CC BY
15
Д-р С. М. ДРАЧЕВ и д-р В. Н. КОНОНОВ (Москва)
О качестве воды Клязьминского и Долгопруднинского водохранилища в системе канала Волга — Москва
Клязьминское водохранилище, по первому варианту служившее целям судоходства, в данное время предположено использовать и для целей водоснабжения путем перекачки воды из него в Долгопруднин-ское водохранилище. Вопрос об использовании вод р. Клязьмы для целей водоснабжения Москвы поднимался и раньше, но ввиду сравнительной маломощности реки, большой населенности бассейна реки и загрязнения промышленными стоками вод р. Клязьмы этот вариант .принят не был.
По существующему проекту питание Клязьминского водохранилища будет происходить в основном за счет волжской воды, подаваемой из шлюзованного канала Волга — Москва.
По данным отдела гидрологии МВС от ЗЛИ. 1935 в первые годы через канал будет 'подаваться летом 36,6 м3 в секунду и зимой 36,0 м3 в секунду; в дальнейшем подача воды ¡возрастет до 56,6 м3 .летом и 41,8 м3 зимой. По данный прямого определения дебета р. Клязьмы у дер. .Сорокиио (Отчет временного комитета по охране водоемов 1016 г.) суточный расход равен 4,5 млн. ведер. По расчетам Озерова С. А., исходившего из одинаковости модуля стока для Москва-реки и ¡Клязьмы и площади бассейна р. Клязьмы, выше впадения р. Учи, в 735 км2, секундный меженный расход р. Клязьмы следует принять равным 0,76 м3, что соответствует данным прямого определения. Максимальный наво-дочный расход — .238 ,м3. Таким образом в меженный период уже в .первое время существования канала приток воды из Клязьмы будет составлять всего около 2"/о от всего количества поступающей в водохранилище^ воды. При дальнейшем развитии канала удельное значение клязьминской воды в меженный период еще более снизится (до 1,3%).
В течение летнего периода подача воды из канала будет происходить равномерно для поддержания отметки воды Клязьминского водохранилища на уровне 162,М, нормальной отметкой для зимнего периода будет 162,00. Таким образом отметки уровней и глубины в течение большей части года будут почти постоянными. ¡В предпаводочный период уровень воды в Клязьминском водохранилище будет снижен до отметки 160,6; повышение этого уровня до отметки в 162,4 м будет происходить за счет паводочных вод. р. Клязьмы. Таким образом в весенний период решающим фактором химического состава воды Клязьминского водохранилища будет состав весенних паводочных вод. Принимая средний суммарный весевне-снеговой сток в 100 мм, С. А. Озеров общее количество паводочных вод для бассейна р. Клязьмы исчисляет равным 73,5 млн. м3. При емкости водохранилища в 100 млн. м® паводочные воды р. Клязьмы в среднем будут давать, объема водохранилища, вытесняя в этот период волжскую воду, подаваемую через' канал. (Паводочная вода р. Клязьмы заполнит водохранилище в 1937 г. при первом наполнении водохранилища. Превалирующая роль клязьминской паводочной' воды будет непродолжительна. Уже в месячный срок через канал Волга — Москва будет подано в Клязьминское водохранилище количество воды, равное 'примерно всей емкости водохранилища.
Вода из водохранилища будет расходоваться: 1) на питание Химкинского водохранилища (Э1,5 м3 в секунду); 2) на питание р. Клязьмы в размерах, равных меженному расходу р. Клязьмы (0,75 м3); 3) на расходы на обводнение р. Клязьмы; 4) на питание Долгопруднинского водохранилища.
Таким.образом для суждения о вероятном составе воды Клязьминского водохранилища необходимо учесть всю сложность гидрологического режима водохранилища и переменного значения удельнрго веса источников его питания.
При этом необходимо иметь в виду вопрос о скорости смещения вод различного происхождения в таком своеобразном озерно-прудо-
вом проточном водоеме. Учитывая сильно вытянутую форму водохранилища с рядом заливов и рукавов, следует ожидать, что температурных и ветровых перемещений воды, а также влияний струйча-тости и неравномерности движения воды будет недостаточно для полного перемешивания ее. Поэтому следует ожидать известной неоднородности в составе воды в разных пунктах водохранилища; по крайней мере в некоторые сезоны.
Полная однородность исходной клязьминский паводочной воды будет заметно иарушена мощным поступлением воды из канала в летний период. В летний меженный период доминирующую .роль будет иметь волжская вода, поступающая в водохранилище в количестве, в 4—5 раз превышающем объем водохранилища {при суточном поступлении в 3,1 . млн. м3). Значение волжской воды будет слабее в хвостовой части водохранилища, где будет оказывать влияние вода р. Клязьмы. Роль последнего источника питания будет возрастать во время осеннего паводка и в предпаводочный период, когда сильно сократится количество воды, подаваемое из канала Волга—Москва. Учитывая форму водохранилища и расположение входной и выходящей части канала, следует ожидать, что в меженный период вода р. Клязьмы будет полностью направляться в Химкинское водохранилище, питание же р. Клязьмы ниже Пироговской плотины будет происходить за счет волжской воды.
Таковы основные гидрологические данные, определяющие состав и свойство воды Клязьминского водохранилища. Наряду с составом и свойствами источников, питающих водохранилище, не меньшее значение будут иметь и биохимические процессы, происходящие в самом водохранилище. На энергию и направление этих процессов значительное влияние должны оказать почвенный покров участка затопления, в особенности в первый период существования водохранилища, и «твердый сток» с бассейна питания р. Клязьмы. Последний будет определять количество и качество донных отложений.
Характерной особенностью вновь образуемых водохранилищ будет преобладание вод весенного поверхностного стока. Весенняя па-водочная вода заполнит Клязьминское водохранилище в первый год его существования. В последующие годы роль клязьминских паводочных' вод будет также значительна. Волжская вода, подаваемая через канал Волга—Москва, также в значительной мере будет состоять из вод весеннего паводка, скопленных в Верхневолжском и Вышне-золоцком бейшлаутах и Иваньковском водохранилище.
Состав и свойство паводочных вод до настоящего времени не подвергнуты основательному изучению, хотя возрастающее их значение при широком развитии водохранилищ различного типа и назначения представляется очевидным. A priori можно полагать, что состав и свойства паводочных вод в значительной степени вариируются жак в пределах одного паводка, так и из года в год. В первый период паводка вешние воды, стекающие при замерзшей еще почве, свой солевой состав получают от взаимодействия с твердыми частицами пыли, оседающей вместе со снегом, и незначительного количества солей, выпадающих вместе со снегом из воздуха. В этот период паво-дочные воды должны иметь наименьший солевой состав. Наряду с этим в первый период паводка возможно попадание в водоем загрязненных вод в силу того, что таяние наиболее рано начинается в пределах населенных пунктов с значительно загрязненным снеговым покровом. В дальнейшем, по мере оттаивания почв, возрастает возможность соприкосновения вешних вод .с почвенным покровом и их взаимодействие. Воздействие на почву вешних вод, по своему составу и свойствам близких к дестилирован,ной воде, заключается в вымывании легко растворимых солей и во взаимодействии с твердой фазой почвы. Вымывание легко растворимых солей в условиях под-
золистой почвенной зоны не может иметь значительных размеров, так как содержание легко растворимых солей, по крайней мере в условиях необрабатываемых почв, представляется незначительным. Более существенным и характерным для паводочных вод следует признать взаимодействие воды с труднорастворимой частью почв и в особенности с мелкодисперсной фазой. Быстрым течением весенние воды увлекают в водоем частицы почв разной дисперсности — от гравия и песчинок до частиц коллоидального размера. Песчаные частицы, быстро оседая на дно водоема и имея незначительную поверхность, не оказывают существенного влияния на состав и свойство воды. Совершенно иначе обстоит дело в отношении тонкодисперсных частиц. Вследствие их незначительных размеров скорость их оседания ничтожна. Так, частицы, размерами приближающиеся к коллоидальным (менее 0,2 микрона), падают в стоячей воде со скоростью 34 миллимикрона в секунду, проходя за 24 дня путь в 7,05 см. При наличии в воде температурных конвекционных токов ветрового волнения скорость эта практически будет приближаться к нулю, и следовательно коллоидальные частицы, попавши в стоячий водоем, будут оставаться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время. Осаждение их возможно только после коагуляции. Наличие в воде дисперсных почвенных частиц определяет прозрачность воды. Помимо влияния на физические свойства воды наличие почвенных твердых дисперсных частиц в водоеме существенно влияет на химизм воды. Большая удельная поверхность почвенных частиц, находящихся в воде, наряду с длительным сроком взаимодействия между водой и терригенной взвесью, обусловливает значительный эффект воздействия воды, находящейся в огромном избытке, на труднорастворимые почвенные соединения. Эффект этого воздействия можно себе представить следующим образом. С механической стороны под влиянием воды происходит распад почвенных агрегатов (структурных отдельностей) на составляющие эти агрегаты частицы. Явления разрушения структуры почв под влиянием размывающего действия воды ускоряются при быстром течении в ручьях и ветровых волнениях в водоемах, способствуя дальнейшему замедлению скорости падения частиц и соответственному усилению реакции между водой и взвешенной твердой фазой.
Часть этих реакций протекает очень быстро, почти мгновенно, — это реакции между адсорбтивно-логлощенными натионами почв и воды. Между находящимися в почве поглощенными основаниями 1ЧН4, N3, К, Са и и водой устанавливается равновесие, определяемое в основном отношениями между количеством воды и почвы и солевым составом воды. При относительно незначительных количествах взвешенных веществ (порядка 100 мг на 1 л в паводочной воде) и кислой реакции, нередко характеризующей весенние воды, взаимодействие сводится к замещению поглощенных оснований поглощающего комплекса взвешенных частиц водородным ионом по схеме (ан. погл. компл.): х Са х Д^ л ЫН4 х-{-5 НОН л (ан. погл. компл.) ЪНх-\-х Са (ОН)., + л: М£ (ОН)а +д; 1\[Н4 ОН с последующим образованием бикарбонатов кальция и магния.
Для нашей зоны жесткость паводочных вод и вообще состав растворенных в ней катионов определяется составом поглощенных катионов почвы. Это вытекает из того обстоятельства, чтю содержание легко растворимых солей в почвенном растворе задерненных почв не превышает десятков миллиграммов на 1 кг почвы, в то время как поглощенные основания составляют около тысячи миллиграмм. Замещение поглощенных Са и в поглощающем комплексе водоро-
дом ведет к дальнейшему распаду взвешенной частицы и ускорению реакции воды с анионной частью поглощающего комплекса вплоть до полного растворения наиболее мелких частиц. В результате вода обогащается соединениями органического вещества, кремния и фосфора.
Таким образом теригенная взвесь, являющаяся характерной чертой паводочных вод, определяет не только их физические свойства, но и влияет на солевой состав воды, в том числе и на содержание в ней основных органогенных элементов — азота, фосфора и калия.
Исходя из вышесказанного, следует ожидать, что состав паводочных вод для определенной почвенной зоны есть в среднем величина постоянная и для почв подзолистой зоны, определяемая составом твердой фазы почв. В чистом виде паводочные воды можно наблюдать или в прудах, спускаемых перед паводками, или в реках во время максимального паводка, когда приток грунтовых вод составляет доли процента от общего расхода реки в данный момент.
Опубликование систематических наблюдений за составом паводочных вод нам неизвестно.
О составе поверхностного стока может дать представление химический со-"тав прудов, не имеющих источников подземного питания. Примером прудов такого типа могут служить Долгие пруды, расположенные на месте Долгопруд-нинского водохранилища. По данным анализов, проведенных в 1934 г. в летний период, вода прудов характеризовалась цветностью в 27—30° по амер. плат, шкале, общей жесткостью в 1,5—¡1,7 немецких градусов, карбонатой—от 1,0 до 1,3°. Содержание органогенных элементов было высоким: валового азота было найдено от 1,8 до 3,5 мг„на ¡1 л, фосфора от 0,003 до 0,04 мг у ¡поверхности иОД .мг У дна.
При низком солевом составе условия для развития 'биологической деятельности оказались -благоприятными. >В .прудах наблюдалось сильное цветение сине-зеленых водорослей, :в силу чего окисляемость оказалась сильно повышенной (12,3—14,8 мг кислорода); точно так же весь'ма высоким было потребление кислорода за 5 суток <1,0—13,1 ,мг)
В пределах почв подзолистой зоны искусственных больших водохранилищ с изученным солевым составом не имеется. Поэтому для представления о \:оставе воды водохранилища в этой зоне следует обратиться к рассмотрению состава паводочных вод рек в пределах подзолистой зоны.
В 1935 г. Московским санитарным институтом им. Эрисмана проводились (С. А. Фридлянд) ежедневные наблюдения над изменением состава и свойств воды р. Оки (в период паводка в течение 15 дней во время максимального расхода воды в реке). Наблюдения проводились недалеко от г. Каширы на участке строительства Электровоз-строй.
Максимальные расходы воды в общем совпадают с минимальной прозрачностью, наименьшей общей и карбонатной жесткостью и понижением активной реакции. Полученные нами значения, характеризующие основные свойства воды во время паводка, отличаются несколько от данных наблюдений, проведенных в 1927 г. на р. Оке у-г. Коломны (Лазарев), что видно из следующего сопоставления.
Таблица 1
г / Годы Прозрачность Щелочность Жесткость общая Окисляемость Наивысший уровень реки в м
минимальные максимальные
1917....... 1935 ....... 2,5 , 0 2,3 2,8 3,4 20,04 11,47 8,75 5,70
1 Столь низкий солевой состав со щелочностью около 0,5. см3 нормальной кислоты имеет американское водохранилище в 'Кратоне.
Данные в отношении изменения концентрации органогенных элементов приведены в табл. 2.
Паводочные воды характеризуются присутствием заметных количеств нитратов (0,14—0,33 мг), повышенным количеством солевого аммиака <-0,05—0,300 мг). Содержание как аммиачного, так и нит-(ратного азота было больше в первую половину паводка. Содержание азота, альбуминоидного аммиака оставалось высоким во все время прослеженной части паводка (0,35—0,66 мг). Наиболее низкое количество азота альбуминоидного аммиака было обнаружено при максимальном расходе воды. Содержание фасфатов характеризуется довольно устойчивыми высокими цифрами — 0,16—'0,33 мг, большее количество РУОв было обнаружено в первую половину паводка. (Весьма высоким было содержание железа, особенно в первой половине паводка (2,88 мг). Первая половина паводка характеризуется также и более высоким количеством крвмнекислоты. Содержание взвешенных веществ не определялось; судя по измененной прозрачности, наибольшим было содержание взвешенных веществ в первую половину паводка, что совпадает с более высоким содержанием азота, фосфора, железа и кремне кие лоты. Подобных явлений и надо было ожидать, принимая во внимание приведенные выше соображения о взаимодействии воды .и теригенной взвеси.
Приведенные данные относятся г р. Оке, бассейн которой несколько отличается по свойствам почвенного покрова.
Результат анализов паводочных вод р. Клязьмы и ее притоков приведен в табл. 3.
Полученные результаты дают довольно резкие колебания в составе паводочных вод :р. Клязьмы и ее притоков. Река Мещериха, правый приток р. Лобни, впадающий в р. Клязьму с левого берега, несмотря .на паводочный период, сохраняет все свойства сильно загрязненной реки с необычно высоким -содержанием аммиака и весьма высоким пот лением кислорода.
Состав паводочной воды р. Лобни также отражает сильное загрязнение р. Мещерихи.
Посезонные изменения свойств и состава р. Кльязьмы, выше плотины у с. Пирогово, характеризуются по данным анализов 1934 г. в основном следующим образом:
■По данным приведенных анализов вода р. Клязьмы характеризуется сравнительно высокой цветностью, падающей до 13° в зимний меженный период и возрастающей до 33° весной. На значительную роль подземного стока указывает
я
к ч \о
л
1
а
(-
о >>
с
се со о ч о
X
о
о
о.
(и
Е* >>
2 о.
а (в
<и
г 2 в
5
ж
о
4 о в
X 2 X я-о
о а а с
2 м
5 Ч га
х <
Окисляемость фильтр, пробы О о со см со о О | 00 —1 г-. ТГ со о ЮШГЧО то
натур, пробы О I— СМ Ю I- со г- СО_ . СО 00 <м — со со сп ' со ея — —"оо'оо"
Потребление 02 в течение 5 суток 3,07 2,80 1,80
% насыщения о2 г 1 • из |.§2
Раствор кислорода о, 10,52 10,81 10,70
Кремневая кислота 5Ю2 Ю О Ю СМ т со
а £ •е- о 00 00 Ю О ^ 00 со | см са см со см ~ — о ООО ОсГсГ
Хлориды С1 | 1,37 0,60 0,70
Железо 2,88 1,82 1,18
н о вииАэ 1,374 0,585 0,791
нхв&тн 00 О! ш со о со со см ся со | — см — оосГо" о"о"о"
1Ч1И&1ИН -г** 00 оэ см § 1 1 1 18 18
со < о о о
КО0Э1ГОЭ нвииив юоооюсою-^ СМОООЮООЮСМО сососмсм'—о— о о" о сГосТ© о"
аммиак альбуми- ноидный 0,661 0,350 0,545
Реакция рН ^0100 00-00)0 ^гсосососмсмсм-а- г— г— г-— г-— с-*г-
В6И1Г -в: в вхв'п' >>>>^>>> СМ с-- О) о со' со'
2 Гигиена н санитария, 7
1 Клязьма Мешериха— правый приток р. Лобня левый приток р Клязьма Клязьма Название реки
У с. Жигалово в 12 км от с. Котово У с. Катюшки в 4 км от устья р. Лобни ..... У с. Перепечино в 1/2 км от устья р. Лобни .... У с. Новоселки в 9 км от с. Котово (Ниже устья р. Лобни)..... У с. Котово у Эле-ктрост. нции (перед плотиной) Т в< Пункт выемки
^ о о о о емпература эды в С°
00 "00 00 о о о о Прозрачность по шрифту Снеллена № 1 в см
Сл Ю Сл СП N5 сл со оо о ю Цветность по американской плат. коб. шкале в 1ра!усах
7,39 6,96 6,94 7.59 7,26 Реакция рН
3,61 2,45 1,П 3,24 1,31 Щелочность см3 № 1 кислоты
10,2 6,3 3,3 10,7 3,9 о СЛ В а Жесткость в немецких градусах
00 (О 00 | о " — карбонатная
0,58 0,76 0,48 0,68 1,0 в мг на 1 м Железо Р1
ю 05 00 О) ю ю (О (О .й. о ю Хлориды С1
6,6 26,6 12,8 7,6 16,1 Сульфаты Зи4
о о о 1 -- 1 1 00 Фосфаты Р-Рб
9,58 4,80 8,53 6,56 10,8 Растворенный ки лород
00 л. 0П СОМ О) 00 СЛ 00 СО 1Т О) Насыщение кислорода в 9ь
1,090 10,10 2,07 1,03 2,00 Азот N суммарный
1,99 13,3 2,12 2,24 3,17 1 ютреблеш-е кислорода за 5 суток
3,34 Нефильтрованный ,0,2 (фильтрованный 8,8) 7,70 3,76 14,0 Окисляе-мость в мг 03
а
В)
а о
о ■с X
г
л
а
о )а с
■а
г 3
г
я
п
о
я ■о
Н О я; о л
н
О)
о\
5я
Я й,
сравнительно невысокая для открытых водоемов нашей области окисляемость, посезонный ход изменений которой соответствует изменениям цветности.
Содержание суммарного азота в воде. р. Клязьмы характеризуется довольно высокими цифрами ■— от 0,33 до 1,37 мг на 1 л. Весьма высокими цифрами характеризуется потребление кислорода за 5 суток, что указывает на заметное загрязнение р. Клязьмы на данном участке, причину которого надо отнести за счет большой заселенности и расположения пахотных угодий по склонам к реке.
Таблица 4
Средние данные из 3 анализов для каждого сезона
Лето Зима Осень Весна
Цветность по американской шкале ........... Жесткость общая....... » карбонатная .... Азот суммарный....... Окисляемость........ Потребление 02....... 23° 12,5° 11,7° 0,33 мг 4,25 » 4,7 » 13° 14,4° 13,4° 1,15 мг 2,0 « 3,0 « 32° 11,3° 10,9° 0,50 мг 5,5 » 1,2 « 33° 8,3° 7,6° 1,37 мг 7,03 » 2,47 »
Анализы паводочных-вод, захватившие первый период паводка, указывают на довольно высокие цифры жесткости воды. Средние цифры жесткости для паво-дочной воды за период паводка должны быть ниже. Жесткость воды, которая ча-полнит Клязьминское водохранилище весной, надо полагать, не будет превышать 4—6 немецких градусов в соответствии с жесткостью паводочных вод рек нашей области.
От волжской воды Клязьминское водохранилище будет отличаться более низкой цветностью и окисляемостью.
Состав паводочных вод р. Волги и рек, пересекаемых трассой канала Волга — Москва, виден из прилагаемой таблицы анализов, проведенных гидрохимической лабораторией Института им. Эрисмана.
По данным приводимых анализов, произведенных в определенный момент паводка, паводочные воды характеризуются довольно высокий цветностью — 60—76° и окисляемостью (9,1—16,7 мг кислорода. Сухой 'остаток не .превышает 168 мг на 1 л. Общая жесткость колеблется от 3,9 до 6,9 немецких градусов, карбонатная — от 3,0 до 6,2. Содержание сульфатов составляет 8—10 мг 804, хлоридов — 0,5 мг.
Содержание суммарного азота является довольно высоким — от 0,26 до 0,62 мг на 1 л; основой формой азота является азот альбуминоидного аммиака. Фосфорная .кислота в паводочных водах найдена в количестве! от 0,06 до 0,16 мг, железо в количестве 0,20—0,60 мг на 1 л.
При содержании кислорода выше 10 мг на 1 л паводочные воды обычно являются неполностью насыщенными в отношении кислорода, процент насыщения равен от 81 до 96. По данным 5-суточной пробы потребление кислорода составляло от 0,22 до 2,43 мг.
Несмотря на отсутствие систематических наблюдений над режимом паводочных вод рек по трассе канала, приводимые данные надо считать довольно близко характеризующими состав вод, играющих главную роль в питании канала Волга — Москва.
Вода, подаваемая из канала Волга — Москв, составит основную массу воды Клязьминского водохранилища. Состав воды канала будет в основном определяться составом воды Иваньковского водохранилища, у которого расположены головные сооружения канала. Состав воды огромного водохранилища у д. Иваньково в значительной мере будет определяться паводочн.ыми водами р. Волги.
По средним данным из 4 анализов С. А. Озерова и 4 анализов гидрохимической лаборатории Института им. Эрисмана вешние воды р. Волги характеризуются следующим образом: прозрачность — 34 см по Секки, цветность по американской плат. коб. шкале — 66, жесткость карбонатная — 3,2 немецких градуса, окисляемость — 12,5 мг кислорода.
Волга » » Дубна Уча Волгуша Яхрома » . Клязьма Реки
Ниже устья р. Дубны, выше пристани с. Прислон . . То же...... » » ...... Устье против с. Притыкино . . . У с. Курово выше плотины .... У с. Муханки . . У с. Кромино . . У с. Свистуха . . ( У с. Рыблово . . Пункт выемки
21 21 17 16 30 Выше 30 Около 30 Выше 30 » 30 Прозрачность по шрифту Снеллена
0>0)0>0}0 О) О О О О О 00 ООО Цветность по американской плат. коб. шкале
7,49 7,49 7,49 7,45 7,58 7,72 7,88 7,88 7,82 Реакция рН
1.24 1.25 1,12 1,08 1,20 1,96 2,08 2,22 1,81 Щелочность см3 в Ы/1 кислоты
117,6 118,0 123,2 127,2 113,5 147,0 156,0 168,0 135,5 Сухой остаток
О) -4 СТ> О ^ 00.fe.fs. "о Ю СО 4^ СО о СО — о о СЛ Я ¡о Жесткость в немецких градусах
сл от сл сл со со оооосо " - 00 СП О — СП сл карбонатная
0,25 0,28 0,33 0,23 0,33 0,43 0,50 0,40 0,40 Железо общее
0,480 0,498 0,523 0,610 0,478 0,286 0,286 0,258 0,616 Азот суммарный
о О О О О О ООО "сл "сл СЛ СЛ СП СП сл сл сл Хлориды
4,0 4.0 10,8 11,9 9.1 8,9 19,2 10,5 8,4 Сульфаты Б04
0,04 0,04 0,04 0,06 0,11 0,06 0,06 0,06 0,148 Фосфорная кислота Р^
15,7 15,7 13.7 13,4 11.8 9,1 9,3 9,1 9,6 Окисляемость в мг 02 нефильтр.
10.5 10.6 10,9 10,9 10,6 11,0 10,8 11,2 10,5 Растворенный кислород В о/о
юеооосооо оо оооооо — СО СО — ^ 4*. — Насыщение кислорода в %
1,99 2,43 1,40 2,22 2,02 0,22 0,41 1,18 0,40 Потребление кислорода в течение 5 суток
о о о м ю се
а о
Е
ю о
и
■о ф
£ м
а
р
го о
я —. я и р
р "О й -О
г?
ю Ц я
•с .00? < Е
«о 5а со гг
ы Ц
-—
о £ Е
03
о
ь <<
Е
я
«<
л я
К
й м
и, с-£ Е
-3
о ОЧ
я я
а Сл
По данным 1>933 г. 'Общая жесткость волжской воды (у устья р. Дубны) превышает карбонатную на 0,5 немецких градусов. Содержание минерального азота вместе С азотом альбуминоидного аммиака равняется 0,5 мг на 1 л, фосфора (РОз) — 0,06 мг, железа — 0,28 мг. Воды р. Волги меженного периода будут увеличивать жесткость воды Иваньковского водохранилища, уменьшать чветность, окисляемо'сть и содержание азота.
Во время прохождения по каналу волжская вода будет подвергаться ряду изменений в силу биохимических превращений, загрязнений, вносимых судоходством, и влияния ¡примеси речных вод из водохранилищ водораздельного бьефа.
Названные водохранилища, расположенные по трассе канала, при незначительном меженном расходе рек могут оказывать самостоятельное влияние на состав воды канала только в силу скопления в них паводочных вод. О характере паводочных вод названных рек дают представление анализы, рассмотренные выше.
Из всего изложенного следует, что состав воды Клязьминского водохранилища будет подвержен сезонным изменениям.
В весенний паводочный .период при превалирующем местном весеннем стоке бассейна верховьев р. Клязьмы вода Клязьминского водохранилища будет иметь все свойства паводочной воды. Предположительный состав ее: общая жесткость 3 до. 6 немецких градусов, жесткость карбонатная отЗ до 4 немецких градусов, цветность от 30 до 40° по американской шкале, окисляемость от 7 до 8 мг кислорода, содержание хлора — il мг, суммарного азота от 1 до /1,5 мг.
Таким образом по своему солевому составу весенняя вода Клязьминского водохранилища будет носить черты олиготрофного 1 водоема.
В летний период в связи с поступлением воды из канала произойдет постепенное изменение воды в сторону приближения к воде Иваньковского водохранилища. Одновременно с этим будет повышаться содержание органогенных элементов за счет распада аллохтовных донных отложений, внесенных паводочной водой, и гумусового горизонта затопленных почв. В первые годы преимущественное значение будет иметь гумусовый слой.
За отсутствием специальных почвенных oбcлeдoвáний почвенный покров зоны затопления может быть охарактеризован только приблизительно. На значительной площади затопления развиты аллювиальные почвы и глинистые, сильно и средне оподзоленные почвы. Повышенное содержание органического вещества в аллювиальных почвах будет приближать их после затопления к типу донных отложений, известных под названием гиттии, при тяжелом механическом составе затопленных почв — к типу глинистой гиттии.
Последующее накопление аллохтоиных донных отложений будет способствовать обильному развитию планктона, дающего по отмирании аутохтонные 2 отложения. В последующем вода водохранилища будет приближаться по содержанию органогенных элементов к составу воды замкнутых водоемов, расположенных в той же области.
Примером таких водоемов могут служить Круглое озеро, Долгие пруды и Гор-койский пруд. Азотная мощность Круглого озера в летний период '(VIII) составляла то данным Дексбаха + 0,74 азота (Труды Косинской биологической станции, вып. Ф) при окисляемости 11,9 мг кислорода. В воде Долгих прудов в летнее время по нашим исследованиям содержалось от 1,8 до 3,5 мг азота при оки-сляемости 12—14 мг кислорода.
Донные отложения Круглого оэера по данным Дексбаха относятся к гиттии, в Долгих прудах и в Горковском пруду по нашим исследованиям—к песчано-глинистой мелкодетритной гиттии.
Со стороны планктона как Круглое озеро, так и Долгие и ¡Горковский пруды характеризуются обильным развитием в летний период растительного планктона и цветением отдельных форм. Общий состав фитопланктона Круглого озера приведен в работе Скадовского, Савича и Брюхатова (Труды Звенигородской биологической станции, 1928). Основными формами фитопланктона Круглого озера являются:
С у а п о р h у с ас е а е. Aphoni soni enon flos aquae. Anabaena Lemmernantí. Aiidhaena spiroides (по нашим наблюдениям). Microcystis aerugiriosa. Microcystis flos aquae. Microcystis viridis. Camphospaeria {'Coelosphaerium) naegielegmium.
P r o t о с о e с a 1 e s. iPediastrum duplex. Pediastrum boryanum. Sclanedesmus quabri coda. iCrioigenia Sp. Sp. Diethyl o spestum Sp-. iSp. Bacillariales. Asterionella gla-
1 Т. е. бедного растительным планктоном.
2 Т. е. свойственные данному водоему.
cellima. Melolira binderiano ¡(Italica). Tabellaría fenestrota: Cycrofelea- Sp. из этих форм давали цветение сине-зеленые водоросли: Microcystis flos aquae, 'Gonuphos-phaeria (Coelosphaerium) Nagelianum, Anabaena Lemermanii, Anabaena Spiroides, A^hanizomenon flos aquae; из диатомовых водорослей: Melosira binderiana, Tabellaría fenestrata, Arterionella gracillima.
Для Долгих прудов в летний сезон по нашим наблюдениям характерно было цветение сине-зеленых водорослей: Microcystis flos aquae et aerusginosum и Coelosphaerium dubium et Naegrelíanum.
В Горьковском пруду наблюдалось цветение сине-зеленой водоросли Microcystis flos aquae :и зеленых водорослей Scenedesmus quadicauda et iPediastrum dúplex. .В прудах по р. (Мещерихе у с. Пучки из числа форм фитопланктона при их летних исследованиях 1934 г. нами были установлены те же формы, которые являются основными в 'Круглом озере: Cyerotella Meneghiniana, Melosira italica, Dictyosphaerium puüchellum, .Crucig¡enia rectangularis et triangrularis, Scenedesmus quadricauda et acuminátus, 'Pediastrum dúplex, Aphanizome non flos aquae.
Развитие указанных форм представляется вероятным и в Клязьминском водохранилище.
Для Долгопруднинского водохранилища основным фактором явится состав воды Клязьминского водохранилища, так как особенностью Долгопруднинского водохранилища будет почти полное отсутствие собственного бассейна питания. В силу крайне незначительной площади водосбора совершенно ничтожным будет и влияние почвенного покрова окружающей местности. Состав и свойство воды Долгопруднинского водохранилища будут определяться: 1) составом воды Клязьминского водохранилища, 2) почвенным покровом участка затопления.
Проведенное в Ю34 т. обследование участка затопления Долгопруднинского отстойника позволяет охарактеризовать его в почвенном отношении следующим образом. На территории площади затопления развиты подзолистые почвы различных степеней оподэолив1ания — болотно-глеевые и переходного типа. Наибольший процент площади затопления занимают подзолистые почвы —■ бУ/о от всей площади. Процессы оподзоливания в пределах участка затопления не получили большого развития. Настоящих подзолов в пределах участка не встречается. Наибольшую площадь занимают средне оподзоленные почвы, большей частью в комплексе со слабо оподзоленными. Сильно оподзоленные почвы встречаются обычно в нижней части склонов и обычно переходят в подзолисто-глеевые, представляющие переход к заболоченным. Признаки заболочивания встречаются в ряде случаев «а средне и слабо оподзоленных почвах. На пониженных местах развиты щочвы торфянисто-подзолисто-.глеевые — 24®/о от общей .площади и тор-фянисто-глеевые — 8fVo от общей площади. При формировании почв «изин значительную роль играет смыв с более возвышенных распаханных частей участка. По химическим признакам образцы .почв характеризуются следующим образом.
Таблица б
Почва % гумуса % азота »/о Р203 фосфора Поглощ. основ, в »/о СаО
Сильно оподзоленная ..... 3,20 0,20 0,23
Средне » ..... 3,24 0,18 0,111
Слабо » ..... 1,85 0,09 — 0,11
Подзолисто-глеевая ..... — 0,29 0,157 -
Торфянистая......... — 1 000 — -
Почвенный покров участка затопления используется частью под полевые культуры, частью под огородные. Значительную часть составляет заболоченный луг, используемый как сенокосные угодья и под выпас скота. Часть участка занята лесом и кустарником. На довольно значительной площади участка естественный почвенный покров является сильно измененным. Сюда относятся: площадь, занятая дер. Виноградово {полностью затопляемой), затопляемая часть поселка Института удобрения с полями орошения НИУ ¡и санатория, насыпные берега пруда, шоссе, усадьба дер. Грибки.
Проведенные определения химических показателей загрязнения в почвах участка затопления показали, что почвы полей, лесов и лугов участка являются мало загрязненными.
Весьма сильно загрязненными оказались ¡почвы дер. Виноградово и на территории бараков поселка НИУ; сильно загрязненными —• почвы полей орошения санатория и в западной части — полей орошения Института удобрения.
.Площадь, занятая Долгими прудами, составляет около 4Р/о от общей площади •участка затопления (при отметке 1®4,0). Были взяты пробы долинных отложений в верхней и нижней частях верхнего пруда; одна проба — с нижнего пруда и одна проба — со дна пруда у дер. Горки. Проведенные определения содержания Р дали следующие результаты.
N в %
Верхний пруд
верхняя часть ......... 0,609
средняя часть......... 0,859
Нижний пруд........... 0,643
Пруд у дер. Горки........ 0,547
р2о5
в %
0,171
0,254 0,215 0,195
Окисляемость водной вытяжки в мг на 1 кг абсолютно сухого ила
520,0 925,8 661,5 283,4
По данным анализа видно, что донные отложения прудов являются аккумуляторами органического вещества и основных органогенных элементов. Исследование форм азота и фосфора показало, что значительная часть этих соединений является значительно более подвижной, чем в почвах прилегающей зоны. Так, содержание поглощенного аммиака было в мг на 1 кг абсолютно сухого вещества, -что составляет до ЮР/о от валового количества азота.
в иле верхней части в иле середины в иле нижнего верхнего пруда пруда
300,4 359,1 729,8
в иле пруда у д. Горки 210,9
Принимая во внимание, что поглощение аммиака является формой азота, -вполне доступной растению, следует считать, что донные отложения являются :не только более богатыми запасами азота, но и формы его более доступны, чем в почвах. Фосфор ¡в донных отложениях также является в значительной части водно-раствор.имым.
Мощность донных отложений, определенная путем взятия монолитных проб, доходит до 30 см, причем в верхних слоях доминирует органический детрит, в нижних слоях преобладают песчано-глинистые отложения. Органическое вещество представлено в основном тонким органическим детритом.
Влияние почвенного покрова на состав и свойства воды Долго-лруднинского водохранилища будет заключаться в непосредственном загрязнении воды и в увеличении содержания в воде органогенных элементов. Вопрос о предварительной обработке естественного почвенного покрова участка затопления при устройстве водохранилищ не имеет бесспорного решения. При устройстве водохранилищ в СССР—Магнитогорского, Сталиногорского, водохранилищ Донбасса— никакой предварительной подготовки дна водохранилища не производилось. Участок затоплялся в том виде, как он был до затопления, ■включая и находящиеся там свалки (Магнитогорск). При устройстве Истринского водохранилища подготовка участка в основном сводилась к удалению древесной и кустарниковой растительности и к санитарной обработке заведомо загрязненных мест. В заграничной практике в ряде случаев ведется более основательная подготовка дна водохранилища перед напуском воды. Так, по имеющимся в литературе сведениям при устройстве некоторых водохранилищ в Америке (в Массачузетсе) и в Германии на участках затопления удалялась не •только древесная и кустарниковая растительность, но и поверхностный слой почвы глубиной в 20—25 см.
При недавнем устройстве водохранилища, используемого для водоснабжения г. Хемница, также были проведены дорогостоящие работы по удалению верхних слоев почвы перед затоплением участка-На основании своего опыта и наблюдений над саксонскими водохранилищами Ф. Майер считает указанные затраты оправдывающими себя, так как по его мннеию при большой первоначальной затрате средств в дальнейшем сильно снижаются расходы на очистку воды \
Положительное значение удаления поверхностного слоя почвы заключается в том, что поверхностные слои являются обычно наиболее загрязненными и в то же время содержат значительные количества, органического вещества, азота и фосфора. При воздействии воды на почву вслед за извлечением легко растворимых соединений происходит взаимодействие воды с дисперсными трудно растворимыми частицами воды в направлении, описанном нами при обсуждении влияния теригенной взвеси на свойства паводочной воды. Содержание-легкорастворимых соединений азота на площади, занятой лесом, лугами и пашнями, незначительно. Содержание труднорастворимых соединений, органического вещества, азота и фосфора могло бы быть, сильно снижено снятием верхнего аккумулятивного горизонта почв. Мощность гумусового горизонта является наименьшей на оподзолен-ных почвах 10—20 см, на глеевых и торфяных доходит до 60—70 см.. Следовательно, удаление этого слоя на всем участке затопления означает необходимость удаления сотен тысяч кубических метров. У нас: не имеется оснований для суждения об экономической целесообразности удаления гумусового слоя на всей площади участка затопления.. Н. P. Eddy на основании опыта с водохранилищами2 считает, что ввиду дороговизны мероприятий по очистке от гумусового слоя дна водохранилища в ряде случаев приходится ограничиваться удалением кустарниковой и древесной растительности.
В участке затопления Долгопруднинского водохранилища должны быть удалены загрязненные слои в заселенных пунктах • и с полей; орошения. Подлежат бесспорному удалению донные отложения Долгих прудов как содержащие значительные количества соединений азота в легкодоступной форме.
В связи с тем, что свойства воды Долгопруднинского водохранилища в значительной мере будут определяться составом воды Клязьминского водохранилища, необходимым является проведение ряда, мероприятий по урегулированию как поверхностного в р. Клязму, так и речного стока в .Клязьминское водохранилище. Существом этих мероприятий является понижение «твердого стока» и снижение органических веществ в воде р. Клязьмы выше Клязьминского водохранилища.
1 Gesundheits-Ingenieur, 57 Jahrg., № 15, стр. 190—196.
2 Joumal_,ot ihe New England Water Works Assos., V. 46, № 4
