Еколого-гідрологічна характеристика водойм м. Києва

Батог С.В. Еколого-гідрологічна характеристика водойм м. Києва –
Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних
наук за спеціальністю 11.00.07 – гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія. –
Інститут гідробіології Національної академії наук України. Київський
національний університет імені Тараса Шевченка Міністерство освіти і науки
України, – Київ, 2017.
Дисертаційна робота присвячена вивченню особливостей
гідрологічних умов як одного із провідних абіотичних компонентів
екосистем та розробки заходів щодо їх регулювання для поліпшення
екологічного стану водойм Києва. В умовах постійного антропогенного
впливу київські водойми зазнавали та продовжують зазнавати істотних
перетворень. Зокрема, зміни площ та конфігурації берегової лінії внаслідок
поглиблення і розширення улоговин, або, навпаки, намиву прибережних
територій. Це безпосередньо відображається на елементах гідрологічного
режиму (зовнішньому водообміні, внутрішньоводоймових процесах,
гідрофізичних властивостях водних мас та донних ґрунтів) міських водойм,
від яких в значній мірі залежить стан їх екосистем та якість вод. Їх
дослідження є принципово важливим етапом при екологічних оцінках та
прогнозах стану водойм Києва.
Об’єктом досліджень є водойми Києва. Предметом досліджень –
гідрологічні умови функціонування екосистем водойм Києва.
Дисертаційна робота базується на літературних та довідникових
матеріалах, результатах епізодичних еколого-гідрологічних досліджень
відділу екологічної гідрології та управління водними екосистемами Інституту
гідробіології НАН України при безпосередній участі автора, що були
проведені протягом 2009–2016 рр., аналізі топографічних карт різних років та
космічних знімків (база даних Google Earth). 3
Дисертаційна робота виконана з метою вирішення основних завдань, що
полягають у: 1) визначенні ключових екологічно значущих елементів
гідрологічного режиму водойм Києва; 2) оцінці водного балансу та
зовнішнього водообміну; 3) кількісній оцінці основних елементів
внутрішньоводоймової динаміки міських водойм та визначення механізмів її
впливу на біотичні компоненти екосистем водойм; 4) дослідженні
особливостей термічного режиму та оптичних властивостей водних мас
водойм різного типу; 5) адаптуванні існуючої математичної моделі оцінки
стану водних екосистем за ключовим показником (вмістом розчиненого у
воді кисню) для водойм Києва; 6) розробці заходів поліпшення екологічного
стану водойм Києва та якості їх водного середовища шляхом регулювання
гідрологічних умов.
Узагальнено географо-гідрологічну характеристику регіону і водойм
Києва. Проведено огляд матеріалів вивченості водойм Києва, що датуються з
70-х років ХІХ-го століття по теперішній час. Наведено історичні відомості
щодо трансформації деяких водойм в результаті антропогенного впливу.
Представлено інформацію щодо загальновідомих класифікацій
континентальних прісноводних водних об’єктів та наявних класифікацій
міських водойм. Розроблено типізацію київських водойм, що базується на
генезисі та ступені антропогенного навантаження.
Виділено найбільш екологічно значущі гідрологічні фактори
функціонування міських водойм: зовнішній водообмін,
внутрішньоводоймова динаміка, гідрофізичні характеристики водних мас та
донних ґрунтів. Викладено методи досліджень, які були застосовані при
вивченні та оцінці цих факторів на водоймах Києва.
Отримані результати свідчать про достатньо великий діапазон
інтенсивності зовнішнього водообміну водойми Києва, що варіює від 3,5 діб
до більше 14 років.
Проведено оцінку основних елементів гідродинаміки (течії,
перемішування, хвильові процеси та коливання рівня води), що базувалася на 4
літературних матеріалах, результатах натурних досліджень, розрахунках та
математичному моделюванні. Досліджено гідрофізичні властивості водних
мас (температура води, завислі речовини, прозорість та колір води) та донних
ґрунтів водойм Києва. Отримані результати досліджень свідчать про відмінні
особливості міських водойм кожної групи та підгрупи за вищезазначеними
елементами їх гідрологічних умов.
Встановлено закономірності впливу гідрологічних умов на абіотичні та
біотичні компоненти екосистем різнотипних водойм Києва. Визначено, що за
зовнішнім водообміном найбільш сприятливі умови відмічаються у затоках,
менш сприятливі – у антропогенно змінених водоймах, старицях та кар’єрах.
Оцінено роль динаміки вод у процесі самоочищення водойм. Кількісно
оцінено вплив течій на розподіл фіто- та зоопланктону в затоках.
Підтверджено загальновідомі закономірності впливу температурного режиму
на перебіг гідрохімічних та гідробіологічних процесів у водоймах.
Встановлено, що існує тісна залежність показників фітопланктону від
температурного фактору.
Розроблено модель оцінки стану міських водних екосистем (на
прикладі оз. Кирилівського, підгрупа стариці) за ключовим показником –
вмістом розчиненого у воді кисню. Результати розрахунків підтверджені
матеріалами натурних спостережень.
Розроблено комплекс еколого-гідрологічних заходів для поліпшення
стану водойм Києва, що базується на методах басейнового і
внутрішньоводоймового підходів. Він включає: 1) ліквідацію джерел або
припинення надходження забруднювальних речовин разом з поверхневим і
підземним стоком з водозбірної території; 2) посилення зовнішнього
водообміну за рахунок додаткового штучного притоку вод та шляхом
розчищення малих водотоків і джерел; 3) посилення гідродинамічних
процесів шляхом зміни морфометричних характеристик водойм; 4)
регулювання гідродинамічних процесів шляхом розчищення акваторії
водойм від заростей макрофітів та подальше регулювання їх розвитку; 5) 5
встановлення аераційних установок; 6) зниження токсичної дії забруднених
донних ґрунтів шляхом виїмки або захоронення (екранування) донних
відкладів.
Результати натурних досліджень та оцінка гідрологічних умов,
комплекс еколого-гідрологічних заходів можуть застосовуватися при
розробці техніко-економічних обґрунтувань та проектів покращання
екологічного стану різнотипних водойм Києва. Запропонована модель оцінки
стану міських водойм за ключовим показником може використовуватися при
прогнозуванні та управлінні ключовими факторами функціонування водних
екосистем.
Ключові слова: водойми (озера, ставки, затоки) Києва, типізація,
зовнішній та внутрішній водообміни, гідрофізичні характеристики водних
мас, донні ґрунти, екологічна гідрологія.