ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2007, том 34, № 4, с. 475-480
_ КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, _
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 556.535
СЕЗОННАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИНАМИКА МИНЕРАЛИЗАЦИИ И ГЛАВНЫХ ИОНОВ РЕКИ СЕЛЕНГИ1
© 2007 г. 3. И. Хажеева, А. К. Тулохонов, Л. Т. Дашибалова
Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук
670047 Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6 Поступила в редакцию 06.04.2006 г.
Приведен анализ внутригодовой и пространственной динамики концентраций главных ионов и минерализации воды р. Селенги (российский участок). Установлено, что минерализация воды уменьшается в период открытого русла реки и вниз по течению. Антропогенное влияние проявляется не только в увеличении концентрации неконсервативных ингредиентов по мере нарастания объемов сбрасываемых сточных вод, но и в изменении ее внутригодового распределения.
Р. Селенга - самая многоводная в бассейне оз. Байкал (рис. 1). Ежегодно она приносит в озеро ~30 км3 воды, оказывая существенное влияние на режим и качественный состав его вод. Она берет начало в отрогах Хангая (Монгольский Алтай), образуясь слиянием рек Идер и Мурен. Основные притоки р. Селенги: Хануйн-Гол, Эгийн-гол, Орхон, на российском участке - Джида, Темник, Чикой, Хилок, Уда. Характерные ландшафты водосбора верхнего течения Селенги - средне-высокие горы, часто поросшие лесом, и широкие степные равнины. Особенностями распределения водных ресурсов в бассейне Селенги являются их значительная контрастность и общий дефицит, обусловленный особыми природными условиями. Рассматриваемую территорию относят к мало- и средневодным регионам. Модули годового стока изменяются по территории от 0.5 до 8 л/(с км2). Наименьшей водностью (0.5-2 л/(с км2)) отличаются реки, бассейны которых прилегают к степным районам (Джида, Уда, Хилок), где в маловодные годы наблюдается дефицит воды на нужды орошения [4].
Питание р. Селенги преимущественно дождевое, лишь в верховьях возрастает доля снегового питания. В зависимости от количества выпавшего за зиму снега, потерь талого стока и дружности весны половодье может быть хорошо выраженным, но не превышает по высоте паводки. На долю снегового питания приходится до 23-44% стока. При этом за половодьем следует маловодный период продолжительностью 10-20 дней. В 25% случаев половодье четко выделяется, но по высоте уступает паводкам летне-осеннего периода. В 20% случаев половодье практически отсутствует, а в 30% - поглощается паводочным периодом, в кото-
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гран-
ты р_байкал < 05-05-97279, 05-05-97267, НШ.1806.2006).
ром первые 1-2 пика имеют преимущественно снеговое происхождение, следующие 1-2 пика -смешанное, а последующие паводки - дождевые.
км
Рис. 1. Гидрографическая схема р. Селенги (российский участок).
Таблица 1. Среднее изменение химического состава воды, мг/л, р. Селенги на створе у пос. Наушки
Показатель Месяцы
Х11-111 1У-У1 У11-Х1
рН 7.0 ± 0.2 7.2 ± 0.2 7.4 ± 0.3
М 240.5 ± 5.0 210.5 ± 8.0 220.1 ± 7.0
02 9.9 ± 0.7 8.5 ± 0.4 10.1 ± 0.3
С02 1.8 ± 0.2 2.4 ± 0.3 1.4 ± 0.2
Са2+ 42.5 ± 1.6 36.5 ± 1.4 35.2 ± 1.3
Mg2+ 9.8 ± 0.3 6.1 ± 0.4 6.4 ± 0.5
5.5 ± 0.3 9.8 ± 0.1 6.8 ± 0.5
К+ 2.0 ± 0.1 1.1 ± 0.2 0.9 ± 0.1
НС 03 169.1 ± 3.0 137.3 ± 4.0 141.1 ± 6.0
С1- 3.0 ± 0.3 3.4 ± 0.2 3.3 ± 0.4
Б02" 15.9 ± 1.4 22.2 ± 0.9 14.4 ± 1.6
Si 5.2 ± 0.4 8.8 ± 0.3 4.4 ± 0.2
ХПК 18.8 ± 0.7 14.0 ± 0.4 22.1 ± 0.9
Таблица 2. Среднее изменение химического состава воды, мг/л, р. Селенги на створе пос. Новоселенгинска
Показатель Месяцы
Х11-111 1У-У1 У11-Х1
рН 7.6 ± 0.2 7.7 ± 0.1 7.8 ± 0.9
М 238.2 ± 2.1 174.3 ± 3.2 190.2 ± 3.1
02 11.5 ± 0.6 7.5 ± 0.9 7.6 ± 0.7
С02 4.6 ± 0.3 1.3 ± 0.5 3.1 ± 0.6
Са2 37.1 ± 2.3 27.3 ± 1.8 34.3 ± 2.5
Mg2+ 9.2 ± 0.4 5.4 ± 0.5 7.0 ± 0.3
9.8 ± 0.3 7.4 ± 0.4 8.3 ± 0.4
К+ 1.7 ± 0.1 1.2 ± 0.1 0.8 ± 0.2
НС 03 156.0 ± 2.4 110.2 ± 3.1 130.2 ± 2.1
С1- 2.8 ± 0.1 2.6 ± 0.2 2.9 ± 0.1
80^ 20.2 ± 0.8 16.8 ± 0.7 17.4 ± 1.2
Si 5.4 ± 0.3 4.2 ± 0.6 5.8 ± 0.4
ХПК 7.8 ± 2.5 12.3 ± 1.9 9.2 ± 1.2
Дождевой сток формирует 36-58% суммарного годового стока. Талые воды из ущелий и ледников Хангая обеспечивают высокий летний сток даже при отсутствии дождей. Значительная (11-25%) грунтовая составляющая обеспечивает достаточно высокий сток Селенги даже в зимнюю межень, когда расходы воды составляют 50-120 м3/с [4]. В период открытого русла проходит 77-83% годово-
го стока. Таким образом, режим уровней и расходов Селенги определяется четко выраженным высоким весенним половодьем, летней меженью, дождевыми паводками и устойчивой продолжительной зимней меженью. Химический состав воды является определяющим при формировании ее качества.
Формирование химического состава воды р. Селенги и поступление ионов в оз. Байкал с ее водами впервые наиболее полно было исследовано в 1940-1960-е гг. [3 ]. В этот период были получены первые результаты по химическому составу воды, сезонной и межгодовой изменчивости главных ионов, установлены основные закономерности формирования химического стока. Результаты исследований, выполненных в 1970-1980-х гг. [2, 6, 8, 9, 10, 11], указали на повышение роли антропогенных факторов в формировании химического состава воды реки и снижении ее качества.
Целью работы является анализ результатов наблюдений 2005 г. за сезонной и пространственной динамикой концентраций главных ионов и минерализации воды р. Селенги, отражающих макрокомпонентный химический состав поверхностной воды.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В течение 2005 г. проводились комплексные гидрофизические, гидрохимические и гидробиологические экспедиции на р. Селенге. Пробы воды отбирались с поверхности на 23 створах, включая приустьевые участки основных притоков. В полевых условиях измеряли температуру, рН, определяли газовый состав. Всего проанализировано >1200 проб воды. Химический анализ проб был выполнен методами общепринятыми в гидрохимии пресных вод [1, 7]. Катионы определяли атомно-абсорбционным, а анионы - титри-метрическими методами.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 1-4 приведены данные по внутригодо-вой динамике макрокомпонентов химического состава воды на четырех основных створах. Створ пос. Наушки находится на границе с Монголией, где река протекает в горно-степной равнине с абсолютными отметками ~589 м. В районе выпадает небольшое количество осадков (200-250 мм/год), 70-85% которых приходится на лето и осень. Ниже по течению от пос. Наушки до створа пос. Новоселенгинск (с абсолютной отметкой 531 м) в формирование химического состава воды р. Селенги вносят вклад притоки Джи-да, Темник и Чикой (рис. 1). Воды этих притоков, как и р. Селенги, относятся к гидрокарбонатному
кальциевому типу. Смешение вод с разной минерализацией приводит к осреднению их химического состава. Вниз по течению от створа пос. Новоселенгинск до створа разъезд Мостовой (с абсолютной отметкой 486 м) впадают реки Хи-лок и Уда. На этом участке Селенги расположен самый большой промышленный комплекс в ее бассейне - г. Улан-Удэ. На участке от створа разъезд Мостовой до створа пос. Кабанск (абсолютная отметка 461 м) в устьевой области Селенги нет существенных по водности притоков. На этом участке расходы воды приблизительно одинаковы, невелики колебания уровня и снижается скорость течения.
На рис. 2а показана типичная сезонная и пространственная динамика минерализации воды р. Селенги. Присутствующие в воде Са2+, Mg2+,
НС03 являются природными ингредиентами (консервативными) для региона р. Селенги, определяемые питанием реки. Компоненты 8 04 , С1-, №+, К+ (неконсервативные) имеют частично антропогенное происхождение. Сезонные изменения концентрации главных ионов и минерализации воды определяются колебаниями водного стока. С внутриго-довыми изменениями водности коррелирует динамика колебаний концентраций консервативных ионов Са2+, Mg2+, НС 03, чего не наблюдается для ингредиентов частично зависящих от антропогенного воздействия 8 04 , С1-, №+, К+ . В период открытого русла реки абсолютные значения концентрации консервативных ингредиентов воды снижаются, в результате уменьшается минерализация воды. Как видно на рис. 2, по длине реки наблюдается уменьшение минерализации воды от 199-238 (пос. Наушки) до 98-154 мг/л (пос. Кабанск).
Внутригодовая амплитуда колебаний концентрации консервативных компонентов химического состава воды на каждом створе изменяется в пределах 3-18%. Наибольшее колебание 14-18% отмечается на нижнем участке реки у пос. Кабан-ска. Сезонная динамика концентрации компонентов антропогенного характера достигает 40-46%
для 804 и на створах в поселках Наушки и Кабанск, причем максимальные значения этих показателей наблюдаются в период весеннего половодья и летних паводков 26 мг 802 /л (пос. На-ушки), 23 мг
802- /л (
пос. Кабанск), 12.6 мг Ка+/л
(пос. Наушки), 11.0 мг №+/л (пос. Кабанск). В отличие от этого на створе пос. Новоселенгинск смешение речных вод с разной минерализацией приводит к осреднению их химического состава, в результате чего сезонная амплитуда колебания неконсервативных компонентов минерализации воды уменьшается до 15%.
Таблица 3. Среднее изменение химического состава воды, мг/л, р. Селенги на створе у разъезда Мостовой
Показатель Месяцы
ХП-Ш 1У-У1 У11-Х1
рН 7.3 ± 0.2 7.8 ± 0.1 7.7 ± 0.2
м 218.2 ± 2.1 152.4 ± 3.5 160.8 ± 4.1
02 12.0 ± 1.2 8.8 ± 0.6 9.8 ± 0.8
С02 8.6 ± 0.3 1.9 ± 0.1 2.6 ± 0.6
Са2+ 33.3 ± 1.8 22.8 ± 0.4 25.8 ± 0.3
8.0 ± 0.4 4.8 ± 0.3 5.5 ± 0.6
11.0 ± 0.3 8.7 ± 0.2 8.8 ± 0.2
К+ 1.4 ± 0.1 1.1 ± 0.2 0.9 ± 0.1
НС 03 140.2 ± 2.4 93.2 ± 4.3 98.4 ± 2.1
С1- 4.4 ± 0.2 2.5 ± 0.1 2.7 ± 0.1
Я02- 19.7 ± 0.8 22.1 ± 0.5 18.6 ± 0.4
Si 5.4 ± 0.2 4.6 ± 0.5 3.9 ± 0.6
ХПК 15.0 ± 0.7 15.9 ± 0.4 10.4 ± 0.8
Таблица 4. Среднее изменение химического состава воды, мг/л, р. Селенги на створе у пос. Кабанска
Показатель Месяцы
Х11-111 1У-У1 У11-Х1
рН 7.4 ± 0.2 7.8 ± 0.2 7.3 ± 0.1
м 207.0 ± 5.2 150.1 ± 3.5 145.3 ± 2.8
02 9.5 ± 0.5 10.5 ± 0.3 7.8 ± 1.2
С02 2.2 ± 0.1 2.4 ± 0.2 2.6 ± 0.1
Са2+ 31.7 ± 0.6 20.6 ± 0.6 23.6 ± 0.3
Mg2+ 6.8 ± 0.3 4.8 ± 0.2 4.4 ± 0.3
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.