ON THE INFLUENCE OF SOLAR ACTIVITY ON THE HYDROCHEMICAL COMPOSITION OF THE WATER OF THE SAMARA RIVER

Cover Page

Abstract


A brief description of the water in the Samara River is given. The data on hydrochemical parameters of the river water for the period 2005-2015 are given. Indicators are marked out, sharply changing their values in the period under review. For such studies the indicator-the oxygen concentration-was selected. It was revealed with the help of statistical methods that the series of observations under consideration is divided into two samples with diff erent sample averages. It is graphically proved that the sharp jump in oxygen concentration was due to the infl uence of solar activity. The dependence of the sulfate content in the Samara River on solar activity for the period from 2005 to 2015 was studied. Calculations have been made that prove the hypothesis of the infl uence of solar activity on the hydrochemical composition of the water of the Samara River.

Full Text

Река Самара является левобережным притоком Волги. Протяженность водотока - 594 км, из них 175 км приходится на Самарскую область. Прилегающая местность - волнистая открытая равнина. Русло реки слабоизвилистое, разветвленное рядом мелких островов, слабодеформирующееся. По классификации О.А. Алёкина, воды реки Самары относятся к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, но имеют повышенное содержание сульфат-ионов. Минерализация воды изменяется от 503,7 до 839,0 мг/л; рН составляет 7,6 [1, с. 15]. Вода в реке Самаре оценивается как «грязная» и «экстремально грязная» по удельному комбинаторному индексу. Годовой сток реки формируется под влиянием климатических факторов, а также рельефа, почвогрунтов и гидрогеологических условий водосборной площади [2]. Целью работы является изучение влияния солнечной активности на гидрохимический состав реки Самары. Материалами для работы послужили официальные данные Государственного доклада о состоянии окружающей среды Самарской области по концентрациям загрязняющих веществ в реке Самаре за период с 2005 по 2015 гг. Контроль за качеством воды реки Самары ведется в двух пунктах наблюдения, в каждом из которых имеется по два створа. Нами выбраны два створа наблюдения, находящиеся выше и ниже поселка городского типа Алексеевка, находящегося в 40 км от города Самары выше по течению. К важнейшим экологическим показателям состояния водного объекта относится содержание растворенного кислорода. Оно определяет интенсивность и направленность окислительно-восстановительных процессов, а следовательно, и процессов самоочищения и самозагрязнения водной среды [3]. Поэтому для работы было принято решение изучить изменение содержания кислорода в реке за длительный период времени - с 2005 по 2015 гг. Данные представлены в табл. 1. Приведенные исходные данные в табл. 1 можно представить в виде графика, изображенного на рис. 1. На графике видно, что содержание кислорода до 2009 г. примерно постоянно и составляет 1,5 ПДК. После резкого скачка в 2009 г. содержание кислорода стабилизировалось на уровне 1,0 ПДК. Если рассматривать измерения как выборки из некоторой генеральной совокупности, то можно предположить, что данные до 2009 г. относятся к одной Рис. 1. График зависимости превышений кислорода над значениями ПДК Рис. 2. Зависимость концентрации кислорода от чисел солнечных пятен в относительных единицах Таблица 1 Исходные данные по превышению кислорода над значениями ПДК Год 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Превышение над ПДК 1,56 1,5 1,5 1,5 1,1 0,75 1 0,82 0,98 1,13 0,9 Таблица 2 Изменение солнечной активности с 2008 по 2018 гг. Год 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Число Вольфа 4 27 77 129 145 137 75 42 15 14 4 совокупности, а данные после 2009 г. - к другой. Проверим эту гипотезу путем сравнения выборочных средних показателей с помощью критерия Стьюдента. Нулевая гипотеза утверждает, что различия между выборочными средними показателями - статистически незначительны. Первая выборка состоит из пяти наблюдений (2005-2009 гг.), а вторая - из шести наблюдений (2010-2015 гг.). Тестирование показало, что статистических оснований для подтвержения нулевой гипотезы нет. Различия между выборочными средними показателями статистически значимы. Это, в свою очередь, говорит о том, что в 2009 г. произошло явление, которое значительно снизило содержание кислорода в реке Самаре. Резкий скачок кислорода в 2009 г. и разделение всей выборки на две составные части мы попытались объяснить солнечной активностью. В настоящее время достоверно установленными считаются 11-летний, 22-летний (двойной), 30-40-летний (Брик- В.А. Шабанов, А.А. Хрянина 73 Градостроительство и архитектура | 2018 | Т. 8, № 2 неровский), 80-90-летние или вековые, 500-летние и 1800-1900-летние циклы солнечной активности. Р. Вольф положил начало изучению солнечных пятен и впервые ввел использование относительных чисел пятен. Благодаря исследованиям Р. Вольфа и его продолжателей, в настоящее время имеются следующие данные по относительным числам солнечных пятен за последний 24-й 11-летний цикл [4,5]: По этим данным хорошо просматривается резкий скачок солнечной активности в период с 2009- 2010 гг. - с 27 до 77 и с 2010-2011 гг. - на 52 единицы, затем солнечная активность продолжает расти и с 2013 г. уже идет на спад, далее возвращается к исходному значению через 11 лет. Для наглядного изображения зависимости концентрации кислорода в реке Самаре от солнечной активности изобразим числа Вольфа и наложим на них данные по концентрациям кислорода в период с 2008 по 2018 гг. (рис. 2). По такому же принципу мы провели исследование по трем другим веществам, таким как сульфаты, медь и марганец, которые имели неоднократное превышение концентрации в реке Самаре. Гипотеза в отношении меди и марганца не подтвердилась. Сульфаты ведут себя так же, как кислород, поэтому и в данном случае можно предположить связь с солнечной активностью. Выводы. В настоящей работе, как считают авторы, была доказана гипотеза о возможной зависимости некоторых гидрохимических показателей воды реки Самары от солнечной активности. В частности, выявлена зависимость содержания кислорода и сульфатов в реке от числа Вольфа. Гипотеза доказывалась также на меди и марганце, но не получила подтверждения.

About the authors

Vsevolod A. SHABANOV

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Anastasia A. KHRYANINA

JSC «EPK Samara»

Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

  1. Голубая книга Самарской области: редкие и охраняемые гидробиоценозы / Г. С. Розенберг [и др.]; под ред. Г. С. Розенберга и С. В. Саксонова; Российская акад. наук, Ин-т экологии Волжского бассейна. Самара: ИЭВБ РАН, 2007. 199 с.
  2. http://fguusv.ru/cont/osnovnye_kharakteristiki_ bassejna_r-samara.pdf (дата обращения: 12.02.2017).
  3. Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов Самарской области, 2006-2015 гг. / Правительство Самарской области. Министерство природопользования, лесного хозяйства и охраны окружающей среды Самарской области. Самара, 2015. 357 с.
  4. Белецкий Е.Н. Связь, взаимодействие и синхронизация солнечных, климатических, трофических и популяционных циклов: Циклы солнечной активности. М., 2008. 153 с.
  5. Белецкий Е.Н. Теория цикличности динамики популяций и методы многолетнего прогноза массового размножения вредных насекомых: дис.. доктора биол. наук / ХГАУ им. В.В. Докучаева. Харьков, 1992. 290 с.

Statistics

Views

Abstract - 48

PDF (Russian) - 15

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2018 SHABANOV V.A., KHRYANINA A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies