Мониторинг качества поверхностного стока, поступающего в городские водоемы, имеющие особое значение

На территории Самарской области располагаются Саратовское и Куйбышевское водохранилища, малые реки, замкнутые водоемы. Некоторые водные объекты расположены непосредственно на территории г. Самары. Наравне с этим область отличается высокой урбанизацией, что не может не сказываться губительным образом на состоянии всех компонентов природной среды, и воды в частности. Так, большинство из малых замкнутых водоемов испытывают дефицит воды. Естественные и копаные пруды, включенные во внутриквартальную застройку, бывают полноводными лишь в период таяния снегов, а к концу лета мельчают, некоторые пересыхают [7].

Природные объекты обладают отлаженной системой самовосстановления, но рост силы и скорости воздействия антропогенных источников на них настолько стремителен, что многовековые механизмы не поспевают за ними. Отсюда происходит деградация природных объектов. Для поддержания и сохранения природных комплексов в 1960 г. правительством Российской Федерации был издан закон «Об охране природы в РСФСР». На территории Самарской области находится 219 особо охраняемых природных территорий (ООПТ) (по сведениям 2012 г.). Мы рассмотрели 3 природных объекта г. Самары, имеющих особое значение, на территории которых расположены замкнутые водоемы. Прочие

Бауман Мария Андреевна, аспирантка территории, водные объекты, поверхностный условия и характеристики выбранных объектов различаются: тип питания, местоположения, антропогенное воздействие, охранные мероприятия на их водосборной территории и пр.

Первый объект - городской парк «Воронежские озера». Имеет статус парковой зоны и памятника природы с районным уровнем охраны (утвержден Федеральным законом Российской Федерации от 14 марта 1995 г. №33-ФЗ). Расположен в центре жилого микрорайона и представляет собой 3 пруда овражного происхождения, общая водосборная площадь которых сократилась примерно на 100 га с момента их появления, в настоящее время площадь водосбора составляет 280000 м2, а суммарная площадь водного зеркала озер — 17600 м2. Питание преимущественно за счет поверхностного стока. Воздух на территории парковой зоны достаточно сильно страдает от точечных источников загрязнения - автотранспорта: в непосредственной близости от парка проходят 2 автотранспортных шоссе с высокой загрузкой автотранспорта -Московское шоссе и проспект Кирова, а также 2 улицы с плотным автотранспортным потоком -улицы Воронежская и Стара-Загора. Парк активно используется городским населением в рекреационных целях: пикники, прогулки с детьми, животными; распространено любительское рыболовство; на территории парка расположена детская площадка и 2 кафе; в непосредственной близости от парка располагается автостоянка. Дорожно-тропиночная сеть вокруг озера достаточно хорошо развита - по всему периметру проложены асфальтированные дорожки, шириной от 0,75 м до 3 м, также имеются неасфальтирован-ные тропинки.

Второй объект – Самарский Ботанический сад, имеет статус государственного памятника природы и особо охраняемой природной территории (утвержден Решением РИК № 248 от 25.10.77 г., Решение Горисполкома № 1037 от 24.12.91 г.). Расположен в центре в Октябрьского района г. Самары. Площадь сада с момента создания увеличилась примерно на 5 га, в настоящее время площадь водосбора составляет порядка 400000 м2. На территории сада расположены 2 пруда, питающиеся как за счет родников, так и за счет поверхностного стока. Общая площадь прудов составляет более 10000 м2. Воздух на территории сада испытывает воздействие линейных и точечных источников загрязнения – автотранспорта: в некоторой удаленности имеется крупная транспортная развязка – перекресток ул. Аврора и Московское шоссе с круговым движением. Пруды располагаются в центре Ботанического сада, обилие древесной и кустарниковой растительности значительно снижает гнет антропогенного воздействия. Ботанический сад используется городским населением в рекреационных целях, но доступ на территорию и виды отдыха регламентированы. Дорожно-тропиночная сеть вокруг пруда умеренно развита – с двух сторон по берегу пруда расположена асфальтированная главная аллея сада шириной до 3 м, от которой отходят несколько неасфальтированных тропинок, несанкционированные тропинки на территории сада практически отсутствуют.

Третий объект – Озера Яицкие являются памятником природы регионального значения (утвержден решением Куйбышевского облисполкома от 25.09.1967 г. № 566). Расположены на границе г. Самары в непосредственной близости от федеральной трассы. Представляют собой систему террасовых озер-стариц реки, общая площадь которых составляет 530000 м2. Одно из озер граничит с коттеджным поселком, который оказывает сильное воздействие на природный объект, формируя природно-антропоген-ный объект. Воздух на территории памятника природы достаточно сильно страдает от линейных и точечных источников – автотранспорта: в непосредственной близости от озер проходит федеральная автомобильная трасса Уральское шоссе и Южное шоссе с высокой загрузкой. Прилегающая к озерам территория ежегодно распахивается, используется под выпас скота и складирование ядохимикатов, нефтепродуктов и удобрений. Также парк активно используется городским населением в рекреационных целях: летом в озерах купаются, ловят рыбу, на берегу устраивают пикники, имеются следы кострищ, на месте которых в течение нескольких лет не возникают растительные сообщества. Дорожно-тропиночная сеть вокруг озера развита очень неравномерно – наибольшее количество асфальтированных дорожек и тропинок шириной от 1 до 3 м расположено со стороны коттеджного поселка; в непосредственной близости от западного и северного краев озера проходят автомобильные асфальтированные дороги шириной 8 м. С южной и восточной сторон озера дорожки и тропинки практически отсутствуют. Имеются сведения о периодически осуществляющемся сбросе сточных вод и заборе воды на поливы, что оказывает неблагоприятное воздействие на озерную экосистему.

В разной степени каждый из выбранных объектов испытывает недостаток воды: в большей степени – Воронежские озера, которые ежегодно уже в июле заметно мельчают, а к осени озеро №3 раз в несколько лет пересыхает совсем; менее катастрофически дела обстоят с озерами в Ботаническом саду, уровень воды в них к осени заметно падает, но не дает им пересыхать подпитка родниками; в меньшей степени недостаток воды испытывают Яицкие озера – уровень воды в них поддерживается за счет сообщения с р.Самарой [7].

Таблица 1. Результаты анализов весеннего поверхностного стока с водосборной территории Яицких озер

За период 2012-2013 гг. нами были отобраны пробы талых и дождевых вод — по 6 проб с водосборной территории каждого объекта ис-следования. Выбор показателей анализа, отбор, хранение, транспортировка проб отвечает требо-ваниям ГОСТ [2-5]. Из общего массива гидрохимических показателей были отобраны 6 наиболее показательных по результатам исследований, проведенных нами ранее. В качестве примера приводим результаты анализов воды Яицких озер, которые оказались наиболее загрязнены (таблицы 1 и 2).

Таблица 2. Результаты анализов осеннего поверхностного стока с водосборной территории Яицких озер

По численным значениям строится корреляционная матрица, состоящая из коэффициентов попарной корреляции для каждой пробы (табл. 3 и 4). Высокие коэффициенты корреляции свидетельствуют о существовании статистической связи в данной выборке, которую мы можем трактовать как наличие определенной структуры загрязнения поверхностного стока, остающейся постоянной вне зависимости от года и места взятия пробы. Показано, что можно использовать уравнение регрессии с множеством переменных, объединяя эти показатели в один фактор. Этот фактор будет латентным, и его еще предстоит интерпретировать с позиции гидрохимии.

Таблица 3. Корреляционная матрица проб весеннего стока (на примере Яицких озер)

Таблица 4. Корреляционная матрица проб осеннего стока (на примере Яицких озер)

Так как в нашем регионе малые водоемы исследованные объекты являются объектами с испытывают сезонную нехватку воды, предла- особым уровнем охраны и имеют ряд ограни-гаем поверхностный сток не отводить, а акку- чений, связанных с деятельностью на их водо-мулировать и направлять в водоемы. Так как сборной территории, то предлагается свести к минимуму все технические мероприятия по изменению направления поверхностного стока (направление стока посредством поверхностных ливневых каналов и механическая аккумуляция снежного покрова в определенных местах). Необходимы мероприятия по очищению поверхностного стока, которые могут быть неизменными, так как структура загрязнения ежегодно остается постоянной. Мы предлагаем биологические методы очистки с помощью биоплато. На всех изученных объектах имеются богатые заросли высшей водной растительности (ВВР), способной аккумулировать различные химические элементы и соединения [1]. Снег и талую воду в весенний период имеет смысл аккумулировать и направлять в биологические пруды для более тщательной очистки с использованием набора видов растений, подобранного для каждого конкретного объекта на основе проведенных химических исследований стока. При использовании ВВР с целью очищения поверхностного стока, поступающего в водоем, для предотвращения вторичного загрязнения воды в гидро-фитных системах вследствие отмирания части ВВР в результате негативного действия загрязняющих веществ, следует учитывать допустимые нагрузки загрязняющих веществ на биосистему с ВВР [6].

Выводы: городские водоемы, имеющие особое значение, испытывают потребность в дополнительном поступлении воды. Наименее затратным и экологически сбалансированным способом пополнения их водности является аккумуляция и очистка поверхностного стока.