CC BY
35БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА
РЕКИ ЕСИЛЬ
Шуткараев Азис Васильевич1, Баринова Гулназ Калдыбаевна2, Асылбекова Айнур Серикбаевна3
1 Директор 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 Есиль, как трансграничной реки Республики Казахстан и Российской Федерации. В целом гидрологический режим реки Есиль является приемлемым для обитания большинства видов пресноводных рыб. Превышение ПДК для рыбохозяйственных водоемов ежегодно на всей протяженности реки по содержанию ионов отмечается лишь по сульфатам от 1,1 до 1,7 раз. Основными загрязнителями реки Есиль являются ливневые стоки с территорий населенных пунктов, а также минеральные и органические удобрения, смываемые талыми, дождевыми водами с водосборных площадей.
Abstract. This article discusses the features of the hydrological and hydrochemical regime of the Yessil river, as a transboundary river of the Republic of Kazakhstan and the Russian Federation. In General, the hydrological regime of the Yessil river is acceptable for most freshwater fish species. The maximum permissible concentration for fishery reservoirs is exceeded annually for the entire length of the river in terms of ion content only for sulfates from 1.1 to 1.7 times. The main pollutants of the Yessil river are storm runoff from the territories of settlements, as well as mineral and organic fertilizers washed away by meltwater and rainwater from catchment areas.
Ключевые слова: река Есиль; вода; озеро; гидрологический режим; гидрохимический режим; объем стока.
Key words: Esil river; water; lake; hydrological regime; hydro-chemical regime; the volume of runoff.
Введение. Река Есиль берет свое начало на западных отрогах гор Нияз в Осакаровском районе Карагандинской области (северо-восточная часть Казахстанского мелкосопочника), и впадает в реку Ертис на территории Российской Федерации. Водный режим реки характеризуется ярко выраженным весенним паводком и длительной меженью. Годовые объемы стока в многоводный период могут превышать сток маловодных лет многократно. Особенностью многолетнего стока р. Есиль является тенденция группировки многоводных и маловодных лет, что осложняет его использование в народном хозяйстве. Есиль, протекая по территории нескольких областей Северного и Центрального Казахстана, является важным народнохозяйственным водоемом; на его берегах расположены крупные и небольшие населенные пункты, в том числе столица Республики Казахстан - город Нур-Султан, а также несколько городов и районных центров. В ряде населенных пунктов река Есиль является питьевым водоемом [1].
Целью нашего исследования являлось изучение гидрологического и гидрохимического состояния реки Есиль.
Материалы и методы исследования. Материал был собран в результате полевых выездов в 2019 году. Было обследовано 9 станций на р. Есиль. Отобрано и обработано 18 проб на гидрохимию воды. Сетка станций отбора проб составлена с учетом биотопического разнообразия. Гидрохимические пробы отбирались по сетке станций с последующей фиксацией и обработкой в лабораторных условиях по существующим методикам [2, 3]. Гидрохимический анализ проб проводился в испытательной лаборатории РГКП «Казгидромет».
Результаты исследований. Формирование стока реки Есиль происходит в пределах Казахского мелкосопочника. Водный режим реки характеризуется ярко выраженным весенним паводком и длительной меженью. Весенний подъем 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 сто раз. До строительства плотин Астанинского и Сергеевского гидроузла в многоводные годы высота подъёма воды над меженью достигала у города Сергеевки 11,6 метра, у села Явленки - 10,4 метра. Обычно же подъём талых вод не превышает 4 - 6 метров. В конце июня обычно начинается летняя межень лишь весьма редко, в отдельные годы, нарушаемая незначительными дождевыми половодьями.
Наибольший объем стока воды в реке Есиль приходится на апрель, в этот месяц происходит основной сток воды, так в районе с. Тургеневка в апреле сток превысил объем стока за остальные восемь месяцев в 1,7 раз, в районе с.Волгодоновка в 2,2 раза (рисунок 1). Объем годового стока реки Есиль имеет
значительные колебания и в многоводные годы может в несколько раз превышать объем стока в маловодные годы. На рисунке 2 отражены объемы годового стока реки Есиль, данные за 2019 год представлены за 9 месяцев.
350
0
1 300 §250
з 200
Ьй
£ 150
100 50
и ИЗ
ю о
0
1
2
3 4
• Тургеневка
Рисунок 1 - Среднемесячный объем стока воды по реке Есиль за январь-сентябрь 2019 года, млн.м3
5 6
Волгодоновка
8 9
8 месяц 9
2500
■ 2008 ■ 2009 ■ 2010 Ту2511евк2012 ■ 2013 ■ 2014 ■ 2015 ■ 20В°лШ2'|оновк£2018 2019*
Рисунок 2 - Объем годового стока реки Есиль, млн. м3 (2019*- за 9 месяцев 2019 года)
Колебания годового стока и его объем значительно выше в районе с.Тургеневка, расположенного выше Астанинского (Вячеславского) водохранилища. С 2014 года на реке Есиль отмечался паводок и объем годового стока значительно увеличился. Вероятно, пик многоводного периода пришёлся на 2018 год, когда объём стока реки превысил сток даже предыдущих многоводных лет в 4,7 раз в районе села Тургеневка и в 5,6 раз в районе села Волгодоновка. В 2019 году объём стока значительно сократился, хотя остался на довольно высоком уровне. В целом гидрологический режим реки Есиль в 2019 году был благоприятным для жизнедеятельности гидробионтов.
Гидрохимический режим реки Есиль 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. На рисунке 3 отражено изменение минерализации воды в реке Есиль по годам исследований.
1500
1-
1000
500
0 -
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 ^^"Минерализация, мг/дм3 год
Рисунок 3 - Динамика изменения минерализации воды в реке Есиль
Минерализация воды в реке по результатам исследований 2019 года находилась в пределах от 505 (с. Петровка) до 999 мг/дм3 (с. Разгульное). В целом река Есиль по степени минерализации в 2019 году являлась пресным водоемом. Превышение ПДК для рыбохозяйственных водоемов ежегодно на всей протяженности реки по содержанию ионов отмечается лишь по сульфатам от 1,1 до 1,7 раз. В таблицах 1 и 2 отражены основные гидрохимические показатели водной среды реки Есиль.
Таблица 1
Результаты гидрохимических исследований__
Дата Станции отбора проб рН Растворенные газы, мг/дм3 Биогенные элементы, мг/дм3 Органическо е вещество, мг/дм3 Минерализация , мг/дм3
О2 СО2 МЙ4 Ш2 Шэ РрО4
09.201 9 Литвинское 7,11 8,4 0,10 0,55 0,006 0,3 0,24 8,9 844
09.201 9 Астраханка 7,09 8,2 0,12 0,59 0,006 0,3 0,26 12,4 875
09.201 9 Атбасар 7,06 8,4 0,11 0,68 0,006 0,3 0,09 11,2 925
09.201 9 Державинск 7,22 7,9 0,21 0,76 0,006 0,3 0,08 11,6 969
09.201 9 Есиль 7,72 8,2 0,18 0,58 0,006 0,3 0,07 8,5 958
09.201 9 Разгульное 8,29 8,5 0,10 0,52 0,006 0,3 0,07 6,4 999
09.201 9 Западное 8,44 8,9 0,17 0,26 0,006 0,3 0,05 6,8 952
07.201 9 Петровка 7,37 8,0 0,32 0,33 0,008 0,3 0,03 5,2 505
07.201 9 Красноярка 7,03 8,2 0,25 0,93 0,006 0,3 0,04 8,0 538
Таблица 2
Ионный состав, минерализация воды и жесткость_
Дата Станции отбора проб Жестко сть мг-экв/дм3 Кальц ий, мг/дм3 Магн ий мг/дм 3 Хлори ды мг/дм3 Сульфа ты мг/дм3 Гидрокарбо наты мг/дм3 Калий+На трий мг/дм3 Минерализ ация мг/дм3
09.20 19 Литвинс кое 6,3 89 27 178 110 298 142 844
09.20 19 Астраха нка 6,4 80 29 188 120 305 146 875
09.20 19 Атбасар 6,8 84 32 202 130 317 155 925
09.20 18 Держави нск 7,4 84 39 216 149 317 160 969
09.20 18 Есиль 7,5 85 39 228 154 283 169 958
09.20 19 Разгульн ое 7,6 86 40 241 178 250 179 999
09.20 19 Западное 7,5 100 30 252 139 232 167 952
07.20 19 Петровк а 4,6 74 11 89 62 201 57 505
07.20 19 Красноя рка 1,7 18 10 96 62 207 129 538
Жесткость воды в реке Есиль изменяется в зависимости от места и времени отбора проб. Значения жесткости колеблются в значительных пределах от 1,7 (с. Красноярка) до 7,6 мг-экв./дм3 (с. Разгульное). Активная реакция среды (рН) колеблется в пределах от 7,03 (с. Красноярка) до 8,44 (с. Западное), что характеризует водную среду как слабо щелочную.
Определение перманганатной окисляемости необходимо для определения условий обитания гидробионтов и характеристики качества воды. В пробах, взятых на реке Есиль величины окисляемости колеблются в пределах от 5,2 (с.Петровка) до 12,4 мг/дм3 (г.Астраханка), что свидетельствует об относительной загрязненности воды органическими веществами. На рисунке 4 отражена динамика изменения значений перманганатной окисляемости по годам исследований.
10
8
я 6
.4.
CN О 4
2
0
2011
2019 год
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 ^^Перманганатная окисляемость, мг О2/дм3
Рисунок 4 - Динамика изменения перманганатной окисляемости воды в реке Есиль
Значения перманганатной окисляемости в 2019 году значительно выше предыдущих лет, что свидетельствует о попадании в реку большого количества органических веществ, но несмотря на это вода является умеренно загрязнённой. Также об отсутствии значительного загрязнения свидетельствуют и концентрации аммонийного азота и нитратов, соответственно 0,26 - 0,93 мг/дм3 и 0,3 мг/дм3. На рисунке 5 отражена динамика содержания этих веществ в воде реки Есиль.
1,6 1,4 1,2 1
0,8 0,6 0,4 0,2 0
2011 2012 2013
2014 2015 2016 —NH4-NO3
2017 2018
2019 год
Рисунок 5 - Динамика изменения содержания NH4 и NO3 в воде реки Есиль
Содержание растворенного в воде кислорода колеблется в пределах от 7,9 (г.Державинск) до 8,9 мг/дм3 (с.Западное), что характеризует водную среду как благоприятную для гидробионтов.
Выводы
Водный режим реки Есиль характеризуется ярко выраженным весенним паводком и длительной меженью. Весенний подъём уровня начинается обычно в середине апреля, достигая максимума в конце апреля начале мая. В целом гидрологический режим реки Есиль является приемлемым для обитания большинства видов пресноводных рыб.
По результатам исследований 2019 года минерализация воды в реке находилась в пределах от 505 до 999 мг/дм3. Река Есиль по степени минерализации в 2019 году являлась пресным водоемом. Превышение ПДК для рыбохозяйственных водоемов ежегодно на всей протяженности реки по содержанию ионов отмечается лишь по сульфатам от 1,1 до 1,7 раз.
Основными загрязнителями реки Есиль являются ливневые стоки с территорий населенных пунктов, а также минеральные и органические удобрения, смываемые талыми, дождевыми водами с водосборных площадей.
Список литературы
1 Kurzhykayev, Zh. Actual status of fishing reserves of the Yesil River /ZOOLOGIA 36: e30437 https://doi.org/10.3897/zoologia.36.e30437 October 3, 2019 p.1-9 JSR-0,8.
2 Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 542 с.
1.3 Унифицированные методы анализа вод /под ред. Ю.Ю.Лурье. - М.:Химия, 1973.- 376 с.
