Том 51, № 3 (2024)
- Жылы: 2024
- Мақалалар: 12
- URL: https://journals.eco-vector.com/0321-0596/issue/view/11381
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0321-0596513
Бүкіл шығарылым
Водные ресурсы и режим водных объектов
О времени проявления эпохи обильного речного стока в бассейне Волги
Аннотация
В бассейне р. Волги на поймах и низких террасах рек широко распространены большие палеорусла, по размерам значительно превышающие современные. Это индикаторы повышенных величин речного стока в конце последней ледниковой эпохи. Для оценки временного интервала эпохи обильного стока необходимо определить возраст больших палеорусел. Для этих целей выполнено бурение больших палеорусел по всему бассейну Волги. Проведено датирование радиоуглеродным методом отложений русловой фации их аллювия. Большинство дат заключено в интервале времени 14.5−17.0 тыс. лет назад, из чего можно сделать вывод, что эпоха обильного речного стока приблизительно совпадает по времени с раннехвалынской трансгрессией Каспия.



Специальные инструменты структурно-гидрографического анализа речных систем в среде ArcMap
Аннотация
Представлен набор инструментов для определения по цифровой модели рельефа и расчета характеристик различных структурных элементов речного бассейна: сети потенциальных тальвегов, водораздельных линий, частных водосборов. Инструмент “Stream Network Orders” позволяет построить на основе цифровой модели рельефа сеть тальвегов, используя разные формы функции инициации (в том числе с учетом климатических характеристик), и определить порядки в пределах полученной сети. Инструмент “Ridgeline Network Orders” устанавливает положения водораздельных линий и присваивает сегментам этих линий порядки на основе полных путей добегания от водоразделов до устьев бассейновых систем. Реализовано два способа классификации: порядок по полной последовательности и порядок по триплетам старших порядков. Инструмент “Watershed Thickness Metrics” предназначен для расчета различных мер “толщины” речных бассейнов. Набор инструментов использует функциональные возможности модуля Spatial Analyst для ArcGIS Desktop.



Влияние временной агрегации данных наблюдений на результаты калибровки параметров и эффективность моделирования стока на примере малых водосборов (юг Приморского края, Россия)
Аннотация
Представлены результаты исследования влияния временной агрегации (1, 3, 6, 12 и 24 ч) входных данных на эффективность и значения параметров концептуальной гидрологической модели HBV на основе специальных натурных наблюдений, выполненных на четырех малых экспериментальных водосборах (3.1–26.3 км2) в бассейне р. Правая Соколовка (Верхнеуссурийский стационар, верховья р. Уссури, юг Приморского края) в период 2012–2022 гг. Показано, что с уменьшением расчетного шага качество моделирования, рассчитанное с помощью коэффициента Нэша–Сатклифа, постепенно снижается. Для всех исследуемых водосборов модель демонстрирует высокую эффективность при расчете гидрографов высоких паводков, при этом не воспроизводит внутрисуточные колебания расходов воды (0.1–1.0 мм слоя) в период межени. Модельные доли генетических составляющих стока, при которых происходит постепенный переход к доминированию одной из генетических составляющих, не зависят от расчетного шага и имеют относительно постоянные значения. В то же время с увеличением расчетного шага по времени абсолютные значения модельных расходов воды, выраженные в мм слоя, также последовательно увеличиваются приблизительно в два раза. Закономерности изменения значений параметров блока формирования и трансформации стока HBV, а также максимальных измеренных сумм осадков от временного шага для дождей ≥20 мм/сут хорошо описываются степенными зависимостями с показателями 0.3–0.6. Сделано предположение о том, что для дождей высокой интенсивности наличие зависимости максимальных сумм осадков от временного интервала агрегации может оказывать влияние на значения параметров моделей типа HBV.



Hydrophysical processes
Модельный анализ термического и ледового режима крупного равнинного водохранилища (на примере Новосибирского водохранилища)
Аннотация
На основе программного комплекса Дельфт3Д (Delft3D), дополненного ледовым модулем, создана трехмерная численная модель термических процессов в Новосибирском водохранилище. По результатам расчета за 1981 г. выполнен анализ термического и ледового режима водохранилища в годовом цикле. Результаты расчета температуры воды сопоставлены с данными наблюдений и усреднены для поверхностного, придонного и среднего слоев характерных районов водохранилища. Модель может быть использована как основа для моделирования экологических процессов и принятия управленческих решений по оптимизации использования водных ресурсов водохранилища.



Гидрохимия, гидробиология, экологические аспекты
Оценка возможных изменений биогенной нагрузки на Онежское озеро под воздействием антропогенных и климатических факторов
Аннотация
Собрана информация об основных источниках биогенной нагрузки на водосборе Онежского озера, а также имеющихся данных натурных наблюдений за поступлением азота и фосфора в озеро. С использованием методов математического моделирования выполнена оценка сельскохозяйственной нагрузки на озеро и возможного ее снижения в результате внедрения наилучших доступных технологий в сельскохозяйственное производство. Показано, что уменьшение сельскохозяйственной нагрузки после внедрения наилучших доступных технологий едва ли существенно повлияет на экологическое состояние Онежского озера. Проведены имитационные расчеты увеличения поступления в озеро N и P от рыбоводческих хозяйств водосбора при условии сохранения темпов роста рыборазведения на водных объектах водосбора к 2050 г. Показано, что в этом случае можно ожидать возрастание биогенной нагрузки на озеро на 3.9% по P и на 1.9% по N по сравнению с настоящим временем. При этом наиболее значимое увеличение выноса биогенных элементов может быть характерно для Заонежья: 11.2% по P и 10.6% по N. Дана оценка возможного изменения поступления N и P в озеро к концу XXI в. в результате изменения стока с водосбора при условии реализации двух RCP-сценариев. Это RCP 2.6 и RCP 8.5 – лучший и худший с точки зрения воздействия на окружающую среду. Реализация сценария RCP 2.6 может привести к повсеместному снижению биогенной нагрузки на озеро до 12.9% по N и 20.5% по P за счет уменьшения стока. При реализации экологически неблагополучного сценария RCP 8.5 можно ожидать увеличения стока и соответствующего увеличения выноса N на 16.9% и P – на 26.7% со всего водосбора.



Загрязнение и очищение вод Онежского озера от 137Cs
Аннотация
Сорбционно-диффузионная модель поглощения 137Cs грунтами дна использована в прогнозе содержания 137Cs глобальных выпадений и аварийного выброса с ЧАЭС в водах глубоководного (Нср = 30 м) Онежского озера. Природные условия и морфогидрологические характеристики озера обусловили быстрый, за 2–3 года, переход загрязненных по 137Cs вод к псевдоравновесным концентрациям. В течение 56 лет (с 1964 по 2020 г.) содержание 137Cs в воде удовлетворительно определялось по сорбционно-диффузионной модели поглощения 137Cs грунтами дна с коэффициентами сорбции Kd = 4000 л/кг и диффузии D = 1.0 × 10–7 см2/с. Влияние смены вод в озере на миграцию 137Cs учтено показателем условного обмена онежских вод W = 16.4 лет. Корректность прогноза загрязнения вод 137Cs проверялась путем сравнения с данными опыта и состоянием загрязнения 137Cs вод глубоких озер Северо-Запада России и финской Лапландии.



Гидрохимические аномалии в реках Мурманской области
Аннотация
Представлены данные о наличии гидрохимических аномалий в воде рек Мурманской области, выделены контрастные гидрохимические аномалии и составлены геохимические ряды. Меньше всего аномальных величин зафиксировано по содержанию в речных водах магния, кальция и органических веществ, больше всего – по соединениям металлов. Большинство выявленных гидрохимических аномалий положительные и слабоконтрастные. Контрастные аномалии чаще всего встречаются по соединениям марганца. Большинство выявленных аномалий по содержанию соединений марганца в речных водах имеет смешенный генезис (в бассейне р. Печенги). Гидрохимические аномалии в воде экологически благополучных участков рек Лотты и Уры имеют природный генезис и обусловлены геохимическими особенностями водосборов.



Качество прибрежной воды в оз. Байкал в пределах бух. Большие Коты, определяемое влиянием атмосферных осадков и выживаемостью индикаторных микроорганизмов
Аннотация
Проведено санитарно-бактериологическое и гидрохимическое обследование вод прибрежной зоны оз. Байкал, в том числе придонных и интерстициальных вод в районе пос. Большие Коты в июне и сентябре 2022 г. Для исследования использованы методы классической санитарной микробиологии с применением вакуумного фильтрования и селективных сред для проращивания санитарно-показательных микроорганизмов. Для определения концентраций химических компонентов использованы методы высокоэффективной жидкостной хроматографии и спектрофотометрии. Выяснено, что качество воды в зонах рекреации, а также в черте населенных мест, используемых для купания, в районе прибрежной зоны поселка соответствовало критериям нормативно-технической документации, принятой в России, по таким показателям, как Escherichia coli и энтерококки. Концентрации гидрохимических показателей, таких как фосфатный фосфор (P-PO43–), аммонийный (N-NH4+), нитратный (N-NO3–) и нитритный (N-NO2–) азот, также были ≤ПДК для вод рыбохозяйственного назначения, установленных в РФ. Изучена выживаемость E. coli и энтерококков в условиях байкальской воды, а также в интерстициальной воде, что имеет достаточно важное значение для выбора индикаторов при оценке качества прибрежных вод. В ходе исследования определено, что E. coli и энтерококки дольше сохраняют физиологически активное состояние именно в условиях не прибрежной, а интерстициальной воды. Выяснено, что концентрации фекальных индикаторных бактерий в прибрежной зоне озера могут увеличиваться в зависимости от количества выпавших атмосферных осадков в связи со смывом микроорганизмов с берега. При изучении влияния биогенных элементов, содержащихся в атмосферных осадках, на прибрежную воду выяснено, что дожди не повлияли на количество биогенных элементов в исследуемой поверхностной и придонной воде.



Связь структуры макрозообентоса с гидрохимическими показателями в реках разного порядка бассейна Немана
Аннотация
Проанализирована связь между гидрохимическими и структурными показателями сообщества макрозообентоса, включая биотические индексы, для рек бассейна Немана в весенний и летний периоды. Перечень гидрохимических показателей включал рН, концентрацию растворенного кислорода, содержание ионов аммонийного и нитратного азота, растворенного фосфора и тяжелых металлов. Установлена тесная корреляционная связь между структурными показателями макрозообентоса и гидрохимическим составом воды, она четко выражена для летнего периода. Максимальные величины коэффициентов корреляции получены для связи доли ЕРТ и доли олигосапробных видов в общей численности макрозообентоса. Связь общего числа видов макрозообентоса с гидрохимическими показателями оказалась недостоверной. Подчеркивается важность мультиметрического подхода, учитывающего как гидробиологические, так и гидрохимические показатели.



Особенности качества воды малых рек Хабаровска во время половодья. 1. Основные ионы и биогенные вещества
Аннотация
Представлены результаты изучения химического состава воды малых рек г. Хабаровска в период весеннего половодья в 2018–2022 гг. Показано значительное варьирование концентраций основных ионов и биогенных веществ в речных водах, обусловленное большими различиями химического состава талых снеговых, подземных, сточных вод, а также вод из изношенных систем водоснабжения и водоотведения. В начале периода снеготаяния максимальные минерализация, концентрация хлоридных ионов и ионов натрия в центре города, превышающие ПДК, и хлоридно-натриевый состав из-за использования противогололедных реагентов установлены в воде рек, дренирующих районы с интенсивным движением автотранспорта. Наибольшее загрязнение речных вод аммонийным и нитритным азотом, фосфатами отмечено в начале половодья вследствие выноса с поверхности водосборов. Показано, что в течение половодья в воде многих рек, кроме питающихся коммунальными сточными водами, концентрации растворенных веществ постепенно снижаются, состав воды становится гидрокарбонатно-кальциевым.



Параметры устойчивости водной толщи небольшого полимиктического озера в разные по погодным условиям годы
Аннотация
Режим перемешивания озер оказывает большое влияние на многие аспекты функционирования водных экосистем, что обусловливает актуальность выявления изменений устойчивости водной толщи под влиянием климатических факторов. В данной работе изучена устойчивость водной толщи небольшого оз. Вендюрское (юг Карелии) в период открытой воды в разные по погодным условиям годы. По данным измерений температуры воды в 2008–2013 и 2015–2022 гг. на автономной станции (термокосе) на центральной вертикали озера оценена продолжительность стратификации и устойчивость водной толщи по таким критериям, как разница температуры по водному столбу в 1 и 2°С, и по пороговым значениям устойчивости Шмидта, числа Веддерберна и озерного числа (Lake Number). Для исследования роли радиационного перемешивания в ослаблении устойчивости водной толщи озера проанализирована сезонная и межгодовая изменчивость разности температуры верхнего слоя озера и воздуха по данным ре-анализа ERA-5. Для детального анализа этого параметра для каждого года была построена соответствующая функция плотности распределения и рассчитаны ее основные характеристики. Показано, что, несмотря на продолжающееся региональное потепление и рост температуры воздуха и верхнего слоя воды оз. Вендюрского, усиления устойчивости в период 2008–2022 гг. не произошло. Сдерживающими факторами могут быть усиление конвективного перемешивания за счет радиационного выхолаживания, а также рост ветровой нагрузки на водоем.



Исследование электропроводности природных вод в импульсном поле возрастающей напряженности (на примере Камского бассейнового округа)
Аннотация
Методом и аппаратурой кондуктометрии в импульсном электрическом поле возрастающей напряженности измерена удельная электропроводность различных видов природных вод (артезианских, рек, родников). На примере вод восточной части Камского бассейнового округа показана возможность использования электропроводности природной воды в функции напряженности поля в качестве интегрального показателя естественной минерализации с проводящими примесями (в том числе и антропогенного происхождения). Проведены изучение и оценка загрязнения некоторых природных вод бассейнового округа. Рассмотрены некоторые аспекты применения импульсной кондуктометрии в электрическом поле возрастающей напряженности для исследования сезонных, экологических и других параметров природных вод.


