Особенности формирования химического состава и минерализации поверхностных вод высокогорной части бассейна реки Катунь

Состав и аномальные свойства природных вод. Процессы формирования химического состава природных вод. Формирование ионного стока и гидрохимическая изученность территории высокогорной зоны бассейна реки Катунь. Минерализация воды рек высокогорной зоны.

Рубрика География и экономическая география
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 18.11.2013
Размер файла 2,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Основные водные артерии Горного Алтая - реки Бия и Катунь, и их притоки образуют одну из крупнейших рек России - Обь. Бия берет начало из Телецкого озера. Вода р. Катуни всегда мутная, от бирюзового до белесо-желтого оттенка за счет большого количества взвешенных частиц, ультрапресная, гидрокарбонатная кальциевая.

Для рек Горного Алтая характерно зарегулированность их стока, что объясняется питанием многих рек летом за счет таяния ледников и снежников и растянутым по времени таяния снежного покрова в весенний период. На малых реках среднегорной и нижнегорной зон максимальные расходы связаны обычно со снеготаянием и ливневыми паводками, минимум расхода приходится на зимнюю межень (февраль - март). Наибольшая часть территории характеризуется, модулями минимального стока порядка 1-2 л/сек км2 [Комлев, Орлова, 1964].

Озёра. По происхождению озера делятся; на четыре основные группы: тектонические, ледниковые, карстовые и. образовавшиеся в результате угасания древней и обновления современной гидрографической сети. Для Горного Алтая характерны озёра первых трех групп.

Озёра бассейна Катуни, в основном ледникового происхождения. Это - каровые, мелкие озера в углублениях донных морен, приуроченные к ландшафту древнего пенеплена, и живописные моренно-подпрудные озера, расположенные в ледниковых долинах. К последним относятся крупнейшие озера бассейна - Тайменье и Б. Кучерлинское, площадь которых 3,8 и 3,0 кв. км, а максимальные глубины - 67 и 54 м. Озерами с площадью более 1 кв. км являются Нижне- и Средне - Мультинские и ряд других водоемов в верховьях Аргута. (Комлев,1966). По минерализации воды озера подразделяются на пресные (озера тектонического, ледникового, карстового происхождения, старичные озера в долинах рек и проточные озера равнин), солоноватые (периодически проточные) и соленые. Образование озер того или другого типа тесно связано с условиями формирования поверхностных и подземных вод, питающих эти озера. [Кузнецова,1972].

Довольно много в бассейне болот, однако их типы, распространение и режим не изучены.

Ледники. По площади оледенения бассейн Катуни занимает первое место в Горном Алтае. На него приходится 90% от всей площади ледников. Общая площадь ледников по данным М.В. Тронова (1948), составляла здесь на 1948 год около 540 кв.км. Но в последующие годы был открыт ряд новых ледников, и общая площадь ледников составляет около 1% территории бассейна.

Наиболее крупные ледники - долинные. Они и занимают основную площадь оледенения (65%). Некоторые достигают 10 и более кв. км (Катунский, Алахинский, Маашей, Б.Актру и др.). Самый же большой - Талдуринский. Его площадь - свыше 30 кв.км. [Комлев,1966]

2.3 Особенности формирования химического и минерального состава речных вод высокогорной зоны

2.3.1 Химический состав и минерализация воды рек высокогорной зоны

Формирование химического состава и минерализации воды рек высокогорной зоны бассейна р. Катунь происходит в условиях слабого засоления почв и небольшого питания подземными водами (от 10 до 30% от годового). Основываясь на этом и данным наблюдений, имевшихся к концу 60-х годов в публикациях Государственного водного кадастра химический состав воды рек высокогорной зоны Горного Алтая характеризовался как гидрокарбонатного типа с минерализацией в период весенне-летнего половодья 60-160 мг/дм3, в летне-осеннюю межень - около 200 мг/дм3, а в зимнюю межень - около 300 мг/дм3, необходимо отметить, что гидрохимические наблюдения, послужившие основой для указанных выводов, производились на выходе рек из высокогорной зоны.

В ходе выполнении данной работы гидрохимические наблюдения при выборе места отбора пробы воды учитывались все обстоятельства, которые могут оказать влияние на состав взятой пробы. На рисунке 3 представлена карта-схема обследованных объектов

Рис.3. Карта схема точек отбора фактического материала

2.3.2 Минерализация и химический состав воды рек в период весенне - летнего половодья

В период весеннего и весенне-летнего половодья основным источником питания рек Горного Алтая являются талые воды снежного покрова, высокогорных снежников и ледников. Минерализация и химический состав талых вод зависят от географического положения и геологических условий района водосбора. Снеговое питание характеризуется тем, что имеет малую минерализацию воды с преобладанием в ее составе ионов HCO3- и Ca2+, и, в значительной мере, определяется составом залегающих под снежным покровом промерзающих почв. Талые воды способны растворять только те соли, которые заключены в верхнем слое почв. Поэтому минерализация воды во время половодья зависит от того, насколько быстро будет стаивать снежный покров.

Изменение минерализации зависит от глубины эрозионного вреза и возрастает при продолжительном контакте снежного покрова с почвами. Поверхностные воды практически всех обследованных рек описываемого района в высокогорной зоне маломинерализованы на рис.3 представлены особенности распределения общего ионного состава речных вод в различные фазы гидрологического режима рек верхней части бассейна.

Данные основного солевого состава вод верхней части бассейна р. Катунь полученные нами в ходе экспедиционных исследований приведенные в табл., показывают, что поверхностные воды верхней части бассейна имеют слабощелочную реакцию и изменяются от 7,00 до 7,79 единиц. Исключения составляют место слияния рек Аргамджи и Калгуты (рН=6,44) и р. Беляши в устье (рН=6,74). Воды рек в этой части бассейна мягче; общая жесткость изменяется от 0,35 мг-экв./дм3 до 2,51 мг-экв./дм3. Самое низкое значение найдено в р. Калгуты, самое высокое для р. Музды-Булак перед впадением её в р. Калгуты. Сумма основных ионов изменяется в пределах от 40,0 до 212,3 мг/дм3. Наиболее высокую минерализацию имеют р.Чуя и р. Тыдтуярык (Красная горка) (136,3-181,1 мг/дм3), р. Музды-Булак (172,2-212,3 мг/дм3), а так же р. Тюнь (144,3-183,3 мг/дм3). Наименее минерализована вода рек: Калгуты (40,0-72,0 мг/дм3), Беляши (94,9 мг/дм3). Промежуточные значения, по минерализации, занимают реки Аргут (120,9 мг/дм3) и Аргамджи (110,4 мг/дм3).

начальный период половодья;

конец половодья - начало летней межени

Рис.4. Карта - схема распределения общей минерализации, воды рек высокогорной зоны

Разброс значений содержания главных ионов и значений минерализации, создается под действием притоков, имеющих разное питание и влияющих на неоднородность состава воды. Например, левый приток р. Калгуты в 5км от Монгольской границы имеет минерализацию 72,0 мг/ дм3, а основное русло р. Калгуты достигает 40,0 мг/ дм3 в начальный период паводков. Естественно, после впадения притока в р.Калгуты, минерализация её воды повышается. Кроме того, вследствие значительной ширины основного русла р. Калгуты создается неоднородный состав воды у берегов рек: так, при слиянии рек Музды-Булак и Калгуты минерализация повышается за счет вод р. Музды-Булак до 172,2 мг/ дм3.

Существенный вклад в минерализацию вносит гидрокарбонат ион, самое низкое значение которого отмечено в р. Калгуты 15,3 мг/дм3, что обусловлено спецификой пород, залегающих в русле реки. Невысокие значения гидрокарбонат иона характерны в этой части бассейна также для воды левого притока р. Калгуты (25,6 мг/дм3) и для воды рек Аргамджи (36,6 мг/дм3) и Чаган (42,7 мг/дм3). Для всех других рек содержание гидрокарбонат-иона в среднем изменяется незначительно - от 54,9 до 126,3 мг/дм3. Отмеченные различия обусловлены неодинаковыми условиями залегания в бортах рек основных карбонатных пород (известняков, доломитов и др.), а также притоками низкоминерализованных вод с площади водосбора.

Содержание ионов кальция меняется в водах этой части бассейна Катуни от 6,0 до 39 мг/дм3. Наибольшее из указанных значений найдено для воды р. Музды-Булак, наименьшее - для воды р. Калгуты. Та же закономерность сохраняется и для иона Mg2+, концентрация которого остается низкой в воде р.Калгуты, а наиболее высокой в воде р. Музды-Булак.

Обращает на себя внимание достаточно высокое содержание сульфатов с максимальным значением (38,4 мг/дм3) в воде левого притока р. Калгуты, также в воде р. Чуя (32,7 мг/дм3). Динамика сульфат-ионов в воде реки по стоку резко изменяется: так, в Курайской долине их содержание падает до - 9,6 мг/дм3, а при слиянии с водой р. Катунь составляет уже 32,7 мг/дм3, что, возможно, связано с техногенным воздействием на воду реки селитебной зоны с. Акташ.

Содержание хлоридов в водах всех обследованных рек в среднем одинаково и изменяется в пределах 2,7-5,4 мг/дм3.

Таким образом, химический состав воды рек верхней части бассейна Катуни формируются под влиянием талых вод ледников и снежников, а также снежного покрова, имеющих низкую минерализацию. В силу этого в весенне-летний период практически все поверхностные воды изученной части территории маломинерализованные, пресные, со слабо щелочной реакцией среды и низкими значениями концентраций основных ионов, что обусловлено разбавлением поверхностных вод водоёмов талыми водами ледников и снежников в достаточно ощутимом объеме (так, приток талых вод достигает, как уже было показано, 50-60% основного стока).

2.3.3 Особенности распределения химического состава воды рек в период летней и зимней межени

После прекращения весеннего снеготаяния и таяния высокогорных снегов и ледников тип водного питания рек изменяется. В этот период русловая сеть питается грунтовыми водами сначала верхних слоев, а затем более глубоких. В межпаводковые периоды (зимняя и летняя межень) минерализация достигает наибольших значений. По мере истощения запаса вод в верхних слоях грунтов небольшие водотоки, дренирующие верхние маломощные или временные водоносные горизонты, пересыхают (обычно на перекатах) в середине или конце лета, распадаясь на цепочку плесов. Лишь в короткие периоды таяния снега и выпадения обильных осадков на этих реках наблюдается сток, в остальное время они соединяются под русловым потоком. Вода рек территории верхней части бассейна Катуни в период летней межени отличается повышенной минерализацией по сравнению с периодом половодья (рис.4). Можно видеть, что в это время она достигает значений 52,0 мг/дм3 (р. Калгуты) - 275,9 мг/дм3(р. Музды-Булак). В летнюю межень в Горном Алтае наблюдается второй паводок вследствие, таяния ледников, что является регулятором распределения химического состава воды рек в период летней межени. Следует отметить, что поступление ледниковых вод в поверхностные воды сильно зависит от температурных условий и поэтому носит непостоянный характер.

Иногда существенное увеличение минерализации воды рек ледникового питания происходит в результате поступления подземных вод из родников на небольшом расстоянии от ледников (например, р. Актру). Поэтому некоторые реки даже повышенного ледникового питания имеют среднюю минерализацию около 300 мг/дм3 (табл.1) уже в зоне активного формирования стока. Это характерно для рек, берущих начало на склонах межгорных котловин (Чуйская, Курайская). Вместе с тем анализ проб воды рек, стекающих с Катунского хребта (данные взяты из дипломной работы Чернышовой Н.,2005), свидетельствует о том, что их вода остаётся ультрапресной до впадения в р. Катунь (р. Кучерла в табл.1)

Основной вклад в повышение минерализации воды Катуни вносится притоками, не имеющими ледникового питания и питающимися подземными водами повышенной минерализации (р. Тюнгур, родник на левобережном склоне долины р.Катунь, табл.1). Впадение р. Кучерла в р.Катунь понижает минерализацию в последней за счет разбавления.

Таблица.1. Химический состав и минерализация воды рек и ручьев верхней части бассейна р. Катунь расположенных в зонах ледникового питания.(август 2003 г)

Все поверхностные воды изученной части территории маломинерализованные. Кроме того, они в значительном объёме разбавляются талыми водами, что существенно влияет на минерализацию, особенно этот процесс протекает в весенне-летний период. В межпаводковые периоды (зимняя и летняя межень) минерализация достигает наибольших значений. Вода рек территории верхней части бассейна Катуни, в этот период летней межени отличается повышенной минерализацией по сравнению с периодом половодья. В летнюю межень в Горном Алтае наблюдается второй паводок, вследствие, таяния ледников, что является регулятором распределения химического состава воды рек в период летней межени.

Существенное увеличение минерализации воды рек ледникового питания наблюдается в результате поступления подземных вод из родников на небольшом расстоянии от ледников. Некоторые реки даже повышенного ледникового питания имеют среднюю минерализацию зоне активного формирования стока воды. Это характерно для рек, стекающих со склонов засушливых межгорных котловин (Чуйская, Курайская). Вместе с тем анализ проб воды рек, стекающих с Катунского хребта, свидетельствует о том, что их вода остаётся ультрапресной до впадения в р. Катунь. Основной вклад в повышение минерализации воды Катуни вносится притоками, не имеющими ледникового питания и питающимися подземными водами повышенной минерализации.

2.3.4 Антропогенное влияние на химический состав воды рек в высокогорной зоне бассейна р. Катунь

Хозяйственная деятельность в высокогорной части бассейна р. Катунь представлена:

Калгутинским горно-перерабатывающим предприятием, эксплуатирующим Калгутинское молебдено-вольфрамовое месторождение;

Акташским горно-металлургическим предприятием, перерабатывающим в настоящее время ртутьсодержащие отходы;

отгонным скотоводством и орошаемым земледелием;

хозяйственно бытовыми предприятиями (котельные, банно-прачечные предприятия, сельскохозяйственная перерабатывающая промышленность;

автотранспортными предприятиями (АЗС, ремонтные мастерские, шиномантаж и др.) и самим автотранспортом.

Не следует снимать со счетов и трансграничный перенос загрязняющих веществ (в основном, металлов Mn, Al, Be, Tl и др.), с промышленных комплексов Восточного Казахстана.

Калгутинское вольфрамовое месторождение расположено на северном склоне Южно-Алтайского хребта. Рудник располагается на значительном удалении от водных объектов, что исключает возможность существенного влияния его деятельности на перераспределение химического состава, речной сток и качество воды близлежащей р.Калгуты.

Вторым горнодобывающим предприятием является Акташское горно-металлургическое предприятие (АГМП). В настоящее время рудник не функционирует, его территория используется для хранения и переработки ввозимых на территорию Республики Алтай ртутьсодержащих отходов (РСО) с содержанием ртути до 14%, которые перерабатываются АГМП. Анализ проб грунта, взятого в местах хранения РСО, показал превышение ПДК, что связано с нарушением правил хранения РСО. В пробах воды из р.Ярлу-Амры обнаружена концентрация ртути выше фоновой (0,05 мг/дм3), превышающая ПДК для вод рыбохозяйственных водоёмов [Старыгин,Семёнов,2004].

В качестве места хранения РСО используются площадки возле р. Чибитки и на базе механизации в п. Акташ. В обоих случаях на поверхности почвы были обнаружены гранулы РСО, что свидетельствует о нарушении правил хранения отходов. В верхнем 2-х сантиметровом слое почвы на площадке хранения РСО, возле р. Чибитка, в отдельных точках была обнаружена металлическая ртуть. В пробах воды ртуть также обнаруживалась в концентрациях выше фоновых (до 0,07 мг/дм3) и также превышала ПДК для воды рыбохозяйственных водоёмов.

Наибольшее значение для хозяйственной деятельности представляют межгорные котловины Чуйская и Курайская, в меньшей степени Бертекская и Самохинская. Эти котловины используются, прежде всего, для отгонного круглогодичного пастбищного животноводства, преимущественно овцеводческого. В Чуйской степи практикуется также орошаемое земледелие. Для орошения используются как поверхностные, так и подземные воды. В целом по котловинам орошение производится на площади около 8 тыс.га. Значительные площади орошаемых земель подверглись вторичному засолению [Банникова, 2001].

Особенно большой вред степным и полупустынным ландшафтам котловин наносит выпас скота в зимнее время, когда наблюдается перевыпас, обусловливающий уничтожение копытами мелкого рогатого скота войлока из отмерших растений и нарушение структуры почвы. В период снеготаяния и ливневых осадков это отрицательно сказывается на гидрологическом режиме рек, способствует загрязнению рек взвешенными наносами. Но пока эти отрицательные факторы проявляются в локальном масштабе и отражаются только на экологическом состоянии рек высокогорной части бассейна.

Значительный вклад в загрязнение вносит составляет автодорожный транспорт. В Чуйской котловине отмечается наибольшая плотность населения для зоны высокогорья (10 населенных пунктов с населением 12300 человек), и наиболее густая автодорожная сеть. Вдоль автодорог в большом количестве расположены АЗС, по берегам рек. В ходе химического анализа выявлены загрязнения нефтепродуктами (НП) АЗС на расстоянии 0,5-0,7 км ниже по течению рек.

Автотранспорт через атмосферный воздух, осадки, снежный покров, почву является источником загрязнения воды рек тяжелыми металлами, нефтепродуктами. Поскольку Чуйский тракт и многие другие автодороги пересекают межгорные котловины, то отрицательное их влияние на водные объекты проявляется, прежде всего, в районе котловин.

В связи с этим при проектировании и строительстве планируемого транспортного коридора (долина реки Канас и перевал Канас (Китай) - плоскогорье Укок (Кош-Агачский район) - Чуйский тракт) крайне важно оценить и учитывать негативные последствия техногенной нагрузки автотранспортной магистрали на качество воды рек, прежде всего, пересекающих котловины.

Создание транспортного коридора, параллельно которому предлагается также проложить газопровод в Азиатско-Тихоокеанский регион (Конторович и др.,

Хозяйственно-бытовая деятельность, в основном, развита в селитебных зонах сел и деревень, расположенных, как правило, по берегам поверхностных водоёмов. В процессе исследования антропогенного воздействия на поверхностные воды высокогорья нами установлены многочисленные несанкционированные свалки, располагающиеся по берегам рек и озёр. В рекреационных зонах в неудовлетворительном состоянии находятся выгребные ямы и автостоянки. Все это накладывает отпечаток на экологическое состояние поверхностных вод.

В табл.2 представлены данные по содержанию биогенных элементов в водах рек высокогорной части бассейна р. Катунь

Как видно из таблицы, в водах рек верхней части бассейна Катуни наблюдается незначительное загрязнение только нитритами от 1 ПДК до 1,16 ПДК (р. Калгуты и её приток). Значения концентраций нитрат иона невелики и лежат в пределах от 0,33 мг/дм3 (р. Музды-Булак) до 7,3 мг/дм3 (р. Катунь, после слияния). Наименьшее значение получены для удаленных высокогорных рек Музды-Булак и Джумалы (0,33 мг/дм3), Тюнь (0,66 мг/дм3). Наибольшие значения найдены для воды р. Чуя, которая наиболее подвержена антропогенному воздействию, т.к. территория наиболее густо для этого района заселена, а также р.Катунь, после впадения в неё р.Чуя.

Таблица.2. Содержание биогенных элементов в водах рек, верхней части бассейна Катуни, 2003 г.

*) ПО перманганатная окисляемость

Низкие значения перманганатной окисляемости позволяют сделать вывод о незначительном загрязнении рек высокогорья органическим веществом.

В некоторых пробах вод, стекающих с Катунского хребта, отмечается повышенное содержание нитрит-ионов, превышение ПДК, что может быть следствием, как хозяйственной нагрузки, так и интенсивно протекающих процессов нитрификации и естественных процессов окисления аммонийных ионов в нитриты и далее в нитраты (табл. 3).

Косвенным подтверждением этому является тот факт, что к осеннему периоду в воде заметно увеличивается количество нитратов при одновременном снижении количества нитритов и аммонийных ионов.

Таблица.3. Содержание биогенных элементов бассейна р. Катунь (Катунский хребет), 2003 г.

№пп

Наименование объекта

Определяемый компонент, мг/дм3

Сухой остаток

NH4+

NO2-

NO3-

PO42-

ПО

СО2

1

р.Катунь, 5 км. ниже впадения в р.Коксу

126,3

Н/об

Н/об

1,32

0,018

0,27

8,8

2

р.Катунь, выше устья р.Кучерла

123,9

Н/об

0,004

1,65

0,009

0,22

8,8

3

р.Кучерла, в 5 км. от устья

55,0

0,023

0,008

0,66

0,009

0,33

5,28

4

р.Катунь, с.Тюнгур

181,4

Н/об

0,012

0,33

Н/об

0,87

11,44

5

родник, (выход трещиновых вод) на склоне долины р.Катунь в створе впадения р.Кучерла

229,1

Н/об

0,032

2,64

0,018

0,21

35,2

6

р.Тюнгур, с.Тюнгур

160,5

Н/об

Н/об

Н/об

0,123

0,18

7,92

ПДК

По фону

0,39

0,02

9,1

0,2

5,0

Не норм

Содержание тяжелых металлов приобретает большое значение, т.к. в природных водах они содержатся в виде различных соединений, их можно условно разделить на две группы: биометаллы естественного происхождения (Fe, Mn, Mo и др.) и загрязнители антропогенного характера (Hg, Cd, Cr, Pb, и др.). В большинстве случаев состояние ТМ в природной воде определяет его биологическую доступность для гидробионтов и токсичность.

В процессе исследования установлено, что концентрация в воде рек железа общего (Feобщ) составляет от 7,0 до 35,0 мкг/дм3, с максимумом в период зимней межени, что свидетельствует о его природном происхождении, а увеличение связано с переходом зимой на подземное питание. В табл. 4,5 приведены данные динамики ТМ в воде р.Катунь по данным природоохранных организаций (Доклад о состоянии окружающей среды РА 2000-2004,Тодожокова, 1987; Больбух,2005)

Таблица.4. Концентрации тяжелых металлов в воде р.Катунь поступающая в среднегорье. р.Урсул (2000-2001 гг.)

Металлы

Концентрации по месяцам, мкг/дм3

ПДК,

мкг/дм3

I1

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

Ртуть

0,005

0,01

0,09

0,02

0,003

0,01

0,05

0,03

0.01

Свинец

1,6

2,0

3,4

2,1

0,7

0,9

3,3

1,8

100.0

Медь

0,9

0,7

0,8

1,3

0,4

0,6

0,8

0,95

1.0

Цинк

0,9

0,8

0,5

0,3

0,2

0,2

0,4

0,5

10.0

Железо

35,0

30,0

18,4

8,6

7,2

5,6

6,0

10,4

100.0

Кадмий

0,003

0,002

0,001

0,001

0,001

0,003

0,002

0,002

5.0

Таблица.5. Концентрации тяжелых металлов в воде р.Катунь (Катунский хребет), 2000 г.

Металлы

Концентрации по месяцам, мкг/дм3

ПДК,мкг/дм3

I

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

Ртуть

<0,01

<0,01

0,02

0,02

0,01

0,01

0,01

сл

0.01

Свинец

0,37

0,33

0,22

0,13

0,17

0,23

0,39

0,45

100.0

Медь

0,97

1,05

0,80

0,79

0,71

0,63

0,95

0,91

1.0

Цинк

1,42

1,57

0,99

0,85

0,92

0,76

0,43

1,06

10.0

Марганец

3,01

2,97

2,15

2,22

2,18

2,31

2,45

2,76

10.0

Железо

22,5

27,6

20,1

20,2

19,4

19,7

28,6

27,3

100.0

Хром

0,04

0,04

0,02

0,02

0,04

0,03

0,02

0,03

5.0

Кадмий

0,01

0,01

0,009

0,007

0,008

0,007

0,008

0,01

5.0

Мышьяк

Н/об

сл

сл

сл

сл

Н/об

сл

сл

50.0

Приведенные данные позволяют считать, что вода р. Катунь в верховье отвечает особенностям биогеохимии региона, а её загрязнение только ртутью и медью в отдельные месяцы превышает ПДК для рыбохозяйственных водоёмов. Для выявления причин повышенного содержания в воде рек высокогорной зоны бассейна тяжелых металлов необходимо проведение специальных исследований.

2.3.5 Полевые исследования 2007-2009гг

Химический состав и минерализация вод зависят от многих факторов.

Геологическое строение исследуемой территории сложное, характеризуется частой сменяемостью литологических разностей горных пород, их различным возрастом и генезисом. Залегание осложнено многочисленными нарушениями, в том числе и глубинными разломами, хорошо выраженными в рельефе. Рельеф водосборной территории весьма разнообразен. Он меняется от резко расчлененного альпийского в высокогорной части бассейна до низкогорного с относительно слабым расчленением в средней части бассейна. Более 90% современных ледников располагаются в высокогорной части бассейна р.Катунь. Они играют существенную роль в формировании гидрологического режима всех водных объектов. Характерной чертой бассейна Катуни является существование межгорных котловин, в пределах которых распространен холмистый выровненный рельеф.

Густота речной сети меняется от густой до очень густой, коэффициент густоты варьируется от 0,7 до 1,5 км\км2.

Внутригодовое распределение стока рек характеризуется наибольшим разнообразием в верхней части бассейна Катуни. Река Аргут имеет ярко выраженное снеговое и ледниковое питание и летнее половодье, которое длится с июня до второй декады августа. На это время приходится 80% и более годового стока. Отличительной чертой реки Чуя является наличие существенного грунтового питания - до 30%. Доля летнего стока составляет немногим более 60% от его годовой величины.

Показатели рН являются мерой истинной кислотности воды, создавшийся в ней в результате взаимодействия растворенных солей и газов. В исследуемых водах рН составила 6,83 - 7,52 ед. рН, его значение определяет возможность существования в природной воде отдельных соединений. Кроме того величина рН имеет практическое значение

Все перечисленные факторы влияют на экологическое состояние бассейна и химический состав поверхностных вод. Данные полученные в ходе полевых исследований:

Таблица 6.

рН

Жобщ. мг-экв/дм3

Са2+

Mg2+

К++Na+

HCO3-

SO42-

Cl-

? U

2007 г.

оползень

6,88

3,26

34,63

18,68

5,4

201,3

5,13

3,12

268,3

родник с. Бельтир

8,55

3,26

19,24

28,03

6,8

198,3

10,27

3,19

265,8

р.Талды-дура

7,09

2,28

38,48

11,67

15,5

162,9

8,98

3,39

240,9

2008 г.

Родник Ур. Ыильдыскель

4,8

96,19

10,34

201,3

73,8

32,04

скважина р-он Аэропорта с.Кош-Агач

2,7

54,11

14,59

390,4

12,3

23,86

2,05

41,08

13,38

280,6

0

10,22

2,6

52,10

6,08

329,4

22,14

27,95

Кoк-Озoк-cуу прав.берег с.Ортолык

1,9

38,08

13,38

292,8

31,98

22,49

Озеро 4 км от оползня

2,6

52,10

8,27

378,2

73,8

59,98

родник Кара-Суу, родник под Чекетом

2,3

46,09

5,84

341,6

35,67

27,95

Оползень

1,6

32,06

9,12

256,2

1,845

15,68

2009 г.

Наименование объекта

Основные компоненты, мг/дм3

рН

Жобщ мг-экв/дм3

Ca++

Mg++

(K+Na)

HCO3-

SO4- -

Cl-

Минерализация

родник с.Бельтир (стар.)

7,85

5,08

71,58

18,29

7,23

256,2

44,28

9,54

407,1

р.Чуя, около родника Чаган-Узун

8,02

2,26

26,37

11,43

14,02

134,2

13,53

13,63

213,2

озеро Каменистое (с.Кош-Агач)

7,50

4,32

45,21

25,15

11,54

195,2

61,5

12,27

350,9

р.Чаганка с.Кош-Агач, прав.берег

8,01

1,69

26,37

4,57

34,69

97,6

30,75

34,08

228,1

р.Терис-Аккан, 20 км до с. Ташанта

7,21

2,82

18,84

22,86

91,5

135,3

102,2

370,7

р.Талды-дура (район Оползня)

6,14

1,50

22,61

4,57

61,15

91,5

35,67

68,16

283,7

оз.Сарыкёль (ревущее) с. Бельтир (стар.)

7,18

5,08

67,82

20,57

22,10

305

36,9

9,54

461,9

водопад Ширлак

7,74

3,38

60,28

4,57

15,73

201,3

18,45

13,63

314,0

родник Кара-cуу под Чикетом

7,43

3,38

45,21

13,72

24,92

195,2

44,28

12,27

335,6

родник Чаган-Узун

7,40

3,57

45,21

16,00

54,78

207,4

73,8

36,12

433,3

р. Аккёль до впадения в р.Талды-дуру

7,30

2,26

37,68

4,57

33,80

128,1

31,98

34,08

270,2

р. Кoк-Озoк-cуу прав.берег с.Ортолык

6,93

1,32

22,61

2,29

16,41

79,3

22,14

9,54

152,3

скважина р-он Аэропорта с.Кош-Агач

7,01

3,20

41,44

13,72

26,75

210,5

30,75

9,54

332,6

2.3.6 Прогноз изменений химического состава и минерализации в бассейне р. Катунь

График 1: Изменения жесткости воды.

График 2: Изменение содержания кальция.

График 3: Изменение содержания магния.

График 4: Изменение содержания НС3

График 5: Изменение содержания SO4

График 6: Изменение содержания хлора

Так как целью работы является исследование экологического состояния вод в области формирования стока р. Катунь, то при опробовании вод бассейна р.Катунь оценивалась распределения общей минерализации как индикатор экологического состояния исследуемых вод региона.

Многочисленные месторождения и рудопроявления, расположенные в высокогорных частях бассейнов Катуни, и других рек влияют на химический состав вод, в том числе на показатели общей минерализации, зафиксированные в ходе исследования. Химический состав вод региона определяется, прежде всего, их генетической природой, а также процессами в системе вода-порода [Шварцев, 1996]. В районе распространены воды гидрокарбонатные кальциевые (натриевые) с минерализацией от 0,1 до 0,9 г/л и со значением рН от 6,0 до 8,8. [ Рассказов, 2006].

В то же время ледниковые глины способны адсорбировать часть химических элементов, растворенных в почвенных водах, что определяет снижение их концентрации в поверхностных водах. Таким образом, внутренние связи между различными компонентами ландшафта определяют не только его устойчивость, но и контролируют их проявления. Поверхностные воды наиболее быстро реагируют при любом изменении таких связей, поэтому мониторинг состояния поверхностных и подземных вод позволит прогнозировать природную трансформацию ландшафта и его изменение в результате антропогенной деятельности.

Распространение химических элементов в подземных водах. При снижении интенсивности водообмена, абсолютных отметок земной поверхности, уменьшении степени расчлененности рельефа и смене ландшафтных условий (от горно-луговых до горностепных). Происходит увеличение общей минерализации вод, но при этом рост содержаний большей части химических элементов не является равномерным, а носит сложный характер. Изменения значений модуля подземного стока закономерно уменьшаются от горно-луговых до горно-степных.

Воды с наименьшей минерализацией (менее 0,3 г/л) характерны для высокогорной части, где развит наиболее интенсивный водообмен (МПС равен более 10 л/с·км2); рН подземных вод горно-луговой зоны изменяется в пределах от 6,5 до 7,0. В горно-лесной зоне интенсивность водообмена уменьшается (МПС до 5 л/с·км2), в среднем минерализация увеличивается (до 750 мг/л); рН изменяется от 6,6 до 8,1. В горностепной зоне минерализация находится в пределах от 616 до 1400 мг/л; рН от 7,1 до 9,6. Модуль подземного стока (МПС) до 1 - 2 л/с·км2. [Шварцева, 2005; Белова, 2008]

Качество вод на определенной крупной территории, определяется в первую очередь географическими особенностями последнего и типичными исторически развивающимися здесь видами хозяйственной деятельности, прежде всего, влиянием распределенных по площади источников поступления примесей, этим и создается фоновое, качество вод местного стока, характерное для данного экорегиона.

В исследуемых водах относящихся к бассейну Катуни содержание основных ионов характеризуется минерализацией. Распределение минерализации вод в период летней межени, когда воды рек имеют преимущественно подземное питание, представлены на графике 7 из распределения минерализации по стоку наблюдается тенденция её увеличения, для всех изученных вод.

График7. Минерализация вод в период летней межени, мг/л

К числу условий, определяющих химический состав природной воды можно отнести факторы непосредственно воздействующие на воду обогащающие её ионами или поглощающие их, породы воздействуют на воду двояко обогащая ее ионами и метаморфизируя ее состав.

На формирование химического состава оказывает влияние значения рН имеющее зависимость от концентрации кислотообразующих анионов, нейтрализующих кислоты катионов.

Прежде всего, следует отметить пространственную неоднородность кислотно-щелочных характеристик. Проведение пространственного районирование по характеристикам кислотно-щелочного состава вод возможно лишь по частоте проявления тех или иных значений рН, нами выбраны следующие градации значений (от 4,0-до 5,6 тенденция к закисления; от 5,6-7,0 фоновый уровень, проявления слабокислых или нейтральных свойств; от 7,0 до 8,6 нейтральные и слабощелочные).

График 8. рН в водах высокогорной части бассейна Катуни

Пространственно-временная составляющая характеризует, исследуемые воды как слабокислые - нейтральные наблюдается тенденция к проявлению нейтрально - слабощелочного характера вод.

Заключение

В результате экспедиционных исследований гидрохимии рек и родников, установлено следующее:

1. Проведенный анализ собранного материала позволил установить, что от горно-луговой до горно-степной ландшафтной зоны наблюдается увеличение содержаний ряда компонентов (HCO3-, Cl, Na, NO3- и др.).

2. Природные условия формирования химического состава и минерализации воды в бассейне Катуни различны даже в пределах одной высотной зоны, и зависят от совокупности природно-климатических факторов. Поэтому химический состав воды рек относящихся к одной высотной зоне имеет различия, зависящие от минерализации питающих их подземных вод.

3. Горные реки высокогорной части бассейна Катуни обладают трансформирующей способностью и остаются в хорошем гидроэкологическом состоянии.

4. Влияние хозяйственной деятельности наиболее ощутимы, где повышена хозяйственная и селитебная нагрузка на реки бассейна. Качественный состав их вод тесно связан с особенностью промышленно-хозяйственной деятельности, что приводит к изменению геохимических свойств водных объектов, что должно учитываться при их дальнейшем использовании и охране.

Список литературы

1. Алтайский край /Сост. Г.М. Егоров. - М.: Профиздат, 1987. 264с. - (Туристические районы).

2. Белова В. , Головачева К.В. Оценка качества подземных вод бассейна среднего течения р. Катунь // Труды XII Международного научного симпозиума студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А. Усова. Томск: ТПУ, - 2008. - С. 249 - 250

3. Белова В. , Равновесия подземных вод бассейна среднего течения р. Катунь с алюмосиликатными минералами // Материалы Всероссийской научной конференции (с международным участием) "Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды" 24 - 30 сентября 2007г., г. Иркутск; 2007. - С. 139 - 142.

4. Белова В. , Рассказов Н.М. .Геоэкологические аспекты состояния природных вод среднего течения р. Катунь // Проблемы геологии, полезных ископаемых и рационального недропользования: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 2005 г./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. - С. 13 - 15

5. Белова В. , Рассказов Н.М. Геохимия подземных вод бассейна р. Катунь в ее среднем течении // Известия ТПУ. - 2006. - № 6. - Том 309. - С. 32 - 37 Этапы формирования химического состава подземных вод бассейна среднего течения р. Катунь // Подземная гидросфера: Материалы Всероссийского совещания по подземным водам востока Сибири. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. - С. 87 - 90.

6. Белова В. , Рассказов Н.М. Распространение геохимических типов подземных вод в бассейне р. Катунь (среднее течение) // Вестник ТГУ. - 2008. - № 8. - С. 174 - 181

7. Белова В. , Рассказов Н.М. Формы миграции элементов в подземных водах бассейна р. Катунь в ее среднем течении // Известия ТПУ. - 2007. - № 1. - Том 311. - С. 113 - 118

8. Белова В. Мониторинг состояния насыщенности подземных вод бассейна среднего течения р. Катунь по отношению к карбонатам // Шестое Сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу. Материалы совещания / Под ред. М.В. Кабанова. Томск, 2005. - С. 361 - 366.

9. Белова В. Мониторинг состояния природных вод бассейна среднего течения р. Катунь // Антропогенная динамика природной среды. Том II, III Особо охраняемые природные территории; IV Экологический мониторинг; V Природоохранные технологии: Материалы Междунар. Науч.-практ. Конф. (16 - 20 окт. 2006 г., г. Пермь) / Пермь. Ун-т - Пермь: изд. Богатырев П.Г. 2006. - С. 228 - 234.

10. Белова В. Оценка качества природных вод бассейна среднего течения р. Катунь // Питьевая вода Сибири - 2006: материалы III науч.-практ. конф., 18 - 19 мая 2006 г. - Барнаул, 2006. - С. 68 - 71.

11. Белова В. Природные условия и мониторинг состояния природных вод бассейна среднего течения р. Катунь // "Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация" (Материалы V Международной Конференции) / под ред. Е.М. Нестерова. - СПб.: Изд-во "Эпиграф", 2007. - С. 140 - 142.

12. Белова В. Равновесия подземных вод бассейна среднего течения р. Катунь с горными породами // Материалы VIII международной конференции "Новые идеи в науках о Земле", РГГРУ 10 - 13 апреля 2007 г., М.: Изд. РГГРУ. 2007. - С. 180 - 183.

13. Белова В. Содержание Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Pb в подземных водах бассейна среднего течения р. Катунь // Гидрогеология, инженерная геология и гидрогеоэкология: Материалы конференции, посвященной 75-летию кафедры ГИГЭ Томского политехнического университета / Под ред. С.Л. Шварцева. - Томск: Изд-во НТЛ, 2005. - С. 235 - 243.

14. Государственный водный кадастр. Ежедневные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши, ч. 1. Реки и каналы, т. 1, вып. 10. - Бассейн Оби, 1978-1995 гг.

15. Государственный водный кадастр. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши: т.1, вып. 10. - Бассейн Оби, -Л.; Гидрометеоиздат, 1984.

16. Доклад о состоянии окружающей среды РА за 2000-2006

17. Зенин А.А., Белоусова Н.В. Гидрохимический словарь. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988.- 245 с.

18. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды на территории Республики Алтай в 2002 г. - Майма: ФГУГП "Алтай - Гео", 2003.

19. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды на территории Республики Алтай в 2001 г. - Майма: ФГУГП "Алтай - Гео", 2002.

20. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды на территории Республики Алтай в 2003 г. - Майма: ФГУГП "Алтай - Гео", 2004. - с. 70- 115.

21. Комлев А.М. Формирование стока в Бассейне р.Катуни.- Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1966.-147 с.

22. Комлев А.М., Титова Ю.В. Формирование стока в бассейне р.Катунь (Горный Алтай). - Новосибирск: Наука, Сиб.отд., 1966, 155 с.

23. Корытный Л.М. Географические особенности природно-хозяйственной системы бассейна р. Катунь //Сб. географические проблемы бассейна р. Катунь в связи с энергетическим освоением. - Барнаул, 1986. - с. 23-24.

24. Кузнецова М.А., Постникова О.В. Гидрогеология СССР.- М.: Недра, 1972, Т. XVII - 399 с.

25. Маринин А.М., Самойлова Г.С. Физическая география Горного Алтая. - Барнаул, 1987. - 109 с.

26. Материалы научно - практической конференции, посвященной 300-летию горно-геологической службе России и 50-летию образования геологического предприятия "Алтай. - Гео"/ Под. Ред. Говердовского В.А., Кудачина В.В., Неминущего Ю.А.- Горно-Алтайск , 2000. - 181с.

27. Модина Т.Д. Климаты Республики Алтай Новосибирск 1997. 177 с.

28. Нарожный Ю.К., Нарожная О.В., Парамонов В.В. Тенденции современных изменений температуры воздуха и атмосферных осадков на юге Западной Сибири. Вопросы географии Сибири. Вып. 23. - Томск, 1999, с. 64-70.

29. Нарожный Ю.К., Паромов В.В., Шантыкова Л.Н. Особенности внутригодового распределения стока рек Алтая. Материалы гляциологических исследований. Вып. 84 - М., 1998, с.34-40.

30. Особо охраняемые природные территории и объекты Республики Алтай и Горных систем центра Евразии (пути и проблемы устойчивого развития). - Горно-Алтайск: РИО "Универ - Принт", Гоно-Алтайский университет, 1998. 160 с.

31. Паромов В.В. Водные ресурсы бассейна Верхней Оби: современная оценка и тенденции изменений. Автореферат дис. Иркутск, 1999г.-24 с

32. Паромов В.В. Климатические изменения гидрометеорологических характеристик в бассейне Верхней Оби. // Гидрологические исследования в Сибири. - Томск, 1997, с. 61-62.

33. ПНД Ф 14.1. 1-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в очищенных сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера. - М.: Просвещение, 1995.с.12.

34. ПНД Ф 14.1:2 :3:4. 121-97. Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом.с.7.

35. ПНД Ф 14.1:2 110-97. Методика выполнения измерений содержаний взвешанных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом. - М.: Просвещение, 1997.с.8.

36. ПНД Ф 14.1:2 112-97. Методика выполнения измерений массовой концентрации фосфат-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом восстановлением аскорбиновой кислотой. - М.: Просвещение, 1997.с.14

37. ПНД Ф 14.1:2 4-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой. - М.: Просвещение, 1995.с.9.

38. ПНД Ф 14.1:2. 108-97. Методика выполнения измерений содержаний сульфатов в пробах природных и очищенных сточных вод титрованием солью свинца в присутствии дитизона. - М.: Просвещение, 1997.с.12.

39. ПНД Ф 14.1:2. 3-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрит - ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с реактивом Грисса. - М.: Просвещение, 1995.с.9

40. ПНД Ф 14.1:2. 50-96. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и очищенных сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой. - М.: Просвещение, 1996.с.9.

41. ПНД Ф 14.1:2. 95-97. Методика выполнения измерений содержаний кальция в пробах природных и очищенных сточных вод титримитрическим методом. - М.: Просвещение, 1997. с.14.

42. ПНД Ф 14.1:2. 98-97. Методика выполнения измерений жесткости в пробах природных и очищенных сточных вод титримитрическим методом. - М.: Просвещение, 1997.с.12.

43. ПНДФ 14.1:2. 96-97. Методика выполнения измерений содержаний хлоридов. В пробах природных и очищенных сточных вод аргентометрическим методом. - М.: Просвещение, 1997.с.14.

44. Ресурсы поверхностных вод СССР, том.15 - Алтай и Западная Сибирь, вып.1 - Горный Алтай и Верхний Иртыш (под ред. Семенова В.А.) - Л.: Гидрометеоиздат, 1969.- 308 с.

45. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики, том 15, вып. 1, - М.: Гидрометеоиздат, 1965, 1975, 1979.

46. Семенов В.А. Сток рек засушливых территорий. - М.: Гидрометиоиздат, 1990. - 169с.

47. Семенов В.А., Алексеева А.К., Дегтяренко Т.И. Изменения стока рек Росси и прилегающих территорий в ХХ столетии. Метеорология и гидрология,1994, №2.С.76-81.

48. Сухова М.Г., Русанов В.И. Климаты Ландшафтов Горного Алтая и их оценка для жизнедеятельности человека.- Новосибирск: Издательство СО РАН, 2004.- 150 с

49. Шарабура Г.Д. О возможных изменениях физико-географических условий р. Катунь в связи со строительством Еландинского водохранилища // Сб. Природные ресурсы Гоного Алтая и их хозяйственное использование. - Горно-Алтайск: БГПИ, 1980.- с. 34- 78.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Природная длина реки. Карта-схема бассейна реки Днепр в пределах Украины. Природный сток Днепра. Основные процессы в водохранилищах. Температурный и ледовый режим реки Днепр. Гидрохимическая характеристика и водохозяйственное использование Днепра.

    реферат [12,7 K], добавлен 02.06.2010

  • Физико-географическая характеристика горных стран (на примере Алтая): черты рельефа, особенности климата, современное оледенение. Водный режим рек высокогорной зоны Алтая. Методические особенности преподавания темы "Гидросфера" на уроках географии.

    дипломная работа [991,2 K], добавлен 23.08.2011

  • Карта-схема бассейна реки Южный Буг в пределах Украины. Гидрология реки Южный Буг. Гидрохимическая характеристика Южного Буга. Общая характеристика Южно-Украинского энергетического комплекса. Региональный ландшафтный парк "Гранитно-степное Побужье".

    реферат [14,8 K], добавлен 02.06.2010

  • Анализ химического состава и органолептических свойств минеральной и артезианской видов воды, выпускаемых на территории Российской Федерации. Условия возникновения и места их добычи. Применение в лечебных целях и возможность постоянного употребления.

    лабораторная работа [109,7 K], добавлен 16.01.2014

  • Географическое положение реки Амур. История происхождения названия. Количество годовых осадков. Истоки реки и ее длина. Российский сектор бассейна реки. Среднемесячный сток Амура. Главные притоки реки. Населенные пункты на берегах. Судоходство на Амуре.

    презентация [344,9 K], добавлен 08.04.2012

  • Рельеф территории Восточного Казахстана. Сложное геологическое строениег рассматриваемой территории. Характеристика климата, почвы и растительности. Гидрография и идрологическая изученность Восточного Казахстана. Строение речной сети Верхнего Ертиса.

    реферат [38,4 K], добавлен 19.01.2011

  • Исследование географического положения и природных зон Южной Америки. Обзор истории открытия реки, площади бассейна и животного мира Амазонской сельвы. Характеристика основных особенностей водных обитателей и речных растений, населения тропических лесов.

    презентация [2,2 M], добавлен 25.03.2012

  • История реки Дунай. Характеристика территориального деления реки. Притоки и гидрографическая сетка бассейна Дуная. Развитие морских грузоперевозок. Приоритетное направление Дунайского пароходства - предоставление транспортных услуг перевозки пассажиров.

    реферат [28,8 K], добавлен 14.02.2010

  • Географическое положение и геологическое развитие Евразии. Понятие природных зон и причины их формирования. Географическая зональность, размещение природных зон на материке Евразия и их характеристика. Сравнительный анализ степной и пустынной зон.

    курсовая работа [70,2 K], добавлен 10.07.2015

  • Понятие природной зоны, общее представление о широтной зональности. Взаимосвязь природных компонентов. Изучение особенностей природных зон Африки: влажные экваториальные леса, саванны и редколесья, тропические пустыни, жестколиственные вечнозеленые леса.

    презентация [2,4 M], добавлен 19.05.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.