(Prirodnye Resursy. Природные ресурсы)
Published by The National Academy of Sciences of Belarus & The Ministry of Natural Resources and Environment Protection of the Republic of Belarus, Minsk, Belarus
|
NATURAL RESOURCES (Prirodnye Resursy. Природные ресурсы) Published by The National Academy of Sciences of Belarus & The Ministry of Natural Resources and Environment Protection of the Republic of Belarus, Minsk, Belarus |
Summary: Central Research Institute for complex use of water resources (CRICUWR) was founded in 1961. Short history of its development and main scientific achievements over forty-year period are given. New directions and tasks are formulated which are topical for the Republic of Belarus at present. The institute laid the foundation of the Unified State System of water assessment, State Water Cadastre on the section of water use which is still used in CIS countries now. Under the methodic guidance of the institute technical certification of reservoir, water regulations in irrigated farming is done. Theoretical and program-methodical fundamentals of water management balances for river catchments which are applied in basin scheme composition of complex use and water protection are formulated. Scientific fundamentals and effective technology of the rational use and groundwater protection from contamination using for working regime optimization of water inlet under ecological assessment of influence of anthropogenic activity on ground water quality are elaborated. The effective technology of wastewater treatment for heavy engineering industry plants, meat and milk production, textile manufacturing, effective structures for water checks, system of hydraulic automata for level control on reclamation tracts are developed by the institute. Also, chemical land reclamation method for soils in order to increase water permeability of heavy clay soils, crop capacity and getting ecologically clean agricultural production on contaminated areas are developed. As the Institute is subordinate now to the Ministry of Natural Resources and Environment Protection the research activity of the institute is related to hydroecological and water protection problems. The concept of water supply for the population and sectors of the national economy of the Republic of Belarus partly implemented through individual projects of State order and State Scientific Program "Nature use and Environment protection" is elaborated by the institute. Along with the development of traditional research directions the Institute plans to study new problems that are of great importance for the republic now.
Резюме: Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов (ЦНИИКИВР) создан в 1961 г. Дается краткая история становления института, показаны основные научные достижения за 40-летний период, сформулированы новые направления и задачи, актуальные для Республики Беларусь. Институт заложил основы ведения Единой государственной системы учета использования вод, Государственного водного кадастра по разделу использования вод, которые до настоящего времени функционируют в странах СНГ. Под методическим руководством института осуществлены техническая паспортизация водохранилищ, водонормирование в орошаемом земледелии. Сформулированы теоретические и программно-методические основы водохозяйственных балансов бассейнов рек, внедренные при составлении бассейновых схем комплексного использования и охраны вод, научные основы использования и защиты от загрязнения подземных вод, нашедшие применение при оптимизации режимов работы водозаборов, при экологической оценке влияния антропогенной деятельности на качество подземных вод. Институтом разработаны прогрессивные технологии очистки сточных вод предприятий тяжелого машиностроения, мясо-молочной, текстильной промышленности, экономичные конструкции водорегулирующих сооружений, системы гидравлических автоматов для поддержания оптимального уровня воды на мелиорируемых массивах; предложен способ химмелиорации почвогрунтов для увеличения водопроницаемости тяжелых глинистых почв, повышения урожайности сельскохозяйственных культур, получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции на загрязненных территориях и др. С переходом в Минприроды Республики Беларусь институт приобретает региональную направленность, в первую очередь гидроэкологическую, водоохранную. Институтом была разработана Концепция водообеспечения населения и отраслей экономики Республики Беларусь, частично реализованная через отдельные проекты Государственного заказа и Государственной научно-технической программы природопользования и охраны окружающей среды. Наряду с рассмотрением традиционных показано развитие новых направлений исследований, актуальных в условиях Республики Беларусь.
Vojtov I. V., Novak V. A.
Present-Day Strategy of Water Resources Use and Protection in Belarus. pp. 15--20
Summary: The article deals with the strategic tendencies and approaches in water resources use and protection that have not been fully developed yet. First of all, it is drainage basin administrative vertical management structure, closely related with three main directions in activities: drinking water supply for the population which corresponds to sanitary norms and regulations; maintenance and rehabilitation of water objects to the conditions of water protection requirements; giving water objects to users in accordance with above mentioned we propose the following structure of management. Belvodokanal - oblvodokanals are responsible for quality water supply for population (mainly, from ground water sources), and for the condition of wastewater discharged into water bodies. Within the Ministry of Natural Resources: committee on water economy - basin water economy organizations responsible for maintenance and rehabilitation of water sources, for industrial water supply (from surface sources) and issue of water use license. We show the trends and ways for development of economic mechanism of the proposed management structure operation with step-by-step transition to self-repayment. We also propose strategic ways for device water quality and quantity calculation, for development of such management elements as ecological audit, ecological certification, ecological insurance, solution of surface storm runoff treatment problems in cities and industrial centers, problems of treatment and utilizing of wastewater sediments in city treatment plants. The article shows that there are great possibilities for intensifying water factor: development of water transportation, hydraulic power engineering, recreation, agricultural production resistant to dry seasons and the ways for their realization through home and foreign investors.
Резюме: В статье обсуждаются стратегические направления использования и охраны водных ресурсов, которые пока не нашли своего широкого развития, прежде всего бассейново-административный принцип управления и вытекающая из него структура (вертикаль) управления, функционально связанная с тремя основными направлениями деятельности: обеспечением населения питьевой водой, соответствующей действующим санитарным нормам и правилам; обеспечением поддержания и восстановления водных объектов до состояния, отвечающего водоохранным требованиям; предоставлением в пользование водных объектов. В соответствии с этим предлагается структура управления: "Белводоканал" - облводоканалы, отвечают за водообеспечение населения качественной водой (в основном из подземных источников) и за качество сбрасываемых сточных вод в водные объекты. В составе Минприроды: Комитет по водному хозяйству - бассейновое водохозяйственные объединения, отвечают за восстановление и поддержание водных источников, за водообеспечение отраслей экономики (из поверхностных водоисточников) с выдачей разрешений на водопользование. В этой связи показаны направления совершенствования экономического механизма функционирования предлагаемой структуры управления с постепенным переходом на самофинансирование. Предложены стратегические направления совершенствования приборного учета количества и качества вод, развитие таких элементов управления, как экологическиt аудит, сертификация и страхование, решение проблем очистки ливневого поверхностного стока в крупных городах и промышленных центрах, обработки, утилизации осадков сточных вод на городских очистных сооружениях. Показано, что имеются большие резервы по интенсификации водного фактора в развитии водного транспорта, гидроэнергетики, рекреации, сельскохозяйственного производства, устойчивого к засухе и пути ее реализации при помощи внутренних и внешних инвесторов.
Apatsky A. N., Kolobayev A. N., Skripnichenko L. N., Tishchikov G. M.
Principal Results of the Expeditionary Investigations of Water Quality of the Dnieper Basin. pp. 21--25
Summary: In October 2000 a special expeditionary investigation of water quality was conducted in the Dnieper basin. This research was carried out for the creation of information basis for the development and implementation of water protection measures in the Dnieper basin in addition to the existing system of regular observations. This work was done under the grant of the Canada Agency of International Development and the Center of international research development (Ottawa). During the expedition the level of water consumption was measured and water samples were taken from 23 points (11 of them are transborder). Hydrochemical and hydrobiological indices of water quality and ground sediment were determined, the content of radionuclides in fish and ground sediment and also the availability of harmful substances in fish tissue was measured. The results of this hydrochemical investigation of water quality of the Dnieper, the Pripyat and their tributaries correspond to the hydro biological results. As a rule, extremely dangerous sites are the same by hydrochemical and hydro biological pollution indices. It is the Svisloch below Minsk, the Dnieper below Mogilyov and Retchitsa, the Pripyat below Mozyr and the Sozh below Gomel. As a whole, the water quality of the Dnieper basin (during 2 weeks of expeditionary investigation) was determined as satisfactory. But some sites of heavy metals pollution and radionuclide contamination in ground sediments were detected. Hydrobiological indices of ground sediments are not satisfactory. That is why in other periods of the year the water quality in some places of the Dnieper, the Pripyat and its tributaries can deteriorate, especially in the presence of the intensive hydraulic process and in agricultural areas. Thus, the necessity of preventive water protection measures is beyond doubt. The existing points of observation of the water quality condition are not enough to estimate the transborder contamination. So, it is necessary to organize an additional observation post of border point; to arrange some joint (not only with the Ukraine, but also with Russia) expeditionary research; to compare the methods of water quality analysis used in different countries. Approximately, the rate of anthropogenic stress (main pollution indices specific for October 2000) in Russia and the Ukraine can be compared with that determined in the Republic of Belarus.
Резюме: Для информационного обеспечения планирования и реализации водоохранных мероприятий в бассейне Днепра в дополнение к имеющейся сети стационарных наблюдений в октябре 2000 г. проводились специализированные экспедиционные исследования качества вод в бассейне Днепра. Эта работа проводилась благодаря гранту, выделенному Канадским Агентством Международного Развития через Центр Исследований Международного развития (Оттава). В процессе экспедиции измерены расходы воды и отобраны пробы воды в 23 створах (из них 11 - трансграничных). Определялись гидрохимические и гидробиологические показатели качества воды и донных отложений, содержание радионуклидов в рыбах и донных отложениях, а также наличие вредных веществ в тканях рыб. Результаты проведенных гидрохимических исследований качества вод Днепра, Припяти и их притоков в основном соответствуют результатам гидробиологических исследований. Особо опасные участки загрязненности по гидрохимическим и гидробиологическим показателям, как правило, совпадают. Это - река Свислочь ниже г. Минска, р. Днепр ниже Могилева и Речицы, р. Припять ниже Мозыря и р. Сож ниже Гомеля. В целом качество вод в бассейне Днепра на протяжении двухнедельного периода экспедиционных исследований характеризовалось как сравнительно удовлетворительное. Однако в донных отложениях зарегистрировано загрязнение тяжелыми металлами и радиоактивное загрязнение. Гидробиологические показатели донных отложений также неблагоприятны. Поэтому в другие периоды года при интенсивных гидравлических процессах и значительном смыве загрязняющих веществ с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий качество вод на отдельных участках Днепра, Припяти и их притоков может существенно ухудшиться. Следовательно, актуальность предупредительных водоохранных мероприятий не вызывает сомнений. Существующие пункты наблюдений за состоянием водной среды явно недостаточны для репрезентативной оценки трансграничного загрязнения. В этом плане целесообразна организация дополнительных пунктов наблюдений в пограничных створах, проведение серий совместных (не только с Украиной, но и с Россией) экспедиционных исследований, а также согласование методов анализа качества воды, используемых разными государствами. По ориентировочной оценке, произведенной для специфических условий октября 2000 г., величина антропогенной нагрузки (по приоритетным загрязняющим веществам) от России и Украины сопоставима с антропогенной нагрузкой, формирующейся в пределах Республики Беларусь.
Kolobayev A. N.
State and Prospects of Water Cadastre Development. pp. 26--33
Summary: Brief historical information about the development of water cadastre is given. The existing water cadastre is described in detail, as well as the rate of its being automated. Some water-ecological tasks are determined (the informational service of which is accomplished by SWC). Some disadvantages of the cadastre are indicated. Some of them are the following: absence of the concerted efforts and means of measurement in different departments; comparatively high inaccuracy of the data on water and sewage quality; irregular measurements of the water quality and quantity in the most of the boundary. The ways to remove the existing defects of the water cadastre are offered: the organization of an additional observation post in boundary's point, elaboration of more effective methods of control of cadastre information, extension of published information, organization of automated exchange of cadastre information with other countries. Also, the dynamics of principal indices of SWC on river basins in the Republic is given.
Резюме: Приводится краткая историческая справка о развитии кадастровых работ, подробно характеризуются существующая система ведения государственного водного кадастра (ГВК), степень автоматизации кадастровых работ, водноэкологические задачи, информационное обслуживание которых осуществляет ГВК; отмечаются недостатки существующей системы ведения ГВК. К основным из них относятся: 1) отсутствие согласованности в используемых различными ведомствами способах и средствах измерения, 2) сравнительно высокая погрешность данных о качестве природных и сточных вод, 3) отсутствие регулярных измерений количествa и качества вод на большинстве пограничных створов. Предлагаются пути устранения существующих недостатков системы ведения кадастра: организация дополнительных постов наблюдений в пограничных створах, разработка более эффективных способов контроля кадастровой информации, расширение номенклатуры публикуемых сведений, организация автоматизированного обмена кадастровой информацией с соседними государствами и т. д. Приводится также динамика основных показателей государственного водного кадастра по бассейнам рек и республике в целом.
Bogdanovich M., Rogunovich V.
Metrological Basis of Water Monitoring at Paid Water Use. pp. 34--38
Summary: In article the metrological characteristics was analyzed, an conditions of usage and possibility of existing methods of water discharge measuring in an pressure- and non-pressure flows was analyzed tacking into account a paid water use. The conclusion was made, that the majority of the most widespread methods can not be use in a water discharge measuring technique in open flow at paid water use because they have inaccuracy superior allowable. The large water discharges are collected from open flows and are thrown off in them. Therefore actual problem is the development of metrology bases of measuring of water discharges in open flows. The determinations of this problem will allow to reduce inaccuracy of hydraulic, ultrasonic, inductive methods intended for open flows. The laboratory of operating monitoring of the CRICUWR during many years has been working for the solutions of this problem. In the article the outcomes of these activities are presented: single-point method "velocity - area", the sensitive measuring technique of water discharges in an open flows, microcomputer flow- and velocity meter and sensitive flow-meter. The methods and equipment which designed in CRICUWR create a metrological and legislative base for paid water use.
Резюме: Проанализированы метрологические характеристики, условия и возможности применения при платном водопользовании существующих методов измерения расходов воды в напорных и безнапорных потоках. Сделан вывод, что большинство наиболее распространенных методов не могут быть использованы при измерении расходов воды в открытых потоках при платном водопользовании, т. к. имеют погрешность, превышающую допустимую. Поскольку открытыми потоками забираются из поверхностных водных источников и сбрасываются в них значительные объемы воды, актуальной проблемой является разработка и совершенствование методов измерения расходов воды, методик метрологической аттестации, позволяющих повысить точность существующих методов, а также методик градуировки, обеспечивающих получение нормированных погрешностей гидравлических, ультразвуковых, индукционных методов, предназначенных для открытых потоков. Лаборатория оперативного мониторинга ЦНИИКИВР на протяжении многих лет работала над этой проблемой. В статье представлены результаты этих работ: одноточечный метод "скорость - площадь", образцовая методика измерения расходов воды в открытых потоках, микрокомпьютерный расходомер - скоростемер (МКРС) и образцовый расходомер (ОИР). Разработанные в ЦНИИКИВР методы и средства в комплексе создают метрологические, а следовательно, и юридические предпосылки для платного водопользования.
Grinevich A. G., Lukoshko M. R., Skuratovich S. N., Petlitsky Y. Y.
Peculiarities of Transborder Transfer of Contaminating Substances in the River Catchments of the Republic of Belarus. pp. 39--43
Summary: Due to favorable climatic and physical-geographical conditions in general the territory of the Republic of Belarus is considered to possess rather sufficient quantity of water resources. The main water problems are connected with the quality of the river water. Transborder transfer of contaminants by river systems is especially dangerous both from the point of assessment of separate regions and water users role in polluting transborder rivers as well as general problems of interstate interest settling and solution of problems in the sphere of surface water use and protection. The analysis of the information regarding the possibility of transborder transfer was carried out for all the main rivers of Belarus. The calculation scheme that enables to assess the hydrochemical runoff for every indicator at the entry and outcrop of the territory of the country was developed for every river. Several typical balance sites were described where the peculiarities of hydrochemical runoff formation on the most important elements were assessed.
Резюме: В статье достаточно подробно рассматриваются особенности всех крупных речных бассейнов Беларуси с точки зрения переноса загрязняющих веществ через пограничные створы, а также приводятся расчеты по гидрохимическим балансам для характерных участков речных бассейнов с различной степенью антропогенной нагрузки.
Volchek A.
Synchrony in Fluctuations of River Flow in Belarus and its Estimation. pp. 44--48
Summary: The results of the investigations of river flow fluctuations in Belarus are given in the article. There are about 27 000 rivers in Belarus, while the stationary net for surface water monitoring includes 4 posts of the background rank and 123 posts of the regional rank. Under these conditions, in the first place it is necessary to investigate regularity of the formation of surface waters of large regions and improve methods of the territorial generalization of river flow. Space correlation analysis of lasting fluctuations of river flow can serve not only as a means of quantitative analysis of its space variability but enables to solve several practical tasks as well. Spatial connection due to synchronic changes of meteorological elements on vast territories depends on the influence of large-scale atmosphere processes. Determination of the effect of asynchrony by means of joint curves of provision of total chronological and equally provided rows of river flow value is the basis of the proposed technique. The ratio of asynchrony is used as a quantitative indication of the degree of river flow asynchrony. For homogeneous stationary fields the function of space asynchrony depends only on the distance and provision of river flow. Values of parameters for space asynchrony functions have been received from the data on annual and monthly average flow in Belarus with the observation during no less than 35 years. The investigation results show statistically important spatial-temporal asynchrony of river flow in Belarus. The ratio of asynchrony depends on many factors and varies between 4...50 %.
Резюме: В статье приведены результаты исследований колебаний стока рек Беларуси. В республике около 27 тыс. рек, а стационарная сеть мониторинга поверхностных вод на современный момент включает 4 пункта фонового уровня и 123 пункта наблюдений регионального уровня. В этих условиях, в первую очередь, необходимо исследовать закономерности возникновения вод суши больших регионов и усовершенствовать методы территориального обобщения речного стока. Анализ пространственной корреляции многолетних колебаний речного стока может служить те только средством количественного анализа его пространственной изменчивости, но и позволяет решить ряд практических задач. Пространственная зависимость, обусловленная синхронными изменениями метеорологических элементов на больших территориях отличается воздействием крупномасштабных атмосферных процессов. В основе предлагаемой методики лежит определение эффекта асинхронности по совмещенным кривым обеспеченности суммарных хронологического и равномерно обеспеченного рядов значений величины стока воды. В качестве количественного показателя степени асинхронности стока воды используется коэффициент асинхронности. Для однородных стационарных полей функция пространственной асинхронности зависит только от расстояния и обеспеченности стока воды. Значения параметров функции пространственной асинхронности получены из данных о годовом и месячном стоке средних рек Беларуси с периодом наблюдений 35 лет. Представленные результаты исследований показывают на наличие статистически важной пространственно-временной асинхронности стока рек Беларуси. Величина коэффициента асинхронности зависит от ряда причин и колеблется в пределах 4...50 %.
Grechko A. M., Fedyaev A. A., Katsemba S. N., Zlebova A. Ye., Ilkevich D. G., Khomich V. S.
Estimation of Soil, Bottom and Natural Water Petroleum Contamination in the Republic of Belarus. pp. 49--52
Summary: Study experience of soil, bottom, underground and surface water contamination by petroleum at typical objects is summarized. Investigations were conducted in the former military base in Zyabrovka, Gomel district, Cobrin oil-base, two parts of the oil pipe-line "Druzhba" break. The main regularities of the lost oil-product migration in different geological, hydrogeological conditions are defined. Lateral displacement of oil-products from the sources of contamination happens mostly with surface and underground water and total area of their spreading can reach 60...80 ha. The maximum discovered total oil-product content of soil averages 82,6 g/kg of dry bottom and of rocks - 58,0 g/kg. Oil-products can penetrate to a depth of 40 and more meters in a vertical direction. In surface water the recorded average oil-product concentration is 31,5 mg/dm3. In underground water depending on its type petroleum concentration reaches the limit of their solubility. Rather powerful spots of the lost oil-products are formed in the parts of the active underground water contamination. For example, at the former military air force facility kerosene spot formed at the level of underground water has reached 2,1 m. Scale and degree of territory contamination by oil is defined by climatic, orographic, geological and hydrogeological conditions and also by the type of the lost petroleum. Petroleum contamination of people residing places and of drinking water-intakes locations is of great danger. In such cases a complex of measures of localizing the contamination centers and purification of soil, bottom, underground and surface water contaminated by petroleum is worked out. As a rule, it includes technical and biological soil and bottom recultivation, contaminated underground water pumping out and utilization, the construction of geomigrative screens, petroleum collection from an open water surface of rivers and reservoirs and its utilization. Practical works on contaminated soil recultivation are implemented by local organizations on whose territory petroleum contamination spots are discovered.
Резюме: Приводится перечень нормативно-методических документов, определяющих требования к охране и подходы к оценке нефтяного загрязнения поверхностных и подземных вод при хранении нефти и нефтепродуктов, разработанных ЦНИИКИВР в конце 90-х годов. Обобщен опыт изучения загрязнения почв, грунтов, поверхностных и подземных вод на характерных объектах: бывшей военной базе в н.п. Зябровка Гомельского района, Кобринской нефтебазе, двух участках порыва нефтепровода "Дружба", а также автозаправочной станции, расположенной в третьем поясе зоны санитарной охраны Минского городского водозабора "Зеленовка". Определены основные закономерности миграции утерянных нефтепродуктов в различных геолого-гидрогеологических условиях. Латеральное перемещение нефтепродуктов от источников загрязнения осуществляется, в основном, с поверхностными и подземными водами, а общая площадь ареалов их распространения может достигать 60...80 га. Максимальное отмеченное общее содержание нефтепродуктов в почвах составляет 82,6 г/кг сухого грунта, а в горных породах - 58,0 г/кг. При этос в вертикальном направлении нефтепродукты проникают до глубины 40 и более метров. В поверхностных водах зафиксированная концентрация общего содержания нефтепродуктов составила 31,5 мг/дм3. В подземных водах в зависимости от вида, концентрация нефтепродуктов достигает предела их растворимости. На участках активного загрязнения подземных вод на их зеркале формируются достаточно мощные линзы утерянных нефтепродуктов. Так, например, на бывшей авиационной базе мощность линзы керосина, сформировавшейся на уровне грунтовых вод, достигла 2,5 м. Масштабы и степень нефтяного загрязнения территории определяется климатическими, орографическими, геолого-гидрогеологическими условиями, а также видом утерянных нефтепродуктов. Наибольшую опасность представляет нефтяное загрязнение в местах проживания людей и на участках расположения водозаборов хозяйственно-питьевого водоснабжения. В этих случаях разрабатывается комплекс мероприятий по локализации очага загрязнения и очистке загрязненных нефтепродуктами почв, грунтов, поверхностных и подземных вод. Как правило, он включает техническую и биологическую рекультивацию почв и грунтов, откачку и утилизацию загрязненных подземных вод, устройство геомиграционных завес, сбор нефтепродуктов с открытой водной поверхности водотоков и водоемов и их утилизацию. Практические работы по рекультивации загрязненных земель осуществляют субъекты хозяйствования, на территории которых выявлены очаги нефтяного загрязнения.
Vasilchenko G., Drutskaya V., Kapelko L.
Solution of Ecological-Engineering Problems on the Basis of River Stream Modelling. pp. 53--58
Summary: Some results of Waters tream Regulation laboratory participation in the environmental regulation of engineeringeconomic activities on the rivers concerning its impact on the riverbed processes, i. e. current and sediment regimes, river-bed-flood plain deformations. Laboratory o work consisted of: modelling of river process components applied to pre-project and project conditions, assessment of environmentally permissible project activities, elaboration of recommendations on their improvement. Following data are giver on applied mathematical models and examples of their use in projects on improvement of navigation conditions on the Nizhnaya Pripyat (the toron of Narovlya - the Kiev reservoir); hydroecological sanitation and improvement of the Dnieper areas (regions of the towns of Rechitsa and Zhlobin), and on the solution of arguments on irrevocable extraction of sand-gravel mixtures in the river beds during river-bed regulations, etc.
Резюме: Изложены некоторые результаты участия лаборатории регулирования водотоков в экологической регламентации инженерно-хозяйственной деятельности на реках республики по условию ее воздействия на русловой процесс рек, т. е. режимы течений и наносов, русло-пойменные деформации. Участие заключается в моделировании составляющих руслового процесса применительно к допроектным и проектным условиям, оценке на этой основе экологической допустимости намечаемых в проектах мероприятий, разработке рекомендаций по их улучшению. Даны краткие сведения о применяемых математических моделях и примеры их использования в проектах по улучшению судоходных условий Нижней Припяти (г. Наровля - Киевское водохранилище), гидроэкологическому оздоровлению и благоустройству участков р. Днепр (районы г. Речица и Жлобин), а также при решении спорных вопросов безвозвратной выработки песчано-гравийных смесей из русел рек при спрямлении излучин, русловом регулировании и др.
Rutkovsky P. P.
The Problem of Inundation in the Republic of Belarus and the Ways of its Solution. pp. 59--63
Summary: The conditions of flood forming on the territory of the Republic of Belarus are considered from the point of view of river basins. Their physical and hydrological parameters are presented. The frequency analysis of flood and stand of water on the floodplain shows that practically for all main rivers of the Republic of Belarus except for the Western Dvina annual inundation of floodplain during high water period is observed. Continuous increase of economic activities on flood plain territory due to melioration measures, development of urban areas, transport and communication infrastructure and etc, contribute to the growth of average annual long-term consequences from floods. The calculated data on damages are given in a summarized form. Based on the analysis of existing protection systems a conclusion is made of their efficiency. The possibilities of using different methods of protection are considered. To improve the use of floodplain territories it is recommended to apply both traditional engineering methods of protection and non-engineering such as regulation of floodplain territories exposed to encroaching by floodwater.
Резюме: Рассмотрены условия формирования паводков на территории Республики Беларусь по речным бассейнам, приводятся их физические и гидрологические параметры. Анализ частоты затопления и продолжительности стояния воды на пойме во время половодья показывает, что почти ежегодно происходит затопление пойм практически всех рек Беларуси, за исключением р. Западная Двина. Постоянное повышение хозяйственной ценности пойменных территорий из-за развития мелиоративных мероприятий, развитие населенных пунктов, транспортной и коммуникационной инфраструктуры и т. д. способствуют росту среднемноголетних ущербов от наводнений. Полученные расчетным путем данные об ущербах приводятся в обобщенном виде. На основании анализа существующих систем защиты делается вывод об их эффективности. Рассматриваются возможности использования различных методов защиты. Для улучшения использования пойменных территорий рекомендуется применение как традиционных инженерных способов защиты, так и неинженерных, к которым относятся в первую очередь регламентация эксплуатации пойменных территорий, подвергающихся затоплению паводковыми водами.
Taratunin A.
Modern Strategy of Protection and Decrease of Damage From Flooding in the Republic of Belarus. pp. 64--69
Summary: In the article the reasons of damage increase from flooding in the world and in particular in the Republic of Belarus are considered. On the basis of international and national experience the author proposes to take as a basis of flood protection strategy and for reduction of damages from flooding non-engineering methods. These methods should be based on the development and acceptance of legislative and normative statements which regulate economic activities on the flooded territories, development and acceptance of the State System of Insurance.
Резюме: В статье рассматриваются причины роста ущербов от наводнений в мире, в частности в Республике Беларусь. Исходя из мирового и отечественного опыта автор предлагает в основу стратегии защиты и снижения ущербов от наводнений, наряду с инженерными методами защиты, положить использование неинженерных методов, основанных на разработке и принятии пакета законодательных и нормативных актов, регламентирующих хозяйственную деятельность на затапливаемых территориях ("Основные положения по установлению особого режима хозяйственной деятельности на периодически и потенциально затапливаемых территориях в период прохождения весенних половодий и летне-осенних паводков в Республике Беларусь"). Для стимуляции выполнения законов о землепользовании и создании резервного фонда для ликвидации последствий от наводнений предлагается разработать и принять "Государственную систему страхования от наводнений", для успешного решения поставленных задач использовать современные геоинформационные системы (ГИС) с включением рекомендуемой автором соответствующей исходной информации.
Cherepansky M. M., Sytnik E. V., Zlebova A. J.
Estimation of Economic Use Possibility of Zones Under City Intakes Influence. pp. 70--80
Summary: Investigation of the ground water quality in city intakes of Minsk for the whole period of regime observations (1960-2000) has shown that each water intake is characterized by water quality change with time and this may be regarded as an indication of pollution. Increase of pollution by such substances as chlorides, sulfates, nitrates is connected with intense anthropogenic impact on the territory of the city. Ground waters are protected from pollution by intake zones of sanitary protection (ZSP). Decisions of city authorities concerning new construction sites on the territory of ZSP must be based on the results of estimation of ground waters protecting ability of the exploited aquifer. Estimation of protecting ability is carried out by a numerical method using Multifunctional System of ground water flow modeling and assessment of intake impact on the environment. This System is worked out in CRIIUWR. In MAS-2000 system the modelling process can be carried out both on regional and local models at the required level of detailed information taking into account the following: confined and non-confined flow regime of ground water; convective mass transport of chemically non-active contaminants in ground water; percolation through hydrogeological "windows"; percolation through separating layers with low permeability both in case of steady filtration regime and with regard to their capacity qualities; in filtration, evaporation and their change depending on the depth of subsurface water level; interrelation of surface and ground waters with regard to their levels separation and linking up; regime of surface water streams and reservoirs (floods, lowest water level, river drying up, etc.); time dynamics of hydrological net of the examined territory. Input data are the geometry of filtration field under research and border conditions, hydrogeological and hydrochemical parameters of calculated horizons, information on the sources of pollution, ground water abstraction, etc. Output data are special maps, tables and graphs, describing the impact of ground water abstraction on hydrogeological condition of the adjacent territory and enabling to assess the anthropogenic activity impact on the resources and quality of ground water, to develop to assess their efficiency, etc. For the solution of this problem (conservation of drinking water quality) a special map-scheme of hydroecological zoning of the territory according to the possibility of its functional use has been made. Regulations of use are based on the estimate of ground waters protection of exploited aquifer from pollution.
Резюме: Изучение качественного состава подземных вод на городских водозаборах г. Минска за весь период режимных наблюдений (1960-2000 гг.) показало, что для каждого водозабора характерно изменение качества вод во времени, свидетельствующее об их загрязнении. Увеличение темпов прироста таких показателей, как хлориды, сульфаты, нитраты, может быть связано с интенсивной антропогенной нагрузкой на территории города. Защита подземных вод от загрязнения обеспечивается организацией зон санитарной охраны (ЗСО) водозаборов. Решение городских властей о возможности строительства объекта на территории ЗСО должно приниматься с учетом результатов исследований по оценке защищенности подземных вод эксплуатируемого горизонта, выполняемой методом численного моделирования с использованием многофункциональной автоматизированной системы моделирования движения подземных вод и оценки влияния их отбора на окружающую среду, разработанной ЦНИИКИВР. Для решения проблемы сохранения качества питьевых вод в условиях современного развития города строится специальная карта-схема гидроэкологического районирования территории по возможности ее функционального использования. Регламент использования районов устанавливается по оценке защищенности подземных вод эксплуатируемого горизонта от загрязнения.
Usenko V. S.
Spreadinq of Oil Products in Sites of Its Leakaqes. pp. 81--91
Summary: At present great attention is paid in the Republic of Belarus to land and groundwater protection from pollution by oil products. Theoretical assessment of this processes is very difficult because oil products can migrate in the ground in different forms: flowing as lenses in pure form, in suspended or evaporated state or diffusing into atmosphere. In the article this task is considered in general sense. New differential equations of groundwater filtration and oil products lens flowing in two-dimensions for flat-parallel and asymmetrical flows were acquired. Solving the problems by such equations with analytical methods is very difficult due to their non-linearity. These equations are to be solved by numeric methods. For the approximate assessment and prediction of groundwater and land contamination a list of solutions acquired by different methods known from literature is submitted.
Резюме: Рассмотрена задача об аварийных утечках нефтепродуктов в подземное пространство в общей постановке, имеющая в виду, что углеводороды, попадая в водоносные горизонты, мигрируют в них в трех фазах: как несмешивающиеся жидкости, частично в растворенном состоянии и диффундирующие в зону аэрации и далее в атмосферу в газообразном состоянии. Получены новые дифференциальные уравнения фильтрации для грунтового потока и растекания линзы нефтепродуктов в двухмерной постановке для плоскопараллельного и осесимметричного потоков. Аналитическое решение краевых задач весьма сложно ввиду нелинейности дифференциальных уравнений, предлагается сводка решений подобных задач численным способом в приближенной постановке.
Smirnov A. V.
Main Sorption-Dispersion Parameters of Pollutant Migration in Soils and Methods of Their Determination. pp. 92--99
Summary: The main methods of determination of sorption-dispersion parameters of pollutant migration in soils are described. They are active nа and efficient nэ porosity, the coefficient of distribution b and the coefficient of distribution D. The experiments were carried out in "dynamic" conditions to determine these parameters for sandy and sandy loam turf-podzol soils with filtration of solutions containing cations of caesium and strontium in different concentrations. The analysis of concentration C dependence of caesium, strontium and main soil elements (sodium, potassium, calcium and magnesium) on the volume of filtrate V, penetrated through the soil layers of different thickness, shows the prevailing role of exchange reactions in the process of sorption in comparison with the physical sorption. In this case strontium sorption takes place mainly as a result of its replacing exchange by calcium and to a less degree of exchange by magnesium, potassium and sodium. At caesium solution filtration the main element entering the exchange reactions is potassium and to a less degree sodium, calcium and magnesium. Values of main sorption-dispersion parameters of sandy and sandy loam soils for initial concentration of caesium in filtrating solutions from 0,02 to 20 mg/l and strontium - from 0,05 to 100 mg/l are calculated with the help of the method of output characteristics linearization C (V). It has been found that the decrease of caesium concentration in the above mentioned interval in the solution by one order leads to the increase of efficient porosity nэ, (to reduction of distribution coefficient b) for sandy and loam soil 1,9...2,6 times, for sandy soil - 2,5...4,5 times and the diffusion coefficients D decrease at the same time for sandy loam - 2,5...3 times, for sandy soil - 3,5...10 times. Similarly, the reduction of strontium by one order in the filtration solution leads to the increase of nэ (reduction of b) for sandy loam soil in 2,5...3 times, for sandy soil - 3...3,5 times and the diffusion coefficients are reduced accordingly 8...10 times and 5,5...10 times.
Резюме: Описаны основные методы определения сорбционно-дисперсионных параметров миграции веществ-загрязнителей в почвах и грунтах: активной nа и эффективной nэ пористости, коэффициентов распределения b и коэффициентов диффузии D. Для определения этих параметров применительно к песчаным и супесчаным дерново-подзолитым почвам при фильтрации растворов, содержащих катионы цезия и стронция в различных концентрациях, были проделаны опыты в "динамических условиях. Анализ зависимостей концентрации C цезия, стронция и основных почвенных элементов (натрия, калия, кальция и магния) от объема фильтрата V, прошедшего через слой почв различной толщины, указывает на превалирующую роль в процессе сорбции обменных реакций по сравнению с физической сорбцией. При этом сорбция стронция происходит в основном в результате замещения им обменного кальция и, в меньшей степени, обменного магния, калия и натрия. При фильтрации растворов цезия основным элементом, вступающим в обменные реакции, является калий и, в меньшей степени, натрий, кальций и магний. По методу линеаризации выходных характеристик C (V) рассчитаны значения основных сорбционно-дисперсионных параметров песчаных и супесчаных почв для начальных концентрациях цезия в фильтрующих растворах от 0,02 до 20 мг/л и стронция - от 0,05 до 100 мг/л. Как выяснилось, уменьшение в указанном интервале концентрации цезия в растворе на порядок приводит к увеличению эффективной пористости nэ (уменьшению коэффициентов распределения) для супесчаной почвы в 1,9...2,6 раза, для песчаной - в 2,5...4,5 раза, а коэффициенты диффузии D уменьшаются при этом для супеси в 2,5...3 раза, для песчаной почвы - в 3,5...10 раз. Аналогично уменьшение на порядок стронция в фильтрующем растворе ведет к увеличению nэ (уменьшению b) для супесчаной почвы в 2,5...3 раза, для песчаной - в 3...3,5 раза, а коэффициенты диффузии уменьшаются соответственно в 8...10 и 5,5...10 раз.
Volkov V. E.
Water Resources Protection in Mining Areas of The Republic of Belarus. pp. 100--104
Summary: Main hydroecologically dangerous forms of the environment geological changes are given in the article that are caused by the influence of intensive working out of deposits with aquifer thickness of solid fossil. For the reduction of negative influence of mining on the surface and underground waters a system of water resources protection is suggested in the form of a principal scheme of water protection measures. It is implemented in the projects of exploitation of large-scale deposits with complicated and very complicated hydrogeological conditions. An important environmental protection measure and element of resource conservation is solution of the problem of quarry waters use for water protection and practical purposes. The scheme of water protection measures developed in CRIFCDWR was used for projecting the exploitation of a series of large-scale deposites of construction materials in the republic which had complicated geological conditions. Among them clay-sand mix deposit "Minskoye" and concrete sand and chalk "Khotislavskoye" that are situated near important water protection objects.
Резюме: Приведены основные гидроэкологически опасные формы изменения геологической среды, возникающие под воздействием интенсивной разработки месторождений с обводненной толщей твердого полезного ископаемого. Для снижения негативного воздействия горного производства на поверхностные и подземные воды предлагается система охраны водных ресурсов в виде принципиальной схемы водоохранных мероприятий, которая реализована при проектировании освоения ряда крупных месторождений со сложными и особо сложными гидрогеологическими условиями. Важным природоохранным мероприятием и элементом освоения ресурсосберегающих технологий является использование карьерных вод для водоохранных и хозяйственных целей.
Alferovich A. N.
Hydropower Resources of Rivers in Belarus and Possibilities of Their Use. pp. 105--111
Summary: The paper considers methods and results of revealing favorable river sections for the construction of small hydro plants (with the capacity from 100 to 30 000 kilowatt) with storage reservoirs in the Dnieper, West Dvina and Neman basins. Topographical and hydrological conditions and a number of limitations for achievement of ecological acceptability of reservoir placing are considered. Results have been obtained which indicate that capital investments for the storage reservoir creation make up the main contribution to the value of small hydro plant construction. The degree of ecological acceptability of hydro plants are estimated by the ratios A/N and Al/N, where A is area of land submergence by storage reservoir, N is the proposed capacity of the hydro plant and Al is the area of shallow part of the reservoir. The economic effect of the capital investment for the hydro plant construction can be estimated by the ratio C/(Pt - E), where C is total capital investments, Pt is the average annual income from the sale of electricity generated by the hydro plant (t is tariff of this electricity) and E is annual operation expenses.
Резюме: В статье рассматриваются методы и результаты выявления благоприятных участков рек для реализации малых гидроэлектростанций (установленной мощностью от 100 до 30 000 кВт) с аккумулирующими речной сток водохранилищами в бассейнах Днепра, Западной Двины и Немана. Проанализированы топографические, гидрологические условия и ряд ограничений для достижения экологической приемлемости размещения водохранилищ. Получены результаты, которые показывают, что капитальные вложения в создание водохранилища вносят основной вклад в стоимость строительства малой гидроэлектростанции. Степень экологической приемлемости гидроэлектростанций оценивается отношениями A/N и Aл/N, где А - площадь затопления земель водохранилищем, N - установленная мощность гидроэлектростанции, Ал - площадь мелководной части водохранилища. Экономическая эффективность капитальных вложений в строительство гидроэлектростанций оценивается отношением C/(Pt - E), где C - суммарные капитальные вложения, Pt - среднегодовой доход от реализации вырабатываемой на ГЭС электроэнергии (t - тариф на эту электроэнергию), Е - ежегодные эксплуатационные издержки.
Goncharov V. V., Oborotova R. I., Konopelko L. G., Bulatova A. A., Ladeishchikova L. S., Pakhomov A. V.
Automation of Environmental Assessment of Waste Water Treatment Systems Projects. pp. 112--117
Summary: The environmental assessment of waste water treatment system projects should prognosticate or assess the efficiency of projected treatment systems substantiated by the criterion base of assessment including the regulations. The other objective is to directly reveal whether the projected object corresponds to the standard construction regulations or other norms. Thus automation means in this case the development of a program set and a database on treatment technologies, including determination of criteria on outflow composition, methods of its treatment, on the composition of separate elements of treatment and on this basis - compiling general flowcharts for the enterprises of meat and milk processing industry, textile, oil producing/refining, tanning, pulp/paper, machine building industries. Carried out analysis enabled to develop the conditions which are common for all industries (removal of suspended substances and reduction of organic compounds) and which were taken into account when the general flowcharts were developed. At this stage pollution is reduced up to 50 %, the rest contaminants are specific and they are removed by more complex methods. The general flowcharts show not only the succession of treatment stages, but also the norms of pollution concentration in control sections. The observance of these norms guarantees stability of work in the whole technological line. In this case expert assessment of project documents of waste water treatment systems singles out the control sections in project schemes identical to control sections in general flowcharts and carries out the comparative analysis of data in these sections. Identification is carried out not on the composition of elements (which are as a rule different), but on the value of concentrations in the control sections, including the places of change of one treatment cycle to another, e. g. Mechanical to biological or physicochemical. The examples of general flow chart for meat/milk processing industry and the order of adjusting the general flow chart on the project parameters at the treatment system entry are given. The questionnaire analysis of 125 enterprises of the Republic of Belarus makes it possible to calculate the regressive dependence (for 13 most frequently met elements) between the treatment efficiency and element parameters which allow to assess the level of efficiency for the treatment systems under design in comparison with the existing ones.
Резюме: На основе сформированной критериальной базы экологической экспертизы проектов систем очистки производственных стоков разработаны укрупненные блок-схемы систем очистки с выделением в них контрольных створов с нормативными показателями качества воды. Блок-схемы положены в основу создания компьютерной информационной системы.
Olodovski P. P., Belko N. T., Pozdnyakov V. K., Istomin Yu. P., Karpel O. V.
Role of "Flint" Water for Accelerating the Removal of Radioactive Isotopes From Biological Tissue. pp. 118--121
Summary: In this paper the results of the experimental investigations connected with study of the flint water influence on the processes of the accumulating and removing of Sr-89 from the white rat's organism, also the evidence of theoretical investigations connected with the explanation of the increasing of flint water molecules bond energy with the strontium ion are presented. It was founded that the white rats which used common water with the primary level of the pollution of 0,5 micro Ci/l have accumulated Sr-89 in their organisms twice and half as many as the same ones which used flint water with the same level of the pollution. It is shown that Sr-89 after it had been introduced into the vein of the rat is removed from the rat's organism faster in the case when the rat drank flint water than in the case when the one drank common water. Increasing of strontium ions bond energy with the molecules of the flint water and decreasing of strontium diffusion coefficient in the texture tissue account for this effect. It was founded that in the texture flour the diffusion coefficient of strontium, dissolved in the flint water with the concentration about zero, was in three times less and the coefficient of the strontium distribution was in 1,6 times less than the same parameters of the migration of strontium dissolved in common water; the flint water molecule bond energy with the strontium ion is more in 12 times.
Резюме: В работе представлены результаты экспериментальных исследований, связанных с изучением влияния кремневой воды на процессы накопления и выведения из организма белых крыс Sr-89, а также данные теоретических исследований, связанных с обоснованием увеличения энергии связи молекул кремневой воды с ионом стронция. Установлено, что накопление Sr-89 в организме белых крыс, пьющих кремневую воду с начальным уровнем загрязнения 0,5 мк Ки/л, в 2,5 раза меньше, чем у крыс, пьющих обычную воду с таким же уровнем загрязнения. Показано, что удаление Sr-89 из организма крыс после его внутривенного введения происходит более интенсивно в том случае, когда крысы пьют кремневую воду, по сравнению с вариантом, когда крысы пьют обычную воду. Эти результаты объясняются уменьшением коэффициента диффузии иона стронция в костной ткани и увеличением энергии связи этого иона с молекулой кремневой воды. Установлено, что коэффициент диффузии иона стронция в костной муке, растворенного в кремневой воде при концентрации, стремящейся к нулю, в 3 раза, а коэффициент его распределения в 1,6 раза меньше тех же параметров миграции стронция, растворенного в обычной воде, энергия связи молекулы кремневой воды с ионом стронция в 12 раз больше.
Tomina N. M., Kotsur J. P.
Hydroecologic Problems of Snow Piles Location in Cities. pp. 122--126
Summary: The placing of snow taken away from roadways is a difficult problem for all large cities. It is connected with economical, urbanistical and ecological factors. In winter roadways are covered by sand and salt mixtures against ice formation. When snow melts chlorides contaminate surface and ground water. In this way, soil and water get polluted by chlorides and byproducts of transport, i. e. oil-products, heavy metals and other substances. In Minsk as well as in other cities of Republic the location of snow piles is chosen every year depending on urbanistical and sanitary and hygienic conditions. Standard documentation regulating the location of snow piles is absent. In Minsk almost all local snow storages are situated in water protection zones of rivers or in zones of sanitary protection of drinking water intakes. At present snow thawing in the places of its storage takes place naturally and thawed flow is filtered into the ground waters. This is the reason of formation of environmental pollution. On the basis of investigations and using foreign experience on compulsory snow thawing, ecological criteria of snow storage locations are elaborated and engineering constructions are designed which prevent from pollution surface and ground waters.
Резюме: На примере Минска изучены места складирования снега как потенциальные источники загрязнения поверхностных и подземных вод, выполнены прогнозные расчеты загрязнения грунтовых и речных вод талым стоком, разработаны экологические требования к размещению мест складирования снега в зависимости от условий стаивания и мест водовыпуска.
Stankevich A., Korneyev V., Chekan G.
Mathematical Model of Floodings in the Pripyat River Basin. pp. 127--134
Summary: In the article methods of mathematical modeling of flood wave movement in rivers are considered. The conclusions are formulated about the tendencies of the present state development of flooding mathematical models in rivers. The features of flooding in the Pripyat river basin in case of flood outlet into plains are analyzed. The equations of unsteady flow in river systems are presented. Mathematical modeling of unsteady motion of water in the Pripyat river basin was developed based on hydrological data of 1998. The statistical inaccuracy of mathematical modeling of water level regime in the Pripyat river basin for all points of observation subordinate to the State Committee of Hydrology did not exceed 0,12 ± 0,04 m. Thus, the average value of absolute inaccuracy for levels modeling did not exceed 0,16 m taking into account statistical aspect. A conclusion about the possibilities of use of the developed mathematical model of flooding for the Pripyat river basin for on-line forecasting of floodings is made.
Резюме: Рассмотрены методы математического моделирования движения волн паводков и половодий в реках. Проанализированы особенности прохождения паводков и половодий в бассейне р. Припять при выходе потока на пойму. Представлены исходные уравнения неустановившегося движения воды, результаты расчетов уровенного режима р. Припять и ее притоков и сравнение с наблюденными уровнями на постах Гидромета.
 Academy |