1. На основе обобщения данных многолетних гидролого-гидрохимических наблюдений на болотах различных генетических типов установлены модули стока растворенных веществ реками, принимающими сток с верховых и низинных болот Северо-Запада и Западной Сибири. Расчет стоковых характеристик проведен на основе определения фоновых гидрохимических показателей речных и болотных вод в фоновых и нарушенных условиях. Выявлены основные различия формирования химического состава болотных и речных вод верховых и низинных болот, которые определяются:
• для верховых болот - снижением кислотности (рН = от 4,3 до 6,9 ед. рН), изменением ионного состава вод от сульфатно-кальциевых к гидрокарбонатно- кальциевым и увеличением общей минерализации от 20 до 290 мг/л при переходе от болотных к речным водам и снижением содержаний органических веществ (по бихроматной окисляемости от 80 до 250 мгО/л), а также снижением содержаний общего железа (от 0,9 до 9,7 мгБе/л) и кремния (от 1,8 до 5,9 мг81/л). Биогенный состав исследованных речных вод также имеет ряд отличительных признаков в сравнении с болотными: низкие значения окисленных и восстановленных форм азота (0,001 — 0,2 мг/л) и фосфора (0,01 - 0,07 мг/л) в болотных водах в сравнении речными - до 10,8 мг/л для аммонийного азота и 2,8 мг/л - для фосфатов.
• для низинных болот различия химического состава болотных и речных вод значительно отличаются с верховыми (снижение цветности до 60 градусов и бихроматной окисляемости до 37 мг/л), но при этом наиболее выражены изменения общей минерализации, значения которой варьируют в пределах от 300 для речных до 800 мг/л для болотных вод, сопровождающиеся увеличением щелочности (до 7,2 ед. рН), содержания кремния (до 6,1 мг/л), а также преобладанием НСО3 и Са в ионном составе.
2. Установлены модули стока растворенных веществ для олиготрофных болот и выявлены их региональные различия. Для верховых болот Северо Запада (Иласское болото) и Западной Сибири (Васюганское болото) модули речного стока растворенных веществ составляют соответственно:
Начало таблицы.
-
Иласское
Васюганское
ионный сток, т/км2
10,8
25
сток органических веществ, т/км2
19,3
4,5
сток минерального азота, кг/км2
39
253
сток минерального фосфора, кг/км2
3,3
10,4
сток общего железа, кг/км2
293
119
сток кремния, кг/км2
586
445
Конец таблицы.
Для исследованных болот характерно многократное превышение стока органических веществ, общего железа и кремния относительно регионального фона.
Установлены различия в модулях стока химических веществ в реках, принимающих сток с различных по трофности участков Васюганского болота: для р. Тром-Юган, принимающей сток с олиготрофных части болота, выявлено превышение модулей стока органического вещества в 3 раза (Рс = 10,2 т/км2) по сравнению с р. Васюган, являющейся водоприемником стока с верховых и низинных участков болот (Рс = 3,4 т/км2) и уменьшение модулей ионного стока ( Р^ = 2 5 —-д л я р . В а с ю г а н и Ри = 1 7, 5—т— — дл я р .Тр о м —Ю г ан ). Модули стока биогенных веществ для этих рек изменяются в близких пределах: Рм = 23 7 — 2 89-^-,РрО =7,4 — 8, 7-^-,РрР = 2 52 — 2 5 5 ^Тг , за исключением кремния (7% = 93 5 — 1689 ^Тт).
3. На основе расчета среднемноголетних сезонных характеристик гидрохимического стока олиготрофных болот установлено количественное распределения модулей стока химических веществ по сезонам. При этом доля ионного стока в период весеннего половодья составляет 44%, стока органического вещества 66%, минерального азота - 45%, фосфатов - 41%, стока общего железа - 60%, стока кремния - 55%. В периоды летней и зимней межени вынос находится на уровне 18 - 32% для ионного стока, сток органического вещества колеблется в пределах 7 - 21%, минерального азота - 10 - 17%, фосфора - 8 - 23%, соединений железа - 11 - 20% и кремния - 12 - 26%.
Сезонное распределение модулей стока различных гидрохимических веществ показывает, что максимальные их значения отмечаются в периоды весеннего половодья, минимальные - в межень. Увеличение модулей стока в летний период, вероятно, объясняется концентрационным фактором - летом концентрации химических веществ значительно превышают расходы воды.
4. Установлены модули речного стока для низинных болот на примере Тарманского болотного массива, составляющие соответственно:
Начало таблицы.
ионный сток, т/км2 12,4
сток органических веществ, т/км2 1
сток минерального азота, кг/км2 48
сток минерального фосфора, кг/км2 2,3
сток общего железа, кг/км2 64
сток кремния, кг/км2 219
Конец таблицы.
Внутригодовая динамика стока растворенных веществ демонстрирует резкое преобладание выноса в период весеннего половодья; в остальные фазы водного режима значения модулей гидрохимического стока минимально. При этом выявлено следующее процентное соотношение: весной на долю ионного стока, стока фосфатов и общего железа приходится 80 - 83%, стока органического вещества и кремния - 70 - 71%, минерального азота - 78%.
5. Получены основные гидрохимические характеристики поверхностных вод верховых мелиорированных болот на примере Ларьянского болотного массива. Согласно полученным данным, осушенные участки болота сохранили все признаки естественного фона верховых болот: кислая реакция среды (рН = 4,7), малая минерализация (15 мг/л), повышенные значения цветности (200 - 460 градусов) и бихроматной окисляемости (78 - 125 мгО/л) и следовые концентрации биогенных веществ (0,001 - 0,15 мг/л).
Воды участков болота, затронутых торфоразработками с внесением минеральных удобрений, значительно отличаются от естественных участков: понижается кислотность вод (рН = 5,5), увеличиваются значения общей минерализации (111 мг/л), цветность (826 градусов) и содержание органических веществ (ХПК = 143 мгО/л), а также повышенные концентрации нитритного (0,04 мг/л) и аммонийного азота (0,6 мг/л).
Выявлены основные признаки болотного влияния на реки, принимающие сток с мелиорированных болот. Это преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые слабощелочные воды (рН = 7,2), с малой минерализацией (155 мг/л), высокой цветностью (237 градусов), бихроматной окисляемостью (44,1 мгО/л) и пониженными значениями минеральных форм азота и фосфора (0,01 - 0,3 мг/л) по сравнению с периодом активного освоения (1 мг/л).
Рассчитаны модули годового стока растворенных веществ для верховых мелиорированных болот за старый и современный периоды:
Начало таблицы.
-
1987 - 1988 гг.
2007 - 2010 гг.
ионный сток, т/км2
21,1
52,4
сток органических веществ, т/км2
5,6
11,2
сток минерального азота, кг/км2
500
107
сток минерального фосфора, кг/км2
2,4
4,6
сток общего железа, кг/км2
1434
154
сток кремния, кг/км2
454
504
Конец таблицы.
Обобщая полученные приближенные стоковые характеристики, можно сделать следующие выводы. Для мелиорируемой территории Ларьянского болотного массива установлено двукратное увеличение модулей ионного стока, стока органических веществ и минерального фосфора. Ощутимо снизился вынос минерального азота и общего железа. Модули стока кремния практически остались неизменными.
Установлены основные черты пространственного распределения стока растворенных веществ для верховых мелиорированных болот. Максимальные объемы выносимых веществ отмечаются в весеннее половодье, минимальные зафиксированы в периоды минимальных расходов воды - летней межени. Наряду с этим доля ионного стока в период весеннего половодья составила 45%, стока органического вещества - 63%, стока минерального азота - 64%, фосфора - 54%, стока общего железа - 49% и кремния - 61%. В период летней межени доля ионного стока достигает 24%, стока органического вещества - 17%, стока минерального азота - 18%, фосфора - 19%, общего железа - 20%, кремния - 19%.
6. Полученные характеристики стока различных химических веществ для рек, принимающих болотные воды с разнотипных болот России, могут быть положены в основу разработок природоохранных мероприятий, в том числе, предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ, и прогноза изменения качества поверхностных вод при проектировании различных хозяйственных объектов, а также для изучения нарастания или облесения болот. При этом наиболее репрезентативные характеристики стока получены для верховых болот; для низинных данные нуждаются в подтверждении дополнительными исследованиями на других болотах России данного типа.

Купить