Анотація до роботи:

Сніжко С.І. Теорія і методи аналізу регіональних гідрохімічних систем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора географічних наук за спеціальністю 11.00.07 – гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2002.

Сформульовано новий науковий, теоретично і методологічно обґрунтований підхід до вивчення просторово-часових полів хімічних речовин у природних водах. В гідрохімічну науку введено і формалізовано поняття про специфічне природне утворення - гідрохімічну систему. Досліджено основні властивості та функції гідрохімічних систем, виконано їх типізацію та запропоновано ієрархічну класифікацію гідрохімічних систем за їх розміром. Розроблено класифікацію вертикальних структурних рівнів гідрохімічних систем з урахуванням особливостей взаємозв’язку різних типів природних вод. Створено методологію дослідження ГХС, орієнтовану на прикладне застосування в гідрохімічних дослідженнях. Виконано комплекс досліджень регіональних гідрохімічних систем природних вод України з метою апробації теоретико-методологічних розробок.

1. З метою поглибленого вивчення просторово-часової направленості та причинної обумовленості речовинно-енергетичних потоків та фізико-хімічних процесів у поверхневих водах, які формують їх хімічний склад та обумовлюють придатність для різних видів водокористування і функціонування водних екосистем було виконано обґрунтування, розробку, апробацію та прикладне застосування науково-теоретичних та методологічних засад дослідження хімічного складу природних вод як гідрохімічних систем (ГХС).

2. В рамках теоретичного обґрунтування даного напрямку гідрохімічних досліджень в роботі були вирішені наступні задачі:

- виконано дефініцію, графічну та математичну формалізацію ГХС, виходячи з концепцій багатофакторності формування хімічного складу природних вод та функціональних геосистем, розвинутих в другій половині XX століття;

- розглянуто основні властивості, функції та структури ГХС;

- узагальнено характеристику речовинно-агрегатного та компонентного складу ГХС на сучасному етапі еволюції природних вод;

- описано типові процесно-функціональні структури ГХС;

- розроблено ієрархічну класифікацію рівнів горизонтальних та вертикальних структур ГХС;

- виконано типізацію ГХС як процесно-функціональних речовинно-енергетичних структур гідрологічних об’єктів;

встановлено, що ГХС є своєрідною просторово-часовою формою існування і руху матерії, тому динамічний стан системи, який обумовлюється нестабільністю зовнішніх системоформуючих факторів, є її природною властивістю;

- виявлено циклічний характер розвитку ГХС як закономірну мінливість у часі форм існування та концентрацій хімічних речовин у водному середовищі, що обумовлюється циклічністю природних факторів, інтегральною характеристикою впливу яких на параметри ГХС є водний стік;

- охарактеризовано стійкість ГХС, що визначається як її здатність функціонувати на певному рівні, не виходячи за рамки критичних значень параметрів її компонентів, зберігати рівноважний стан протягом певного часу за умови стабільності впливу природних та антропогенних факторів її формування.

3. Розроблено основи методології дослідження процесів формування хімічного складу та якості природних вод, яка базується на методах системного аналізу і концепціях про багатофакторність формування хімічного складу та гідрохімічні системи природних вод. Дана методологія логічно поєднує сучасні методи дослідження як системи в цілому, так і окремих її компонентів і дозволяє вирішувати наступні задачі:

- виявлення та ідентифікація факторів формування ГХС;

- моделювання впливу антропогенних факторів на формування ГХС методами мультиваріаційної статистики;

- виявлення просторових, процесно-функціональних та речовинно-агрегатних структур ГХС;

-дослідження територіальної структури ГХС та її візуалізація у вигляді процесно-функціональної моделі чи карти районування;

- прогнозування розвитку системи;

- розробка рекомендації для прийняття управлінських рішень, в тому числі щодо оптимізації і стабілізації гідрохімічних процесів у системі.

4.Апробація теоретико методологічних розробок для дослідження ГХС здійснена на водних об’єктах України під час виконання науково-дослідних робіт, пов’язаних з вирішенням важливих водогосподарських проблем, в результаті чого були отримані наступні практично значимі результати:

- досліджено структуру факторів формування гідрохімічної регіональної макросистеми природних вод Житомирського Полісся; виявлено, що формування параметрів системи відбувається під впливом п’яти основних факторів: дифузного надходження мінеральних солей, біогенних та органічних речовин з поверхні водозбору, ерозійно-дефляційних процесів, що сприяють вилуговуванню мінералів гірських порід та винесенню у річкову мережу забруднюючих речовин, впливу меліоративних заходів на перебіг фізико-хімічних процесів і трансформування типу вод, впливу стічних вод та надходження отрутохімікатів.

- за результатами факторного та кореляційного аналізу параметрів ГХС розроблено структурно-функціональну модель системи, яка характеризує як фактори формування системи, так і процеси, що ними обумовлені;

- виконано районування регіональної гідрохімічної макросистеми Житомирського Полісся за умовами формування хімічного складу та якості води;

- розроблено рекомендації щодо покращення стану якості води та підвищення ефективності гідроекологічного моніторингу поверхневих вод Житомирського Полісся;

- досліджено особливості гідрохімічних систем річок лісостепової та степової зон України та виконано рекомендації щодо їх оптимізації з використанням результатів багатофакторного моделювання впливу антропогенних чинників на формування параметрів гідрохімічних систем;

- на основі системного аналізу гідрохімічної системи перехідного типу (Джарилгацька затока) виявлено головні причини погіршення еколого-гідрохімічної ситуації в Скадовській курортній зоні;

- встановлено, що структурно-функціональні особливості системи обумовлюються не тільки змішуванням гідрокарбонатно-кальцієвих континентальних і хлоридно-натрієвих морських вод а й складним комплексом процесів, направлених на стабілізацію порушеного стану ГХС внаслідок забруднення моря зворотними водами рисівницьких систем, які містять, окрім розчинених мінеральних солей, ще й значні кількості пестицидів, важких металів, біогенних, органічних та завислих речовин;

- виявлено, що речовинно-енергетичні перетворення у системі зумовлені протіканням процесів коагуляції, комплексоутворення, осадження речовин, що надійшли з дренажно-скидними водами, вивільненням біогенних речовин за рахунок деструкції органічних речовин, нітрифікацією, адсорбцією кобальту під час осадження карбонатів у зоні змішування вод, осадженням заліза у вигляді гідроокислу, забрудненням води сполуками міді та 3,4 ДХА, утворенням комплексів цинку з гуміновими кислотами, впливом окислювально-відновної обстановки на вміст NH₄⁺, забрудненням води пропанідом, сатурном, базаграном та яланом;

- встановлено, що антропогенна трансформація ГХС відбувається не тільки внаслідок забруднення моря специфічними хімічними речовинами, а й у результаті розсолонення прибережної акваторії Джарилгацької затоки від 1,1 до 20,0 разів;

- на основі результатів досліджень показано, що накопичення у прибережній частині затоки у воді та донних відкладах біогенних компонентів, мікроелементів та токсичних речовин є свідченням потенційної загрози посилення антропогенного евтрофування прибережних ділянок, збільшення токсичності води та донних відкладів, які використовуються у лікувальних закладах Скадовської медичної зони;

- виконане районування акваторії Джарилгацької затоки за результатами системного аналізу може бути використано для організації системи гідроекологічного моніторингу, оптимізації її просторового вирішення;

- встановлені залежності між вмістом речовин у дренажно-скидних водах (елемент управління станом ГХС) та у морській воді (керований елемент) можуть бути використані для оптимізації гідрохімічних параметрів перехідної системи та для управління нею при проведенні водоохоронних заходів.

- на прикладі гідрохімічної макросистеми р. Горині було апробовано статистичні та балансові підходи до прогнозування параметрів гідрохімічних систем; результати прогнозування впроваджено в розробку технічного проекту поповнення підземних вод в районі Гощанського водозабору м. Рівне.

5. Впровадження теоретико-методологічних розробок дослідження процесів формування хімічного складу та якості поверхневих вод в практику водогосподарських організацій підтвердило ефективність їх використання для вирішення важливих гідроекологічних проблем України.

Публікації автора:

Монографії, навчальний підручник та посібник

1. Малі річки України/ За редакцією А.В.Яцика/.-К.: Урожай, 1991. – 294 с. (С.І.Сніжком написані у співавторстві з В.І.Пелешенком, Д.В.Закревським, А.П.Чернявською, В.К.Хільчевським розділи: 4.1.2, 4.1.3, 4.2.1, 4.2.2, 4.3.1, 4.3.3).

2. Використання осадів стічних вод у сільськогосподарському виробництві/–К.:ВПЦ “Київський університет”, 1997. -130с.(співавтори Хільчевський В.М., Савицький В.М., Чеботько К.О., Курінний І.Л.).

3. Гідрохімія та радіогеохімія річок і боліт Житомирської області/За редакцією С.І.Сніжка, О.О.Орлова. –Житомир: Волинь, 2002. –264 с. (співавтори Орлов О.О., Закревський Д.В., Пелешенко В.І., Шищенко П.Г., Олійник Я.Б., Костриця М.Ю., Самойленко В.М., Тавров Ю.С.)

4. Оцінка та прогнозування якості природних вод. Підручник. –К.: Ніка-Центр, 2001. –264 с.

5. Інженерна гідрохімія. Навчальний посібник.–К: ВПЦ “Київський університет”, 2001.–105 с.

Cтатті

6. Взаємозв`язок між витратами та мінералізацією води річок басейну Дніпра// Вісн. Київ. ун-ту. Сер. Географія. –1990. -Вип.32. -С. -25-30 (співавтори Закревський Д.В., Шевчук І.О.).

7. Дослідження умов формування стоку хімічних компонентів у басейні малої річки// Меліорація і водне господарство. –1990. -Вип.73. - С.37-42 (співавтори Пелешенко В.І., Закревський Д.В., Гребень В.В.).

8. Надходження біогенних елементів з атмосферними опадами та їх розподіл в басейні Дніпра// Вісн. Київ. ун-ту. Сер. Географія. – 1993. -Вип.40. -С.101-107.

9. Комплексная оценка и классификация водной экосистемы Дуная // Водные ресурсы.- 1993.- Т.20, №4.- С.552-560 (співавтори Созінов О.О., Олексієнко В.Д., Акімов І.А.,Чернявська А.П., Пелешенко В.І.).

10. Forschungsmethodik der Formierungsprozesse der Qualitaet der naturlichen Gewasser und ihre Klassifizierung nach genetischen Merkmalen// Hydrologische Vorhersagen und hydrologisch - wasserwirtschaftliche Grundlagen. UNESCO/WMO. –1994. –XXVII. -B.II. – S.777-782.

11. Формирование качества воды прибрежной акватории Черного моря в зоне влияния Краснознаменской оросительной системы// Гидробиологический журнал. -1995. -Т.31.-№5. -С.101-110 (співавтори Брагар М.С., Ларіонов Ю.В., Чеботько К.О.)

12. Концепція методики оперативного прогнозування якості води гірських річок Українських Карпат. Експрес-інформація. –К.: Центр наук.-техн. інформації Держводгоспу України. –1996. -№18 –19. – С.5-12.

13. Формування хімічного складу річкових вод зони мішаних лісів України// Водне господарство України. –1997. -№5. - С.18-20 (співавтор Закревський Д.В).

14. Розсолонення води Джарилгацької затоки// Водне господарство України. –1998. -№3. –С.5-8(співавтори Чеботько К.О., Брагар М.С., Ларіонов Ю.С.).

15. Wirtschaftlicher Mechanismus des Schutzes der Wasserressourcen der Ukraine// Hydrologische Vorhersagen und hydrologisch - wasserwirtschaftliche Grundlagen. UNESCO/WMO. –1998. – XIX. -B.I. – S. 85-90(співавтор Сніжко О.М.).

16. Формування якості води гірських річок в умовах нестійкого водного режиму// Екологічні та соціально-економічні аспекти катастрофічних стихійних явищ у Карпатському регіоні (повені, селі, зсуви). – Ужгород: ВАТ “Патент”.-1999.- С.310-313.

17. Ймовірність появи небезпечних концентрацій забруднюючих речовин у воді гірських річок під час катастрофічних паводків// Екологічні та соціально-економічні аспекти катастрофічних стихійних явищ у Карпатському регіоні (повені, селі, зсуви). – Ужгород: ВАТ “Патент”.-1999.- С.313-316.

18. Сучасні методи дослідження гідрохімічних систем // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. –2000. -Т.1. -С.67 – 69.

19. Про деякі чинники формування якості поверхневих вод басейну р.Горинь у сучасних умовах // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. –2000. - Т.1. - C.116-118 (співавтори Пелешенко В.І., Савицький В.М., Шевчук І.О.).

20. Die Wahrscheinlichkeit der Erscheinung der gefaehrlichen Schadstoffkonzentrationen im Wasser der Bergfluessen des ukrainischen Teiles des Einzugsgebietes von Tisa bei extremen Hochwassersituationen // Hydrologische Vorhersagen und hydrologisch - wasserwirtschaftliche Grundlagen. UNESCO/WMO. –2000. –XX. -B.I. – S. 759 – 763.

21. Abflussmengen der Gewaesser als integrierte Charakteristik des Einflusses natuerlicher Prozesse auf die chemische Zusammensetzung der Gewaesser und auf die Wasserguete// Hydrologische Vorhersagen und hydrologisch-wasserwirtschaftliche Grundlagen.UNESCO/WMO. –2000. – XXX. - S.764– 767.

22. Поняття про гідрохімічні системи та методи їх дослідження// Україна і глобальні процеси: географічний вимір. Матеріали з’їзду Географічного товариства України. - Луцьк: Вежа.- 2000.- Т.2.- С. 199-202.

23. Характеристика хімічного складу води та гідрохімічного режиму річок Житомирської області //Житомирщина на зламі тисячоліть. –Житомир: Волинь. –2000. -С. 201 – 205( співавтор Сіренький С.П.)

24. Багаторічні особливості гідрохімічного режиму річок Житомирщини та виявлення його основних тенденцій //Житомирщина на зламі тисячоліть. –Житомир: Волинь. –2000. -С. 219 – 221(співавтори Закревський Д.В., Сіренький С.П.).

25. Науково-методичні основи гідрохімічних досліджень водно-болотних екосистем // Житомирщина на зламі тисячоліть. –Житомир: Волинь. –2000. - С. 201 – 205.

26. Оцінка та картографування якості води річок Житомирської області //Житомирщина на зламі тисячоліть. –Житомир: Волинь. –2000. -С.261 – 262(співавтори Бондаренко Е.Л., Шевченко В.О., Радченко Н.Л., Сіренький С.П.).

27. Моніторинг якості води річок Житомирської області // Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія. – 2000.-Т.1. –С.78-79 (співавтор Сіренький С.П.).

28. Wasserwirtschaftliche und oekologische Situation im Dnipro – Einzugsgebiet // Hydrologie und Wasserbewirtschaftung. – 2001. –Heft №1. -S.2 - 8.

29. Методика досліджень факторів формування гідрохімічних систем // Вісник Київського університету. Серія географії. -2001. -Вип.47. -С.53 - 56.

30. Методика дослідження територіальної структури гідрохімічних систем// Картографія та вища школа.-2001. -Вип.5, -С. 67 – 73.

31. Апроксимація та статистичне моделювання впливу антропогенних чинників на формування гідрохімічних систем природних вод з використанням мультиваріаційних методів// Географія і сучасність. -2001. -Вип.5. -С.3 – 16.

32. Дослідження структури гідрохімічних систем шляхом аналізу їх часових інформаційних матриць// Географія і сучасність. -2001. -Вип.5. –С.16 – 25.

33. Агропромисловий комплекс як чинник формування регіогнальної гідрохімічної системи поверхневих вод //Eкономічна та соціальна географія.-2001.-Вип.50.–С.95– 103.

34. Дослідження генетичної структури і процесів формування гідрохімічних макросистем (на прикладі водозборів Житомирської області)// Людина і довкілля. – 2001. – Вип.2. – С.102 – 110.

35. Оцінка сучасного гідрохімічного режиму та якості води річок Житомирського Полісся // Український географічний журнал. -2001. -№2. -С.65 – 70.

36. Дефініція гідрохімічної системи за функціонально-геосистемним принципом та її математична формалізація// Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. –2001. -Т.2. -С. 171-181.

37. Багаторічна мінливість стоку основних річок басейну Чорного моря// Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. –2001. –Т.2. - С. 373-379 (співавтор Куприков І.В.).

38. Мінливість та стійкість – дві характерні риси розвитку гідрохімічних систем// Захист довкілля від антропогенного навантаження. –2001. – Вип. 4(6).- С.34-38.

39. Еколого-гідрохімічні підходи до вибору репрезентативних показників для гідроекологічного моніторингу// Географія і сучасність, 2001. Вип.6, с.31 – 39.

40. Особливості формування процесно-функціональної структури гідрохімічної системи перехідного типу (на прикладі Джарилгацької затоки Чорного моря) // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. –2002. -Т.3. -С. 142-148.

41. Принципи виділення територіальних структур гідрохімічних систем та встановлення їх розмірності // Картографія та вища школа.-2002. -Вип.7, -С. 56 – 61.

Тези доповідей

42. Особенности формирования гидрохимической обстановки в Джарылгацком заливе Черного моря под влиянием дренажно-сбросных вод // Тезисы докладов І Республиканской научной конференции “Проблемы рационального использования, охраны и восстановления природно-ресурсного потенциала Украинской ССР“. – Черновцы: ЧГУ.-1991. -С.127 (співавтор Чеботько К.О. ).

43. Дослідження процесів формування якості води малих річок // Тезисы докладов І Республиканской научной конференции “Проблемы рационального использования, охраны и восстановления природно-ресурсного потенциала Украинской ССР“. – Черновцы: ЧГУ.-1991. - С.44-45(співавтори Пелешенко В.І., Закревський Д.В.).

44. Про методику оперативного прогнозування якості води// Тези науково-практичної конференції “Проблеми водних ресурсів та іригації земель”.- К.: Держводгосп України. –1996. -С.25.

45. Методика дослідження процесів формування якості води// Тези науково-практичної конференції “Проблеми водних ресурсів та іригації земель”.- К.: Держводгосп України. –1996. -С. 25-26.

46. Гідроекологічний стан Джарилгацької затоки Чорного моря // Тези другого з`їзду гідроекологічного товариства України. –Т.1. –К.: ИГБ АН України. –1997. –С. 46-47(співавтори Чеботько К.О., Слабчак А.К.).

47. Detection of ciclical oscillations of temporal series of flow and concentration of nutrient matters in waters of the Dnepr river basin// Abstracts of 23 General Assembly of the European Geophysical Society. -Nice, France: JAGS. –1998. Vol.16. – P.18.