Научная статья на тему 'Структура многолетнего водного баланса антропогенно преобразованного водоема'

Структура многолетнего водного баланса антропогенно преобразованного водоема Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
252
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОЗЕРО НЮДЪЯВР / ВОДНЫЙ БАЛАНС / АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ / ИСПАРЕНИЕ / ПОВЕРХНОСТНЫЙ ПРИТОК И СТОК / ПОДЗЕМНЫЙ ПРИТОК И СТОК / КОЭФФИЦИЕНТ УСЛОВНОГО ВОДООБМЕНА / NJUDJAVR LAKE / WATER BALANCE / ATMOSPHERIC PRECIPITATION / EVAPORATION / SURFACE INFLOW AND RUNOFF / GROUNDWATER INFLOW AND RUNOFF / COEFFICIENT OF CONDITIONAL WATER EXCHANGE

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Терентьева Ингрида Андреевна, Терентьев Петр Михайлович

Рассмотрена структура многолетнего водного баланса оз. Нюдъявр (Мурманская область). Показано, что основными составляющими в формировании приходной части водного баланса озера является поверхностный приток с территории водосбора и поступающий объем сточных вод. В расходной части баланса исследуемого водоема главным элементом является поверхностный сток через р. Нюдуай. Определена роль природных и сточных вод в процессе формирования гидрохимического и гидрологического режима оз. Нюдъявр за период 1966-2015 гг. Отмечена положительная динамика по снижению составляющей сточных вод в приходной части водного баланса водоема. Согласно рассчитанному коэффициенту условного водообмена, исследуемое озеро относится к умеренно проточному водоему сезонного регулирования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Терентьева Ингрида Андреевна, Терентьев Петр Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

LONG-TERM WATER BALANCE structure OF an ANTROPOGENICALLY MODIFIED LAKE

The structure of the long-term water balance of Njudjavr Lake (Murmansk Region, Russia) was examined. The main inflows in the lake’s water balance are the natural surface runoff from the catchment area and the wastewater of copper-nickel smelters. The main outflows from Njudjavr Lake is the Njuduaj river. The role of natural and wastewater is described in the lake’s hydrochemistry and hydrology in 1966 to 2015. Reduction is shown in the share of wastewater in the inflows forming the lake’s water balance. The lake can be classified as a seasonally regulated water body with a moderate flow.

Текст научной работы на тему «Структура многолетнего водного баланса антропогенно преобразованного водоема»

Norton S. A., Appleby P. G., Dauvalter V., Traaen T. S. Trace metal pollution in Eastern Finnmark, Norway and Kola Peninsula, Northeastern Russia as evidences by studies of lake sediment // NIVA-Report 41/1996. Oslo, 1996. 18 p.

Rognerud S., Norton S.A., Dauvalter V. Heavy metal pollution in lake sediments in the border areas between Russia and Norway. Oslo: NIVA-Report 522/ 93, 1993. 18 p.

Turekian K. K., Wedephol K. H. Distribution of the elements in some major units of the earth's crust // Bull. Geol. Soc. Am. 1961. Vol. 32. P. 175-192.

Guten H. R. von, Sturm M., Moser R N. 200-year record of metals in lake sediments and natural background concentrations // Environ. Sci. Technol. 1997. Vol. 31. 2193-2197.

Wedepohl K. H. The composition of the continental crust // Geochim. Et Cosmochim. Acta. 1995. Vol. 59, no. 7. P. 1221-1232.

Сведения об авторах

Даувальтер Владимир Андреевич

доктор географических наук, главный научный сотрудник Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, Апатиты, vladimir@inep.ksc.ru

Кашулин Николай Александрович

доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, Апатиты, nikolay@inep.ksc.ru

Dauvalter Vladimir Andreyevich

D. Sc. (Geography), Chief Researcher of Institute of North Industrial Ecology Problems of the Kola Science Center of RAS, Apatity, vladimir@inep.ksc.ru

Kashulin Nitolay Alexandrovich

D. Sc. (Biology), Chief Researcher of Institute of North Industrial Ecology Problems of the Kola Science Center of RAS, Apatity, nikolay@inep.ksc.ru

РСН: 10.25702/К8С.2307-5252.2019.4.30-40 УДК 556.552

И. А. Терентьева1, П. М. Терентьев2

1 Горный институт ФИЦ КНЦ РАН

2 Институт проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН

СТРУКТУРА МНОГОЛЕТНЕГО ВОДНОГО БАЛАНСА АНТРОПОГЕННО ПРЕОБРАЗОВАННОГО ВОДОЕМА

Аннотация

Рассмотрена структура многолетнего водного баланса оз. Нюдъявр (Мурманская область). Показано, что основными составляющими в формировании приходной части водного баланса озера является поверхностный приток с территории водосбора и поступающий объем сточных вод. В расходной части баланса исследуемого водоема главным элементом является поверхностный сток через р. Нюдуай. Определена роль природных и сточных вод в процессе формирования гидрохимического и гидрологического режима оз. Нюдъявр за период 1966-2015 гг Отмечена положительная динамика по снижению составляющей сточных вод в приходной части водного баланса водоема. Согласно рассчитанному коэффициенту условного водообмена, исследуемое озеро относится к умеренно проточному водоему сезонного регулирования. Ключевые слова:

озеро Нюдъявр, водный баланс, атмосферные осадки, испарение, поверхностный приток и сток, подземный приток и сток, коэффициент условного водообмена.

I. A. Terentjeva., P. M. Terentjev

1 Mining Institute of the KSC of RAS

2 Institute of North Industrial Ecology Problems of the KSC of RAS

LONG-TERM WATER BALANCE STRUCTURE OF AN ANTROPOGENICALLY MODIFIED LAKE

Abstract

The structure of the long-term water balance of Njudjavr Lake (Murmansk Region, Russia) was examined. The main inflows in the lake's water balance are the natural surface runoff from the catchment area and the wastewater of copper-nickel smelters. The main outflows from Njudjavr Lake is the Njuduaj river. The role of natural and wastewater is described in the lake's hydrochemistry and hydrology in 1966 to 2015. Reduction is shown in the share of wastewater in the inflows forming the lake's water balance. The lake can be classified as a seasonally regulated water body with a moderate flow. Keywords

Njudjavr Lake, water balance, atmospheric precipitation, evaporation, surface inflow and runoff, groundwater inflow and runoff, coefficient of conditional water exchange.

Введение

В XX в. в районах функционирования предприятий цветной и горнодобывающей промышленности значительно возросли масштабы антропогенного влияния на условия формирования, режим и качество водных ресурсов [Исмайылов и др., 2007; Кашулин и др., 2007; Даувальтер и др., 2009]. В настоящее время большинство озерно-речных систем в разной степени подвержено влиянию хозяйственной деятельности человека. Опосредованное негативное антропогенное воздействие на водоем затрагивает водосборную территорию его бассейна (рельеф, растительность, почву) и, как следствие, приводит к изменению гидрологических характеристик. Непосредственное влияние на водоем оказывают сточные воды, сбрасываемые промышленными предприятиями.

Бассейн реки или водоема — саморегулирующаяся система, преобразующая входящие и выходящие водные потоки [Урбанова, 2012]. Учет всех элементов приходно-расходной части баланса зачастую бывает весьма затруднен, ввиду отсутствия данных по отдельным его составляющим. В особенности это касается водных бассейнов, испытывающих влияние промышленного загрязнения. Сопоставить объемы поступления влаги от разных источников и оценить степень их влияния на общий ход формирования гидрологического режима изучаемого водного объекта позволяет метод водно-балансовых исследований, широко применяемый в гидрологических исследованиях [Гагаринова, Ковальчук, 2010]. Техническим средством анализа соотношения приходной и расходной части водного баланса озера является уравнение водного баланса [Давыдов и др., 1973, Методы.., 1976; Методы..., 1981; Приказ..., 2007].

Одним из основных источников негативного воздействия на водные объекты в районе исследования является Мончегорская площадка АО «Кольская ГМК» — одно из крупнейших предприятий по переработке медно-никелевых руд. Оз. Нюдъявр — антропогенно преобразованный водоем, испытывающий длительное интенсивное воздействие со стороны комбината [Кашулин и др., 2007; Даувальтер и др., 2009, Зосин и др., 2012]. Через р. Нюдуай из оз. Нюдъявр загрязненные воды поступают в оз. Имандра — рыбохозяйственный водоем высшей категории. Осуществляемое в настоящее время на АО «Кольская ГМК» рафинирование никеля сопровождается образованием

больших объемов солевых сточных вод, содержащих сульфаты, бораты, хлориды, гидрокарбонаты, гидроксиды натрия, никеля, магния и другие соединения. Качественный и количественный состав солевых сточных вод не соответствует экологическим требованиям, предъявляемым к сбросам в рыбохозяйственные водоемы [Перечень..., 1999]. Одним из шагов предприятия по снижению уровня антропогенной нагрузки на водоем стало сокращение объемов солевого стока. В связи с реализацией проекта по утилизации солевого стока никелевого рафинирования ЭО ЦЭН-2 на АО «Кольская ГМК» и для прогноза эффективности этого природоохранного мероприятия возникла необходимость оценки вклада сточных вод в водный баланс оз. Нюдъявр.

Цель работы — изучение составляющих водного баланса оз. Нюдъявр в 2011-2015 гг. и оценка влияния сточных вод АО «Кольская ГМК» на гидрологический режим данного водного объекта в сравнении с периодом 1966-2015 гг.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• анализ гидрометеорологических наблюдений и архивных данных по району исследования;

• анализ структуры приходной и расходной частей водного баланса озера;

• количественная оценка водообмена озера.

Объекты, материалы и методы

Объектом исследования было оз. Нюдъявр. Водоем занимает впадину с заболоченными берегами к северу от окружающих его сопок Монче-тундры и располагается между г. Мончегорск и промышленной площадкой АО «Кольская ГМК». Нюдъявр — один из крупнейших внутренних водоемов Мончегорского района с площадью водосбора 90,54 км2 (рис. 1, табл. 2).

Насыпной дамбой озеро разделено на южную и северную части. Южная часть — технологический отстойник — является важным элементом системы технологических процессов промышленной площадки и служит приемником сильнозагрязненных сточных вод предприятия. Отстойник представляет собой комплексный геохимический барьер (механический, сорбционный, биогеохимический), в котором происходит существенное снижение концентраций тяжелых металлов. Кроме сточных вод в него попадают природные воды с территории, прилегающей к комбинату. Из технологического отстойника по трубам перетока воды направляются в северную часть водоема. Сюда же поступает поверхностный сток с территории водосбора. С запада в оз. Нюдъявр впадает р. Кумужья, с северо-запада — воды р. Травяная и ее мелких притоков. Канал из оз. Пыслысчимъявр, также впадает в северную часть оз. Нюдъявр и предназначен для отвода стока в обход южной части водоема. Единственной рекой, по которой сбрасывается весь сток бассейна, является р. Нюдуай, вытекающая из северо-восточной части озера.

Исходными материалами для расчета многолетнего водного баланса стали данные наблюдений на метеостанции г. Мончегорск за 2011-2015 гг.; материалы специальных исследований, выполненных сотрудниками института «Гипроникель» в 1988-1994 гг.; ежемесячные данные мониторинга ОАО «Кольской ГМК» за 2011-2015 гг. на пяти контрольных створах водосбора оз. Нюдъявр (1 — выпуск «трубы перетока»; 2 — р. Кумужья; 3 — р. Травяная; 4 — канал Пыслысчим; 5 — сток в р. Нюдуай).

Рис. 1. Карта-схема района исследования

Таблица 1

Объем годового стока природных вод северной части оз. Нюдъявр, млн м3

Пункт наблюдения 2011 2012 2013 2014 2015

Р. Кумужья 13,32 13,57 14,24 15,75 14,58

Р. Травяная 5,04 5,04 5,10 5,67 5,42

Канал Пыслысчим 2,41 2,41 2,44 2,71 2,59

Прочие воды 2,18 2,20 1,32 3,17 1,80

Всего 22,95 23,22 23,10 27,30 24,39

В зависимости от наличия и полноты исходных данных был проведен расчет основных элементов водного баланса озера согласно принятому нормативному документу (Приказ..., 2007). Для расчета использовали уравнение (1). Размерность составляющих водного баланса принимается в млн м3:

Жос + Жпов + Жподз + Жст + ^ф Жисп + ^а + ^подз сток + Жповерх сток, (1)

где Жос — сумма атмосферных осадков, выпавших на поверхность озера; Жпов — приток поверхностных вод с водосбора; Жподз — приток грунтовых вод с водосбора; Жст — объем, поступающих сточных вод; Жф — фильтрация через дамбу; Жисп — испарение с водной поверхности озера; Ж, — аккумуляция в чаше озера; Жподз сток — подземный сток из озера; Жюверх сток — поверхностный сток из озера.

Приходная часть водного баланса оз. Нюдъявр. Основными элементами приходной части водного баланса озера являются атмосферные осадки, выпадающие на его поверхность, приток поверхностных и грунтовых вод, сточные воды промышленного предприятия.

1. Сумма атмосферных осадков (ЖоС). Формула для расчета годового количества осадков, выпадающих на поверхность озера:

где Wос — осадки, м3; F — площадь зеркала озера, м2; h — средний слой осадков, выпавших на зеркало водоема за год, м.

2. Поверхностный приток с водосбора (Жюв) определяли по данным пунктов наблюдений за стоком основных рек и ручьев, впадающих в оз. Нюдъявр [Отчет., 2017]. Объем поступления природных вод в южную часть водоема рассчитывали по разнице между выпуском «трубы перетока» и величиной сточных вод предприятия, для северной части озера — согласно данным с пунктов наблюдений (табл. 1).

3. Вклад сточных вод (WCт) рассчитывали на основе фактически измеренных данных расхода в контрольных точках сброса сточных вод предприятия в южной и северной частях озера за исследованный период.

4. Определение подземного притока грунтовых вод ^Шдз) требует проведения дорогостоящих гидрогеологических исследований подземных вод, поэтому вклад этого фактора в расчете не учитывался. Согласно архивным материалам работ института «Гипроникель» за 1993 г., величина подземного притока составляла 2,19 млн м3 [Отчет.., 1994].

5. Фильтрация через дамбу (Щ>). Со времени отсыпки противофильтрационной призмы в 1985 г. величина фильтрации считается неизменной. Дамба, разделяющая южную и северную части оз. Нюдъявр, по расчетам института «Гипроникель», имеет фильтрацию в размере 30-50 м3/ч (Отчет.., 1994). В приходной части баланса нашего исследования величина фильтрации принята равной 40 м3/ч или 0,35 млн м3.

Расходная часть водного баланса оз. Нюдъявр. Основными элементами расходной части водного баланса озера являются: суммарное испарение с поверхности водоема, подземный и поверхностный сток, аккумуляция в чаше озера.

1. Испарение с поверхности водоема (^иСп). Среднюю многолетнюю величину испарения с водной поверхности оз. Нюдъявр рассчитывали согласно существующим методикам [Приказ., 2007; Ресурсы .., 1970].

2. Поверхностный сток (^поверх сток) определяли по фактическим измеренным данным расхода в трубах перетока с южной части озера и вблизи истока р. Нюдуай. Наблюдения проводили ежемесячно в течение всего исследуемого периода.

3. Подземный сток ^Шдз сток) в расчете не учитывали. По результатам работ института «Гипроникель» за 1993 г., данная величина для северной части озера составляла 0,876 млн м3 [Отчет.., 1993]. Данных по подземному стоку с южной части водоема нет.

4. Аккумуляцию в чаше озера оценивали на основе архивных данных. Согласно наблюдениям института «Гипроникель» за 1988 г., аккумуляция воды в южной части оз. Нюдъявр составила 13 м3/ч или 0,11 млн м3, в северной части —87 м3/ч или 0,76 млн м3 [Отчет..., 1988].

Важной гидрологической характеристикой озера является коэффициент условного водообмена (Кв) или его проточности. Он определяется как отношение объема, вытекающего из озера (Рстока), к объему воды в котловине озера (Роз):

W = F * к

'' ос * зер

(2)

Кв = Рстока / Роз, год-1,

(3)

Величина, обратная Кв, является показателем периода условного водообмена (интенсивности водообмена) (Т). Этот показатель отражает время, в течение которого объем воды в озере заменяется на новый.

Т = 1 / Кв = Уоз / Истока, год, (4)

где Уоз — объем воды в котловине озера, млн м3; Истока — объем воды, вытекающей из озера, млн м3 в год.

Результаты и обсуждение

Согласно классификации С. П. Китаева [1984], по площади и значениям средней и максимальной глубины оз. Нюдъявр относится к малым озерам.

По данным таблиц 2 и 3 рассчитали коэффициент и период условного водообмена (Давыдов и др., 1973; Китаев, 1984; Мякишева, 2009) для южной и северной части оз. Нюдъявр по формулам (3 и 4), приведенным выше:

Кв (южн. часть) = 13,97 млн м3 / 2,5 млн м3 = 5.59 год-1,

Кв (сев. часть) = 38,36 млн м3 / 4,7 млн м3 = 8,16 год-1,

Т (южн. часть) = 1 / 5,59 = 0,18 года = 66 дней,

Т (сев. часть) = 1 / 8.,16 = 0,12 года = 44 дня.

Согласно классификации, предложенной Б. Б. Богословским [1958], исследуемый водоем являтся стоковым озером и характеризуется преобладанием притока воды с водосбора над поступлением атмосферных осадков. По величине внешнего водообмена исследуемые части водоема относятся к аккумулятивно-транзитному классу, подклассу АТ1 [Богословский, Филь, 1984].

Водный баланс озера Нюдъявр за многолетний период

Параллельные наблюдения за уровнем воды в обеих частях оз. Нюдъявр, разделенных дамбой, показали, что средний уровень воды в южной части составляет 128,8 м, а в северной (нижней) части — 127,6 м; перепад уровней равен 1,2 м (табл. 2).

Таблица 2

Основные морфометрические характеристики оз. Нюдъявр

Параметр Южная часть Северная часть Всего по озеру

Высота над уровнем моря, м. абс. 128,8 127,6

Площадь водосбора, км2 90,54

Площадь озера, км2 1,0 2,78 3,78

Площадь зеркала озера, км2 1,0 2,78 3,78

Длина, км 1,3 1,9 3,2

Ширина, км 1,4 1,6 1,8

Глубина, м:

средняя 2,5 1,7 2,2

максимальная 4,5 3,7 4,5

Объем воды в озере, км3 0,0025 0,0047 0,0072

Сумма атмосферных осадков. На водную поверхность оз. Нюдъявр в среднем за период исследований выпадает 0,455 млн м3/год осадков в южной части водоема и 1,26 млн м3/год — в северной части (табл. 3).

Исходные данные для расчета водного баланса оз. Нюдъявр

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Период исследования, год Сумма осадков, мм Производств. и хоз. бытовой сток (южн. часть), млн м3 Природные воды (южн. часть), млн м3 Выпуск «трубы перетока», млн м3 Природные воды (сев. часть), млн м3 Сток в р. Нюдуай, млн м3

2011 452 4,28 9,87 14,15 22,95 36,82

2012 539 3,97 10,09 14,06 23,22 37,24

2013 380 3,76 9,67 13,43 23,10 37,05

2014 392 3,76 10,14 13,90 27,30 41,56

2015 510 3,88 10,42 14,30 24,39 39,12

Среднее 455 3,93 10,04 13,97 24,19 38,36

Поверхностный приток. Водосборная площадь оз. Нюдъявр представляет собой антропогенно преобразованный ландшафт и равна 90,54 км2. Среднегодовой поверхностный приток в южную часть водоема с водосбора составляет 10,04 млн м3, в северную часть — 24,19 млн м3 (табл. 3).

Вклад сточных вод. Суммарный вклад сточных вод предприятия в приходную часть водного баланса южной части озера согласно рассчетным данным составил 3,93 млн м3. Кроме природных вод с территории водосбора в северную часть водоема по трубам перетока поступают сильнозагрязненные воды с технологического отстойника, их среднегодовая величина соответствовала 13,97 млн м3 (табл. 3).

Испарение с поверхности водоема. Величина испарения с поверхности южной части водоема составила 0,42 млн м3, с северной части — 1,16 млн м3.

Поверхностный сток. Сток из технологического отстойника в северную часть оз. Нюдъявр происходит по трубам перетока, уложенным в разделительной дамбе. Измеренные расходы воды в данной точке наблюдения приведены в таблице 3. Среднегодовая величина поверхностного стока с южной части озера составила за исследуемый период 13,97 млн м3. Поверхностный сток из северной части водоема осуществляется по р. Нюдуай в объеме 38,36 млн м3.

По результатам расчета элементов водного баланса составлены сводные таблицы для южной и северной частей оз. Нюдъявр (табл. 4 и 5).

Таблица 4

Многолетний водный баланс южной части оз. Нюдъявр

Приходная часть Расходная часть

составляющие млн м3 % составляющие млн м3 %

Атмосферные осадки 0,46 3,2 Испарение 0,42 2,9

Сточные воды комбината 3,93 27,2 Аккумуляция в чаше 0,11 0,8

Подземный приток Не опр. Не опр. Подземный сток Не опр. Не опр.

Поверхностный приток с водосбора 10,04 69,6 Поверхностный сток в северную часть озера 13,97 96,3

Всего 14,43 100 Всего 14,50 100

ДН* = 0,07 млн, м3 (0,5 %)

* ДН — невязка баланса, определяемая как разность между приходной и расходной частями водного баланса.

Многолетний водный баланс северной части оз. Нюдъявр

Приходная часть Расходная часть

составляющие млн м3 % составляющие млн м3 %

Атмосферные осадки 1,26 3,17 Испарение 1,16 2,88

Сток из южной части озера 13,97 35,13

Фильтрация через дамбу 0,35 0,88 Аккумуляция в чаше 0,76 1,89

Подземный приток Не опр. Не опр. Подземный сток Не опр. Не опр.

Поверхностный приток с водосбора 24,19 60,82 Поверхностный сток по р, Нюдуай 38,36 95,23

Всего 39,77 100 Всего 40,28 100

АН* 0,51 млн м3 (1,3 %)

Анализ многолетней динамики соотношения вклада природных и сточных вод в водный баланс водоема позволил выделить условные периоды интенсивности антропогенной нагрузки на оз. Нюдъявр:

1) период наибольшей антропогенной нагрузки;

2) период резкого ослабления нагрузки;

3) период относительно стабильной антропогенной нагрузки.

На основе имеющихся данных (рис. 2) оценен период наибольшей антропогенной нагрузки на оз. Нюдъявр, который пришелся на середину 1960-х гг. Затем наметилось резкое снижение поступления объемов сточных вод, которое продолжалось до 2008 г. В исследуемый период 2011-2015 гг. от предприятия поступал относительно стабильный объем сточных вод (рис. 2). К сожалению, отсутствие данных до 1966 г. не позволяет оценить соотношение природных и сточных вод в более ранний период деятельности комбината.

40 35 30 25 20 15 10 5 0

а)

сточные воды природные воды

млн.м3

70 60 50 40 30 20 10 0

б)

■ сток с южн. части

природные воды

1966 1988 1993 2008 2011 2012 2013 2014 2015

1966 1988 1993 2008 2011 2012 2013 2014 2015

Рис. 2. Соотношение вклада природных и сточных вод в южную (а) и северную (б) части оз. Нюдъявр

Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что формирование гидрохимического и гидрологического режима южной части оз. Нюдъявр в период с 1966 по 1993 гг. происходило за счет сточных вод предприятия. По данным за 2008 г. соотношение сточных и природных вод в отстойнике было сопоставимо. В период исследований 2011-2015 гг. общий ход формирования гидрохимического и гидрологического режима на 2/3 определялся природными водами с водосбора и только на 1/3 сточными водами предприятия.

В северной части оз. Нюдъявр основным элементом приходной части водного баланса с 1966 г. были сильнозагрязненные воды, поступающие с отстойника. К 1988 г. соотношение природных и сточных вод выравнялось, а с 1993 г. преобладающим элементом в приходной части водного баланса становятся природные воды, поступающие с территории водосбора. В настоящее время в формировании гидрохимического и гидрологического режима озра основная роль принадлежит природным водам с территории водосбора, но с заметным влиянием сточных вод предприятия.

Заключение

Нюдъявр относится к типу умеренно проточных озер сезонного регулирования (АТ1). Период полной замены воды в южной части озера происходит за 66 дня, в северной — за 44 дня.

Анализ структуры многолетнего водного баланса оз. Нюдъявр за исследуемый период подтвердил высокую точность расчета его отдельных составляющих и принятые при расчетах допущения. Невязка баланса, определяемая как разность между приходной и расходной частями, равна 0,07 млн м3 или 0,5 % от общего расхода для южной части водоема и 0,51 млн м3 или 1,3 % от общего прихода для северной части озера.

Анализ структуры многолетнего водного баланса оз. Нюдъявр показал, что в приходной части основной составляющей является поверхностный приток с водосбора, на долю которого в южной и северной частях озера приходится около 70 % и 61 % от общего поступления воды в водоем соответственно. Доля сточных вод в водном балансе южной части озера в среднем за исследуемый период составляет 27 %, сток сильнозагрязненных вод в северную часть равен 35 %. В расходной части баланса основной составляющей является поверхностный сток из водоемов, на долю которого приходится более 90 % общего расхода воды в исследуемых водных объектах.

Следовательно, современные гидрохимические условия в оз. Нюдъявр будут определяться в основном химическим составом воды, стекающей в котловину озера с его водосбора, но со значительным влиянием сточных вод предприятия.

Выполненные расчеты характеризуют структуру водного баланса оз. Нюдъявр (южной и северной части) за пятилетний период. Вместе с тем значение имеют и сезонные изменения элементов водного баланса водоема, расчет и изучение которых являются целью дальнейших исследований.

Анализ соотношения вклада природных и сточных вод выявил положительную динамику в сторону снижения влияния последних в формировании гидрохимического и гидрологического режима оз. Нюдъявр. Но для оценки воздействия мончегорской площадки АО «Кольская ГМК» на качество водных ресурсов данного озера необходимо произвести изучение и расчет гидрохимического баланса водоема, что также является следующим этапом работы по оценке негативного воздействия медно-никелевого производства на исследуемый водный объект.

Статья подготовлена в рамках выполнения государственного задания ИППЭС КНЦ РАН, тема «Закономерности функционирования арктических пресноводных экосистем в условиях изменения климата и усиления антропогенного воздействия» (№ АААЛ-Л19-119041890010-4).

Литература

Богословский Б. Б. О районировании озер СССР по водному балансу // Труды III Всесоюз. гидрол. съезда. 1958. Т. 4. С. 17-25.

Богословский Б. Б., Филъ С. А. Классификация водоемов по внешнему водообмену // Географо-гидрологический метод исследования вод суши. М.: Изд-во АН СССР, Геогр. об-во СССР, 1984. С. 54-60.

Давыдов Л. К., Дмитриева А. А., Конкина Н. Г. Общая гидрология. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 463 с.

Гагаринова О. В., Ковальчук О. А. Оценка антропогенных воздействий на ландшафтно-гидрологические комплексы // География и природные ресурсы. 2010. № 3. С. 151-156.

Даувальтер В. А., Даувальтер М. В., Салтан М. В., Семенов Е. Н. Химический состав поверхностных вод в зоне влияния комбината «Североникель» // Геохимия. 2009. № 6. С. 628-646.

Зосин А. П., Приймак Т. И., Сулименко Л. П., Мингалева Т. А. Анализ влияния предприятий медно-никелевого комплекса на состояние водных ресурсов ближайших объектов // Водные ресурсы. 2012. Т. 39, № 5. С. 558-568.

Исмайылов Г. Х., Федоров В. М., Садати-Нежад С. Д. Оценка возможных антропогенных изменений стока р. Сырдарья на основе математической модели // Водные ресурсы. 2007. Т. 34, № 4. С. 389-402.

Кашулин Н. А., Сандимиров С. С., Даувальтер В. А. Гидроэкология: самоочищающая способность техногенно-трансформированного заполярного водоема (оз. Нюдъявр, Мурманская область) // Инженерная экология. 2007. № 4. С. 45-63.

Китаев С. П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон. М.: Наука. 1984. 208 с.

Методы изучения и расчета водного баланса. Л.: Гидрометиздат, 1981. 398 с.

Методы расчета водных балансов. Международное руководство по исследованию и практике. Л.: Гидрометиздат, 1976. 117 с.

Мякишева Н. В. Многокритериальная классификация озер. СПб.: РГГМУ, 2009. 160 с.

Отчет по инженерно-гидрологическим работам для разработки и обоснования мероприятий по защите водного бассейна района расположения комбината «Североникель». Л.: Гипроникель, 1988. 158 с.

Отчет по изучению качества подземных вод на промплощадке комбината «Североникель» в 1993 г. Мончегорск: Гипрникель, 1993. 26 с.

Отчет инженерно-гидрологических работ по изучению сточных вод комбината «Североникель». СПб.: Гипроникель, 1994. 153 с.

Отчет о выполнении научно-исследовательских работ. Прогноз и мониторинг изменений геохимического режима озера Нюдъявр после прекращения сброса солевого стока. Апатиты: ИППЭС КНЦ РАН, 2017. 389 с.

Перечень рыбохозяйственных нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. М.: ВНИРО, 1999. 304 с.

Приказ МПР РФ № 314 от 30.11.2007 «Об утверждении методики расчета водохозяйственных балансов водных объектов. М.: Минюст, 2007. 50 с.

Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 1. Кольский полуостров. Л.: Гидрометиздат, 1970. 316 с.

Урбанова О. Н. Водный баланс системы озер Кабан как метод изучения их гидрологического режима // Георесурсы. 2012. Вып. 49, № 7. С. 7-10.

Сведения об авторах Терентьева Ингрида Андреевна

технолог 1 категории химико-аналитического отдела № 34 ГоИ КНЦ РАН, p_terentjev@inep.ksc.ru

Терентьев Петр Михайлович

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, Апатиты, p_terentjev@inep.ksc.ru

Terentjeva Ingrida Andreevna

Technologist of the 1st Category, Chemical and Analytical Department No. 34 of the Mining Institute of the KSC of RAS, Apatity, p_terentjev@inep.ksc.ru

Terentjev Petr Mikhailovich

PhD (Biology), Senior Researcher of Institute of North Industrial Ecology Problems of the Kola Science Center of RAS, Apatity, p_terentjev@inep.ksc.ru

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.4.40-50 УДК 504.45; 556.5

С. С. Сандимиров, Т. А. Мингалева

Институт проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН

ГИДРОГРАФИЯ РЕК И ОЗЕР В РАЙОНЕ ФЕДОРОВО-ПАНСКИХ ТУНДР (МУРМАНСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Аннотация

В работе приведена гидрографическая характеристика рек и озер центральной части Кольского полуострова в районе Федорово-Панских тундр. Представлены новые данные, в том числе морфометрические характеристики водных объектов на водосборах рек Кица, Цага, Пана. Ключевые слова:

Кольский полуостров, реки, озера, площадь водосбора.

S. S. Sandimirov, T. A. Mingaleva

Institute of North Industrial Ecology Problems of the KSC of RAS HYDROGRAPHY OF RIVERS AND LAKES

IN THE FEDOROVO-PANSKY TUNDRA AREA IN THE MURMANSK REGION Abstract

This paper describes the hydrography of the rivers and lakes in the Fedorovo-Pansky Tundra Area in the central part of the Kola Peninsula. New data, including morphometry of water bodies in the catchment areas of the rivers Kitsa, Tsaga, and Pana, are presented. Keywords:

Kola Peninsula, rivers, lakes, catchment area.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Введение

Исследуемый район Федорово-Панских тундр расположен в центральной части Кольского полуострова в 20 км к югу от оз. Ловозеро и к востоку от южной оконечности оз. Умбозеро, вдали от основных индустриальных и населенных центров, и, следовательно, в наименьшей степени подвержен антропогенному воздействию [Доклад., 2016]. Район труднодоступен и малоизучен, существующие грунтовые дороги и зимники используются для сезонного сообщения с пос. Краснощелье и при проведении геологических работ на рудных месторождениях. Гидрографическая сеть изучаемой территории сложная, густая и протяженная, дренирует склоны горы Федорова Тундра, хребта Панские Тундры и окружающие заболоченные равнины.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.