Изучение некоторых показателей режима реки Тяня и динамика изменения состава воды по сезонам года



«Нельзя сказать, что вода необходима для жизни:

она и есть жизнь»

Антуан де Сент-Экзюпери

В настоящее время все более обостряются экологические проблемы во всех странах мира. Появляются признаки превышения допустимых антропогенных нагрузок на природную среду. Водные экосистемы особенно чувствительны к влиянию антропогенных нагрузок на природную среду.

В то же время, состояние водных экосистем является чутким индикатором экологического состояния обширных территорий их водосборов. Всякое нарушение природного равновесия в бассейне водоема сказывается на его экологическом состоянии. Поэтому изучение водоемов, организация мониторинговых наблюдений, позволяет выявить опасные антропогенные нарушения на водосборах, предвидеть опасные экологические ситуации и общее направление развития процессов на планете.

В связи с актуальностью проблемы учащиеся данный школы начиная, с 2009 года включились в работу Международного водного мониторинга, а с 2011 года работал кружок “Живая вода” до сентября 2013 г. Кроме этой программы мы проводили разовую проверку химического состава воды рек Токко, Чаруода и ручья Усу.

Целью настоящей работы является:

• изучение некоторых показателей режима реки Тяня, для исследования причин чрезвычайных ситуаций;

• определение изменения состава воды рек Тяня, Токко, ручья Усу, для своевременного выявления негативных процессов, влияющих на качество воды.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

• проводить регулярные наблюдения за состоянием воды реки Тяня и разовые наблюдения за составом воды рек Токко, Чаруода, ручья Усу;

• Сбор, хранение, пополнение материалов наблюдения для базы данных.

Малые реки являются начальными звеньями более крупных систем. Вследствие ограниченной площади бассейна химический состав вод малых рек характеризуется большой изменчивостью во времени и пространстве, обусловленной влиянием различных факторов, среди которых определяющее действие имеет антропогенное.

По реке Тяня мониторинг воды проводится каждый месяц по международной программе «ГЛОУБ», по методу тестирования.

рН – это мера качества воды, отражающая уровень ее кислотности или щелочности. Диапазон рН изменяется от 0 (очень кислотная) до 14 (очень щелочная), а 7 – нейтральная вода. Большинство водных животных предпочитают уровень рН от 6.5 до 8.0. Они адаптированы к конкретному уровню рН, и могут умереть, прекратить размножаться или поменять место обитания, если уровень рН варьируется за пределами этого диапазона.

Кислород является одним из важнейших растворенных газов, постоянно присутствующих в поверхностных водах, режим, которого в значительной степени определяет химико-биологическое состояние водоемов.

Главными источниками поступления кислорода в поверхностные воды являются процессы поступление его из атмосферы и продуцирование в результате фотосинтеза водных организмов. Кислород может также поступать в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно им перенасыщены.

Результаты мониторинга воды реки Тяня даны в таблице и диаграмме где видно, что растворенный кислород меняется по сезонам года. В январе, феврале, марте, апреле за четыре года исследований растворенный кислород составляет 29%. Кроме 2014 года, когда ледоход был 24 апреля, поэтому РК – 58%. Летом РК увеличивается в пик активности фотосинтетических процессов водных растений. В августе, сентябре, при понижении температуры воды происходит увеличение РК до 74%. Далее октябрь, ноябрь, декабрь месяцы РК составляет 58%. Значит, в это время, все еще атмосферный кислород поступает в воду реки через полыньи и через грунтовые воды, стекающие под снеговым покровом, вызывая колебание уровня воды подо льдом.

Поэтому уровень воды подо льдом в этих реках постоянно колеблется, подмывая лед снизу, при быстром течении. Это является одной из причин тонкости льда до декабря месяца. Например, 26/11 2014г толщина льда в местности «Дабаян» на р.Токко составляла от 10 до 30 см. В предыдущие годы в октябре, ноябре, декабре и в январе РК составляло 58 %. Но в 7/12.2014 года наблюдается снижение до 53 %. Это показывает уменьшение площади полыней. (Рис. 1).

Холодная вода способна содержать больше растворенного кислорода, чем теплая. При 11,8 - 74% (17/08 2011г) - 68% (25/08 2012 г.), 7.0 - 68% (17.09 2013г) и 11.0⁰ 71% (05/09 2014 г.). (Таблица 2, 3, 4, 5). (Рис 2,3).

Таблица 2

Таблица данных WorldWaterMonitoring за 2011год

Дата	28/01	25/02	25/03	27/04	6/05	29/06	21/07	17/08	8/09	20/10	26/11	16/12
Место	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р.Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня
Темп. воздуха,°С	-26,4	-14,2								-	-	-
Темп. Воды, °С	0,2	0.2	0.4									0,4
РК	58%	29%	29%	29%	58%	42%	44%	74%	64%	58%	58%	58%
pH	7	7	7	7	7	7	7	8	8	7	7	7
Мутность	0	0	0	40	40	0	0	0	0	0	0	0

Таблица 3

Таблица данных WorldWaterMonitoring за 2012 год

Дата	28/01	24/02	23/03	26/04	28/05	28/06	31/07	25/08	28/09	26/10	30/11	12/12
Место	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня
Темп. воздуха,°С	-	-	-	-1,7						-	-	-
Темп. воды, °С											0,5
РК	58%	29%	29%	29%	31%	39%	41%	68%	64%	58%	58%	58%
pH	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
Мутность	0	0	0	0	40	0	0	0	0	0	0	0

Таблица 4

Таблица данных WorldWaterMonitoring за 2013 год

Дата	20/01	20/02	15/03	15/04	25/05	26/06	15/07	15/08	17/09	15/10	25/11	24/12
Место	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня	р. Тяня
Темп. воздуха, °С	-35.0	-25.3	-10	0.0	17.5	15.0	21.0	16.7	10.0	-0.9	-20.2	-19.5
Темп. воды, °С	0.2	0.2	0.4	0.4	5.5	17.0	18.0	13.7	7.0	1.0	0.5	0.3
РК	29%	29%	29%	29%	32%	41%	42%	39%	68%	58%	58%	58%
pH	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
Мутность	0	0	0	40	0	0	0	0	0	0	0	0

Рис.2. Динамика изменения растворенного кислорода в 2013 год

Таблица 5

Таблица данных WorldWaterMonitoring за 2014 год

Дата	15/01	15/02	15/03	25/04	24/05	26/06	17/07	15/08	5/09	5/10	5/11	7/12
Темп. воздуха, °С	-31.3	-27.3	18.8	11.2	19.0	22.0	32.0	29.0	17.0	0.9	-17.0	-28.0
Темп. воды, °С	0.2	0.2	0.4	2.0	6.0	17.0	20.0	16.0	11.0	1.8	0.5	0.5
РК	29%	29%	29%	58%	32%	41%	44%	41%	71%	58%	58%	53%
pH	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
Мутность	0	0	0	40	0	0	0	0	0	0	0	0

Примечание: место проведения исследований река Тяня, Олекминского района РС(Я)

Рис. 3. Динамика изменения растворенного кислорода в 2014 год

Содержание РК зависит не только от температуры воды, но и от длительности нахождения реки подо – льдом. Например; у реки Тяня снижение РК происходит только с февраля. Так как сплошной ледяной покров устанавливается только в конце декабря.

рН – это показатель качества воды, отражающий уровень ее кислотности или щелочности. Диапазон рН изменяется от 0 (очень кислотная) до 14 (очень щелочная), а 7 – нейтральная вода. Большинство водных животных предпочитают уровень рН от 6.5 до 8.0. Они адаптированы к конкретному уровню рН, и могут умереть, прекратить размножаться или поменять место обитания, если уровень рН варьируется за пределами этого диапазона.

Город Нерюнгри назван эвенками в честь рыбы «хариус». «Нерюнгри» переводится, как место богатое хариусами. В настоящее время эти рыбы поменяли место обитания или прекратили существование, из-за качества воды.

По нашим исследованиям рН почти всегда дает светло-зеленую окраску, т.е. 7 – нейтральная вода. Только в августе и сентябре 2011 года по шкале была окраска 8. Мутность воды у нас всегда ноль, значит вода прозрачная, только во время вскрытия реки мутность была сорок, (27 апреля, 6 мая 2011 года; 28 мая 2012 года; 25 мая 2013 года; 25 апреля 2014 г.). (Таблица 2, 3, 4, 5).

По составу вода реки Токко относится к категории ультрапресных вод, т.е. вод с минерализацией менее 0,2 г/дм³, вода реки Тяни - к категории пресных вод, т.е. вод с минерализацией до 0,5 г/дм³ (ГБУ РИАЦЭМ). Негативное влияние населённого пункта на качество воды реки Тяня не происходит. Вода имеет повышенную жесткость.

Знания многолетнего режима реки, помогает исследованию причин чрезвычайных ситуаций, т.е. наводнений.

Село Тяня затапливалось три раза: 1998, 2001, 2012 гг. Угроза затопления села каждый год, основной причиной является, образование затора в устье реки Тяня. Река Токко вскрывается с опозданием примерно на 15 дней. Если состояние льда реки Токко стоит по зимнему, то воды реки Тяня проходят по поверхности льда, а если лед на реке Токко приподнят, то по низу. Начиная с последнего наводнения в 2012 г., отмечаем, когда происходит ледостав, ледоход, половодье, уровень половодья, межень.

В 2013 г. 4 мая уровень половодья – 488 см. Осенью 2013 г., ледостав был 14 октября, но назавтра 15 октября была чистая вода. Даже ездили на моторных лодках. Окончательный ледостав – в ночь на 16 октября.

Весной 2014 г. ледоход был раньше срока – 24 апреля, с высокой водой – 600 см.

Потому что из-за обильных осадков 2013 года, река под лед ушла с высоким уровнем воды (Таблица 6,7)

Таблица 6

Таблица по осадкам (даны только дни обильных осадков)

Год	2013 г.
Месяц	Май			Июнь	Июль			Август	Сентябрь
Дата	4	18	23	7	16	17	20	24	-
Осадки(мм)	17.0	27.0	19.0	41.5	17.0	69.0	21.7	26.0	-
Год	2014 г.
Месяц	Май			Июнь	Июль			Август	Сентябрь
Дата	30			15	20			11	4
Осадки(мм)	19.6			14.3	15.3			18.3	16.0

Таблица 7

Таблица данных по реке Тяня

Год	Параметры режима реки	Дата	Примечания
2012 (Осень)	Забереги Шуга Начало ледостава Ледостав	11/10 14/10 17/10 18/10
2013 (Весна)	Подвижки льда Ледоход Половодье (488см) Межень (визуально)	1/05 2/05 4/05	Из-за обильных осадков межень не наблюдалась.
2013 (Осень)	Забереги Шуга Начало ледостава Ледостав	11/10 13/10 14/10 16/10	Ледостав был с перерывами: река встала 14/10, но 15/10 наблюдался ледоход, окончательный ледостав – в ночь на 16/10.
2014 (Весна)	Подвижки льда Ледоход Половодье (600см) Межень (визуально)	24/04 24/04 25/04 20/08
2014 (Осень)	Забереги Шуга Начало ледостава Ледостав	8/10 8/10 17/10 17/10

А в 1998 г., во время первого затопления села, уровень воды составлял 697 см. Зимний уровень воды примерно 151 – 161 см.

Межень определяется визуально. Летом 2013 г. межень не наблюдалась из-за обильных осадков. В 2014 г. – межень 20 августа. Многолетние данные по уровню межени составляет 66 см. (Гидрометцентр, г. Олекминск)

Основываясь на данных, полученных в ходе исследования, можно сделать вывод, что в этом году (2014 г.), автозимник Тяня – Бясь–Кюель можно прокладывать раньше, чем в другие годы.

У истоков реки Токко находится территория производственной деятельности ООО «Нерюнгри - Металлик». Данное предприятие осуществляет добычу золота с применением цианирование по технологии «кучного выщелачивания». (Рис. 4). Для своевременного выявления загрязняющих веществ, в бутылки полтора литра набираем разовые пробы воды с рек Чаруода, Токко и ручья Усу для лабораторных исследований ГБУ «РИАЦЭМ».

Рис. 4. МО «Тянский национальный наслег» МР Олекминский район РС (Я)

Местонахождение ООО «Нерюнгри – Металлик»

Выводы и рекомендации

Проведенные исследования по мониторингу позволяют сделать следующие выводы:

• Температура воды за 2011-2014 гг. не превышают свои среднемесячные показатели.
• Содержание растворенного кислорода в воде реки Тяня закономерно уменьшается в зимнее время (до 29 % насыщения) и увеличивается в пик активности фотосинтетических процессов в летнее время. В августе, сентябре, при охлаждении воды происходит увеличение РК до 74 %; На содержание растворенного кислорода в речной воде влияет несколько факторов:

1) температура воды

2) длительность нахождение реки подо льдом

3) наличие открытых мест зимой, т.е. полыней, через которые поступает атмосферный кислород.

• Не зависимо от времени года рН воды в основном – нейтральный (7,0 рН);
• По данным ГБУ «РИАЦЭМ» превышения норматива ПДК установлено в воде р. Токко и р. Чаруода по содержанию нитритов в 1,3 и 1,5 раз соответственно. Остальные определенные химические вещества в исследованных пробах воды содержатся в концентрациях, не превышающих нормативы ПДК веществ; По составу вода реки Токко относится к категории ультрапресных вод, т.е. вод с минерализацией менее 0,2 г/дм³, вода реки Тяня – к категории пресных вод, т.е. вод с минерализацией до 0,5г/дм³.
• К появлению чрезвычайных ситуаций на реке Тяня главную роль играют:

1) разница прохождения ледохода между реками Тяня и Токко.

2) толщина льда.

3) весенняя температура воздуха.

4) количество выпавших осадков.

Полученные данные мониторинга позволяют констатировать, что водный режим рек сбалансированный, подчинен законам природы и водные объекты способны закономерно самоочищаться. Доля установленного источника загрязнения ООО «Нерюнгри – Металлик» в данное время незначительна.

Результаты исследования могут быть использованы при прокладке автозимника по рекам Тяня и Токко.

Литература:

1. Аржакова С.К. и др. «Реки и Озера Якутии» - Якутск: Бичик, 2007. – 136 с.

2. Воробьев Г.А. Исследуем малые реки. – Вологда. ВГПУ, издательство «Русь», 1997. – 116 с.

3. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998.

Коковин Ю.Н. «Южная Якутия» - Хабаровск: Дальневосточный изд. Центр, 2006. – 72с.

4. Протасов В.Ф. «Экология, здоровье природопользование в России» - Москва: 1995. – 156с.

5. Пешперов Г.А. «Состояние ценной популяции и запасы сырья редкого лекарственного вида Phlojodicarpussibiricus в бассейнах рек Тяня и Токко» - 2011г.

6. Тимофеев П.А., Исаев А.П., Михалева Л.Г. Вечен ли лес на вечной мерзлоте. Как организовать общественный мониторинг в лесах мерзлотной зоны. – Якутск: Изд-во ЯГУ, 1999. – 130с.

7. Энциклопедия для детей. Т.3. география. – 3-е изд., - М.: Аванта, 2003. – 704с.