CC BY
35
land relations and land management УДК 504.062.2:631.6:626.8(0.75.8) DOI: 10.24411/2587-6740-2020-15082
КОМПЛЕКСНЫЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМОВ ВОСТОЧНОГО СКЛОНА ЕРГЕНИНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ
Э.Б. Дедова1, В.В. Вершинин2, А.О. Хуторова2, Р.М. Шабанов3, А.А. Дедов3
1ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова», г. Москва, Россия
2ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству», г. Москва, Россия 3ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова» (Калмыцкий филиал), г. Элиста, Россия
В статье приводятся результаты многолетнего мониторинга экологического состояния поверхностных вод водных объектов Ергенинской возвышенности, выполненные на основе анализа полевых и лабораторных исследований, а также материалов дистанционного зондирования. Показано, что паводковый поверхностный сток с восточного склона Ергеней аккумулируется в прудах-водохранилищах, при этом среднемноголетний слой варьирует по годам от 8 до 30 мм/год (объем до 150 млн м3). Представлены сведения по химическому (анионный и катионный) составу и степени минерализации поверхностных вод водоемов восточного склона Ергенинской возвышенности: озеро Ялмата, водохранилища Суварган, Аршань-Зельмень, Нугра и Амта-Бургуста. На основе материалов дистанционного зондирования установлены зависимости площади водной акватории водоемов от влагообеспеченности и сезона года. Наблюдается увеличение минерализации воды в осенний период (сезонный характер), что связано с высокой испаряемостью с поверхности водоемов, а также с влиянием высоких запасов солей в почвенном профиле, часть которых из ложа водохранилища переходит в воду. Одновременно с ростом минерализации происходит и ухудшение гидрохимического состава. В основном он становится хлоридно-сульфатно-натриевым, а иногда сульфатно-хлоридно-натриевым. В ряде случаев на второе место по содержанию катионов выходит магний. Во всех пробах воды минимальное абсолютное и относительное содержание приходится на кальций. Водородный показатель (pH) изменяется от 7,4 до 8,4, то есть вода имеет слабощелочную и щелочную реакцию. Поверхностные воды используются для водопоя сельскохозяйственных животных и любительского рыболовства.
Ключевые слова: мониторинг, водный объект, озеро, водохранилище, Аршань-Зельмень, Нугра, Суварган, Амта-Бургуста, Ялмта, дистанционное зондирование.
Актуальность
Рациональное использование водных ресурсов и экологическая безопасность мелиоративных объектов и систем являются основополагающими принципами для успешного развития производительных сил и создания нормальных условий жизни для населения [3, 6].
Территория Республики Калмыкия относится к маловодообеспеченным регионам страны. Гидрографическая сеть здесь развита очень слабо, лишь крайний северный участок, граничащий с Волгоградской областью, характеризуется низкой относительной водностью (0,5-1,0 л/с на 1 км2). На остальной территории республики в направлении с севера-запада на юго-восток и на юге она практически близка к нулю [1, 7].
Из крупных водотоков имеется река Кума, которая проходит по южной границе республики и не представляет интереса как водоисточник, так как по ее руслу проложен Кумский коллектор, отводящий только сбросные воды низкого качества с территории Ставропольского края в Каспийское море (2/3 из них — промышленно-коммунальные стоки). На северо-востоке узкая полоса территории республики выходит к реке Волга, а на западной границе проходит небольшой участок реки Большой Егорлык.
Основной объем местного поверхностного стока, используемого на нужды республики, формируется на восточном склоне Ергенинской возвышенности, где расположено около 40 малых рек и балок с площадью водосбора от 30 до 780 км2 и длиной 20-60 км. Реки и балки не составляют единого бассейна. Они раздельно впадают либо в Сарпинские озера и лиманы, либо вообще теряются на прилегающей низменно-
сти (что наиболее характерно для юго-восточных балок). Среднемноголетний слой поверхностного стока колеблется от 8 до 30 мм/год (объем до 150 млн м3), по годам существенно варьирует. Основной срок прохождения — ранняя весна. При обеспеченности 5% он составляет 438 млн м3; 25% — 215; 75% — 51; 85% — 38; 95% — 12 млн м3 [1, 2, 4, 5].
Паводковый поверхностный сток с восточного склона Ергеней аккумулируется в прудах-водохранилищах (около 400 шт. при полезном объеме 140-150 млн м3). Однако следует отметить, что большинство водоемов построено без учета возможности их комплексного использования и более 70% от их общего количества не имеют водосбросных сооружений, охранных и санитарных зон. Качество воды не всегда отвечает необходимым требованиям, да и общего их количества недостаточно для удовлетворения всех нужд народного хозяйства республики.
В целом же, в связи с ограниченностью местных водных ресурсов хорошего качества, для обеспечения нужд различных отраслей народного хозяйства Республики Калмыкия основные объемы воды поступают из-за ее пределов из бассейнов рек Волги, Кубань, Терек и Кумы.
В связи с этим цель данной работы — проведение эколого-мелиоративного мониторинга поверхностных вод водоемов восточного склона Ергенинской возвышенности, позволяющего оценивать и прогнозировать ситуацию для использования и аккумуляции местного поверхностного стока на различные водохозяйственные нужды (орошение, водопой скота, рыборазведение и рекреация).
Методика исследований
Ергенинская возвышенность располагается в юго-восточной части Европейской территории России, представляя собой платообразную возвышенность шириной 50-80 км. Высота Ергеней на севере достигает 120 м, на юге они заканчиваются мысом или бугром Чолун-Хамур высотой 218 м. Ергенинская возвышенность имеет пологий западный склон, незаметно переходящий в Сальские степи. На востоке она круто обрывается к Прикаспийской низменности, на юге — к Кумо-Манычской впадине.
Возвышенность является водоразделом Донского и Волжского бассейнов и служит климатической границей, западный склон представляет собой сухую степь, восточный — полупустыню. Склоны балок южной и восточной экспозиции сильно покаты, северной — более спокойны. В своих верховьях балки имеют много отножин, обусловливающих большое расчленение главных водоразделов. Коэффициент эрозионного расчленения по шкале М.Н. Заславского (1987) составляет 0,3-0,6. По дну этих балок в весенний период после таяния снегов протекают небольшие речки, не составляющие единого бассейна. Водотоки раздельно впадают в Сарпинские озера и лиманы или теряются в прилегающей низменности. В последующем русла большинства этих рек пересыхают, исключение составляют места действия родников и ключей.
Объектами исследований являлись водоемы, расположенные на восточном склоне Ер-генинской возвышенности: озеро Ялмата, водохранилища Суварган, Аршань-Зельмень, Нугра и Амта-Бургуста. В основу работы положены данные полевых и лабораторных исследований за
© Дедова Э.Б., Вершинин В.В., Хуторова А.О., Шабанов Р.М., Дедов А.А., 2020 Международный сельскохозяйственный журнал, 2020, том 63, № 5 (377), с. 10-16.
земельные отношения и землеустройство
многолетний период (2000-2018 гг.), а также использовались космические снимки высокого пространственного разрешения (спутников серии Landsat и Sentinal-2), находящиеся в открытом доступе и полученные за период с 2002 по 2018 гг. Для определения площади водной акватории водоемов использовались разновременные материалы космической съемки.
Результаты исследований
Водохранилище Аршань-Зельмень (фото 1) располагается на территории Сарпинского района Республики Калмыкия (N47°35'30,2806'' E44°33'21,1319") и является одним из старейших водоемов региона, построенных в 1935-1937 гг.
Создание водохранилища включало перекрытие балки Аршань-Зельмень земляной плотиной, что позволяет аккумулировать местный поверхностный сток со склонов Ергенинской возвышенности [1, 2].
Первоначальные размеры и качественные показатели водоема составляли: площадь зеркала воды — 10,8 км2, объем — 20,4 млн м3, минерализация воды — 1,3 г/л. Функционирующее водохранилища Аршань-Зельмень предусматривалось использовать для полива сельскохозяйственных культур, рыборазведения и промыслового рыболовства, водопоя скота и в рекреационных целях (отдых, туризм, спорт) [2].
Результаты исследований показали, что площадь зеркала водной поверхности и минерализация воды водохранилища Аршань-Зельмень зависит от влагообеспеченности года (рис. 1).
При этом в летне-осенний период из-за высокой испаряемости площадь зеркала водной поверхности имеет тенденцию к уменьшению. Так, по данным материалов дистанционного зондирования, наименьшая площадь водной акватории — 4,012 км2 наблюдается в летний период 2002 г., при этом минерализация воды составила 8,721 г/л (табл. 1). В июле 2010 г. площадь зеркала воды составляла 7,968 км2 с минерализацией воды 1,581 г/л.
Рис. 1. Динамика площади зеркала водной поверхности водохранилища Фото 1. Водохранилище Аршань-Зельмень
Аршань-Зельмень в разные по влагообеспеченности годы
Таблица 1
Динамика химического состава и минерализация поверхностных вод водохранилища Аршань-Зельмень Республики Калмыкия
Дата Концентрация ионов, г/л / мг-экв/л / % мг-экв Сумма рН Химизм засоления
отбора CO32- HCO3- Cl" SO42" Ca2+ Mg2+ Na+ солей, г/л
2000 г. 22.07. - 0,171 2,769 0,691 0,200 0,354 1,306
- 2,80 79,12 14,40 10,00 29,50 56,82 5,491 - Cl--SO 2-, Na+ 4 '
- 1,45 41,07 7,48 5,19 15,31 29,50
2002 г. 17.07. - 0,195 3,430 2,232 0,220 0,546 2,098
- 3,20 98,00 46,50 11,00 45,50 91,20 8,721 - Cl--SO 2-, Na+ 4
- 1,08 33,18 15,74 3,72 15,40 30,88
2006 г. 21.07. 0,006 0,177 1,207 1,032 0,130 0,132 0,945
0,20 2,90 34,00 21,50 6,50 11,00 41,10 3,629 8,2 Cl--SO 2-, Na+ 4
0,17 2,47 29,01 18,35 5,55 9,38 35,07
2008 г. 25.09. - 0,189 3,990 3,072 0,210 0,522 2,887
- 3,10 112,4 64,00 10,50 43,50 125,5 10,370 7,4 Cl--SO 2-, Na+ 4
- 0,86 31,31 17,83 2,92 12,12 34,96
2009 г. 17.04. - 0,165 2,570 2,064 0,170 0,342 1,865
- 2,70 72,40 43,00 8,50 28,50 81,10 7,176 7,7 Cl--SO 2-, Na+ 4
- 1,14 30,65 18,21 3,61 12,07 34,32
2010 г. 09.07. 0,006 0,165 0,454 0,456 0,090 0,072 0,338
0,20 2,70 12,80 9,50 4,50 6,00 14,70 1,581 8,0 SO 2--Cl-, Na+ 4
0,40 5,35 25,40 18,85 8,93 11,90 29,17
2013 г. 11.10. 0,195 1,98 1,51 0,15 0,24 1,44
3,20 56,0 31,5 7,50 20,0 63,2 5,539 8,2 SO 2--Cl-, Na+ 4
1,76 30,87 17,37 4,13 11,03 34,84
2016 г. 13.04. - 0,207 2,215 2,232 0,140 0,300 1,846
- 3,40 62,40 46,50 7,00 25,00 80,30 6,940 7,7 Cl--SO 2-, Na+ 4
- 1,51 27,78 20,71 3,12 11,13 35,75
2018 г. 18.04. - 0,085 0,497 0,480 0,110 0,084 0,297
- 1,40 14,00 10,00 5,50 7,00 12,90 1,553 8,0 Cl--SO 2-, Na+ 4
- 2,76 27,56 19,68 10,83 13,78 25,39
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 5 (377) / 2020
Кроме этого, за период эксплуатации водохранилища из-за заиления ложа объем воды уменьшился до 12-16 млн м3.
Анализ полевых и лабораторных исследований показывает, что количественные и качественные характеристики аккумулируемого водного стока очень разнообразны. Химизм засоления хлоридно-сульфатный натриевый и сульфатно-хлоридный. Активная реакция воды слабощелочная и щелочная — рН =7,4-8,4. Уровень минерализации воды изменяется по годам от 1,194 до 7,176 г/л в весенний период и до
максимальных колебаний осенью — от 2,099 до 10,370 г/л, что также говорит о полной зависимости от местного паводкового стока со склонов Ергенинской возвышенности.
Поверхностные воды могут использоваться практически для всех нужд агропромышленного комплекса. В современный период вода используется для водопоя скота и для любительского рыболовства.
Озеро Ялмата расположено на севере Республики Калмыкия в Малодербетовском районе (47°52'13"№4036'2"Е), вмещает в себя не-
сколько млн м3 воды (фото 2). Величина площади зеркала водной поверхности зависит от влагоо-беспеченности года и колеблется от 0,693 до 1,329 км2 (рис. 2).
Минерализация воды варьирует от 0,533 до 2,742 г/л (табл. 2), что напрямую связано с объемом поступающего стока.
Гидрохимический состав также подвержен существенным изменениям по годам и внутри-сезонно. Преобладают сульфатно-хлоридный натриевый, хлоридно-сульфатный натриевый и хлоридно-гидрокарбонатный натриевый типы
Рис. 2. Динамика площади зеркала водной поверхности озера Ялмата в разные по влагообеспеченности годы
Фото 2. Озеро Ялмата
Таблица 2
Динамика химического состава и минерализация поверхностных вод озера Ялмата Республики Калмыкия
Дата Концентрация ионов, г/л / мг-экв/л / % мг-экв Сумма рН Химизм воды по ионам
отбора CO32- HCO3- Cl- S°42- Ca2+ Mg2+ Na+ солей, г/л (% мг-экв)
2002 г. 17.07. - 0,238 0,868 0,744 0,130 0,114 0,648
- 3,90 24,80 15,50 6,50 9,50 28,20 2,742 7,9 БО42' С1-, Mg2+, N8+
- 4,41 28,05 17,54 7,35 10,75 31,90
2004 г. 29.04. 0,024 0,305 0,497 0,163 0,060 0,066 0,338 БО42' С1', Са2+, N8+, Mg2+
0,80 5,00 14,00 3,40 3,00 5,50 14,70 1,453 8,2
1,72 10,78 30,17 7,33 6,47 11,85 31,68
2006 г. 14.04. - 0,183 0,177 0,024 0,050 0,042 0,057
- 3,00 5,00 0,50 2,50 3,50 2,50 0,533 7,7 НСО3 С1', Са2+, N8+, Mg2+
- 17,65 29,41 2,94 14,71 20,58 14,71
2006 г. 21.07. 0,015 0,220 0,256 0,120 0,070 0,036 0,168
0,50 3,60 7,20 2,50 3,50 3,00 7,30 0,885 8,4 НСО3 С1', Mg2+, Са2+, N8+
1,81 13,04 26,09 9,06 12,68 10,87 26,45
2008 г. 25.09. 0,003 0,317 0,365 0,210 0,070 0,078 0,225
0,10 5,20 10,00 4,50 3,50 6,50 9,80 1,264 7,4 БО42' НСО3 С1', Mg2+, N8+
0,25 13,13 25,25 11,37 8,84 16,41 24,75
2009 г. 17.04. 0,003 0,232 0,298 0,072 0,080 0,036 0,156
0,10 3,80 8,40 1,50 4,00 3,00 6,80 0,877 8,1 НСО3 С1', Mg2+, С82+, N8+
0,36 13,77 30,43 5,44 14,50 10,87 24,63
2010 г. 09.07. - 0,238 0,213 0,048 0,050 0,036 0,124
- 3,90 6,00 1,00 2,50 3,00 5,40 0,709 8,2 НСО3 С1', Mg2+, С82+, N8+
- 17,89 27,52 4,59 14,50 10,87 24,63
2013 г. 18.06. - 0,409 0,781 0,384 0,110 0,072 0,580
- 6,70 22,00 8,00 5,50 6,00 25,20 2,336 8,3 БО2' С1', N8+ 4 '
- 9,13 29,97 10,90 7,49 8,17 34,34
2016 г. 13.04. - 0,311 0,568 0,600 0,120 0,042 0,554
- 5,10 16,00 12,50 6,00 3,50 24,10 2,195 8,3 БО2' С1', N8 4
- 7,59 23,81 18,60 8,93 5,21 35,86
2018 г. 18.04. - 0,128 0,391 0,168 0,090 0,012 0,255
- 2,10 11,00 3,50 4,50 1,00 11,10 1,044 8,2 БО2' С1', С82+, N8+ 4
- 6,33 33,13 10,54 13,55 3,01 33,44
Рис. 3. Динамика площади зеркала водной поверхности Фото 3. Водохранилище Нугра
водохранилища Нугра в разные по влагообеспеченности годы
Рис. 4. Сезонная динамика площади зеркала водной акватории водохранилища Нугра Республики Калмыкия по данным дистанционного зондирования спутников: а) — 2002 г., 1.ап<^ 5 ТМ; б) — 2018 г., $епйпе!-2
Таблица 3
Динамика химического состава и минерализация поверхностных вод водохранилища Нугра Республики Калмыкия
Дата Концентрация ионов, г/л / мг-экв/л / % мг-экв Сумма рН Химизм воды по ионам
отбора СОз2- НСО3- С!- 5°42- Са2+ М§2+ солей, г/л (% мг-экв)
2002 г. 17.07. - 0,293 1,288 2,424 0,240 0,222 1,417
- 4,80 36,80 50,50 12,00 18,50 61,6 5,884 8,0 С1-, БО2- N3+ ' 4
- 2,61 19,98 27,41 6,51 10,04 33,45
2004 г. 29.04. 0,018 0,226 0,454 0,826 0,090 0,060 0,570 С1-, БО 2' 4 М§2+
0,60 3,70 12,80 17,20 4,50 5,00 24,80 2,244 8,2
0,87 5,39 18,66 25,08 6,56 7,29 36,15
2006 г. 21.07. 0,018 0,305 0,383 0,600 0,080 0,108 0,366
0,60 5,00 10,80 12,50 4,00 9,00 15,90 1,860 8,4 С1-, БО42- М§2+, N8+
1,04 8,65 18,68 21,63 6,92 15,57 27,51
2007 г. 03.08. - 0,281 4,260 8,736 0,320 0,672 5,396
- 4,60 120,0 182,0 16,00 56,00 234,6 19,665 6,6 С1-, 5Оя2^а+ 4
- 0,75 19,57 29,68 2,61 9,13 38,26
2008 г. 02.07. 0,003 0,195 0,241 0,432 0,090 0,042 0,255
0,10 3,20 6,80 9,00 4,50 3,50 11,10 1,258 8,2 С1-, БО 2- Са 2+, N8+ 4
0,26 8,38 17,80 23,56 11,78 9,16 29,05
2010 г. 09.07. 0,006 0,201 0,156 0,096 0,060 0,012 0,136
0,20 3,30 4,40 2,00 3,00 1,00 5,90 0,667 8,1 НСО3 С1-, Са2+, N8+
1,01 16,67 22,22 10,10 15,15 5,05 29,80
2013 г. 18.06. - 0,250 0,781 1,080 0,090 0,090 0,842
- 4,10 22,0 22,50 4,50 7,50 36,60 3,133 8,1 С1-, 5О„2^а+ 4
- 4,22 22,63 23,15 4,63 7,72 37,65
2016 г. 13.04. - 0,232 0,497 0,504 0,090 0,084 0,386
- 3,80 14,00 10,50 4,50 7,00 16,80 1,793 7,9 БО42- С1-, М§2+№+
- 6,72 24,73 18,55 7,95 12,37 29,68
2018 г. 18.04. - 0,085 0,128 0,048 0,060 0,024 0,023
- 1,40 3,60 1,00 3,00 2,00 1,00 0,368 7,9 НСО3 С1-, М§2+Са2+
- 11,67 30,00 8,33 25,00 16,67 8,33
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 5 (377) / 2020
засоления. Водородный показатель (рН) изменяется от 7,4 до 8,4, то есть вода имеет слабощелочную и щелочную реакцию. Поверхностные воды используются для водопоя сельскохозяйственных животных и любительского рыболовства. Так, в 2017 г. состоялось зарыбление водоема 2 тоннами молоди карпа, белого амура и толстолобика.
Водохранилище Нугра (фото 3) располагается в Кетченеровском районе Республики Калмыкия (47°24'37"М44°37'8"Е). Водохранилище создано в результате создания в низовье реки Элиста насыпной земляной плотины, длина которой 460 м и ширина 5 м. С южной и северной сторон берега водоема окаймлены пологими отрогами Ергенинской возвышенности, что позволяет формировать местный поверхностный сток с ее склонов. При этом через водохранилище транзитом протекает река Элиста. Водохранили-
ще Нугра в зависимости от водности года вмещает от 5,0 до 21,5 млн м3. При этом его длина 2,5 км, ширина 500 м, наибольшая глубина 5 м. Анализ материалов дистанционного зондирования показывает, что площадь зеркала водной поверхности данного водоема зависит от влаго-обеспеченности года и носит сезонный характер (рис. 3 и 4).
Данному водоему присущи резкие колебания минерализации воды. Весной она составляет 0,554-1,490 г/л, а к осени повышается до 2,269-4,241 г/л (табл. 3). Экстремальным был 2007 г., когда весной минерализация воды находилась на уровне 3,745 г/л и затем повысилась до 19,665 г/л.
Основные типы химизма воды: сульфатно-хлоридный натриевый, сульфатный натриевый. Активная реакция воды слабощелочная и щелочная, так как рН находится в пределах 7,6-8,4.
В настоящий период поверхностные воды используется для водопоя скота, а также развито любительское рыболовство.
Водохранилище Амта-Бургуста (фото 4) вместимостью до 15 млн м3 расположено в Кет-ченеровском районе Республики Калмыкия (47°17'26,8"Ы44°34'11,2''Е). Площадь водной акватории варьирует от 0,046 до 0,071 км2 (рис. 5). За период проведения мониторинга минерализация поверхностных вод колебалась от 0,403 до 1,584 г/л (табл. 4).
Химический состав воды изменяется от суль-фатно-хлоридного натриевого до гидрокарбо-натно-сульфатно-натриевого и гидрокарбонат-но-натриево-кальциевого типа. Вода пригодна для водопоя скота, орошения и на технологические нужды. Имеется также возможность организации хозяйственно-питьевого водоснабжения при строительстве очистных сооружений.
Рис. 5. Динамика площади зеркала водной поверхности водохранилища Амта-Бургуста в разные по влагообеспеченности годы
Фото 4. Водохранилище Амта-Бургуста
Таблица 4
Динамика химического состава и минерализация поверхностных вод водохранилища Амта-Бургуста Республики Калмыкия
Дата Концентрация ионов, г/л / мг-экв/л / % мг-экв Сумма рН Химизм воды по ионам
отбора co32- HCO3- Cl- S°42- Ca2+ Mg2+ Na+ солей, г/л (% мг-экв)
2002 г. 17.07. - 0,183 0,308 0,456 0,050 0,060 0,317
- 3,00 8,80 9,50 2,50 5,00 13,80 1,374 8,2 Cl-, SO2- Na+ ' 4
- 7,04 20,66 22,30 5,87 11,74 32,39
2005 г. 01.06. 0,003 0,189 0,270 0,624 0,070 0,042 0,386
0,10 3,10 7,60 13,00 3,50 3,50 16,80 1,584 8,3 Cl-, SO42- Mg2+, Na+
0,21 6,51 15,97 27,31 7,35 7,35 35,30
2009 г. 17.04. 0,011 0,238 0,227 0,312 0,080 0,054 0,199
0,35 3,90 6,40 6,50 4,00 4,50 8,65 1,121 8,5 Cl-, SO 2-Na+ 4
1,02 11,37 18,66 18,95 11,66 13,12 25,22
2013 г. 18.06. - 0,207 0,426 0,168 0,040 0,066 0,262
- 3,40 12,00 3,50 2,00 5,50 11,40 1,169 8,0 Cl-, SO2- Ca 2+, Na+ 4
- 8,99 31,75 9,26 5,29 14,55 30,16
2015 г. 02.05. - 0,244 0,142 0,144 0,100 0,042 0,058
- 4,00 4,00 3,00 5,00 3,50 2,50 0,630 8,4 HCO3 Cl-, Ca2+, Na+
- 18,18 18,18 13,64 22,73 15,91 11,36
2016 г. 13.04. - 0,262 0,270 0,288 0,070 0,054 0,228
- 4,30 7,60 6,00 3,50 4,50 9,90 0,902 8,2 Cl-, SO 2-Na+ 4
- 12,01 21,23 16,76 9,78 12,57 27,65
2017 г. 11.04. - 0,195 0,071 0,024 0,050 0,012 0,051
- 3,20 2,00 0,50 2,50 1,00 2,20 0,403 8,3 SO42- Cl-, Mg2+Na+
- 28,07 17,54 4,39 21,93 8,77 19,30
2018 г. 18.04. 0,015 0,128 0,241 0,120 0,120 0,042 0,045
0,05 2,10 6,80 2,50 6,00 3,50 1,95 0,698 8,0 HCO3 Cl-, Mg2+Ca2+
0,22 9,17 29,69 10,92 26,20 15,28 8,52
Рис. 6. Сезонная динамика площади водной акватории водохранилища Фото 5. Водохранилище Суварган
Суварган за 2007 г. по данным дистанционного зондирования спутника Landsat 5 TM
Таблица 5
Динамика химического состава и минерализация поверхностных вод водохранилища Суварган Республики Калмыкия
Дата Концентрация ионов, г/л / мг-экв/л / % мг-экв Сумма рН Химизм воды по ионам
отбора C032- HC°3- Cl- s°42- Ca2* Mg2* Na* солей, г/л (% мг-экв)
2002 г. 17.07. - 0,433 1,785 2,112 0,300 0,258 1,509
- 7,10 51,00 44,00 15,00 21,50 65,60 6,397 8,1 SO/, Cl-, Mg2+, Na+
- 3,48 24,97 21,55 7,35 10,53 32,12
2005 г. 01.06. - 0,372 1,540 2,112 0,240 0,216 1,461
- 6,10 43,40 44,00 12,00 18,00 63,50 5,941 8,2 Cl-, SO42-, Na+
3,26 23,21 23,53 6,42 9,62 33,96
2007 г. 17.04. - 0,366 1,761 2,280 0,240 0,252 1,612
- 6,00 49,60 47,50 12,00 21,00 70,10 6,511 7,8 SO42-, Cl-, Mg2+, Na+
- 2,91 24,05 23,04 5,82 10,18 34,00
2007 г. 27.06. 0,015 0,329 2,244 2,712 0,260 0,276 2,061
0,50 5,40 63,20 56,50 13,00 23,00 89,60 7,897 7,6 SO2- , Cl-, Na+
0,20 2,15 25,16 22,49 5,17 9,16 35,67
2007 г. 07.09. 0,004 0,275 3,010 3,600 0,250 0,396 2,739
0,30 4,50 84,80 75,00 12,50 33,00 119,10 10,279 8,4 SO42-, Cl-, Mg2+, Na+
0,09 1,37 25,76 22,78 3,80 10,02 36,18
2016 г. 13.04. - 0,421 0,426 1,320 0,200 0,198 0,458 Cl-, so42- Mg2+, Na+
- 6,90 12,00 27,50 10,00 16,50 19,90 3,023 8,1
- 7,44 12,93 29,63 10,78 17,78 21,44
2018 г. 18.04. 0,030 0,201 1,179 1,152 0,200 0,198 0,784 SO2-, Cl-, 4 ' ' Mg2+, Na+
0,10 3,30 33,20 24,00 10,00 16,50 34,10 3,717 8,1
0,08 2,72 27,39 19,81 8,25 13,61 28,14
Водохранилище Суварган (фото 5), располагающееся в Кетченеровском районе Республики Калмыкия (47°04'10,0"М44°26'41,ГЕ), обладает низкими качественными показателями воды. Весной минерализация воды колеблется в зависимости от влагообеспеченности года от 3,02 до 6,51 г/л, осенью сумма воднора-створимых солей повышается до 6,67-10,23 г/л (табл. 5).
Как видно тип химизма: сульфатно-хлорид-ный натриевый, хлоридно-сульфатный натриевый, водородный показатель (рН) изменяется в пределах от 7,6 до 8,6.
Площадь зеркала водной поверхности й в течение года изменяется, так, например, в 2007 г., по данным космических снимков спутника Landsat 5 ТМ, в весенний период S = 0,344 км2, в сентябре S уменьшилась на 29% (рис. 6).
Заключение
На основе материалов дистанционного зондирования установлены зависимости площади водной акватории водоемов от влагообеспе-ченности и сезона года. Наблюдается увеличение минерализации воды в осенний период (сезонный характер), что связано с высокой испаряемостью с поверхности водоемов, а также влиянием высоких запасов солей в почвенном профиле, часть которых из ложа водохранилища переходит в воду. Одновременно с ростом минерализации происходит и ухудшение гидрохимического состава. В основном он становится хлоридно-сульфатно-натриевым, а иногда суль-фатно-хлоридно-натриевым. В ряде случаев на второе место по содержанию катионов выходит магний. Во всех пробах воды минимальное абсолютное и относительное содержание приходится на кальций.
Литература
1. Адьяев С.Б., Дедова Э.Б., Сазанов М.А. Комплексное использование водных ресурсов Республики Калмыкия: монография / под общ. ред. О.В. Демкина. Элиста: ЗАОР «НПП «Джангар», 2006. 200 с.
2. Богданов В.П. Экономика водного хозяйства Калмыкии. Элиста: АПП «Джангар», 1997. 252 с.
3. Бородычев В.В., Дедова Э.Б., Сазанов М.А., Дедов А.А. Экосистемный мониторинг водных ресурсов и мелиоративных объектов // Российская сельскохозяйственная наука. 2017. № 3. С. 56-61.
4. Дедова Э.Б., Дубенок Н.Н., Бородычев В.В., Исаева С Д., Сазанов М.А. Методические положения создания комплексного мониторинга водных ресурсов и мелиоративных систем Республики Калмыкия. М., 2017. 97 с.
5. Дедова Э.Б. Зональная шкала оценки качества поливных вод республики Калмыкия // Синергия. 2018. № 1. С. 88-95.
- 15
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № S (377) / 2020
6. Vershinin, V.V., Murasheva, A.A., Shirokova, V.A., Khutorova, A.O., Shapovalov, D.A., Tarbaev, V.A. (2016). The solutions of the agricultural land use monitoring problems.
International Journal of Environmental and Science Education, vol. 11, no. 12, pp. 5058-5069.
7. Овчинников А.С., Бородычев В.В., Дедова Э.Б., Сазанов М.А. Мониторинг водных ресурсов Республики
Калмыкия и проблемы экосистемного водопользования в агропромышленном комплексе // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2015. № 3 (39). С. 9-19.
Об авторах:
Дедова Эльвира Батыревна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0640-911X, Scopus ID: 57130902500, Researcher ID: С-1822-2014, [email protected] Вершинин Валентин Валентинович, доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой почвоведения, экологии и природопользования,
ORCID: http://orcid.org/0000-0001-9046-827X, Scopus ID: 57190580623, Researcher ID: 0-1151-2017, [email protected] Хуторова Алла Олеговна, кандидат географических наук, доцент кафедры почвоведения, экологии и природопользования, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-9389-2444, [email protected]
Шабанов Рустам Михайлович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, [email protected] Дедов Андрей Анатольевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, [email protected]
INTEGRATED MONITORING OF THE STATE OF WATER BODIES OF THE EASTERN SLOPE OF THE ERGENIN HILL
E.B. Dedova1, V.V. Vershinin2, А.О. Khutorova2, R.M. Shabanov3, А.А. Dedov3
1All-Russia research institute of hydraulic engineering and land reclamation
named after A.N. Kostyakov, Moscow, Russia
2State university of land use planning, Moscow, Russia
3All-Russia research institute of hydraulic engineering and land reclamation
named after A.N. Kostyakov (Kalmyk branch), Elista, Russia
The article presents the results of long-term monitoring of the ecological state of surface water of water bodies of the Ergeninsky Upland, based on the analysis of field and laboratory studies, as well as remote sensing materials. It has been shown that the flood surface runoff from the eastern slope of Ergeni accumulates in reservoir ponds, while the long-term average annual layer varies from 8 to 30 mm/year (volume up to 150 million m3). Information is presented on the chemical (anionic and cationic) composition and degree of mineralization of surface water of the reservoirs of the eastern slope of the Ergeninsky Upland: Lake Yalmata, reservoirs Suvargan, Arshan-Zelmen, Nugra and Amta-Burgusta. Based on remote sensing materials, the dependences of the area of the water area of water bodies on moisture availability and season of the year have been established. There is an increase in water mineralization in the autumn period (seasonal), which is associated with high evaporation from the surface of water bodies, as well as the influence of high salt reserves in the soil profile, some of which from the reservoir bed goes into the water. Along with the increase in mineralization, a deterioration in the hydrochemical composition also occurs. Basically, it becomes sodium chloride-sulphate, and sometimes sodium sulfate-chloride. In some cases, magnesium takes the second place in the cation content. In all water samples, the minimum absolute and relative content is calcium. The hydrogen index (pH) varies from 7.4 to 8.4, that is, water has a slightly alkaline and alkaline reaction. Surface water is used for watering farm animals and recreational fishing.
Keywords: monitoring, water body, lake, reservoir, Arshan-Zelmen, Nugra, Suvargan, Amta-Burgusta, Ylmata, remote sensing.
References
1. Ad'yaev, S.B., Dedova, Eh.B., Sazanov, M.A. (2006). Kompleksnoe ispol'zovanie vodnykh resursov Respubliki Kalmykiya:monografiya [Integrated use of water resources of the Republic of Kalmykia: monograph]. Elista, ZAOR "NPP "Dzhangar" Publ., 200 p.
2. Bogdanov, V.P. (1997). Ehkonomika vodnogo kho-zyaistva Kalmykii [Water economics of Kalmykia]. Elista, APP "Dzhangar" Publ., 252 p.
3. Borodychev, V.V., Dedova, Eh.B., Sazanov, M.A., Dedov, A.A. (2017). Ehkosistemnyi monitoring vodnykh resursov i meliorativnykh ob"ektov [Ecosystem monitoring of water resources and reclamation facilities]. Rossiiskaya sel'skokhozyaistvennaya nauka, no. 3, pp. 56-61.
4. Dedova, Eh.B., Dubenok, N.N., Borodychev, V.V., Isaeva, S.D., Sazanov, M.A. (2017). Metodicheskie polozheni-ya sozdaniya kompleksnogo monitoringa vodnykh resursov i meliorativnykh sistem Respubliki Kalmykiya [Methodological provisions for the creation of integrated monitoring of water resources and reclamation systems of the Republic of Kalmykia]. Moscow, 97 p.
5. Dedova, Eh.B. (2018). Zonal'naya shkala otsenki kachestva polivnykh vod respubliki Kalmykiya [Zonal scale of estimation of the quality of fuel water of the Republic of Kalmyky]. Sinergiya, no. 1, pp. 88-95.
6. Vershinin, V.V., Murasheva, A.A., Shirokova, V.A., Khutorova, A.O., Shapovalov, D.A., Tarbaev, V.A. (2016). The solutions of the agricultural land use monitoring problems.
International Journal of Environmental and Science Education, vol. 11, no. 12, pp. 5058-5069.
7. Ovchinnikov, A.S., Borodychev, V.V., Dedova, Eh.B., Sazanov, M.A. (2015). Monitoring vodnykh resursov Respubliki Kalmykiya i problemy ehkosistemnogo vodopol'zovaniya v agropromyshlennom komplekse [Monitoring of water resources of the Republic of Kalmykia and the problems of ecosystem water use in the agro-industrial complex]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa [Izvestia of the Lower Volga agro-university complex], no. 3 (39), pp. 9-19.
About the authors:
Elvira B. Dedova, doctor of agricultural sciences, professor, leading researcher,
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0640-911X, Scopus ID: 57130902500, Researcher ID: C-1822-2014, [email protected]
Valentin V. Vershinin, doctor of economic sciences, professor, head of the department of soil science, ecology and nature management,
ORCID: http://orcid.org/0000-0001-9046-827X, Scopus ID: 57190580623, Researcher ID: 0-1151-2017, [email protected]
Alla O. Khutorova, candidate of geographical sciences, associate professor of the department of soil science, ecology and nature management,
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-9389-2444, [email protected]
Rustam M. Shabanov, candidate of agricultural sciences, senior researcher, [email protected]
Andrey A. Dedov, candidate of agricultural sciences, senior researcher, [email protected]
