CC BY
17УДК 556.114632.123.1 DOI: 10.35567/19994508_2022_1_7
Гидрохимические особенности вод реки Амур у города Хабаровска в период сильного наводнения 2020 года
В.П. Шестеркин И (Б, Н.М. Шестеркина ©
ISI shesterkin@ivep.as.khb.ru
ФГБУН «Хабаровский федеральный исследовательский центр «Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук», г. Хабаровск, Россия
АННОТАЦИЯ
Актуальность. Исследование химического состава вод Амура в период сильных наводнений, наиболее распространенных стихийных бедствий в бассейне реки, обусловлено необходимостью получения новых знаний о влиянии наводнений на качество речных вод. Полученные в результате исследования данные необходимы для объективной оценки экологического состояния вод р. Амур - основного источника водоснабжения г. Хабаровска. Методы. Гидрохимические наблюдения на р. Амур проведены у г. Хабаровска на шести станциях, охватывающих основную часть русла. Аналитические работы выполнены по принятым при гидрохимических исследованиях методам. В пробах воды установлено содержание главных ионов, биогенных и органических веществ. Результаты. В воде Амура на всех этапах формирования наводнения отмечены значительные вариации в содержании растворенных веществ во времени и пространстве, обусловленные различиями в стоке и химическом составе вод рек Сунгари, Бурея и Уссури - основных притоков. Максимальные значения минерализации и концентрации биогенных веществ из-за влияния вод р. Сунгари установлены в правобережной части и середине Амура на гребне и спаде наводнения вследствие поступления большого количества солей с затопленных сельхозугодий Китая. На гребне и спаде наводнений 2013, 2019 и 2020 гг. наибольший сток фосфатов и отсутствие больших различий в распределении содержания растворенных веществ по ширине Амура отмечены в 2020 г. В районе водозабора значения перманганатной окис-ляемости были наименьшими, в период паводка они постепенно снижались, но превышали нормативы качества воды в 1,5-2,1 раза.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: р. Амур, сильное наводнение, химический состав, главные ионы, биогенные вещества, цветность воды, перманганатная окисляемость.
Для цитирования: Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М., Гидрохимические особенности вод реки Амур у города Хабаровска в период сильного наводнения 2020 года // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2022. № 1. С. 97-110. DOI: 10.35567/19994508_2022_1_7.
Дата поступления 29.10.2021.
Hydro/chemical features of the Amur River waters near Khabarovsk during a very high flood in 2020 Vladimir P. Shesterkin El , Nina. M. Shesterkina (D
El shesterkin@ivep.as.khb.ru
Institute of Water and Ecological Problems of the FEB RAS, Khabarovsk, Russia
© Шестеркин В.П., Шестеркина K.M., 2022
ABSTRACT
Relevance. The study of the chemical composition of waters of the Amur during severe floods, the most common natural disasters in the river basin, due to the need to obtain new knowledge about the impact of floods on the quality of river water. The data resulted from the study are necessary for an objective assessment of the ecological state of the waters of the Amur River, the main source of water supply of Khabarovsk. Methods. Hydro/chemical observations on the Amur River were carried out near Khabarovsk at six stations covering the main part of the channel. Analytical works were carried out according to the methods adopted in the hydro/ chemical studies. The content of the main ions, biogenic and organic substances was determined in the water samples. Results. Significant variations in the content of dissolved substances in time and space have been noted in the Amur water at all stages of the flood formation due to the differences in the flow and chemical composition of the waters of the Sungari, Bureya and Ussuri rivers, the main tributaries. Maximum values of mineralization and concentrations of nutrients due to the influence of the Sungari River are established in the right-bank part and in the middle of the Amur River at the flood crest and recession due to inflow of large amounts of salts from flooded agricultural lands of China. At the crest and recession of the 2013, 2019, and 2020 floods, the highest phosphate runoff and no large differences in the distribution of dissolved solids across the width of the Amur were observed in 2020. In the water intake area permanganate oxidation values were the lowest, during the flood period they gradually decreased, but exceeded the water quality standards by 1.5-2.1 times.
Keywords: Amur River, very strong flood, chemical composition, major ions, biogenic substances, color of water, permanganate value.
For citation: Shesterkin V.P., Shesterkina N.M. Hydro/chemical features of the Amur River waters near Khabarovsk during a very high flood in 2020. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2022. No. 1. P. 97-110. DOI: 10.35567/19994508_2022_1_7.
Received 29.10.2021.
ВВЕДЕНИЕ
Среди стихийных бедствий наводнения характеризуются наибольшим распространением и наиболее разрушительными последствиями, наносящими огромный ущерб экономике [1]. Значительное влияние наводнения оказывают и на качество вод [2-6].
В бассейне р. Амур наводнения охватывают большие территории, на нижнем Амуре онипроисходят раз в 1,5-2 года. Очень сильные наводнения, вызывающие затопление поселений, у г. Хабаровска отмечаются при уровне воды выше 590 см [7]. Появление высокой водности вызвано выходом в июле-сентябре восточно-азиатских муссонов, вызывающих сильные дожди. Кроме муссонов этому способствуют густая речная сеть, горный рельеф, наличие мерзлых пород на севере и суглинистых грунтов на юге, резкое падение уклонов и малая высота берегов на среднем Амуре.
Наиболее часто очень сильные наводнения отмечались в 1960-е годы (табл. 1). После длительного перерыва сильное наводнение наблюдалось в 1984 г. В 2013 г. уровень воды у Хабаровска превысил исторический максимум за все годы наблюдений, вероятность его появления оценивалась раз в 200-250 лет [6]. Вновь очень сильные наводнения повторились в 2019 и 2020 гг.
Таблица 1. Максимальные уровни и расходы воды при очень сильных наводнениях на р. Амур у г. Хабаровска в 1951-2020 гг. Table 1. Maximal levels and water flow in case of very severe flods in the Amur river near Khabarovsk in 1951-2020
Дата Уровень воды, см Расход воды, м3 Район формирования
21.09.1951 634 28 900 Неясно выражен
07.08.1953 604 26 200 Зея, Бурея и Сунгари
27.09.1956 600 34 200 Сунгари
20.09.1957 614 35 500 Сунгари
20.09.1959 634 38 900 Зея, Бурея
02.09.1984 623 32 900 Верхний Амур, Зея
03.09.2013 808 46 100 Верхний Амур, Зея, Бурея, Сунгари, Уссури
30.08.2019 642 35 600 Сунгари, Уссури, Бурея
20.09.2020 628 - Сунгари, Уссури, Бурея
Гидрохимическая изученность вод р. Амур в период очень сильных наводнений пока низкая. Наблюдения за содержанием в воде главных ионов, значениями перманганатной окисляемости (ПО) и цветности осуществлялись Росгидрометом в 1951-1984 гг. у г. Хабаровска на середине реки в основном на пике, редко - на спаде наводнения. Лишь в 1956 г. мониторинг проводился ежемесячно с июня по сентябрь. Более детально химический состав вод Амура - главные ионы, биогенные (БВ) и органические (ОВ) вещества - исследовали в 2013 и 2019 гг. [6, 8].
Река Амур - основной источник водоснабжения г. Хабаровска, водозабор которого проектной производительностью 432 тыс. м3/сут расположен в 500 м от берега1. Поэтому изучение качества вод Амура в период экстремальных ситуаций (наводнений, аварий на промышленных объектах) имеет важное водохозяйственное значение. Об этом свидетельствовал риск загрязнения вод Амура нефтепродуктами с месторождения г. Дацин во время исторического наводнения в бассейне р. Сунгари в 1998 г., нитробензолом после аварии на химическом комбинате в Цзилинь в декабре 2005 г. [9] и молибденом из-за разрушения дамбы хвостохранилища в марте 2020 г. [10]. Основной целью данной работы является изучение временной и пространственной изменчивости химического состава вод Амура в период очень сильного наводнения в 2020 г., когда только в Еврейской автономной области было подтоплено 46 жилых домов, 2500 приусадебных и дачных участков, 13834,4 га сельхозугодий2.
1 Водоснабжение. Режим доступа: https://www.vodocanal.org/tehnologii/vodosnabzhenie (дата обращения 15.12.2021).
2 Гидрологическая обстановка в Еврейской автономной области. Режим доступа: https://79. mchs.gov.ru/deyatelnost/press-centr/novosti/4262285 (дата обращения 15.12.2021).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в 2020 г. на р. Амур у г. Хабаровска ниже ж/д моста (0,8 км) на створе на 5-6 равномерно распределенных по ширине вертикалях. Выбор створа обусловлен тем, что, начиная с 1942 г., Росгидромет проводит здесь мониторинг качества вод Амура. Пробы воды брали с поверхности, общее количество составило 39. Аналитические работы осуществляли по принятым в гидрохимии методам3 в Центре коллективного пользования при ИВЭП ДВО РАН. Определяли содержание главных ионов (Ыа+, К+, Са2+, Mg2+, НС03-, Б042-, С1-), биогенных (Ы03-, Ы02', ЫН4+, НР042-, Бе) и органических (цветность и ПО) веществ.
Для оценки качества воды применяли нормативы, которые учитываются при водоподготовке4. В работе также использовали опубликованные за 1951-1984 гг. и приобретенные за 2013 и 2019 гг. материалы наблюдений Росгидромета.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Гидрохимия вод р. Амур у г. Хабаровска в период очень сильных наводнений. Анализ материалов Росгидромета за 1951-1984 гг. и ИВЭП ДВО РАН за 1998-2019 гг. выявил особенности химического состава вод Амура у г. Хабаровска в период очень сильных наводнений в зависимости от очагов их формирования [6, 11].
Верхнеамурские паводки, сформированные в бассейнах рек Аргунь и Шил-ка, отличаются повышенным содержанием главных ионов и низким - БВ и ОВ [11]. В 2018 г. очень сильное наводнение на верхнем Амуре вызвало подъем уровня воды у Хабаровска до 483 см и выделялось более высокими, чем на пике наводнения 2013 г., уровнями минерализации и содержания С1- и Ыа+, отсутствием резких различий в содержании веществ по ширине реки. На спаде паводка максимальная величина минерализации из-за выноса солей из затопленных территорий достигала 107 мг/л [8].
Воды рек Зеи и Буреи, дренирующие большие пространства лесных массивов и равнин, выделяются низким содержанием главных ионов и высоким - ОВ [11]. После зарегулирования р. Зеи в 1975 г. и р. Буреи в 2003 г. их влияние на максимальный сток Амура существенно снизилось. В последние годы наиболее сильно оно проявилось в 2013 г., когда сток воды ниже ГЭС в августе суммарно составил 15,7 км3, а в сентябре - 13,0 км3. Большую роль сыграла р. Бурея и в наводнении 2019 г.: сток воды в июне-сентябре суммарно составил 24,8 км3, в то время как р. Зеи ниже ГЭС - 7,4 км3.
3 Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды РД 52.18.595-96 (в ред. изм. № 1, утв. Росгидрометом 11.10.2002, изм. № 2. утв. Росгидрометом 28.10.2009).
4 СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». Режим доступа: https://docs.cntd. гиМосишеП:/573500115. (дата обращения 08.01.2022).
Сильные наводнения на р. Уссури при отсутствии паводков на притоках часто затухают, превращаясь у Хабаровска в обычные наводнения. В 2019 г. на пике наводнения из-за влияния р. Уссури в правобережной части р. Амур у г. Хабаровска минерализация воды достигала 48,7 мг/л, цветность и ПО -54 град. цветности и 11,6 мг О/л [8].
Река Сунгари, формирующая химический состав вод на территории Китая, отличается от остальных крупных притоков наибольшим содержанием главных ионов и нитратов [11]. В 1998 г. на Сунгари отмечалось наводнение редкой повторяемости (раз в 150 лет). Наибольший расход воды у г. Харбина составил 17 400 м3/с [12]. В р. Амур на пике паводка минерализация воды отмечалась на уровне 80,7 мг/л, на спаде в октябре - 149 мг/л [11]. Содержание нитратного азота и фосфора на пике паводка на середине реки достигало 1,0 мг N/л и 0,11 мг P/л, сток составил 2687 и 304 т/сут соответственно.
Историческое наводнение 2013 г. отличалось последовательным участием паводков верхнего Амура, рек Зеи, Буреи, Сунгари и Уссури, наибольшим затоплением поймы (рис. 1). В начале наводнения преобладание вод верхнего Амура (30 %) и р. Сунгари (25 %) в стоке Амура повысило уровень минерализации до 82,2 мг/л. Наибольшее содержание ОВ и железа из-за влияния вод рек Зеи и Буреи отмечалось у левого берега Амура, р. Уссури - у правого берега [6].
На пике наводнения содержание главных ионов и нитратов на середине Амура было повышенным из-за влияния вод р. Сунгари. Минерализация воды превышала 80 мг/л (табл. 2) и была выше, чем в предыдущие паводки. Содержание солей по ширине реки распределялось неравномерно. Ионный сток, сток ОВ и N нитратов достигал 274, 126 и 0,96 тыс. т/сут соответственно. На спаде паводка при уровне 508 см содержание главных ионов в воде возросло за счет выноса с затопленных полей Китая, на середине реки минерализация и содержание N нитратов достигали 113,9 мг/л и 0,54 мг N/л [6].
В 2019 г. очень сильное наводнение (пойма была затоплена 71 день) стало формироваться в июле (рис. 1) в результате влияния фронтальных разделов и выхода тайфуна Danas. Повышению водности Амура способствовали возросшие расходы воды р. Буреи (в среднем 2383 м3/с, максимум достигал 5161 м3/с), На подъеме паводка влияние Буреи обусловило наименьшее за год содержание главных ионов в водах на середине и у левого берега Амура [8]. В правобережной части реки их концентрации, наоборот, возросли из-за влияния р. Сунгари. Наибольшие различия по ширине отмечались для Cl- и SO42-. Содержание аммонийного азота и фосфатов было ниже предела обнаружения по всей ширине реки, а нитратного азота - только у левого берега. А вот содержание Fe возросло, достигнув максимума у левого берега. Такое распределение концентраций веществ отмечалось на подъеме паводка в 2013 г. [8], что свидетельствовало о доминировании вод р. Сунгари в это время.
S о
3
4
0 а
JS
1
с мая по ноябрь в 2013, 2019 и 2020 гг.
Fig. 1. The Amur River water level dynamics near Khabarovsk from May to November in 2013, 2019, and 2020.
В августе выходы тайфунов «Lekima» и «Krosa», сбросы воды Бурейского водохранилища, в среднем составлявшие 3281 м3/с, вызвали увеличение стока Амура. На пике наводнения минерализация воды по всей ширине Амура возросла, кроме узкой полосы у правого берега, сформированной водами р. Уссури. Содержание иона аммония и фосфатов оставалось низким, в то время как нитратов повысилось из-за влияния вод р. Сунгари, достигнув максимума у правого берега [8]. Сравнение химического состава вод Амура на пике наводнений 2013 и 2019 гг. свидетельствует о более высоком содержании Na+, Cl- и нитратного азота в 2019 г. (табл. 2). Снижение уровня Амура (рис. 1) было продолжительным из-за выхода тайфуна «Lingling». Вынос солей с затопленных полей Китая обусловил максимальное, более высокое, чем в 2013 г., значение минерализации за период открытого русла.
Большая длительность наводнения вызвала значительный вынос солей. Сток ионов на пике составил 182 тыс. т/сут, был ниже, чем в 2013 г. (274 тыс. т/сут) [6]. Меньше он был и за август-октябрь - 14 млн т. Более высоким, чем в 2013 г., наблюдался сток N нитратов на пике - 1,2 тыс. т/сут, за весь период паводка он составил 71,2 тыс. т, что свидетельствовало об усилении хозяйственной деятельности в бассейне р. Сунгари.
Пространственно-временная изменчивость химического состава вод Амура во время наводнения 2020 г. В 2020 г. появлению очень сильного наводнения на р. Амур предшествовали небольшой паводок и глубокая летняя межень (рис. 1). Паводок сформировался в южных и центральных районах Хабаровского края, на территории Еврейской автономной области в июне в результате выхода циклона с территории Китая. С 3 по 8 июля пойма Амура у Хабаровска находилась под водой, на спаде паводка отмечались значительные различия в распределении величины минерализации по ширине Амура
-Пойма -2013 г. -2019 г. -2020 г.
Рис. 1. Динамика уровня воды р. Амур у г. Хабаровск
Таблица 2. Химический состав вод р. Амур у Хабаровска на пике и спаде наводнений 2013 и 2019 гг.,
(числитель - пределы изменения; знаменатель - среднее значение)
Table 2. The Amur River water chemical structure near Khabarovsk
at the peak and abatement of the 2013 and 2019 floods
(numerator is the measurements limits; denominator is the average value)
Показатели Уровень воды, см (дата)
на пике наводнения на спаде наводнения
808 (04.09.2013) 621 (26.08.2019) 243 (22.10.2013) 99 (22.10.2019)
pH 7,30-7,57 7,45 7,1-7,4 7,2 6,90-7,30 7,11 6,9-7,6 7,3
Na+, мг/л 2,4-6,0 4,2 2,9-6,8 4,4 3,4-8,1 5,4 4,8-9,7 6,7
K+, мг/л 1,1-2,0 1,5 <1,0-1,8 1,3 1,1-1,5 1,2 1,2-2,1 1,6
Ca2+, мг/л 8,4-11,7 9,5 7,4-12,4 9,2 11,4-12,6 11,9 10,7-14,9 12,7
Mg2+, мг/л 2,4-3,2 2,7 2,0-3,0 2,4 2,5-5,7 4,1 3,0-4,5 3,7
HCO3-, мг/л 37-46 40 27-41 33 43-59 49 46-66 55
Cl-, мг/л 0,8-3,8 2,1 1,0-4,7 2,5 1,5-3,9 2,5 1,8-5,3 3,5
SO42-, мг/л 4,5-10,7 7,4 4,1-9,8 6,6 7,6-9,7 8,4 6,9-11,2 8,5
NO3-, мг N/л 0,04-0,46 0,24 0,11-0,79 0,40 0,11-0,40 0,22 0,12-0,50 0,33
NH+, мг N/л 0,06-0,10 0,08 <0,04-0,06 <0,04 <0,04-0,05 <0,04 <0,04
Р, мг Р/л 0,010-0,019 0,012 <0,010-0,015 0,011 0,007-0,019 0,013 <0,010-0,016 0,11
Цветность, град. цветности 60-85 75 37-72 52 33-53 43 33-47 37
Перманганатная окисляемость, мг О/л 12,1-17,0 14,9 9,7-12,2 11,1 7,8-16,5 10,8 5,9-9,4 7,9
Минерализация, мг/л 57-85 69 55-75 61 72-102 84 76-115 93
Fe, мг/л 0,13-0,36 0,28 0,02-0,15 0,08 0,10-0,27 0,19 0,07-0,17 0,11
и максимальным, по сравнению с 2013 и 2019 гг. [6, 8], содержанием нитратов на середине реки (табл. 3). Воды Амура в это время характеризовались более высоким, чем в паводки 2013 и 2019 гг., содержанием С1- и фосфатов, низкой цветностью (рис. 2). Такие особенности химического состава воды могли быть вызваны выносом солей с водами р. Сунгари, в бассейне которой реки содержат до 13,2 мг Ы/дм3 нитратного азота [13]. Повышенные его количества в воде рек бассейна Сунгари и китайских притоков р. Уссури наблюдались и в 2009 г. [14].
Глубокая летняя межень была зафиксирована в начале августа (уровень воды достигал 64 см), что является исключением в годы с очень сильными наводнениями. Воды Амура характеризовались более высокой величиной минерализации, небольшими различиями в содержании главных ионов (табл. 3), кроме Ыа+, по ширине реки. Отмечалось резкое снижение концентраций нитратов (рис. 2) и фосфатов по всей ширине реки, причем в левобережной части ниже предела обнаружения, вероятно, из-за деятельности фитопланктона в условиях повышенной температуры воды (26,1-26,9 оС).
298 77 450 540 531 416 Уровень воды, см
■350 И500 И700 1900 11100 "1300
Рис. 2. Распределение значений ПО (а) и цветности воды (б) по ширине р. Амур у г. Хабаровска от правого берега при разных уровнях воды в 2020 г. Fig. 2. Distribution of values of permanganate oxidability (a) and water color (б) across the Amur River width near Khabarovsk from the right bank in case of different water levels in 2020.
Таблица 3. Химический состав вод р. Амур у Хабаровска в 2020 г., (числитель - пределы изменения по ширине; знаменатель - среднее значение) Table 3. Chemical composition of the Amur River water near Khabarovsk in 2020 (numerator is the measurements limits; denominator is the average value)
Показатели Уровень воды, см (дата)
298(09.07) 77(30.07) 450(31.08) 540(14.09) 531(30.09) 416(20.10)
pH 6,4-7,5 7,2 6,4-7,6 7,1 6,5-7,2 7,0 6,4-6,8 6,7 6,1-6,4 6,3 6,8-7,4 7,2
Na+, мг/л 2,8-6,1 4,2 2,8-7,8 5,5 2,9-5,2 3,8 2,1-6,7 4,0 2,1-5,9 3,9 2,9-8,2 5,1
K+, мг/л 1,0-2,0 1,6 1,5-2,0 1,7 <1,0 <1,0 <1,0-2,1 1,2 <1,0-1,2 <1,0
Ca2+, мг/л 6,1-11,9 9,2 8,5-12,1 10,5 8,1-10,9 9,2 7,7-10,9 9,3 6,9-16,6 11,6 10,7-16,8 12,8
Mg2+, мг/л 2,2-3,7 2,8 2,7-3,4 3,1 1,7-2,9 2,2 2,0-3,2 2,5 2,2-4,2 3,2 3,0-4,2 3,5
HCO3-, мг/л 25-35 34 39-53 47 37-49 42 32-43 37 39-57 47 51-76 59
Cl-, мг/л 1,6-7,4 4,2 3,1-5,2 4,0 1,2-3,3 2,3 1,4-4,4 2,7 1,2-6,2 3,6 2,2-7,2 4,3
SO42-, мг/л 4,3-12,4 8,5 5,9-9,4 8,5 4,1-7,4 6,0 4,0-11,7 6,8 5,9-14,4 9,8 7,5-12,9 9,5
М, мг/л 44,8-89,2 67,1 63,7-93,6 81,6 57,9-80,7 67,5 53,5-82,7 63,9 61,0-106,4 80,9 79,3-127,8 96,4
NO2-, мгЫУл 0,003-0,005 0,004 0,003-0,005 0,002 0,003-0,005 0,004 0,003-0,005 0,004 0,003-0,005 0,004 0,003-0,004 0,004
NO3-, мгЩл 0,23-1,06 0,54 <0,04-0,34 0,14 0,11-0,25 0,18 0,10-0,45 0,28 0,08-0,47 0,22 0,14-0,72 0,34
NH+, мгЫУл <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05-0,07 0,06 <0,05-0,07 0,05
Р, мг Р/л 0,015-0,037 <0,010-0,014 0,019-0,034 0,031-0,040 0,013-0,039 0,014-0,030
0,027 < 0,010 0,026 0,027 0,025 0,021
Цветность, градус 15-22 18 29-37 33 55-67 51 58-67 63 49-83 60 34-60 45
ПО, мг О/л 9,9-12,2 11,1 7,5-8,3 7,9 10,1-14,1 12,1 9,5-13,1 11,2 8,7-12,1 9,8 7,7-10,2 9,2
Fe, мг/л 0,06-0,14 0,10 0,11-0,15 0,12 0,20-0,26 0,23 0,07-0,20 0,15 0,14-0,34 0,22 0,09-0,25 0,15
Очень сильное наводнение сформировалось в середине августа (рис. 1) из-за активных фронтальных разделов, вызвавших в Приамурье высокие паводки. Большое влияние на сток Амура, как и в 2019 г., оказала р. Бурея, расходы воды которой в среднем составляли 2455 м3/с (максимум достигал 5913 м3/с).
На р. Амур у г. Хабаровска в начале наводнения при уровне 450 см содержание главных ионов на середине и в левобережной части из-за влияния российских притоков, как и в 2019 г., снизилось, в то время как в правобережной части Амура, представленной водами р. Уссури, оставалось без изменений. Поэтому различия в содержании главных ионов у левого и правого берегов отсутствовали, наибольшие их концентрации из-за влияния р. Сунгари отмечены на середине реки. Содержание ионов антропогенного генезиса С1- и Б042- в это время достигало наименьших за период открытого русла значений. Такое распределение содержания главных ионов в воде Амура по ширине наблюдалось на подъеме паводка в 2013 г., что свидетельствовало о небольшом влиянии р. Сунгари на солевой состав вод Амура в тот период.
Содержание иона аммония в левобережной части Амура находилось ниже предела обнаружения, на остальных участках составляло менее 0,06 мг Ы/л. Максимальные концентрации нитратов и фосфатов из-за влияния р. Сунгари отмечены на середине реки: по сравнению с 2013 и 2019 гг. содержание первых было в среднем ниже на 0,1 мг Ы/л, а вторых - выше на 0,016 мг Р/л. Концентрация растворенного Бе возросла, достигнув наибольших значений у правого берега. Максимальное значение ПО наблюдалось у левого берега Амура (рис. 2). В районе водозабора оно было ниже, превышая норматив качества воды4 в два раза. По сравнению с показателями паводков 2013 и 2019 гг. меньше, т. е. условия для водоподготовки являлись более благоприятными. В распределении значений цветности воды по ширине Амура большие отличия отсутствовали (рис. 2) из-за выноса окрашенных органических соединений с заболоченных равнин Приамурья. Наименьшие значения цветности, как и в наводнения 2013 и 2019 гг., отмечены в районе водозабора.
В сентябре 2020 г. тайфун Бау1 принес в Еврейскую автономную область, южные и часть центральных районов Хабаровского края дожди, местами сильные. В дальнейшем Приамурье оказалось под влиянием тайфунов Мау-8ак и Иа18Ьеп, вызвавших затопление поймы Амура у Хабаровска на глубину 1,5-3,3 м в течение 71 дня. Расходы воды рек Зеи и Буреи ниже ГЭС, составлявшие соответственно в среднем 722 и 1626 м3/с, в отличие от 2013 и 2019 гг., большого влияния на водность Амура не оказали.
При подходе к гребню паводка в середине сентября при уровне воды 540 см минерализация воды по всей ширине Амура, кроме его средней части, сформированной водами р. Сунгари, продолжала снижаться. В левобережной части отмечалось наименьшее содержание Ыа+, Mg2+, С1- и Б042', нитратного и аммонийного азота, причем содержание последнего было ниже предела обнаружения. На середине Амура отмечалось более высокое, чем в паводки 2013 и 2019 гг., содержание БО2' и фосфатов. Содержание ОВ в водах левобережной
части Амура продолжало оставаться повышенным из-за влияния вод рек Зеи и Буреи. В районе водозабора значения ПО и цветности были зафиксированы выше нормативов качества воды в 2,0 и 3,2 раза соответственно, причем ПО в 1,4 раза ниже, чем в паводки в 2013 и 2019 гг. Значения цветности по ширине Амура по сравнению с наводнениями 2013 и 2019 гг. распределялись относительно равномерно (рис. 2).
В отсутствие больших различий в максимальных уровнях воды в 2019 и 2020 гг. (табл. 1) можно предположить, что на пике наводнения 2020 г. ионный сток составлял 200 тыс. т/сут, сток нитратов - 870 т Ы/сут. По сравнению с 2019 г. ионный сток был на 18 тыс. т выше, а нитратного азота ниже в 1,4 раза. Такое снижение стока нитратов могло быть обусловлено выносом с территории Китая во время паводка в июле, когда его концентрация была максимальной (табл. 3). Иная ситуация наблюдалась для фосфатов, сток которых составил 84 т/сут, был выше, чем в предыдущие паводки.
Снижение уровня Амура было более длительным (рис. 1), чем в паводки 2013 и 2019 гг. из-за выхода западного циклона и влияния фронтальных разделов на территориях большей части Хабаровского края и Еврейской автономной области. Минерализация воды р. Амур в середине октября из-за выноса солей с затопленных сельхозугодий Китая достигала на середине реки максимального за период открытого русла значения (127,8 мг/л), которое было выше, чем на спаде паводков 2013 г. (102,1 мг/л) и 2019 г. (115,3 мг/л). Выше отмечено и содержание Са2+, С1- и Б042', нитратов и фосфатов. Увеличение стока растворенных веществ в водах Амура свидетельствовало об усилении хозяйственной деятельности в китайской части бассейна реки (увеличение использования минеральных удобрений, освоение заболоченных земель и т. д.).
Содержание ОВ на спаде наводнения постепенно снижалось и в районе водозабора было наименьшим за паводок (рис. 2). Причем значения ПО в этой части Амура отмечены даже ниже, чем в октябре 2013 г. (2,1 раза) и 2019 г. (1,5 раза). Сравнение значений ПО и цветности воды в районе водозабора в это время и в летнюю межень показало отсутствие больших различий (рис. 2). Не наблюдались эти различия и в сравнении с зимней меженью в феврале-марте 2020 г. при уровнях воды ниже -35 см: значения ПО находились в пределах 7,8-8,6 мг О/л, цветность воды - 33-37°.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что доминирование в водном стоке Амура вод р. Сунгари во время наводнения 2020 г. по сравнению с паводками 2013 и 2019 гг. обусловило более низкое содержание органических веществ.
ВЫВОДЫ
Таким образом, в рамках проведенного исследования установлено, что содержание растворенных веществ в воде р. Амур у г. Хабаровска в период очень сильного наводнения в 2020 г. изменялось в широких пределах из-за больших отличий в химическом составе вод рек Сунгари, Уссури и Бурея, их вклада на всех этапах формирования паводка. Влияние вод р. Сунгари про-
являлось на середине Амура в более высоком, чем в 2013 и 2019 гг., уровне минерализации воды на спаде паводка из-за поступления солей с затопленных сельхозугодий Китая.
Сравнение химического состава вод Амура на гребне и спаде очень сильных наводнений в 2013, 2019 и 2020 гг. свидетельствует о более высоких концентрациях фосфатов в 2020 г. и низких - органического вещества. Значения ПО в период наводнения 2020 г. превышали нормативы качества воды в районе водозабора и были более низкими по сравнению с наводнениями 2013 и 2019 гг. т. е. условия для водоподготовки были более благоприятными.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Everett G., Lamond J.E., Morzillo A.T., Matsler A.M., Chan F.K.S. Delivering Green Streets: an exploration of changing perceptions and behaviours over time around bioswales in Portland, Oregon // Journal of Flood Risk Management. 2018. 11 (S2). Р. 973-985.
2. Павлова Г.Ю., Вах Е.А., Тищенко П.Я., Петухов В.И. Гидрохимический сток речных вод юга Хабаровского края в период летнего паводка // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 3. С. 61-71.
3. Duan W., He B., Nover D., Fan J., Yang G., Chen W., Meng H., Liu C. Floods and associated socioeconomic damages in China over the last century // Natural Hazards. 2016. 82. P. 401-413.
4. Tsuzuki Y. Relationships between pollutant discharge and water quality in the rivers from "better" to "worse" water quality // Ecological Indicators. 2015. 52. 256-269.
5. Jakovljevic D. Assessment of water quality during the floods in May 2014, Serbia // J. Geogr. Inst. Cvijic. 2020. 70(3). Р. 215-226.
6. Shesterkin V.P. Variations of Amur Water Chemistry during the Historical 2013 Flood // Water Resources. 2016. Vol. 43. №> 3. P. 495-503.
7. Бойкова К.Г. Наводнения на реках Амурского бассейна / Вопросы географии Дальнего Востока. Сб. пятый. Хабаровск, 1963. С. 192-259.
8. Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М. Влияние крупных наводнений в районе Хабаровска 2018-2019 гг. на гидрохимическую структуру вод Амура // Метеорология и гидрология. 2020. № 11. С. 92-99.
9. Бердников Н.В., Рапопорт В.Л., Рыбас О.В., Пелых Т.И., Золотухина Г.Ф., Зазулина В.Е. Мониторинг загрязнения экосистемы р. Амур в результате аварии на химическом заводе в г. Цзилинь (КНР): нитробензол // Тихоокеанская геология. 2006. Т. 25. № 5. С. 94-103.
10. Шестеркин В.П. Влияние разрушения дамбы хвостохранилища в бассейне реки Сунгари (КНР) на качество вод Амура у Хабаровска в апреле 2020 года // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2021. № 2. С. 67-74.
11. Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М. Максимальный ионный сток Среднего Амура // Биогеохимические и геоэкологические исследования наземных и пресноводных экосистем. Владивосток: Дальнаука, 2002. С. 105-115.
12. Li X., Zhang W. The Flood of the Nenjiang river and Songhua in 1998 and the comprehensive management of the river basis // Chinese Geograph. Sci., 1999.Vol. 9. № 3. P. 193-198.
13. Baojian Liu, Cong-Giang Liu, Gan Zhang, Zhi-Oi Zhao, Si-Liang Li, Jian Hu, Hu Ding, Yun-Chao Lang, Xiao-Dong Li. Chemical weathering under mid-to cool temperate and monsoon-controlled climate: A study on water geochemistry of the Songhuajiang river system, northeast China // Applied Geochemistry. 2013.13. P. 265-278.
14. Yingjie Cao, Changyuan Tang, Xianfang Song, Changming Liu, Yinghua Zhang Characteristics of nitrate in major rivers and aquifers of the Sanjiang Plain, China // Journal Environmental Monitoring. 2012. №. 14(10):2624-33.
REFERENCES
1. Everett G., Lamond J.E., Morzillo A.T., Matsler A.M., Chan F.K.S. Delivering Green Streets: an exploration of changing perceptions and behaviours over time around bioswales in Portland, Oregon. Journal of Flood Risk Management. 2018. 11 (S2), 973-985.
2. Pavlova G.Y., Vakh E.A., Tishchenko P.Y., Petukhov V.I. Hydro/chemical discharge of river water of southern Khabarovsk region in the period of summer high water. Proceedings of Tomsk Poly/ technical University. Engineering of geo/resources. [Izvestiia Tomskogo politekhnicheskogo univer-siteta. Inzhiniringgeoresursov]. 2020. Vol. 331. № 3. P. 61-71 (in Russ.).
3. Duan W., He B., Nover D., Fan J., Yang G., Chen W., Meng H., Liu C. Floods and associated socioeconomic damages in China over the last century. Natural Hazards. 2016. 82. P. 401-413.
4. Tsuzuki Y. Relationships between pollutant discharge and water quality in the rivers from "better" to "worse" water quality. Ecological Indicators. 2015. 52. 256-269.
5. Jakovljevic D. Assessment of water quality during the floods in May 2014, Serbia. J. Geogr. Inst. Cvijic. 2020. 70(3). Pp. 215-226.
6. Shesterkin V.P. Variations of Amur Water Chemistry during the Historical 2013 Flood. Water Resources. 2016. Vol. 43. N 3. P. 495-503 (in Russ.).
7. Boikova K.G. Floods on the rivers of the Amur basin. Issues of the Far East geology [Voprosy ge-ografiiDal'nego Vostoka]. Khabarovsk, 1963. P. 192-259 (in Russ.).
8. Shesterkin V.P., Shesterkina N.M. Effect of major floods in the areas of Khabarovsk in 2018-2019 on hydro/chemical features of the Amur River water. Meteorology and hydro/geology [Meteor-ologiya igidrologiya]. 2020. № 11. P. 92-99 (in Russ.).
9. Berdnikov N.V., Rapoport V.L., Rybas O.V., Pelyh T.I., Zolotuhina G.F., Zazulina V.E. Monitoring of the Amur river ecosystem pollution resulting from the accident at the accident at the chemical plant in Jilin (China): nitrobenzene. Pacific geology. [Tihookeanskaja geologija]. 2006. T. 25. № 5. P. 94-103 (in Russ.).
10. Shesterkin V.P. The impact of the tailing pond dam destruction in the Sungari River basin (China) on the quality of the Amur River water near Khabarovsk in April, 2020. Geo/ecology. Engineering geology, hydro/geology, and geo/cryology [Geojekologiya. Inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya]. 2021. № 2. P. 67-74 (in Russ.).
11. Shesterkin V.P., Shesterkina N.M. Maximum ion water discharge of the Middle Amur. Bio/geo/ chemical and geological researches of ground and fresh water ecosystems. [Biogeokhimicheskie i geoekologicheskie issledovaniia nazemnykh i presnovodnykh ekosistem]. Vladivostok: Dal'nauka, 2002. P. 105-115 (in Russ.).
12. Li X., Zhang W. The Flood of the Nenjiang River and Songhua in 1998 and the comprehensive management of the river basis. Chinese Geograph. Sci., 1999.Vol. 9. N 3. P. 193-198.
13. Baojian Liu, Cong-Giang Liu, Gan Zhang, Zhi-Oi Zhao, Si-Liang Li, Jian Hu, Hu Ding, Yun-Chao Lang, Xiao-Dong Li. Chemical weathering under mid-to cool temperate and monsoon-controlled climate: A study on water geochemistry of the Songhuajiang river system, northeast China. Applied Geochemistry. 2013.13. P. 265-278.
14. Yingjie Cao, Changyuan Tang, Xianfang Song, Changming Liu, Yinghua Zhang Characteristics of nitrate in major rivers and aquifers of the Sanjiang Plain, China. Journal Environmental Monitoring. 2012. Oct 26; 14(10):2624-33. DOI: 10.1039/c2em30032j
Сведения об авторах:
Шестеркин Владимир Павлович, канд. геогр. наук, ведущий научный сотрудник, Хабаровский Федеральный исследовательский центр «Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук»,Россия, 680000, г. Хабаровск, ул. Дикопольцева, 56; ORCID:0000-0002-7271-8228; e-mail: shesterkin@ivep.as.khb.ru
Шестеркина Нина Михайловна, старший научный сотрудник, Хабаровский Федеральный исследовательский центр «Институт водных и экологических про-
блем Дальневосточного отделения Российской академии наук», Россия, 680000, г. Хабаровск, ул. Дикопольцева, 56; 0RCID:0000-0001-7053-6087; е-mail: shesterki-na@ivep.as.khb.ru About the authors:
Vladimir P. Shesterkin, Candidate of Geographic Sciences, Leading Researcher, Khabarovsk Federal Research Center, Institute of Water and Ecological Problems of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, ul. Dikopoltseva, 56, Khabarovsk, 680000 Russia; ORCID: 0000-00027271-8228; e-mail: shesterkin@ivep.as.khb.ru
Nina M. Shesterkina Senior Researcher, Khabarovsk Federal Research Center, Institute of Water and Ecological Problems of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, ul. Dikopoltseva, 56, Khabarovsk, 680000 Russia; ORCID: 0000-0001-7053-6087; e-mail: shesterkina@ivep.as.khb.ru
