ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2014, том 41, № 3, с. 269-283
КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 551.579
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ВЕРХНЕЙ ВОЛГИ
© 2014 г. И. Л. Григорьева, А. Б. Комиссаров
Институт водных проблем РАН 119333 Москва, ул. Губкина, 3 E-mail: Irina_Grigorieva@list.ru Поступила в редакцию 27.12.2011 г.
Представлены результаты натурных исследований химического состава воды Верхней Волги, ряда ее притоков на участке от истока до г. Твери, озер Стерж, Вселуг, Пено и Волго, являющихся составными частями Верхневолжского водохранилища, а также Селижаровского плеса оз. Селигер. Прослежена межгодовая и межсезонная динамика показателей гидрохимического режима исследованных водных объектов и их изменение вниз по течению Волги под влиянием природных и антропогенных факторов.
Ключевые слова: исток Волги, верхневолжские озера, верхняя Волга, оз. Селигер, гидрохимический режим, ионный состав, биогенные элементы, органическое вещество.
DOI: 10.7868/S0321059614030080
Волга — крупнейшая река Европы — объект многих исследований. Тем не менее, гидрохимический режим верхнего участка реки от истока до г. Твери исследован недостаточно. В настоящее время здесь имеется лишь три пункта государственного мониторинга химического состава вод — д. Ко-ковкино, города Ржев и Тверь. Летом 2003 и 2005 гг. были проведены комплексные экспедиции [9] по изучению гидрохимического и гидробиологического режимов этого участка, что позволило дать характеристику химического состава воды Верхней Волги и ее притоков по ряду показателей в меженный период. Результаты исследований авторов статьи с 2008 по 2012 г. позволили описать гидрохимический режим Верхней Волги в летний меженный период по большему числу показателей, чем в [9], и исследовать гидрохимический режим в остальные фазы гидрологического режима, а также выявить внутригодовую и межгодовую динамику компонентов химического состава воды.
Исследовался химический состав воды верхнего участка Волги и ее притоков, Селижаровского плеса оз. Селигер и верхневолжских озер (Стерж, Вселуг, Пено, Волго), составляющих Верхневолжское водохранилище.
ГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
За исток Волги принимается ручей, вытекающий из небольшого, окруженного холмами болота, расположенного на Валдайской возвышенности на высоте 228 м над уровнем моря близ д. Вол-говерховье Тверской области [1].
На участке Волги от д. Коковкино до с. Селище расположено Верхневолжское водохранилище, представляющее собой цепочку из пяти озе-ровидных плесов, которые были образованы на месте естественных проточных озер Стерж, Все-луг, Пено и Волго (последнее часто подразделяют на Верхнее и Нижнее, или Малое и Большое). Верхневолжское водохранилище образовано в 1943 г. при строительстве плотины (Верхневолжского бейшлота) в ~2 км ниже места, где Волга вытекает из оз. Волго.
Оз. Селигер — часть Верхневолжской водной системы и расположено в центральной части Валдайской возвышенности на высоте 205 м над уровнем моря в окружении моренных гряд и холмов, между которыми находятся заболоченные территории.
Основные морфометрические характеристики верхневолжских озер, оз. Селигер и Верхневолжского водохранилища представлены в табл. 1.
Таблица 1. Основные морфометрические характеристики исследуемых озер Верхней Волги и Верхневолжского водохранилища (НПУ = 206.44 м) по [2]
Название водоемов Площадь зеркала, км2 Объем, км3 Длина, км Наибольшая ширина, км Наибольшая глубина, м Средняя глубина, м
Верхневолжское 179 0.794 92.5 4.4 16.1 4.4
Стерж 21 0.103 14 2.2 9.0 4.9
Вселуг 35 0.267 18.5 4.4 16.1 7.6
Пено 21 0.086 9 2.6 8.4 4.1
Волго 102 0.338 51 3.6 14.0 3.3
Селигер 212 1.3 (при НПУ 205.48 м) 66 35 24.0 5.8
Таблица 2. Основные гидролого-морфометрические характеристики исследуемых притоков Верхней Волги (лв — левый; пр — правый; здесь и в табл. 3, 5—7 прочерк — нет данных)
№ п/п Название водотока Расстояние от истока Волги, км Длина, км Площадь бассейна, км2 Средний годовой расход, м3/с
1 Жукопа(пр) 62 96 1340 -
2 Селижаровка (лв) 119 36 2950 20
3 Большая Коша (лв) 141 88 763 5.9
4 Малая Коша (лв) 145 64 431 -
5 Итомля (лв) 185 57 321 -
6 Сишка (пр) 232 74 448 -
7 Вазуза (пр) 289 162 7120 34.6
8 Держа (пр) 306 89 730 5.0
9 Тьма (лв) 428 142 1850 4.8 (в створе Новинки)
Важнейшие притоки Верхневолжского водохранилища — реки Руна, Кудь и Жукопа.
Участок Волги между Верхневолжским бейш-лотом и Тверью в настоящее время незарегулиро-ван. Площадь водосборного участка Волги в створе г. Твери (включая бассейн р. Тверцы) составляет 31.3 тыс. км2 [9]. Основные морфометрические и гидрологические характеристики исследуемых притоков верхней Волги представлены в табл. 2.
Длина исследуемых притоков верхнего участка Волги изменяется в интервале от 36 (р. Селижаров-ка) до 162 км (р. Вазуза). Наименьшая площадь водосборного бассейна — у р. Итомли (321 км), а наибольшая — у р. Вазузы (7120 км). Среднегодовые расходы воды колеблются в интервале от 5.0 (р. Держа) до 34.6 м3/с (р. Вазуза).
ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ
В соответствии с физико-географическим районированием территория региона относится к ландшафтной стране Русской равнины, на разви-
тие ландшафтов которой большое влияние оказали четвертичные оледенения. После отступления ледника широкое распространение здесь получили лесные ландшафты [4].
Коренные породы представлены в основном отложениями каменноугольной, пермской и юрской систем. Наиболее близки к поверхности отложения верхнего карбона, имеющие значительный уклон, они перекрыты отложениями юрского периода и мощными толщами четвертичных пород. Верхнекаменноугольные породы представлены известняками и глинами. Четвертичные породы представлены образованиями различных ледниковых эпох.
Рельеф региона довольно однообразный. Развиты формы рельефа ледникового, водноледни-кового, озерного и аллювиального происхождения, представленные в основном слабовсхолмленной, всхолмленной и холмистой равнинами.
Климат территории, в соответствии с географическим положением в центре Русской равнины, — умеренно-континентальный со сменой цикло-
нальной и антициклональной погоды в течение года и со сложными и разнообразными циркуляционными процессами различной направленности и интенсивности. Среднегодовая величина радиационного баланса для исследуемой территории равна 33.1 ккал/см2, среднегодовая температура воздуха составляет 3.8°С [4]. Среднее количество осадков по региону колеблется от 560 до 720 мм, они обусловлены в основном циклонической деятельностью [3]. Продолжительность вегетационного периода — от 100 до 170 дней.
Основные почвообразующие породы на значительной части территории водосбора — моренные суглинки, реже — супеси, флювиогляциальные пески, аллювиальные отложения и торфяники. По механическому составу моренные отложения весьма разнообразны и представлены легкими, средними и тяжелыми суглинками. Почвообразу-ющие породы на северо-западе региона — в основном ледниковые, а на востоке — флювиогляциальные отложения. На склонах речных долин во многих местах на поверхность выступают карбонатные породы [9].
Особенности рельефа, гидрологических и климатических условий, а также разнообразие почво-образующих пород и растительных ассоциаций привели к формированию на водосборе довольно пестрого почвенного покрова. В основном преобладают дерново-подзолистые (разной степени опод-золивания), подзолистые и по понижениям — дер-ново-глеевые и болотные типы почв. На поверхности речных террас и пойм развиты луговые и торфянистые почвы. Механический состав почв изменяется от глинистого и суглинистого до песчаного и супесчаного [4].
В регионе формируются гидрокарбонатные воды преимущественно малой и средней минерализации, поскольку толща подзолистых и дерново-подзолистых почв повсеместно хорошо отмыта от легкорастворимых солей сульфатов и хлоридов. Торфяно-болотные почвы, обладая повышенной кислотностью, уменьшают минерализацию поверхностных вод и обогащают ее органическими (ОВ) и биогенными веществами [9].
Одни из важнейших физико-географических характеристик водосбора, оказывающие большое влияние на режим водного стока и химический состав речных вод, — озерность, заболоченность и лесистость территории. Озерность различных участков исследуемого района изменяется от 2 до 6%, заболоченность — от 2 до 7% (реки Жукопа и Тьмака), лесистость — от 38 до 66% (водосбор р. Большая Коша) [8].
Из основных притоков р. Волги на ее верхнем участке максимальный показатель озерности имеет р. Селижаровка (12% в створе д. Яровинка), вытекающая из одного из крупнейших водоемов европейской части России — оз. Селигер (табл. 2). Вода оз. Селигер, Верхневолжского водохранилища и многочисленных озер в истоке Волги мало минерализована и содержит значительное количество ОВ, так как водоемы аккумулируют, в основном, талые и паводковые воды [3].
Реки Тверской области имеют преимущественно снеговое питание. Это влияет на их водный режим: весеннее половодье бывает высоким, а летняя и зимняя межени — низкими. В межень реки питаются почти полностью за счет грунтовых вод. Так, доля грунтового стока в питании р. Волги в створе поста Старица в среднем составляет 32% (28—37%), р. Тверцы в створе поста Медное — 38% (31—44%) [4]. Ежегодно летом и осенью межень прерывается дождевыми паводками.
АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ
Водосбор верхнего участка Волги расположен в основном на территории Тверской области и частично в пределах Новгородской, Московской и Смоленской областей. Численность постоянного населения Тверской области на декабрь 2010 г. составила 1348.7 тыс. человек [3], в том числе: в городах Тверь — 403726, Ржев — 60141, Старица — 9137, Зубцов — 6979, Осташков — 18803, поселках Пено — 4378, Селижарово — 6929 чел.
Основные источники антропогенного воздействия на исследуемые водоемы и водотоки представлены в табл. 3. Загрязняющие вещества (ЗВ) поступают в водные объекты верхней Волги также с диффузным стоком с территорий населенных пунктов.
Основные ЗВ ан
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.