CC BY
40
Геоэкология
УДК 504.05:62/69; 504.054:574.3; 551.312.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД НА ЗАБОЛОЧЕННЫХ ВОДОСБОРАХ (НА ПРИМЕРЕ РЕКИ ТУДОВКИ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ)
DOI: 10.24411/1728-323X-2019-13068
К. Ю. Женихов, ассистент кафедры природообустройства и экологии ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет, инженер-эколог, jenixov3@mail.ru. г. Тверь, Россия, В. В. Кузовлев, начальник лаборатории мониторинга загрязнения окружающей среды Тверского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды; доцент кафедры природообустройства и экологии ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет; v_kuzovlev@mail.ru, Ю. Н. Женихов, д. т. н., заведующий кафедрой природообустройства и экологии ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет, jenixov2@mail.ru, г. Тверь, Россия, М. Шлеттерер, доктор естественных наук, BOKU — University of Natural Resources and Life Sciences, Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management, martin@schletterer.co.at, г. Вена, Австрия
Выполнен корреляционно-регрессионный анализ показателей свойств воды: цветности, рН, электропроводности, содержания кислорода, расходов воды в реке Тудовке в условиях заболоченного водосбора. Установлено влияние осадков на цветность как болотных вод, так и вод водоприемника. Показано, что электропроводность воды, легко и надежно определяемый показатель, может использоваться для прогноза других показателей. Установленные взаимосвязи между гидрофизическими, гидрохимическими и гидрологическими показателями могут быть полезны для создания системы экологического мониторинга водных объектов, принимающих болотные стоки.
The correlation and regression analysis of water properties (chromaticity, pH, electrical conductivity, oxygen content and water discharge) in the Tudovka River under conditions of paludyfied catchment was performed. The influence of precipitation on the chromaticity of both mire waters and river water was established. It is shown that the conductivity of water, easily and reliably determined indicator, can be used to predict other indicators. The established relationships between hydrophysical, hydrochemical and hydrological indicators can be useful for creating a system of environmental monitoring of water bodies receiving mire runoff.
Ключевые слова: торфяное болото, гидрохимия, корреляция, регрессия.
Keywords: peatland, hydrochemistry, correlation, regression.
Введение. В настоящее время объем государственных мониторинговых наблюдений на поверхностных водных объектах, особенно на малых реках, значительно сократился. Все более актуальными становятся методы прогноза гидрологической и гидрохимической обстановки, в том числе и с использованием теории вероятности и математической статистики. Весьма важным представляется выбор легко и надежно определяемых показателей, которые целесообразно использовать для прогноза других свойств воды, что расширяет возможности мониторинга.
В Тверской области из 21 пункта наблюдений Тверского центра по гидрометеорологии мониторингу окружающей среды лишь 6 расположены на малых реках. Всего же рек протяженностью до 100 км в Тверской области около 800.
В связи с этим целью работы является установление взаимосвязей между гидрологическими, гидрохимическими и гидрологическими показателями в исследованиях, выполненных на реке Тудовке с 2000 г. по настоящее время.
Описание объектов и методики работ
Объектами исследований являются: река Тудовка и ее притоки — ручьи Старосельский, Без Названия, Папсуйка и река Ночная. Река Тудовка — правый приток Волги, впадающий в нее на 207-м км от истока. Водосбор р. Тудовки
Условные обозначения: линия водораздела граница охранной зоны ЦЛБЗ
о пункты мониторинга торфяные болота
Рис. 1. Схема бассейна р. Тудовки с пунктами мониторинга
характеризуется незначительной нарушенностью природных комплексов, поэтому река может выступать в качестве модельной реки в системе наблюдений, предусмотренных рамочной водной директивой Европейского Союза (Water Framework Directive 2000/60/EC).
Река Тудовка протекает в Тверской области и относится к бассейну Каспийского моря. Координаты истока 56°26 ' с. ш. 33°04 ' в. д., устья 56°25 ' с. ш. 33°49 ' в. д. Площадь бассейна 1126 км2, длина реки 106 км, средний уклон реки 0,86 %%, средняя высота водосбора 250 м, густота речной сети 0,69 км/км2, озерность <1 %, лесистость (общая) 62 %, заболоченность 12 %.
Верхнее течение реки находится на территории охранной зоны Центрально-Лесного биосферного заповедника (0—40 км от истока), среднее течение — Молодотудского заказника (60—76 км от истока) (рис. 1). Особенностью бассейна является наличие крупных неосушенных болотных массивов в верхнем течении, глубокая врезанность речной долины и значительная расчлененность бассейна оврагами и балками. На водосборе реки в верхнем течении находятся крупные торфяные болота: Старосельский Мох площадью 617 га, Жердовское (587 га), Песочинское (729 га). Все эти торфяные болота участвуют в формировании водного режима верхнего течения р. Тудовки.
Сброс болотных вод с торфяного болота «Старосельский Мох» осуществляется через ручей Старосельский, с болота Песочинское — через реку Ночная. Сброс воды с торфяного болота Жердовское в р. Тудовка происходит посредством ручья Без названия, а также с поверхностным стоком, так как река Тудовка протекает по границе торфяного болота. Ручей Старосельский имеет площадь водосборного бассейна 13,6 км2, ручей Без названия — 2,5 км2, река Ночная — 113 км2.
Обоснование размещения створов наблюдения приведено в работах [1—3]. Створы наблюдений выбраны в местах впадения притоков, где отмечаются скачки на графиках изменения заболоченности и лесистости по протяженности реки (табл. 1). Тверской государственный технический университет с 2000 г. по настоящее время проводит ежегодные наблюдения в летнюю межень на реке Тудовке в 5 пунктах на протяжении 86 км от истока до пос. Молодой Туд, а также на 4 притоках (реке Ночной и ручьях Папсуйке, Старосельском и Без Названия).
Пункты 1, 2, 3 расположены на сильно заболоченном водосборе, а пункты 4 и 5 на водосборе, где доля торфяных болот и минеральных заболоченностей незначительна. В пункте 3 установлены два створа наблюдений: выше и ниже впадения реки Ночной. На притоках Тудовки на-
Таблица 1 Пункты наблюдений на р. Тудовке
№ п/п Местоположение пункта наблюдений Расстояние от истока р. Тудовки, км Площадь водосбо- 2 ра, км2
1 Исток 3 13,5
2 3 трубы (ниже впадения руч. Папсуйки на пересечении с дорогой Падо-ры—Москалевка) 8 65
3 Ниже впадения р. Ночной (домик охотника на Красном стане) 19 192
4 Деревня Редькино (мост через р. Тудовку) 55 410
5 Село Молодой Туд (старый мост) 86 920
блюдения ведутся в 4 пунктах: на ручьях Старосельском, Без Названия и реке Ночной (высокоцветные воды) и ручье Папсуйка (малоцветные воды).
Методы исследований. В полевых условиях путем прямых измерений с помощью многопараметрических анализаторов воды (в первые годы наблюдений — анализатора Экотест-2000, а затем — НопЪа и-51 и Ройауо 907 МиШ) проводилось определение показателей: температуры воздуха и воды, растворенного кислорода, степени насыщения воды кислородом, удельной электропроводности, окислительно-восстановительного потенциала, водородного показателя рН. С использованием полевого фотокалориметра Эко-
тест-2020 определялась цветность воды в отфильтрованной через мембранный фильтр (0,45 мкм) пробе.
Расходы воды измерялись с использованием гидрометрической вертушки ГР-21М и рассчитывались аналитическим методом.
Климатические характеристики получены по данным метеостанции, расположенной на территории Центрально -Лесного биосферного заповедника.
Измеренные значения гидрохимических показателей реки Тудовки и ее притоков в разные годы приведены в работах [1—8].
Результаты исследований
Река Тудовка является водоприемником болотных и грунтовых вод. Со стоками торфяных болот в водоприемники поступает большое количество органических веществ. К числу показателей, косвенно характеризующих содержание органики и быстро определяемых в полевых условиях, относят цветность и рН. Болотные воды в р. Тудовку поступают:
— с разнотипного торфяного болота Жердов-ское посредством ручья Без названия и диффуз-но. Створ наблюдений на руч. Без названия расположен в 100 м от впадения ручья в р. Тудовку непосредственно на торфяном болоте. Для оценки диффузного стока отбирались пробы болотной воды из торфяной залежи в 50 м от р. Тудовки;
— с верхового торфяного болота Старосельский Мох через ручей Старосельский. Точка наблюдения на руч. Старосельском расположена при выходе ручья с торфяного болота примерно в 0,8 км выше впадения в р. Тудовку;
Таблица 2
Числовые характеристики статистических распределений показателей свойств воды притоков реки Тудовки в летнюю межень с 2000 по 2018 г.
Статистические показатели
Приток р. Тудовки Показатель Среднее арифм. Интервал Среднее квадр. Коэфф.
значение изменения отклонение вариации, %
Руч. Старосельский Цветность, град. 543 183—1006 226,1 41,6
рН 6,2 5,4—7,0 0,5 7,5
Электропроводность, мкСм/см 80 37—162 39,9 49,9
Руч. Без Названия Цветность, град. 436 270—800 131 30,1
рН 6,9 6,2—7,7 0,39 5,6
Электропроводность, мкСм/см 155 79—244 55 32,5
Р. Ночная Цветность, град. 218 64—400 113 52,0
рН 7,3 6,6—7,7 0,33 4,6
Электропроводность, мкСм/см 185 79—313 63,5 34,3
Руч. Папсуйка Цветность, град. 51 42—64 8,7 17,1
рН 7,7 7,4—8,1 0,27 3,5
Электропроводность, мкСм/см 318 253—352 38,3 12,0
400 350
Э зоо
^ 250
I 150 Я- 100+50
Годы наблюдений
Рис. 2. Изменение цветности воды в пункте наблюдения № 2 на р. Тудовке (три трубы) с 2000 по 2018 г. в период летней межени
15
10
й Е!4
//
/ А
/
/ / д / / /\ / / / \ / / / /\ / / / /, / / / /,
/ / / /, / / / /,
игу
/ / / /,
/ / / /, / / / / / / /. / / /
ГУ/// / / / /,
0 100 200 300 400
Цветность, град.
Рис. 3. Гистограмма и кривая экспериментального распределения цветности в реке Тудовке за период наблюдений 2000—2018 гг.: 1 — суходольный водосбор (ПН 4, 5); 2 — заболоченный водосбор, маловодные и средневодные годы; 3 — заболоченный водосбор, многоводные годы
— с верхового торфяного болота Песочинское через реку Ночную. Створ наблюдений находится в 50 м выше впадения в р. Тудовку, в 1 км ниже торфяного болота.
Водосбор ручья Папсуйка практически не заболочен.
Результаты исследований цветности, рН, электропроводности в притоках реки Тудовки за весь период наблюдений представлены в таблице 2.
Цветность. Наибольшую цветность, а соответственно наименьшие значения рН и электропроводности имеют болотные стоки с верхового болота Старосельский Мох. Эти воды содержат большое количество органических веществ, в том числе гуминовых и фульвокислот. Воды незаболоченного ручья Папсуйки гораздо более минерализованы: цветность в 10,6 раз меньше, рН в 1,2 выше, электропроводность в 1,7 раза выше, чем в водах верхового торфяного болота.
Вариация значений цветности в болотных водах высокая. Во временном распределении цвет-
ности по годам в различных пунктах наблюдения (ПН) на реке Тудовке закономерности не отмечается (рис. 2).
Распределение цветности в реке Тудовке во всех пунктах наблюдения за период наблюдений с 2000 г. по 2018 г. показано на рис. 3.
Экспериментальное распределение цветности в реке Тудовке имеет правостороннюю асимметрию, связанную с влиянием повышенной цветности болотных вод в многоводные годы. Минимальные значения цветности приходятся на ПН 4 и 5, не испытывающих влияния болот, максимальные значения отмечены на заболоченном водосборе в многоводные годы.
Средняя многолетняя сумма осадков составляет по данным метеостанции Лесной заповедник 707 мм. При отклонении годовой суммы осадков в меньшую сторону на 20 % от средней год наблюдения принимался за маловодный (менее 550 мм), а в большую сторону — за многоводный (более 850 мм). При годовых суммах осадков в интервале от 550 до 850 год наблюдения принимался как средневодный.
Распределение годов наблюдений по водности приведено в таблице 3.
В таблице 4 приведены средние значения цветности, рН, электропроводности для разных по водности лет в различных пунктах наблюдения.
Полученные данные подтвердили вывод о различном влиянии болотных стоков на водоприемники в зависимости от метеорологических условий. В условиях сухого жаркого лета сток с торфяных болот незначителен и болотные воды практически не влияют на цветность речных вод. Вынос органических веществ с болот атмосферными осадками в водные годы приводит к существенному изменению качественных показателей, увеличивая цветность, содержание железа, снижая содержание кислорода. Причем возрастание цветности воды и максимум ее значений, приходящийся на участок, непосредственно примыкающий к болоту Жердовское, указывает на значимость поверхностного диффузного болотного стока на качество речных вод.
Таблица 3
Распределение лет наблюдений по водности
Характеристика водности года Годы
Маловодный Средневодный Многоводный 2002, 2007, 2009, 2018 2000, 2001, 2004, 2005, 2006, 2008, 2013, 2014, 2015 2003, 2010, 2011, 2012, 2016, 2017
5
250
Электропроводность, мкСм/см (Ручьи Без названия, Старосельский)
Рис. 4. Зависимость показателя кислотности рН в болотных водах ручьев Без названия и Старосельский от электропроводности за период наблюдения 2000—2018 гг.
Зависимость цветности от годовой суммы осадков характеризуется высокими значениями коэффициента корреляции. Получены уравнения линейной регрессии цветности и годовой суммы осадков (табл. 5). Большие значения коэффици-
ента регрессии (коэффициент перед х) указывают на большее влияние изменения годовой суммы осадков для пунктов наблюдения (№ № 2 и 3) с заболоченным водосбором.
Показатель кислотности. Показатель кислотности рН в болотных водах изменяется от 5,4 до 7,7, в грунтовых водах — от 7,4 до 8,1. С увеличением цветности болотных вод кислотность закономерно повышается, то есть рН снижается. Отмечается тесная логарифмическая связь показателя кислотности рН от электропроводности для болотных вод (рис. 4).
Показатель кислотности рН в водоприемнике реки Тудовки изменяется от 6,3 (ПН1 исток,
2010 г., ПН2 три трубы, 2000 г.) до 8,9 (ПН4,
2011 г.). Кислотность в водоприемнике значительно ниже, чем в болотных водах. Диапазон изменения рН для ПН1—3, расположенных на заболоченном водосборе, составляет 6,3—7,6, а для ПН4—5 на водосборе без торфяных болот — 7,4—8,9.
Таблица 4
Средние значения цветности, рН, электропроводности в пунктах наблюдения на р. Тудовке за период с 2000 по 2018 г. в зависимости от водности года
Пункты наблюдения
Водность года Показатель Заболоченный водосбор Суходольный водосбор
ПН1 ПН2 ПН3 ПН4 ПН5
Маловодные Цветность, град 88 193 180 53 38
рН 7,2 6,9 7,0 8,5 8,3
Электропроводность, мкСм/см 172 162 151 258 281
Средневодные Цветность, град 115 166 151 79 57
рН 7,2 7,0 7,2 8,1 8,2
Электропроводность, мкСм/см 225 173 197 312 336
Водные Цветность, град 314 330 282 81 68
рН 7,1 6,8 7,3 8,3 8,0
Электропроводность, мкСм/см 174 155 164 320 353
Среднее Цветность, град 186 231 204 77 59
рН 7,2 6,9 7,2 8,2 8,1
Электропроводность, мкСм/см 200 165 181 308 336
Таблица 5
Уравнения регрессии цветности воды (градусы) (у) и годовой суммы осадков (мм) (х) для разных пунктов наблюдений на реке Тудовке за период с 2000 по 2018 г. (конец августа)
Пункт наблюдения Расстояние от истока, км Уравнение регрессии Коэффициент детерминации Я2 Коэффициент корреляции
1 — Исток, выше д. Туд 2,0 у = 0,64х - 294,9 0,52 +0,72
2 — Три трубы 9,5 у = 0,80х - 383,9 0,55 +0,74
3 — Красный Стан, ниже впадения р. Ночной 18,8 у = 0,71х - 331,4 0,52 +0,72
4 — дер. Редькино 55,4 у = 0,42х - 205,2 0,60 +0,77
5 — п. Молодой Туд 86,3 у = 0,30х - 149,7 0,61 +0,78
Все пункты наблюдения у = 0,59х - 265 0,40 + 0,63
Кислотность водоприемника реки Тудовки в верхнем течении обусловлена болотными стоками, содержащими органические соединения, в том числе гуминовые и фульвовые кислоты.
Для показателя кислотности рН по длине реки прослеживается иная зависимость, чем для цветности. На заболоченном водосборе (от истока до створа на 18 км) рН снижается (кислотность повышается), а затем по мере увеличения в водном питании грунтовых вод отмечается рост значений рН (от 18 до 55,4 км) и дальнейшая стабилизация значений (от 55,4 до 86,3 км). В водные годы на участке реки Тудовки с заболоченным водосбором наблюдаются самые низкие значения рН, в то время как наивысшие значения рН отмечены для маловодных лет на участке реки без торфяных болот на водосборе от 55,4 до 86,3 км от истока.
Для водородного показателя рН по длине реки прослеживается иная зависимость, чем для цветности. На заболоченном водосборе (от истока до створа на 18 км) рН снижается (кислотность повышается), а затем по мере увеличения в водном питании грунтовых вод отмечается рост значений рН (от 18 до 55,4 км) и дальнейшая стабилизация значений (от 55,4 до 86,3 км). В многоводные годы на участке реки Тудовки с заболоченным водосбором наблюдаются самые низкие значения рН, в то время как наивысшие значения рН отмечены для маловодных лет на участке реки без торфяных болот на водосборе от 55,4 до 86,3 км от истока.
Электропроводность. Электропроводность характеризует минерализацию вод. Наименьшие значения электропроводности отмечены в болотных водах ручья Старосельский. Среднее значение показателя здесь равно 80 мкСм/см при интервале изменения от 37 до 162 мкСм/см. В устье реки Ночной при увеличении доли грунтового питания среднее значение электропроводности составляет уже 185 мкСм/см при изменении от 79 до 313 мкСм/см. В грунтовых водах
К
л к
н о
о я
н
О
Ц
10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6
5,5
5
'у = 0,0055х + 6,2376 'К2 = 0,5465
0
100
200
300
400
500
Электропроводность, мкСм/см Все ПН р. Тудовка
Рис. 5. Зависимость показателя кислотности рН в реке Тудовке по данным всех пунктов наблюдения от электропроводности за период наблюдения с 2000 г. по 2018 г.
ручья Папсуйки среднее значение электропроводности за весь период наблюдений составило 318 мкСм/см, то есть возросло в 4 раза по сравнению с болотными водами (при изменении от 253 до 352 мкСм/см).
Наименьшие значения электропроводности в реке Тудовке отмечены в пунктах наблюдения, расположенных на заболоченном водосборе. Электропроводность в ПН2 в 2003 г. и в ПН1 в 2009 г. составила 95 мкСм/см. Наибольшее значение электропроводности в ПН2 в 2015 г. составило 318 мкСм/см. В пунктах наблюдения 4 и 5, расположенных на водосборе без торфяных болот, электропроводность изменяется в диапазоне от 187 до 417 мкСм/см.
Электропроводность является быстро и надежно определяемым показателем и может служить для прогноза цветности и рН для реки Ту-довки. Уравнения регрессии цветности от электропроводности приведены в таблице 6.
В реке Тудовке, как и для болотных вод, отмечается тесная связь рН с электропроводностью (рис. 5). На каждые 100 мкСм/см увеличения электропроводности рН возрастает на 0,41 ед.
Таблица 6
Уравнения регрессии цветности воды (градусы) (у) и электропроводности (мкСм/см) (х) для разных пунктов наблюдений на р. Тудовке
Пункт наблюдения Расстояние от истока, км Уравнение регрессии Коэффициент детерминации Я2
1 — «Исток» 2 — «3 трубы» 3 — «Красный Стан» 4 — «Редькино» 5 — «Молодой Туд» По всем данны 2,0 9,5 18,8 55,4 86,3 1м п = 67 у = 552,81е-0>008х у = 370,41е-°'°°47х у = 318,3е-0'0043х у = 322,28е-0'0048* у = -0,3484х + 185,56 у = 417,58е-0'0056х 0,78 0,50 0,74 0,73 0,56 0,65
О 20 40 60 80 100
Расстояние от истока, км
Рис. 6. Изменение средних значений содержания кислорода по длине р. Тудовки
Содержание растворенного кислорода. Норматив содержания кислорода (6,0 мгО2/л) в реке Ту-довке, в основном, выдерживается. Наименьшие значения отмечены в ПН2 (три трубы), что связано с влиянием бобровых плотин ниже по течению (2010, 2011, 2016, 2017 гг.), создающих застой воды в месте проведения измерений.
Установлены закономерности в увеличении содержания кислорода по длине реки Тудовки по мере удаления от истока (табл. 7). На этот показатель влияет увеличение расхода воды, изменение уклонов реки, возрастание доли грунтового питания.
Между средними значениями содержания кислорода в пунктах наблюдений и удаленностью от истока реки наблюдается тесная линейная связь (рис. 6).
Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП). В природной воде значение ОВП обычно находится в диапазоне от —400 до +700 мВ, что определяется совокупностью происходящих в ней окислительных и восстановительных процессов. В грунтовых водах ручья Папсуйки значение ОВП находится в пределах +(100—170 мВ), то есть ситуация характеризуется как окислительная. В болотных водах р. Ночной ОВП изменялся от +11 до +215 мВ. Эти данные свидетельствуют о протекании в болотных и грунтовых водах притоков водоприемника реки Тудовки окислительных процессов. Восстановительная среда отмечена лишь в 2018 г. в ручье Без Названия. Здесь значение ЕЙ составило —29 мВ, что связано с созданием бобрами плотины и почти полным отсутствием в воде кислорода.
Определение расходов воды. Полевые гидрологические исследования выполнялись в соответствии с принятыми в области гидрологии требованиями [3]. В связи с трудоемкостью проведения гидрологических работ по определению расходов воды с помощью гидрометрической вертушки
Таблица 7
Уравнения регрессии содержания кислорода у (мг/л) от расстояния от истока х (км)
Год и месяц наблюдений Уравнение регрессии Коэффициент детерминации &
2008 г., май у = 0,0028х2 - 0,2171х + 9,4333 0,72
2009 г., июнь у = -0,0008х2 + 0,1378х + 5,923 0,94
2010 г., апрель у = -5-10-5х2 + 0,0294х + 8,9298 0,83
2010 г., август у = 0,0022х-2 + 0,2784х + 2,0119 0,95
2016 г., август у = 6,9344е°>0094х 0,75
2017 г., август у = 3,6865^х - 3,3759 0,90
За весь период наблюдений у = 0,057х + 7,4194 0,91
Таблица 8
Уравнения регрессии расхода воды и электропроводности
Пункт наблюдения Расстояние от истока, км Уравнение регрессии Коэффициент детерминации &
1 — «Исток» 2,0 у = 391,72х-2'1321 0,72
2 — «3 трубы» 9,5 у = 161373х-2'9657 0,90
3 — «Красный Стан» 18,8 у = 221518х-2'762 0,87
4 — «Редькино» 55,4 у = 9'109х-5,2743 0,94
5 — «Молодой Туд» 86,3 у = 3143,4х-1'5638 0,77
По всем данным п = 38 у = 9404х-2'3823 0,44
практический интерес представляет выявление показателей, имеющих тесные корреляционные связи с расходом, и которые можно использовать для прогноза. Таким показателем является электропроводность воды. На заболоченных водосборах при увеличении стока с болот, то есть при увеличении расхода воды в водоприемнике, увеличивается содержание органических веществ (цветности) в сточных водах и снижается их электропроводность.
Уравнения регрессии расхода воды и электропроводности для разных створов приведены в таблице 8.
Практически функциональная связь отмечается между расходом (у) и уровнем воды (х) по водомерной рейке. Например, получено уравнение прогноза в ПН № 1 — в истоке реки Тудовки: у = 0,012х — 0,283 при коэффициенте детерминации 0,99. Такие зависимости значительно облегчают мониторинг расходов воды.
Выводы
Выявлена зависимость цветности воды реки Тудовки от годовой суммы осадков. Получены уравнения линейной регрессии. Значения коэффициентов регрессии указывают на большее влияние изменения годовой суммы осадков для пунктов наблюдения с заболоченным водосбором.
Установлены закономерности изменения цветности, рН, электропроводности по длине реки Тудовки в зависимости от водности года. Характер изменения цветности в разные по водности годы аналогичен, но величина цветности существенно различается по годам, в зависимости от количества выпадающих осадков.
Изучены взаимосвязи между гидрохимическими показателями. Показано, что электропроводность быстро и надежно определяется в полевых условиях и может служить показателем для прогноза цветности, рН, расхода воды.
Установлены корреляционные связи между содержанием растворенного кислорода, расходов воды и расстоянием от истока реки Тудовки.
Заключение
Установленные корреляционные зависимости между различными характеристиками химического и водного режима реки позволяют ограничить перечень определяемых в процессе мониторинга показателей, свести к минимуму выполнение гидрометрических и гидрохимических работ. Сведения о гидрохимии и гидрологии р. Тудовки могут служить основой для создания на реке сети репрезентативных створов наблюдений, а сама река может быть модельным объектом восточноевропейской реки с незарегулированным водным режимом на фоновой территории.
Библиографический список
1. Женихов Ю. Н. Изучение гидрохимического режима малых рек Тверской области / Ю. Н. Женихов, В. В. Кузовлев, К. Ю. Женихов // Научные проблемы устойчивого развития Тверской области: экономика, экология и социология. — Тверь, 2007. — С. 34—44.
2. Женихов Ю. Н. Обоснование программы мониторинга и результаты исследований реки Тудовки (по гидрологическим и гидробиологическим показателям) / Ю. Н. Женихов, В. В. Кузовлев, М. Шлеттерер // Труды Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника. — 2007. — Вып. 5. — С. 407—419.
3. Женихов Ю. Н. Изучение закономерностей гидрологических, гидрохимических и гидробиологических процессов на реке Тудовке / Ю. Н. Женихов, В. В. Кузовлев, К. Ю. Женихов, М. Шлеттерер // В кн.: Динамика многолетних процессов в экосистемах Центрально-Лесного заповедника. Под редакцией А. С. Желтухина, Труды Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника. — Великие Луки, 2011. — Вып. 6. — С. 84—94.
4. Женихов Ю. Н. Экология Верхневолжской водной системы. [Текст: монография] / Ю. Н. Женихов, В. В. Кузовлев, Г. Н. Иванов, В. В. Левинский, Тверь: ТГТУ, 2010. 104 с.
5. Женихов Ю. Н. Гидрология, гидрохимия и гидробиология реки Тудовки / Ю. Н. Женихов, В. В. Кузовлев, К. Ю. Женихов, М. Шлеттерер // Многолетние процессы в природных комплексах заповедников России: Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 80-летию Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника (пос. Заповедный, 20—24 августа 2012 г.). — Великие Луки. — 2012. — С. 32—36.
6. Кузовлев В. В. Изучение закономерностей гидрологических, гидрохимических и гидробиологических процессов на реке Тудовке / В. В. Кузовлев, Ю. Н. Женихов, К. Ю. Женихов, М. Шлеттерер // Охрана окружающей среды в Тверской области. — Материалы Тверской региональной конференции по охране окружающей среды. — Тверь — 2013. — С. 69—75.
7. Schletterer М. Refconl_Volga: a monitoring programme for water qualitety in the headwaters of the Volga River (Tver region, Russia) / M. Schletterer, L. Fureder, V. V. Kuzovlev, K. Y. Zhenikov, Y. N. Zhenikov // Gesta. — v. 4. — n. 1, p. 18—40. — 2016 — Revista Eletronica de Gestao e Tecnologias Ambientas (ISSN:2317-563X).
8. Thumser Philipp. Using structure from motion (SFM) technique for the characterization of riverine systems — case study in the headwaters of the Volga river/ Philipp Thumser, V. V. Kuzovlev, K. Y. Zhenikov, Y. N. Zhenikov, Max Boschi, Peter Boschi, M. Schletterer // Geography, Enviroment, Sustainability (GES Journal). — Vol. 10. — NO 3. — p. 31—43. DOI — 10.24057/2071-9388-2017-10-3-31-43.
THE STUDY OF THE RELATIONSHIPS BETWEEN INDICATORS OF SURFACE WATER QUALITY IN WETLAND CATCHMENTS: A CASE STUDY OF THE TUDOVKA RIVER IN THE TVER REGION
K. Y. Zhenikhov, Assistant of the Department of Nature Management and Ecology of the Tver State Technical University, Environmental engineer, jenixov3@mail.ru,
V. V. Kuzovlev, Chief of the Laboratory of Monitoring of Environment of the Tver Centre for Hydrometeorology and Monitoring of Environment; Associate Professor of the Department of Nature Management and Ecology of the Tver State Technical University, v_kuzovlev@mail.ru,
Y. N. Zhenikhov, Dr. Sci. Tech., Head of the Department of Nature Management and Ecology of the Tver State Technical University, jenixov2@mail.ru, Tver, Russia,
M. Schletterer, Dr. Rer. Nat, BOKU — University of Natural Resources and Life Sciences, Institute of Hydrobiology and Aquatic Eco-system Management, martin@schletterer.co.at. Vienna, Austria
References
1. Yu. N. Zhenikhov, V. V. Kuzovlev, K. Yu. Zhenikhov. Izuchenie gidrohimicheskogo rezhima malyh rek Tverskoj oblasti, [The study of the hydrochemical regime of small rivers in the Tver Region]. Nauchnye problemy ustojchivogo razvitiya Tverskoj oblasti: ekonomika, ekologiya i sociologiya. Tver, 2007. P. 34—44. [in Russian]
2. Yu. N. Zhenikhov, V. V. Kuzovlev, M. Schletterer. Obosnovanie programmy monitoringa i rezul'taty issledovanij reki Tudovki (po gidrologicheskim i gidrobiologicheskim pokazatelyam) [The rationale for the monitoring program and the results of studies of the river Tudovka (by hydrological and hydrobiological indicators). Trudy Central'no-Lesnogo gosudarstvennogo prirodnogo biosfernogo zapovednika. 2007. Vol. 5. P. 407—419. [in Russian]
3. Yu. N. Zhenikhov, V. V. Kuzovlev, K. Yu. Zhenikhov, M. Schletterer. Izuchenie zakonomernostej gidrologicheskih, gidro-himicheskih i gidrobiologicheskih processov na reke Tudovke [The study of regularities of hydrological, hydrochemical and hydrobiological processes in the river Tudovka]. Trudy Central'no-Lesnogo gosudarstvennogo prirodnogo biosfernogo zapovednika. Velikiye Luki, 2011. Vol. 6. P. 84—94. [in Russian]
4. Yu. N. Zhenikhov, V. V. Kuzovlev, G. N. Ivanov, V. V. Levinsky Ekologiya Verhnevolzhskoj vodnoj sistemy [Ecology of the Upper Volga water system]. Text: monograph., Tver: TSTU, 2010. 104 p. [in Russian]
5. Yu. N. Zhenikhov, V. V. Kuzovlev, K. Yu. Zhenikhov, M. Schletterer. Gidrologiya, gidrohimiya i gidrobiologiya reki Tudovki [Hydrology, hydrochemistry and hydrobiology of the river Tudovka]. Mnogoletnie processy v prirodnyh kompleksah zapoved-nikov Rossii: Materialy Vserossijskoj nauchnoj konferencii, posvyashchennoj 80-letiyu Central'no-Lesnogo gosudarstvennogo prirodnogo biosfernogo zapovednika. Velikie Luki. 2012. P. 32—36 [in Russian]
6. V. V. Kuzovlev, Yu. N. Zhenikhov, K. Yu. Zhenikhov, M. Schletterer Izuchenie zakonomernostej gidrologicheskih, gidro-himicheskih i gidrobiologicheskih processov na reke Tudovke [Study of regularities of hydrological, hydrochemical and hydrobiological processes in the river Tudovka]. Ohrana okruzhayushchejsredy v tverskoj oblasti. — Materialy Tverskojregional'noj konferencii po ohrane okruzhayushchej sredy. Tver, 2013. P. 69—75. [in Russian]
7. Schletterer M. Refconl_Volga: a monitoring programme for water qualitety in the headwaters of the Volga River (Tver region, Russia) / M. Schletterer, L. Fureder, V. V. Kuzovlev, K. Y. Zhenikov, Y. N. Zhenikov. Gesta. Vol. 4. No. 1. P. 18—40. 2016. Revista Eletronica de Gestao e Tecnologias Ambientas (ISSN:2317-563X).
8. Thumser Philipp. Using structure from motion (SFM) technique for the characterization of riverine systems — case study in the headwaters of the Volga river / Philipp Thumser, V. V. Kuzovlev, K. Y. Zhenikov, Y. N. Zhenikov, Max Boschi, Peter Boschi, M. Schletterer. Geography, Enviroment, Sustainability (GES Journal). Vol. 10. No. 3. P. 31—43. DOI — 10.24057/ 2071-9388-2017-10-3-31-43.
