Статья: Влияние гидрологических и метеорологических факторов на качество воды Новосибирского водохранилища в годы средней водности

Табл. 1. Содержание химических веществ в водах Новосибирского водохранилища в годы средней водности. BOD - биохимическое потребление кислорода за 5 суток, COD - химическое потребление кислорода.

Табл. 4. Показатели силы связей химических ингредиентов с факторными осями. Жирным шрифтом выделены наиболее значимые связи.

Полученные результаты подтвердили, что температура воды является одним из важнейших факторов, воздействующих на трансформацию химических веществ в Новосибирском водохранилище. Температура воды влияет на протекающие в водоеме физические, химические, биохимические и биологические процессы, от которых в значительной мере зависят кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения (Гречушникова, 2014; Двуреченская и др., 2010; Pantelic, 2015). В Новосибирском водохранилище повышение температуры, в частности, приводит к росту первичной продукции и, соответственно, к активному потреблению биогенных веществ и снижению их концентраций в воде.

Также показано определяющее воздействие гидрологических условий на гидрохимический режим водохранилища. Наблюдается «эффект разбавления» при высоких скоростях водообмена, обусловленных значительным притоком воды в водохранилище. На важную роль гидрологических характеристик, существенно влияющих на продуктивность водосборных бассейнов и качество воды в водохранилищах, указывается и в ряде других работ (Nazari-Sharabian and Ta- heriyoun, 2022; Wang et al., 2022, 2023).

В отдельных исследованиях обсуждается роль атмосферных осадков в формировании гидрохимического режима водохранилищ (Han et al., 2018, Lecomte et al., 2022). С увеличением количества осадков концентрация ряда химических веществ, в первую очередь биогенов (фосфатов и всех форм минерального азота), кроме pH, уменьшалась. Однако связи между концентрациями исследованных химических ингредиентов с осадками слабее, чем с температурой и гидрологическими параметрами водохранилища. В случае с Новосибирским водохранилищем невысокий уровень влияния осадков на качество воды может быть показателем особенностей водосбора.

Рис. 4. Ординационная диаграмма (CCA - canonical correspondence analysis) зависимости химических ингредиентов от факторов среды. T-water - температура воды, t-air - температура воздуха, t-air previous - температура воздуха за предшествующий месяц, Kw -коэффициент водообмена, Volume - объем водохранилища, Level - уровень воды, BOD - биохимическое потребление кислорода (БПК5), COD - химическое потребление кислорода (ХПК), oil - нефтепродукты, precipitation - атмосферные осадки.

Заключение

На качество воды Новосибирского водохранилища влияют как природные факторы, связанные с колебаниями стока р. Оби и метеорологическими параметрами, так и антропогенные, обусловленные регулированием его водных запасов (режимом попусков в нижний бьеф), поступлением загрязняющих веществ с притоком воды р. Оби и от точечных и диффузных источников сточных вод.

Установлено, что значения pH, концентрация растворенного кислорода, щелочность, содержание хлоридов, аммонийных соединений, нитритов, нитратов, фосфатов, железа, марганца, магния, нефтепродуктов коррелируют с интенсивностью водообмена, притоком и сбросами воды, с объемом водохранилища, температурой воды и с атмосферными осадками.

Новосибирское водохранилище является водоемом с малой регулирующей призмой и большим коэффициентом водообмена. С этим, вероятно, связан тот факт, что для ряда химических показателей (содержания легкоокисляемых органических веществ (по значениям БПК5), трудно- окисляемых веществ (по значениям ХПК), фенолов) не установлена зависимость от рассмотренных гидрологических и метеорологических характеристик. Их содержание, по-видимому, в основном определяется поступлением веществ с водами р. Оби.

Результаты исследования могут быть использованы для принятия управленческих решений в области водопользования с учетом прогноза изменений водно-экологического состояния Новосибирского водохранилища.

Список литературы

1. Авакян, А.Б., Салтанкин, В.П., Шарапов, В.А., 1987. Водохранилища. Мысль, Москва, СССР, 323 с.

2. Алекин, О.А., 1970. Основы гидрохимии. Гидрометеоиздат, Ленинград, СССР, 442 с.

3. Атавин, А.А., Белоненко, Г.В., Винокуров, Ю.И., Воронков, Г.В., Дальков, М.П. и др., 1997. Водохозяйственный комплекс в ФЦП «Сибирь». Обской вестник 2-3, 99-103.

4. Богословский, Б.Б., 1980. Волны, течения и водные массы водоемов. Ленинградский Гидрометеорологический институт, Ленинград, СССР, 57 с.

5. Васильев, О.Ф., Бураков, Д.А., Вострякова, Н.В., Савкин, В.М., 1990. Перспективы регулирования стока в Обь-Иртышском бассейне в связи с мелиоративным освоением территории. Гидрологическое обоснование водохозяйственных мероприятий. Труды V Всесоюзного гидрологического съезда 4, 159-164.

6. Васильев, О.Ф., Савкин, В.М., Двуреченская, С.Я., Попов, П.А., 1997. Водохозяйственные и экологические проблемы Новосибирского водохранилища. Водные ресурсы 24 (5), 581-589.

7. Гречушникова, М.Г. 2014. Пространственные и синоптические вариации физико-химических характеристик Можайского водохранилища. Вестник ТГУ 19 (5), 1671-1674.

8. Двуреченская, С.Я., 2012. Анализ роли различных источников поступления химических веществ в воды Новосибирского водохранилища. Сибирский экологический журнал 19 (4), 473-478.

9. Двуреченская, С.Я., Ермолаева, Н.И., 2014. Выявление взаимосвязей химического состава воды Новосибирского водохранилища и характеристик зоопланктона. Сибирский экологический журнал 21 (4), 615-625.

10. Двуреченская, С.Я., Ермолаева, Н.И., Савкин, В.М., 2010. Комплексный мониторинг и экологические проблемы Новосибирского водохранилища. Материалы Всероссийской научнопрактической конференции «Научные основы экологического мониторинга водохранилищ». Хабаровск, Россия, 53-56.

11. Знаменский, В.А., 1981. Гидрологические процессы и их роль в формировании качества воды. Гидрометеоиздат, Ленинград, СССР, 248 с.

12. Китаев, А.Б., 2009. Показатели внешнего водообмена искусственных водоемов. Географический вестник 2, 27-32.

13. Ланбина, Т.В., Карпеева, Т.В., 1985. Режим биогенных и органических веществ Новосибирского водохранилища. В: Подлипский, Ю.И. (ред.), Комплексные исследования Новосибирского водохранилища (Труды ЗапСибНИИГоскомгидромета. Вып. 70). Московское отделение Гидрометеоиздата, Москва, СССР, 24-42.

14. Матарзин, Ю.М., 2003. Гидрология водохранилищ: Учебник для вузов. Издательство ПГУ, Пермь, Россия, 295 с.

15. Никаноров, А.М., Посохов, Е.В., 1985. Гидрохимия. Гидрометеоиздат, Ленинград, СССР, 232 с.

16. Подлипский, Ю.И., 1985. К вопросу организации и некоторые итоги комплексных исследований Новосибирского водохранилища. В: Подлипский, Ю.И. (ред.),Комплексные исследования Новосибирского водохранилища (Труды ЗапСибНИИГоскомгидромета. Вып. 70). Московское отделение Гидрометеоиздата, Москва, СССР, 3-16.

17. Розенберг, Г.С., Евланов, И.А., Селезнёв, В.А., Минеев, А.К., Селезнёва, А.В., Шитиков, В.К., 2011. Опыт экологического нормирования антропогенного воздействия на качество воды (на примере водохранилищ Средней и Нижней Волги). Материалы Объединенного Пленума Научного совета ОБН РАН по гидробиологии и ихтиологии Гидробиологического общества при РАН и Межведомственной ихтиологической комиссии. Вопросы экологического нормирования и разработка системы оценки состояния водоемов. Товарищество научных изданий КМК, Москва, Россия, 196 с.

18. Савкин, В.М., 2000. Эколого-географические изменения в бассейнах рек Западной Сибири. Наука, Новосибирск, Россия, 152 с.

19. Савкин, В.М., Двуреченская, С.Я., 2014. Ресурсные и водно-экологические проблемы комплексного использования Новосибирского водохранилища. Водные ресурсы 41 (4), 456-465.

20. Савкин, В.М., Двуреченская, С.Я., 2017. Изменение качества воды Верхней Оби (на примере Новосибирского водохранилища) в различные гидрологические периоды. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем 28 (3), 72-83.

21. Савкин, В.М., Двуреченская, С.Я., 2018. Влияние многолетнего комплексного использования водных ресурсов на экосистему Новосибирского водохранилища. Вода и экология: проблемы и решения 1(73), 71-82.

22. Савкин, В.М., Двуреченская, С.Я., Ермолаева, Н.И., Киприянова, Л.М., Кириллов, В.В. и др., 2014. Многолетняя динамика водно-экологического режима Новосибирского водохранилища. СО РАН, Новосибирск, Россия, 393 с.

23. Савкин, В.М., Двуреченская, С.Я., Кондакова, О.В. 2018. Комплексное использование водных ресурсов Верхней Оби в условиях различной водности. Материалы Всероссийской научнопрактической конференции «Водные ресурсы России: современное состояние и управление». Т 1. Лик, Новочеркасск, Россия, 169-176.

24. Савкин, В.М., Двуреченская, С.Я., Кондакова, О.В., 2020. Влияние Новосибирского водохранилища на формирование гидролого-гидрохимического режима Верхней Оби на зарегулированном участке. Вода и экология: проблемы и решения 1, 51-62.

25. Сальников, Н.Е., Саппо, Л.М., 2005. Некоторые особенности формирования гидрохимического режима и качество воды Иваньковского водохранилища в 1996-2000 гг. Гидробиологический журнал 41 (2), 73-84.

26. Тимченко, В.М., 2006. Экологическая гидрология днепровских водохранилищ.

27. Гидробиологический журнал 42 (3), 81-96.

28. Фортунатов, М.А., 1974. О проточности и водообмене водохранилищ. Труды Института биологии внутренних вод АН СССР 26, 111-120.

29. Чайкина, М.В., 1975. Гидрохимический режим Новосибирского водохранилища. Наука, Новосибирск, СССР, 130 с.