несколько расширился в связи с уменьшением стока рек вследствие забора воды на хозяйственные нужды и вторжения в заливы, эстуарии и дельты рек соленых морских вод. Но, пожалуй, об опреснении как глобальной проблеме можно было бы не вести речь, если бы пресные воды не осолонялись в процессе промышленного и сельскохозяйственного производства. Минерализация речных вод во всех районах орошения постепенно нарастает, достигнув кое-где 2-3 г/л, и продолжает увеличиваться. То же происходит и в ряде промышленных районов. Постоянно повышается соленость поверхностных вод практически во всех районах размещения добывающей промышленности. Особенно много соленых вод откачивается в угольных бассейнах. Непрерывно возрастает соленость оборотных вод в связи с переводом большинства предприятий на оборотное водоснабжение. Вот почему в настоящее время мы являемся свидетелями первых, но существенных шагов, которые делает человечество в области уже не экспериментальной, а производственной деминерализации воды [13].

Опреснение соленой воды производится либо удалением из нее солей, либо извлечением молекул воды. Наиболее развит метод дистилляции (выпаривание воды с последующей конденсацией пара). Этим методом сегодня получают свыше 60% опресненной воды, предназначенной для питьевых целей. Все более широко распространяется метод опреснения обратным осмосом. Он основан на фильтровании воды через полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но задерживающие ионы солей в их гидратной оболочке.

Особый интерес был проявлен к изучению пригодности для питьевых целей воды, получаемой опреснением, поскольку дистиллят, по внешним признакам принимаемый за чистейшую питьевую воду, на самом деле весьма далек по своим показателям от биологически полноценных вод. Ему свойственны крайне низкое содержание солей, а возможно, и особенности физической структуры. Это определило появление гигиенических требований к улучшению качества дистиллята, когда предполагается его использование для хозяйственно-питьевых целей. Были научно обоснованы и разработаны различные технологические приемы коррекции солевого состава глубокообессоленных вод.

Опреснительные установки работают более чем в 100 странах мира. Наиболее обеспечены опресненной водой (в пересчете на душу населения) прибрежные территории и острова в засушливой зоне планеты. Крупные опреснительные установки, практически полностью удовлетворяющие потребности отдельных объектов в пресной питьевой воде, расположены на юге США, юго-востоке Италии, средиземноморском побережье Ливии.

Перспективы опреснения соленых и солоноватых вод в значительной мере прояснены. Встает, однако, проблема снижения себестоимости опреснения воды. Сегодня в зависимости от мощности и типа опреснительных установок себестоимость опреснения 1 м³ воды на один-два порядка выше себестоимости 1 м³ воды, получаемого при зарегулировании и территориальном перераспределении речного стока. Но поскольку возможности обеспечения водой указанными способами не беспредельны и через 40-50лет будут практически исчерпаны, значение проблемы опреснения воды становится все более очевидным. Обессоливание вод, несомненно, сыграет важную роль и в спасении рек и озер от судьбы сточных водных трактов, в которые они постепенно превращаются в связи со сбросом вод промышленностью и мелиоративными системами.

Мировой и отечественный опыт решения проблемы опреснения убедительно демонстрирует необходимость интеграции научных сил, когда речь идет о жизни человечества. На решение общих задач направлены усилия физиков-теоретиков и технологов, электрохимиков, специалистов по очистке воды и гигиенистов, конструкторов и микробиологов, инженеров по водоснабжению и физиологов, экономистов и географов. К числу труднейших задач относится энергетическое обеспечение предполагаемых технологических решений. Наиболее рациональные подходы связаны с развитием многоцелевых атомно-энергетических комплексов. Необходимы еще более продуктивные поиски методов опреснения воды и соответствующие научно-технические разработки. Мембранная технология опреснения, занимая все большее место в решении проблемы, требует качественного скачка в создании более совершенных и экономически приемлемых мембран, их массового производства. Еще не полностью раскрыты тайны биологической полноценности пресной воды, значимости ее состава для живущих и будущих поколений людей. Не ясна в технологическом и энергетическом плане и проблема утилизации рассолов, образующихся при опреснении вод, - еще одного источника минерального сырья.

Глобальность проблемы опреснения воды не вызывает сомнений. Ее решение позволит обеспечить жизнь в пустынях, на побережьях океанов и морей, спасти погибающие от засоления почв огромные массивы сельскохозяйственных угодий. Наконец, это один из эффективнейших способов очистки сточных вод промышленных предприятий. Однако следует помнить, что для широкого применения опреснения при решении водных проблем предстоит еще многое совершить и открыть [20].

1.4 Гидроэкологические проблемы Республики Казахстан

Казахстан является самым большим по площади центральноазиатским государством. Однако при этом страна считается одной из наиболее вододефицитных на всем Евроазиатском континенте. По удельной водообеспеченности (42мм. слоя стока на 1 кв. км/год) она занимает последнее место среди стран СНГ. Положение усугубляется тем, что из 8 имеющихся в Казахстане водных бассейнов, только Нура-Сарасуйский бассейн не является трансграничным. Практически все крупные реки Казахстана берут начало в сопредельных республиках. Весьма серьезной проблемой стало загрязнение именно трансграничных водотоков и, как правило, наиболее пострадавшей стороной оказываются государства, расположенные в нижнем течении реки.

Из 44 обследованных водных объектов к "чистым" отнесено 9 рек, 2 озера и 2 водохранилища, а к "грязным" и "очень грязным" - 6 рек и 1 водохранилище. Сильно загрязненными остаются воды рек Илек, Нура, Иртыш и Самаркандского водохранилища [6].

Развитие хозяйства Казахстана остро ставит проблему обеспечения водой населения, промышленности и сельского хозяйства. Особенно это относится к большинству равнинных территорий, где сказывается природная недостаточность в воде. В основном в сельском хозяйстве эта проблема может быть решена за счет озер. Однако изученность большинства озер Казахстана, их состояния, качества и количества вод неудовлетворительна, что мешает рациональному использованию их в народном хозяйстве.

Казахстан уже имеет печальный опыт Аральского моря, которое практически безвозвратно утеряно. За последние три десятилетия резко упал его уровень, более чем на треть сократилась площадь, возросла соленость воды, в несколько раз уменьшилась биологическая продуктивность [21].

Основная причина понижения уровня Арала - это интенсивное хозяйственное использование стока главных питающих море рек Амударьи и Сырдарьи для орошения земель. Существенно увеличились затраты стока в связи со строительством водохранилищ, на промышленные нужды. Состояние Аральского моря резко отрицательно влияет на всю окружающую территорию. Происходят процессы опустынивания Приаралья, понижается уровень грунтовых вод, возрастает их минерализация. Обсохшее дно моря подвергается процессам эрозии, усиливается засоление почв, снижается продуктивность пустынных пастбищ и т.д. [22].

Но многие проблемы региона Приаралья до сих пор не решены. По состоянию на сегодняшний день, сток реки Сырдарьи на территории Казахстана абсолютно не пригоден для пользования. "Что касается национальной безопасности казахстанцев, то мы давно предлагаем отказаться от использования вод стока реки Сырдарьи по качественным характеристикам для орошения. Все загрязнено в основном органикой, биогенами, тяжелыми металлами. И самое опасное -- это сульфатно-хлоридные загрязнения", -- утверждает профессор регионального экологического центра, Малик Бурлибаев [21]. Все эти химические вещества содержится и в рисе, выращиваемом в Южно-Казахстанской и Кызылординской областях.

Подобная экологическая ситуация складывается и в районе Или-Балхашского бассейна. Она охарактеризована как неустойчивая, с прогрессирующей уязвимостью озера Балхаш. Это вызвано нерациональным водопользованием, несовершенной системой управления ресурсами, межгосударственными проблемами вододеления и другими факторами. Отсутствие программного решения вопроса может привести к экологической катастрофе, ведущей к утрате национального природного достояния, аридизации климата, социальной напряженности и экологической миграции населения. Экологи уверены, что озеро Балхаш может повторить судьбу Арала, если вовремя не принять меры. Уже более десятка лет, как это озеро стремительно мелеет. Балхаш состоит наполовину из пресной воды и наполовину из соленой. Теперь соленой воды становиться все больше. Экологи заявляют, что вернуть Балхаш в исходное состояние вряд ли возможно. Нужно хотя бы удержать озеро в сегодняшнем состоянии.

Проблема Балхаша возникла в конце 60-х годов в связи с проектированием и строительством на реке Или Капшагайского водохранилища, которое оказало значительное влияние на водный баланс озера. Капшагайская ГЭС создала для экосистемы Или-Балхашского бассейна множество проблем. Был нарушен режим подземных вод на левобережье водохранилища; заболочено и засолено около 160 тыс.га. сельхозугодий; сокращены площади озерных систем в дельте Или.

В настоящее время из 15 озерных систем действуют лишь 4-5; возросла минерализация воды, увеличилось содержание пестицидов и тяжелых металлов в воде, донных отложениях, тканях рыб; полностью прекращен ондатровый промысел, нанесены ущербы рыбному и сельскому хозяйству. Коэффициент использования водных ресурсов бассейна озера Балхаш достаточно высокий и превышает экологически допустимый предел. В результате этих факторов Балхаш получает объем воды вдвое меньший, чем прежде. В настоящее время общей экологической проблемой в бассейне озера Балхаш является загрязнение атмосферного воздуха, водных ресурсов, накопление токсичных и опасных отходов. Одновременно с этим происходит и ухудшение экологической обстановки в регионе, в свою очередь, оно влияет не только на количественное, но и на качественное изменение воды в озере Балхаш. Все это не может не отражаться на биоразнообразии региона [22].

Так же основную угрозу для водных ресурсов страны составляет орошаемое земледелие. В Казахстанских степях грунтовые воды очень сильно минерализованы, соответственно эта вода, проникая в грунтовые воды, поднимает их уровень. И в результате происходит процесс осолонцевания. А для промывки этого слоя нет необходимых объемов и ресурсов чистых вод.

Как ни парадоксально, но кризис экономики начала 90-х годов способствовал улучшению экологического состояния водных ресурсов Казахстана. В этот период были остановлены работы на многих предприятиях и комбинатах, сократились сельскохозяйственные угодья, посевные площади. В результате чего сократился забор воды из рек, а так же выбросы отходов производства.

Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек [15].

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км³ воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 - 35 тыс. км² пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления.

Стоит заметить, что водная проблема имеет на сегодня не только определяющее экономическое, экологическое, но и огромное политическое и международное значение с точки зрения безопасности государства, что предопределено немалой ролью водных ресурсов в экономике стран центрально-азиатского региона. За последние 15 лет наблюдается тенденция сокращения естественных ресурсов поверхностных вод Казахстана. При этом из общего объема сокращения годового стока, около 90% составляет сокращение стока из соседних государств [23].

Рассматриваемые и принимаемые решения между государствами по проблемам вододеления, реальных результатов еще не принесли. Сейчас в водном кодексе Казахстана уже фигурирует экологический сток, это часть речного стока, определяемый из потребностей экосистемы. Не все водные ресурсы должны подлежать использованию или потреблению. Необходимо соизмерить потребности исходя из остаточного явления. На первом плане разделения водных ресурсов должна быть экосистема. Надо полностью ее удовлетворить в запросах. А затем использовать потенциально свободный сток для потребления. Пока не будет комплексного подхода по решению данных вопросов, уверены эксперты, "над нами будет висеть проблема Балхаша" [21].

Объем потребления хозяйственно-питьевых вод снизился в 2002 году вдвое по сравнению с 1995 годом. В расчете на душу населения воды хозяйственно - питьевого назначения приходится в среднем около 150 л/сутки. Сельское население республики потребляет в три раза меньше воды, чем городское. Ежегодный объем сброса сточных вод составляет более 5 млрд. м³ наибольший вклад в него вносят Карагандинская, Южно-Казахстанская, Павлодарская, Мангистауская, Алматинская, Кызылординская области. За последние 3 года отмечается стабилизация объемов загрязненных стоков (без очистки и недостаточно очищенных) на уровне155 млн. м³ в год. Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения.

Вот что говорят по этому поводу ученые. Профессор Н.Н.Горский: "Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит нечто худшее-недостаток чистой воды… Загрязнение рек и озер промышленными и бытовыми стоками лишает человека чистой воды". Профессор М.И.Львович: "Водные ресурсы действительно неисчерпаемы, но при чрезвычайно бережном их использовании, при самом серьезном отношении к их охране" [11].

Нельзя забывать, что вода - это самое драгоценное вещество на Земле, и потому она требует самого бережного обращения и охраны от нерационального использования и охраны водных источников.

1.5 Экологическая проблема питьевой воды Узункольского района

Более миллиарда человек - шестая часть всего населения планеты - не имеют в настоящий момент постоянного доступа к пресной воде, около двух миллиардов живут в неудовлетворительных санитарных условиях. Три миллиона детей умирают ежегодно от зараженной микробами воды. 80 процентов болезней в развивающихся странах происходят от грязной воды [19].

По данным, приведенным в Государственной программе развития сельских территорий Республики Казахстан на 2004-2010 годы, 637 сельских населенных пунктов страны (8,3 %) используют питьевую воду, не соответствующую нормативам качества (с соленостью выше 1,5 г/л), в т.ч. в 176 из них содержание соли 2-3 г/л. Больше всего таких населенных пунктов в Северо-Казахстанской, Акмолинской, Кызылординской областях.

В Узункольском районе хотя и нет такого катастрофического положения с качеством воды, но почти все водные объекты требуют проведения ряда охранных мероприятий по защите или ликвидации вредных последствий вольного или невольного вмешательства человека в их естественный режим. К сожалению, на все это обратили внимание лишь в последнее время, когда часть водоёмов уже утратила своё первоначальное предназначение.

Воздействие на окружающую среду здесь оказывает лишь аграрный комплекс, транспорт и редкие населенные пункты. Дополнительными загрязнителями в поселках являются нефтебазы и АЗС, гаражи и автохозяйства, бытовые отходы, септики. В результате интенсивных выбросов в атмосферу газо - пылевых токсичных веществ от отопительных систем и автотранспорта наблюдается чрезмерновысокое загрязнение атмосферных осадков (снега) и почв, а также поверхностных вод.

Главную угрозу загрязнения водных источников представляет нерациональное ведение сельского хозяйства: остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоёмы и загрязняют их.

На качество воды влияет вывоз и складирование твердых бытовых отходов вблизи водоемов. Это особенно неблагоприятно, так как во многих отдаленных от райцентра населенных пунктах водоемы ещё служат источником водоснабжения населения. В районном центре Узунколь основная масса твердых бытовых отходов, без разделения на компоненты, вывозится и складируется на открытой свалке, которые периодически подвергается утилизации или сжиганию.

Гораздо хуже обстоят дела по размещению и складированию отходов в сельской местности. Полигоны твердых бытовых отходов оказались в ведении сельских акиматов, не имеющих достаточных средств на их содержание. Некоторые объекты эксплуатируются с нарушением экологических требований и нормативных санитарных правил, превращаясь в источники загрязнения окружающей среды. Свалки в сельской местности являются источником очагов возгорания и загрязнения земли, воздуха и поземных вод. В настоящее время не имеется точных данных об объемах и о площадях, загрязненных отходами, что требует проведения инвентаризации накопленных отходов.

Существует ещё весьма значительный источник загрязнения воды, который практически не поддаётся контролю. Это ливневые и снеговые стоки с территории леса, сельскохозяйственных угодий и т.д. По загрязнённости такие воды, стекающие с огромных территорий нередко сопоставимы с городскими канализационными водами.

Обеспечение населения района качественной питьевой водой является одной из актуальнейших.

На территории района для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения используют подземные воды артезианских бассейнов. Пресные подземные воды обладают высоким качеством и полностью отвечают требованиям действующих ГОСТОв для питьевых вод. Поэтому централизованное водоснабжение всего района базируется целиком на использовании подземных вод.

Объектами санитарных наблюдений, осуществляемых органами санитарно-эпидемиологической службы, являются водоемы, которые используются для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения. При этом комплекс аналитических показателей определяется действующими ГОСТом в соответствии с указанными документами при изучении санитарного состояния водоемов в анализ включаются показатели, характеризующие внешний вид водоема, органолептические свойства воды, санитарный режим водоема, содержание вредных специфических веществ в водоеме, микробное загрязнение воды.

2. Методика работы

При подготовке дипломной работы весь материал по Узункольскому району был получен в санитарно-эпидемиологической службе и у егеря. Санитарно-эпидемиологическая служба предоставила материал по состоянию водоснабжения Узункольского района. У егеря был получен материал по водным обьектам и их флоре и фауне.

Для логического изложения работы и органичной связи всего материала используемого мной приводится климато-географическая характеристика всего Узункольского района.

Метод определения качественных характеристик вод.

Место отбора пробы зависит от типа водоисточника и цели исследования. проба должна соответствовать среднему составу воды исследуемого объекта. Из рек и ручьёв пробы отбираются по нескольким вертикалям с различных глубин створа. Пробы отбираются батометрами или 2-5 - литровой бутылкой, прикреплённой к шесту или спускаемой в поток в тяжёлой оправе на тросе.

Методы анализа общефизических свойств проб обычно сводятся к определению количества взвешенных веществ прозрачности и мутности. Количество взвешенных веществ устанавливают путём отделения их от жидкой фазы в фильтрах и последующего взвешивания высушенного твёрдого остатка. Для фильтрования обычно используются мембранные или бумажные фильтры. Комплекс аппаратуры, применяемой для определения количества взвешенного вещества, включает фильтровальный прибор, сушильный шкаф (105⁰ С), электрическую печь (600⁰ С), аналитические весы, эксикатор и тигли.

Химический анализ. Наиболее распространённым контролем за химическим составом сточных вод является определение их кислотности и щелочности по показателю рН, характеризующему, как известно, концентрацию водородных ионов. Например, при загрязнении сульфатами используют гравитационный метод - осаждение ионов СО₄ хлористым барием в кислой среде в виде гидросульфата бария. Содержание загрязнения определяют по массе осадка ВаSО₄ с перерасчётом на SО₄.

Бактериологический состав сточных вод горных предприятий устанавливается в специализированных лабораториях в соответствии со стандартными методами санитарно - бактериологического анализа на питьевую воду. При этом пользуются методом определения общего количества бактерий в 1 мл воды (бактерии выращивают в питательной среде, где они образуют в течении суток колонии, видимые при увеличении в 2,5 раза); методом мембранных фильтров (концентрируют бактерии из определённого объёма анализируемой пробы на мембранном фильтре, выращивают и дифференцируют выросшие колонии с последующим подсчетом количества бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды); бродильным методом (производят посев определённых объёмов анализируемой воды и подращивают бактерии с последующей дифференциацией и определением количества кишечных палочек).

Если обратиться к органолептическим свойствам воды, то они характеризуются следующими независимыми признаками:

- окраской,

- запахом,

- привкусом,

- опалесценцией,

- наличием плёнки на поверхности воды, и образованием устойчивой пены.

Эти признаки могут быть у природной воды (окраска), или появляться при её кипячении (запах), выдержке во времени (привкус), обеззараживании (опалесценция).

В настоящее время наряду с анализом проб воды в лабораториях используют автоматические станции контроля качества воды, которые могут одновременно измерять 8-10 показателей качества воды. Существующие передвижные автоматические станции измеряют концентрацию растворенного в воде кислорода, электрическую проводимость, температуру, концентрацию взвешенных частиц и т.п. Контроль состава сточных вод заключается в измерении органолептических показателей воды, рН среды, содержание грубодисперсных веществ, химического потребления кислорода (ХПК), количества растворимого в воде кислорода, биохимического потребления кислорода (БПК) и концентрация вредных веществ, для которых существует нормируемые значения ПДК.

Измерения ХПК осуществляется арбитражными методами, проводимыми с большой точностью за длительный период времени, и ускоренными методами, применяемыми для ежедневных анализов с целью контроля работы очистных сооружений или состояние воды в водоёме при постоянном расходе и составе сточных вод.

Из лабораторных методов наибольшее применение имеет йодометрический метод Винклера для обнаружения растворимого кислорода с концентрацией более 0,0002 кг/m*1000. Меньшие концентрации измеряют калорическими методами, основанными на изменении интенсивности цвета соединений, образованных в результате реакции специальных красителей и сточной воды.

Определение БПК производят на основе анализа изменения количества растворённого кислорода с течением времени. На практике обычно используют пятисуточное биохимическое потребление кислорода - БПК5.

Изменение концентрации вредных веществ, для которых установлены ПДК, проводят на различных ступенях технологической схемы очистки, в том числе перед выпуском сточной воды в водоём.

3. Результаты исследований

Узункольский район (переименован из Ленинского указом президента Республики Казахстан № 3550 от 17.06.1997г.) находится в северо-восточной части Костанайской области. На севере граничит с Курганской областью России, на востоке - с Северо-Казахстанской обл., на западе - с Мендыкаринским, на юге - с Сарыкольским районами Костанайской области (рисунок 1).

Рисунок 1. Карта Узункольского района

Протяженность района с севера на юг - 120км, с запада на восток - 96 км, территория района - 7,2 тыс.кв.км. Территория района занимает площадь 715581 га на 6,3% от всей территории области.

Административным центром района является с. Узунколь, расположенное в юго-западной части района. Районный центр удален от областного центра г.Костаная на 162км. Расстояние от райцентра до наиболее удалённой центральной усадьбы бывших совхозов составляет 95км [24].

Ненарушенной (природной) является окружающая среда на части лесостепной зоны Узункольского района. Это относительно редко заселенные территории с берёзово-осиновыми колками, сосновыми ленточными борами и насаждениями, с большим разнообразием и численностью лесной и степной фауны млекопитающих, птиц, и насекомых, вводно-болотными угодьями, природными пастбищами и колониями "аборигенов" (сурков, сусликов и др.).

3.1 Характеристика рельефа

Территория района имеет общий уклон поверхности к северу. Абсолютные высоты колеблются в пределах 140-170м. Для территории района характерны два типа рельефа: гриво-ложбинный и слабоволнисто-равнинный. Гривы вытянуты, как правило, в восточном и северо-восточном направлениях. Длина грив -1-6 км, ширина - до 1 км.

Относительные высоты - 3-15м. склоны грив слабопокатые. По вершинам грив и их склонам встречаются вытянутые, реже округлые понижения глубиной до 0,4-0,6 м. занятые преимущественно лесной растительностью.

Гривы чередуются с межгривными понижениями шириной от 1-2 до 4-6 км. Обычно они представляют собой слабоволнистую равнину с сильно развитым микро и мезорельефом. К наиболее низкому уровню понижений приурочены древние ложбины стока и озёрные котловины. Относительная глубина ложбин 1,5-4 м.

Слабоволнистая равнина с развитым микрорельефом имеет абсолютные высоты 150-170м. Волнистость рельефа создают многочисленные увалистые и холмообразные повышения с относительной высотой 2-7м. склоны их очень пологие, вершины сглажены.

Для рассматриваемого района характерно сочетание степной растительности с лесными участками. Леса приурочены к мезо- и микропонижениям слабоволнистой равнины и различного рода понижениям по вершинам и склонам грив.

Древостои состоят из берёзы бородавчатой и пушистой с примесью осины. Естественная растительность межколочных участков слабоволнистой равнины, незасолённых склонов и грив, которые в настоящее время распаханы, в целинном состоянии была представлена злаково-разнотравным и богато-разнотравными - ковыльными ассоциациями.

На целинных межколочных приозёрных и межгривных участках солонцеватых почв произрастает грудницево-типчаковая и полынно-типчаковая растительность с участием кемека, полыни.

По неглубоким заболоченным понижениям широко распространены заросли ивы. Травяной покров состоит из лугово-болотного разнотравья и осок. На юге района, вследствие карбонатности почв и близкого залегания третичных засолённых глин, леса отсутствуют.

Район расположен в пределах южной части Западно-Сибирской низменности. Она покрыта мощной толщей третичного и четвертичного возраста. Третичные отложения представлены переслаивающими глинами и песками, а более поздние четвертичные отложения состоят из озёрных аллювиальных глин, суглинков, галечников и песков [25].

На территории Узункольского района, расположены настоящие памятники природы:

- "Красные Борки" - лесостепной природный комплекс в пределах Борковского лесничества, государственный памятник природы областного значения. В перспективе заповедник площадью в 6 тыс.га. Территория комплекса относится к Тоболо-Ишимскому междуречному лесостепному хвойно-мелколиственному району (северный подрайон).

Основным типом охраняемой растительности являются сосновые леса. Вблизи озерных котловин среди сосен появляются береза повислая, береза пушистая и осина. Охраняемые виды растений: линнея северная, зимолюбка зонтичная, грушанка (зеленоцветная, малая, круглолистная), зимолюбка зонтичная, ортилия однобокая, купена душистая, башмачок пятнистый, а также исчезающие виды папоротников.

- Берёзово-осиновый колок у п. Пресногорьковка, близ озера Рассольного в Боровском лесничестве. Решением Кустанайского облисполкома № 631 от 2 октября 1970 года "Об охране памятников природы в области" занесён в список памятников природы на территории Кустанайской области. Лесок с редчайшим травянистым покровом. Здесь встречаются редкие и исчезающие виды папоротников, грушанковых и орхидных.

Папоротниковые представлены пузырником ломким, орляком обыкновенным, грушанковые - грушанкой зеленоцветной и орхидные - любкой двулистной. Численность этих растений сокращается, а ареал сужается с течением времени по естественным причинам, либо из-за вмешательства человека.

В западных и северных частях характерны массивы березовых и осиново-берёзовых колков в неглубоких западинах, встречаются луговые виды трав (пырей ползучий, костер безостый, мятлик луговой). Характерно присутствие костяники, осоки серповидной, мятлика дубравного. К югу и юго-востоку колочные равнинные участки сменяются гривноложбинными степными пространствами, преобладают разнотравно-красноковыльные степи с полынью и другим разнотравьем [26].

Западная и северо-западная части территории представлены разнотравно-красноковыльной и ковыльной растительностью. Эта часть зоны имеет богатые пастбища и степные сенокосы.

На территории запрещена рубка леса, разработка полезных ископаемых, пастьба скота и другие виды использования.

Почвы на территории района имеют значительное типологическое разнообразие.

Серые лесные почвы, столь характерные для типичной лесостепи, в этом районе Казахстана встречаются редко. Располагаются они целостными площадями под разреженными берёзовыми лесами, часто с примесью осины, по вершинам и склонам грив. Почвообразующие породы-опесчаненные и лёгкие суглинки. Отдельной разностью выделяются серые осолоделые почвы, приуроченные к слабовыраженным мезо- и микропонижениям в верхней части грив. пресный вода гидроэкологический питьевой

В межколочных и межгривных понижениях на равнине широко распространены лугово-чернозёмные глубоко солонцеватые и высоковскипающие почвы. К глубоким понижениям с близким залеганием грунтовых вод приурочены лугово-болотные почвы. Сформировались они в условиях сезонного переувлажнения снеговыми и дождевыми водами под осоко-вейниковой растительностью с ивняками. Почвообразующие породы - оглееные глины.

Болотные почвы образовались в замкнутых бессточных понижениях в условиях постоянного переувлажнения под ивняково-осоковой растительностью в результате зарастания неглубоких озёр болотной растительностью.

Солоди занимают сравнительно небольшие площади под берёзово-осиновыми лесами и ивняками в пределах слабоволнистой равнины и межгривных равнинных территорий. Наиболее распространены солоди лесные и заболоченные [25].

В лесном комплексе "Красный борок" преобладают песчаные и супесчаные почвы, занятые древостоями сосны. Под сосняками и производными от них березняками сформировались дерново-боровые почвы.

Самыми распространёнными в районе почвами являются чернозёмы обыкновенные, которые занимают значительные площади равнинной территории. Почвообразующими породами для них служат жёлто-бурые лессовидные суглинки.

Постоянные грунтовые воды залегают глубоко (5-20 м) и вскрываются лишь шахтными колодцами. Вода пресная, иногда слабоминерализованная. Грунтовые воды с такой глубины на почву и лес практически влияния не оказывают. Характер распределения поверхностных вод по элементам рельефа обуславливает различные типы водного режима в почвах.

На гривах и повышенных участках слабоволнистой равнины в условиях неустойчивого водного режима сформировались обыкновенные чернозёмы.

Полезные ископаемые представлены главным образом, кирпично-черепичным сырьём. Месторождения в основном сосредоточены в северной и центральной части района и не превышают 10,0 млн. куб.м. Исключение составляет Демьяновкое месторождение кирпичных суглинков, которое относится к категории "средней".

На плоских или несколько равнинных участках, где неглубоко залегает верховодка, нижняя часть профиля имеет следы оглеения, что определяет гидроморфность формирующихся здесь лугово-чернозёмных почв.

В западинах и блюдцах под колками преобладает промывной водный режим, с которым связано образование в различной степени осолоделых почв и солодей.

На приподнятых участках межгривных и проколочных понижений в тёплое время года господствует выпотной тип водного режима. С этим связано и сезонное поднятие к верху легкорастворимых солей, что приводит, в конечном счете, к образованию засолённых и солонцеватых почв [26].

3.2 Характеристика климата

Из-за отсутствия на севере и юге области высоких естественных барьеров, её территория доступна для свободного перемещения тёплого сухого субтропического воздуха пустынь Казахстана и Средней Азии и холодного, бедного влагой арктического воздуха.

Резко континентальный климат характеризуется жарким и сухим летом, которое сменяется холодной и малоснежной зимой. К неблагоприятным факторам климата относятся: засухи, суховеи, сильные бури, поздние весенние и ранние осенние заморозки, сильные морозы в зимний период.

Годовая амплитуда температур воздуха в среднем составляет 80°С, в отдельные же годы достигает 90°С. В летнее время температура воздуха нередко превышает 30°С, а в зимние месяцы нередко падает до - 40°С.

Зима характеризуется устойчивой морозной погодой. Средние температуры наиболее холодных месяцев - января-февраля составляют - 18-25 градусов. В отдельные годы абсолютный минимум на севере достигает-54 градусов. В зимнее время иногда отмечаются повышения температуры, обусловленные вторжением на территорию области тёплых потоков воздуха с юга.

Первый снег в северной половине района выпадает в среднем в последней декаде октября. Первый снег быстро стаивает в результате наступающих потеплений, и лишь через 10-15 дней, в среднем около 12 ноября в лесостепной зоне, устанавливается устойчивый снежный покров, который лежит относительно долго - 4-5 месяцев. К этому моменту средняя суточная температура воздуха понижается примерно до -5°С.

В годы с ранними зимами устойчивый снежный покров может образовываться уже в конце октября, а в годы с поздними зимами до середины декабря и до начала января.

Нарастание запасов воды в снеге происходит обычно более интенсивно в первой половине зимы. Максимальные запасы воды накапливаются в среднем к середине марта.

В многоснежные зимы снегозопасы достигают, а иногда превышают 100 мм. Зимние метелевые ветры уносят снег с открытых мест. Обнаженная почва глубоко промерзает, и возникает угроза для корневой системы растительности. Это вызывает необходимость снегозадержания.

В холодное время года область часто находится под влиянием мощного Западного отрога сибирского антициклона. В таких случаях преобладает антициклонный режим погоды с устойчивыми морозами. Зимой преобладают ветры южного и юго-западного направления. Нередки снежные метели и бураны.

В некоторые годы за три зимних месяца наблюдаются до 60 дней с метелью (иногда в течении целой недели). Почти в половине случаев температура во время метелевой погоды держится около -20°С при ветре 10м/сек и более.

К началу весеннего таяния высыпание снега в среднем не превышает 20-30 см. Быстрое нарастание тепла продолжается в течение апреля и мая. Дружное весеннее снеготаяние происходит благодаря резкому возрастанию солнечной радиации, а также выносу тёплого воздуха из Средней Азии.

Даже при отрицательных дневных температурах воздуха отмечается наиболее интенсивное таяние снежного покрова. За этот период таяния сходит 25-35% зимних снегозапасов, устойчивый снежный покров на степных участках исчезает в среднем около 13-15 апреля. Ввиду того, что к началу снеготаяния почва на полях и в лесу не размерзается, снеговая вода стекает в микропонижениям рельефа, таким образом, создается пёстрый и разнохарактерный фон увлажнения почвы. Образуются естественные водопои для диких животных.

В весеннее время характерны частые смены резких повышений температуры воздуха её понижениями. Возможны поздневесенние заморозки, сопровождающиеся иногда выпадением снега. Заморозки прекращаются в среднем между 15 и 26 мая, но в отдельные годы могут наблюдаться даже в июне. Периоды погоды с ночными заморозками в большинстве случаев кратковременные (редко более 2 дней подряд). Быстрое нарастание тепла продолжается в течение апреля и мая.

В летнее время господствующими ветрами являются ветры северных и северо-западных направлений. Сила ветра возрастает весной, особенно в начале марта, когда происходит смена холодного арктического воздуха тёплым субтропическим, тем самым резко увеличивается испарение талых снеговых вод.

Конец июня, июль и начало августа можно считать жаркой частью года. Средняя суточная температура воздуха в июле приближается к +20°С. В некоторые годы абсолютный июльский максимум достигает 43°С. В период с мая по сентябрь среднемесячные температуры воздуха превышают 30 градусов. В тёплое время года нередко бывают вспышки атмосферных и почвенных засух.

В каждом десятилетнем периоде продолжительные атмосферные засухи повторяются в течение 3-4 лет. Наряду с засухами наблюдаются в июне-августе суховеи, при которых среднесуточная температура бывает выше 23°С, а средняя относительная влажность воздуха ниже 30%, ветер 6-10 м/сек.

Со второй половины августа температура начинает быстро снижаться и в середине сентября начинаются заморозки. В некоторые годы заморозки наблюдаются уже в конце августа или напротив, только в начале октября. Среднегодовое количество осадков 330-350 мм, причём 70-80% их годового количества приходится на тёплый период. Осадки тёплого периода распространяются неравномерно. Весна и начало лета отличаются малым количеством осадков, что в сочетании с большими скоростями ветра, наблюдающимися в это время, приводит к быстрому иссушению почвы. Периоды без дождей в северных районах достигает 30 дней.

Эти общие сведения указывают на относительно жёсткие климатические условия для произрастания древесно-кустарниковой растительности, лесных и сельскохозяйственных культур. Леса на территории района подвержены периодическому действию засух и суховеев, что влияет на их устойчивость вообще и естественную возобновляемость в частности [24].

3.3 Характеристика водоёмов Узункольского района

Гидрографическая сеть Узункольского района представлена реками Убаган, протекающей по юго-западной и западной границе района, рекой Карасу протекающей в юго-восточной части района и впадающей в озеро Речное, ручьями и оврагами, которые постоянного стока не имеют, множеством озёр, как больших по площади, так и малых.

Характеристика текучих водоемов

Река Убаган находится в западной части Узункольского района. Река Убаган - правый приток реки Тобола. Своё начало река берёт из озера Коктал и, протекая через цепь горько-соленых озер (в т.ч. озеро Кушмурун) впадает в р.Тобол за пределами региона. Общая длина реки равна 376 км., площадь водосбора- 27300 кв.км,средний уклон - 0,001.

Русло врезано в широкое днище другой, хорошо разработанной долины, некогда сбрасывающей воды талых ледников Сибири в Приаралье. Оно снижено по отношению к поверхности прилегающей равнины на 100м. Главный приток- река Кундузды.

Долина имеет очень пологие склоны Ширина долины по верху - до 25-30 км, понизу - 3-10 км. Преобладающая глубина - 3,5-4 м, дно песчанно-илистое, вязкое, берега суглистые, крутые, высота их в верховьях не превышает 0,5 м, ниже увеличивается до 2,5-3 м. Питание снеговое.

В период весеннего половодья и паводков в результате интенсивного таяния снега водность реки повышается, и наоборот она резко падает летом и зимой.

Основным источником питания реки в межпаводковый период являются грунтовые воды. До озера Кушмурун вода в реке пресная, ниже соленая с минерализацией до 15 г/л. сток длится 200-260 суток. Летом русло распадается на плесы, соединенные перекатами. В нижнем течении из-за разности высоты наблюдается подпор со стороны р.Тобол, проявляющийся на 100 км.

Период установления устойчивого ледостава наступает в ноябре и продолжается от 145 до 163 дней. Водохозяйственное значение реки ограничивается использованием её для водопоя скота и в ограниченном объёме на орошение. Алабуга, правобережный приток р. Убаган в Узункольском районе. Длина - 50км. В границах области - 15км, Общая площадь водосбора - 301 кв.км. Сток кратковременный с объемом 7 млн. куб. м/год. Минерализация воды в паводок 0,2 г/куб. дм в межень до 20 г/куб. дм. В засушливые годы пересыхает.

Богатством и разнообразием фауны выделяются долины степных рек. В долинах рек, имеющих кустарниковые заросли обитают красная полевка, полевка-экономка, обыкновенный хомяк, лесная мышь, мышь-малютка, водяная полевка, ондатра, заяц-беляк, ласка, барсук, горностай.

Из птиц многочисленны полевой жаворонок, полевой конек, желтая и белая трясогузки, варакушка, перепел, серая куропатка, обыкновенная горлица, луговой лунь, луговой и черноголовый чеканы, сорокопут-жулан, обыкновенный соловей и др. Ихтиофауна реки Убаган представлена такими видами рыб как щука, ерш, окунь, карась, линь. В относительно недавнем прошлом здесь встречались - заходили вверх по Тоболу из Оби и Иртыша: сибирский осетр, стерлядь, нельма, но в настоящее время эти виды не встречаются [27].

Характеристика стоячих водоемов

Узункольский район по праву считается озерным краем. По картам землепользователей в районе насчитывается 704 водоема, где явно преобладают пресные озера. Площадь их водной поверхности различная: от 8-10 до 1704 га. По происхождению котловин озера в основном просадочно-суфозионного происхождения. Озера мелководны, их глубина обычно не более 10 м. Наиболее крупные: Сарыоба, Речное, Балыкты, Огузбалык, Итсары, Большой Терсколь, Пресное, Бабье, Жаргаин, Долбилово. К наиболее известным минеральным озерам относятся озеро Мыльное, Соленое.