В зависимости от сезона года прозрачность воды в водохранилищах колеблется в пределах 0,3–5,0 м. Весной из-за повышенных концентраций аллохтонных взвесей и цветения диатомовых водорослей она составляет 0,5–1,3 м, в начале лета, в связи с окончанием цветения и после осаждения взвесей, она увеличивается до 3–4 м, наступает так называемая «фаза чистой воды», обусловленная фильтрационной активностью дафний. С массовым развитием летнего фитопланктона прозрачность воды снижается до минимальных значений, осенью вновь увеличивается в результате его отмирания и осаждения.

Москворецкие водохранилища обладают большим отстойным эффектом, аккумулируя до 90% взвешенных веществ. Тем не менее, средняя скорость их заиления не превышает 0,5 см/год. Донные отложения представлены в основном мелкоалевритовыми песчанистыми серыми и серыми илами (фракции с диаметром < 0,01 мм составляют около 50%) с содержанием органического вещества 6–8%.

Вода во всех водохранилищах карбонатного класса кальциевой группы переходного (I–II) типа (гидрохимическая фация HCO3–Ca–Mg) с минерализацией от 90 мг/л весной до 530 мг/л в зимний период. Средняя минерализация воды, сбрасываемой в нижний бьеф водохранилищ, 200–290 мг/л. Содержание органических веществ в воде сравнительно невелико: бихроматная окисляемость, как правило, не превышает 40 мг О/л, перманганатная окисляемость – 12 мг О/л, цветность – 100 град. Их среднегодовые значения составляют, соответственно, 11–22 мг О/л, 6,5–9,0 мг О/л и 17–38 град [242].

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Для внутригодовых колебаний концентраций биогенных элементов характерны зимне‑весенний максимум и летний минимум. Содержание общего фосфора во всех водохранилищах изменяется в пределах 0,01–0,64 мг/л, минерального фосфора – от 0,01 до 0,54 мг/л. Основная часть микроэлементов содержится в пределах их концентраций в атмосферных и грунтовых водах водосборных бассейнов.

Внутригодовой режим растворенного в воде кислорода определяется особенностями гидродинамических и продукционно-деструкционных процессов в водохранилищах. Весной во время изотермии его содержание составляет 75–95% насыщения от поверхности до дна. Летом в эпилимнионе до глубины 6–8 м содержание кислорода постоянно высокое (> 70%). В поверхностном слое при интенсивном фотосинтезе фитопланктона его содержание в отдельные дни может превышать 200% насыщения. В гиполимнионе с момента его образования начинается быстрое уменьшение содержания кислорода со скоростью, достигающей 400–500 мг/(м3сут). Максимальные вертикальные градиенты снижения концентрации кислорода обычно совпадают со слоем температурного скачка. В конце лета в пробах воды из придонных горизонтов средней и нижней части водохранилищ нередко отмечается запах сероводорода. Размеры летних зон аноксии, которые наблюдаются практически ежегодно, изменяются в зависимости от гидрометеорологических условий года. Осеннее перемешивание приводит к выравниванию содержания растворенного кислорода по глубине и повышению его концентрации от 60–70% до 90–95% насыщения в момент замерзания водохранилищ. Зимой вновь образуется кислородная стратификация. К концу зимы в подледном горизонте содержание кислорода уменьшается до 50–70%, а в придонных слоях глубоководных участков – менее 10% насыщения.

Все четыре москворецких водохранилища – слабо эвтрофные водоемы. В них регулярно наблюдается цветение воды в течение 1,5–2 летних месяцев, достигающее в отдельные годы высокой степени интенсивности – более 10 мг/л. Валовая продукция фитопланктона за вегетационный период колеблется в широких пределах 90–410 г С/м2. Средняя концентрация хлорофилла в поверхностном слое воды в летние месяцы находится в пределах 13–67 мкг/л. Для всех водохранилищ характерна сезонная сукцессия планктонного сообщества, детально прослеженная на Можайском водохранилище, где в течение ряда лет проводились еженедельные наблюдения [245]. Эти исследования выявили четко выраженные и ежегодно повторяющиеся внутрисезонные изменения экологического состояния планктона, характерные для мезотрофных и эвтрофных озер умеренных широт.

В развитии фитопланктона ежегодно наблюдается весенний пик (до 2,6 мг/л) диатомовых мелкоклеточных водорослей с преобладанием Stephanodiscus hantzschii. За ним всегда следует высокий раннелетний пик зоопланктона (до 7–9 мг/л). Увеличение биомассы зоопланктона связано с доминирующим видом кладоцер-фильтраторов – крупной Daphnia galeata, хотя в большинстве случаев доминируют все же несколько более мелкие виды ветвистоусых рачков. Пик численности дафний всегда совпадает с минимумом (менее 0,1 мг/л) биомассы фитопланктона. В июле–сентябре обычно наблюдается развитие колониальных и крупноклеточных форм фитопланктона – цианобактерий Aphanizomenon flosaquae, Anabaena flosaquae, Microcystis. В 80–90‑х годах прошлого века в Можайском водохранилище наблюдались мощные вспышки цветения пирофитовых водорослей Ceratium hirundinella – до 18–24 мг/л. При этом биомасса зоопланктона невысока (1–2 мг/л). В конце цветения или после его окончания иногда наблюдается незначительный подъем численности зоопланктона и увеличение его биомассы. Биомасса бентоса в водохранилищах достаточно стабильна и составляет в среднем 3–5 г/м2.

Выводы раздела

– Режим качества воды у водозаборов водопроводных станции двух систем водоснабжения г. Москвы существенно различается. Для водозаборов из волжского источника характерны медленные сезонные изменения показателей качества воды, отражающие трансформацию речного стока в системах водохранилищ. Работа водопроводных станций Москворецко-Вазузского источника связана с нестационарным изменением качества воды (природным и влиянием аварийных сбросов сточных вод в притоках реки ниже водохранилищ-регуляторов стока с вышележащещей части водосбора).

– Гидрохимический режим водохранилищ водораздельного бьефа канала им. Москвы определяется режимом и объемами перекачки воды из Иваньковского водохранилища, а по степени развития фитопланктона их экосистемы относятся к мезотрофным водоемам.

– Все водохранилища Москворецкого водоисточника долинного типа, расположены в верховьях гидрографической сети и выполняют (исключая Рублевское) многолетнее глубокое внутригодовое регулирование р. Москвы и ее притоков – рек Истры, Рузы и Озерны. Эти водохранилища – слабоэвтрофные водоемы с регулярным цветением фитопланктона в летний период с биомассой, превышающей в пике цветения 10 мг/л.

3 Оценка значимости факторов, влияющих на продукционные процессы в водохранилищах

Представленный в разделе 1 настоящего отчета обзор предшествующих гидроэкологических исследований включает максимально широкий круг факторов продуктивности фитопланктона. Эти факторы по‑разному проявляются в конкретных водоемах, поэтому существенно различается их значимость в процессе продуцирования органического вещества фитопланктоном. В исследовании продукционных характеристик водохранилищ – источников водоснабжения г. Москвы целесообразно проанализировать особенности действия рассмотренных факторов с учетом гидроэкологических особенностей водохранилищ как Волжской и Москворецкой систем, так и отдельных водохранилищ, изложенных в разделе 2. Рассмотрим особенности факторов последовательно в соответствие со схемой, представленной на рисунке 3.

Географические факторы

Климат и погодные условия. Для расположенных в одной климатической зоне водохранилищ погодные условия будут одинаково влиять на продукционные процессы в экосистемах и, соответственно, значимость этого фактора всегда одинакова для всех рассматриваемых водохранилищ водоснабжения г. Москвы.

Ландшафт водосбора. Физико-географические характеристики водосборов Москворецкой системы существенно отличаются от характеристик Волжской системы. Формирование химического стока водохранилищ Волжской системы происходит на обширном водосборе Верхней Волги, характеризующемся высокой залесенностью и заболоченностью. Гидрохимическое следствие этой особенности водосбора – высокое содержание органического вещества гумусовой природы и высокая цветность вод, характерная для всех водохранилищ волжского водоисточника. Связанное с повышенной цветностью снижение прозрачности вод волжских водохранилищ по сравнению с москворецкими снижает потенциал продукционных процессов в водохранилищах Волжской системы и для этого фактора можно отметить определенные различия в рассматриваемых водохранилищах.

Антропогенное воздействие. Главные различия этого фактора в двух системах водоснабжения связаны с режимом регулирования стока водохранилищами. Москворецкие водохранилища осуществляют многолетнее регулирование стока, в то время как водохранилища водораздельного бьефа Волжской системы заполняются перекачкой воды из Иваньковского водохранилища и не регулируют сток. Следствием этих различий служат:

- сильное различие в межгодовых и внутригодовых колебаниях уровня воды водохранилищ.

- Различие ежегодного наполнения полезного объема водохранилищ. В москворецких водохранилищах он наполняется водами питающих их незарегулированных рек, характеризующихся природной неравномерностью режима стока. Водохранилища канала им. Москвы (КИМ) имеют сопряженный бьеф, и колебания притока в них трансформированной в Иваньковском водохранилище волжской воды практически отсутствуют.

- Для москворецких водохранилищ важное значение имеет селективность сброса воды из водохранилища гидроузлом. В водохранилищах волжского водоисточника это явление у водозаборных сооружений Мосводопровода не наблюдается.

Другой аспект антропогенного воздействия – загрязнение водохранилищ в результате сброса сточных вод и рекреационного использования в этих двух системах примерно одинаков. Можно отметить несколько более интенсивное сельскохозяйственное использование земель водосбора Истринского водохранилища по сравнению с другими водохранилищами москворецкой системы.

Форма ложа водохранилища. Все водохранилища как Москворецкой, так и Волжской систем имеют среднюю глубину 3–7 м, максимальную 12–23 м, поэтому различия этого фактора невелики. Однако влияние формы ложа водохранилищ москворецкой системы на внутриводоемные процессы выявляется при сравнении морфологически простых Можайского и Рузского водохранилищ с морфологически сложными – Озернинским и Истринским. Последние отличаются более крупными заливами в приустьевых участках притоков. Эти различия двух типов водохранилищ наиболее ярко отражают значения коэффициентов разветвленности и расчлененности акватории – в первых площадь заливов 6–7%, во вторых она достигает четверти акватории. Поэтому в Истринском и Озернинском водохранилищах больше пространственная неоднородность состава воды. Речные водные массы, заполняющие заливы, медленнее выдвигаются в центральные районы, где при их смешении формируется более однородная по физическим, химическими и биологическим характеристиками основная водная масс водохранилищ. В 1,5–2 раза меньше и коэффициент их удлиненности, благодаря чему в них менее часто возникают крупные продольные ветровые сгоны–нагоны и приплотинные апвеллинги (очаги вспышек цветения), чем в Можайском и Рузском водохранилищах.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27