Научная статья на тему 'ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДНИКОВОЙ РЕКИ ЧЕРЕК БАЛКАРСКИЙ'

ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДНИКОВОЙ РЕКИ ЧЕРЕК БАЛКАРСКИЙ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
103
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Р. ЧЕРЕК БАЛКАРСКИЙ / МОНИТОРИНГ / MONITORING / ГЛАВНЫЕ ИОНЫ / MASTER IONS / ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ / HYDROLOGICAL REGIME / СТОК / RUNOFF / РАСХОД ВОДЫ / WATER FLOW / КОЭФФИЦИЕНТ ВОДНОЙ МИГРАЦИИ / INDEX OF WATER MIGRATION / КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД / SURFACE WATER QUALITY / THE CHEREK-BALKARSKIY RIVER

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Газаев Хаджи-мурат Мухтарович, Атабиева Фатима Адраевна, Кучменова Ирина Ибрагимовна, Жинжакова Лилия Зуберовна

Представлены результаты исследования гидролого-гидрохимических показателей воды ледниковой реки Черек Балкарский. Мониторинг проводился с 2009 по 2014 год. В ходе сравнения многолетних изменений стока р. Черек Балкарский по двум периодам 1931-1962 и 2008-2014 гг. установлено, что в современный период (20082014 гг.) для зимнего периода года характерно увеличение стока, а для летнего -уменьшение. По показателю общей минерализации вода р. Черек Балкарский в течение всего года относится к ультрапресной (менее 200 мг/дм3). Минимальные значения минерализации наблюдаются в период летнего половодья (54-63 мг/дм3), в зимнюю межень значения минерализации увеличиваются почти в два раза (113-120 мг/дм3). В разные фазы гидрологического режима соотношение между главными ионами ионного состава воды меняется незначительно, в составе воды р. Черек Балкарский преобладают гидрокарбонат-ионы и ионы кальция. Впервые в 2013 г. вода р. Черек Балкарский и притоков исследовалась на содержание растворенной формы металлов, были определены концентрации Pb, Mn и Cr. Особый интерес представляет изменение миграционной способности микроэлементов по высотным поясам, в связи с этим для металлов Mn, Pb, Cr рассчитан коэффициент водной миграции. Результаты исследований могут быть использованы для сравнительного анализа, а также при разработке региональных бассейновых допустимых концентраций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Газаев Хаджи-мурат Мухтарович, Атабиева Фатима Адраевна, Кучменова Ирина Ибрагимовна, Жинжакова Лилия Зуберовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

HYDROLOGICAL/HYDRO/CHEMICAL CHARACTERISTICS OF THE CHEREK-BALKARSKIY GLACIAL RIVER

Outputs of the Cherek-Balkarskiy mountain river water hydrological/hydro/ chemical characteristics investigation are presented. Monitoring was carried out from 2009 to 2014. In the process of comparison of the runoff many-year changes during the 1931-1962 and 2008-2014 periods it was stated that in the current period (2008-2014) the winter season was characterized by the runoff increase while the summer time was characterized by the runoff decrease. As for general mineralization, the Cherek-Balkarskiy water related to ultra-fresh water (less than 200 mg/dm3) for the whole year. The mineralization minimal values were observed during the summer high-water period (54-63 mg/dm3), during the winter low-water period the mineralization values were nearly two times higher (113-120 mg/dm3). At the different phases of hydrological regime the relation between the water ion composition master ions was changing insignificantly, hydrogen carbonate ions and calcium ions were predominant in the Cherek-Balkarskiy River water composition. For the first time in 2013 the Cherek-Balkarskiy River and its tributes water was studied for the metals dissolved form content and concentrations of Pb, Mn, and Cr were determined. Alterations of the micro/elements migration ability relatively the altitudinal belts were of particular interest, therefore the index of water migration was calculated for Mn, Pb, and Cr. The research outcomes can be used for comparative analysis as well as for development of regional/ basin maximal permissible concentrations.

Текст научной работы на тему «ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДНИКОВОЙ РЕКИ ЧЕРЕК БАЛКАРСКИЙ»

УДК 504.45:543.3:519.254

гидролого-гидрохимические характеристики ледниковой реки черек балкарский

© 2016 г. Х.-М.М. Газаев, Ф.А. Атабиева, И.И. Кучменова, Л.З. Жинжакова

Кабардино-Балкарский государственный высокогорный природный заповедник, пос. Кашхатау, Кабардино-Балкарская Республика

Ключевые слова: р. Черек Балкарский, мониторинг, главные ионы, гидрологический режим, сток, расход воды, коэффициент водной миграции, качество поверхностных вод.

Х.-М. М. Газаев Ф.А. Атабиева И.И. Кучменова Л.З. Жинжакова

Представлены результаты исследования гидролого-гидрохимических показателей воды ледниковой реки Черек Балкарский. Мониторинг проводился с 2009 по 2014 год. В ходе сравнения многолетних изменений стока р. Черек Балкарский по двум периодам 1931-1962 и 2008-2014 гг. установлено, что в современный период (20082014 гг.) для зимнего периода года характерно увеличение стока, а для летнего -уменьшение. По показателю общей минерализации вода р. Черек Балкарский в течение всего года относится к ультрапресной (менее 200 мг/дм3). Минимальные значения минерализации наблюдаются в период летнего половодья (54-63 мг/дм3), в зимнюю межень значения минерализации увеличиваются почти в два раза (113-120 мг/дм3). В разные фазы гидрологического режима соотношение между главными ионами ионного состава воды меняется незначительно, в составе воды р. Черек Балкарский преобладают гидрокарбонат-ионы и ионы кальция.

Впервые в 2013 г. вода р. Черек Балкарский и притоков исследовалась на содержание растворенной формы металлов, были определены концентрации РЬ, Мп и Сг. Особый интерес представляет изменение миграционной способности микроэлементов по высотным поясам, в связи с этим для металлов Мп, РЬ, Сг рассчитан коэффициент водной миграции. Результаты исследований могут быть использованы для сравнительного анализа, а также при разработке региональных бассейновых допустимых концентраций.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

водное хозяйство России

В настоящее время качеству воды уделяется особое внимание, а решение ряда фундаментальных и прикладных проблем качества поверхностных вод предполагает определение фоновых концентраций растворенных веществ в речных водах, характерных для данной водосборной территории. Гидрохимический мониторинг водных объектов, проводимый в особо охраняемых природных территориях (ООПТ), позволяет оценить природное фоновое содержание вещества. Природное фоновое содержание вещества - значение показателей качества воды, сформировавшееся под влиянием только природных факторов, характерных для конкретного региона. Без этих сведений невозможны объективное выявление происходящих в водных объектах природных и антропогенных аномалий, оценка фактического и допустимого воздействия хозяйственной деятельности на водный объект и прогноз изменения состояния ее компонентов [1]. Для определения фонового состояния воды водотоков интерес представляют речные бассейны или их участки, где сохранился естественный гидрохимический фон. Одним из таких участков является участок речной сети на территории Кабардино-Балкарского высокогорного государственного природного заповедника.

Территория заповедника расположена в наиболее приподнятой части Большого Кавказа, где находятся все пятитысячники Северного Кавказа, за исключением Эльбруса и Казбека. Самая высокая точка заповедника Дых-Тау - 5204 м, самая низкая - 1800 м ниже уровня моря. Здесь крупнейшие ледники Кавказа и Европы - Безенги, Дых-Суу, Цаннер, Шаурту, Шхара составляют Безенгийско-Цаннерский узел оледенения. Второй по величине узел оледенения на территории заповедника - Башильско-Лензырский [2]. На территории заповедника общая площадь оледенения, включая соседние скальные выходы безжизненного нивального пояса, составляет 455 км2 или 55,3 % территории, поэтому здесь протекает много ручьев и рек. Наиболее крупные реки заповедника - Черек Безенгийский, Черек Балкарский и Чегем. Они играют важную экологическую роль и составляют основу гидрографической сети заповедника. Изменения водного режима и качества воды этих рек влияют на водный режим и качество воды рек в устьевых областях.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования является р. Черек Балкарский, протекающая по территории Кабардино-Балкарского высокогорного государственного природного заповедника. Река Черек Балкарский является правой составляющей р. Черек, расположенной на северном склоне Центрального Кавказа и относится к бассейну одной из крупнейших рек Кавказа - Терек. Черек Балкарский (длина 54 км) образуется на высоте 2100 м при слиянии рек Дыхсу и Карасу, истоки которых преимущественно лежат на Главном Кавказском

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

хребте. Ниже слияния этих рек в р. Черек Балкарский впадает несколько притоков, начинающихся на Боковом хребте - реки Тютюнсу, Чайнашки, Измылцысу, Гюльчису, Рцывашки. В истоках всех этих рек находятся ледники - основной источник питания р. Черек Балкарский. Другим крупным притоком р. Черек Балкарский является р. Карасу Балкарский, впадающая на 53 км от истока.

Водный режим р. Черек Балкарский определяется в основном таянием ледников и высокогорных снегов. Данные по среднегодовым и характерным расходам воды на водомерном посту р. Черек Балкарский - с. Бабу-гент приведены за 1931-1962 гг. [3]. После 1962 г. наблюдения не проводились, они были возобновлены в 2008 г. Архивные данные по расходам воды р. Черек Балкарский за 2008-2014 гг. предоставлены Кабардино-Балкарским республиканским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ГУЧ Гидрометцентр КБР).

Гидрохимический состав воды высокогорных рек определяется в основном характером горных пород данной территории. Между истоками Чере-ка Балкарского и Баксана расположена Уллучиранская свита слюдянистых гнейсов с мраморами, которая протягивается узкой полосой от Черека Балкарского до истоков р. Чегем. В ней преобладают тонкополосатчатые мелко- или среднезернистые слюдянистые гнейсы, состоящие из кварца, полевых шпатов, мусковита и биотита [4].

В отличие от протекающих по территории Кабардино-Балкарского высокогорного заповедника рек Чегем и Черек Безенгийский, наиболее изученных по химическому составу воды [5, 6], вода р. Черек Балкарский мало исследована. Исток реки труднодоступен, отличается экстремальным рельефом, доступные дороги заканчиваются на значительном расстоянии от предполагаемых мест отбора проб. В связи с этим отбор проб воды производится на 25 км от истока и далее вниз по течению реки. В табл. 1 представлены пункты отбора проб воды на р. Черек Балкарский и их высотная отметка. Также представлена картосхема бассейна р. Черек Балкарский с указанием створов, в которых производится отбор проб воды (рис. 1). Таблица 1. Пункты отбора проб воды по длине р. Черек Балкарский и их высотная отметка

Пункты отбора проб воды Расстояние от истока, км Высота над уровнем моря, м

1 р. Черек Балкарский, 25 км 1800

2 р. Черек Балкарский, 29,5 км 1700

3 р. Черек Балкарский, 34 км 1600

4 р. Карасу Балкарский, 53 км 1420

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Мониторинг по изучению химического состава воды р. Черек Балкарский и ее притоков сотрудники научного отдела заповедника ведут с 2009 г. Пробы воды отбираются два раза в год по длине реки в основные фазы водного режима (зимняя межень и летнее половодье) и исследуются на содержание НС03", БО/", а-, Са% Mg^ Ыа++К+, N0/, Шз", КИ4". При проведении анализов применялись спектрофотометрические, спектрометрические, титри-метрические методы и методы прямой потенциометрии с использованием ионоселективных электродов (табл. 2). В статье приведены изменения показателей ионного состава воды р. Черек Балкарский за период 2009-2015 гг.

В настоящее время не исследованы вопросы изменения концентраций и миграционной способности микроэлементов по высотным поясам в природных водах на территории заповедника. Содержание микроэлементов в природных водах, интенсивность их миграции зависят от физико-географических условий на водосборных площадях: температурный режим территории, количество осадков, характер их распределения, геологические условия, литологический состав, водопроницаемость почвогрунтов, почвенно-растительные условия и состав почв.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Таблица 2. Характеристики, методы определения, используемые приборы и нормативные документы

Определяемый Нормативный Метод определения Прибор

ион документ

рн РД 52.24.495-2005 Электрометрический рН-150

ИС03~ РД 52.24.493-2006 Титриметрический (потенцио-метрическое титрование) рН-150

С1" РД 52.24.361-2008 Потенциометрический с ИСЭ-С1" рН-150

Са2+ РД 52.24.403-2007 Титриметрический с трилоном Б -

№++К+ РД 52.24.514-2002 Расчетный -

Общая РД 52.24.395-2007 Титриметрический -

жесткость с трилоном Б

ж>2- РД 52.24.381-2006 Спектрофотометрический с реактивом Грисса СФ-46

N03" РД 52.24.367-2010 Потенциометрический с ИСЭ-№0з~ рН-150

КИ4" РД 52.24.486-2009 Спектрофотометрический с реактивом Несслера СФ-46

Мп, РЬ, Сг РД 52.24.377-2008 Атомная абсорбция с прямой электротермической атомизацией проб МГА-915

Особый интерес представляет изменение миграционной способности микроэлементов по высотным поясам. В связи с этим, по длине реки изучается содержание в воде Мп, РЬ, Сг (табл. 2). В дальнейшем планируется более подробное исследование микроэлементного состава р. Черек Балкарский.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты, полученные по стоку р. Черек Балкарский, показали, что за период наблюдений (2008-2014 гг.) годовой ход расходов воды характеризуется продолжительным половодьем и устойчивой зимней меженью. В качестве примера представлен гидрограф р. Черек Балкарский за 2014 г. (рис. 2). Увеличение расходов воды в р. Черек Балкарский начинается в первых числах апреля и продолжается с возрастающей интенсивностью до июля. Наибольшие расходы на реках образуются чаще всего в мае или июне, когда тает снег в основных водосборных зонах и весенне-летние осадки достигают наибольшей интенсивности. Высокие значения расходов воды удерживаются только в течение мая - августа, а затем до ноября - декабря начинается их уменьшение. Зимняя межень охватывает период с декабря по март. Наиболее низкие значения расходов воды наблюдаются в марте, дождевые паводки чаще всего приходятся на период с мая по сентябрь (рис. 2).

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

водное хозяйство россии

В ходе сравнения многолетних изменений стока р. Черек Балкарский по двум периодам: 1931-1962 и 2008-2014 гг. установлено, что в современный период (2008-2014 гг.) для зимнего периода характерно увеличение стока, а для летнего - уменьшение (рис. 3). По мнению ряда исследователей, на имеющих ледниковое питание горных реках сопоставление интенсивности таяния ледников с изменением расходов воды в реках показало отсутствие прямой зависимости между этими показателями, т. е. степень влияния процесса таяния ледников на водность горных рек является дискуссионной и еще недостаточно изученной проблемой [7].

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Полученные результаты гидрохимических исследований представлены в табл. 3, где приведены осредненные значения рН, концентрации главных ионов и различных форм азотных соединений, среднеквадратичное отклонение для каждого показателя в период зимней межени и летнего половодья для р. Черек Балкарский и левого притока - р. Карасу Балкарский за шесть лет (2009-2015 гг.).

Таблица 3. Значение рН, концентрации главных ионов и биогенов азота по длине рек Черек Балкарский и Карасу Балкарский

Значение рН и концентрация ионов, мг/дм3 Пункты отбора

р. Черек Балкарский, 25 км р. Черек Балкарский, 29,5 км р. Черек Балкарский, 34 км р. Карасу Балкарский (левый приток)

рН 7,9±0,3 7, 4±0,4 7,9±0,3 7,6±0,5 8,0±0,4 7,6±0,7 8,1±0,5 8,3±0,6

НСО3- 68,0±17,4 80,9±13,6 78,0±14,3 178,0±22,8

29,8±6,3 26,7±4,4 36,2±9,8 144,7±52,8

БО/' 10,9±4,3 10,2±6,3 7,9±3,1 9,3±2,5 9,4±5,8 8,8±4,3 6,0±2,1 3,7±2,1

С1" 2,4±0,6 1,0±0,5 2,2±0,8 0,4±0,3 1,8±0,2 0,5±0,5 0,5±0,4 0,5±0,5

Са2+ 21,1±4,0 9,9±2,8 22,7±2,9 9,5±2,5 21,3±1,7 11,4±3,9 45,3±11,4 32,3±17,1

МЕ2+ 4,5±1,6 1,7±0,6 3,6±0,9 2,0±1,4 3,3±0,4 1,7±1,0 8,3±5,8 5,5±4,5

Ыа++К+ 2,4±1,7 2,0±1,7 3,1±3,0 2,9±1,7

2,4±2,1 2,1±1,5 2,6±1,9 2,5±1,4

Хионов 113,8±12,1 125,9±14,8 120,7±10,4 243,0±25,5

54,6±7,7 51,0±7,4 63,0±10,3 191,0±66,1

КЮ2' 0,004±0,004 0,02±0,01 0,036±0,018 0,03±0,02 0,03±0,02 0,02±0,02 0,02±0,01 0,02+0,01

КЮз" 7,36±4,73 5,10±2,58 5,91±3,43 4,16±1,49 5,01±1,57 4,45±1,49 5,33±1,24 7,93±4,99

КН4" 0,17±0,11 0,16±0,16 0,13±0,12 0,16±0,15 0,12±0,11 0,21±0,16 0,26±0,15 0,15±0,14

Примечание: числитель - среднее значение показателя и среднеквадратичное отклонение для зимней межени; знаменатель - среднее значение показателя и среднеквадратичное отклонение для летнего половодья.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Как следует из табл. 3, по показателю общей минерализации вода р. Че-рек Балкарский в течение всего года относится к ультрапресной (менее 200 мг/дм3). Минимальные значения минерализации наблюдаются в период летнего половодья (54-63 мг/дм3), в зимнюю межень они увеличиваются почти в два раза (113-120 мг/дм3). Следует отметить, что левая составляющая р. Черек Балкарский (р. Карасу Балкарский) не ледниковый приток, поэтому минерализация ее воды значительно отличается от минерализации воды р. Черек Балкарский, притоки которой имеют в основном ледниковое происхождение. По показателю минерализации вода р. Карасу Балкарский в период зимней межени относится к пресной (200-500 мг/дм3), а в период летнего половодья - к ультрапресной (менее 200 мг/дм3) (рис. 4).

■ зима ■ лето

п

3

юнов, м н

1X1

1 1 ■ г 1

р. Черек Балкарский, р. Черек Балкарский, р. Черек Балкарский, р. Карасу Балкарский 25 км 29,5 км 34 км

Рис. 4. Изменение минерализации в основные фазы водного режима для рек Черек Балкарский и Карасу Балкарский.

Нитрит-ионы являются самой неустойчивой формой соединений азота в природных водах, поэтому нет четкой динамики увеличения или уменьшения значений их концентраций по длине р. Черек Балкарский. В зимний период отмечается высокий уровень содержания нитрат-ионов, что обусловлено распадом накопившегося за лето органического вещества. Летом, в период интенсивной вегетации водорослей, происходит снижение содержания нитрат-ионов. Вниз по течению реки содержание ионов аммония в зимнюю межень незначительно уменьшается (0,17-0,12 мг/дм3), а в период летнего половодья незначительно увеличивается (0,16-0,21 мг/дм3). Значения форм азота для р. Черек Балкарский по сезонам года и по всей длине изучаемого участка реки находятся в пределах ПДК.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

В разные фазы гидрологического режима соотношение между главными ионами, содержащимися в воде, меняется незначительно (рис. 5). Как в период зимней межени, так и в период летнего половодья в составе воды р. Черек Балкарский преобладают гидрокарбонат-ионы и ионы кальция. По классификации природных вод О.А. Алекина вода р. Черек Балкарский гидрокарбонатно-кальциевая. В воде р. Карасу Балкарский также преобладают гидрокарбонат-ионы, содержание их составляет в период зимней межени 73 %, в летнее половодье - 75 %, кальций-ионы 19 % и 17 % соответственно.

■ ИС03" ИБО/" ИСГ ИСа2+ Мя2+ ИЫа++1К+

Рис. 5. Взаимосвязь суммы ионов и концентрации ИС03", Са2+, Мд2+ в летнее половодье вниз по течению р. Черек Балкарский: а - зима; б - лето.

Гидрокарбонат-ионы в период зимней межени в 1,5-2,5 раза превышают значения концентраций таковых в период летнего половодья (2791 мг/дм3). Содержание сульфат-ионов вниз по течению реки в зимнюю межень и в период летнего половодья изменяется незначительно. Концентрация хлорид-ионов в воде р. Черек Балкарский в период зимней межени больше (3,6 мг/ дм3), чем в летнее половодье (0,64 мг/дм3).

По величине жесткости вода р. Черек Балкарский относится к очень мягкой 0,82-1,52 мг-экв/дм3). Максимальное значение жесткости воды характерно для зимней межени. В период летнего половодья значение жесткости воды почти в два раза ниже на всем протяжении исследуемого участка реки. Обусловлено это тем, что концентрация ионов кальция и магния уменьшается за счет разбавления воды в сезон дождей, в период таяния снега и льда.

Величина рН воды р. Черек Балкарский в зимнюю межень изменяется вниз по течению от 7,9 до 8,0, в летнее половодье от 7,4 до 7,6 соответствен-

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

но. Значения рН на изучаемом участке реки в направлении вниз по течению изменяются незначительно. По величине рН вода р. Черек Балкарский характеризуется как слабощелочная как в зимнюю межень, так и в период летнего половодья на всем изучаемом участке. Значения рН для левого притока - р. Карасу Балкарский в разные фазы водного режима изменяются в пределах 8,1-8,3. Для р. Черек Балкарский значение рН в период летнего половодья на 0,4 ниже, чем в зимнюю межень. Для р. Карасу Балкарский в летнее половодье значения рН на 0,3 выше, чем в зимнюю межень (рис. 6).

рн

8,40 8,20 8,00 7,80 7,60 7,40 7,20 7,00

р. Черек Балкарский, р. Черек Балкарский, р. Черек Балкарский, р. Карасу Балкарский 25 км 29,5 км 34 км

Рис. 6. Изменение значения рН в воде р. Черек Балкарский по сезонам за 2013 г.

Впервые в 2013 г. вода р. Черек Балкарский и притоков исследовалась на содержание растворенной формы металлов, были определены концентрации РЬ, Мп и Сг (табл. 4).

Полученные результаты показали, что в воде р. Черек Балкарский и притока Карасу Балкарский среди определяемых элементов фоновое превышение ПДК наблюдается только для Мп в период летнего половодья. По остальным определяемым элементам превышение ПДК не отмечено (табл. 4). Различное содержание микроэлементов прослеживается на всем протяжении изучаемого участка реки. Повышенное содержание марганца, вероятно, связано с высокой биогенной активностью элемента и значительным его поступлением в воду из породообразующих минералов во время интенсивного таяния ледников.

Период половодья характеризуется значительным увеличением концентраций растворенных форм большинства тяжелых металлов. Концен-

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Таблица 4. Концентрация металлов в воде рек Черек Балкарский и Карасу Балкарский и значение ПДК для определяемых металлов

Концентрация, мг/дм3 Пункты отбора

р. Черек Балкарский, 25 км р. Черек Балкарский, 29,5 км р. Черек Балкарский, 34 км р. Карасу Балкарский, левый приток ПДК, мг/дм3

Мп 0,10 0,023 0,007 0,021 0,0027 0,013 0,0021 0,012 0,01

РЬ 0,0013 0,0022 0,0028 0,0047 0,0015 0,0034 0,0022 0,0051 0,006

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Сг 0,0018 0 0,00078 0,00085 0,00074 0,00071 0,0013 0,00142 0,02

Примечание: числитель - значение показателя для зимней межени, знаменатель - значение для летнего половодья.

трации Мп и РЬ больше в несколько раз относительно их значений для зимней межени, что, очевидно, связано с более интенсивным процессом выветривания пород в летнее время и частично с поступлением их с загрязненными талыми водами. Для Сг сезонные изменения концентраций почти не наблюдаются.

Для металлов (Мп, РЬ, Сг) был рассчитан коэффициент водной миграции (К ) (табл. 5), который позволяет лучше понять роль воды в процессах миграции элементов. Сущность коэффициента и механизм его расчета описал А.И. Перельман. Кх позволяет сопоставить состав природных вод и почвообразующих пород данной местности.

К =

тх-100

а ■ п.

(1)

где Кх - коэффициент водной миграции;

а - сумма минеральных веществ, растворенных в воде; тх - содержание элементов в воде;

пх - содержание элементов в почвообразующих породах. Благодаря этим коэффициентам, А.И. Перельман получил миграционные ряды, согласно которым очень подвижными являются мигранты с К от 10 до 100 и более; легкоподвижными с Кх от 1 до 10; подвижными с Кх от 0,1 до 1; слабоподвижными с К от 0,01 и менее и до 0,1 [8].

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Таблица 5. Коэффициент водной миграции элементов для рек Черек Балкарский и Карасу Балкарский

Элемент Весовой Коэффициент водной миграции элементов, К

кларк, % по Виноградову р. Черек Балкарский, 25 км р. Черек Балкарский, 29,5 км р. Черек Балкарский, 34 км р. Карасу Балкарский, левый приток

Мп 0,1 0,11 0,38 0,05 0,36 0,02 0,17 0,01 0,06

РЬ 0,0016 0,86 2,26 1,28 5,06 0,73 3,84 0,63 1,54

Сг 0.0083 0,23 0 0,07 0,18 0,07 0,11 0,07 0,08

Примечание: числитель половодья.

значение К для зимней межени, знаменатель - для летнего

По полученным данным, концентрация марганца значительно больше концентраций свинца и хрома, но коэффициент водной миграции свинца и хрома во много раз больше коэффициента водной миграции марганца в воде р. Черек Балкарский. Коэффициент водной миграции изменяется следующим оброазом: для РЬ от 0,73 до 1,28, для Мп от 0,02 до 0,11, для Сг от 0,07 до 0,23 в период зимней межени, в период летнего половодья для РЬ - от 2,26 до 5,06, для Мп - от 0,17 до 0,38 и для Сг - от 0 до 0,18.

Согласно миграционным рядам [8], Сг и Мп в воде р. Черек Балкарский относятся к слабоподвижным элементам по всей длине изучаемого участка реки в периоды зимней межени и летнего половодья. РЬ в период зимней межени относится к подвижным элементам, в период летнего половодья -к легкоподвижным. По данным табл. 5, КрЬ > КСг> КМп для зимней межени и КрЬ > КМп > КСг для летнего половодья, следовательно, чем больше коэффициент водной миграции, тем сильнее элемент выщелачивается и тем интенсивнее его водная миграция.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнены исследования гидролого-гидрохимических показателей воды ледниковой р. Черек Балкарский. Установлено, что в период наблюдений 2008-2014 гг. для р. Черек Балкарский в зимний период года характерно увеличение стока, а в летний - уменьшение, по сравнению с периодом наблюдений 1931-1962 гг. Главной причиной являются происходящие в на-

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

стоящее время климатические изменения, которые изменили условия формирования стока. Повышение зимней температуры привело к возрастанию количества и продолжительности зимних оттепелей, во время которых происходит снеготаяние и водоотдача из снежного покрова, пополнение запасов грунтовых вод и формирование поверхностного стока. В результате сток рек в течение зимнего периода возрастает, а запасы воды в снежном покрове к началу весны уменьшаются, что создает условия для снижения стока весеннего половодья [9]. При дальнейшем росте температуры воздуха, очевидно, следует ожидать возрастания как абсолютных значений зимнего стока, так и его доли в годовом стоке р. Черек Балкарский.

В результате комплексного гидрохимического исследования воды высокогорной части р. Черек Балкарский установлено, что на изучаемом участке значения рН характеризуют воду как слабощелочную. По общей жесткости вода исследуемого участка относится к мягкой и очень мягкой, по общей минерализации - к ультрапресной и пресной.

Среди определяемых микроэлементов превышение ПДК наблюдается для марганца в летнее половодье. Это значение можно считать природной фоновой концентрацией. По значению коэффициента водной миграции у свинца отмечена более интенсивная водная миграция. Проведенные исследования повышают уровень знаний о фактическом состоянии указанного водного объекта, а полученные результаты могут быть использованы при разработке региональных бассейновых допустимых концентраций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Савичев О.Г. Гидрология, метеорология и климатология: гидрологические расчеты: учеб. пособие. Томск: Изд-во Томск. политех. ун-та, 2013. 224 с.

2. Панов В.Д. Ледники бассейна р. Терек. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 296 с.

3. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 8. Северный Кавказ. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 46 с.

4. Геология СССР. Т. IX. Северный Кавказ. ч. I. М.: Недра, 1968. С. 187-196.

5. Газаев М.А., Атабиева Ф.А., Жинжакова Л.З., Газаев М.М. Пространственно-временная изменчивость показателей качества воды высокогорной реки Черек-Безенгийский // Водное хозяйство России. 2014. № 1. С. 23-32.

6. Газаев Х.-М.М., Атабиева Ф.А., Кучменова И.И., Жинжакова Л.З. Пространственно-временная изменчивость гидрохимических показателей ледниковой реки Чегем // Водное хозяйство России. 2015. № 4. С. 36-43.

7. Виноградова Н.Н., Виноградова О.В. Оценка водности горных рек Кавказа в условиях современных изменений климата // Проблемы региональной экологии. 2013. № 6. С. 11-15.

8. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М. 1966. С. 73-107.

9. Основные гидрологические характеристики рек бассейна Камы: науч.-прикладной справочник. Ливны. 2015. 135 с.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Сведения об авторах:

Газаев Хаджи-Мурат Мухтарович, директор, Кабардино-Балкарский государственный высокогорный природный заповедник, Россия, 361800, Кабардино-Балкарская республика, Черекский район, пос. Кашхатау, ул. Мечиева, 78; e-mail: kb_zapovednik@rambler.ru

Атабиева Фатима Адраевна, канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник, Кабардино-Балкарский государственный высокогорный природный заповедник, Россия, 361800, Кабардино-Балкарская республика, Черекский район, пос. Кашхатау, ул. Мечиева, 78; е-mail: kb_zapovednik@rambler.ru

Кучменова Ирина Ибрагимовна, младший научный сотрудник, Кабардино-Балкарский государственный высокогорный природный заповедник, Россия, 361800, Кабардино-Балкарская республика, Черекский район, пос. Кашхатау, ул. Мечиева, 78; е-mail: ira_kuchmenova@mail.ru

Жинжакова Лилия Зуберовна, старший научный сотрудник, Кабардино-Балкарский государственный высокогорный природный заповедник, Россия, 361800, Кабардино-Балкарская республика, Черекский район, пос. Кашхатау, ул. Мечиева, 78; е-mail: kb_zapovednik@rambler.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.