CC BY
31
УЛАНОВА С.С., НАЖМУТДИНОВ С. Н.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ВОД ИСКУССТВЕННЫХ
ВОДОЕМОВ КАЛМЫКИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОЛЕВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ 2012*
2015 ГГ.
Аннотация: В статье представлены результаты долговременного геоэкологического мониторинга искусственных водоемов Калмыкии на основе гидрохимического показателя - минерализации. Показано изменение степени засоления ключевых водных объектов: Чограйского, Цаган-Нур, Деед-Хулсун, Красинского.
Ключевые слова: искусственные водоемы, минерализация, качество вод, мониторинг.
В настоящее время необходимым условием для объективной оценки состояния водных объектов и их динамики является долговременный геоэкологический мониторинг, основной задачей которого является возможность пространственно-временного анализа количественных данных. В Калмыкии такой мониторинг организован сотрудниками отдела экологических исследований Бюджетного научного учреждения Республики Калмыкия «Институт комплексных исследований аридных территорий» и ведется с 2001 г. Он включает получение многоразовых в течение года количественных значений нескольких показателей: гидрологических (уровень и площадь водоема), гидрохимических (минерализация, тип химизма), экологических - состав лимнофильной орнитофауны, гидробиологическое состояние водных объектов, функционирование экотонной системы «вода-суша» на побережье. В рамках многолетнего мониторинга создан детализированный банк геоданных, включающий на основе применения ГИС-технологий информацию, полученную с помощью наземных полевых исследований и в ходе лабораторной обработки отобранных проб, анализа материалов космической съемки. Ядро базы данных составляют информационные объекты, отражающие состояние основных компонентов экосистем: почв, растительности, подземных и поверхностных вод. ГИС, созданная на основе такой БД, позволяет анализировать материал в пространственно-временном аспекте. В период 20122015 гг. для исследуемых водных объектов было выполнено 334 геоботанических описания, отобрано 196 проб поверхностных и грунтовых вод, собрано 257 растительных укосов. Созданная База данных была положена в основу разработки стандартного экологического паспорта водного объекта как новой формы целевого мониторинга, контролирующего и оценивающего состояние и использование водных и биологических ресурсов конкретного водоема и зоны его воздействия на побережье. Такие паспорта составлены для водных объектов Кумо-Манычской впадины (в пределах Республики Калмыкия) [1] и активно используются. В настоящее время разрабатываются паспорта для водных объектов Прикаспийской низменности (в пределах Республики Калмыкия). В данной статье изложены и обсуждаются результаты сравнительного анализа качества вод водоемов, полученные в ходе мониторинга с 2012 по 2015 гг.
Натурные наблюдения с отбором проб поверхностных и грунтовых вод проводились в рамках комплексного мониторинга с использованием собственной методики, апробированной нами ранее [2] в весенние и осенние периоды с 2012 по 2015 гг. Для изучения концентрации химических веществ в ключевых водных объектах Республики Калмыкии и оценки их экологического состоянияна основе показателя ПХЗ-10 были выбраны водоемы, созданные в середине прошлого века в основном для целей питьевого водоснабжения и орошения, и располагающиеся в разных природных зонах и ландшафтных условиях. В границах степной зоны исследовалось водохранилище Чограйское-в Кумо-
*
Статья подготовлена при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ) проект № 15-05-06773
Манычской впадине, и водохранилища Цаган-Нур, Деед-Хулсун образованные в Сарпинской ложбине. Водохранилище Красинское находится на Прикаспийской низменностив условиях остепненной пустыни.
Комплексное исследование водоемов и прилегающей к нему территории включало заложение топоэкологического профиля от береговой линии до зональной растительности. Методологическая основа проведения полевых работ -экотонная концепция «вода-суша» В.С. Залетаева (1997 г.), согласно которой вокруг водоемов выделяются блоки-пояса растительности, формирующиеся под различным влиянием водного объекта, в зависимости от его удаленности. Структурно-функциональная организация блоков экотонов изучаемых водоемов подробно описана автором в ряде научных публикаций и обобщающих монографий ранее [1, 3]. В пределах каждого блока отбирались грунтовые воды на минерализацию, отмечалась их глубина залегания, отбирались почвенные пробы, выполнялось стандартное геоботаническое описание и отбор растительных укосов на биологическую продуктивность.
В данной статье остановимся на результатах по исследованию проб воды. Пробы отбирались на разных участках водохранилищ, как правило, в центральной части, вблизи выклинивания подпора и в приплотинной части. Анализ проб на химизм и минерализациювод водоемов и грунтовых вод побережий был выполнен в Калмыцком филиале ГНУ ВНИИГиМРоссельхозакадемии им. А.Н. Костякова в соответствии со стандартом ГОСТ 26449.1-85: катионно-анионный состав - титриметрическим методом, определение сухого остатка - гравиметрическим, определение pH - потенциометрическим. Кроме того, пробы изучалисьнасодержание 70 химических элементов в лаборатории ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М.Федоровского» методами анализа масс - спектральной с индуктивно-связанной плазмой (МС), атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой (АЭ) по методикам НСАМ №480-ХС и ГОСТ Р 51309-99. Оценку качества вод экологического состояния водного объекта проводили по показателю химического загрязнения воды (ПХЗ-10) [4]. Критериям качества воды являются две величины показателя химического загрязнения природной воды (ПХЗ-10 веществ 1-2 классов опасности и ПХЗ-10 веществ 3-4 классов опасности) с их нормативными значениями. Одним из интегральных показателей, позволяющих оценить качественное состояние водоема, сформировавшееся за длительный период его эксплуатации, является показатель химического загрязнения вод - ПХЗ-10, рассчитываемый по десяти веществам, максимально превышающим ПДКр. Оценка качества вод по показателю ПХЗ-10 подробно изложена нами раннее[5].
Водохранилище Цаган-Нур относится к водоемам Прикаспийской низменности, является самым крупным в цепи озер, располагающихся в южной части Сарпинской депрессии, оставленной древним руслом Волги.Водохранилище руслового типа, вытянуто с севера на юго-восток на 45 км при ширине от 0,7 до 1,5 км. Средняя глубина 1,15 м. До начала искусственного регулирования режима водоемов Сарпинской низменности питание озера Цаган-Нур ограничивалось весенними талыми водами, стекающими с восточного склона возвышенности Ергени, и атмосферными осадками. В настоящее время основным источником питания является канал ВР-1 Сарпинской обводнительно-оросительной системы, берущий воду из Волги. Изучение современного экологического состояния водохранилища Цаган-Нур проводили на трех ключевых участках и место сброса воды в водохранилище по каналу ВР-1, явилось определяющим в выборе станций для отбора поверхностных проб воды: в зоне выклинивания подпора (до сброса воды), в центральной зоне (зоне сброса воды) и у плотины (после сброса воды). Анализ результатов собственных полевых наблюдений прошлых лет (2012-2013гг.) и сравнение их с результатами 2014-2015 гг. показали неуклонное увеличение минерализации поверхностных вод по всему профилю водоема: в приплотинной части водоема - с 8,78 г/л (2012 г.), 11,34 г/л (2013 г.), 12,42 г/л (2014 г.) до 22,13 г/л (2015 г.). По сравнению с прошлым 2014 г. минерализация этой части водоема увеличилась в два раза, а по сравнению с 2012 г. практически втрое (рис.1).
!■■■■!минерализация, г/л, апрель 2012 г. р.™™.!минерализация, г/л, апрель 2013 г. I Iминерализация, г/л,май 2014 г. у/т/л минерализация, г/л, апрель 2015 г.—■—УГВ, м, май 2012 г. —♦— УГВ, м, май 2013 г.
■ -Аг - УГВ, м, май 2014 г. —•■ - УГВ, м, май 2015 г.
Рис. 1. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части водохранилища Цаган-Нур в весенние периоды в течение 2012-2015 гг.
В осенний период 2015 г. минерализация этой части водоема увеличилась в 6,5 раз: с 11,25 (2012 г.), 14,05 г/л (2013 г.), 15,44 г/л (2014 г.), 73,18 г/л (2015 г.). По качественному составу поверхностные воды в 2015 г. оказались хлоридно-сульфатно-натриевыми. (рис.2).
□ минерализация, г/л, сентябрь 2012 г. минерализация, г/л, 2013 г. 1111111II минерализация, г/л, сентя
□ минерализация, г/л —УГВ, м, 2012 г. —■—УГВ, м, 2013 г.
—к -УГВ, м, 2014 г. - -Аг - УГВ, м, 2015 г.
Рис. 2. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части водохранилища Цаган-Нур в осенние периоды в течение 2012-2015 гг.
В центральной части минерализация составила: 11,61 г/л (2013 г.), 12,78 г/л (2014 г.); 22,37 г/л (2015 г.). В этой части водоема общее засоление поверхностных вод в 2015 г. увеличилась вдвое. Тип засоления вод такой же, как и в приплотинной части - хлоридно-сульфатно-натриевый (рис.3).
60
50
40
«
s я
m
30
I 20
10
0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1
-1,2
-1,4
-1,6
-1,8
-2
й я s
IQ
ч
вода водоема
скважина 1
скважина 2
скважина 3
II минерализация, г/л, май 2013 г. минерализация, г/л, май, 2014 г.
3 минерализация, г/л, май 2015 г. —■— УГВ, м, май 2013 г. ■ УГВ, м, май 2014 г. —•■ -УГВ, м, май 2015 г.
0
Рис. 3. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в центральной части водохранилища Цаган-Нур в весенние периоды в течение 2012-2015 гг.
Зона выклинивания подпора водохранилища к 2015 г. высохла. Эта часть водоема в 2012 и 2013 гг. наполнялась водой, и минерализация воды составляла 8,9 г/л и 11,08 г/л соответственно.
Анализ засоления грунтовых вод показал, что наиболее минерализованы грунтовые
воды в зоне выклинивания подпора и в центральной части (48,17 г/л), наименее - в
приплотинной (12,62 г/л). В осенний период грунтовые воды заглубляются в зависимости от
блока экотона от 0,2 до 0,9 м. Минерализация грунтовых вод к осени увеличивается на 2-3,5
г/л. Тип засоления поверхностных вод и грунтовых вод варьирует от натриево-сульфатно-
хлоридного до хлоридно-сульфатно-натриевого. Сравнительный анализ минерализации
грунтовых вод водохранилища Цаган-Нур показывает, что в центральной части
водохранилища их засоление к 2015 г. увеличилось в 3,8 раз, в приплотинной части - в 1,3
раза, а зона выклинивания подпора к 2015 г. высохла. Такое значительное увеличение
минерализации поверхностных и подземных вод связано с уменьшением объема воды в
водохранилище. Изучение изменения площади водной поверхности водоема, выполненное
на основании анализа данных разновременной космической информации, показало, что к
2012 г. произошло значительное сокращение зеркала водной поверхности водоема Цаган-2 «-» 2 Нур (31,63 км ) по сравнению с данными измерений 2004 г. (60,80 км ), что, несомненно,
обусловлено произошедшим уменьшением поступления в водоем дренажно-сбросных вод
из-за сокращения площади орошаемых массивов. В последующие годы сокращение площади
водного зеркала водохранилища Цаган-Нур продолжилось и составило в 2014 г. - 26,27 км ,
а в 2015 г. - 21,07 км2 (ИСЗ «Landsat-7», ЕТМ+).
Таким образом, результаты наземных повторных наблюдений в режиме ежегодного мониторинга за качеством воды и минерализацией в течение 2012-2015 гг., выявили значительное увеличение минерализации поверхностных и подземных вод по всему профилю водохранилища, связанное суменьшением объема дренажно-сбросных вод и сокращением орошаемых массивов. Показатели минерализации поверхностных вод в 2015 г. достигли критических значений (22,13-73,18 г/л). Уменьшение объема воды в водохранилище, а соответственно и сокращение площади водного зеркала, определяемое по космическим снимкам, вызвано уменьшением водоподачи с Волги. Засоление вод растет по профилю водохранилища с севера (зоны выклинивания подпора) к плотине, расположенной в его
южной части. Связано это с приходом распресняющих вод в верхнюю часть водоема по каналу ВР-1 из Волги. Наиболее минерализованы грунтовые воды в зоне выклинивания подпора и в центральной части (48,17 г/л), наименее - в приплотинной (12,62 г/л). В осенний период грунтовые воды заглубляются в зависимости от блока экотона от 0,2 до 0,9 м. Минерализация грунтовых вод к осени увеличивается на 2-3,5 г/л. Тип засоления поверхностных вод и грунтовых вод варьирует от натриево-сульфатно-хлоридного до хлоридно-сульфатно-натриевого. Согласно полученным значениям ПХЗ-10, состояние водного объекта Цаган-Нур оценивается как экологическое бедствие.
Водохранилище Деед-Хулсунрасположено в Даванском ландшафтном районе Приергенинско-Сарпинско-Даванской подобласти Прикаспийской области. Водохранилище было создано в 1970-80 гг. в устье реки Яшкуль, берущей начало с возвышенности Ергени. Небольшой лиманДеед-Хулсун, наполнявшийся атмосферными осадками и пересыхающий в летнее время, после ввода Черноземельской обводнительно-оросительной системы (в 1960 г.) и построения земляной плотины, стал питаться не только водами реки Яшкуль, но и дренажно-сбросными водами, поступающими по каналу УС-3 из Чограйского водохранилища. В 2003 году минерализация водоема составляла 2,07 г/л у плотины и 7,73 г/л в его хвостовой части. Тип засоления вод - натриево-сульфатно-хлоридный. Анализ данных дистанционного зондирования с 1975 по 2004 гг. показывает, что максимальное наполнение водоема наблюдалось в 1988 г., площадь его составила 17,21 км2, минимальное наполнение и площадь - 6,54 км отмечены в 1999 г. [2]. Площадь водоема по результатам космической съемки за 28 октября 2013 г. составила 13,53 км2 (ИСЗ «Landsat-7», ЕТМ +)[6].
Анализ качества поверхностных и грунтовых вод водохранилища Деед-Хулсунпроводили на двух ключевых участках: в приплотинной части и в зоне выклинивания подпора (хвостовая часть). Наблюдения показывают, что минерализация ПВ данного водоема незначительно увеличилась и составила в весенний период в его приплотиннойчасти: 8,88 г/л (2012 г.), 9,12 г/л (2013 г.), 10,44 г/л (2015 г.). В 2014 г. в этой части водоема произошло значительное снижение минерализации до 2,23 г/л, в связи с большим объемом поступления сбросных пресных вод с Чограйского водохранилища (рис. 4). Качественный состав вод за период исследований преимущественно хлоридно-сульфатно-натриевый.
I - I мппераппзпщ'л г/л, 2012 г. ^^минерализация,г/л, 2013 г. минерализация,г/л 2014 г. ЕИИИЗминерализация,г/л, 2015 г.
—■—УГВ, м, 2012 г. —УГВ, м, 2013 г. --А--УГВ, м, 2014 г. -»-УГВ, м, 2015 г.
Рис. 4. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части водохранилища Деед-Хулсун в весенние периоды в течение 2012-2015 гг.
В осенние периоды в этой части водохранилища наблюдали стабильные значения в течение всех лет наблюдений (рис.4).
В 15
-0,2
-0,6
-1,4
воды водоема
скважина 1
I I минерализация, г/л, сентябрь 2012 I. I'■■'■■ч минерализация, г/л, сентябрь 2013 г. 11111111 минерализация, г/л, сентябрь 2014 г.
I I минерализация, г/л, сентябрь 2015 И УГВ, м, 2012 г. — УГВ, м, 2013 г.
--А--УГВ, м, 2014 г. —»-УГВ, м, 2015 г.
Рис. 4. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части водохранилища Деед-Хулсун в осенние периоды в течение 2012-2015 гг.
В зоне выклинивания подпора минерализация ПВ изменялась следующим образом: 9,17 г/л (2012 г.), 10,79 г/л (2013 г.), 9,29 г/л (2014 г.), 10,15 г/л (2015 г.) (рис. 5). Воды по качественному составу сульфатно-хлоридно-натриевые.
\ \
\
9,17 10,79 9,29 10,15
ШШ //////////
1111 //////////
111| //////////
в //////////
воды водоема
минерализация, г/л, май 2012 УГВ, м, 2012 г.
минерализация, г/л, май 2013
I минерализация, г/л, май 2014 -к -УГВ, м 2014 г.
ПШП2 минерализация, г/л, май 2015
Рис. 5. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в зоне выклинивания подпора водохранилища Деед-Хулсун в весенние периоды в течение 20122015 гг.
40
35
30
25
я 20
0
5
0
6
35
30
25
к 20
& 15
0
скважина 1
скважина 2
УГВ, м, 2014 г.
УГВ, м, 2015 г.
К осени минерализация поверхностных вод незначительно увеличивается на 0,9-1,9 г/л. (рис.6).
1 ■ ■ ■ -1 минерализация, г/л, сентябрь 2012 г. к\\\\\\ч минерализация, г/л, сентябрь 2013 г. ||||||||| минерализация, г/л,
||||||||| минерализация, г/л, сентябрь 2015 г. —■—УГВ, м, 2012 г. — УГВ, м, 2014 г.
-9- -УГВ, м, 2015 г.
Рис. 6. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в зоне выклинивания подпора водохранилища Деед-Хулсун в осенние периоды в течение 20122015 гг.
Исследования грунтовых вод показали, что подземные воды экотонных территорий изучаемого водоема подпитываются водами водохранилища, об этом можно судить по постепенному возрастанию минерализации грунтовых вод по мере удаления от водоема. Кроме того, в течение наблюдений было замечено, что при повышении минерализации поверхностных вод, повышается минерализации и грунтовых вод. Грунтовые воды экотонных территорий водохранилища Деед-Хулсун сильно засолены (20,15-29,76 г/л), по качественному составу преимущественно натриево-сульфатно-хлоридные и сульфатно-натриево-хлоридные.
Таким образом, анализ качества поверхностных вод водохранилища Деед-Хулсун показывает, что в период наблюдений минерализация вод изменяется в незначительных пределах, воды являются сильно засоленными (9-10 г/л), качество вод обусловлено поступлением более пресных вод из Чограйского водохранилища. Минерализация воды по профилю водохранилища стабильная. Качественный состав вод при этом в течение четырех лет изменялся с натриево-сульфатно-хлоридного до хлоридно-натриево-сульфатного. Грунтовые воды подпитываются водами водохранилища и при повышении минерализации поверхностных вод, повышается минерализация и грунтовых вод. Грунтовые воды экотонных территорий водохранилища Деед-Хулсун очень сильно засолены и по качественному составу преимущественно натриево-сульфатно-хлоридные. К осени минерализация и поверхностных, и грунтовых вод увеличивается. Согласно полученным значениям ПХЗ-10, состояние водного объекта Деед-Хулсун оценивается как чрезвычайная экологическая ситуация.
Красинское водохранилище расположено в юго-восточной части Калмыкии, в Приморском ландшафтном районе Приморско-Приволжской подобласти Прикаспийской низменности. Питание водоема осуществляется за счет волжской воды по Оленичевскому и Каспийскому каналам, а также за счет нагонных вод. Сброс воды осуществляется в канал Лаганский банк, водами которого питается город Лагань. Площадь водного объекта составила 2,04 км2 (ИСЗ «Landsat-7», камерой ETM+ 03.05.2012 г.). На побережье водоема Красинского были заложены два ключевых участка стационарного наблюдения. Топо-экологический профиль «Красинское-1» расположен в центральной части южного побережья Красинского водохранилища. В течение 2012-2015 гг. произошло также увеличение минерализации ПВ Красинского водохранилища: 0,28 г/л (2012 г.) - 0,34 г/л (2013 г.) - 0,82 г/л (2014 г.) - 0,84 г/л (2015 г.) (рис.7, 8). Грунтовые воды также увеличили свою
минерализацию: 1,24 г/л (2012 г.) - 1,52 г/л (2013 г.) -1,75 г/л (2015 г.) Грунтовые воды, в пределах экотона, залегали на глубине от 0,3 м до 2,4 м.
вода водоема скважина 1 скважина 2 скважина 3 скважина 4 скважина 5
1 . . . I минерализация, г/л, май 2012 г. минерализация, г/л, май 2013 г. I I минерализация, г/л, май 2014 г.
ШИШ минерализация, г/л, май 2015 1. 1 УГВ, м, май 2012 г. — ♦— УГВ, м, май 2013 г.
—к -УГВ, м, май 2014 г. - ■*■ - УГВ, м, май 2015 г.
Рис. 7. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в весенние периоды 2012-2015 гг. в центральной части южного побережья Красинского водохранилища.
1 ■ ■ ■ -1 минерализация, г/л, сентябрь 2012 г. 1\\\\\\м минерализация, г/л, сентябрь 2013 г. 1111111II минерализация, г/л, се
1 1 минерализация, г/л, сентябрь 2015 г. —±—УГВ, м, 2012 г. --♦--УГВ, м, 2013 г.
- - УГВ, м, 2015 г.
Рис. 8.Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в осенние периоды 2012-2015 гг. в центральной части южного побережья Красинского водохранилища.
Ключевой участок «Красинское-3» расположен в зоне выклинивания подпора на северном побережье Красинского водохранилища. Топоэкологический профиль был заложен весной 2012 года. Анализ изменения минерализации ПВ на участке «Красинское-3» также показал увеличение степени засоления к настоящему времени: 0,43 г/л (2012 г.) - 0,52 г/л (2013 г.) - 0,63 г/л (2014 г.) - 0,89 г/л (2015 г.) (рис. 9, 10). Грунтовые воды увеличивали свою минерализацию по мере удаления от уреза воды: 0,79 г/л (1 скважина); 0,6 г/л (2 скв.); 3,5 г/л
(3 скв.); 13,55 г/л (4 скв.); 13,64 г/л (5 скв.) От весны к осени минерализация вод незначительно увеличивается.
60
50
40
к 30
20
10
воды водоема скважина 1 скважина 2 скважина 3 скважина 4 скважина 5
1 ■ ■ ■ I минерализация, г/л, май 2012 минерализация, г/л, май 2013 г.
II11111II минерализация, г/л, май 2015 г. —■-УГВ, м, май, 2012 г.
—* -УГВ, м, май 2014 г. - -•- - УГВ, м, май 2015 г.
3 минерализация, г/л, май 2014 г. УГВ, м, май 2013 г.
Рис. 9. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в весенние периоды 2012-2015 гг. в зоне выклинивания подпора северного побережья Красинского
водохранилища.
0
воды водоема
скважина 1
скважина 2
скважина 3
■ ■ ■ | минерализация, г/л, 2012 г г. ■■.■■■■■ минерализация, г/л, 2013г ........минерализация, г/л, 2014 г.
I минерализация, г/л, 2015 г. —■—УГВ, м, 2012 г. —♦— УГВ, м, 2013 г.
-УГВ, м, 2014 г. —•—УГВ, м, 2015 г.
Рис. 10. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в осенние периоды 2012-2015 гг. в зоне выклинивания подпора северного побережья Красинского водохранилища.
2,5
2
,5
0,5
0
Таким образом, анализ поверхностных вод показал, что по степени засоления Красинское водохранилище относится к пресноводным водоемам (0,3-0,9 г/л). Минерализация водоема в его центральной части меньше, чем в зоне выклинивания подпора. Результаты четырехлетнего мониторинга поверхностных вод Красинского водоема показывают увеличение минерализации в три раза. Мониторинг грунтовых вод показал следующие особенности: по мере удаления от уреза воды их минерализация увеличивается в 3-20 раз. В течение периода исследований грунтовые воды показали относительную стабильность гидрохимических параметров. В осенние периоды наблюдается повышение
глубины залегания грунтовых вод и снижение их минерализации. Тип засоления вод в 2015 г. хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатный и магниево-хоридно-гидрокарбонатный. Согласно полученным значениям ПХЗ-10, состояние водного объекта Красинское оценивается как чрезвычайная экологическая ситуация. Низкое значение ПХЗ-10 (9,27) в зоне выклинивания подпора связано с поступлением в эту часть водоема пресных волжских вод по Оленичевскому каналу.
Чограйское водохранилище один из крупных искусственных водоемов республики, расположенное в Восточно-Манычском ландшафтном районе Кумо-Манычской впадины, было создано в 1969 г. В настоящее время Чограйское водохранилище существует на привлеченном стоке, поступающему по Терско-Манычскому каналу, из рек Терек и Кума. Подача водыв год по Кумо-Манычскому каналу в Чограйское водохранилище составляет
3 ,
536,9 млн. м .При НПУ (22,4 м) водохранилище простирается с запада на восток на 48,8 км, наибольшая ширина у плотины составляет 8,8 км. В период ввода водохранилища в эксплуатацию в 1970 г. минерализация воды у плотины составила 1,7 г/л, а в зоне выклинивания подпора - до 3 г/л [7].
Анализ качества поверхностных и грунтовых вод Чограйского водохранилища проводили на трех ключевых участках: в приплотинной части, центральной и в зоне выклинивания подпора (хвостовая часть). Сравнительный анализ качества поверхностных вод (ПВ) Чограйского водохранилища с 2012 г. показывает, что, в среднем, минерализация в приплотинной части в весенний период (апрель) составила 1,48 г/л, максимальные значения минерализации были отмечены в 2012г. (1,67 г/л), минимальные - в 2014 г. (1,26 г/л)(рис. 11). Поверхностные воды по качественному составу весной 2015 г. оказались сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатные.
минерализация,г/л, апрель 2012 ^¿¿¿¿д минерализация, г/л, апрель 2013 минерализация, г/л, апрель 2014
^^^^ минерализация, г/л, апрель 2015 И УГВ, м, апрель 2012 — А- УГВ, м, апрель 2013
- -♦■ - УГВ, м, апрель 2014 - - УГВ, м, апрель 2015
Рис. 11. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части Чограйского водохранилища в весенние периоды в течение 2012-2015 гг.
Средняя минерализация за 4 года в приплотинной части в осенний период (сентябрь) составила 1,87 г/л, максимальные значения минерализации были отмечены также в 2012г. (2,96 г/л), минимальные - в 2013 г. (1,3 г/л) (рис.12.). Поверхностные воды по качественному составу осенью 2015 г. оказались хлоридно-натриево-гидрокарбонатные.
35
30
ч 25
сч
а 20
й
к
ц
Я 15
10 5 0
ч
-0,5 §
1,3 1,62 1,6 2,0^81^11иГ 1,94 1 02 1,36 1,69
воды водоема
скважина 1
скважина 2
-■ -1
-- -2
скважина 3
о н
я
^
а и а* К Я
-■ -1,5
я я
ю ^
ц
-2,5
I ■ ■ ■ I минерализация, г/л, сентябрь 2012 г. г^-у^у-З минерализация, г/л, сентябрь 2013 г.
1 минерализация, г/л, сентябрь 2014 г ........ минерализация, г/л, сентябрь 2015 г.
■ УГВ, м, 2012 г. - -А- - УГВ, м, 2013 г.
—♦ - УГВ, м, 2014 г. —•— УГВ, м, 2015 г.
0
Рис. 12. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части Чограйского водохранилища в осенние периоды в течение 2012-2015 гг.
В центральной части водохранилища минерализация ПВ в весенний период составила, в среднем, 2 г/л, максимальные значения отмечены в апреле 2013 г. (2,99 г/л), минимальные в апреле 2014 г. (1,64 г/л)(рис. 13).
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
-■ -0,5
-■ -1
-1,5
-■ -2
о н я
я я
ю ц
-2,5
воды водоема
скважина 1
скважина 2
1 минерализация, г/л, апрель 2012 г. ьчулчу] минерализация, г/л, апрель 2013 г. 1 минерализация, г/л, апрель 2014 г. У////м минерализация, г/л, апрель 2015 г. ■ УГВ, м, апрель 2012 г. —А- УГВ, м, апрель 2013 г.
■УГВ, м, апрель 2014 г. — -УГВ, м, апрель 2015 г.
0
Рис. 13. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в центральной части Чограйского водохранилища в весенние периоды в течение 2012-2015 гг.
В осенние периоды, средняя минерализация в центральной части водоема составила 1,56 г/л, минимальные значения (1,3 г/л) отмечены в сентябре 2013 г., максимальные (1,91 г/л) отмечены в сентябре 2012 г. (рис. 14.)
ПВ
г • • • I минерализация, г/л, сентябрь 2012 г. 111111111 минерализация, г/л, сентябрь 2015 г. —М -УГВ, м, 2014 г.
а 1 скважина 2
3 минерализация, г/л, сентябрь 2013 г. -УГВ, м 2012 г. ■ УГВ, м, 2015 г.
скважина 3
3 минерализация, г/л, сентябрь 2014 г. ■ УГВ, м, 2013 г.
Рис. 14. Динамика минерализации поверхностных и грунтовых вод в центральной части Чограйского водохранилища в осенние периоды в течение 2012-2015 гг.
Поверхностные воды по качественному составу и весной, и осенью 2015 г. оказались хлоридно-сульфатно-натриевые. Минерализация ПВ в зоне выклинивания подпора Чограйского водохранилища существенно изменяется по годам: 3,72 г/л (апрель 2013 г.); 7,71 г/л (апрель 2014 г.); 2,11 г/л (апрель 2015 г.) Качественный состав этой части водохранилища также изменяется от хлоридно-сульфатно-натриевого (2013 г.) до натриево-сульфатно-хлоридного (2015 г.) В 2012 г. в результате резкого спуска воды эта часть водохранилища высохла и хвостовую часть можно было отметить на уровне п. Приманычский (здесь раньше была практически центральная часть водоема). Высохшее дно водохранилища покрылось солелюбивой растительностью - Salicorniaperennans, Suaedasalsa, Crypsisshoenoides и др. На поверхности почвы отмечены выпоты солей и остатки ракуши. В осенние периоды (сентябрь) лет наблюдений минерализация составила: 2,81 г/л (2012 г.); 4,84 (2013 г.), 10,69 г/л (2014 г.); 2,99 г/л (2015 г.).
Анализ минерализации грунтовых вод (ГВ) за весенние периоды (апрель 2012- апрель 2015 гг.) показывает, что в приплотинной части во флуктуационном блоке составила, в среднем, 3,4 г/л. УГВ, в среднем, в данной части побережья составил 1,45 м. В динамическом блоке минерализация ГВ составила 1,9 г/л. Воды заглублялись на глубину до 1,25 м. В дистантном блоке приплотинной части водоема минерализация ГВ составила 23,88 г/л, УГВ 1,52 м. По качественному составу ГВ преимущественно сульфатно-натриево-хлоридные. В центральной части водоема минерализация ГВ изменялась от 7,6 г/л до 33,98 г/л. Воды заглублялись, в среднем, до 1,2 м во флуктуационном блоке, и до 1,4 м - в динамическом. ГВ по качественному составу хлоридно-натриево-сульфатные. В зоне выклинивания подпора в силу подвижности этой части водоема по годам, минерализация и качественный состав ГВ также существенно изменяется. Сравнительный анализ показателей минерализации в весенний и осенний периоды показал уменьшение засоления ГВ к осени.
Таким образом, поверхностные воды Чограйского водохранилища в течение времени наблюдения снизили свою минерализацию: с 1,67 г/л (весной 2012 г.) до 1,47 г/л (весной 2015г.); с 2,96 (осенью 2012 г.) до 1,6 г/л (осенью 2015 г.). Результаты исследований поверхностных вод показывают, что в направлении от плотины к зоне выклинивания подпора минерализация воды возрастает и эта тенденция характерна для всех лет наблюдений. Поверхностные воды по качественному составу в 2015 г. изменялись от сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатных (весной) до хлоридно-натриево-гидрокарбонатных
(осенью). Анализ грунтовых вод Чограйского водохранилища в течение исследований показал, что наименее засолены подземные воды в приплотинной части (2,58- 3,04 г/л), наиболее в центральной (35,46 г/л) и в зоне выклинивания подпора (38,19 г/л). По качественному составу грунтовые воды преимущественно хлоридно-сульфатно-натриевые. Согласно полученным значениям ПХЗ-10, состояние водного объекта оценивается как чрезвычайная экологическая ситуация.
Таким образом, проведенный с 2012 по 2015 гг. мониторинг качества вод показал, что по гидрологическим и гидрохимическим показателям все изучаемые водные объекты (за исключением водоема Деед-Хулсун) нестабильны, минерализация воды в водоеме и грунтовых вод высокая, их значения колеблются в многолетнем аспекте в широких пределах. Экологическое состояние водоемов, оцененное по показателю ПХЗ-10, соответствует «чрезвычайной экологической ситуации» для всех исследуемых объектов, кроме водоема Цаган-Нур, состояние которого оценивается как «экологическое бедствие».
Несмотря на высокую степень засоления искусственные водоемы все без исключения имеют важное водохозяйственное значение и продолжают использоваться и для водопоя скота, и для любительского рыболовства, и для рекреации.Кроме того, нахождение на побережье краснокнижных видов растений, появление на пролете многочисленных стай мигрирующих птиц, наличие ООПТ на их побережьях (кроме Красинского), позволяет считать изучаемые водоемы важными с позиций сохранения биоразнообразия локального и регионального уровня.
1. Уланова С.С. Экологическая паспортизация искусственных водоемов Кумо-Манычской впадины в пределах Республики Калмыкия. Элиста: Джангар, 2014. - 168 с., [1] с., [5] л. цв. ил., ил., табл.
2. Уланова С.С. Эколого-географическая оценка искусственных водоемов Калмыкии и экотонных систем «вода-суша» на их побережьях. М.: РАСХН, 2010. 263 с.
3. Новикова Н.М., Уланова С.С. Эколого-географическая оценка искусственных водоемов Калмыкии и экотонных систем «вода-суша» на их побережьях // Проблемы региональной экологии. 2008. № 2. С. 33-39.
4. Экотонные системы «вода-суша»: методика исследований, структурно-функциональная организация и динамика / Н.М. Новикова, Н. А. Волкова, А. В. Кутузов, С. С. Уланова, Ж. В. Кузьмина, Н. А. Шумова, Л. В. Молчанова, М. Б. Шадрина; РАН, Ин-т водных проблем. М.: Товарищество науч. изд. КМК, 2011. 272 с.
5. ШитиковВ.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН. 2003.463 с.
6. Уланова С.С. Экологический мониторинг водоемов Прикаспийской низменности на территории Калмыкии (на примере водохранилища Цаган-Нур) // Аридные экосистемы. 2015. Т. 21, № 2 (63). С. 27-37. Библиогр.: 12 назв.
7. Уланова С.С., Кондышев О.Ю. Геоэкологический мониторинг водохранилища Деед-Хулсун и его прилегающих территорий по результатам полевых исследований 2012-2014 гг. // Актуальные проблемы социально-экономического и эколого-культурного развития аридных регионов Евразии: материалы Междунар. науч.-практ. internet-конф., посвящ. 15-летию Института комплексных исследований аридных территорий (г. Элиста, 30 окт. 2014 г.) [Электронный ресурс]. URL: http: // ikiat.kalmregion.ru; Вестник института: науч. изд. / Правительство Респ. Калмыкия, ИКИАТ. 2014. № 2 (29). С. 49-57.
8. Круглова В.М. Пролетарское водохранилище. Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1972. 180 с.
