Determining the effect of anthropogenic loading on the environmental state of a surface source of water supply

Abstract

At present, even for a fairly large surface water object, the effectiveness of the forecasting models of water qualitative composition is largely determined by the completeness and adequacy of the source information. A review of approaches to using such models is given in scientific papers [1, 2]. Traditional forecasting methods, developed for using modern information and computing tools, are typically not effective in solving complex practical tasks on forecasting the state of a specific water object, taking into consideration all its features.

В статтi на основi аналiзу прогнозних моделей стану поверхневих об’єктiв доведено, що при створенні системи оперативного прогнозування та нормування техногенних навантажень доцільно використовувати бiльш простi моделi, якi дозволяють оперативно проводити розрахунки. В якостi підходу для проведення оперативного прогнозування техногенного навантаження запропоновано застосування орiєнтовно необхiдного рiвня зниження шкiдливого впливу на дiлянку поверхневого водного об›єкта по надходженню забруднюючих речовин. На основi ретроспективного аналiзу даних проведено математичне моделювання показникiв екологiчного стану Днiпра. Встановлено, що залежнiсть збiльшення концентрацiй забруднюючої речовини вiд збiльшення її маси, в межах дiлянок водотоку, обмежених iснуючими стацiонарними створами, описується лiнiйною залежнiстю. Аналiз отриманих залежностей дозволив встановити, що незалежно вiд виду забруднюючої речовини, вони мають IV характернi точки, якi дозволяють оперативно прогнозувати прирiст масової витрати розглянутої забруднюючої речовини та змiну її концентрацiї. Встановлено, що при рiвних значеннях збiльшення концентрацiй для неконсервативних речовин, збiльшення масової витрати буде менше, нiж для умов «чистого розведення». Тобто в реальному водному об›єктi зi збiльшенням приросту концентрацiї ЗР посилюються природнi процеси самоочищення. Проведена перевiрка адекватностi запропонованого пiдходу в умовах реального поверхневого водного об’єкта, яка дозволила встановити лiнiйнi залежностi для змiни вмiсту сульфатiв: ∆Cсульф=0,022∙∆mсульф–0,001 та хлоридiв: ∆Cхлорид=0,0143∙∆mхлорид–0,033. В свою чергу залежнiсть вмiсту сульфатiв вiд вмiсту хлоридiв має вид: ∆Cсульф=1,559∙∆mхлорид+2,286. Встановлено, що для дiлянки водотоку в умовах Днiпра лiнiйна залежнiсть для фосфатiв має вигляд: ∆Cфосф= =0,019∙∆mфосф–0,020; сульфатiв: ∆Cсульф=0,022∙∆mсульф– –0,001; хлоридiв: ∆Cхлорид=0,0143∙∆mхлорид–0,033. Залежнiсть вмiсту фосфатiв вiд вмiсту сульфатiв має вигляд: ∆Cфасф=0,066∙∆Cхлорид+0,422∆Cсульф–0,017. Наведенi рiвняння дозволяють в першому наближеннi проводити розрахунок збiльшення концентрацiї однiєї забруднюючої речовини за умови, що прирiст концентрацiї iншої вiдомий, що зменшує обсяги и даних та збiльшує оперативнiсть прогнозних розрахункiв.