CC BY
134
Экология. Биология. Почвоведение
Вестник ДВО РАН. 2011. № 4
УДК 551.482.214
А.Н.МАХИНОВ, В.И.КИМ, В.П.ШЕСТЕРКИН, Т.ШИРАИВА, С.НАГАО
Проект «Амур-Охотск»: результаты российско-японских исследований в нижнем течении реки Амур и Амурском лимане
Рассматриваются итоги совместных российско-японских гидролого-гидрохимических исследований по программе «Амур-Охотск» (2005-2009 гг.). Выявлены общие закономерности динамики мутности, минерализации, содержания биогенных соединений и железа в воде нижнего течения р. Амур.
Ключевые слова: Амур, Амурский лиман, Сахалинский залив, водный режим, мутность воды, минерализация, растворенное железо, биогенные вещества.
Amur-Okhotsk Project: Results of Russian-Japanese Studies in the Amur Lower Reaches and the Amur Liman. A.N.MAKHINOV, V.I.KIM, V.P.SHESTERKIN (Institute of Water and Ecological Problems, FEB RAS, Khabarovsk), T.SHIRAIWA (Research Institute for Humanity and Nature, Kioto), S.NAGAO (Hokkaido University, Sapporo, Japan).
Presented are results of the Russian-Japanese hydrological and hydrochemical studies in the frame of the «Amur-Okhotsk» project (2005-2009). General regularities of dynamics of water turbidity, mineralization, biogenic substance and iron concentrations in the Lower Amur are described.
Key words: the Amur River, the Amur Liman, the Sakhalin Bay, water régime, water turbidity, mineralization, dissolved iron, biogenic substances.
Работа в рамках проекта «Амур-Охотск» выполнена в Институте водных и экологических проблем ДВО РАН совместно с Исследовательским институтом человека и природы (ИИЧП) Межуниверситетского исследовательского института Корпорации национальных институтов гуманитарных исследований (г. Киото, Япония) в 2005-2009 гг. на основе Соглашения о сотрудничестве между ДВО РАН и ИИЧП, подписанного 4 марта 2004 г. По контрактам, ежегодно заключаемым между ИВЭП ДВО РАН и ИИЧП, проведены совместные экспедиционные исследования в нижнем течении р. Амур, Амурском лимане и южной части Сахалинского залива.
Ранее установлено, что рост первичной продукции в северо-западной части Тихого океана контролируется наличием в морской воде доступного железа, и высказано предположение о значительной роли р. Амур в выносе железа и сопутствующих элементов в Охотское море, а затем в открытый океан [17]. В связи с этим основной задачей настоящих исследований явилась оценка водного, терригенного и химического стока р. Амур в сезонном и многолетнем режимах.
Следует отметить, что такие комплексные, целенаправленные и продолжительные научные исследования по конкретной программе на Нижнем Амуре и в Амурском лимане проведены впервые. В процессе работ получен обширный фактический материал. Здесь
* МАХИНОВ Алексей Николаевич - доктор географических наук, заместитель директора, КИМ Владимир Ильич - кандидат географических наук, заведующий лабораторией, ШЕСТЕРКИН Владимир Павлович - кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник (Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск), ШИРАИВА Такаюки - профессор (Исследовательский институт человека и природы, Киото), НАГАО Сейя - профессор (Хоккайдский университет, Саппоро). *Е-тай: [email protected]
представлены лишь некоторые результаты, поскольку значительная их часть уже опубликована [12-16, 18, 19 и др.].
Объекты и методы
Гидрологические и гидрохимические исследования на Нижнем Амуре (рис. 1) осуществляли в ходе рейсов на судне ИВЭП ДВО РАН «Ладога» на участке от г. Хабаровск до г. Николаевск-на-Амуре (16-25 августа 2005 г. и 6-15 августа 2007 г.). Мониторинг проводили с марта 2006 г. по январь 2009 г. у г. Хабаровск (в 2 км выше по течению)
1-......■
)/- _ Гур
ЛМЫЖ ! ^и!,-.,,,,, и, ИННОКЕНТЬЕВНА
^рТГОИЦКОЕ
>
/ у Л
/ / Л|
' Ш
амур,- А
Й^машшевох.
Е" БАРОВП
/ (
\ ( / V /
"X "у
® Вода
А Донные отложения 9 Почвы
\ Измерение расходов воды
Рис. 1. Места отбора проб и гидрологических измерений в нижнем течении р. Амур и Сахалинском заливе (врезка)
и с. Богородское, в мае-октябре 2007 и 2008 гг. у г. Николаевск-на-Амуре. Пробы воды у г. Хабаровск и с. Богородское и во время рейсов по Амуру отбирали в равномерно распределенных по ширине реки точках (левый и правый берег, середина) с поверхности, у г. Николаевск-на-Амуре - на середине реки с поверхности и из придонного слоя. Всего отобрано 267 проб. Исследования в Амурском лимане и южной части Сахалинского залива (рис. 1, врезка) осуществляли 10-16 августа 2006 г. и 4-7 августа 2008 г. на судне БГК-482. При отборе проб воды с больших глубин использовали электрический вакуумный насос. Всего отобрано 36 проб воды.
Определяли температуру, рН, мутность и электропроводность (соленость) воды. Пробы сразу же после отбора пропускали через фильтры №с1еорог с размером пор 0,22 мкм. Полученные фильтраты для последующего определения фосфатов в виде Н2Р04, минеральных форм азота и общего азота замораживали, а растворенного железа - охлаждали. Замораживали также фильтры для определения количества общего азота во взвеси. Пробы воды для определения основных ионов, по содержанию которых рассчитывалась минерализация воды, хранили при обычной температуре. Образцы воды и фильтры доставляли в Хабаровск в Межрегиональный центр экологического мониторинга гидроузлов (№ ROCC RU 0001.515988) при ИВЭП ДВО РАН. Аналитические работы осуществляли по принятым методикам [8].
Гидрологическая характеристика р. Амур
По данным среднемесячных расходов воды за 1896-2007 гг. для р. Амур характерна высокая водность с мая по октябрь с максимальным расходом воды в августе-сентябре (рис. 2). Превышение весенних уровней воды над летними здесь наблюдается достаточно редко, однако в период исследований это случалось дважды, так как водность рек в бассейне Амура была в основном пониженная (рис. 3).
В первый, 2005-й, год работ водность р. Амур была относительно высокой. Максимальный уровень воды отмечен в период весеннего половодья, затем он постепенно снизился. В августе прошел слабо выраженный дождевой паводок.
Рис. 2. Среднемесячный расход воды р. Амур по посту г. Хабаровск в 1896-2007 гг.
* * ^ 2005 г. • » /-. . • \ / Ч
. / \ г./ У2006г- /л / \ г\! Л \
/ Ч/ч Г" \ /»* • V \ ; \ /* ♦ • Л. \ 1 * ' г \ ¿у\ГА \ V/ V \ ч
у \ \ \ /\ 2007 г. ч->* Ч/0>Ч 1 « V X ггх/
/ *>/ XI _0 -0 _£)\1. кд 2 2 2 Л2 2 2 #£ 5 2 2 з: ^ ^ 5 / Ь ю ® м 1- о\ [V Хс/т* гГ- I— г\| г- г- Г^ ^«^г- г 7 л / • •. ^Ч^ 1 £ V ь/1- 1- * • V 5 Д 1_ 1_ 1- ь>«Г X X Н Н» • N-- пз го га пз и и и о О О ♦ ■л4* \| ,— <"ч| ГО г- *— ^ *
Рис. 3. Динамика уровней воды р. Амур в период открытого русла в 2005-2008 гг.
В 2006 г. в середине мая, во время весеннего половодья, уровень воды поднялся до 190 см, затем началась достаточно глубокая летняя межень. Летний дождевой паводок, продолжавшийся около 3 мес, имел два пика небольшой высоты; максимальный уровень воды отмечен 17 августа.
В 2007 г. водность Амура также была низкой. После зимней межени последовало небольшое весеннее половодье, во время которого в конце мая уровень воды поднялся до 220 см. Затем наблюдалось его снижение, характерное для летней межени. Минимальные уровни воды отмечались 19-22 июля. Последовавший в августе-сентябре дождевой паводок характеризовался невысокой обеспеченностью и имел два почти одинаковых по высоте пика (174 и 172 см 3 августа и 5 сентября, соответственно). Затем уровень воды устойчиво снижался.
В 2008 г. водность Амура была исключительно низкой. В начале июня во время весеннего половодья уровень воды поднялся лишь до 4 см. Затем началась глубокая, продолжительная межень, и 10 июля уровень воды снизился до значения минус 130 см. Максимальный уровень воды - 65 см - отмечен 11 августа (по посту г. Хабаровск). Летне-осенний дождевой паводок имел три незначительных пика: в июле, августе и начале октября (54, 65 и 50 см, соответственно). Такие низкие значения уровня воды летом - крайне редкое явление на Амуре.
Таким образом, в течение четырех лет экспедиционных исследований водный режим Амура в период открытого русла характеризовался различной динамикой, что позволило получить данные об условиях формирования химического состава воды в достаточно большом диапазоне.
Динамика мутности воды в р. Амур и Амурском лимане
Сочетание природных и климатических условий определяет в целом небольшую мутность рек бассейна Амура: среднее ее значение у г. Хабаровск составляет 94 г/м3, максимальное - 400 г/м3, у г. Комсомольск-на-Амуре - 66 и 220 г/м3, соответственно [5]. В зимнюю межень содержание взвешенных веществ в воде минимальное - 5-15 г/м3.
С 80-90-х годов прошлого столетия по настоящее время в северо-восточном Китае возрастает хозяйственное освоение обширных территорий в бассейне Амура. Это
способствует усилению эрозии на малых реках и поступлению взвешенных веществ в русла крупных рек.
Систематические наблюдения за стоком наносов р. Амур производятся в трех пунктах: г. Хабаровск, г. Комсомольск-на-Амуре и с. Богородское. Наиболее длительный ряд наблюдений в районе г. Хабаровск охватывает период с 1950 г. до настоящего времени. Среднее годовое количество стока наносов у г. Хабаровск составляет 24 млн т (средний расход взвешенных наносов 760 кг/с) при крайних показателях 47 млн т (1956, 1960 гг.) и 6,3 млн т (1979 г.).
На протяжении года сток взвешенных наносов происходит крайне неравномерно. Большая его часть приходится на период открытого русла (с апреля по сентябрь) - 87 % годового объема, а в отдельные годы - 91%. Это имеет свое объяснение: во время паводков, сопровождающихся высоким подъемом уровня воды, размываются тонкие по составу пойменные отложения. Значительные концентрации взвешенных веществ, зафиксированные в 1953, 1956, 1960 и 1983 гг., обусловлены прохождением высоких паводков на р. Амур и его притоках. И, наоборот, в годы низкой водности Амура содержание взвешенных веществ в воде невелико в связи со слабым размывом пойменных отложений.
Изменения стока наносов во времени по постам г. Хабаровск (966 км от устья), г. Комсомольск-на-Амуре (614 км от устья) и с. Богородское (238 км от устья) одинаковы, однако амплитуда колебаний в г. Комсомольск-на-Амуре и с. Богородское меньше, чем в г. Хабаровск, что связано с регулирующей ролью поймы между первыми двумя пунктами [3, 4]. При высоких уровнях воды пойма затапливается, что приводит к осаждению в ее пределах, а также в припойменных озерах огромного количества наносов. В результате у г. Комсомольск-на-Амуре и с. Богородское наносов в реке значительно меньше, чем у г. Хабаровск. Наоборот, при низких уровнях воды пойма не затапливается и, следовательно, разгрузки наносов на ней не происходит. Поэтому в маловодные годы у г. Комсомольск-на-Амуре сток наносов больше, чем в створе г. Хабаровск.
На мутность воды в р. Амур влияют его притоки. Так, во время летней межени 1998 г. в пределах Среднего Амура значения мутности воды изменялись от 20 до 40 г/м3. В это же время на самом крупном притоке р. Амур - р. Сунгари - проходил паводок, и мутность воды в р. Амур ниже впадения р. Сунгари достигла 417 г/м3. Летом 2009 г. этот показатель оценивался в 50 и 700-800 г/м3, соответственно.
По длине р. Амур от г. Хабаровск до низовий проявляется общая закономерность -снижение содержания взвешенных веществ, что обусловлено уменьшением скоростей течения воды за счет увеличения площади живого сечения и особенностями осадконакоп-ления в условиях направленной аккумуляции наносов. По данным натурных измерений в различные фазы водного режима отмечается общее снижение мутности воды вниз по течению реки, составляющее в среднем 30-35 % [2].
Воздействием крупных притоков определяются и существенные различия в значениях мутности воды по ширине Амура. В районе Хабаровска прослеживаются влияние осветленных водных масс, сбрасываемых с Зейского и Бурейского водохранилищ вдоль левого берега, повышенные значения мутности воды в середине реки и узкая полоса светлой воды вдоль правого ее берега, связанные с влиянием вод крупных притоков - Сунгари и Уссури, соответственно.
В 2006 г. исследования в эстуарии и Амурском лимане проводились при высоком уровне воды в нижнем течении Амура. Вследствие этого значения мутности воды в эстуарии также были высокими. Содержание взвешенных веществ составляло 100-200 г/м3. В Амурском лимане происходило интенсивное осаждение взвешенных веществ за счет снижения скорости течения воды. Повышенные концентрации взвешенных веществ отмечены на тех участках фарватера, где скорость течения воды была сравнительно высокой. Далее, на севере Амурского лимана, мутность воды снижалась до минимальных значений (рис. 4).
123456789 Точки отбора
Рис. 4. Изменение мутности воды в Амурском лимане и Сахалинском заливе. 1, 2 - соответственно, поверхностная и придонная мутность в 2006 г., 3, 4 - в 2008 г.
Концентрация взвешенных веществ в Амуре в 2008 г. составляла 31-75 г/м3, постепенно снижаясь вниз по течению. Вследствие пониженной водности р. Амур содержание взвешенных веществ в водах Амурского лимана и Сахалинского залива было невысоким (рис. 4). Наибольшие значения мутности отмечены в эстуарии реки. В Амурском лимане наблюдалось снижение содержания взвешенных веществ до полного их отсутствия.
Исследования показывают, что, несмотря на значительную мутность воды в нижнем течении р. Амур, содержание взвешенных веществ в эстуарии реки и Амурском лимане существенно меньше.
Результаты гидрохимических исследований
По химическому составу вода р. Амур относится к гидрокарбонатному классу, группе кальция, первому типу [1]. Минерализация воды изменяется от 40,3 до 129,3 мг/дм3. Максимальная ее величина отмечается в начале ледостава, затем в течение зимы она постепенно снижается (рис. 5) вследствие уменьшения доли стока Верхнего Амура и р. Сунгари в стоке Амура и увеличения стока зарегулированных рек Зея и Бурея, минерализация воды которых не превышает 50 мг/дм3 [9]. Влиянием р. Сунгари обусловлено и неравномерное распределение минерализации воды по ширине Амура у Хабаровска - различия в значениях между правым и левым берегами достигают 34,0 мг/дм3. Ниже Хабаровска эти различия сглаживаются, минерализация воды понижается (табл. 1).
Во время весеннего половодья, которое на Амуре обычно выражено слабо, минерализация воды в основном наименьшая за год (рис. 1). Повышенные (до 83 мг/дм3) ее значения отмечены в 2007-2008 гг., при низкой водности Амура, когда в его стоке доминировали Верхний Амур и р. Сунгари. На Нижнем Амуре из-за значительной водности р. Уссури и ее притоков, характеризующихся низким содержанием солей, минерализация воды не превышала 60 мг/дм3.
В летнюю межень минерализация воды возрастает (рис. 5). В районе г. Хабаровск в 2008 г., самом маловодном за весь период наблюдений, ее максимальное значение достигало 86 мг/дм3, с. Богородское - 72 мг/дм3, г. Николаевск-на-Амуре - 67 мг/дм3, т.е. было соизмеримо с зимними значениями.
Повышенная минерализация воды отмечается и во время паводков, которые формируются на Верхнем Амуре и в бассейне р. Сунгари. На спаде такого паводка в районе
Таблица 1
Минерализация и содержание биогенных веществ в воде Нижнего Амура в 2006-2009 гг., мг/дм3
Населенный Минера- N НРО/- Fe
пункт лизация Ш,- Ш3- Общ. Взв.
Зимняя межень (декабрь-март)
Хабаровск 62,6-129,3 0,02-0,93 0,003-0,023 0,16-0,77 0,43-1,72 0,09- 2,61 0,02-0,085 0,26-0,54
94 0,42 0,006 0,47 1,16 0,42 0,036 0,34
Богородское 80,2-118,2 0,02-0,66 0,003-0,008 0,22-0,68 0,52-1,88 0,05- 2,24 0,01-0,073 0,12-0,67
92,9 0,36 0,002 0,24 1,04 0,49 0,033 0,40
Период открытого русла (май-октябрь)
Хабаровск 41,7-86,9 0,02-0,65 0,001-0,004 0,01-0,89 0,0-2,28 0,09- 5,07 0,01-0,158 0,11-0,79
71,7 0,22 0,002 0,18 0,62 0,62 0,05 0,28
Богородское 44,5-75,2 0,02-0,40 0,001-0,003 0,01-0,26 0,3-2,24 0,09- 2,44 0,01-0,139 0,08-0,61
58,5 0,15 0,002 0,07 0,6 0,46 0,048 0,26
Николаевск- 40,3-66,9 0,02-0,90 0,001-0,005 0,01-0,19 0,18- 0,35 0,01-0,063 0,05-0,28
на-Амуре 53,6 0,21 0,002 0,05 0,24 0,033 0,17
Примечание. Здесь и в табл. 2 под чертой - среднее значение; прочерк - нет данных.
с. Сикачи-Алян в августе 2005 г. она находилась в пределах 78,5-108,6 мг/дм3, с. Мал-мыж - 75,4-80,6 мг/дм3, с. Нижняя Тамбовка - 74,4-84,3 мг/дм3. Подобная ситуация имела место и в 2006 г., когда в июне на подъеме паводка минерализация воды у Хабаровска в среднем составляла 77,2 мг/дм3, в августе (при расходе воды порядка 21 тыс. м3/с) -75,2 мг/дм3. Более низкая величина минерализации была у с. Богородское (до 62,1 и 56,9 мг/дм3, соответственно). После паводка минерализация воды возрастает. В 1998 г. на гребне паводка на р. Сунгари редкой (1 раз в 100-150 лет) повторяемости она составляла 85 мг/дм3, а после паводка - 185 мг/дм3.
Наименьшая величина минерализации речной воды отмечалась в 2007 г. на спаде сформированного в бассейне р. Зея паводка. В районе с. Сикачи-Алян она в среднем составляла 41,4 мг/дм3, с. Малмыж - 48,0, с. Богородское - 48,3 мг/дм3, т.е. относительно равномерно распределялась по длине реки.
Содержание биогенных веществ, в отличие от минерализации воды, изменяется в более широких пределах (табл. 2). Максимальное содержание аммонийного и нитритного азота, железа, а в отдельные годы - нитратного азота (рис. 6) и фосфатов отмечено зимой [10]. В начале ледостава содержание нитратного азота выше, чем аммонийного. Такое соотношение между этими формами азота отмечено впервые после аварии в г. Цзилинь в ноябре 2005 г. [11] и свидетельствует о некотором улучшении качества воды р. Сунгари. В декабре 2007 г. зафиксировано более высокое содержание азота во взвеси, чем общего азота (в районе г. Хабаровск - в 1,1, с. Богородское - в 2,0 раза). В январе и феврале этого и других лет содержание азота во взвеси было на порядок ниже.
В половодье концентрация минеральных форм азота в основном снижается (рис. 6), причем доминирующей формой становится аммонийная. Содержание железа в среднем
Таблица 2
Содержание биогенных веществ в воде эстуария р. Амур, Амурского лимана и Сахалинского залива
в 2006 и 2008 гг., мг/дм3
Место отбора проб N НРО/- Fe
Ш2- ш3- Общ.
Эстуарий 0,09-0,19 0,00-0,006 0,023-0,32 0,060-0,092 0,05-0,12
р. Амур, станции 1-3 0,12 0,002 0,17 0,07 0,07
Амурский лиман, 0,03-0,12 0,001 0,01-0,17 0,04-0,07 0,018-0,096 0,03-0,04
станции 4-6 0,05 0,06 0,06 0,057 0,04
Сахалинский залив, 0,03 0,001 0,01-0,11 0,4-0,7 0,4-0,7 0,02-0,06
станции 7-9 0,03 0,06 0,06 0,03
не превышает 0,3 мг/дм3, фосфатов - 0,06 мг/дм3. Более высокие концентрации нитратного азота (0,59 мг N /дм3), фосфатов (0,105 мг/дм3) и железа (0,42 мг/дм3) наблюдались в мае 2007 г., когда в стоке Амура у Хабаровска преобладали воды р. Сунгари. Повышенным было и содержание азота во взвеси: в мае-июне 2006 г. оно достигало 1,09 мг/дм3, в мае 2007 г. - 0,93 мг/дм3. В мае 2008 г., так же как и в районе с. Богородское в 2006-2008 гг., содержание азота во взвеси было в пределах 0,19-0,36 мг/дм3.
В летнюю межень содержание биогенных веществ наименьшее. В 2007 и 2008 гг. концентрация аммонийного и нитратного азота, нередко фосфатов была ниже предела обнаружения из-за потребления этих веществ фитопланктоном. Очень низким было и содержание азота во взвеси. Концентрация железа не превышала 0,3 мг/дм3 (рис. 7).
Повышенное содержание нитратного азота, фосфатов и железа в воде отмечается в паводки, которые формировались в бассейне р. Сунгари. В 2005 г. на спаде такого паводка при минимальной концентрации аммонийного азота (до 0,14 мг N /дм3) содержание нитратного азота у с. Сикачи-Алян составляло в среднем 0,59 мг Мдм3, с. Малмыж - 0,30, с. Нижняя Тамбовка - 0,48 мг Мдм3. Концентрация фосфатов у сел Сикачи-Алян и Нижняя Тамбовка составляла в среднем 0,12 мг/дм3. В июле 2006 г. у г. Хабаровск также отмечалась высокая концентрация нитратного азота и общего азота на подъеме паводка, азота во взвеси и фосфатов - на его гребне. Содержание нитратного азота у с. Богородское было ниже (рис. 6).
Рис. 5. Динамика минерализации воды р. Амур в 2006-2008 гг. 1, 2 - Хабаровск, 3, 4 - с. Богородское, 2006-2007 и 2007-2008 гг., соответственно
Рис. 6. Динамика содержания нитратного азота в воде р. Амур в 2006-2008 гг. Пояснения см. на рис 5
Рис. 7. Динамика содержания железа в воде р. Амур в 2006-2008 гг. Пояснения см. на рис. 5
Низкое содержание биогенных веществ наблюдалось в амурской воде в паводки, которые формировались в бассейне р. Зея. В 2007 г. во время такого паводка концентрация аммонийного азота у с. Сикачи-Алян в среднем составляла 0,19 мг К/дм3, нитратного - 0,04 мг К/дм3. Аналогичное соотношение между этими формами азота было и на остальных станциях. Содержание железа в основном не превышало 0,15 мг/дм3, фосфатов - 0,05 мг/дм3.
В эстуарии Амура содержание растворенных веществ по глубине распределено относительно равномерно и мало отличается от такового в р. Амур. Иная ситуация в Амурском лимане, где приливы в Сахалинском заливе и Японском море в сочетании с изменяющимися расходами воды в Амуре создают неоднородность в распределении компонентов химического состава по акватории и вертикальному разрезу. Наиболее низкая соленость воды - в поверхностных слоях центральной части лимана, причем на его мелководных участках отсутствуют большие различия в распределении значений солености по глубине. На участках с большими глубинами соленость воды на поверхности была в 5-6 раз ниже, чем в придонном слое.
С течением времени меняется содержание минеральных форм азота, их концентрация из-за разбавления морскими водами и потребления планктоном снижается, причем аммонийного азота - значительно. Наиболее низкие концентрации биогенных веществ отмечаются в придонных слоях глубоководных участков. В отличие от минеральных форм азота концентрация фосфатов в воде остается повышенной.
В Сахалинском заливе соленость возрастает (до 32,3 %о), содержание биогенных веществ в воде резко снижается, причем аммонийного и нитритного, а в маловодные годы (2008 г.) и нитратного азота - до предела обнаружения (табл. 2). Содержание железа не превышает 0,06 мг/дм3.
Таким образом, гидрохимические исследования свидетельствуют о сглаживании различий между летними и зимними значениями минерализации воды и значительных колебаниях содержания биогенных веществ в воде р. Амур, которые обусловлены зарегулированием российских притоков Амура и активной хозяйственной деятельностью на территории КНР в бассейне р. Сунгари.
Оценка общего стока некоторых веществ, выносимых р. Амур
Средний многолетний годовой сток воды р. Амур составляет 369,1 км3 [6]. Максимальный годовой сток за весь период наблюдений - 459,2 км3 (1985 г.), минимальный -250,8 км3 (1979 г.). Таким образом, превышение максимального стока над минимальным -около 1,8 раза. Еще более контрастны колебания максимальных за год величин расхода воды: от 15 000 до 40 000 м3/с [13]. Абсолютный их максимум превышает абсолютный минимум более чем в 65 раз.
Для многолетнего режима стока воды р. Амур характерно чередование периодов пониженной и повышенной водности продолжительностью 8-15 лет каждый.
Периоды повышенной водности наблюдались в 1890-е, 1910-е, 1930-е, 1950-е, 1980-е годы, при этом с течением времени водность нарастала, достигнув максимума в 1950-е годы, что сопровождалось серией катастрофических наводнений. В последний период высокой водности (1980-е годы) она была не столь значительной по сравнению с предыдущими вследствие существенного антропогенного воздействия, связанного с регулированием стока в результате гидростроительства, использованием значительного количества воды в промышленности и сельском хозяйстве. Однако уровень воды при максимальных паводках в этом цикле (1984 и 1991 гг.) почти достиг исторического максимума.
Периоды пониженной водности отмечались в 1920-е, 1940-е, 1970-е, 1990-2000-е годы. В последнем маловодном цикле отмечено некоторое уменьшение стока воды, вероятно, также под воздействием антропогенного фактора. В этот период на фоне общей
маловодности отмечались исключительно низкие уровни воды летом 2000, 2001 и 2002 гг., близкие к рекордным характеристикам за весь период наблюдений.
Таким образом, происходит явно выраженное нарастание контрастности крайних показателей основных гидрологических характеристик р. Амур - уровня, расхода и мутности воды. В итоге усиливается неравномерность стока воды, растворенных веществ и терригенного материала р. Амур в Охотское и Японское моря в многолетнем режиме.
Увеличение водности р. Амур в целом за более чем столетний период инструментальных наблюдений составляет 10-12 %. Это связано с возрастанием количества атмосферных осадков в бассейне Амура [7].
По данным многолетних наблюдений Дальневосточного управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды проведена количественная оценка выноса р. Амур в морскую акваторию фосфатов, нитритного и нитратного азота. С этой целью использовали данные по средним годовым концентрациям указанных веществ за 1981-2003 гг. Среднее содержание нитритного азота в воде р. Амур за многолетний период составляет 0,016 мг/дм3. С учетом среднего годового стока, равного 369,1 км3, годовой сток нитритного азота из Амура в море составляет около 5,9 тыс. т. Нитратный азот по данным измерений среднегодовых характеристик его содержания за 23 года присутствует в амурской воде в количестве 0,110 мг/дм3. Его ежегодный вынос Амуром в морские акватории составляет в среднем около 41,0 тыс. т.
Среднемноголетнее содержание фосфатов в воде р. Амур составляет 0,050 мг/дм3. Соответственно, в среднем годовой сток этого вещества, выносимого из бассейна р. Амур в море, составит около 18,5 тыс. т.
Общее количество растворенного в воде железа, выносимого р. Амур в пределы морских акваторий, - около 62,8 тыс. т.
С учетом многолетней изменчивости стока воды, максимальное значение которого в 1,8 раза превышает минимальное, можно полагать, что вынос биогенных веществ за многолетний период будет изменяться приблизительно в этих же пределах. Подобный характер выноса растворенных веществ в море обусловливает постоянно изменяющуюся пространственную неоднородность их распределения в морских акваториях. Поэтому вполне вероятно наличие в Охотском и Японском морях, а также в северо-западной части акватории Тихого океана полей с повышенными и пониженными содержаниями веществ, что связано со стоком крупных рек.
Таким образом, в результате исследований в рамках проекта «Амур-Охотск» получены новые сведения о пространственной и сезонной характеристике мутности и химического состава воды в нижнем течении р. Амур, существенно дополняющие имеющиеся материалы, дана количественная оценка объема годового стока терригенных и химических веществ в воде р. Амур, а также их сезонного распределения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 430 с.
2. Ким В.И. Характеристика стока наносов р. Амур // Тр. VII конф. «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» (Москва, Рос. ун-т дружбы народов, 23-25 ноября 2009 г.). М.: РУДН, 2009. С. 328-333.
3. Махинов А.Н., Ким В.И. Водный режим пойменных массивов Нижнего Амура // Вестн. ДВО РАН. 1993. № 6. С. 31-38.
4. Махинов А.Н. Современное рельефообразование в условиях аллювиальной аккумуляции. Владивосток: Дальнаука, 2006. 232 с.
5. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. Т. 1, вып. 19. 412 с.
6. Мордовин А.М. Водные ресурсы Приамурья и их распределение по территории // Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования: материалы науч. конф. (Чита, 10-15 сентября 2001 г.). Чита: ЧИПР СО РАН, 2001. С. 105-107.
7. Новороцкий П.В. Колебания стока Амура за последние 110 лет // География и природ. ресурсы. 2007. № 4. С. 86-89.
8. РД 52.18.596. Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей среды, с изменениями № 1 к РД 52.18.595-96.
9. Шестеркин В.П. Зимний гидрохимический режим Амура // Вестн. ДВО РАН. 2007. № 4. С. 35-43.
10. Шестеркин В.П. Изменение химического состава речных вод в Хабаровском водном узле за столетие // Тихоокеан. геология. 2010. Т. 29, № 2. С. 112-118.
11. Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М., Форина Ю.А., Ри Т.Д. Трансграничное загрязнение Амура в зимнюю межень 2005-2006 гг. // География и природ. ресурсы. 2007. № 2. С. 40-44.
12. Makhinov A.N. Amur terrigene and chemical discharge formation // Report on Amur-Okhotsk Project / Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2005. N 3. P. 61-65.
13. Makhinov A.N. Natural factors of Amur Runoff and Sediment deposit formation // Report on Amur-Okhotsk Project /Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2010. N 6. P. 117-122.
14. Nagao S., Terashima M., Seki O., Takata H., Kawahigahi M., Kodama H., Kim V.I., Shesterkin V.P., Lev-shina S.I., Makhinov A.N. Biogeochemical behavior of iron in the lower Amur River and Amur Liman // Report on Amur-Okhotsk Project / Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2010. N 6. P. 41-50.
15. Nagao S., Terashima M., Takata H., Seki O., Kim V.I., Shesterkin V.P., Levshina S.I., Makhinov A.N. Geochemi-cal behavior of dissolved iron in waters from the Amur River, Amur Liman and Sakhalin Bay // Report on Amur-Okhotsk Project / Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2008. N 5. P. 21-26.
16. Nagao S., Terashima M., Kodama H., Kim V.I., Shesterkin V.P., Makhinov A.N. Migration behavior of Fe in the Amur River Basin // Report on Amur-Okhotsk Project / Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2007. N 4. P. 37-48.
17. Narita H., Shiraiwa T., Nakatsuka T. Human activities in Northeastern Asia and their Impact to the Biological Productivity in North Pacific Ocean // Report on Amur-Okhotsk Project / Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2004. N 2. P. 1-24.
18. Shesterkin V.P. Amur hydrochemical regime in winter // Report Amur-Okhotsk Project / Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2005. N 3. P. 73-77.
19. Shesterkin V.P. Multiyear dynamics of nitrogen mineral forms in Amur water near Khabarovsk // Report on Amur-Okhotsk Project / Research Institute for Humanity and Nature. Kioto, 2010. N 6. P. 147-150.
