CC BY
142СОСТОЯНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА РЕКИ ТОБОЛ
Куржыкаев Жумагазы1, Баринова Гулназ Калдыбаевна2, Асылбекова Айнур Серикбаевна3,
1 кандидат с.-х. наук,
ведущий научный сотрудник Северного филиала ТОО НПЦ «Рыбное хозяйство»,
г.Нур-Султан, Казахстан 2 кандидат биологических наук, старший преподаватель НАО КАТУ им.С.Сейфуллина,
г.Нур-Султан, Казахстан 3 кандидат с. -х. наук, и.о.ассоц.профессора НАО КАТУ им.С.Сейфуллина,
г.Нур-Султан, Казахстан
Аннотация. В данной статье рассмотрены особенности гидрологического и гидрохимического режима реки Тобол. Было обследовано 6 станций на р. Тобол. Не смотря на низкие значения годового стока гидрологический режим реки Тобол в 2019 году был благоприятным для жизнедеятельности гидробионтов. Основными загрязнителями реки Тобол являются ливневые стоки с территорий населенных пунктов, а также минеральные и органические удобрения, смываемые талыми, дождевыми водами с водосборных площадей. Вода реки Тобол в пределах Республики Казахстан является приемлемой средой для жизнедеятельности гидробионтов по своим физико-химическим свойствам и содержанию химических веществ.
Abstract. This article discusses the features of the hydrological and hydrochemical regime of the Tobol river. 6 stations on the Tobol river were surveyed. Despite the low values of annual runoff, the hydrological regime of the Tobol river in 2019 was favorable for the life of hydrobionts. The main pollutants of the Tobol river are storm runoff from the territories of localities, as well as mineral and organic fertilizers washed away by meltwater and rainwater from catchment areas. The water of the Tobol river within the Republic of Kazakhstan is an acceptable environment for the life of hydrobionts in terms of its physical and chemical properties and chemical content.
Ключевые слова: река Тобол, гидрологический режим, гидрохимический режим, объем стока.
Key words: Tobol river, the hydrological regime, hydrochemical regime, the volume of runoff.
Введение. Река Тобол берёт начало с возвышенностей Зауральского плато на границе Республики Казахстан (запад Костанайской области) и Российской Федерации (восточная окраина Оренбургской области) и впадает в р. Иртыш в районе города Тобольск (Тюменская область) на территории России. В верхнем течении Тобол протекает по Тургайскому плато, а затем после принятия р. Убаган - по прогибу Тургайской ложбины, депрессия которой нивелируется в пределах Западно-Сибирской равнины. Общая длина реки составляет 1674 км, общая площадь водосбора составляет 394600 км2. В пределах Республики Казахстан длина реки Тобол составляет 800 км, а площадь водосбора - 130000 км2. Ширина реки находится в пределах от 10 (участки в верховьях) до 200 м (в нижнем течении). Общая длина водохранилищ по территории Костанайской области составляет 104 км [1].
Гидроморфологическая картина реки формируется за счет чередования мелководных перекатов с неглубокими и средними по глубине омутами. Их глубина может достигать до 5 метров, а в отдельных случаях до 10 метров и более. Сезонные особенности стока определяют частую смену характера участков реки: на месте плесов появляются перекаты и наоборот. Дно реки ровное, песчано-галечное. Берега преимущественно суглинистые, поросшие мелким кустарником, слабопересеченные сухими руслами ручьёв. Берега крутые, местами обрывистые высотой 5 - 6 метров, а в местах слияния их со склонами долины до 30 метров. Правый склон реки крутой высотой 20 - 40 м, иногда обрывистый, в таких местах имеются выходы грунтовых вод. Левый склон менее высокий (до 25 м) и более пологий. Склоны долины слабо расчленены лощинами и небольшими логами, по правобережью - скальные местами поросшие небольшими берёзовыми рощами.
Важное народнохозяйственное значение р. Тобол, а также значительное антропогенное влияние и связанные с этим изменения в режиме водоема требуют ежегодного исследования её гидробиоценоза, определения гидрологических, гидрохимических параметров, а также степени антропогенного воздействия на отдельные биоценозы.
Материалы и методы исслдеования. Материал был собран в результате полевых выездов в 2019 году. Было обследовано 6 станций (с.Надеждинка, с.Садовый, г. Лисаковск, с.Антоновка, с.Шукубай, с. Жаилма) на р. Тобол. Отобрано и обработано 12 проб на гидрохимию воды. Гидрохимические пробы отбирались по сетке станций с последующей фиксацией и обработкой в лабораторных условиях по существующим методикам [2, 3]. Гидрохимический анализ проб проводился в ТОО «ЭкоНус» испытательная лаборатория, г.Караганда.
Результаты исследований. В пределах Костанайской области Тобол протекает преимущественно по плоской долине, изобилующей слабосолеными и пресными озёрами. В административных переделах
Костанайской области в реку Тобол впадают основные крупные притоки - Желкуар, Аят, Убаган, Уй, а также несколько временных водотоков длиной до 10 км.
Водный режим реки характеризуется ярко выраженным весенним паводком (до 85-96% годового стока) и длительной меженью. Весенний подъём уровня начинается обычно в середине апреля, достигая максимума в конце апреля начале мая. Продолжительность паводка в верхней части реки составляет 1-1,5 месяца и увеличивается вниз по течению до 2-3 месяцев. Годовые объемы стока в многоводный период могут превышать сток маловодных лет в десятки раз. До строительства плотин Верхне-Тобольского и Каратомарского гидроузла в многоводные годы высота подъёма воды над меженью достигала 7 метров. В конце июня обычно начинается летняя межень лишь весьма редко, в отдельные годы, нарушаемая незначительными дождевыми половодьями.
Для регулирования стока воды на реке Тобол построено четыре водохранилища: Верхне-Тобольское, Каратомарское, Кызылжарское и Амангельдинское. Наиболее существенную роль в регулировании стока воды реки Тобол играют Верхне-Тобольское и Каратомарское водохранилища, и соответственно оказывают значительное влияние на гидрологический режим реки в целом.
В период с 2008 по 2013 год значение пойменных водоемов реки Тобол значительно сократилось, так как в их питании основную роль играют разливы реки, которые были слабо выражены и наполнения озер не происходило. В результате многие пойменные водоемы потеряли свое рыбохозяйственное значение, одни полностью пересохли, другие обмелели настолько, что стали непригодными для обитания большинства видов рыб. Причем если учитывать виды рыб, отлавливаемых в пойменных озерах, то видно, что после продолжительного отсутствия паводка в уловах значительно увеличивается доля карася, а доля речной рыбы (окунь, плотва, щука) стремится к 0.
В 2016 году, как и в предшествующие три года (2014 и 2015 года), ситуация на пойменных водоемах значительно улучшилась, в результате весеннего паводка большинство из них заполнились водной массой, в водоемы также попало значительное количество речной рыбы. В более глубоких пойменных озерах данные виды сохраняться и будут участвовать в промысле на протяжении ряда лет. Начиная с 2017 года водность реки значительно снизилось и к 2019 году значение пойменных водоёмов приблизилось к 0, так в этом году отмечены минимальные объемы стока за более чем 10 лет.
Помимо пойменных озер есть ряд крупных притоков реки Тобол, которые также оказывают существенное влияние на рыбные ресурсы. На многих притоках сооружены пруды, в которых осуществляется ведение рыбного хозяйства. Гидрологический режим прудов значительно более стабильный, чем в пойменных озерах, что позволяет постоянно использовать их в рыбном хозяйстве.
На реке Тобол в районе с. Гришенка в 2019 году сток распределен по месяцам относительно равномерно, это связано с медленным таяньем снега в весенний период (рисунок 1). В районе с.Милютинка наибольший объем стока реки отмечался в апреле и мае, на эти два месяца приходится 46,3 % от общего стока за 9 месяцев 2019 года. Это свидетельствует о отсутствии выраженного паводка на реке Тобол в текущем году. На рисунке 2 отражены объемы годового стока реки Тобол.
Рисунок 1 - Среднемесячный объем стока воды по реке Тобол за январь-сентябрь 2019 года, млн.м3 600
со
^ 500
§400
I I I I _
■ 2008 2009 ■ 2010 ЙЖ'РКЮП ■ 2013 И2014 2015 20^^20^!2018 2019*
Рисунок 2 - Объем годового стока реки Тобол, млн. м3 (2019*- за 9 месяцев 2019 года)
Объем годового стока реки Тобол имеет значительные колебания и в многоводные годы может в несколько раз превышать объем стока в маловодные годы, так объем стока в 2016 году в районе с.Милютинка в 73,28 раза превысил объем стока 2019 года и это несмотря на сооруженные на реке водохранилища, которые аккумулируют водную массу и стабилизируют гидрологический режим реки. Объем годового стока реки в районе с. Гришенка в 2019 году был ниже аналагичного показателя 2014 года в 1111,8 раза. Не смотря на низкие значения годового стока гидрологический режим реки Тобол в 2019 году был благоприятным для жизнедеятельности гидробионтов.
Гидрохимический режим реки Тобол в целом остается неизменным уже на протяжении нескольких лет, хотя и претерпевает сезонные колебания. Преобладание снегового питания весной определяет гидрокарбонатно-кальциевый состав воды и минимальную концентрацию всех ионов. В летний и зимний период, с переходом реки на грунтовое питание, минерализация воды существенно возрастает, и вода становится хлоридно-натриевой.
Минерализация воды в реке Тобол по результатам исследований 2019 года находилась в пределах от 707 (г.Лисаковск) до 1380 мг/дм3 (с.Шукубай), во время весеннего половодья она снижается (таблица 4). У своих истоков река Тобол, в отличии от 2018 года, в 2019 году была пресным водоемом (713 мг/дм3 в районе с. Жиылма), вниз по течению происходило осолонение воды до 1380 мг/дм3 (в районе с.Шукубай). После с Шукубай минерализация воды в реке вновь снижается, достигая 707 мг/дм3 в районе г.Лисаковск. Затем наблюдается повышение минерализации с максимумом в районе с Надеждинка (1099 мг/дм3). В таблице 1 отражены основные гидрохимические показатели водной среды реки Тобол.
Таблица 1
Результаты гидрохимических исследований р. Тобол_
Дата Станция рН Растворенны е газы, мг/дм3 Биогенные элементы, мг/дм3 Органическо е вещество, мг/дм3 Минерализация мг/дм3
О2 СО2 КН4 N02 N0 3
06.201 6 с.Надеждинк а 7,9 8 8,3 0,31 0,11 0,01 0,4 8 7,3 1090,3
06.201 7 7,8 8,1 0,17 0,12 0,00 3 0,2 8 8,9 1154,6
05.201 8 8,2 2 5,45 0,21 0,29 0,03 6 0,4 2 7,8 948,15
06.201 9 7,4 1 8,2 0,07 0,18 0,00 6 0,2 3 5,6 1099,0
06.201 6 с.Садовый 8,0 1 8,6 0,22 0,25 0,00 0,1 8 6,7 923,1
06.201 7 7,3 6 8,5 0,19 0,25 0,00 1 0,2 9,1 1135,6
05.201 8 7,1 7 5,37 0,23 0,16 0,00 4 0,7 7 7,5 992,3
06.201 9 7,8 8,3 0,17 0,07 0,00 0,0 9 6,3 816,0
06.201 6 г. Лисаковск 7,8 3 9,4 0,26 0,11 0,05 0,2 6 5,3 877,3
06.201 7 7,5 8 8,9 0,21 0,10 0,00 0 0,4 1 7,2 1351,7
05.201 8 7,1 8 3,58 0,29 00,2 4 0,00 1 0,6 1 6,9 913,55
06.201 9 7,7 9 8,1 0,19 0,45 0,00 0,0 0 6,8 707,0
06.201 6 с.Антоновка 7,8 7 8,7 0,32 0,05 0,07 0,6 4 4,5 963,6
08.201 7 7,2 2 9,1 0,17 0,00 0,00 0,2 3 9,3 892,5
07.201 8 7,7 7,10 0,23 0,15 0,00 1 0,4 2 6,2 1395,6
08.201 9 6,9 9 7,6 0,21 0,27 0,00 0,0 2 5,4 769,0
06.201 6 с.Шукубай 7,7 6 8,9 0,34 0,04 0,06 0,5 8 5,1 1479,3
08.201 7 6,6 4 7,9 0,26 0,00 0,00 0,1 2 8,4 893,0
07.201 8 7,9 8 6,41 0,21 0,16 0,00 1 0,4 9 7,1 1336,4
08.201 9 7,9 7,4 0,25 0,46 0,00 1 0,0 0 7,2 1380
06.201 6 с. Жаилма 7,6 2 8,4 0,29 0,38 0,00 0,7 6 7,2 1995,1
08.201 7 7,1 2 7,6 0,32 0,00 0,00 0,0 0 9,6 888,1
07.201 8 7,8 4 6,60 0,30 0,12 0,00 1 0,4 3 7,8 1294,2
08.201 9 7,7 4 7,2 0,22 0,45 0,00 4 0,3 7,6 713,0
Жесткость воды в реке Тобол в зависимости от места и времени отбора проб колеблется в не значительных пределах от 3,3 (с.Жаилма) до 10,1 мг-экв./дм3 (с.Шукубай). Активная реакция среды (рН), характеризующая кислотно-щелочное состояние воды, колеблется в пределах от 6,99 (с.Антоновка) до 7,9 (с. Шукубай), что характеризует водную среду как нейтральную, а на отдельных участках как слабо щелочную.
Определение биохимического потребления кислорода (БПК) необходимо для определения условий обитания гидробионтов и характеристики качества воды. В пробах, взятых на реке Тобол, величины БПК колеблются в пределах от 1,4 (с.Шукубай) до 3,44 мг/дм3 (с.Надежденка), что свидетельствует об относительной чистоте воды. Также об отсутствии значительного органического загрязнения свидетельствуют и концентрации аммонийного азота и нитритов, соответственно 0,07 - 0,46 мг/дм3 и 0,000 - 0,006 мг/дм3.
Содержание растворенного в воде кислорода колеблется в пределах от 7,2 (г.Жаилма) до 8,3 мг/дм3 (с.Садовый), что характеризует водную среду по данному показателю как благоприятную для гидробионтов.
Основными загрязнителями реки Тобол являются ливневые стоки с территорий населенных пунктов, а также минеральные и органические удобрения, смываемые талыми, дождевыми водами с водосборных площадей.
Выводы
Река Тобол, протекая по территории Костанайской области, является важным народнохозяйственным водоемом и используется для различных целей, в том числе для ловли рыбных ресурсов.
Водный режим реки в 2019 году не характеризовался ярко выраженным весенним паводком и длительной меженью. В целом гидрологический режим реки Тобол является благоприятным для обитания большинства видов пресноводных рыб.
Вода реки Тобол в пределах Республики Казахстан является приемлемой средой для жизнедеятельности гидробионтов по своим физико-химическим свойствам и содержанию химических веществ.
Список литературы
1 Панин, М.С. Экология Казахстана: Учеб. Пособие / М.С. Панин. - Семипалатинск: Издательство СПГУ, 2005. - 547 с.
2 Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. -542 с.
3 Унифицированные методы анализа вод / под ред. Ю.Ю.Лурье. - М.:Химия, 1973.- 376 с.
