10685

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

III Международная научно-практическая конференция

«Экологическая безопасность и устойчивое развитие урбанизированных территорий»

Сборник докладов

Нижний Новгород

2023

1

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

III Международная научно-практическая конференция

«Экологическая безопасность и устойчивое развитие урбанизированных территорий»

Сборник докладов

Нижний Новгород ННГАСУ

2023

2

ББК 67.91 М 43

Материалы публикуются в авторской редакции

III Международная научно-практическая конференция «Экологическая безопасность и устойчивое развитие урбанизированных территорий» [Электронный ресурс]: сб. докладов / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т; редкол.: Д.Л. Щеголев [и др.] – Н. Новгород: ННГАСУ, 2023 – 294 с. 1 электрон. опт. диск (CD-R)

ISBN 978-5-528-00516-4

В сборник вошли доклады молодых ученых, преподавателей, магистрантов, студентов российских и иностранных вузов, а также учащихся школ и колледжей на международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность и устойчивое развитие урбанизированных территорий», проводившейся на базе ННГАСУ 17–19- го мая 2022 г.

ББК 67.91

Редакционная коллегия:

Д.Л. Щеголев; В.Н. Бобылев; Ж.А. Шевченко; М.А. Замураева; Е.А. Дрягалова; А.Л. Васильев; А.Г. Кочев; М.В. Бодров; Е.В. Кайдалова; А.Л. Гельфонд; М.В. Дуцев; Т.В. Киреева; Т.Э. Старова; В.А. Забелин; М.А. Патова; О.А. Лисина; Д.А. Кожанов; А.А. Смыков; С.М. Гусейнова; Д.А. Довгопол; О.В. Кащенко; М.А. Кочева; М.М. Соколов; Е.Н. Петрова.

3

Секция 1 «Актуальные проблемы природопользования урбанизированных территорий»

И.М. Краев, А.В. Иванов, С.М. Гусейнова

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ НА ПОТЕНЦИАЛ БУДУЩИХ ГЕОПАРКОВ ВОЛЖСКОГО БАССЕЙНА

Целью работы является исследование влияния экологических рисков на потенциал будущих геопарков Волжского бассейна. На Волге и в ее притоках расположены 7 геологических и ландшафтных объектов мирового значения, это 7 Чудес Света в природном наследии человечества.

1.Крупнейшее в мире пермское кладбище рептилий пермского периода расположено на берегу реки Вятки в 200 км к северу от Нижнего Новгород

2.Кратер Пучеж-Катункской дислокации раннеюрского периода, входящий в десятку самых крупных кратеров на Земле.

3.Живописный ландшафт слияния рек Оки и Волги, сформированный водной стихией и характеризующийся перепадом высот берегов 150 м.

4.Бат-келловейские отложения юрской системы в районе с. Просек на Средней Волге, считающиеся «золотым гвоздем» юрской стратиграфии.

5.Национальный юрский геопарк «Ундоры» на Средней Волге под Ульяновском, созданный в 2021 году.

6.Жигулевские мягкие осадочные породы под Самарой - уникальный холмистый ландшафт с богатейшей флорой.

7.Дельта Волги - крупнейший природный заповедник, имеющий уникальные водно-болотные угодья мирового значения.

Некоторые из этих объектов расположены рядом, что создает условия для формирования 4-5 крупных геопарков особой научной ценности и туристической привлекательности.

Риски для геологического наследия, связанные с водой, включают:

¾Риск катастрофических наводнений, вызванных весенними паводками и авариями

¾Риск эрозии и оползней прибрежных отложений Волги как риск для существования геологического наследия пермской и юрской систем

¾Риск цветения водорослей как угроза рекреации, водоснабжению, рыболовству и судоходству.

4

Риск наводнений во время весеннего половодья исследовался сотрудниками ННГАСУ, Университета ООН и Международного института океана в 5 субъектах федерации Волжского бассейна [1, 2]. Риски представляют серьезную угрозу объектам культурного наследия, расположенным по берегам водохранилищ Волжского каскада, таким, как Юринский замок в республике Марий Эл, историко-культурные объекты в Нижнем Новгороде, Козьмодемьянске и Васильсурске.

Риски эрозий и оползней существенно обострились в результате антропогенной деятельности последних десятилетий. В частности, это риски усиления эрозии берегов волнами в водохранилищах Волжского каскада, а также риски оползней в городах, расположенных на Волге [3].

Модель цветения водорослей в водохранилищах Волжского каскада представлена в данной работе. Модель основана на сравнении расчетных и наблюдаемых концентраций цианобактерий, динофлагеллят и диатомей и их сезонной динамики по всему Волжскому каскаду. Для моделирования применены методы математического моделирования процессов цветения. Моделирования для всех водоемов каскада основано на известной гидрометеорологической и экологической информации по концентрации фосфатов и нитратов по водохранилищам Волжского каскада. В результате моделирования появляется возможность сравнить параметры цветения в существующем каскаде

Расчетные значения концентрации водорослей основаны на модели, предложенной В. Феннелем и Т. Нейманом и адаптированной к условиям пресноводных водоемов авторами данной работы. Использовались метеорологические данные для Горьковского водохранилища в зависимости от солнечной радиации. Основные переменные представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Показатели состояния водохранилищ по данным наблюдений и результатам моделирования

5

В данной работе моделирование концентрации планктона осуществляется на основе модели, предложенной Феннелом и Нейманом с модификацией уравнений на основе модели Бернара и Ремон, позволяющей учитывать эвтрофный и мезотрофный статус водохранилища [4, 5]. На рисунке 1 приведены уравнения концентрации трех групп фитопланктона Р1 (более тяжелые по сравнению с водой водоросли, преимущественно диатомовые), Р2 (водоросли нейтральной плавучести, в частности, динофлагелляты), Р3 (более легкие по сравнению с водой водоросли, преимущественно цианобактерии) в верхнем слое:

Рисунок 1 – Концентрация водорослей в верхнем слое Горьковского водохранилища Легкие водоросли Нейтрально плавучие Тяжелые водоросли Результаты наблюден.

6

Рисунок 2 – Концентрация водорослей в верхнем слое Саратовского водохранилища

Сравнение результатов моделирования и наблюдений для Горьковского водохранилища проводилось на основе анализа многолетних исследований проб фитопланктона авторами данной работы. Пробы анализировались по методике, разработанной специально для исследования фитопланктона в расслоенных по плотности водоемах [6]. Результаты исследования отражены на рисунке 1. На рисунке 2 представлен пример результатов моделирования цветения в Саратовском водохранилище. Аналогичные расчеты выполнены для Рыбинского, Чебоксарского, Куйбышевского и Волжского водохранилищ.

В настоящее время получены результаты моделирования пространственного распределения водорослей по глубине в летний сезон. Результаты исследования показывают, что при устойчивой стратификации и высоких летних температурах верхнего перемешанного слоя распределение водорослей характеризовалось чрезвычайно высокой концентрацией в верхнем перемешанном слое.

Моделирование вертикального распределения водорослей в летний сезон показало, что зависимости, полученные в результате моделирования, качественно совпадают с данными полевых исследований. Разработанная ранее для Горьковского водохранилища модель расширена на весь Волжский каскад водохранилищ. В целом наблюдается тенденция увеличения максимальной концентрации относительно более легких водорослей по мере движения с севера на юг. Соответственно, концентрация относительно более тяжелых водорослей падает. В результате соотношение легких и тяжелых водорослей по мере удаления на юг увеличивается, что видно в Таблице 1.

Сравнение показало хорошее совпадение результатов моделирования с полевыми исследованиями в отношении концентрации биомассы,

7

максимального момента концентрации и доли относительно легких цианобактерий, доли нейтрально плавучих видов, включая динофлагелляты, и доли более плотных, в частности, диатомовых водорослей.

Применение такой модели в дальнейшем позволит выбрать концепцию системы комплексного управления, решающей не только задачи предотвращения наводнений, энергетики и судоходства, но и проблему предотвращения цветения.

Литература

1.Иванов А.В., Николаева И.Ю. Оценка уязвимости домовладений от наводнений и подтоплений в Волжском бассейне // В сборнике: Великие реки - 2007. Материалы конгресса международного научно-промышленного форума. 2007. С. 54-56.

2.Иванов А.В. Развитие методов эколого-экономической оценки формирования среды обитания урбанизированных территорий. Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук / Москва, 2006

3.Lapshin A.A., Kolomiets A.M., Ivanov A.V., Krayev I.M., Malyshev D.M. Water risks in geoparks of the Nizhny Novgorod region В сборнике: 20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference - SGEM 2020. Conference Proceedings. 2020. С. 289-296.

4.Fennel W. and Neumann T. Modelling coastal dynamics and harmful algal blooms in the Baltic Sea. Real-time Coastal Observing Systems for Marine Ecosystem Dynamics and Harmful Algal Blooms: Theory, Instrumentation and Modelling Edited by Marcel Babin, Collin S. Roesler and John J. Cullen Oceanographic Methodology Series. UNESCO publishing, Paris, France 2008, pp.627-662.

5.Bernard O., Rémond B. Validation of a simple model accounting fo light and temperature effect on microalgal growth. Bioresource Technology 123

(2012) p.520-527.

6. Радченко Г., Капков В.И., Федоров В.Д. Практическое руководство по сбору и анализу проб морского фитопланктона: учебно- методическое пособие для студентов биологических специальностей университетов.- M.: Мордвинцев, 2010. - 60 с.

8

Е.А. Митина, А.В. Иванов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОНЦЕПЦИИ СОЗДАНИЯ ГЕОПАРКА ПРИ СЛИЯНИИ ОКИ И ВОЛГИ

Целью работы является комплексное исследование экологических, геологических и природно-ресурсных параметров устойчивого развития зоны слияния Оки и Волги в пределах Нижегородской агломерации в контексте оценки перспектив создания геопарка при слиянии Оки и Волги.

Работа включает обоснование границ геопарка с учетом включения объектов геологического наследия мирового уровня, а также объектов природного и культурного наследия Нижегородской агломерации, органически связанных с двумя великими реками России. Метод исследования включает многокритериальную оценку с помощью линзы Брунсвика.

Рисунок 1 – Расположение геологических объектов мирового значения в Нижегородской агломерации, включая Пучеж-Катункскую дислокацию, Бат- келловейский разрез возле с. Просек и зону слияняя Оки и Волги

Проекты геопарков основаны на научных знаниях и высоком уровне образования. Они являются частью низкоуглеродной экономики. Инициатива и методология создания геопарков исходит от ЮНЕСКО [1]. Помимо сохранения объектов природного и культурного наследия, создание геопарков развивает новые направления исследований, образования и связанные с ними новые отрасли экономики. Экономика, с одной стороны, опирается на сложившуюся культуру, народные промыслы, традиционные виды природопользования, а с другой стороны,

9

использует современные методы научных исследований в образовании и телекоммуникациях. В настоящее время Глобальная сеть геопарков ЮНЕСКО насчитывает 169 объектов в 44 странах. Первым шагом на пути к присоединению к глобальной сети геопарков является создание национального геопарка. На данном этапе востребована многокритериальная оценка проекта [2,3]. Это позволит на следующем этапе перейти к более детальной проработке проекта с использованием инструментов календарного планирования, анализа эффективности и оценки рисков.

Установление будущих границ геопарка при слиянии Оки и Волги основано на необходимости включения в него трех уникальных геологических объектов мирового уровня. Это Пучеж-катунская дислокация, проявившаяся в виде красных брекчий, которые были обнаружены на волжских крутых берегах первым исследователем пермской системы Мурчисоном. Вторым значимым объектом является бат-келловейский разрез, представляющий собой «золотой гвоздь» Российской стратиграфии юрского периода. И наконец, центральным объектом будущего геопарка при слиянии Оки и Волги является собственно ландшафт зоны слияния двух великих рек, возникший в послеледниковые периоды под влиянием водной стихии. Схема расположения этих объектов представлена на рисунке 1.

Для анализа выбраны геопарки принципиально разного типа по плтности населения и количеству объектов наследия, сходство которых заключается в том, что наряду с геологическим наследием мирового уровня в этих геопарках на ценнейших культурных ландшафтах расположены объекты природного и культурного наследия [4-7].

Результаты анализа основных параметров геопарков представлены в Таблице 1. Как видно из Таблицы 1, площадь Геопарков может существенно варьироваться, чтобы включать в себя не только объекты геологического наследия, но и населенные пункты, объекты природного и культурного наследия. Анализ, выполненный на основании таблицы 1, позволяет сделать вывод о гармоничном сочетании особо охраняемых природных территорий и направлений хозяйственной деятельности всех трех геопарков. Разнообразие создает хорошие предпосылки для устойчивого развития.

Создание геопарков в районах со средней и высокой плотностью населения на первый взгляд выглядит необычно, так как высокая антропогенная нагрузка противоречит привычному взгляду на объекты наследия, сохраняемые благодаря ограничению такой нагрузки. Однако необходимость создания таких объектов обусловлена тем, что при высокой антропогенной нагрузке утрата уникального геологического и природного наследия может произойти настолько быстро, что организационно- управленческие решения опоздают. В случае успешного

10