CC BY
52
ФИЗИКА ПОЧВ
УДК 631.412:631.74:551
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ р. БУРЕИ РАЙОНА НИЖНЕ-БУРЕЙСКОЙ ГЭС
Г.В.Харитонова, Е.В. Шеин, В.П. Шестеркин, А.В. Юдина,
А.В. Дембовецкий, А.В. Остроухов, Н.В. Бердников, А.Я. Якубовская
Методами ситового анализа, лазерной дифрактометрии, оптической микроскопии и рентгенофлуоресцентного анализа был изучен состав донных отложений р. Буреи и ее притоков в районе НБГЭС. Установлено, что их гранулометрический состав на исследуемом участке варьирует от галечников до пылеватых частиц. Отложения притоков представлены главным образом мелкоземом. Мелкозем главной реки более переработан, отсортирован и представлен частицами существенно меньших размеров, чем ее притоков. В отличие от донных отложений, наилки по размеру частиц схожи. Показано, что состав отложений соответствует генезису пород водосборного бассейна конкретного водного объекта. Однако разница в валовом составе отложений не проявляется в их гранулометрическом составе.
Ключевые слова: эдафические компоненты экосистем, донные отложения, р. Бурея, Дальний Восток России.
Введение
При рассмотрении проблем экологического состояния эдафических компонентов природных и создаваемых экосистем большое значение имеют исследования речных донных отложений (ДО), их гранулометрического состава. Процессы формирования вещественного состава речных отложений представляют интерес для решения фундаментальных проблем почвоведения, геологии, геохимии, палеогеографии и экологии [4, 9, 14]. Гранулометрический состав речных донных отложений характеризует как условия аккумуляции речных наносов (гидрологический режим реки, геологические и тектонические процессы, происходящие в ее бассейне), так и реальные и возможные процессы накопления тех или иных загрязняющих веществ, поступающих с сопредельных территорий [17]. Компоненты речных отложений, образовавшиеся в самых различных условиях, при переносе неоднократно переотлагаются, вовлекаясь в процессы почвообразования в условиях поймы. В результате генетически разнородные взвеси объединяются по принципиально иным признакам — по плотности и размеру частиц [12].
Цель работы — изучение особенностей распределения частиц по размерам в донных отложениях р. Буреи и ее притоков в районе Нижне-Бурейской ГЭС. Это продолжение наших исследований экосистемы р. Буреи [13]. Ранее было установлено, что различия в составе донных отложений русла, зон аккумуляции и наилков статистически незначимы, что связано с преобладанием здесь процессов физического выветривания. В пред-
ставленном материале основное внимание уделено генерализации данных распределения частиц по размерам.
Объекты и методы исследования
Работы проводились в среднем и нижнем течении р. Буреи, в зоне влияния Нижне-Бурейской ГЭС (рис. 1). Среднее течение реки (в отличие от ее притоков) имеет выраженный горный характер, большую часть его занимает водохранилище Бу-рейской ГЭС. На стыке предгорной и равнинной частей заканчивается строительство плотины Ниж-не-Бурейской ГЭС (89 км от устья). Водохранилище строящейся ГЭС распространится до плотины Бурейской ГЭС. Его наибольшая ширина составит 5 км, площадь акватории — 153,3 км2, средняя глубина — 13 м, полный и полезный объем — 2034 и 77 млн м3 соответственно. Сток Бурейской ГЭС через Нижне-Бурейское водохранилище будет проходить транзитом, без стратификации. В зависимости от водности года период водного обмена составит от 20 до 45 сут.
Бурея и ее притоки по водному режиму относятся к дальневосточному типу. Основной источник их питания — дожди (50—70% от общего годового стока), меньше — снег (10—20%), подземные источники (10—30%). Верхняя часть бассейна находится в зоне многолетней мерзлоты, в южной она островная. До сооружения ГЭС водный режим реки имел низкую зимнюю межень, небольшое весеннее половодье и высокие летние паводки. Максимальный расход воды достигал 18 100 м3/с [10]. Сооружение плотины привело к значительному из-
129°45'0"В 130°0'0"В 130°15'0"В 130°30'0"В
Рис. 1. Карта-схема расположения станций отбора образцов: 1 — станции отбора, 2 — зеркало проектируемого Нижне-Бу-рейского водохранилища при нормальном подпорном уровне в 138 м. Преобладающий состав пород: 3 — интрузивные (граниты, гранодиориты и т.д.), 4 — эффузивные кислого состава (риолиты, трахтиолиты и их туфы), 5 — осадочные (глины,
пески, галечники); 6 — Нижне-Бурейская ГЭС, 7 — Бурейская ГЭС
менению гидрологического режима реки в нижнем течении. В первую очередь выросли расходы воды в зимнюю межень. Притоки ее в районе строительства НБГЭС — малой длины, небольшой площади водосбора и низкой минерализации. Сум-
марный среднегодовой сток этих рек не превышает 9 м3/с [6, 7, 16].
В соответствии со схемами физико-географического районирования зона Нижне-Бурейской ГЭС относится к Амуро-Приморской стране [5]
и расположена в пределах Зейско-Буреинской провинции Амуро-Зейской области. Географическое положение района соответствует природной зоне кедрово-широколиственных лесов, на севере граничащих с подтаежными лесами. Рельеф преимущественно возвышенно-равнинный, на крайнем востоке и северо-востоке — предгорно-холмис-тый. Большая часть территории представлена равнинными ландшафтами с высотами 200—250 м. Это пологие, холмистые и холмисто-увалистые равнины на интрузивных, вулканических и осадочных породах. На северо-восточном участке распространены денудационные глыбовые предгорья (хол-могорья) с высотами 300—350 м.
Климат территории резко континентальный с муссонными чертами. Зимой преобладает ясная и морозная погода, весна солнечная и сухая. Летом скорость ветра, облачность, влажность и количество выпадающих осадков увеличиваются. Средняя годовая температура воздуха составляет 2,2°. Самый холодный месяц — январь (средняя температура —30,1°). Абсолютный минимум температуры достигает —52°. Самый теплый месяц — июль с абсолютным максимумом в 41°. Переход средней суточной температуры воздуха через ноль градусов происходит осенью — в двадцатых числах октября, весной — в десятых числах апреля. Продолжительность безморозного периода составляет 190 дней. Годовое количество осадков в районе Нижне-Бурейского водохранилища колеблется от 562 до 718 мм, из них 82% выпадает в мае—октябре [10]. Большое число дней со среднесуточной температурой ниже нуля градусов, низкие зимние температуры, наличие островной мерзлоты и относительно невысокое количество осадков определяют преобладание на рассматриваемой территории процессов физического выветривания при дезинтеграции горных пород.
Объект изучения — донные отложения русла, зон аккумуляции и наилки р. Буреи и ее притоков — рек Синель, Пайканчик, Большие и Малые Си-мичи, Дея, Дикан. Отбор проб донных отложений проводили на участке от пос. Талакан до пос. Но-вобурейский (рис. 1). Всего отобрано 48 образцов.
При отборе использовали стандартное оборудование и методики [8, 11]. Определение гранулометрического состава и валовой химический анализ дополнены методами оптической микроскопии. Гранулометрический состав в целом определяли ситовым методом [2] (распределение частиц размером < 0,25, 0,25—0,5, 0,5—1, 1—2, 2—10 и >10 мм по массе), фракции мелкозема < 2 мм — методом лазерной дифракции (распределение по объему и числу частиц размером от 0,01 до 2000 мкм) [19—21]. Лазерную дифрактометрию образцов проводили на анализаторах размера частиц SALD-2300 (8ШМА02и, Япония) и М1сшЦас В1^ауе (США). При работе на анализаторе SALD-2300 (проточ-
ная ячейка) водную суспензию исследуемого образца (навеска зависит от абсорбции полученной суспензии и составляет ~ 0,5—1 г) перед анализом в течение 10 с обрабатывали ультразвуком (встроенный ультразвуковой диспергатор для гомогенизации проб). Для съемки образцов на приборе Microtrac Bluewave пробоподготовку проводили с помощью ультразвукового диспергатора зондового типа Digital Sonifier S-250D (Branson Ultrasonics, США) со стандартным наконечником (standard horn tip) в течение 5 мин при заданной мощности (30%W). Энергия диспергации достигала 500 Дж/мл. Валовой состав определяли рентгенофлуоресцент-ным методом (Pioneer S4, Bruker AXS, Германия), оптические исследования проведены на микроскопе DiscoveryV.12, камераAxioCam MRc5 (Карл Цейсс, Германия).
Результаты и их обсуждение
Анализ данных гранулометрического состава речных отложений предварим некоторыми определениями и общими соображениями для обоснования разделения их на русловые, зон аккумуляции и наилки, а также выбранных методов анализа. Донные отложения (русло и зоны аккумуляции) — это «закрепленные» на дне и подводных склонах водоемов наносы. Под речными наносами понимают совокупность минеральных и органических частиц, поступающих в водные потоки вследствие разрушения горных пород, почвенного покрова, размыва склоновых, речных и озерных отложений и транспортируемых в направлении движения потока. В зависимости от среднего диаметра частиц они относятся к фракциям валунов, гальки, гравия, песка, пыли, ила и глины. Эти же фракции входят в состав донных отложений вследствие переотложения и аккумуляции наносов. К частицам, способным «закреплять», относят пыль и ил. В составе русловых отложений преобладают относительно крупные частицы. Отложения зон аккумуляции и наилки формируются в основном более мелкими частицами — тонкий песок, пыль, ил. За границу размеров частиц между транзитной (бассейновой) и русловой составляющими наносов обычно принимают таковые < 100 мкм [1, 12, 15]. Глинисто-алевритовый материал, переносимый рекой во взвешенном состоянии, в паводки отлагается на пойме в виде наилков. Именно поэтому в работе отдельно рассмотрены донные отложения русла, зон аккумуляции и наилки. Отложения проанализированы соответствующими размерам частиц методами. Ситовым методом [2] определяли распределение частиц в образцах до гальки включительно. Мелкозем был отделен от гравия и гальки рассевом на сите с диаметром отверстий 2 мм.
Таблица 1
Распределение частиц по размерам в донных отложениях Буреи и ее притоков, % (ситовой анализ)
Номер и положение станций отбора Объект п Размер фракции, мм
>10 2—10 1—2 0,5—1 0,25—0,5 <0,25 <2
Р. Бурея
1 — пос. Талакан ДО 2 6,4 69,6 6,4 7,2 2,0 8,4 24,0
8 — выше НБГЭС ДО 1 5,5 48,0 10,3 3,8 9,3 23,1 46,5
ДН 1 9,6 26,9 11,0 3,2 9,4 39,9 63,5
9 — пос. Новобурейский ДО 2 15,2 11,3 8,2 6,5 24,9 34,0 73,6
Н 1 3,5 1,8 5,2 2,4 12,9 74,2 94,7
10 — Николаевский перекат ДН 2 17,1 6,4 2,8 1,3 9,3 63,1 76,5
Н 1 0 0 7,0 1,6 3,4 88,0 100
Притоки р. Буреи
2 — р. Синель ДО 2 1,9 2,0 3,3 8,4 69,4 14,1 95,2
ДН 2 3,3 3,5 3,5 3,1 51,5 38,5 96,7
3 — р. Пайканчик ДО 2 1,2 10,3 35,3 16,4 33,5 3,4 88,5
ДН 4 0 5,3 14,3 9,7 29,0 41,7 94,7
Н 1 0 0 5,0 4,1 22,2 68,7 100
4 — р. Б. Симичи ДО 1 0 0,3 10,3 17,8 56,6 14,9 99,7
ДН 2 0 0,2 4,6 6,2 46,8 42,2 99,8
Н 2 0 0,1 15,3 3,0 9,1 72,4 99,9
5 — р. М. Симичи ДО 1 0,6 38,9 28,4 12,3 14,6 5,2 60,6
Н 2 0 0,1 5,5 2,9 20,9 70,5 99,9
6 — р. Дея ДО 2 3,7 0,5 11,6 27,5 53,9 2,7 95,8
ДН 2 0 3,7 7,9 8,1 33,8 46,5 96,3
7 — р. Дикан ДО 2 2,5 48,2 22,6 10,3 11,0 5,4 49,3
ДН 1 0 0,1 10,4 11,3 38,6 39,6 99,9
Н 1 0 0,2 7,9 5,1 22,4 64,4 99,8
Примечание. ДО — донные отложения, ДН — отложения зон аккумуляции, Н — наилки, п — число проанализированных образцов (здесь и в табл. 2).
Распределение частиц в нем (по объему и числу частиц) определяли методом лазерной дифракции (0,01—2000 мкм).
Как показал ситовой анализ, гранулометрический состав донных отложений Буреи варьирует в большом диапазоне значений — от галечников до пылеватых частиц (табл. 1). По соотношению отдельных фракций отложения галечно-гравий-но-песчаные. Гравийные отложения характерны для станций, расположенных выше НБГЭС: содержание частиц 2—10 мм составляет 30—70%, мелкозема мало. Содержание его растет вниз по продольному профилю реки от плотины Бурейской ГЭС к плотине Нижне-Бурейской ГЭС от 20—30 до 60—70%. В отличие от Буреи отложения ее притоков представлены главным образом мелкоземом (90—100%), преимущественно песчаными фракциями. Только для донных отложений русла рек
М. Симичи и Дикан отмечено высокое содержание гравия — 39 и 48% соответственно. Известно, что состав речных отложений на том или ином створе зависит от транспортирующей способности потока [15]. Бурея до плотины НБГЭС имеет горный характер и высокую скорость течения, ее притоки характеризуются извилистостью, небольшой глубиной и слабым течением.
Оптические исследования мелкозема (рис. 2) показали, что частицы речных отложений (ДО русла, зон аккумуляции и наилки) как Буреи, так и ее притоков практически не окатаны и не отсортированы, что свидетельствует о незначительном переносе материала от источника сноса. По сравнению с Буреей (рис.2, а—в) мелкозем отложений ее притоков (рис.2, г—е) представлен более крупными частицами. Их средний размер закономерно снижается в ряду донные отложения рус-
Рис. 2. Микрофотографии мелкозема донных отложений р. Буреи (а—в) и ее притока Б. Симичи (г—е): а, г — русло, б, д — зоны аккумуляции, в, е — наилки. Стрелка — см. пояснения в тексте
ла > отложения зон аккумуляции > наилки. Наилки притоков по сравнению с главной рекой содержат визуально больше тонкодисперсного материала, что связано с условиями их седиментации при меньшей скорости движения потока. На рис. 2, б
(стрелка) представлена удлиненная частица с «диаметром» основания 2 мм и высотой ~4 мм. Ее эффективный диаметр (диаметр сферы, имеющей объем, равный объему данной частицы) [19, 21] в полтора раза превышает диаметр отверстий сита.
Это пример систематической ошибки ситового анализа — во фракцию рассева попадают частицы с большим эквивалентным диаметром по сравнению с диаметром отверстий сита.
Этих недостатков лишен метод лазерной дифракции, позволяющий оценивать в образце распределения частиц по размеру от 0,01 до 2000 мкм. В данном методе, основанном на эффекте J. Fraunhofer взаимодействия частиц со светом [18], принимается, что все частицы — сферической формы, их эквивалентный диаметр определяется объемом
реальных частиц и они имеют близкие физические свойства. Расчеты содержания отдельных фракций в данном методе в отличие от ситового анализа и метода седиментации проводятся не по массе, а по объему фракции. Одним из основных преимуществ метода, помимо его экспрессности, является возможность оценки в пробах количественного соотношения числа частиц определенного размера. Данная характеристика не позволяет сравнить напрямую их весовые соотношения (поскольку масса частиц есть кубическая функция от их
Рис. 3. Распределение частиц по размерам (по объему, дифференциальные кривые) в мелкоземе донных отложений Буреи (а—в) и ее притока Б. Симичи (г—е): а, г — русло, б, д — зоны аккумуляции, в, е — наилки. Съемка на приборе SALD-2300 (1) и М1его1;гае В1ие,№ауе (с предварительной обработкой ультразвуком) (2)
диаметра), но позволяет получить дополнительную информацию о дисперсности и отсортированно-сти частиц [19, 21].
В основу анализа гранулометрического состава положены данные, полученные на приборе SALD-2300 (проточная ячейка, обработка образцов ультразвуком для их гомогенизации). Предварительно часть образцов проанализирована на приборе Microtrac Bluewave по стандартной методике [20] с 5-минутной их обработкой ультразвуком заданной мощности. Как показал сравнительный анализ (рис. 3), дополнительная обработка ультразвуком приводит к большей дифференциации распределения: интенсивность и асимметрия пиков возрастает. В случае наилков наблюдается увеличение объема частиц <100 мкм. Но в целом картина распределения частиц по размерам сохраняется. Различия в числе основных пиков на дифференциальных кривых распределения частиц в области
200—1000 мкм (рис.2, а, б) связаны с шириной шага измерений используемых приборов. При близких начальных и конечных границах определения размеров частиц (0,010—0,017 и 2000—2500 мкм соответственно) коэффициент увеличения шага измерений у прибора SALD-2300 по сравнению с Microtrac Bluewave существенно ниже — 1,126 и 1,189 соответственно.
Анализ гранулометрического состава мелкозема речных отложений методом лазерной дифракции (табл. 2) подтвердил данные оптической микроскопии о закономерном снижении в ряду донные отложения русла > отложения зон аккумуляции > наилки размера частиц в целом и преобладающей фракции. Так, для притоков в составе донных отложений преобладающей является фракция крупного песка, в отложениях зон аккумуляции — фракция среднего песка и в наилках — мелкий песок (64—82, 43—58 и 48—63% соответственно).
Таблица 2
Гранулометрический состав мелкозема (< 2 мм) донных отложений Буреи и ее притоков, %
Номер и положение станций отбора Объект n Размер фракции, мкм Содержание физической глины, %
<2 2—10 10—50 50—250 250—500 500—1000 1000—2000
Р. Бурея
1 — пос. Талакан ДО 2 0 0 0 29,7 49,7 20,6 0 0
8 — выше НБГЭС ДО 1 0 0 0,5 44,7 40,1 14,6 0 0
ДН 1 0 0,2 0,8 57,0 39,2 2,7 0 0,2
9 — пос. Новобурейский ДО 2 0 0 0,4 42,2 48,8 8,6 0 0
Н 1 0,5 0,3 8,2 74,0 16,1 0,6 0 0,8
10 — Николаевский перекат ДН 2 0 0,6 0,6 56,3 31,8 10,8 0 0,6
Н 1 2,3 1,3 18,8 72,7 4,9 0 0 3,6
Притоки р. Буреи
2 — р. Синель ДО 2 0 0 0 0,9 31,6 64,0 4,1 0
ДН 2 0 0 0 18,5 59,7 22,0 0 0
3 — р. Пайканчик ДО 2 0 0 0 0 14,4 78,2 7,3 0
ДН 4 0 0,2 2,0 38,9 43,4 15,5 0 0,2
Н 1 0 2,4 9,8 47,6 30,8 9,2 0 2,4
4 — р. Б. Симичи ДО 1 0 0 0 1,3 25,5 69,8 3,4 0
ДН 2 0 0 0 20,7 57,8 21,5 0 0
Н 2 1,2 3,7 23,6 63,0 8,0 0 0 4,9
5 — р. М. Симичи ДО 1 0 0 0 0,1 18,4 76,0 5,6 0
Н 2 0 2,0 7,6 51,6 31,6 7,2 0 2,0
6 — р. Дея ДО 2 0 0 0 0 9,7 81,7 8,6 0
ДН 2 0 0 0,1 33,5 47,4 19,0 0 0
7 — р. Дикан ДО 2 0 0 0 1,8 23,7 74,3 0,2 0
ДН 1 0 0 1,9 38,8 44,5 14,8 0 0
Н 1 0 1,1 5,5 48,4 33,6 11,5 0 1,1
В мелкоземе донных отложений Буреи преобладает фракция среднего песка, в отложениях зон аккумуляции — мелкий песок, а в наилках мелкий песок становится основной фракцией (50, 56—57 и 73—74% соответственно). Следует отметить, что размер частиц мелкозема донных отложений притоков существенно больше, чем главной реки. Последнее четко проявляется на дифференциальных кривых распределения частиц по объему (рис. 2, а, б, г, д). Так, для донных отложений русла Буреи основной пик с максимумом в 330 мкм и интенсивностью в 6,9% соответствует фракции
среднего песка. Близкий по интенсивности пик фракции крупного песка 530 мкм имеет подчиненное значение: его площадь почти в 2,5 раза меньше площади пика среднего песка. В то время как для притоков пик фракции крупного песка 680 мкм имеет существенно более высокую интенсивность — 15,9%, основная фракция — крупный песок. Для отложений зон аккумуляции главной реки преобладающей является фракция мелкого песка — пик с максимумом 230 мкм средней интенсивности 7,0%. Пик фракции среднего песка имеет подчиненное значение: площадь его много
Рис. 4. Распределение частиц по размерам (по числу частиц) в мелкоземе донных отложений р. Буреи (а—в) и ее притока Б. Симичи (г—е): а, г — русло, б, д — зоны аккумуляции, в, е — наилки; 1 — дифференциальные кривые, 2 — интегральные кривые
Таблица 3
Среднее содержание макроэлементов в донных отложениях района Нижне-Бурейской ГЭС, %
Номер и положение станции отбора п 8102 Т102 А12О3 Fe20з МпО СаО МЕО №2О К2О Р2О5
Р. Бурея
1 — ниже плотины БГЭС 2 71,21 0,22 12,68 1,37 0,04 1,35 0,28 3,95 3,78 0,08
8 — выше плотины НБГЭС 2 64,32 0,43 13,58 3,29 0,08 2,39 0,98 4,31 3,61 0,14
9 — ниже плотины НБГЭС 5 72,60 0,32 10,91 2,47 0,13 1,11 0,71 2,63 3,25 0,11
10 — Николаевская коса 3 65,99 0,38 12,50 2,95 0,17 1,49 0,93 3,37 3,23 0,12
Притоки р. Буреи
2 — р. Синель 6 72,86 0,25 11,08 1,41 0,05 1,03 0,33 2,39 3,89 0,08
3 — р. Пайканчик 8 69,71 0,33 11,48 2,29 0,08 1,15 0,35 2,61 3,63 0,11
4 — р. Б. Симичи 5 68,72 0,29 10,83 2,19 0,11 0,71 0,28 1,97 3,90 0,11
5 — р. М. Симичи 3 88,02 0,16 6,52 1,17 0,08 0,42 0,25 1,04 2,16 0,04
6 — р. Дея 4 80,63 0,21 8,29 1,10 0,06 0,30 0,15 1,18 3,82 0,06
7 — р. Дикан 5 61,07 0,52 12,92 3,49 0,14 2,04 0,81 3,89 3,22 0,17
меньше таковой основного пика (менее 10%). На-илки главной реки и притоков близки как по положению максимумов (128 и 144 мкм соответственно), так и по интенсивности и площади пиков.
Различия в составе мелкозема донных отложений главной реки и ее притоков наиболее четко проявляются по распределению в них числа частиц определенного размера (рис.4). Так, донные отложения Буреи более отсортированы и дифференцированы: они почти на 80% представлены фракцией мелкого песка (пик 180 мкм интенсивностью 13,2%). Напомним, что по сравнению с объемным распределением пики преимущественных фракций числовых распределений сдвигаются в область меньших размеров частиц, поскольку весовой/объемный вклад частиц меньшего диаметра в общее распределение ниже (масса/объем частиц есть кубическая функция от их диаметра). Отложения притоков отсортированы и дифференцированы в меньшей степени: пик 472 мкм более широкий, меньшей интенсивности (9,8%), что соответствует меньшей транспортирующей силе потока. Отложения представлены песчаными фракциями: 50% среднего, около 30% крупного и 20% мелкого песка. Отложения зон аккумуляции Бу-реи также более дифференцированы по сравнению с притоками. Около 95% составляют пылеватые фракции (пик 7 мкм, интенсивность 20,7%). В притоках максимум содержания частиц в 75% приходится на фракцию мелкого песка (пик 180 мкм, интенсивность 12,6%). В наилках по числу частиц и в том, и в другом случае абсолютно (~ 100%) преобладают илистые частицы (пик 0,2 мкм, интенсивность 14,2—14,8%). Таким образом, мелкозем как донных отложений русла, так и отложений
зон аккумуляции главной реки более переработан, отсортирован (дифференцирован) и представлен частицами существенно меньших размеров, чем ее притоков. Наилки по распределению частиц весьма схожи и представлены главным образом илистыми фракциями.
Известно, что в процессе неоднократного переотложения речных нанасов, их дифференциации на донные отложения русла, зон аккумуляции и наилки происходит существенное изменение их минералогического и валового состава [3, 12]. Однако, как показали наши исследования [13], вследствие преобладания на исследуемой территории процессов физического выветривания при дезинтеграции горных пород различия в валовом составе речных отложений (донные отложения русла, отложения зон аккумуляции и наилки) имеют характер тенденции и статистически незначимы. Анализ гене-рализованнных данных валового состава отложений (табл. 3) показал, что он соответствует генезису пород водосборного бассейна конкретного водного объекта. Так, отложения района распространения эффузивных пород кислого состава резко отличаются от отложений районов распространения интрузивных и осадочных пород повышенным содержанием 81О2 (80—88%) и существенно меньшим содержанием А12О3, СаО и №20 (6,5—8,3, 0,3—0,4 и 1,0—1,1% соответственно). Однако разница в валовом составе отложений не проявляется в их гранулометрическом составе. По-видимому, при преобладании физического выветривания разница в гранулометрическом составе водотоков (р. Бурея и ее притоки) определяется главным образом их (водотоков) гидрологическими характеристиками.
Заключение
Гранулометрический состав донных отложений р. Буреи варьирует в большом диапазоне — от галечников до пылеватых частиц. По соотношению отдельных фракций отложения — галеч-но-гравийно-песчаные с небольшим содержанием мелкозема. В отличие от Буреи отложения ее притоков представлены мелкоземом (до 90—100%), что связано с существенно меньшей их транспортирующей способностью.
Мелкозем притоков, как донных отложений русла, так и отложений зон аккумуляции, менее переработан и отсортирован, а частицы имеют более крупный размер. Наилки по гранулометриче-
скому составу весьма схожи: преимущественная фракция по объему — песок мелкий, а по числу частиц — илистая фракция.
Валовой состав речных отложений соответствует генезису пород водосборного бассейна конкретного водного объекта. Однако существенная разница в минералогии пород бассейна не проявляется в гранулометрическом составе речных от ложений, что связано с преобладанием на рассматриваемой территории процессов физического выветривания.
Работа частично выполнена при финансовой поддержке РФФИ № 16-02-00955а.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М., 1998.
2. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М., 1973.
3. Градусов Б.П., Чижикова Н.П. Факторы и география глинистых минералов речного стока // ДАН СССР. 1977. Т. 234, № 2.
4. Деркачёв А.Н., Николаева А.Н., Горбаренко С.А. Особенности поставки и распределения кластогенно-го материала в Охотском море в позднечетвертичное время // Тихоокеан. геол. 2004. Т. 23, № 1.
5. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М., 1991.
6. Мордовии А.М. Годовой и сезонный сток рек бассейна Амура: препринт. Хабаровск, 1996.
7. Мордовин А.М., Шестеркин В.П., Антонов А.Л. Река Бурея: гидрология, гидрохимия и ихтиофауна. Хабаровск, 2006.
8. Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 2. Ч. II. Л., 1975.
9. Никольская В.В. Морфоскульптура бассейна Амура. М., 1972.
10. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 18. Дальний Восток. Вып. 1. Верхний и Средний Амур. Л., 1966.
11. Руководство по гидрологической практике. Л., 1975.
12. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Т. II. М., 1962.
13. Харитонова Г.В, Остроухое А.В., Уткина Е.В. и др. Микроэлементный состав донных отложений реки Бурея района Нижне-Бурейской ГЭС // Тихоокеан. геол. 2015. № 5.
14. Хокс Х.Е., Уэбб Дж. Геохимические методы поиска минеральных месторождений. М., 1964.
15. Чалое Р.С. Русловедение: теория, география и практика. Т. 1. Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. М., 2008.
16. Шестеркин В.П., Сиротский С.Е., Шестерки-на Н.М. Воздействие гидроэнергетического строительства на содержание и сток растворенных веществ в воде реки Бурея // Водн. хоз-во России. 2014. № 4.
17. Forstner U., Wittmann G.T.W. Metal Pollution in the Aquatic Environment. Berlin, 1983.
18. Fraunhofer J. Bestimmung des Brechungs- und des Farbenzerstreungs-Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fern-röhre//Annalen der Physik. 1817.Vol. 56, N 7. P. 264—313.
19. Rawl A. Basic principles of particle size analysis. Malvern Instruments Technical Paper MRK034.
20. Shein E.V., Milanovskii E.Yu., MolovA.Z. The effect of organic matter on the difference between particle-size distribution data obtained by the sedimentometric and laser diffraction methods // Euras. Soil Sci. 2006. Vol. 39. Suppl.1. P. S84—S90.
21. Wolform R.L. The language of particle size // J. GXP Compliance. 2011. Vol. 15, N 2. P. 10—20.
Поступила в редакцию 12.07.2016
THE TEXTURE OF BUREYA BOTTOM SEDIMENTS IN THE AREA OF THE NIZHNE-BUREISKAYA HPP
G.V. Kharitonova, E.V. Shein, V.P. Shesterkin, A.V. Yudina,
A.V. Dembovetsky, A.V. Ostrouhov, N.V. Berdnikov, A.Ya. Yakubovskaya
The texture of bottom sediments of the Bureya River and its tributaries in the area of the Nizhne-Bureiskaya HPP was studied with sieve, optical microscopy and laser diffracto-metry methods. It was found out that the texture of sediments in the Bureya R. in the studied area varies from pebble to silt particles. Sediments of the Bureya R. tributaries are represented mainly by fine earth (diameter of the particles <2 mm). Bureya bottom sediments are more
transformed, sorted and presented by significantly smaller particles than in its tributaries. Compared to bottom sediments silt deposits are similar in particle size. The studies revealed that the sediment composition corresponds to the genesis of river basin rocks although differences in bulk sediment composition are not observed on the texture level.
Key words: edaphic components of ecosystems, bottom sediments, Bureya R., Russian Far East.
Сведения об авторах
Харитонова Галина Владимировна, докт. биол. наук, зав. лабораторией экологии почв Ин-та водных и экологических проблем ДВО РАН. E-mail: gkharitonova@mail.ru. Шеин Eвгений Викторович, докт. биол. наук, профессор каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. E-mail: evgeny.shein@gmail.com. Шестер-кин Владимир Павлович, канд. геогр. наук, зав. лабораторией гидроэкологии и биогеохимии Ин-та водных и экологических проблем ДВО РАН. E-mail: shesterkin@ivep.as.khb.ru. Юдина Анна Викторовна, мл. науч. сотр. лаборатории физики и гидрологии почв Почвенного института им. В.В.Докучаева. E-mail: anna.v.ydina@gmail.com. Дембовецкий Александр Владиславович, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: avd26@yandex.ru. Остроухов Андрей Вячеславович, канд. геогр. наук, ст. науч. сотр. лаборатории оптимизации регионального природопользования Ин-та водных и экологических проблем ДВО РАН. E-mail: lorp@ivep.as.khb.ru. Бердников Николай Викторович, зам. директора по науч. и инновац. работе Ин-та тектоники и геофизики ДВО РАН. E-mail: nick@itig.as.khb.ru. Якубовская Алла Ярославовна, канд. хим. наук, руководитель Дальневосточного подразделения Ши-мадзу Европа ГМбх. E-mail: svl_ay@shimadzu.ru.
