авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 13 |

«Российская академия наук Дальневосточное отделение ИНСТИТУТ ВОДНЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ Хоздоговор № 06-09/БР-0-280-2009 Экз. № ...»

-- [ Страница 3 ] --

Кд – эмпириче ский коэффициент (количество ингредиента, образующегося при разложении 1 т аб солютно сухой древесной растительности, кг);

Л, Лс, Т – площадь залитых луговых, лесных и торфяных почв, га;

Кл, Клс, Кт – эмпирические коэффициенты соответст вующих почвенных разностей;

В – объем водохранилища, дм3.

Согласно данной методике, отклонения величин среднегодовых концентраций органических и биогенных веществ в воде водохранилищ от прогнозируемых состав ляют 1–30% [Майстренко, Денисова 1972].

В расчетах были использованы данные Росгидромета (табл. 2.5.1), ИВЭП ДВО РАН (среднее содержание биогенных веществ в атмосферных осадках бассейна оз.

Эворон [Иванов и др. 1978]), Верхнебуреинского районного комитета по охране при роды (среднее содержание загрязняющих веществ в сточной воде пос. Чегдомын и Ургал в 1995–1999 гг.). Исходные данные, т.е. площади почв и биомасса древесной растительности зоны затопления и морфометрические характеристики водохранили ща – объем, площадь зеркала и Кв – были взяты из проектной документации;

метео рологической информации – по метеостанции Сектагли (808 мм) – [Справочник по климату…1968];

эмпирические коэффициенты для расчета биогенных веществ, по ступающих в воду водохранилищ из затопленных растительного и почвенного покро вов – из работы [Майстренко, Денисова 1972]. Все расчеты были сделаны для объема принятого равным 22,5 км3, а Кв – 1,27.

Аммонийный азот – доминирующая форма соединений азота в поверхностных водах равнин Приамурья. Содержание этого вещества в воде малых рек, бассейны ко торых характеризуются высокой заболоченностью, может иногда достигать 10,4 мгN/дм3, а в р. Горин –притоке Амура – 1,34 мгN/дм3 [Шестеркин 1991;

Шестер кин 1993].

В Бурейском водохранилище, согласно расчетам, основным источником аммо нийного азота будет являться поверхностный сток (табл. 2.5.4). Его наибольшее влия ние будет проявляться постоянно – как в период наполнения, так и во время эксплуа тации водохранилища.

Таблица 2.5.4 - Прогноз поступления аммонийного азота в Бурейское водохранилище при разных вариантах лесосводки Отсутствие лесосводки При полной лесосводке Источники поступления N, т % N, т % Древесная растительность 2 090,3 12,1 653,0 4, Почвы:

лесные 476,8 2,8 476,8 3, торфяные 76,8 0,5 76,8 0, луговые 1,8 0,0 1,8 0, Речной сток 14 522,0 84,2 14 522,0 91, Сточные воды 55,4 0,3 55,4 0, Атмосферные осадки 25,6 0,1 25,6 0, Всего 17 248,7 100 15 811,4 Влияние остальных источников на его содержание в воде водохранилища мень ше. Подобная ситуация была отмечена при прогнозировании химического состава во ды водохранилищ Украины [Иванов и др. 1978] и Якутии [Лабутина 1985;

Николаева 1987].

Ожидаемая среднегодовая концентрация аммонийного азота в воде Бурейского водохранилища при достижении НПУ составит: при отсутствии и полной лесосводке – 0,60 и 0,55 мгN/дм3 соответственно, т.е. возрастет по сравнению со среднегодовой концентрацией в воде р. Бурея очень незначительно (отклонения составят соответст венно 13,2 и 3,8%). Эти показатели оказались меньшими, чем отдельные среднегодо вые значения (в 1994 г. – 1,0 мг N/дм3) в р. Бурея. Значительно меньше они также и по сравнению с содержанием аммонийного азота в воде этой реки во время паводков.

Таким образом, рассчитанные среднегодовые концентрации этого вещества при лю бом варианте лесосводки не сильно превысят фоновые значения, хотя и будут выше рыбохозяйственных значений величин ПДК.

В воде Бурейского водохранилища, также как и Зейского, наибольшее содержа ние аммонийного азота будет наблюдаться в придонных горизонтах в период напол нения. Аналогичная ситуация отмечалась в придонных горизонтах других водохрани лищ в первые годы их эксплуатации: Вилюйского – до 3,37 мгN/дм3 [Лабутина 1985], Колымского – до 3,18 мгN/дм3 [Мордовин и др. 1997] и Зейского – до 1,24 мгN/дм [Алекин 1970]. Эти данные согласуются с результатами работы Ю.Г. Майстренко и А.И. Денисовой [1972], где указывается, что основное количество органических и биогенных веществ из почв и растительности переходит в воду в первый месяц затоп ления. Поэтому среднегодовая концентрация аммонийного азота в это время будет максимальной (табл. 2.5.4). В сезонном отношении наиболее высокое содержание аммонийного азота в воде Бурейского водохранилища будет отмечаться зимой и ле том, а минимальное – весной и осенью.

Выход Бурейского водохранилища на эксплуатационный режим внесет измене ния в распределение концентрацию этого вещества: наибольшее содержание аммо нийного азота будет наблюдаться в поверхностных слоях летом и в придонных – зи мой (в Зейском водохранилище до 0,88 и 0,96 мгN/дм3 соответственно). С этого вре мени среднегодовая концентрация аммонийного азота, как и на Зейском водохрани лище, начнет снижаться.

Через 5–10 лет работы Бурейского водохранилища в эксплуатационном режиме аммонийный азот в нем будет распределяться по акватории и глубине хаотично (в Зейском водохранилище, например, в августе 1994 г. содержание аммонийного азота по акватории варьировало от 0,20 до 1,06 мгN/дм3). В верхней и средней части аква тории водохранилища наибольшая концентрация этого вещества будет отмечаться в основном в поверхностных слоях воды, а в нижней части – в придонных. Такое пове дение аммонийного азота будет обусловлено большим влиянием заболоченных зе мель на верхнюю и среднюю часть водохранилища, а затопленной древесины – ниж нюю часть. Как свидетельствуют материалы Н.М. Лабутиной [1985], даже пятилетний контакт лиственницы с водой не обеспечивает полного выщелачивания из нее био генных веществ.

На содержание нитритного азота влияние затопленной древесины скажется мало (табл. 2.5.5): без лесосводки его прогнозная концентрация будет превышать среднемноголетнее значение на 0,004 мгN/дм3, а при полной лесосводке – на 0,003 мгN/дм3 (отклонения составят соответственно 33,3 и 25%). Таким образом, про гнозные значения будут меньше значения ПДК.

Таблица 2.5.5 - Прогноз поступления нитритного азота в Бурейское водохранилище при разных вариантах лесосводки Отсутствие лесосводки При полной лесосводке Источник поступления N, т % N, т % Древесина и кустарники 38,0 8,4 11,9 2, Почвы лесные 37,8 8,3 37,8 8, торфяные 1,07 0,2 1,07 0, луговые 0,08 0,0 0,08 0, Речной сток 356,2 78,3 356,2 83, Сточные воды 2,14 0,5 2,14 0, Атмосферные осадки 19,48 4,3 19,48 4, Всего 454,8 100 428,7 В Бурейском водохранилище, также как и в Зейском, в период его наполнения максимальное содержание нитрит-иона будет отмечаться в придонных горизонтах зимой (в Зейском до 0,005 мгN/дм3). Такая стратификация сохраняться и в последую щие годы.

С выходом Бурейского водохранилища на НПУ среднегодовое содержание нит ритного азота мало изменится, хотя распределение по глубине станет более хаотич ным. На Зейском водохранилище, например, его концентрация летом в поверхност ных горизонтах варьировала от 0,0018 до 0,0033 мг N/дм3, а в придонных – от 0,0024 до 0,0033 мг N/дм3.

После 5–10 лет работы Бурейского водохранилища в эксплуатационном режиме содержание нитритного азота будет оставаться высоким. В Зейском водохранилище зимой 1988 г. в поверхностных слоях оно было в пределах 0,0018–0,0037 мг N/дм3, а в придонных – 0,0023–0,0046 мг N/дм3. В этих же пределах находилась концентрация NO2- и летом. Подобная ситуация отмечалась и на Вилюйском водохранилище [Лабу тина 1985], присутствие нитритов в котором (до 0,01 мгN/дм3) наблюдалось в течение 11 лет после наполнения.

Зарегулирование р. Бурея практически не вызовет изменений и в среднегодовом содержании нитратного азота. Как в воде р. Бурея, так и в водохранилище оно будет практически одинаковым – 0,11–0,12 мгN/дм3. Ожидаемые отклонения составят 9% в случае полной лесосводки и 0% – при ее отсутствии. Количественное отличие этой формы азота от других связано с большим влиянием среди источников его поступле ния в водохранилище поверхностного стока (табл. 2.5.6). Влияние затопленных почв и древесной растительности значительно меньше: в варианте с отсутствием лесосвод ки содержание нитратного азота не превышает 8,2%, а при полной лесосводке – 3,7%.

В воде Бурейского водохранилища, аналогично Зейскому, наиболее высокая концентрация нитратного азота будет наблюдаться в начале наполнения (в Зейском его содержание не превышало 0,04 мгN/дм3). Распределение нитратов по вертикаль ному разрезу будет хаотичным, т.е. наибольшее содержание может отмечаться как в поверхностных, так и в при донных слоях. В сезонном отношении максимальная кон центрация нитратного азота будет наблюдаться минимальная – летом и осенью.

Таблица 2.5.6 - Прогноз поступления нитратного азота в Бурейское водохранилище при разных вариантах лесосводки Отсутствие лесосводки При полной лесосводке Источники поступления N, т % N, т % Древесина и кустарники 228,0 6,7 71,2 2, Почвы лесные 19,4 0,6 19,4 0, торфяные 29,7 0,9 29,7 0, луговые 0,08 0,0 0,08 0, Речной сток 3 014 89,1 3 014 93, Сточные воды 42,85 1,3 42,85 1, Атмосферные осадки 49,14 1,4 49,14 1, Всего 3 383,2 100 3 253,5 99, В последующие годы среднегодовое содержание нитратного азота в Бурейском водохранилище будет постепенно снижаться. В Зейском с установлением эксплуата ционного режима оно не превышало 0,01 мг N/дм3. Не изменится и сезонное распре деление нитратов.

В отличие от соединений азота содержание фосфатов будет сильно зависеть от вариантов лесосводки. Основным их источником в варианте без лесосводки является древесная растительность (табл. 2.5.7), а при полной лесосводке – речной сток.

Таблица 2.5.7- Прогноз поступления фосфора в Бурейское водохранилище при разных вариантах лесосводки Отсутствие лесосводки После полной лесосводки Источник поступления P, т % P, т % Древесина и кустарники 722,1 58,1 225,6 30, Почвы лесные 40,0 3,2 40,0 5, торфяные 3,2 0,3 3,2 0, луговые 0,2 0,0 0,2 0, Речной сток 465,8 37,5 465,8 62, Сточные воды 8,2 0,7 8,2 1, Атмосферные осадки 2,6 0,2 2,6 0, Всего: 1 242,1 100 745,6 Расчеты свидетельствуют, что при отсутствии лесосводки содержание фосфатов в среднем будет составлять 0,043 мг/дм3, а при полной – 0,026 мг/дм3. Таким образом, в Бурейском водохранилище оно будут существенно выше, чем в воде питающей его р. Бурея (ожидаемое их отклонение от концентрации до зарегулирования составит и 53% соответственно).

В начале наполнения Бурейского водохранилища, как и Зейского, наибольшее содержание фосфатов будет наблюдаться в придонных слоях зимой. В Зейском водо хранилище, например, в это время содержание фосфатов в придонных слоях находи лось в пределах 0,017–0,051 мг/дм3, а в поверхностных – 0,017–0,023 мг/дм3. Повы шенной концентрации фосфатов в этот период способствовало и создание бескисло родной среды, что обусловило их десорбцию из донных отложений в водную толщу.

С выходом водохранилища на эксплуатационный режим среднегодовое содер жание фосфора постепенно будет снижаться, а его распределение по вертикальному разрезу станет хаотичным. Такое понижение концентрации фосфатов в воде будет связано с аккумуляцией их донными отложениями и потреблением фитопланктоном.

В Зейском водохранилище концентрация фосфатов в течение 1988 г. варьировала в небольших пределах – от 0,007 до 0,029 мг/дм3, а их распределение было хаотичным:

в одних случаях концентрация была выше в поверхностных слоях, в других – в при донных. Не было отмечено и определенных закономерностей в распределении фосфа тов в сезонном аспекте. Такое поведение фосфатных ионов говорит о том, что с вы ходом водохранилища на эксплуатационный режим основным источником поступле ния фосфатных ионов в водохранилище становится поверхностный сток, а не донные отложения и затопленная растительность.

Большинство органических соединений находится в воде в ничтожных количе ствах – из-за их многообразия и изменчивости определять компонентный состав с достаточной надежностью весьма трудно. Это приводит к необходимости часто поль зоваться такими интегральными показателями содержания органических веществ, как химическое потребление кислорода (ХПК), БПК5 и цветность.

Прогнозное содержание органического вещества в воде Бурейского водохрани лища было рассчитано только по величине ХПК, так как для значений БПК5 и цвет ности эмпирические коэффициенты отсутствуют. Из-за отсутствия данных не учиты валось при прогнозировании и содержание органического вещества в сточных водах пос. Чегдомын и Ургал.

Как свидетельствуют расчеты содержание органического вещества в Бурейском водохранилище, несмотря на большой объем затопленной древесины, будет таким же, как и в воде Буреи. Это обусловлено на два порядка большим, по сравнению с други ми источниками, поступлением органического вещества с поверхностным стоком (табл. 2.5.8). Подобное положение было отмечено и при прогнозировании качества воды водохранилищ Украины [Гидрология…1989] и Вилюйского водохранилища [Лабутина 1985], в которых доля поверхностного стока составляла 74–80 и 64,9% со ответственно.

Таблица 2.5.8 - Прогноз поступления органического вещества в Бурейское водохранилище при разных вариантах лесосводки Отсутствие лесосводки При полной лесосводке Источник поступления ХПК, т % ХПК, т % Древесина и кустарники 55 867,7 6,1 17 453,3 2, Почвы 6 084,8 0,7 6 084,8 0, лесные торфяные 3 616,4 0,4 3 616,4 0, луговые 26,6 0,0 26,6 0, Речной сток 857 620,0 92,9 857 620,0 96, Всего 923 215,2 100 884 801,1 Поэтому без лесосводки средняя годовая концентрация органического вещества будет составлять 32,3 мг О/дм3, а при полной лесосводке – 31,0 мг О/дм3 т.е. будет не значительно отличаться от среднегодового значения в воде р. Бурея (31,3 мг О/дм3).

Наибольшее содержание органического вещества, как и всех других компонен тов химического состава в Бурейском водохранилище, будет наблюдаться в период его наполнения. На Зейском водохранилище в это время значение ХПК в поверхност ных слоях воды варьировало от 27,4 до 47,7 мг О/дм3, а в придонных – от 20,1 до 59,0 мг О/дм3. Его распределение по вертикальному разрезу было хаотичным: в одних случаях концентрация была выше в поверхностных, а в других – в придонных слоях.

Подобная стратификация сохранялась и летом: в поверхностных горизонтах значение ХПК находилось в пределах 10,4–24,9 мг О/дм3, в придонных – 14,5–24,5 мг О/дм3.

С выходом Бурейского водохранилища на эксплуатационный режим содержание органического вещества в его воде будет снижаться. Такая ситуация, наблюдаемая на большинстве водохранилищ России (Вилюйское [Лабутина 1985], Братское [Верблова 1973], Куйбышевское [Верблова 1973] и др., связана с тем, что доля органических веществ, поступающих из растительности и почв уменьшается, а поступающих с по верхностным стоком – возрастает. Немаловажное значение в это время имеют и про цессы седиментации, в результате которых взвешенное органическое вещество акку мулируется в донных отложениях. Не является исключением и Зейское водохрани лище, среднегодовое содержание органического вещества в котором уменьшается.

Значение ХПК в его воде в это время находилось в пределах: зимой 30,6–38,8 мг О/дм3, летом – от 8,5 до 29,8 мг О/дм3.

Фенолы в водных объектах в естественных условиях образуются в процессе ме таболизма водных организмов, при биохимическом окислении и трансформации ор ганических веществ, протекающих как в водной толще, так и в донных отложениях. В настоящее время установлено, что значительное количество фенольных соединений поступает в воду с листовым опадом, затопленных трав, в меньшей степени затоп ленной древесины.

Количество извлекаемых фенолов (в мг) из 1 кг сухой растительности [Ланчико ва, Каплин 1970;

Черникова, нарбут 1981;

1983] составляет: ель – 10,6;

кедр-6,7;

пихта – 10,6;

ясень-6,9, береза -2,15;

древесина коры- 40;

смесь веток ивы с листьями – 120.

Поэтому в сезонном отношении наибольшее количество фенольных соединений в по верхностных водах, как правило, наблюдается в осенний период, когда в речную сеть с водосбора поступает большое количество органического материала (листьев, хвои и т.д.). Способствуют этому увеличению содержания фенолов и снижение интенсивно сти биохимических процессов вследствие понижения температуры воды. Так, в воде высокогорных рек Эльбруса и Тебердинского заповедника [Каплин и др.1965], пи тающихся ледниками и снежниками, концентрация фенолов изменяется от 2 до мкг/дм3, удаленных от населенных пунктов горных озерах БАМа [Андруханов 1981] от 8 до 14 мкг/дм3, оз. Байкал - от 3 до 4 мкг/дм3. В незагрязненных или слабозагряз ненных речных водах концентрация фенолов обычно не превышает 20 мкг/дм3, а в загрязненных может достигать десятков и даже сотен мг/дм3 [Зенин, Белоусова 1988].

Фенольные соединения являются нестойкими и подвергаются биохимическому и химическому окислению. Интенсивность этого окисления зависит от температуры воды, значений рН, содержания кислорода, состава фенолов, их концентрации, хими ческой структуры и др. Натурное моделирование Матвеева и др. 1989] показывает, что при низких температурах (13-15 оС) основная масса фенола в количестве мкг/дм3 из привнесенных в природную воду 550 мкг/дм3 распадается за 8-12 часов, а исчезает полностью за 1,5 дня. При более высокой температуре (30 оС) фенол с кон центрацией 5 мг/дм3 разрушается полностью за 50 часов, а при 5 оС – за 450 часов [44.

Рассчитанная по формуле Г.В. Стритера [Стритер и др. 1937] примерная скорость са моочищения речных вод от фенолов составляет при температуре менее 10 оС - 0, сут—1, между 10-15 оС – 0,40 сут—1, более 15 оС – 0,60 сут-1 [Кореновская и др. 1989]. В природных условиях эти коэффициенты самоочищения могут даже достигать 21, сут-1 [Зенин и др. 1983]. В соответствии с этим, можно прогнозировать содержание фенолов в речной воде.

Так, содержание фенолов в речной воде уменьшается с 100 до 1 мкг/дм3 при са мых худших для биохимического окисления условиях при температуре менее 10 оС за 23 дня, при 10-15 оС – 11,5 дня, а более 15 оС – 7,7 дней.

В Бурейском водохранилище, также как и остальных водохранилищах [Лабутина 1985;

Гидрология… 1989], максимальное количество фенолов будет отмечаться зи мой – в период его заполнении. В Зейском водохранилище в это время максимальное содержание фенолов достигало 0,022 мг/дм3 [Алекин 1970], в Вилюйском – 0, мг/дм3 [Лабутина 1985], в Колымском – 0,012 мг/дм3 [Мордовин и др. 1997]. Даже че рез 35 лет после заполнения Новосибирского водохранилища [Васильев и др. 1997] содержание фенолов в его воде в большинстве случаев было в пределах 2-20 мкг/дм3.

Наибольшая концентрация этих веществ в воде Зейского водохранилища отме чалась в период активизации процессов минерализации органических остатков в кон це зимы, а наименьшая – весной и в начале лета (до 0,011 мг/дм3). Распределение по вертикальному разрезу воды было хаотичным – высокие уровни концентраций фено лов наблюдались как в верхних, так и в нижних слоях.

С выходом водохранилища на эксплуатационный режим среднегодовое содер жание этих веществ будет постепенно снижаться и его содержание будет больше оп ределяться речным стоком. Наблюдения на Зейском водохранилище показывают, что в это время содержание фенолов в его воде варьировало в пределах 0,002– 0,005 мг/дм3, а летом – 0,001–0,011 мг/дм3 [Мордовин и др. 1997]. На Бурейском во дохранилище содержание фенолов на 6 год наполнения установилось на уровне 0,002-0,004 мг/дм3. Высокое содержание растворенного кислорода в воде Богучанско го водохранилища предполагает более низкие уровни содержания фенолов в его воде.

Максимальные значения БПК5 и цветности в воде Бурейского водохранилища будут отмечаться в начале наполнения в придонных слоях зимой. В Зейском водохра нилище эти значения достигали в придонных горизонтах воды 4,7 мг О2/дм3 и 268° соответственно [Спонти и др. 1982]. Дальнейшее увеличение объема водохранилища приведет к уменьшению содержания органического вещества в нем, их хаотичному распределению по вертикальному разрезу. Так, на Зейском водохранилище летом 1978 г. значения БПК5 и цветности в поверхностных горизонтах воды изменялись от 0,26 до 1,85 мг О/дм3 и от 60 до 100° соответственно, а в придонных – от 0,22 до 1,98 мг О/дм3 и от 110 до 130° также соответственно.

Расчеты К.К. Эдельштена и М.Н. Гречушниковой [2006] свидетельствуют, что в многоводный год цветность воды Бурейского водохранилища в мае июле может дос тигать 122о, а в маловодный -83о. В зимний период в эти годы она должна составлять 21 и 13о.

С достижением НПУ величина БПК5 и цветность воды будут и дальше снижать ся, причем в придонных горизонтах в большей степени, чем в поверхностных слоях.

В Зейском водохранилище в это время зимой значение БПК5 в поверхностных слоях варьировало от 0,20 до 0,98 мг О2 /дм3, а в придонных – от 0,36 до 0,73 мг О2/дм3.

Среднегодовая величина БПК5 была меньше единицы, а цветность воды изменялась в пределах 75–90о, что свидетельствовало о равномерном распределении органического вещества в водной толще.

Установление эксплуатационного режима на водохранилище приведет к еще бо лее низким значениям БПК5. С этого времени наиболее высокие значения этих пока зателей будут отмечаться в поверхностных слоях, а наименьшие – в придонных сло ях. Такое изменение стратификации связано с уменьшением поступления легкоокис ляемых веществ из затопленной древесины и торфяников и увеличением поступления – с поверхностным стоком. Так, на Зейском водохранилище в 1988 г. величина БПК5 в поверхностных горизонтах находилась в пределах 0,42–2,40 мг О2/дм3, а в придонных – 0,24–1,02 мг О2/дм3. Небольшие колебания значений БПК5 наблюдались и летом: в верхних горизонтах водохранилища они были в пределах 0,40–1,11 мг О2/дм3, в при донных – 0,38–1,38 мг О2/дм3.

Таким образом, результаты расчетов указывают на приоритетную роль в форми ровании содержания органических и биогенных веществ в Бурейском водохранилище стока питающих его рек. Остальные факторы незначительны и в порядке убывания их влияния распределяются следующим образом: затопленные древесная растительность и почвы, сточные воды или атмосферные осадки. Учитывая высокий коэффициент водного обмена, можно ожидать меньшего участия древесной растительности в фор мировании химического состава воды Бурейского водохранилища, а, следовательно, и предполагать стабилизацию ее качества в более короткие сроки, чем в Зейском водо хранилище.

Результаты расчетов говорят о незначительных отличиях (0–5,7%) прогнозных среднегодовых концентраций органического вещества, нитратного и аммонийного азота в Бурейском водохранилище – при полной лесосводке – от их содержания в р.

Бурея. При отсутствии лесосводки отклонения для вышеназванных веществ составят 3,2–13,2% соответственно. Более же высокие отклонения в содержании фосфора и нитратного азота при различных вариантах лесосводки (отсутствии – 153 и 33%, а полной – 25 и 53% соответственно) обусловлены низкими уровнями концентрацией этих веществ в воде р. Бурея.

Расчетные среднегодовые концентрации соединений азота и фосфора не превы сят рыбохозяйственных значений ПДК. Исключением является аммонийный азот, со держание которого будет в 1,5 раза выше ПДК. Такое поведение аммонийного азота обусловлено природными особенностями Приамурья, ибо среднегодовое содержание этого вещества в Бурее также превышает в 1,35 раза ПДК (в Зейском водохранилище его значения, например, в периоды наполнения и эксплуатационный достигали соот ветственно 2,5 и 2,0 ПДК).

II.6. Гидрохимический режим Бурейского водохранилища Бурейское водохранилище – каньонного типа, самое молодое в России. Помимо использования энергетического потенциала реки его сооружение должно уменьшить риск возникновения наводнений в нижнем течении р. Бурея, способствовать сохране нию экологического состояния реки и судоходства ниже плотины.

Плотина Бурейской ГЭС расположена в 186 км от устья р. Бурея. После завер шения строительства в 2008 г. она создаст подпор в 124 м при НПУ = 256 м абс., ко торый распространится вверх по течению реки до устья р. Ургал. Длина водохрани лища по проекту составит 150 км, площадь зеркала – 800 км2, объем – 20,9 км3, по лезный объем – 10,7 км3. Площадь водосбора водохранилища 64,8 тыс. км2. Водохра нилище должно обеспечивать многолетнее регулирование стока с ежегодной сработ кой до УМО (236 м абс). В интересах энергетики водохранилище будет осуществлять также внутримесячное, недельное и суточное регулирование стока. Продолжитель ность стояния уровня воды на отметке УМО около месяца. Годовая амплитуда коле баний уровней водохранилища составит 20 м, в отдельные маловодные годы – 7-9 м.

Заполнение Бурейского водохранилища началось весной 2003 г. Гидрологический и гидрохимический режим в первые годы существования формировался в условиях вы сокого водного обмена (рис. 2.6.1), хотя приток воды к водохранилищу лишь в 2004 г.

был выше среднемноголетнего значения (27,3 км3 по [Мордовин и др. 2006]). Парамет ры водохранилища в период с 2003 по 2008 гг. представлены в таблице 2.6.1. С завер шением строительства ГЭС объем водохранилища достигнет 22,5 км3, а глубина – 121 м.

м3/с Рисунок 2.6.1 - Изменение притока и расхода воды Бурейского водохранилища в 2006 г.

Таблица 2.6.1 - Параметры Бурейского водохранилища в 2003-2008 гг.

Характеристика 2003 2004 2005 2006 2007 Приток, км3 24,6 30,6 24,9 21,9 22,8 Максимальный объем, км3 3,7 6,8 9,2 13,5 14,3 17, Максимальная глубина, м 62 86 95 108 110 В отличие от водохранилищ Сибири (Новосибирского, Вилюйского и др.) и Зей ского, в Бурейском в период строительства забор и сброс воды предполагалось прово дить поэтапно на отметках, обусловленных проектом. Такие особенности его заполне ния были связаны с выработкой электроэнергии на стадии строительства плотины и должны были уменьшить влияние затопленного почвенного и растительного покрова на кислородный режим водохранилища, стабилизировать его в короткие сроки.

Химический состав воды Бурейского водохранилища в основном формировался в результате смешения вод его главных притоков – рек Бурея и Тырма, бассейны ко торых в хозяйственном отношении слабо освоены Мордовин и др. 2006].

II.6.1. Динамика содержания компонентов химического состава в воде Бурейского водохранилища в 2003-2008 гг.

Растворенный кислород – один из важнейших рыбохозяйственный показателей качества поверхностных вод. Снижение концентрации этого вещества ниже значения ПДК в водных объектах в зимний период нередко вызывает “заморные” явления и ги бель рыбы. Наиболее часто дефицит кислорода наблюдается в “молодых” водохрани лищах, ложе которых перед наполнением не было полностью очищено от раститель ного покрова.

Газовый режим Бурейского водохранилища в первые годы существования фор мировался под влиянием характерного при создании водохранилищ большого коли чества факторов, основными из которых являлись циркуляция водных масс и ветро вое перемешивание, разнообразные физико-химические и биологические процессы, взаимодействие вод с затопленными почвами и растительностью. Несмотря на прове денную в ложе водохранилища лесоочистку и лесосводку, под водой оказался лес, в том числе и тонкомерный, выросший на старых делянах вследствие затянувшегося (с 1976 г.) строительства плотины. Много спиленных деревьев и кустарников затонуло и после лесосводки в заливах нижней части водохранилища.

В первые годы (2003-2004) заполнения Бурейского водохранилища высокий водный обмен наряду с пропусканием придонных слоев воды через нижние затворы существенно снижали влияние затопленного почвенного и растительного покрова на газовый режим водоема. Поэтому концентрация растворенного кислорода в воде во дохранилища в основном определялось его содержанием в воде главных притоков – реках Бурея и Тырма [Мордовин и др. 2006]. Зимой в придонных горизонтах воды Чеугдинского плеса насыщение кислородом колебалось в пределах 63-85%, а летом – 62-74%. Существенно выше было содержание этого газа в придонных слоях воды ос тальных плесов (рис. 2.6.2). Не было отмечено в Бурейском водохранилище и значи тельных различий в уровнях концентраций кислорода между поверхностными и при донными горизонтами воды (табл. 2.6.2). Таким образом, дефицит растворенного ки слорода, характерный для начального этапа наполнения многих водохранилищ Сиби ри и Дальнего Востока [Мардовин и др. 1997;

Лабутина 1985;

Верблова 1973], в Бу рейском водохранилище не наблюдался. Кислородный его режим в какой-то мере на поминал кислородный режим Колымского водохранилища [Мордовин и др.], в при донных горизонтах которого в первые годы заполнения среднее содержание раство ренного кислорода не опускалось ниже 55%.

мг/дм 2004 г.

Март Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь 2006 г.

Март Июнь Август Октябрь 2007 г.

Март июль Август Октябрь I II III IV V Рисунок 2.6.2 - Изменение концентрации кислорода в придонных слоях воды на плесах Бурейского водохранилища в 2004 и 2006, 2007 гг.

Здесь и далее плесы: I – Приплотинный, II – Чеугдинский, III – Сектаглинский, IV – Бурейский, V - Тырминский Таблица 2.6.2 - Предельные концентрации О2 (мг/дм3) в воде Бурейского водохранилища в разные сезоны и годы.

Год Зима Лето Осень 2003 - 7,2–8,3 7,2–9, 7,0–8,2 8,6–10, 2004 10,2–12,3 7,5–8,4 6,9–9, 8,0–10,9 6,7–9,5 7,5–10, 2005 6,6–7,8 4,2–8,9 5,0–5, 0,3–4,7 2,4–7,2 4,4–8, 2006 11,0–12,7 6,5–8,9 4,9–5, 2,6–9,6 4,2–9,1 4,6–7, 2007 10,1-10,9 6,2-7,9 6,6-7, 0,3-5,3 2,1-7,8 5,2-7, 2008 10,2-10,6 6,4-8,8 5,5-9, 4,3-5,6 0,3-6,7 2,1-9, Примечание: Здесь и далее в числителе поверхностный слой, в знаменателе – придонный В последующие два года (2005-2006) увеличение площади затопляемых лесов наряду со снижением водного обмена, в том числе, обусловленном малой водностью р. Бурея, привело к существенному изменению в водохранилище кислородного ре жима.

Зимой в придонных горизонтах наиболее глубокой нижней части водохранили ща стал отмечаться дефицит кислорода (табл. 2.6.2), появился сероводород. На Сек таглинском, Бурейском и Тырминском плесах содержание растворенного кислорода в придонных слоях воды, также как и в 2003-2004 гг., оставалось повышенным (рис. 2.6.2). В средних горизонтах содержание этого газа находилась в пределах 4,5 5,2 мг/дм3. Амплитуда колебаний концентраций кислорода между поверхностными и придонными горизонтами на Приплотинном плесе составляла 10,1 мг/дм3, а Тырмин ском - 1,9 мг/дм3.

Весной и в начале лета содержание растворенного кислорода в водной толще возрастало (табл. 2.6.2). Сглаживались различия и в содержании этого газа в придон ных горизонтах воды по продольному профилю (рис.

2.6.2). На Сектаглинском, Бу рейском и Тырминском плесах придонные слои в 2006 г. были насыщены кислородом на 76-81%, на Чеугдинском и Приплотинном плесах – 62 и 45% соответственно. Зна чительно меньше амплитуда колебания содержания кислорода была в поверхностных слоях воды – от 80 до 90%. Такое заметное улучшение кислородного режима в водо еме было обусловлено заменой зимних масс воды талыми снеговыми и дождевыми водами. Об этой замене в частности свидетельствует и повышение, в 2-3 раза, по сравнению с зимним периодом, цветности воды (до 158о в поверхностных горизонтах воды Чеугдинского плеса). В 2005 г. такая замена воды происходила в мае, в 2006 г., вследствие увеличения объема водохранилища (табл. 2.6.2), – в третьей декаде июня.

Значительные изменения в кислородном режиме водохранилища происходят ле том (табл. 2.6.2). Большой приток воды (в июне-августе 2005 г. – 12,9 км3, в июле августе 2006 г. – 10,0 км3) обуславил новую смену воды в водохранилище. Это приве ло к повышению температуры воды в средних и придонных горизонтах. В августе 2006 г. в придонных слоях воды Приплотинного плеса она достигала 13,9 оC, а Тыр минского и Бурейского - 16,1 оС, т.е. по сравнению с июнем возросла более чем в два раза. Амплитуда колебания температуры между придонными и поверхностными го ризонтами воды на этих участках составляла 8,6, 5,6 и 6,2 оС соответственно. Повы шение температуры воды способствовало усилению окислительно - деструкционных процессов, в результате которых происходило расходование кислорода. Поэтому не только в придонных, но и в средних горизонтах воды наиболее глубоких Приплотин ного и Чеугдинского плесов стал наблюдаться дефицит растворенного кислорода (табл. 2.6.2). На остальных участках водохранилища он отсутствовал: в придонных горизонтах воды Тырминского и Бурейского плесов содержание кислорода составля ло 63,0-66,0%, а в поверхностных – 78-81%.

Процессы деструкции органического вещества, обусловленные повышенной температурой воды (во второй декаде октября 2006 г. она была выше 10 oC) активно продолжались и осенью. В 2006 г. эти процессы обусловили дефицит кислорода не только в придонных (рис. 2.6.2) и средних горизонтах, но и в поверхностных слоях воды Чеугдинского и Приплотинного плесов (табл. 2.6.2), на четвертый год - в воде всего водохранилища, за исключением придонных горизонтов Бурейского и Тырмин ского плесов. Активному протеканию этих процессов способствовали снижение вод ного обмена в водохранилище и увеличения затопленных массивов леса, а с 2006 г.

сфагновых и сфагново-лиственичных марей Верхнебурейской равнины. Об этом в ча стности свидетельствовала и высокая цветность воды, которая в среднем составляла 130о, т.е. по сравнению с осенью 2005 г. была в 4 раза выше.

Аналогичные уровни концентраций растворенного кислорода отмечались в по верхностных горизонтах воды большинства участков Вилюйского водохранилища [Лабутина 1985] осенью период заполнения. Это свидетельствует о том, что в глубо ких водоемах с ограниченным мелководьем (каньонного типа) ветровое перемешива ние оказывает слабое влияние на кислородный режим.

Отсутствие дефицита кислорода в придонных слоях воды Бурейского и Тырмин ского плесов могло быть обусловлено стоковыми течениями. На это указывает более высокая минерализация воды в придонных слоях воды, по сравнению с поверхност ными (на 4-10 мг/дм3).

В отличие от летнего периода осень характеризовалась слабо выраженной вер тикальной стратификацией содержания кислорода. Снижение концентрации от по верхностных к придонным горизонтам на Приплотинном плесе в 2005 г. составляло 0,7 мг/дм3, а в 2006 г. – 0,4 мг/дм3.

Затопление больших массивов леса и болот верхней равнинной части водохра нилища в 2006 г. (подъем воды в течение года составил порядка 40 м) обусловило снижение содержания кислорода в 2007 году. Поэтому в начале лета в придонных и средних горизонтах воды водохранилища, за исключением Буреинского плеса, отме чался дефицит этого газа (30-42 % нас.). На Приплотинном и Чеугдинском плесах низкое содержание кислорода наблюдалось в воде и в последующие месяцы. На ос тальных участках водохранилища содержание этого газа было незначительно отлича лось от значения ПДК.

Наблюдения в 2008 г. свидетельствуют об удовлетворительном содержании рас творенного кислорода в зимний период (табл. 2.6.2). На Приплотинном плесе его со держание в воде не опускалось ниже 4,3 мг/дм3, т.е. дефицит кислорода отсутствовал (рис. 2.6.3). Наибольшая разница между поверхностным и придонным слоями в это время составляла 5,9 мг/дм3.

мг/дм март июнь август октябрь Поверхностный Средний Придонный Рисунок 2.6.3 - Изменение содержания растворенного кислорода на Приплотинном плесе. Здесь и далее обозначения те же, что и на рис. 2.6.2.

В начале весеннего наполнения водохранилища в средних и придонных горизон тах воды на всех участках Бурейского водохранилища за исключением верхнего озе ровидного плеса отмечается незначительный дефицит кислорода (рис. 2.6.3). Лишь в приплотинной части водохранилища на глубине более 110 м наблюдались анаэроб ные условия. Удовлетворительное же содержание растворенного кислорода во всех слоях воды верхнего участка Бурейского водохранилища было обусловлено более высоким водным обменом в этой части водохранилища по сравнению с остальными.

Незначительный дефицит кислорода в придонных слоях воды остальной части водохранилища свидетельствует о слабом расходовании растворенного кислорода на окисление затопленного органического вещества вследствие низких температур. По сравнению с аналогичным периодом 2007 г., содержание растворенного кислорода было выше на 1,5 -2,0 мг/дм3. Не отмечалось в воде и присутствия сероводорода.

В летний период незначительный водный обмен в водохранилище, наряду с за топлением новых лесных массивов, болот (об этом свидетельствует более высокое, чем в июне, количество плавающей по водохранилищу древесины и сплавин) и уве личением температуры воды привели к значительному снижению концентрации ки слорода в средних и придонных горизонтах воды всего водохранилища. Исключени ем является лишь верхний участок водохранилища (Чекундинский плес), на котором, как и в июне, в придонных и средних слоях воды дефицита кислорода не отмечалось (рисунок 6.3). Такие особенности наполнения водохранилища в 2008 г. обусловили и более низкие, по сравнению с аналогичным периодом прошлого года уровни концен траций этого вещества в воде. Если в августе 2007 г. на станциях 9 и 10 среднее по глубине содержание кислорода составляло 6,64 и 4,71 составляло мг/дм3, то в августе 2008 г. – 4,43 и 4,24 мг/дм3 соответственно.

Увеличение дефицита кислорода в средних и придонных слоях воды свидетель ствует о повышенном расходовании растворенного кислорода на окисление затоп ленного органического вещества вследствие более высокой, чем в июне, ее темпера туры.

Осенью поступление холодных, содержащих высокую концентрацию кислорода речных вод, в водохранилище наряду с ветровым перемешиванием и охлаждением водных масс обусловило улучшение кислородного режима в верхней части водоема.

В результате этого на станциях 6-8 в придонных слоях воды дефицит кислорода был незначительным (рис. 2.6.4). В средней и нижней частях водоема (станции 9-11), как и ранее, в придонных и средних слоях воды дефицит кислорода продолжал иметь ме сто. Причем уровни его концентраций были даже более низкими, чем в августе. По добная стратификация кислорода в водной толще свидетельствует о продолжающих ся процессах деструкции органического вещества в его наиболее глубокой части во дохранилища. В немалой степени этому способствовало и прогревание водных масс (температура придонных слоев воды по сравнению с августом была выше на 2,5оС).

мг/дм июнь август октябрь 5 6 7 8 9 Рисунок 2.6.4 - Динамика концентрации растворенного кислорода в придонных слоях воды Бурейского водохранилища на станциях 5-10.

Содержание главных ионов в воде водохранилища в 2003-2008 гг. не превышало значений ПДК, причем ионов калия, натрия и хлоридных ионов являлось соизмери мым с содержанием этих ионов воде горных ледниковых озер Буреинского заповед ника [Мордовин и др. 2006]. В небольших пределах изменялось в воде также содер жание ионов кальция и магния, гидрокарбонатных ионов, наибольшие значения кото рых отмечались в воде Тырминского плеса.

Минерализация воды на всех участках водохранилища, за исключением Тырмин ского плеса, в 2003-2007 гг. изменялась в небольших пределах (от 19,0 до 47,4 мг/дм3) [Шестеркин, Шестеркина 2005]. На этом плесе из-за геологических особенностей дан ного бассейна амплитуда минерализации воды была наибольшей (26,4-83,7 мг/дм3). В сезонном отношении наименьшая величина минерализации наблюдается весной. Ле том с дождевыми паводками в водохранилище поступает большое количество рас творенных веществ, в результате чего их содержание постепенно возрастает, достигая максимальных значений зимой (табл. 2.6.3).

Таблица 2.6.3 - Изменение величины минерализации в воде Бурейского водохранилища по сезонам и годам, мг/дм3 (З – зима, Л – лето, О – осень) 2004 2005 2006 2007 Плес З Л О З Л О З Л О З Л О З Л О 43.2 25.6 30,0 47,4 24,8 24,0 40,7 24,1 25,3 37,5 29,9 33,5 32,0 36,3 31, I, II 38.2 24.2 31,3 38,2 22,8 22,4 32,0 22,3 24,7 31,5 31,8 32,8 31,7 37,1 33, 40.2 29.6 31,3 46,8 25,4 26,0 45,9 22,5 23,8 28,6 30,1 31,9 35, III _ _ 42.5 29.4 32,1 43,0 23,7 25,8 27,0 23,9 26,3 28,4 32,0 31,6 34, 44.3 29.5 30,2 46,0 25,5 30,5 41,6 21,3 23,9 24,8 30,6 32,0 30, IV _ _ 49.0 25.9 38,2 44,7 24,3 24,8 35,9 16.9 28,7 25,2 33,6 31,4 31, 45.9 41,0 _--- 46,0 38,0 52,0 24,3 24,0 42,4 33,7 48,8 29, V _ _ _ 34.9 49,6 68,6 40,4 40,4 54,6 22,6 32,9 36,3 38,3 37,0 47, На шестой год эксплуатации водохранилища (2008) максимальная минерализа ция воды в водохранилище на всех его участках, за исключением Тырминского плеса (табл. 2.6.3), не превышала 40 мг/дм3, т.е. мало отличалась от значений в предыдущие годы. Это свидетельствует о слабом влиянии затопленных почв и растительности на солевой состав воды. Как уже ранее говорилось, геологические особенности бассейна р. Тырма определяли более высокую концентрацию ионов щелочноземельных метал лов и гидрокарбонатных ионов в воде этой реки, а соответственно и более высокую минерализацию воды (до 54,4 мг/дм3) на Тырминском плесе (рис. 2.6.5). Возможно, с этим связана и необычная стратификация минеральных веществ на этом плесе - раз личие между величинами минерализации поверхностных и средних слоях воды со ставляет 11,3-17,8 мг/дм3. В летний период наибольшее количество минеральных ве ществ отмечалось в поверхностных горизонтах воды, а в осенний – придонных слоях.

50мг/дм июнь август октябрь 5 6 7 8 9 Рисунок 2.6.5 - Динамика средней величины минерализации воды Бурейского водохранилища на станциях 5-10.

На остальных участках водохранилища различие в величинах минерализации между верхними и нижними слоями изменялось от 1,2 до 7,4 мг/дм3, т.е. по верти кальному разрезу распределялось относительно равномерно. Наименьшее содержание главных ионов, а соответственно и величина минерализации (до 33 мг/дм3), как и ра нее, наблюдалось в верхней части водохранилища (станция 5 и 6).

Содержание биогенных и органических веществ по вертикальному разрезу и ак ватории водохранилища изменялось в более широких пределах. Более сложной, по сравнению с главными ионами, была сезонная (рисунок 2.6.6-2.6.8) и межгодовая ди намика (таблица 2.6.4, 2.6.5).

2003 г.

2005 г.

2007 г.

Рисунок 2.6.6 - Сезонная динамика среднегодовой концентрации ионов аммония в воде Бурейского водохранилища в 2003, 2005 и 2007 гг, мг/дм мг/дм3 2003 г.

2005 г.

2007 г.

Рисунок 2.6.7 - Сезонная динамика концентрации общего железа в воде Бурейского водохранилища в 2003, 2005 и 2007 гг, мг/дм 2003 г.

2005 г.

2007 г.

Рисунок 2.6.8 - Сезонная динамика цветности воды (градус) Бурейского водохранилища в 2003, 2005, 2007 гг.

Таблица 2.6.4 – Средняя годовая концентрация биогенных и органических веществ в воде Бурейского водохранилища NH4+ NO3 Год Feобщ. Цветность 2003 0,59 0,34 0,18 2004 0,43 0,33 0,26 2005 0,43 0,38 0,29 2006 0,46 0,27 0,39 2007 0,61 0,42 0,34 2008 0,43 0,37 0,33 Таблица 2.6.5 - Изменение цветности воды Бурейского водохранилища по сезонам и годам, градус 2004 2005 2006 2007 З Л О З Л О З Л О З Л О З Л О Плес Приплотинный 35 105 61 41 99 34 41 75 134 73 78 61 70 53 66 117 71 60 127 46 65 100 155 40 91 68 62 70 Плес Сектаглинский 40 96 57 26 82 25 39 63 123 - 67 60 - 79 37 90 52 46 85 35 49 103 132 90 52 110 Плес Бурейский - 90 57 25 63 19 38 82 114 - 68 54 - 68 92 59 70 74 33 39 105 116 109 52 110 Плес Тырминский 18 63 70 ---- 53 20 37 71 126 - 54 56 - 60 19 83 80 72 68 49 35 89 118 136 60 109 Максимальное содержание аммонийного азота и органического вещества, и по вышенное железа (до 0,34 мг/дм3), отмечалось весной в первые месяцы эксплуатации водохранилища, когда в его питании преобладали талые снеговые воды [Шестеркин и др. 2005]. Цветность воды в это время достигала 250о, а содержание ионов аммония – 1,20 мг/дм3. Аналогичная ситуация наблюдалась на водохранилище и весной 2005 2006 гг.

Некоторая часть этих веществ могла поступать из затопленных в ложе водохра нилища почв и древесной растительности. Поэтому, как и на Зейском водохранилище [Мордовин и др. 1997], наибольшее содержание биогенных и органических веществ наблюдалось в придонных слоях воды (рис. 2.6.6).

Существенные изменения в содержании аммонийного азота, железа и органиче ских веществ в воде происходят после паводков на реках Бурея и Тырма. В июне 2005 г. большой приток воды в водохранилище (7,6 км3) обусловил не только полную смену воды в нем, но и привел к повышению среднегодовой концентрации биогенных и органических веществ (табл. 2.6.4). По вертикальному разрезу, как и ранее, макси мальная концентрация этих веществ отмечался в придонных слоях воды. На Припло тинном плесе цветность придонной воды достигала 169о, а концентрация ионов ам мония – 1,28 мг/дм3. В два раза меньше эти показатели были в придонных слоях воды Тырминского и Бурейского плесов.

Значительно меньше концентрация этих веществ была июле-августе 2006 г. по сле большого притока воды (около 10 км3). На Приплотинном плесе в придонных слоях концентрация иона аммония не превышала 0,56 мг/дм3, железа общего 0,34 мг/дм3, значение цветности - 100о, а на Бурейском плесе - 0,40 и 0,46 мг/дм3, 90о соответственно. В поверхностных слоях воды концентрация железа и значения цвет ности были ниже. В распределении же содержания аммонийного азота по глубине больших различий не отмечалось.

Зимой на содержание аммонийного азота, железа и органических веществ боль шое влияние оказывают внутриводоемные процессы, которые обуславливают их по вышенную концентрацию в придонных слоях воды (до 0,68 и 2,64 мг/дм3, 80о соот ветственно), что создает значительную неоднородность в распределении их концен траций по глубине. На Тырминском плесе больших различий в содержании аммоний ного азота, железа и органических веществ между поверхностными и придонными горизонтами отмечено не было вследствие малых глубин ( 25 м).

На пространственно-временное распределение фосфатов в воде, также как и ам монийного азота, большое влияние оказывает речной сток, а начиная с 2006 г. и внут риводоемные процессы. В первый год эксплуатации водохранилища максимальное содержание фосфатов отмечалось после большого притока талых снеговых вод.

Уровни концентраций изменялись в пределах 0,037-0,048 мг/дм3 на приплотинном плесе и – 0,026-0,030 мг/дм3 в средней части, т.е. имели довольно высокие для по верхностных вод Приамурья значения. Содержание фосфатов по глубине распределя лось неоднородно. Аналогичная картина отмечалась также и в последующие годы. В июне 2005 г. содержание фосфатов в воде водохранилища находилось в пределах 0,000-0,081 мг/дм3, в июне 2006 г. – 0,035-0,073 мг/дм3.

Зимой содержание фосфатных ионов в воде всего водохранилища, за исключе нием придонных горизонтов Приплотинного плеса, в 2006 г., варьировало в неболь ших пределах 0,004-0,019 мг/дм3. Определенных закономерностей в распределении содержания этих ионов не отмечалось. На этом плесе в 2006 г. содержание фосфат ных ионов в придонных слоях было больше (0,062-0,096 мг/дм3). Столь высокие зна чения в этих слоях воды могли быть обусловлены их десорбцией из донных отложе ний при низких концентрациях кислорода.

В летне-осенний период концентрация фосфатных ионов в воде редко превыша ла 0,035 мг/дм3, причем в июле и августе 2005 г. в отдельных слоях воды эти соеди нения даже отсутствовали. Такие низкие значения, наряду с их хаотичным распреде лением в водной толще, обусловлены внутриводоемными процессами. Влияние этих процессов на содержание фосфора в воде, как свидетельствуют наблюдения на Киев ском водохранилище [Гидрология…1989], достаточно велико. Соединения минераль ного фосфора могут сорбироваться на находящейся в воде взвеси, гидроокиси железа, а также гумусовых веществах. Поэтому, учитывая значительное поступление в водо ем последних с речным стоком, можно предположить, что снижение содержания в воде фосфатных ионов связано с воздействием физико-химических факторов. Кроме того, сезонное понижение может быть обусловлено и потреблением фитопланктоном.

Перед ледоставом в октябре концентрация фосфатов была в пределах 0,015-0, мг/дм3 в 2005 г. и 0,015-0,050 мг/дм3 – в 2006 г.

Сезонная и многолетняя динамика нитратного азота значительно отличается от динамики выше изученных веществ, причем в отдельные месяцы средняя концентра ция этого вещества превышала прогнозное значение (0,49 мг/дм3). Такое различие на блюдаемой и прогнозной концентрации нитратного азота может быть обусловлено влиянием пирогенного фактора. Как свидетельствуют исследования в бассейне р.

Анюй, даже на шестой пост пирогенный год содержание нитратных ионов в воде ма лых таежных рек, дренирующих пирогенно измененные водосборы, превышало 7 мг/дм3. Учитывая появление гарей в бассейне р. Бурея в 2004-2005 гг., а также мас совое сжигание древесных остатков, влияние этого фактора на содержание нитратно го азота нельзя не учитывать.

Основное количество нитратного азота в водохранилище поступает с речным стоком. Приток талых снеговых вод обуславливает повышенное содержание и его мо заичное распределение в воде. Весной содержание этого вещества редко превышало 0,45 мг/дм3.

В летний период концентрация нитратного иона изменяется в больших пределах – от 0,03 до 0,74 мг/дм3. Наименьшее значение в основном отмечается в поверхност ных слоях, а максимальное – в придонных слоях воды. Столь низкая концентрация нитратного азота, наряду с отсутствием фосфатов, в поверхностных горизонтах воды может быть обусловлена потреблением их фитопланктоном.

Осенью концентрация нитратного азота возрастает, причем в придонных гори зонтах воды в большей степени, чем в поверхностных слоях. Перед ледоставом в ок тябре концентрация нитратных ионов в воде изменялась от 0,14 до 0,80 мг/дм3 в 2005 г. и от 0,18 до 0,55 мг/дм3 в 2006 г.

Зимой 2006 г. в придонных горизонтах воды приплотинного плеса содержание нитратного азота резко снизилось, вплоть до отсутствия, в результате чего макси мальные значения отмечались в поверхностных слоях воды. Подобная стратификация наблюдалась и на остальных плесах, однако различия между придонными и поверх ностными горизонтами здесь были меньше – 0,22 мг/дм3 против 0,76 мг/дм3. Анало гичное распределение нитратного азота по вертикальному разрезу отмечалось и зи мой 2005 г., однако уровни его содержания в придонных горизонтах были выше. По нижение содержания нитратного азота в придонных слоях воды может быть обуслов лено потреблением денитрофицирующими бактериями, которые при недостатке ки слорода используют кислород нитратов на окисление органических веществ.


Наблюдения в 2008 г. свидетельствовали о существенном снижении среднегодо вой концентрации аммонийного азота и цветности воды, и незначительном уменьше нии содержания железа и нитратного азота (рис. 2.6.5).

В поведении общего железа, как и в прошлые годы, отчетливо просматривается стратификация – наибольший уровень концентрации этого вещества отмечается в придонных слоях воды (рис. 2.6.9). Максимальное его содержание (до 4,2 мг/дм3) на блюдается в зоне контакта воды с дном, т.е. там, где активно протекают процессы де струкции органического вещества, создающие анаэробные и близкие к ним условия.

Подобная концентрация железа отмечалась в придонных горизонтах и на Зейском во дохранилище в начале его эксплуатации [Мордовин и др. 1997.

мг/дм 0, 0, 0, 5 6 7 8 9 Поверхностный средний придонный Рисунок 2.6.9 - Распределение концентрации железа по вертикальному разрезу воды Бурейского водохранилища в июне 2008 г.

В поверхностных и средних горизонтах воды большое влияние на содержание железа оказывают физико-химические процессы, которые способствуют снижению его концентрации. Так на станции 7 содержание железа в этих слоях воды в течение июня - августа 2008 г. снизилось в 1,3 раза, а станции 10 – 1,2 раза. Подобная динами ка концентрации железа отмечалась и в предыдущие годы (рис. 2.6.9).

Лишь в нижней части водохранилища наблюдается относительно равномерное распределение железа по вертикальному разрезу. Примечательно, что и больших раз личий в содержании этого вещества между средними и придонными слоями не отме чается.

Концентрация фторидов в летний период находится ниже предела обнаружения, осенью возрастает до 0,15 мг/дм3, что на порядок является более низкой, по сравне нию со значением ПДК. Его распределение в водной толще отличается хаотичностью, максимальные уровни концентраций по вертикальному разрезу могут наблюдаться как в поверхностных, так и в придонных горизонтах воды.

Концентрация биогенных и органических веществ в водной толще, как и в пре дыдущие годы, изменялась в больших пределах, чем минеральных. В начале весенне го наполнения водохранилища, когда в питании водохранилища преобладали талые снеговые воды, содержание аммонийного азота и органического вещества в воде достигало наибольших за год значений (рис. 2.6.10-2.6.11). Поэтому также как и в аналогичный период времени 2007 г. в придонных и средних горизонтах воды стан ций 7-9 ее цветность превышала 110о. В верхней части водохранилищ этот показатель был ниже 43о, а в приплотинной части – 55о (лишь в анаэробной зоне цветность воды достигала 125о). Величина БПК5 значение ПДК в основном превышала лишь в цен тральной части водохранилища, меньше – верхней части водохранилища. Макси мальное значение в основном отмечалось, как и в предыдущие годы, в придонных слоях воды. О высоком содержании органического вещества в частности свидетель ствует и значение ХПК, которое в нижней части водохранилища превышала 25 мг О/дм3, а в средней – 40 мг О/дм3. Наибольшее содержание органического вещества (100 мг О/дм3) отмечалось в верхней и средней частях водохранилища (рис. 6.10).

Такая аномальная, впервые наблюдавшаяся за все годы мониторинга на водохрани лище концентрация, может быть обусловлена затоплением в 2007 г. больших масси вов заболоченных земель в широкой части водохранилища. Такие «острова» (плыву ны) с болотной растительностью и цветущими ирисами часто отмечались во время исследований на акватории водохранилища.

градус март июнь август октябрь 5 6 7 8 9 10 Рисунок 2.6.10 - Динамика цветности воды по поперечному профилю Бурейского водохранилища Содержание аммонийного азота в это время в воде распределялось крайне неод нородно. Максимальная концентрация этого вещества, постоянно превышающая зна чение ПДК (максимум в 2,0 раза), в основном наблюдалось в средней части водохра нилища (рис. 2.6.11). В нижней и верхней части водохранилища содержание аммо нийного азота было ниже ПДК. По вертикальному разрезу содержание этого вещества на различных участках водохранилища распределялось неодинаково. На одних участ ках максимальная концентрация аммонийного азота отмечалась в придонных гори зонтах, на других – в поверхностных слоях воды.

мг/дм 1, 0, 0, март июнь август октябрь 5 6 7 9 10 Рисунок 2.6.11 - Динамика концентрации иона аммония в воде по поперечному профилю Бурейского водохранилища Слабый приток воды в течение июня-июля (паводки были незначительными) не способствовали поступлению большого количества биогенных и органических ве ществ в водоем. Поэтому уровни содержания этих веществ в воде в августе были бо лее низкими, чем в июне (рис. 2.6.9-2.6.11). В нижней части водохранилища цвет ность воды изменялась от 55 до 70о, а верхней части от 40 до 50о. Максимальная цветность воды (до 105о) отмечалась лишь в придонных слоях воды Сектаглинского плеса (станция 9). Не превышала значения ПДК и величина БПК5. Максимальное ее значение (до 2,4 мг О/дм3) отмечалось в придонных горизонтах воды верхней части водохранилища.

Более низким и равномерно распределенным по акватории водохранилища, по сравнению с началом летнего периода, было значение ХПК. Наименьшая ее величина находилась в верхней части водохранилища, в районе подпора р. Бурея (в среднем до 20 мгО/дм3), а наибольшая – в средней части водохранилища – на Бурейском и Сек таглинском плесах. Такое распределение органического вещества по акватории водо хранилища свидетельствует о слабой деструкции органического вещества в воде верхних и приплотинного плесов. Более же низкое содержание органического веще ства в водной толще в конце летнего периода может быть обусловлено активным про теканием внутриводоемных процессов в водной толще при повышенных ее темпера турах, а также отсутствием притока органических веществ с поверхности водосбора.

Меньше в воде стало содержаться и аммонийного азота. Максимальная его кон центрация, нередко превышающая значение ПДК (максимум в 1,2 раза), в основном наблюдается в придонных слоях воды верхней части водохранилища. В нижней части водохранилища содержание аммонийного азота было ниже нормы. По вертикальному разрезу содержание этого вещества, как и ранее, распределялось неравномерно. На одних участках максимальная концентрация аммонийного азота отмечалась в при донных горизонтах, на других – в поверхностных слоях воды.

Низкая приточность в водохранилище в течение всего 2008 г. не способствовала поступлению больших количеств биогенных и органических веществ в водоем. По этому содержание биогенных и органических веществ в воде к началу ледостава на всех участках водохранилища (рис. 2.6.9-2.6.11), за исключением Приплотинного и Чекундинского плесов, постепенно снижались. На первом участке цветность воды со ставляла 60-70о, а на втором – 40-65о. Максимальная цветность воды (до 85о) была лишь в придонных слоях воды средней части водохранилища. Не превышала значе ния ПДК и величина БПК5. Наибольшее ее значение (до 1,4 мг О/дм3) отмечалось в поверхностных слоях воды средней части водохранилища.

Более высоким и равномерно распределенным по акватории водохранилища, по сравнению с летним периодом, было значение ХПК. Наименьшая ее величина нахо дилась в верхней части водохранилища, в районе подпора р. Бурея (до 30 мг О/дм3), а наибольшая – в нижней части водохранилища – на приплотинном плесе (до 42 мг О/дм3. Средние значения наблюдались на Сектаглинском плесе. Такое распределение содержания органического вещества по акватории свидетельствует о слабом поступ лении органического вещества с поверхности водосбора в водоем и активном проте кании процессов деструкции затопленного органического вещества в придонных сло ях воды.

Содержание аммонийного азота в воде перед ледоставом большей частью было ниже предела обнаружения (рис. 2.6.11). Максимальная концентрация этого вещества, не превышающая значения ПДК, в основном наблюдалась в верхней части водохра нилища (до 0,49 мг/дм3). Распределение содержания аммонийного азота по верти кальному разрезу было таким же, как и ранее. На одних участках максимальная кон центрация отмечалась в придонных слоях воды, на других – в поверхностных..

Концентрация остальных биогенных веществ (нитратного и нитритного азота, фосфатов) в воде была очень низкой и значений ПДК не превышала. Распределение этих веществ в водной толще водохранилища отличалось большей хаотичностью.

Иногда на отдельных станциях концентрация нитратного азота была очень низкой из за потребления его фитопланктоном.

Крайне неоднородно были распределены по акватории и вертикальному разрезу водохранилища загрязняющие вещества органического происхождения (нефтепро дукты, фенолы, АСПАВ). Присутствие нефтепродуктов, до 2,0 ПДК отмечалось зи мой в поверхностных, а в начале весеннего наполнения водохранилища - большей ча стью в придонных, реже средних, горизонтах воды нижних участков. На остальных плесах водохранилища в период содержание нефтепродуктов было ниже значений ПДК. В летне-осенний период концентрация этого вещества была наиболее низкой, на Тырминском, Мельгинском и Сектаглинском плесах (станции 6, 8, 9) находилась ниже предела обнаружения (0,02 мг/дм3). Такая концентрация этих веществ обу словлена слабой хозяйственной деятельностью и незначительным развитием судо ходства на водохранилище, высокой температурой воды. Подобный уровень концен трации наблюдался и для синтетических поверхностно-активных веществ.


Определенных закономерностей в распределении фенолов по вертикальному разрезу и акватории водохранилища не отмечалось. Максимальный уровень концен траций этих веществ (до 0,004 мг/дм3), превышающий значение ПДК наблюдается в любом из горизонтов воды. На некоторых участках водохранилища содержание этого вещества было ниже предела обнаружения.

Наблюдения в заливе Талаканчук в котором в первые годы эксплуатации водо хранилища убиралась плавающая древесина, свидетельствуют об отсутствии больших различий в содержании фенолов в воде этого залива и остальной частью водохрани лища. Такое слабое влияние топляка на содержание фенолов обусловлено высокой температурой воды в этой неглубокой части водохранилища. Немаловажное значение имел и тот факт, что в последние три года плавающая древесина в этот залив не скла дировалась. Поэтому осуществление дальнейших наблюдений в этой части водохра нилища не целесообразно.

Значительные различия отмечаются в содержании тяжелых металлов. В воде от сутствует ртуть и кадмий, уровни концентраций никеля, ванадия, свинца и хрома (VI) не превышают значения ПДК. Содержание микроэлементов варьирует в очень боль ших пределах: меди – от 0,97 до 26,8 мкг/дм3, цинка от 0,4 до 87,8 мкг/дм3, марганца от 8,7 до 654 мкг/дм3. Максимальная концентрация этих металлов, как правило, отме чается в придонных горизонтах воды, причем меди и цинка на приплотинном плесе, а цинка – верхней мелководной части водохранилища. В первом случае такой высокий уровень содержания может быть связан с повышенной мутностью придонных гори зонтов воды, а во втором - поступлением этих металлов из затопленных почв (донных отложений) в водную толщу при анаэробных условиях. В поведении последних трех металлов отчетливо просматривается стратификация – от поверхностных горизонтов к придонным слоям концентрация меди, цинка и марганца резко возрастает. Такие повышенные уровни концентраций тяжелых металлов, за исключением в анаэробной зоне, постоянно отмечаются в водных объектах Приамурья и могут быть обусловлены природными особенностями региона, т.е. не иметь антропогенного происхождения.

Некоторая часть этих веществ могла поступать из затопленных в ложе водохранили ща почв и древесной растительности. Поэтому, как и на Зейском водохранилище [25], наибольшее содержание биогенных и органических веществ наблюдалось в придон ных слоях воды.

II.6.2. Верификация прогнозной и наблюденной информации Мониторинг за химическим составом воды Бурейского водохранилища в 2003 2008 г. дал возможность для периода наполнения провести сравнение наблюдаемых значений с прогнозными величинами. Для верификации прогноза были использованы материалы наблюдений за второй год наполнения, когда полный объем водохрани лища составлял 6,8 км3, а коэффициент водного обмена – 4,5. В качестве прогнозных значений использовались значения, которые были получены при самых жестких ус ловиях – отсутствие сводки леса.

Результаты верификации свидетельствуют о хорошей сходимости среднегодовой величины минерализации (табл. 2.6.6). Учитывая высокую водность р. Бурея в пери од наблюдений (приток воды в водохранилище в 2007 г. был выше среднемноголет него значения в 1,09 раза), можно ожидать в дальнейшем сближение прогнозной и наблюдаемой величин минерализации. Так, средняя величина минерализации воды в 2007-2008 гг. составляла 32,9 мг/дм3, т.е. была близкой к ожидаемому значению.

Таблица 2.6.6 - Прогноз средних годовых концентраций органических и биогенных веществ в воде Бурейского водохранилища и его оправдываемость Средняя годовая концентрация Определяемые Отклонение прогнозной кон До зарегулирования вещества центрации от фактической, % Прогнозная Фактическая стока Минерализация 38,6 36,5 32,9 + 18, O2, мг/дм3 10,5 9,9 8,1 +18, NH4+, мг/дм3 0,53 0,60 0,39 +35. NO3-, мг/дм3 0,11 0,12 0,10 +16, НРО42-, мг Р/дм3 0,017 0,043 0,010 +76, ХПК, мг О/дм3 31,3 32,3 20,8 +35, Среднегодовая концентрация кислорода в воде Бурейского водохранилища в наблюдаемый период не значительно отличалась от прогнозного значения. Этому в немалой степени способствовал промывной режим в первый-второй год заполнения, при котором продукты деструкции затопленного органического вещества древесины и почв удалялись через нижние затворы плотины. Со снижением водного обмена и прогреванием водной толщи среднегодовое содержание кислорода в воде Бурейского водохранилища стало ниже. В 2007-2008 гг. среднегодовая концентрация кислорода составляла 5,9 мг/дм3.

Более низким, по сравнению с прогнозным, было в водохранилище и среднего довое содержан6ие биогенных и органических веществ. Среди этих веществ наи большие различия наблюдались для фосфора, а наименьшие – нитратного азота. Дан ное несоответствие между наблюдаемой и ожидаемой концентрацией этих веществ в воде водохранилища, как уже ранее говорилось, может быть обусловлено высокой водностью р. Бурея, незначительным поступлением биогенных и органических ве ществ с поверхности водосбора, трансформацией этих веществ в водохранилище вследствие высокой температуры воды, потреблением водорослями. Дальнейшие ис следования в эксплуатационный период покажут достоверность ожидаемых уровней концентраций растворенных веществ в воде водохранилища.

II.7. Оценка качества воды р. Бурея в нижнем бьефе Качество воды р. Бурея в нижнем бьефе в основном определяется качеством во ды Бурейского водохранилища, поэтому химический состав воды остается прежним гидрокарбонатно-кальциевым. Мало меняется и величина рН, которая не выходит за пределы 6-7, т.е. относится к категории «нейтральная».

Содержание взвешенных веществ низкое. Среднегодовая их концентрация в 2004-2007 гг. в районе пос. Талакан и Новобурейский находилась в пределах 2,0 13,6 мг/дм3. Максимальное значение отмечалось во время попусков воды через ниж ние затворы, т.е. во время весеннего половодья и дождевые паводки (июль-август) на крупных притоках водохранилища - рек Бурея и Тырма. В связи с прекращением по пусков воды через нижние затворы в 2008 г. содержание взвешенного вещества в воде не поднималось выше 3,0 мг/дм3 Кислородный режим воды р. Бурея в нижнем бьефе по сравнению с водой Бурейского водохранилища является более благоприятным.

Если в среднем горизонте воды приплотинного плеса в 2008 г. содержание кислорода находилось в пределах 3,19-8,69 мг/дм3 и составляло в среднем 5,57 мг/дм3, то ниже плотины оно варьировало от 4,84 до 6,83 мг/дм3. Выше было и среднегодовое содер жание этого газа Незначительная амплитуда колебаний концентрации кислорода в воде р. Бурея на этом участке, свидетельствует о постепенном сглаживании сезонных различий в содержании этого газа в воде Бурейского водохранилища (в 2007 г. ам плитуда колебаний содержания кислорода составляла 6,35 мг/дм3). Более высокие уровни концентраций кислорода ( 8,47 мг/дм3), обусловленные низкой температурой воды, по продольному профилю реки отмечались в районе пос. Новобурейский.

Величина минерализации воды р. Бурея изменяется в небольших пределах – от 30,9 до 37,4 мг/дм3. Наименьшая величина отмечается зимой, а наибольшая – летом.

Такая динамика этого показателя в течение 2008 г. отличается от динамики в преды дущие годы наблюдений как на самой реке до зарегулирования, так и в начале запол нения водохранилища. Она может быть связана с поступлением сульфатного иона из затопленных древесины и торфяников в летний период во время максимального про грева водных масс. В пользу данного предположения свидетельствуют и незначи тельные сезонные различия в содержании ионов натрия, кальция, магния и гидрокар бонатного иона в воде. Подобное явление наблюдалось и на Вилюйском водохрани лище в первые годы его эксплуатации [Павелко и др. 1974]. По длине реки величина минерализации изменяется мало.

Содержание главных ионов в воде водохранилища, а соответственно и р. Бурея, не превышает значений ПДК, причем концентрация ионов калия и хлоридных ионов находятся ниже предела обнаружения, т.е. соизмерима с концентрацией этих ионов в атмосферных осадках. В узких пределах изменяется в речной воде на участке от пос.

Талакан до пос. Новобурейском и содержание ионов кальция, магния и натрия, гид рокарбонатных ионов. Такая динамика концентраций главных ионов в воде р. Бурея обусловлена стабилизацией химического состава воды в Бурейском водохранилище Более сложной, по сравнению с главными ионами, является сезонная динамика биогенных и органических веществ, на содержание которых большое влияние ока зывают внутриводоемные процессы, как в самом водохранилище, так и в р. Бурея, свободной от ледяного покрова от плотины до пос. Новобурейский.

В водохранилище в зимний период замедление процессов деструкции органиче ского вещества обуславливает в его воде максимальную за год концентрацию нитрат ного и аммонийного азота, фосфатов. Аналогичные уровни концентраций этих ве ществ наблюдались в зимнюю межень и в воде р. Бурея ниже плотины. Вниз по тече нию отмечается незначительное увеличение содержания аммонийного азота и резкое снижение нитратного. Такое поведение нитратного азота на исследуемом участке может свидетельствовать о потреблении его фотосинтезирующими водорослями, а аммонийного азота – влиянием сбросов сточных вод пос. Талакан. Следует отметить, что концентрация иона аммония значения ПДК не превышает.

В летне-осенний период в поведении нитратного и аммонийного азота начинают проявляться различия. Содержание аммонийного азота в воде р. Бурея в течение 2008 г. ниже плотины держится примерно на одном уровне – 0,29-0,34 мг/дм3, а в районе пос. Новобурейский изменяется от 0,32 до 0,54 мг/дм3, т.е. его распределение не отличается от зимнего распределения. Иная ситуация характерна для нитратного азота содержание которого лимитирует фотосинтетическая деятельностью водорос лей. Поэтому во время максимального прогрева водных масс его содержание снижа ется до 0,07 мг/дм3, а в предзимний период возрастает до 0,42 мг/дм3. Наибольшие различия в уровнях концентраций отмечаются в районе пос. Новобурейский.

Концентрация железа как в воде Бурейского водохранилища, так и в воде р. Бу рея на исследуемом участке основном держится на одном уровне – 0,31-0,42 мг/дм3, т.е. незначительно превышает значения.

Динамика содержания органических веществ в воде р. Бурея мало отличается от динамики в воде Бурейского водохранилища. Как и в водохранилище, цветность воды р. Бурея не опускается меньше 45о, причем ниже плотины она держится на одном уровне - 60-65о, в районе пос. Новобурейский – 45-55о. Нет значительных различий и в величинах ХПК. В средних горизонтах приплотинной части водохранилища их зна чения варьируют от 18 до 40 мг О/дм3, а в воде р. Бурея – 16 до 32 мг О/дм3. Такая динамика содержания органических веществ свидетельствует о стабилизации их кон центраций в воде водохранилище, небольшом влиянии вновь затопленных торфяных массивов на режим этих веществ.

Загрязняющие вещества. В воде р. Бурея среднегодовые значения БПК5 не превышают 2 мг О2/дм3, т.е. мало отличаются аналогичных значений в приплотинной части водохранилища, являются более низкими, чем ПДК. Меньше этого показателя была и величина БПК5 в 2008 г. Наибольшая значение БПК5 отмечалось в 2004 г. 2,92 мг О2 /мг3. Ниже плотины значение БПК5 постепенно возрастает и в районе пос.

Новобурейский начинает незначительно превышать значения ПДК. Такое увеличение величины БПК5 может быть обусловлено влиянием сточных вод пос. Талакан.

Концентрация тяжелых металлов в речной воде варьируют в больших пределах.

Ниже предела обнаружения в воде находится концентрация ртути, нередко кадмия или меди. Содержание никеля, цинка, хрома (VI) и свинца значений ПДК не превы шают. Более же высокие, чем эти значения, уровни концентраций меди и марганца, обусловлены природными условиями территории. Определенных закономерностей в распределении содержания микроэлементов по длине реки и сезонном отношении не отмечается.

Для воды р. Бурея, также как и остальных водных объектах бассейна Амура ха рактерны повышенные уровни концентраций фенолов, обусловленные наличием зна чительных площадей заболоченных массивов. Определенный вклад в содержание этого вещества вносит и Бурейское водохранилище, в котором было затоплена дре весная растительность, деструкция которой до сих пор продолжается. В воде Буреи ниже плотины содержание фенолов не превышает 3 ПДК. Содержание нефтепродук тов в воде р. Бурея в основном находится в пределах нормы. Более высокое, чем зна чение ПДК, содержание этого вещества в воде наблюдалось ниже плотины в конце августа 2008 г. Синтетические поверхностно-активные вещества в воде находятся в концентрациях ниже предела обнаружения.

Таким образом, вода р. Бурея по величине минерализации является ультрапре сной, по величине рН – нейтральной, по химическому составу – гидрокарбонатно кальциевой. Содержание главных ионов не превышает значений ПДК. Повышенные уровни содержания фенолов, аммонийного азота, общего железа, меди и марганца в воде р. Бурея, также как и Бурейском водохранилище обусловлены высокой заболо ченностью бассейна, т.е. его природными особенностями и поэтому нередко превы шают значения ПДК. Природными особенностями обусловлено и высокое содержа ние в воде органического вещества.

Заключение В рамках проведения социально-экологического мониторинга в районе Бурей ского водохранилища в первые годы его эксплуатации (2003-2008) были проведены экспедиционные работы по изучению химического состава поверхностных вод. Экс педиционныен работы охватывли все сезоны года и по мере наполнения водохрани лища осуществлялись по всему его продольному профилю.

Анализы поверхностных вод были выполнены в аккредитованном в системе ак кредитации аналитических лабораторий (центров) Межрегиональном центре экологи ческого мониторинга гидроузлов при ИВЭП ДВО РАН. Аттестат аккредитации № ROCC RU. 0001. 515988. Были систематизированы и проанализированы получен ные данные, что позволило оценить качество поверхностных вод в пространственном и временном аспектах, влияние гидрологического режима на сезонную изменчивость состава воды.

Наблюдения на притоках Бурейского водохранилища свидетельствуют о том, что формирование их химического состава на современном этапе определяется, глав ным образом, природными факторами. Антропогенное влияние носит локальный ха рактер и обусловлено поступлением загрязняющих веществ с расположенных на бе регах рек населенных пунктов, повышающим содержание легкоокисляемых органи ческих веществ и нефтепродуктов. Согласно наблюдениям в маловодный период это влияние усиливается. Во время половодья в воде р. Бурея отмечается появление пес тицида ДДТ в количестве 0,00008 мкг/дм3. В воде остальных рек и в летне-осенний период пестициды находятся в концентрациях ниже предела обнаружения.

Химический состав воды Бурейского водохранилища определяется поступлени ем и смешиванием близких по химическому составу, ультрапресных, содержащих по вышенную концентрацию органических и биогенных веществ, вод рек Бурея и Тыр ма, в меньшей степени рек Верхний и Нижний Мельгин, Туюн и др., а также внутри водоемными процессами, которые активно протекают в водной толще при повышен ных температурах. В отсутствие хозяйственного освоения береговой зоны водохрани лища и слабого – в бассейнах его притоков, это влияние является определяющим.

Вода Бурейского водохранилища по величине минерализации является ультра пресной, по величине рН – нейтральной, по химическому составу – гидрокарбонатно кальциевой. Содержание главных ионов не превышает значений ПДК, соизмеримо с содержанием в атмосферных осадках. По акватории и вертикальному разрезу концен трация главных ионов в воде водохранилища распределяется относительно равно мерно, Исключение составляет Тырминский плес, в придонных и средних горизонтах воды которого наблюдаются более высокие уровни концентраций ионов кальция, магния и гидрокарбонатных ионов, а соответственно и величина минерализации.

Кислородный режим в целом удовлетворительный. Зимой дефицит растворенно го кислорода в воде отсутствует, в летне-осенний период наблюдается только в сред них и придонных слоях воды центральной и нижней частях водохранилища. Наличие бескислородной зоны отмечается лишь в непосредственной зоне контакта воды и дна Вода Бурейского водохранилища характеризуется повышенной концентраций фенолов, аммонийного азота, органического вещества, общего железа, меди и мар ганца, которые обусловлены природными особенностями и нередко превышают зна чения ПДК.

Концентрация нитратного и нитритного азота, соединений фосфора в период на блюдений по акватории и вертикальному разрезу распределено воде хаотично, значе ний ПДК не превышает.

Содержание органических веществ антропогенного генезиса в воде водохрани лища распределяется крайне неоднородно, причем уровни концентраций АСПАВ, а в ряде случаев нефтепродуктов и фенолов, находятся ниже предела обнаружения.

Присутствие пестицидов отмечается в период весеннего наполнения в придон ных слоях воды верхней и нижней части водохранилища. Наибольшая концентрация ДДТ и г-ГХЦГ была зафиксирована на Чекундинском плесе, а а-ГХЦГ – Приплотин ном. В центральной части водохранилища, между станциями 7 и 10, т.е. охватываю щих основную массу воды, пестициды находились ниже уровня обнаружения. Такие уровни концентраций этих веществ в воде водохранилища могут быть обусловлены поступлением с водосбора, леса которых обрабатывались пестицидами до появления Бурейского водохранилища. Дальнейшие исследования в этом направлении позволят иметь более точную, сезонную, динамику содержания пестицидов.

Содержание фенолов в воде водохранилища распределено хаотично. Макси мальная концентрация не превышает 4 ПДК. На ряде лесов содержание этого вещест ва находится в количествах ниже предела обнаружения. В заливе Талаканчук, в пер вые годы используемом для складирования плавающей древесины, содержание фено лов в первые годы наблюдений было максимальным, в последующие годы после пре кращения в 2006 г. складирования плавающей древесины оно стало мало отличаться от содержания в воде остальной части водохранилища.

Наибольшие различия в содержании отмечаются для тяжелых металлов. В воде отсутствует ртуть и кадмий, концентрация никеля, ванадия, свинца и хрома (VI) не превышают значения ПДК. Содержание микроэлементов варьирует в очень больших пределах: меди – от 0,97 до 26,8 мкг/дм3, цинка от 0,4 до 87,8 мкг/дм3, марганца от 8, до 654 мкг/дм3. Максимальная концентрация этих металлов, как правило, отмечается в придонных горизонтах воды, причем меди и цинка на приплотинном плесе, а цинка – Чеугдинском. В поведении меди, цинка и марганца наблюдается стратификация – от поверхностных слоев воды к придонным слоям их концентрация возрастает. Такая повышенная концентрация тяжелых металлов характерна для поверхностных вод большинства объектов Приамурья, т.е. обусловлена природными особенностями тер ритории.

Выход Бурейского водохранилища на проектный уровень в ближайшие годы бу дет сопровождаться затоплением больших массивов торфяных земель в его верхней части. Поэтому дальнейший мониторинг качества воды нуждается в корректировке.

Необходимо уменьшить количество станций в приплотинной части водохранилища и увеличить в верхней части, наиболее подверженной антропогенному влиянию. Изме нения должны произойти и в перечне определяемых компонентов, ибо содержание хлоридов в воде водохранилища являются весьма низким и находится ниже предела обнаружения.

Список литературы 1. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 18. Вып. 1. Гидрологическая изучен ность. Вып. 1. Амур. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 488 с.

2. Геологическая карта Хабаровского края и Амурской области [Карты]: объяс нит. зап. / М. В. Мартынюк и др. – 1:2 500 000 Хабаровск, 1991. – 50 с.

3. Справочник по климату СССР. Вып. 25. Ч. II. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 312 с.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.