Памятка для родителей агрессивность ребенка (стр. 3 )

Цветение водохранилищ – массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды.

Экосистема – любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АЧ – ассимиляционное число.

БПК5 – величина биохимического потребления кислорода за 5 суток.

ГМВ-МГУ – гидрологическая модель водохранилища, разработанная на кафедре гидрологии суши географического факультета МГУ.

ГЭС – гидроэлектростанция.

Кв – коэффициент водообмена.

КИМ – канал имени Москвы.

НПУ – нормальный подпорный уровень.

ПО – перманганатная окисляемость.

ПП – первичная продукция фитопланктона.

САЧ – суточное ассимиляционное число.

СВС – северная водопроводная станция.

ФАР – фотосинтетически активная радиация.

ХПК – химическое потребление кислорода.

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние решаемой научно-технической проблемы. В настоящее время водоснабжение практически всех крупных городов и мегаполисов в мире базируется на использовании водных ресурсов поверхностных источников. Обеспечение гарантированных расходов воды на водоснабжение достигается созданием водохранилищ глубокого сезонного и многолетнего регулирования стока. Необходимость в таком регулировании стока объясняется тем, что ежемесячная потребность в питьевой воде гораздо менее изменчива в сравнении с естественным стоком большинства рек. Поэтому современные системы источников водоснабжения крупных городов представлены комплексом гидротехнических сооружений, насосных станций, каналов, водохранилищ, участков зарегулированных рек, а их водосборы занимают обширные территории.

Современное и перспективное водоснабжение г. Москвы базируется на регулировании поверхностного стока с двух речных водосборов – р. Москвы и р. Волги. Обе системы источников водоснабжения – Москворецкая и Волжская – представляют собой сочетание как типично техногенных, так и природных водных объектов.

Разнообразие научных и практических проблем, связанных с качеством воды источников водоснабжения г. Москвы чрезвычайно велико – от гидролого-водохозяйственных до чисто химических и геохимических. Это связано, во-первых, с большим различием водохозяйственных комплексов, использующихся для подачи воды на 5 водопроводных станций, во-вторых, с недостатком теоретического описания многих процессов, происходящих в природных водах и определяющих трансформацию состава воды в водных объектах.

Управление водной экосистемой в мировой лимнологии предполагает реализацию комплекса мероприятий, направленных на поддержание или восстановление естественных условий функционирования экосистемы, при которых обеспечивается высокий уровень качества воды. Этот комплекс воздействий на водную экосистему может включать как планирование на отдаленную перспективу, так и реализацию оперативных мероприятий в целях компенсации спонтанно возникающих возмущений. Планирование базируется на разработке стратегии управления экосистемными процессами, в которой определяется хозяйственно-экономическая политика использования водоема и его водосбора. При реализации управления оперативно решаются задачи тактики управления, возникающие из‑за ограниченных возможностей прогноза короткопериодных воздействий, таких как резкие изменения погодных условий, притока воды и веществ в водный объект, его аварийное загрязнение и т. д.

К числу важнейших факторов формирования качества воды источников водоснабжения относится гидрометеорологическое воздействие на водоем и, прежде всего, погодные условия. Современные климатические изменения и проявления аномальных синоптических ситуаций заостряют проблему прогноза качества воды и разработки мероприятий по снижению негативных последствий экстремальных воздействий на экосистему водоемов источников водоснабжения.

Актуальность и новизна темы. Активное совершенствование технологий очистки природных вод на водопроводных станциях не приводит к изменению положения, при котором качество и стоимость подготовки питьевой воды находится в прямой зависимости от качества воды, формирующегося в водных объектах – источниках водоснабжения. Главным и непрерывно возобновляющимся источником пресной воды для хозяйства служит речной сток. Свойственная ему пространственно-временная неравномерность, ограничивающая возможность использования речных вод, преодолевается путем его регулирования водохранилищами. Замедление стока в этих объектах ведет к изменению состава и качества речных вод. Наиболее ярко преобразование стока проявляется в долинных водохранилищах глубокого сезонного и многолетнего регулирования стока.

Интенсивное развитие фитопланктона в летний период в водных объектах источников водоснабжения – одна из самых распространенных проблем водоснабжения из поверхностных источников во всем мире. Достаточно хорошо известные отрицательные последствия аномального развития водорослей для качества воды приводят как минимум к резкому возрастанию затрат на водоподготовку на водопроводных станциях.

Водохранилища системы водоснабжения г. Москвы относятся к типу эвтрофных водоемов, т. е. интенсивное развитие цветения фитопланктона в них в вегетационный период – явление обычное. При аномальном цветении водохранилищ станции водоподготовки в полной мере испытывают влияние резкого ухудшения качества воды в водоисточнике. При этом цветение в водохранилищах из‑за особенностей их экосистем может развиваться несинхронно, как в пространстве, так и во времени.

В настоящее время в науке не существует не только универсальных, но даже индивидуальных теоретически обоснованных методик прогнозирования развития фитопланктона. Причина этого – чрезвычайная сложность и многофакторность этого явления. Детальный мониторинг цветения слишком трудоемок, поэтому эмпирический материал обычно оказывается недостаточен для разработки методов прогнозирования. Эксперименты с крупными природными системами, какими являются водохранилища, практически нереальны. Поэтому в настоящее время делаются попытки смоделировать развитие фитопланктона путем математического описания закономерностей его роста в водоеме. Эти очень сложные модели должны опираться на модели гидрологического режима, поскольку основные факторы цветения – биогенное питание и термический режим – находятся в сильной зависимости от гидрологических особенностей года.

Все биологические процессы и явления в экосистемах – это производные автотрофного синтеза органических веществ. Фитопланктон относится к тем биотическим компонентам экосистемы водоема, которые определяют общую энергетическую основу круговорота вещества и энергии. Очевидно его влияние на качество воды и интенсивность трофических взаимодействий компонентов экосистемы. Достаточно сказать, что оценка трофического состояния водоема производится в первую очередь по количественным показателям развития фитопланктона. Но, к сожалению, до сих пор остается немало нерешенных вопросов в исследованиях закономерностей сезонных и межгодовых изменений планктонных сообществ. Несомненно, актуальной задачей является оценка и прогноз цветения водохранилищ – источников водоснабжения г. Москвы, поскольку численность и биомасса планктонных водорослей создает определенные проблемы в водоподготовке на водопроводных станциях.

Основание и исходные данные для разработки темы. В настоящее время успехи лимнологов на пути познания закономерностей развития фитопланктона и прогнозирования этого явления более чем скромные. До сих пор в науке не существует не только универсальных, но даже для отдельных водоемов теоретически обоснованных методик прогнозирования развития фитопланктона. Причина этого – чрезвычайная сложность и многофакторность этого явления, хотя главные факторы развития планктона достаточно хорошо известны. Трудность состоит в том, что эти факторы действуют одновременно и с разной интенсивностью. Не имея строгих количественных оценок влияния отдельных факторов, невозможно получить результат их сложной комбинации и спрогнозировать явление.

Достигнутый прогресс в развитии методов исследования динамики экосистем убедительно показывает, что наиболее перспективным методом описания водных экосистем представляется математическое моделирование. К настоящему времени уже накоплен опыт математического моделирования и создано большое количество моделей практически во всех направлениях водно-экологических исследований. Моделирование процессов функционирования экосистемы базируется на методологии системного анализа. Сложные структурные взаимосвязи в экосистеме воспроизводятся с учетом пространственно-временной изменчивости ее компонентов в зависимости от комплекса внешних воздействий. Подобные модели относятся к классу имитационных, или портретных, и разрабатываются на основе законов сохранения и превращения веществ, включают существенные характеристики среды.

В источниках водоснабжения г. Москвы уже давно действует хорошо отлаженная система регулярного мониторинга, осуществляемая лабораториями Мосводоканала. Накоплен большой массив данных о качестве воды, анализ которых позволяет исследовать закономерности колебаний качества воды в водных объектах источников водоснабжения. Однако, до сих пор не существует строго обоснованная схема прогноза качества воды в источниках водоснабжения и далеко не на все проблемные вопросы, в частности оценка масштабов цветения водоемов в зависимости от аномалий погоды, до настоящего времени получены ответы. Попытке ликвидировать образовавшиеся пробелы в оценках состояния водоемов, научно обоснованной разработке мероприятий по регулированию процессов продуктивности экосистем водохранилищ – источниках водоснабжения г. Москвы и посвящена настоящая работа.

Обоснование необходимости проведения НИР. Недостаток информации о функционировании водных экосистем – в настоящее время главное препятствие в разработке научно обоснованных правил управления экосистемой водных объектов. Индивидуальные особенности экосистемы каждого водоема столь значительны, что необходимо очень осторожно подбирать методы управления качеством воды даже в однотипных водоемах, расположенных в сходных географических условиях. Слишком велико многообразие природных и техногенных факторов, определяющих гидрологический и биологический режим того или иного водоема. Именно поэтому примеры успешного регулирования качества воды на основе модельного подхода к управлению водными экосистемами пока крайне малочисленны.