Прогнозування впливу техногенного забруднення на якісний стан водної екосистеми річки Дніпро

Abstract

Виконано ретроспективний аналіз даних оперативного контролю показників БСК та розчиненого кисню в воді Дніпра. На підставі ретроспективних даних спостережень 2013-2018 років виявлено тенденції до покращання кисневого режиму водойми – збільшення концентрації розчиненого кисню та зменшення БСК за середньорічними показниками. Це пояснюється зменшенням антропогенного навантаження на басейн водойми через економічний спад у країні. Найбільш доцільним підходом до прогнозування зміни екологічних показників поверхневого вододжерела (на прикладі басейну Дніпра) можна вважати використання двокомпонентної моделі Стритера-Фелпса, а також її модифікації (РК-БСК). Доцільність використання запропонованого методу є простота проведення вимірювань оперативних показників екологічного стану поверхневого вододжерела. Запропоновано підхід та удосконалено математичну модель динаміки кисневих показників екологічного стану поверхневих вод, шляхом введення коригуючих коефіцієнтів, що дозволяє забезпечити високу точність прогнозу екологічного стану водойми. Така модель дозволяє оптимізувати екологічний моніторинг та управління екологічною безпекою водойми. Перевагами проведеного дослідження є можливість оперативної обробки даних моніторингу поверхневих джерел водопостачання.

Purpose. The adequacy of the predictive mathematical model for the prediction of oxygen regime in the Dnieper basin conditions was determined on the basis of the classical Striter-Phelps model, by conducting a retrospective analysis of the data of the Dnieper oxygen indices with further verification of the adequacy of the Striter-Phelps model for the Dnieper basin conditions. Methodology. A retrospective analysis was conducted according to the data on the control of water intake on the Dnieper within the framework of the Basin Water Management at 12 posts. The analysis was carried out taking into account the requirements of State Standard of Ukraine 4808 : 2007. The studies were carried out using a two-component model of Strinter-Phelps, as well as its modification (dissolved oxygen - biological oxygen consumption). Mathematical modeling of the dynamics of oxygen indicators of the ecological status of surf ace waters, by introducing correction coefficients. Results. The analysis of changes in biological oxygen and dissolved oxygen consumption of the Dnieper by 12 sampling posts was carried out. Trends in the improvement of the oxygen regime of the river and a decrease in biological oxygen consumption by annual average were revealed. The mathematical model of the dynamics of the integral indices of the ecological status of the reservoir (the Striter-Phelps model) has been improved by supplementing the correction coefficients, which allows to predict with sufficient accuracy the change of the Dnieper ecological state. The parameters k1 (coefficient of biochemical oxidation of organic substances) and k2 (coefficient of reaction) of the Striter-Phelps model for the water conditions of the Dnieper basin were calculated. Originality. The study is based on an integrated approach, which includes a retrospective analysis of available data from the State Agency for Water Resources of Ukraine, which takes into account the principles of biodiversity conservation, sustainable use of water resources, management and basins of rivers, monitoring and evaluation of information on their status. Practical value. Further consideration of a larger number of components of the model may be the subject of research towards determining operational methods for controlling the change in the ecological status of the surface source. The main purpose of the obtained model is the prediction of biological oxygen consumption and dissolved oxygen deficiency as a result of the operational monitoring of surface water quality. The results of the study can be used in the development and implementation of a reliable and effective model for predicting the ecological status of surface waters, including the Dnieper basin. References 5, tables 3, figures 5.