научная статья по теме ГИДРОЛОГОГИДРОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА В БАССЕЙНЕ РЕКИ МАЙМА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ) Биология

Текст научной статьи на тему «ГИДРОЛОГОГИДРОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА В БАССЕЙНЕ РЕКИ МАЙМА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)»

УДК 556.175

ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА В БАССЕЙНЕ РЕКИ МАЙМА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)

А. В. Пузанов, заместитель директора,

Ю. В. Робертус, ведущий научный сотрудник,

Р. В. Любимов, научный сотрудник,

А. В. Кивацкая, младший научный сотрудник,

Институт водных и экологических проблем

СО РАН,

iwep@iwep.ru

Рассмотрены гидрологические особенности формирования поверхностного стока и гидрохимического типа малой реки Майма (бассейн Верхней Оби) как модельного объекта в Горном Алтае. Оценены показатели и вариации поверхностного стока в бассейне реки. Выявлены закономерности формирования и пространственного распределения показателей химического состава речной воды. Изучены факторы влияния промышленно-селитеб-ной зоны города Горно-Алтайска на трансформацию природного гидрохимического типа воды. Установлены и охарактеризованы источники загрязнения поверхностных вод, спектр и вариации содержания приоритетных загрязнителей речной воды. Проведен анализ распределения изученных загрязняющих веществ в воде по течению реки. Оценено экологическое состояние водного объекта и тенденции его изменения во времени. Сделан вывод об улучшении в последние годы экологического состояния речной воды из-за прекращения деятельности большинства промышленных предприятий Горно-Алтайска и перевода основной части котельных на природный газ.

The article considers hydrological features of the formation of the surface runoff and hydro-chemical type of the small river of Mayma (the Upper Ob basin) as a model object in the Altai Republic. Performance and variation of the surface runoff in the basin are evaluated. The regularities of the formation and spatial distribution of the indicators of chemical composition of the river water were studied. The factors of the influence of industrial and residential areas of the city of Gorno-Altaisk on the transformation of natural hydro-chemical water type are investigated. The sources of the surface water pollution and the range of variation of priority pollutants of the river water are established and characterized. The analysis of the distribution of pollutants in the water of the river was made. The ecological status of water bodies and trends over time are assessed. It is concluded that in recent years there was some improvement in the ecological status of the river water due to the discontinuation of activities of most of the industrial enterprises of Gorno-Altaisk and transfer of the main part of the boiler-houses to natural gas.

Ключевые слова: Горный Алтай, река Майма, гидрологические характеристики, химический состав воды, загрязняющие вещества, экологическое состояние, тренды изменения.

Keywords: the Altai Republic, the river Maima, hydrological characteristics, water chemistry, pollutants, environmental condition, trends shift.

Введение. В 2012—2013 гг. Институтом водных и экологических проблем СО РАН в рамках проекта «Гидрогеохимические особенности антропогенно трансформированного поверхностного стока рек 3—4 порядка в бассейне Верхней Оби» было проведено на примере р. Майма (правый приток р. Катунь, система р. Обь) изучение гидрологических и гидрохимических особенностей формирования стока малых рек, испытывающих воздействие промышленных предприятий и хозяйственно-селитебных зон на территории Республики Алтай.

Выбор бассейна малой реки Майма в качестве модельного объекта объясняется нахождением на его площади промышленно-селитебной агломерации г. Горно-Алтайска с населением около 80 тыс. человек. В пределах бассейна ведется в ограниченных масштабах также сельскохозяйственная деятельность, лесозаготовки, строительство, рекреация.

Геолого-гидрологическая характеристика. Водосборный бассейн р. Майма площадью 780 км2 полностью находится в переделах Катунской структурно-формацион-ной зоны, сложенной терригенно-карбонатными породами верхнего рифея — нижнего кембрия, структурно ориентированными в субмеридиональном направлении. Перекрывающий их чехол современных пролювиально-делювиаль-ных и аллювиальных отложений (суглинки, пески, галечники и др.) имеет мощность от первых метров до первых десятков метров.

Согласно схемы гидрологического районирования Горного Алтая [1], бассейн р. Майма находится в горной области формирования поверхностного стока и отвечает гидрологическому району с густой сетью малых рек системы р. Катунь (Верхняя Обь) с постоянным стоком и преобладающим снего-дождевым питанием при доле грунтового питания около 20 %.

Водосборный бассейн р. Майма приурочен к низко-среднегорной умеренно увлажненной и залесенной зоне Северного Алтая. Река берет начало в северных отрогах хребта Иолго, средняя отметка водосбора 670 м. Ее длина 57 км, превышение истока над устьем 800 м, средний уклон 1,4 %. Скорость течения в устье 0,6—0,9 м/с при ширине русла до 50 м. Долина реки V-образная (в черте г. Горно-Алтайска — ящикообразная), узкая — от 0,2 до 1 км. В нее впадает более 20 малых рек и ручьев протяженностью до 10—25 км.

о

Среднегодовой расход реки 8,66 м3/с (максимальный 273 м3/с), слой стока 340 мм, модуль стока 9,6 л/(с • км2). Среднемноголетний уровень во время половодья 3,4 м, максимальный 5,5 м над нулем гидропоста в устье реки. По типу водного режима р. Майма относится к рекам с весенним половодьем и летними паводками. Около 45 % стока приходится на весну, 30 % на лето. Мутность воды варьируется

о

в пределах 60—270 г/м3, средний сток взвешенных веществ 1—1,5 кг/с, среднегодовой модуль твердого стока 40—50 т/км2.

Максимумы модулей жидкого и твердого стока реки проявлены в период весеннего половодья (апрель) и закономерно увеличиваются от истока к устью реки (рис. 1). Характерно, что наибольший вклад в мутность воды и твердый сток реки вносит промышленно-сели-тебная агломерация республиканского центра (Кызыл-Озек — Горно-Алтайск — Майма).

Рассчитанные по данным 2013 г. годовые величины жидкого, твердого и ионного поверхностного стока с водосборного бассейна р. Майма приведены в табл. 1.

Основные особенности гидрохимического состава. Поверхностные воды бассейна

* — по среднему содержанию взвешенных веществ; ** — по средней минерализации воды.

р. Майма относятся к пресным (минерализация 150—450 мг/дм3), мягким (жесткость 3

0,8—4,6 мг-экв/дм3), нейтральным или слабощелочным (рН 7,0—8,2) водам гидрокарбонатного кальциевого типа, характерного в целом для Горного Алтая. В составе катионов превалирует ион кальция — 66—82 %, в подчиненном количестве присутствуют щелочи (8—22 %) и ион магния — 3—19 %. Доля гидрокарбонат-иона, который вносит основной вклад в минерализацию воды, составляет 76—93 % от суммы анионов при средней величине 90 %.

Кислородный режим воды реки в последние годы находится на удовлетворительном уровне и характеризуется следующими данными: содержание кислорода составляет 6—8 мгО2/дм3, химическое и биологическое потребление кислорода — 5,7—8,7 мгО/дм3 и 2—3 мгО/дм3 соответственно.

Основные притоки, впадающие в р. Майма выше агломерации г. Горно-Алтайска, имеют близкий к ней химический состав и гидрохимический тип воды.

Примечательно, что гидрохимический тип воды сохраняется на всем ее протяжении — от истока до устья, в том числе и на урбанизированной территории агломерации, на которой в его составе возрастает роль сульфатов (до 10 %), хлоридов (до 11 %) и нитратов (до 8 %), особенно ниже сброса очистных сооружений города. Это является прямым свидетельством антропогенного влияния хозяйственной деятельности в пределах агломерации на химический состав и экологическое состояние воды р. Майма.

Источники загрязнения поверхностных вод. Основное влияние на поверхностный сток в бассейне р. Майма оказывает вещественный состав питающих его атмосферных осадков и

Таблица 1 Показатели поверхностного стока в бассейне р. Майма в 2013 г.

Показатели стока Жидкий сток Твердый сток* Ионный сток**

Объем стока Модуль стока 269,6 млн м3 345,7 тыс. м3/км2 33,6 тыс. т 43,1 т/км2 69,1 тыс. т 88,6 т/км2

грунтовых вод, которые определяют его природные гидрохимические особенности. Основные источники поступления загрязняющих веществ в р. Майма и ее притоки представлены (в порядке значимости): выбросы от стационарных и передвижных источников; плоскостной смыв с промплощадок, котельных, полигонов ТБО, домашних подворий и пр.; дрены загрязненных грунтовых вод; сбросы очистных сооружений.

Общие выбросы от стационарных и передвижных источников, в основном от котельных и автотранспорта, на территории агломерации в последние годы составляют около 16 тыс. т в год и имеют тенденцию к снижению, особенно выбросы от котельных в связи с переводом большинства из них на природный газ. Так, в отопительном сезоне 2012— 2013 гг. установлено снижение в 3—4 раза средней пылевой нагрузки на территории г. Горно-Алтайска и его пригородов — с 530 кг • км2/сут. в 1992 г. до 129 кг • км2/сут. в 2013 г., что соответствует низкому уровню запыленности приземной атмосферы [2, 3].

В атмосферный воздух агломерации ежегодно выбрасывается около 4 тыс. т оксидов азота, 0,6 тыс. т сернистого ангидрида, 1,8 тыс. т углеводородов, 0,8 тыс. т твердых частиц (сажа, недожог угля). В связи с недостаточной про-ветриваемостью воздушного бассейна, значительная часть этих загрязнителей оседает на поверхности почвенного (снегового) покрова и при плоскостном смыве снеготалыми и дождевыми водами поступает в речную воду.

Установлено [4], что в пределах агломерации максимальное содержание загрязняющих веществ в снеговом покрове и уровень трансформации природного химического состава снеготалых вод проявлены в узлах концентрации котельных, работающих на угле, и на участках наиболее загруженных транспортных магистралей.

Широко используемые населением грунтовые воды в бассейне р. Майма представлены, главным образом, водоносными горизонтами аллювиальных отложений поймы и низких надпойменных террас и, меньшей степени, водоносным горизонтом спорадического распространения среди делювиально-пролювиальных отложений горных склонов. Их воды гидрокарбонатные, реже хлоридно-гидрокарбонат-ные, со смешанным катионным составом и мине

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»