CC BY
61БОТ: 10.24411/9999-010А-2019-10047
М.Ф. ИЗИМЕТОВА
Уральский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии, г. Екатеринбург, Россия
ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КРУПНЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Водохранилища - искусственные водоемы, использующиеся в качестве источников хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, рыбохозяйственных и рекреационных водных объектов. С первой половины XVIII в. на территории Среднего Урала было сооружено большое количество водохранилищ. К настоящему времени на реках Свердловской области насчитывается 134 водохранилища (Водные ресурсы, 2004).
В представленной работе проанализированы и обобщены сведения о гидрохимическом режиме нескольких крупных водохранилищ Свердловской области (Белоярское, Исетское, Рефтинское). Все исследуемые водоемы относятся к Обь-Иртышскому бассейну. Основные параметры водохранилищ приведены в табл. 1.
Исетское водохранилище - одно из старейших на Урале водохранилищ озерного типа. Образовано в 1725 г. путем строительства плотины на истоке р. Исеть из оз. Исетское. Как водоем-охладитель Среднеуральской ГРЭС водохранилище эксплуатируется с 1936 г. Заболоченность площади водосбора весьма значительна и по разным источникам достигает 32,0-43,0% (Еремкина и др., 2017).
Исетское водохранилище до постройки СУГРЭС представляло собой болотный дистрофный водоем, кислый, слабой минерализации, с очень мягкой гидрокарбонатной водой, с большим количеством органических веществ. После превращения водохранилища в охладитель СУГРЭС природный физико-химический облик водоема резко изменился. Из заморного озеро превратилось в богатый кислородом водоем (Балабанова, Сысолятина, 1966).
В начале 1960-х гг. водоем характеризовался сульфатными водами при кислом рН, в воде резко увеличивается содержание хлоридов и натрия. В 1980-е гг. вода водохранилища характеризовалась благоприятным кислородным режимом, щелочным рН, низкой прозрачностью (0,4-1,4 м по диску Секки), высоким содержанием легкодоступного органического вещества, накоплением минеральных форм азота и сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевым составом (Васина, Ярушина, 1984).
На современном этапе вода пресная, среднеминерализованная, мягкая, по водородному показателю нормальная, гидрокарбонатного класса магниевой группы. По сравнению с предыдущими периодами наблюдений отмечается увеличение цветности (максимум - 134 градуса цветности по платиново-кобальтовой шкале), нитратов (2,3 мг/дм3), фосфатов (0,13 мг/дм3), хлоридов (17,0 мг/дм3), магния (8,96 мг/дм3), снижение прозрачности по диску Секки, которая в последние годы не превы-
Таблица 1. Основные морфометрические показатели исследуемых водохранилищ
Водохранилище Площадь зеркала, 2 км Объем, 3 млн. м Длина, км Глубина, м
максимальная средняя
Исетское 24,9 59,8 9,2 4,4 2,4
Белоярское 34,4 242 25,0 18,3 7,0
Рефтинское 25,3 142 14,0 22,0 5,4
© 2019 ИзиметоваМария Федоровна, izimetova.marya.3105@yandex.ru
шает 0,9 м (табл. 2). Многолетняя динамика гидрохимического режима Исетского водохранилища свидетельствует об ухудшении качества воды в водоеме и повышении его трофического статуса до эвтрофного (Еремкина и др., 2017).
Таблица 2. Гидрохимическая характеристика воды исследуемых водохранилищ (минимум-максимум)
Показатели, ед. изм Исетское водохранилище Рефтинское водохранилище Белоярское водохранилище
19341999 гг. 20002017 гг. 19691999 гг. 20002016 гг. 19681999 гг. 20002018 гг.
Прозрачность, м 0,3-2,5 0,3-0,9 0,8-2,2 0,5-1,5 1,1-5,0 0,5-1,2
Минерализация, мг/дм3 51,9245,6 65,5108,4 81,1397,5 105,3-334 161,4464,6 157,5529,6
Жесткость общая, °Ж 0,58-2,92 0,84-1,9 1,1-3,5 1,7-3,8 1,4-5,0 2,7-5,5
Цветность, градус цветности 45,0-60,0 44,6-134 - 16,5-93,2 - 13,6-82,5
рН, ед. изм 6,0-9,3 7,1-8,9 6,6-8,4 6,5-9,1 7,2-8,5 6,6-9,4
Перманганатная окисляемость, мгО/дм3 9,3-106,4 15,2-27,4 8,8-26,7 5,0-19,4 6,7-28,2 4,3-21,2
БПК5, мгО2/дм3 2,56-7,44 2,2-8,6 - 0,23-6,8 0,9 от <0,5 до 10,4
КН4+, мг/дм3 0,01-1,55 от <0,05 до 1,10 0,0-1,0 от <0,04 до 0,88 0,0-2,7 0,01-1,25
N02", мг/дм3 0,0-0,037 от <0,02 до 0,06 0,0-0,1 от <0,02 до 1,75 0,0-1,0 от <0,003 до 0,88
КОз", мг/дм3 0,0-0,68 от <0,1 до 2,3 0,0-3,7 от <0,11 до 8,35 0,0-10,5 0,02-7,44
Р043-, мг/дм3 (по Р) 0,0-0,1 0,01-0,13 0,0020,09 0,0040,09 0,001-0,3 0,006-0,44
Рефтинское водохранилище - водоем-охладитель Рефтинской ГРЭС, созданный в 1969 г. на реке Рефт (левобережный приток р. Пышмы), образующемся при слиянии двух притоков: Большого и Малого Рефтов. Водохранилище осуществляет многолетнее и внутригодовое регулирование стока р. Рефт.
Согласно ГОСТ 17.1.2.04-77, вода Рефтинского водохранилища на современном этапе пресная, среднеминерализованная, умеренно жесткая. Активная реакция воды варьирует от нормальной до подщелочной (опасна для рыб при длительном воздействии). Анионный состав смешанный. Из катионов преобладают кальций и магний. По соотношению между ионами по классификации О. А. Алекина (1970) вода относится преимущественно к гидрокарбонатному классу магниевой группы. В целом, гидрохимический режим водохранилища по сравнению с 1970-и, 1980-и гг. не претерпел существенных изменений. Можно отметить изменение максимальных значений таких показателей как прозрачность (не превышает 1,5 м), содержание нитритов, нитратов (табл. 2).
Газовый режим водоема благоприятный, в июле 2013 г. насыщения воды кислородом составляло 87-140%. Насыщение воды кислородом составляет в среднем
более 90%, а его содержание достаточно для обитания различных видов ихтиофауны, в том числе и ценных видов рыб.
Повышенная цветность и перманганатная окисляемость воды обусловлены заболоченностью водосбора. В целом состояние водохранилища на современном этапе можно охарактеризовать как достаточно стабильное.
Белоярское водохранилище создано на р. Пышма в 1959 г. Река Пышма является правобережным притоком р. Туры. Водохранилище осуществляет внутригодовое и многолетнее регулирование стока. Основное назначение водоема - источник технического водоснабжения и охладитель Белоярской АЭС.
В процессе формирования водоема (1959-1988 гг.) отмечался неблагоприятный кислородный режим, повышенная цветность воды, связанная с интенсивным загрязнением органическими веществами. В более поздний период кислородный режим улучшился. В период после 1980 г. наблюдалось увеличение содержания сульфатов и хлоридов в воде, связанное с загрязнением ее промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами (Чеботина и др., 1992).
В настоящее время вода водохранилища характеризуется как пресная, среднеминерализованная, умеренно жесткая. По соотношению между ионами вода относится преимущественно к гидрокарбонатному классу кальциево-магниевой группы. В 2018 г. соотношение между ионами сменилось на гидрокарбонатный класс натриевой группы. Активная реакция воды изменяется от нормальной до подщелочной. Водохранилище характеризуется низкой прозрачностью, повышенной цветностью, однако в последние годы цветность воды (2014-2018 гг.) снизилась (максимум - 37,2 градуса цветности по платиново-кобальтовой шкале).
Отмечаемые на протяжении ряда лет повышенные концентрации нитритов, фосфатов связаны с особенностями поступления хозяйственно-бытовых сточных вод в водохранилище. Сравнение многолетних данных позволяет характеризовать гидрохимический режим как неустойчивый. Практически по всем показателям в разные годы наблюдаются значительные колебания абсолютных величин. В настоящее время основным фактором, определяющим качество воды в водохранилище, является антропогенное воздействие, обусловленное тепловым загрязнением от эксплуатации Белоярской АЭС.
Таким образом, исследуемые водохранилища относятся к пресным, среднеминерализованным водоемам с мягкой и умеренно жесткой водой. Водохранилища характеризуются нормальным (Исетское) и подщелочным рН (Рефтинское, Белоярское), повышенной цветностью и перманганатной окисляемостью, низкой прозрачностью, свидетельствующие о процессе эвтрофикации водоемов.
Список литературы
Алекин О. А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 443 с.
Балабанова З.М., Сысолятина Т.А. Водоемы Большого Свердловска // Тр. Уральского отд. СибНИИРХ. Свердловск, 1966. Т. 7. С. 107-132.
Васина М.Н., Ярушина М.И. Экологическая характеристика Исетского водохранилища // Сб. науч. тр. ГосНИОРХ. Л., 1984. Вып. 212. С. 61-68.
Водные ресурсы Свердловской области / Под науч. ред. Н.Б. Прохоровой. Екатеринбург, 2004. 432 с.
ГОСТ 17.1.2.04-77 Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила
таксации рыбохозяйственных водных объектов. М.: Изд-во стандартов, 1977. 17 с.
Еремкина Т.В., Изиметова М.Ф., Климова Н.Б., Силивров С.П., Цурихин Е.А., Чечулина Н.В. Экология Исетского водохранилища - водоема-охладителя Среднеуральской ГРЭС // Экология водоемов-охладителей энергетических станций: сб. материалов Всерос. науч.-практич. конф. с международ. участием. Чита, 2017. С. 109-117.
Чеботина М.Я., Трапезников А.В., Трапезникова В.Н., Куликов Н.В. Радиоэкологические исследования Белоярского водохранилища. Свердловск: УрО АН СССР, 1992. 77 с.
