Научный архив: статьи

В условиях глобального потепления климата оценка изменения гидрологического режима водохранилищ Волжско-Камского каскада, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, рыбного хозяйства и рекреации, весьма актуальна. В качестве объекта исследования выбрано самое крупное в каскаде Куйбышевское водохранилище с сезонным регулированием водного стока Волги. Основная цель – количественная оценка межгодовых и сезонных изменений уровня воды водохранилища за период 1958–2024 гг. Методы. Для исследования создана база данных инструментальных наблюдений за уровнем воды водохранилища и расходом воды в створе Жигулевского гидроузла, через который проходит 97 % водного стока р. Волги. При обработке исходного материала использованы методы статистического анализа временных рядов, включающие регрессионный и корреляционный анализы. Достоверность оценок определялась с помощью критерия Фишера. Результаты. Установлена устойчивая тенденция повышения среднего уровня воды Куйбышевского водохранилища за счет увеличения уровня воды в зимнюю межень и весеннее половодье. В соответствии с линейным трендом среднегодовой уровень воды за 67-летний период повысился на 0,93 м при темпе 0,14 м/10 лет. Между уровнем воды в водохранилище и расходом воды р. Волги установлена связь с коэффициентом корреляции 0,55. Изменение уровня воды по гидрологическим сезонам крайне неравномерно. Повышение уровня воды за 67-летний период также происходило неравномерно. Основным фактором повышения уровня воды является смена режима сезонного регулирования водного стока Волги в створе Жигулевского гидроузла. В результате амплитуда сезонных колебаний уровня воды уменьшилась в два раза с 4,6 м до 2,3 м за счет его значительного повышения в зимнюю межень и весеннее половодье. Столь существенные изменения уровня воды в период зимней межени и в начале весеннего половодья привели к изменению морфометрических характеристик Куйбышевского водохранилища. Наибольшее увеличение площади и объема водохранилища наблюдалось в марте и составило 26 % и 32 % соответственно.

Массовое развитие синезеленых (Cyanophyta) водорослей – характерное явление для большинства поверхностных водных объектов, благодаря которому развивается процесс «цветения» вод, оказывающий негативное влияние на водоснабжение, рыбное хозяйство и рекреацию. В условиях глобального потепления климата усиливается интерес к оценке влияния гидрометеорологических факторов на развитие «цветения» вод. Методы. Комплексные наблюдения проводились на Приплотинном плесе Куйбышевского водохранилища в летний период 2016–2021 гг. Температуру воздуха и воды определяли ежедневно, пробы для определения концентрации биогенных веществ, хлорофилла а и таксономического состава фитопланктона отбирали одновременно с декадной дискретностью. Данные о расходах и уровнях воды получены от филиала ПАО «РусГидро» – «Жигулевская ГЭС». Результаты. Установлено, что основными факторами, влияющими на содержание хлорофилла а, являются температура воды и погодные условия. С повышением температуры воды в июне концентрация хлорофилла а постепенно увеличивалась. При достижении температуры воды выше 22 °С концентрация хлорофилла а резко увеличивалась и начиналось массовое развитие фитопланктона с доминированием группы синезеленых водорослей. Для процесса «цветения» вод наиболее благоприятными стали теплые 2016 и 2021 годы, когда содержание хлорофилла а за летний период составило 6,3 и 7,4 мкг/дм3 соответственно. В неблагоприятные для «цветения» вод холодные 2017 и 2019 годы концентрация хлорофилла составила 0,7 и 1,8 мкг/дм3 соответственно. Процесс «цветения» не наблюдался. Значительная вариабельность концентрации хлорофилла а в период «цветения» вод обусловлена сменой погодных условий. При дальнейшем повышении температуры воды Куйбышевского водохранилища в условиях глобального потепления климата процесс «цветения» вод будет усиливаться, что может нарушить экологическую устойчивость экосистемы водоема и создать риски для комплексного водопользования.

Цель - изучение особенностей сезонной изменчивости содержания растворенных органических веществ (РОВ) в воде Куйбышевского водохранилища и факторов её определяющих. Материалы и методы. Для достижения цели использованы данные мониторинга качества воды на Приплотинном плесе Куйбышевского водохранилища в период 2018-2022 годы. Отбор проб воды осуществлялся ежемесячно с поверхностного горизонта (0,5 м). Лабораторный химический анализ воды проводился в соответствии с действующими нормативными документами. Результаты и обсуждение. Внутригодовые колебания средних месячных значений содержания РОВ составляют: для биохимического потребления кислорода (БПК5) 1,5-2,2 мгО2/дм3, для перманганатной окисляемости (ПО) - 7,0-8,6 мгО2/дм3, для бихроматной окисляемости (БО) - 23-28 мгО2/дм3. Содержание РОВ характеризуется хорошо выраженной сезонной изменчивостью и включает четыре периода (I, II, III и IV), которые отличаются продолжительностью и разнонаправленностью трендов. В период I содержание РОВ постепенно увеличивается с января по май. Период II характеризуется уменьшением содержания РОВ и продолжается с середины мая до середины июня во время весеннего половодья. В период III содержание РОВ существенно увеличивается под воздействием процесса массового развития цианобактерий (МРЦ). В период IV содержание РОВ плавно уменьшается во время осенней и зимней межени. В сезонном разрезе наибольшее содержание РОВ наблюдается в летнюю межень, когда активно протекает процесс МРЦ. В результате содержание РОВ в июле - августе увеличивается в рамках БПК5 на 20-25 %, в рамках ПО - на 13-15 %, в рамках БО - на 4-6 %. Степень влияния процесса МРЦ на содержание РОВ зависит от погодных условий. Проблема роста содержания РОВ обостряется в жаркие и маловодные годы, когда на водохранилище активизируется процесс МРЦ, что существенно увеличивает содержание в воде легко окисляемых РОВ. Выводы. Высокое содержание РОВ существенно затрудняет использование Куйбышевского водохранилища для хозяйственно-питьевого водоснабжения и рыбного хозяйства. В перспективе проблема ухудшения качества воды будет только обостряться из-за роста биогенной нагрузки, потепления климата и активизации процесса МРЦ.