София Романова - Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим

• Название: Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим
• Автор: София Романова
• Жанр: Образовательная литература

Настоящее учебное пособие – первая книга, в которой излагается материал по вопросам гидрохимии и гидроэкологии естественных (озеро Балкаш) и искусственных (водохранилища-охладители) бессточных водоемов Казахстана. На основе многолетних комплексных полевых и лабораторных исследований выявлены основные закономерности формирования их гидрохимического режима, а также факторы его определяющие. Показано влияние континентальности климата на гидрохимию водоемов, выявлены отличительные особенности водоемов аридной зоны по сравнению с таковыми гумидных областей, доказана исключительная самоочищающая способность природных вод Казахстана. Выяснена роль антропогенных факторов на протекание гидрохимических процессов в водоемах (карбонатообразование, карбонатонакопление, сорбция – десорбция, накипеобразование, катионный обмен, метаморфизация химического состава и др.). Приведены контрольные вопросы и упражнения для подготовки к рубежному контролю.

Рассчитана на научных сотрудников, работающих в области гидрохимии, гидроэкологии, гидробиологии, гидрологии и специалистов других областей народного хозяйства, связанных с изучением и использованием водных ресурсов. Книга будет полезной и для студентов, аспирантов и преподавателей ВУЗов химических, географических и экологических специальностей.

---

В условиях ВО ЭГРЭС-1 интенсивность фотосинтеза в вегетационный период колебалась от 0,21 до 2,39 гО2/м3, деструкция органического вещества – от 0,06 до 1,8 гО2/м3 [72]. В межгодовом аспекте происходит увеличение количественных показателей валовой и чистой продукции, что говорит об евтрофировании водохранилища. На процесс евтрофикации указывают и большие величины чистой первичной продукции, которая недоиспользуется потребителями фитопланктона и накапливается в водоеме. Это может иметь отрицательные последствия, выражающиеся в понижении самоочистительной способности водоема и способствовать его вторичному загрязнению.

В течение всего периода становления водохранилища ЭГРЭС-1 продукционные процессы преобладали над деструкционными, что говорит о преобладании в толще воды автохтонного ОВ. В первый год после заполнения относительные величины деструкции были довольно высоки, так как в деструкционных процессах участвовало большое количество аллохтонной органики, поступившей с залитых территорий. Максимум фотосинтеза в большинстве случаев наблюдался в поверхностном слое, лишь иногда смещаясь на глубину 0,5-1,0 м. В нижележащих слоях воды интенсивность фотосинтеза составляла лишь десятые доли от поверхностного, и на глубине, утроенной прозрачности, фотосинтез отсутствовал.

В первый год после наполнения ВО ЭГРЭС-1 макрофиты не развивались. Ко второму году на мокрой прибрежной полосе и на мелководьях, благодаря обилию зачатков, развились ценозы рогоза и редкие небольшие куртины тростника, камыша и осоки. Мягкая водная растительность отсутствовала. К третьему году в водохранилище уже вполне сложились сообщества макрофитов, представленные двумя экологическими группировками: гелофитами (10 видов) и гидрофитами (8 видов).

В 1981 г. водохранилище зарастало очень слабо и неравномерно, растительность покрывала не более 15 % его площади. В последующие годы состав макрофитов пополнился новыми видами, а к настоящему времени макрофиты занимают площадь 450,3 га.

Значение зоопланктонных организмов в воде ВО ЭГРЭС – 1 велико, так как они здесь производят биологическую очистку воды от органических примесей (водорослей и микроорганизмов), которые способны оседать на стенках трубок конденсаторов, уменьшая их сечение и снижая теплоотдачу. Кроме того, они составляют основную часть кормовой базы для молоди рыб, обитающих в водоеме-охладителе. В зоопланктоне на протяжении 5 лет исследований зарегистрировано 110 видов и разновидностей, сезонная динамика которых выражена отчетливо.

В межгодовом аспекте отмечается нарастание численности и биомассы зоопланктона от 1980 к 1982 гг., затем численность организмов остается высокой, а показатели биомассы уменьшаются почти в два раза. Это объясняется тем, что в летний период 1982 г. подогрев воды и объем сбрасываемых теплых вод был ещё невелик. Существенную долю в планктоне составляли крупные ветвистоусые рачки – дафнии, которые в последующие годы при перегреве воды утратили свое значение. Кроме отрицательного действия теплового фактора эта группа организмов в последние годы испытывает сильный стресс со стороны молоди рыб, обитающих в водохранилище.

Следует отметить, что при существующем режиме работы ГРЭС подогрев воды угнетающе действует на зоопланктон только в зоне сброса горячей воды, в целом же по водоему до 1985 г. происходило нарастание количественных показателей за счет удлинения вегетационного сезона и повышения темпа размножения животных. Воздействие дополнительного тепла особенно ярко проявляется при сопоставлении данных по зоопланктону в ВО ЭГРЭС-1 и близрасположенном ЭРВ, имеющем сходную морфометрию, минерализацию, состав ихтиофауны и тот же источник питания. Плотность организмов в ВО почти в 15, а биомасса в 10 раз превосходят количественные показатели аналогичного водоема, в котором отсутствует тепловой фактор. В настоящее время по величинам биомассы ВО ЭГРЭС-1 превосходит водохранилища КЕК, где средняя биомасса в летний период составляет 0,31-2,3 г, но в дальнейшем при постоянном поступлении в водоем воды с температурой до 350С может произойти падение продуктивности зоопланктона.

К настоящему времени в ВО ЭГРЭС-1 сформировалось три основных биотопа: черный ил, занявший обширную часть акватории от трехметровой изобаты до максимальных глубин; заиленный песок в зоне литорали; заросли высшей водной растительности. Почти на всем побережье четвертый биотоп в основном безжизненный: это железобетонные плиты, расположенные в месте сброса подогретых вод.

При заполнении водохранилища бентофауна была качественно бедна и представлена лишь 19 видами и формами беспозвоночных. В течение всего периода наблюдений, независимо от сезона и термальных зон, руководящую роль в макрозообентосе играют личинки хирономид. Отмечено нарастание их численности от весны к осени. Несмотря на относительно высокую температуру воды (в отдельные дни до 350С) специфичных термофильных форм зообентоса не выявлено. В зоне сброса термальных вод бентофауна угнетена, и численность бентоса не превышает 220 экз/м2. По мере удаления от этой зоны увеличивается видовой состав и возрастает численность бионтов. Можно предполагать, что при стабильной работе всех энергоблоков и увеличении объема сбрасываемой подогретой воды граница влияния термальных вод расширится, что вызовет дальнейшие изменения в биоценозах дна.

Формирование ихтиофауны ВО ЭГРЭС-1 происходит за счет видов, проникших из канала и вселения рыб в целях акклиматизации. В первые годы ведущее место в уловах занимали елец и плотва (58 и 18 %), высока была численность ерша (14,2 %), остальные рыбы составляли в уловах 1-4,5 %. В результате воздействия термальных вод и изменения экологической обстановки в водоеме сроки нереста рыбного стада передвигаются на более ранний период, на 0,5-1,0 месяца раньше, чем в водохранилищах канала ЕртисКараганда.

На основании многолетних гидробиологических исследований авторы [7072] пришли к выводу о том, что химический режим воды ВО ЭГРЭС-1 благоприятен для целей рыборазведения. Однако необходимо сделать водохранилище проточным в силу следующих причин. Формирование водных, донных биоценозов и ихтиофауны ещё не закончилось и протекает под воздействием дополнительного тепла, поступающего с ГРЭС; тепловой фактор благоприятно влиял на развитие всех групп организмов до тех пор, пока температура воды в отепляемой зоне не превышала 28-300С. При стабилизации работы ГРЭС подъем температуры в летний период выше 300С приводил к уменьшению видового разнообразия, численности и продуктивности водных сообществ. Совмещенная схема водозабора в таком мелководном водохранилище, как ВО ЭГРЭС-1, даже при неполной нагрузке не обеспечивает нормального охлаждения сбрасываемой воды, что подтверждается состоянием биоценозов, и нуждается в реконструкции. В 1984 г. перегрев воды (3,30С) превышал санитарную норму для ВО комплексного назначения. Необходимо провести вселение растительноядных рыб для утилизации больших запасов фитопланктона и ограничения зарослей растительности, которые уже сейчас являются существенными биологическими помехами, а в дальнейшем будут значительно снижать эффективность работы станции. Вселение рекомендуется производить двулетками из расчета не менее 100 шт./га, так как в водоеме имеется сильный пресс хищников.

Сезонными наблюдениями в зоопланктоне ВО ЭГРЭС – 2 в 1989 г. выявлено 50 видов и разновидностей. В период максимальных летних температур самые высокие показатели биомассы характерны для центральной части этого водоема, самые низкие – для южной части. По показателям биомассы зоопланктона и видовому составу ВО ЭГРЭС-2 в 1989 г. можно отнести к водоемам с кормностью выше средней.

Проведенный авторами [73] анализ фаунистического сходства зоопланктона четырех изученных водоемов – ВО ЭГРЭС-1,2, оз. Шандаксор и КЕК – 1 (по данным за 1980 г.) показал, что наиболее высокий процент видового сходства выявлен для первых двух водоемов – 40,3%, коэффициент общности видового состава Кс в этом случае равен 0,57. В то же время очень велико влияние фаунистических комплексов канала на формирование зоопланктофауны водохранилища ЭГРЭС-2, фаунистическое сходство в этом случае составляет 37,9% и коэффициент = 0,55. В перспективе под воздействием теплового фактора и при стабилизации солености воды будет возрастать фаунистическое сходство между обоими ВО Э ГРЭС -1, 2.

1.6.4 Отличительные особенности гидрохимических процессов в континентальных водоемах

Озера Балкаш – Алакольской котловины издавна привлекали внимание исследователей, но в гидрохимическом отношении они стали основательно изучаться в 40 – 50 – х годах прошлого столетия. Обобщая результаты эпизодических и многолетних исследований известных ученых и их последователей, Н.М. Страхова [78], Д.Г. Сапожникова [79], В.Д. Коншина [80], М.Н. Тарасова [3], Б.А. Беремжанова [81-83], А.А. Турсунова [24; 40], Н.А. Амиргалиева [61-64] и др. по выявлению различных аспектов региональной и прикладной гидрохимии (солевой баланс, образование и динамика донных осадков, прогноз и др.) применительно к континентальным водоемам, попытаемся показать некоторые отличительные особенности протекающих в них химических процессов и состава вод.