CC BY
29УДК: 551.482
ВОЗДЕЙСТВИЕ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НА СОДЕРЖАНИЕ И СТОК РАСТВОРЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ РЕКИ БУРЕЯ
© 2014 г. В.П. Шестеркин, С.Е. Сиротский, Н.М. Шестеркина
Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск
Ключевые слова: р. Бурея, гидроэнергетическое строительство, содержание и сток растворенных веществ.
В.П. Шестеркин
С.Е. Сиротский
Н.М. Шестеркина
Рассмотрено влияние гидроэнергетического строительства на содержание и сток растворенных веществ в воде р. Бурея в маловодный (2008) и многоводные (2012-2013) годы. Установлено сглаживание сезонных различий в содержании основных ионов, минеральных форм азота, железа и органических веществ. Выявлено увеличение ионного стока, стока биогенных и органических веществ зимой. В многоводные годы в летне-осенний период отмечены повышенные концентрации и сток микроэлементов; более высокий, чем до зарегулирования, сток нитратного азота и железа.
Гидроэнергетическое строительство оказывает значительное влияние на гидрохимический режим рек и сток растворенных веществ. Происходит глубокая трансформация химического состава речных вод, сглаживается амплитуда колебаний минерализации и концентраций главных ионов, снижается за счет самоочищения содержание биогенных и органических веществ [1, 2 и др.].
В последние 50 лет в бассейне р. Амур активно развивается гидроэнергетическое строительство. Наибольшее количество водохранилищ для водоснабжения, энергетики и орошения создано в китайской части бассейна.
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
Таблица 1. Параметры Бурейского водохранилища в 2003-2013 гг.
Характеристика 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Приток, км3 24,6 30,6 24,9 21,9 22,8 17,8 34,1 29,5 20,4 32,8 38,2
Максимальный объем, км3 3,7 6,8 9,2 13,5 14,3 17,5 20,9 20,3 19,4 20,6 20,6
Расход в ХП-Ш, м3/с - 220 435 442 462 443 587 791 750 702 682
Расход в 1У-Х1, м3/с 1117 1433 876 727 842 557 716 713 666 1087 1434
Крупные Зейское и Бурейское водохранилища действуют в российской части бассейна. Суммарный объем воды в этих водохранилищах сегодня превышает 1/3 годового стока р. Амур. Строится Нижне-Бурейская ГЭС, планируется строительство Нижне-Зейской ГЭС. После исторического наводнения на р. Амур в 2013 г. стали реальными проекты сооружения Гилюй-ской, Селемджинской, Усть-Ниманской ГЭС.
Бурейское - второе после Зейского крупное водохранилище в российской части бассейна Амура. Помимо использования энергетического потенциала реки, его появление снизило риск возникновения негативных последствий наводнений, способствовало улучшению условий для судоходства в нижнем бьефе. Плотина Бурейской ГЭС расположена в 186 км выше устья р. Бурея. Площади водосбора и зеркала водохранилища составляют 64 800 и 750 км2 соответственно, полный объем при НПУ 256 м - 20,9 км3. Параметры Бурейского водохранилища в 2003-2013 гг. приведены в табл. 1.
Объекты и методы
Исследования проводили на р. Бурея в 2008, 2012-2013 гг. в 0,5 км ниже плотины Бурейской ГЭС, в 2012-2013 гг. дополнительно в 0,2 км выше и ниже строящейся плотины Нижне-Бурейской ГЭС (см. рисунок). Ниже плотины Бурейской ГЭС пробы воды отбирали с поверхности у правого берега, выше строящейся ГЭС, на трех равномерно распределенных по ширине реки вертикалях, ниже - на фарватере. Отбор проб вели в зимний период один раз в марте, в летне-осенний период 3-4 раза в мае-октябре.
Аналитические работы проводили в Межрегиональном центре экологического мониторинга гидроузлов (Аттестат аккредитации № ЯОСС ЯИ 0001 515988) при Институте водных и экологических проблем Дальневосточного
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
Рисунок. Схема расположения пунктов отбора проб воды на р. Бурея.
Водное хозяйство России
отделения Российской академии наук (ИВЭП ДВО РАН) по принятым при гидрохимических исследованиях методам [3]. Пробы воды для анализа микроэлементов и биогенных веществ после отбора фильтровали на мембранных фильтрах с размером пор 0,45 мкм, что позволяло определять содержание растворенных форм. Анализ микроэлементов проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе Agilent 7500cx.515988. Были использованы материалы по гидрологии Бурейской ГЭС Амурского бассейнового водохозяйственного управления Агентства водных ресурсов за 2003-2013 гг., по гидрохимии р. Бурея - данные Дальневосточного управления по гидрометеорологии и контролю природной среды за 1949 - 1988 гг.
При оценке степени загрязненности вод использовали значения предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ для водных объектов рыбохозяйственного значения, принятые для Российской Федерации [4].
Обсуждение результатов
В декабре-марте 1911-1988 гг. среднемноголетний расход воды р. Бурея у с. Каменка составлял 41,8 м3/с, наименьший - 0,90 м3/с [5]. В зимнем стоке среднего Амура доля стока Буреи до зарегулирования рек Сунгари и Зея составляла 8,7 %, после 3 %. Наибольший расход воды в период открытого русла достигал 18 100 м3/с, наименьший 204 м3/с. Среднемноголетний расход воды в апреле-ноябре 1911-1988 гг. составлял 1332 м3/с, максимальный водный сток (44,9 км3) отмечался в 1972 г.
Вода р. Бурея в основном ультрапресная, максимальная минерализация (табл. 2) наблюдалась в декабре 1951 г. Наименьшие значения отмечались в крупные паводки в 1960, 1961 и 1972 гг. В летнюю межень с увеличением в водном питании доли грунтовых вод минерализация возрастала на 10-15 мг/дм3. По длине реки содержание растворенных веществ распределялось неравномерно: низкие значения в верхнем течении реки повышались после впадения в Бурею рек Ургал и Тырма. Минерализация воды в зимнюю межень 1949-1988 гг. в среднем составляла 61,9 мг/дм3. В период открытого русла минерализация воды снижалась в 2 раза, а ионный сток вследствие повышения водности возрастал в 15,5 раз (табл. 3).
Содержание основных ионов в воде изменялось в широких пределах (см. табл. 2), наименьшие значения отмечались в половодье и паводки, наибольшие - в зимнюю межень. Среди анионов преобладал гидрокарбонатный ион, среди катионов - ион кальция.
Концентрации нитратного азота изменялись от 0,01 до 0,16 мг N/дм3. Пониженные значения отмечались в половодье и не превышали 0,02 мг N/дм3, минимальные из-за потребления планктоном в летне-осеннюю межень.
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
Таблица 2. Содержание основных ионов и минерализация в воде р. Бурея, мг/дм3
Годы Ш+ К+ Са2+ Mg2+ нсо3 СГ Э042- М
19491988 0,83 -9,0 0 2,1-18,7 6,1 0,6-5,7 1,5 7,3-81,8 24,7 0,1-6,8 1,7 1,0-19,1 4,3 15,4-112,2 39,8
2008 1,4-1,8 1,7 0,6-0,9 0,8 4,1-4,9 4,6 1,5-1,7 1,6 16,9-19,9 19,4 0,4-1,1 0,8 2,3-6,7 4,9 30,5-36,5 33,6
2012 1,5-1,8 1,6 0,4-0,8 0,7 3,3-5,8 5,0 1,3-1,8 1,5 16,5-19,5 17,9 0,6-1,1 0,8 2,3-5,8 4,5 29,2-35,3 32,0
2013 1,0-1,6 1,4 0,4-0,7 0,5 3,9-4,9 4,4 1,0-1,7 1,4 14,6-20,1 17,4 0,5-1,0 0,7 1,6-5,4 4,2 25,8-33,7 29,8
Примечание: числитель - интервал концентраций; знаменатель - среднее значение.
Таблица 3. Сток растворенных веществ в воде р. Бурея у пос. Новобурейский до и после зарегулирования, т/сут
Ионный N-N03- N-N02- Р-Р043 ОВ
сток
Декабрь-март
1949-1988 223 1,74 0,33 0,004 0,029 42,0
2008 995 15,78 3,44 - 0,229 919
Апре ль-ноябрь
1949-1988 3453 40,21 8,95 0,10 0,069 3728
2008 1617 12,99 3,37 0,05 0,096 1107
2012 3005 34,75 15,96 0,09 0,094 2442
2013 3692 38,40 16,10 0,25 0,619 2974
Концентрации аммонийного азота изменялись в более широких пределах (0,03-1,34 мг К/дм3). Минимальные значения отмечались зимой, возрастая в половодье и паводки в несколько раз. Сток нитратного азота в зимнюю межень в среднем был в 5,3 раза ниже стока аммонийного азота (см. табл. 3).
Концентрации фосфора в воде р. Бурея изменялись от значений ниже предела обнаружения до 0,017 мг Р/дм3, что соответствует наиболее чистым рекам мира [6].
Широкая амплитуда колебаний была характерна для содержания валового железа. В зимнюю межень 1949-1988 гг. его концентрация в среднем составляла 0,17 мг/дм3 [5], сток изменялся в пределах (42-1477 кг/сут), составляя в среднем 610 кг/сут. В половодье и паводки концентрация валового железа возрастала до 1,63 мг/дм3 за счет повышения концентрации взве-
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
шенных веществ (в 1978 г. до 1408 мг/дм3). Сток железа в период открытого русла в среднем составлял 23,0 т/сут.
Сезонная динамика содержания органического вещества (ОВ) не отличалась от динамики железа: низкие значения фиксировались зимой, высокие - в половодье и паводки. Цветность воды в зимнюю межень не превышала 30°, среднее значение составляло 14°. Перманганатная окисляемость (ПО), характеризующая содержание легкоокисляемого ОВ, и химическое потребление кислорода (ХПК), определяющее суммарное содержание ОВ, изменялись в пределах 1,4-10 и 5,3-19,8 мгО/дм3 соответственно, средние значения составляли 6,0 и 9,9 мг О/дм3. В весенне-летний период водотоки бассейна р. Бурея относятся к зоне повышенной окисляемости, что характерно для многих таежных рек, поэтому эти показатели изменялись в более широких пределах (20 - 260°, 5,6 - 38,7 и 17,6 - 80,9 мг О/дм3). Средние значения цветности воды, ПО и ХПК составляли 77°, 16,7 и 42,0 мг О/дм3 соответственно . Сток ОВ зимой в среднем был на два порядка ниже, чем в период открытого русла (см. табл. 3).
Заполнение ложа Бурейского водохранилища началось в мае 2003 г. В первые три года эксплуатации химический состав воды формировался в условиях высокого водного обмена. В 2004, 2009, 2010, 2012 и 2013 гг. приток воды в водохранилище превышал среднемноголетнее значение (27,3 км3), причем в 2013 г. приток воды был самым максимальным с момента зарегулирования, что обусловило высокую водность реки в нижнем бьефе. В два раза меньше отмечен приток воды в маловодном 2008 г. (см. табл. 1). Коэффициент водного обмена в первый год эксплуатации составлял 6,6, на десятый снизился до 1,6. Холостой сброс воды во время строительства и ввода в действие гидроагрегатов проводился поэтапно через нижние затворы, на отметках в соответствии с проектом. Особенности заполнения водохранилища, связанные с выработкой электроэнергии на стадии строительства, снизили влияние затопленных почв и растительности на химический состав воды.
В период наполнения и первые годы эксплуатации водохранилища основное влияние на формирование химического состава воды оказали сток питающих его рек, затопленные лесные и заболоченные массивы. В дальнейшем гидрохимический режим и качество воды определялись стоком питающих рек и внутриводоемными процессами.
С появлением водохранилища зимние расходы воды р. Бурея существенно возросли (см. табл. 1). Среднемесячные расходы воды в феврале-марте 2005-2006 гг. были выше аналогичных расходов воды р. Амур у г. Хабаровска в 1912-1915 и 1917-1928 гг. В декабре 2005 г. расходы воды р. Бурея в 1,7 раза выше, чем р. Сунгари у г. Цзямусы, что способствовало снижению содержания нитробензола в воде р. Амур после крупной аварии на химическом комбинате в г. Цзилинь (КНР) [7].
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
Зарегулирование способствовало снижению содержания взвешенных веществ. После закрытия нижних затворов содержание их в воде не превышало 5,0 мг/дм3. Лишь в октябре 2012 г. во время холостых сбросов через верхние затворы плотины концентрация взвешенных веществ в воде ниже плотины повышалась до 6,0 мг/дм3, снижаясь вниз по течению до 3,0 мг/дм3. После создания водохранилища существенно улучшился кислородный режим в нижнем бьефе плотины: в марте 2008 г. его содержание в воде р. Бурея составляло в среднем 11,3 мг/дм3.
Сузился интервал колебания минерализации воды, изменилась ее сезонная динамика (см. табл. 2). В маловодный 2008 г. наименьшее значение отмечалось зимой, наибольшее - летом. В многоводные 2012 и 2013 гг. наибольшая минерализация воды зафиксирована весной и в начале лета, наименьшая - во время холостых сбросов в июле - октябре. Такая временная динамика в эти годы была обусловлена неоднородным составом водных масс в водохранилище, преобладанием весной и в начале лета в нижней части водоема зимних вод прошлого водохозяйственного года [8]. По сравнению с 1949-1988 гг. минерализация воды в зимнюю межень снизилась в 2 раза и мало отличалась от значений в период открытого русла. Незначительные различия минерализации воды в 2008 и 2012-2013 гг. (табл. 2) свидетельствуют о ее стабилизации.
Снизилась верхняя граница концентраций основных ионов в воде, причем содержание ионов калия и хлоридного иона мало отличалось от их содержания в атмосферных осадках. Среди анионов в составе воды отмечалось выраженное преобладание гидрокарбонатного иона (31 - 42 %-экв). Значительно меньше содержание сульфатного (< 12 %-экв) и хлоридно-го (< 3,0 %-экв) ионов. В катионном составе отмечалось доминирование иона кальция (24-28 %-экв). Содержание магния колебалось в пределах 11 - 17 %-экв, натрия не превышало 10 %-экв. Концентрации этих ионов изменялись в узких пределах, фторидного - была ниже предела обнаружения (0,1 мг/дм3). Наименьшие сезонные различия концентраций среди основных ионов характерны для ионов натрия, калия и хлоридного иона. В многолетнем аспекте наблюдалось постепенное снижение содержания сульфатного иона в воде за счет уменьшения деструкции затопленной древесины.
Ионный сток зимой из-за повышения водности Буреи значительно вырос. В 2008 г. он был в 4,5 раза выше, чем до зарегулирования. С учетом небольших различий минерализации воды водохранилища в зимний и ве-сенне-осенний периоды ионный сток в зимнюю межень 2012 г. и 2013 гг. мог быть выше в 8-9 раз. Максимальный зимний ионный сток мог наблюдаться в 2010 - 2011 гг., когда расходы воды в декабре - марте превышали расходы в апреле - октябре. Максимальный за период наблюдений ионный сток отмечался в 2012 г. в сентябре (7050 т/сут), в 2013 г. в мае (6848 т/сут) после
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
значительного притока воды в водохранилище (9,65 и 7,78 км3 соответственно). Высокая водность р. Буреи в 2013 г. в течение всего года обусловила самый высокий после зарегулирования реки ионный сток, превышающий среднее значение до зарегулирования (см. табл. 3).
Более сложная по сравнению с главными ионами динамика биогенных и органических веществ, содержание которых определяется поступлением с водосборной площади и внутриводоемными процессами. Замедление процессов деструкции затопленной древесины в водохранилище и отсутствие дефицита растворенного кислорода привели к снижению концентраций аммонийного азота в зимний период. С повышением расходов воды зимний сток аммонийного азота в 2008 г. вырос в 8,0 раз, нитратного - в 10,4 раза. Максимальный сток этих веществ мог иметь место в многоводные зимы 2010-2011 гг.
В период открытого русла в поведении нитратного и аммонийного азота наблюдаются большие различия. В 2008 г. в условиях незначительного притока воды в водохранилище (холостые сбросы осуществлялись только 10-11 сентября) их содержание было невысоким [9] и изменялось в узких пределах (табл. 4). В 2012-2013 гг. концентрации аммонийного и нитратного азота в среднем были выше. Весной и в начале лета изменялись в пределах 0,18-0,22 и 0,16-0,23 мг ^дм3 соответственно и были сопоставимы. С поступлением большого объема воды в водохранилище летом и осенью концентрация нитратного азота постепенно снизилась до 0,09 мг ^дм3. а аммонийного возросла до 0,76 мг ^дм3.
В 2012 г. наибольший сток аммонийного азота отмечался в сентябре (75,0 т/сут) после притока в водохранилище 9,65 км3 воды. Выше был сток в июле 2013 г. после поступления в водохранилище 14,5 км3 воды в мае-июне. Высокий сток нитратного азота в 2012 г. также наблюдался в сентябре (40,7 т/сут), а в 2013 г. - в мае (33,5 т/сут). В остальные месяцы сток этих веществ был существенно меньше. После зарегулирования сток нитратного азота в период открытого русла при повышенном водном стоке вырос в среднем
Таблица 4. Содержание биогенных и органических веществ в воде р. Бурея
Год N-NHÍ N-N02- N-N03- Р-Р043- ПО ХПК Цветность
мг №дм3 мг Р/дм3 мг О/дм3 градус
2008 0,23-0,32 0,27 0,001-0,002 0,001 0,02-0,13 0,07 0,001-0,003 0,002 - 20-25 23 45-55 50
2012 0,12-0,54 0,37 0,001-0,002 0,001 0,03-0,24 0,17 0,001-0,003 0,001 9,7-17,1 13,6 17-38 26 45-100 73
2013 0,12-0,76 0,31 0,002-0,003 0,002 0,09-0,17 0,13 0,002-0,015 0,005 13,3-26,7 16,0 14-56 24 60-99 79
Примечание: числитель - интервал концентраций; знаменатель - среднее значение; ХПК - химическое потребление кислорода.
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
в 1,8 раза, а аммонийного - стал ниже, лишь в многоводном 2013 г. сток аммонийного азота был сопоставим со стоком до зарегулирования (см. табл. 3).
Концентрации нитритного азота и минерального фосфора низкие, нередко находились ниже предела обнаружения (см. табл. 4). Сток этих веществ не превышал 0,1 т/сут, лишь в 2013 г. большой приток воды обусловил увеличение их стока (см. табл. 3).
Изменилась сезонная динамика содержания железа. В 2004 г. кон -центрация железа зимой составляла 0,21 мг/дм3, что незначительно выше, чем до зарегулирования. Летом и осенью она изменялась в пределах 0,24-0,34 мг/дм3. В более узких пределах (0,31-0,36 мг/дм3 зимой и 0,39-0,43 мг/дм3 в летне-осенний период) изменялись концентрации железа в 2008 г., причем зимние значения мало отличались от летних. Повышение содержания железа наряду с увеличением водности реки увеличило его зимний сток в 2008 г. в 21,3 раза по сравнению с 1949-1988 гг. Максимальный сток железа (20-21 т/сут) мог наблюдаться в многоводные зимы 2010-2011 гг.
Существенное влияние зарегулирование оказало на динамику и содержание ОВ. В первые годы заполнения водохранилища (2004-2005 гг.) содержание легко окисляемых ОВ (по величине ПО) в воде р. Бурея в зимний период повысилось в среднем в 1,8 раза. Сток ОВ в эти годы по сравнению с 1949-1988 гг. увеличился в 9 раз в 2004 г. и в 21 раз в 2005 г. В 2008 г. резких сезонных различий цветности и ХПК не отмечалось. При этом зимой их значения были в 4 и 2,5 раза выше, а летом в 1,5 и 1,8 раза ниже, чем до зарегулирования. Максимальный зимний сток ОВ в условиях высокой водности мог быть в 2010-2011 гг.
В летний период 2012 и 2013 гг. воды р. Бурея характеризовались более высокими по сравнению с 2008 г. значениями цветности, ПО и ХПК, широкой амплитудой их колебаний (см. табл. 4). Минимальные значения цветности, ПО и ХПК (45°, 9,7 и 17 мг О/дм3 соответственно) отмечались в июне 2012 г., что свидетельствовало о большом влиянии внутриводоемных процессов на содержание ОВ, отмечавшихся ранее на многих водохранилищах России [1, 2, 10, 11]. Примечательно, что цветность воды в 2013 г. не отличалась от среднемноголетнего значения за 1949-1988 гг. Максимальные концентрации ОВ, так же как и аммонийного азота, наблюдалась в сентябре 2012 г. и июле 2013 г. Сток ОВ в эти месяцы составил 6689 и 7038 т/сут соответственно. В период открытого русла в 2012 г. сток ОВ был в 1,5 раза ниже, чем в 1949-1988 гг, в 2013 г. мало различался.
Характеристика микроэлементного состава воды р. Бурея в период открытого русла 2008 и 2012-2013 гг. представлена в табл. 5. Концентрации хрома, свинца, кобальта, никеля, кадмия и ртути имели небольшой диапазон
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
Таблица 5. Содержание и сток растворенных микроэлементов в воде р. Бурея ниже ГЭС в период открытого русла
Год А1 Мп Си 7п Ее
Содержание, мкг/дм3
2008 - 48,2-76,1 60,3 0,002-0,56 0,28 1,6-23,0 8,8 390-430 410
2012 67,3-135,8 96,9 57,9-97,4 70,7 0,4-4,3 2,9 21,9-35,2 28,9 250-300 280
2013 58,9-211,0 162,3 19,2-42,4 30,4 1,4-29,9 11,1 7,5-49,5 22,8 130 - 310 213
Сток, т/сут
2008 - 2,90 0,21 0,42 19,73
2012 9,10 6,63 0,27 2,71 26,30
2013 20,1 3,77 1,38 2,82 26,39
Примечание: числитель - интервал концентраций; знаменатель - среднее значение.
колебания и значения ниже ПДК: хрома, свинца, кобальта и никеля - ниже 1 мкг/дм3, кадмия 0,1 мкг/дм3, ртути 0,01 мкг/дм3. Широкая амплитуда колебания концентраций и существенное превышение значений ПДК отмечались для алюминия, марганца, железа, цинка и меди.
Значительная вариабельность была характерна как для концентраций, так и стока указанных микроэлементов в эти годы. В 2008 г. слабый приток воды в Бурейское водохранилище обусловил дефицит кислорода в средних и придонных слоях воды, что привело к поступлению железа и марганца из донных отложений в воду. Наблюдения на приплотинном створе Бурей-ского водохранилища свидетельствуют: в поверхностных слоях воды летом содержание железа (мг/л) изменялось в пределах 0,19-0,28; средних -0,32-0,36; придонных - 0,33-4,20. Аналогичная ситуация отмечалась для марганца (мкг/л): 9,1-17,3; 34,1-65,3 и 35,9-654 соответственно.
Максимальные концентрации 4,2 и 0,66 мг/дм3 соответственно отмечались в июне на глубине 111 м в центральной части водохранилища в 500 м выше плотины. В результате среднее содержание железа в воде р. Бурея в 2008 г. было выше по сравнению с 2012-2013 гг., марганца - повышенное, как наиболее подвижного элемента по отношению к железу. Сток железа из-за низкой водности был пониженным. На участке реки между пос. Талакан и Новобурейский содержание марганца и железа в воде зимой и летом из-за улучшения кислородного режима снижалось в среднем в 2,9 и 1,6 раз.
Содержание меди и цинка в 2008 г. в среднем было ниже значений ПДК и мало отличалось от полученных ранее значений, сток составлял менее 0,5 т/сут.
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
В 2013 г. значительный приток воды в водохранилище обусловил двойную смену воды, что вызвало снижение в р. Бурея содержания марганца и железа, увеличение меди и цинка (см. табл. 5).
Повышенная в сравнении со средним значением в речном стоке (50 мкг/дм3) и ПДК (40 мкг/дм3) была концентрация алюминия, очевидно, за счет поступления с водосборной площади с продуктами выветривания алюмосиликатных минералов при большом притоке воды. Повышенные концентрации меди и цинка, ранее не наблюдавшиеся в воде Бурейского водохранилища [12], могли быть обусловлены поступлением с водосборной площади устойчивых органо-минеральных комплексов при повышенном содержании органических веществ, с одной стороны, и миграцией в условно растворенной форме в виде тонкодисперсной фазы (фильтрат 0,45 мкм). Как известно, для меди и цинка поверхностное взаимодействие с глинистыми частицами является довольно сильным, образование металлоорганических комплексов, главным образом фульватных, способствует усилению сорбции [13].
В содержании микроэлементов отчетливо прослеживаются сезонные различия. В 2012 г. максимальные концентрации марганца отмечались в июне; алюминия, меди и цинка - в октябре; в 2013 г. всех элементов, за исключением железа, - в июле при высоком содержании ОВ после полной смены воды в водохранилище. Существенные различия отмечались и в стоке элементов. В 2012 г. максимальный сток марганца, меди, цинка и железа (12,4; 0,92; 6,43 и 62,1 т/сут) наблюдался в сентябре при наибольшем водном стоке (2480 м3/с), а алюминия - в октябре (21,35 т/сут).
Дальнейшие изменения содержания и стока растворенных веществ р. Бурея произойдут с пуском в эксплуатацию Нижне-Бурейского водохранилища, которое будет отличаться от других водохранилищ российской части бассейна р. Амур меньшей глубиной и высоким коэффициентом водного обмена.
Обобщение данных химического состава воды р. Бурея до зарегулирования (1949-1988 гг.) и после (2008, 2012-2013 гг.) показало сглаживание сезонных различий в содержании растворенных веществ, снижение минерализации в зимнюю межень в 2 раза и повышение стока минеральных и биогенных веществ в 5 и более раз. В период открытого русла в многоводные годы отмечен более высокий, чем до зарегулирования, сток железа и нитратного азота. Содержание растворенных микроэлементов в основном невысокое. Вынос большого количества ОВ при повышении водного стока сопровождается увеличением потока микроэлементов.
Водное хозяйство России
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авакян А.Б., Кочарян А.Г., Малютин А.Н., Марголина Г.Л. Оценка роли водохранилищ в
изменении качества речных вод // Водные ресурсы. 1988. № 3. С. 5-16.
2. Эдельштейн К.К., Белова С.Л., Заславская М.Б., Новикова Е.В. Гидролого-гидрохимичес-
кие аспекты формирования качества воды в водохранилищах питьевого и рекреационного назначения // Водные ресурсы. 1993. Т. 20. № 5. С. 565-574.
3. Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при
выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды РД 52.18.595-96 (в ред. Изм. № 1, утв. Росгидрометом 11.10.2002, Изм. № 2, утв. Росгидрометом 28.10.2009).
4. Приказ № 20 от 18.01.2010 г. Федерального агентства по рыболовству «Об утверждении
нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения».
5. Мордовин А.М., Шестеркин В.П., Антонов А.Л. Река Бурея: гидрология, гидрохимия и
ихтиофауна. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 2006. 149 с.
6. MeybeckM. Carbon, nitrogen, and phosphorus transport by world rivers // Amer. J. Sci., 1982.
V. 282. No 4. P. 401- 450.
7. Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М., Форина Ю.А., Ри Т.Д. Трансграничное загрязне-
ние Амура в зимнюю межень 2005-2006 гг. // География и природные ресурсы. 2007. № 2. С. 40-44.
8. Шестеркин В.П., Сиротский С.Е., Таловская В.С. Минерализация и содержание органи-
ческого вещества в воде Бурейского водохранилища в первые годы заполнения // Водное хозяйство России. 2011. № 4. С. 33-40.
9. Шестеркин В.П. Динамика содержания аммонийного азота в воде Бурейского водохра-
нилища // Современные проблемы водохранилищ / Тр. междунар. науч.-практ. конф. Пермь: ПГУ, 2011. Т. II. C. 203-207.
10. Пуклаков В.В., Эдельштейн К.К., Кремецкая Е.Р., Гашкина Н.А. Самоочищение вод Можайского водохранилища зимой // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. С. 711-720.
11. Соколов Д.И. Изменение окисляемости и цветности воды под влиянием водохранилища //
Вестник МГУ 2013. Вып. 6. С. 9-15.
12. ЧудаеваВ.А., Шестеркин В.П., Чудаев О.В. Микроэлементы в поверхностных водах бассейна реки Амур // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 5. С. 506-617.
13. Линник П.Н, Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных во-
дах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 272 с.
Сведения об авторах:
Шестеркин Владимир Павлович, канд. геогр. наук, ведущий научный сотрудник, Федеральное государственное учреждение науки «Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук» (ИВЭП ДВО РАН), 680000, г. Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65; e-mail: [email protected]
Сиротский Сергей Егорович, канд. биол. наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией гидроэкологии и биогеохимии, Федеральное государственное учреждение науки «Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук» (ИВЭП ДВО РАН), 680000, г. Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65; e-mail: [email protected] Шестеркина Нина Михайловна, старший научный сотрудник, Федеральное государственное учреждение науки «Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук» (ИВЭП ДВО РАН), г. Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65; e-mail: [email protected]
Водное хозяйство России № 4, 2014
Водное хозяйство России
