Екологічні проблеми від дощового стоку води
Анотація
Стан поверхневих водних об’єктів потребує постійної уваги, оскільки з одного боку вони є джерелами прісної води, а з іншої – приймачі стічних вод. На стан поверхневих вод впливає цілий комплекс факторів: кліматичні характеристики, гідрологія, особливості ґрунтів та якості води. Актуальність даної теми зумовлена складною соціально-екологічною ситуацією в басейнах річок України, адже впродовж десятиліть водні екосистеми розглядалися та використовувалися лише як економічний ресурс для промислового й сільськогосподарського виробництва та скидання забруднюючих речовин, що призвело до швидкого зниження екологічного потенціалу природних водних об’єктів. Метою дослідження є аналіз природних та антропогенних впливів на процес формування поверхневого стоку, визначення математичних залежностей для адекватного розрахунку обсягів поверхневого стоку з урахуванням антропогенних впливів, що змінює природні особливості гідрографів у водотоках та якості поверхневих вод. Наразі для визначення обсягів поверхневого стоку використовуються методи, які базуються як на безпосередніх інструментальних вимірюваннях, так і на побудові різноманітних цифрових моделей. В ході дослідження визначені основні фактори, які впливають на формування антропогенних паводків, а також найбільш характерні забруднюючі речовини, які наявні в поверхневому стоці з територій із житловою забудовою та штучним покриттям. В статті запропонована низка вдосконалень існуючих математичних залежностей, побудованих на теорії ізохрон, для більш точного відображення процесів, що формують поверхневий стік. Отримана математична модель може бути використана для прогнозування поверхневого стоку з різноманітних поверхонь, як природних, так і тих, які зазнали змін в результаті антропогенного впливу, що в подальшому може стати підставою для розробки природоохоронних заходів
Ключові слова
поверхневі стічні води; забруднюючі речовини; теорія ізохрон; водозбірний басейн; ґрунтові води
[1] Butkovskyi, A., Jing, Y., Bergheim, H., Lazar, D., Gulyaeva, K., Odenmarck, S.R., Norli, H.R., Nowak, K.M., Miltner, A., Kästner, M., & Eggen, T. (2021). Retention and distribution of pesticides in planted filter microcosms designed for treatment of agricultural surface runoff. Science of the Total Environment, 778, article number 146114. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.146114.
[2] Cui, C., Wei, S., Wang, Z., Qian, Y., & Wu, Z. (2022). Response time of water flooding in low-permeability reservoirs. Unconventional Resources, 2, 85-90. doi: 10.1016/j.uncres.2022.08.003.
[3] Deka, D., & Das, B.M. (2022). Simulation of drainage system using storm water management model (SWMM 5.1). IJRASET Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 10(7), 1991-1996. doi: 10.22214/ijraset.2022.48400.
[4] Dokus, A.A., Ovcharuk, V.A., & Shakirzanova, Z.R. (2019). Application of the operator model of runoff formation to determine the average long-term values of maximum water discharge of spring flood in the Pivdenny Buh basin. Ukrainian Hydrometeorological Journal, 24, 49-63. doi: 10.31481/uhmj.24.2019.05.
[5] Gopchak, I., Basiuk, T., Yatsyk, A., & Yaromenko, O. (2021). Surface water quality of small rivers in the Ukrainian regions of right-bank Polissia. E3S Web of Conferences, 280, article number 10005. doi: 10.1051/e3sconf/202128010005.
[6] Medvedeva, Y.S., & Shakirzanova, Z.R. (2015). A method of calculating the characteristics of hydrographs of slope inflow of thaw and rainwater to the channel network of rivers in the plain territory of Ukraine. Hydrology, Hydrochemistry and Hydroecology, 2(37), 38-47.
[7] Morales-Pinzon, T., Garcia-Serna, M.I., Florez-Calderon, M.T. (2015). Quality of rainwater harvesting in urban systems: Case study in Colombia. Water Practice and Technology, 10(3), 424-431. doi: 10.2166/wpt.2015.043.
[8] Morsy, W., & El-Fakharany, Z. (2012). Predicting the impact of surface wastewater on groundwater quality in Quesna industrial area. Journal of American Science, 8(4), 772-781.
[9] Pokhrel, S. (2020). A study on agricultural effluents: A havoc to water bodies. Environmental Contaminants Reviews, 3(2), 92-96. doi: 10.26480/ecr.02.2020.92.96.
[10] Rybalova, O.V., & Melnik, L.V. (2021). The influence of rainwater wastewater on the ecological state of water bodies. In The 1st International scientific and practical conference “Modern directions of scientific research development” (pp. 432-440). Chicago: BoScience Publisher.
[11] Smilii, P., Gopchak, I., & Basiuk, T. (2021). Ecological assessment of river quality in Zhytomyr region (within the Pripyat river basin). Geography and Tourism, 638, 60-66. doi: 10.17721/2308-135X.2021.63.60-66.
[12] SNiP 2.01.14-83 “Determination of calculated hydrological characteristics”. (2014). Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=4260.
[13] Sokur, K., & Palamarchuk, L. (2021). Conditions for the formation of surface runoff, which is formed as a result of heavy and dangerous precipitation within urbanized areas. Hydrology, Hydrochemistry and Hydroecology, 1(59), 36-49. doi: 10.17721/2306-5680.2021.1.4.
[14] Soriano, L., & Rubio, J. (2019). Impacts of combined sewer overflows on surface water bodies. The case study of the Ebro River in Zaragoza city. Journal of Cleaner Production, 226, 1-5. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.04.033.
[15] Stepova, O.V., & Roma, V.V. (2018). Analysis of the impact of changes in climatic conditions on the oxygen regime of the Psel River. Bulletin of the Poltava State Agrarian Academy, 2, 113-119. doi: 10.31210/visnyk2018.02.18.
[16] Suchowska-Kisielewicz, M., & Nowogonski, I. (2021). Influence of storms on the emission of pollutants from sewage into waters. Scientific Reports, 11, article number 18788. doi: 10.1038/s41598-021-97536-5.
[17] Traskova, A.V. (2015). Calculation characteristics of spring irrigation in the Dniester river basin. Odesa: Odessa State Environmental University.
[18] Trenciansky, M., Sterbova, M., & Vybostok, J. (2022). The influence of the transition to ecological farming on the quality of runoff water. Sustainability, 14(22), article number 15412. doi: 10.3390/su142215412.
[19] Wang, L., Cuthbertson, A.J.S., Zhang, S.H., Pender, G., Shu, A.P., & Wang, Y.Q. (2021). Graded bed load transport in sediment supply limited channels under unsteady flow hydrographs. Journal of Hydrology, 595, article number 126015. doi: 10.1016/j.jhydrol.2021.126015.
[20] Wei, S., Zheng, Y., Liang, X., Xu, P., Tian, Y., Frame, J.M., & Zhang, Y. (2022). A distributed domain model coupling open channel flow and groundwater flow to quantify the impact of lateral hydrologic exchange on hydrograph. Journal of Hydrology, 611, article number 128010. doi: 10.1016/j.jhydrol.2022.128010.
[21] Xi, C., Aiqing, Z., Zuoqian, W., Qing, W., & Baolei, L. (2021). A waterflooding multiplier-based method for evaluating waterflooding process and effect. In Proceedings of the International Field Exploration and Development Conference 2020 (pp. 1678-1692). Singapore: Springer Singapore. doi: 10.1007/978-981-16-0761-5.