Химический состав и гидрохимический режим рек Европейской части

Вода р. Унжи содержит большое количество органических веществ, что видно по цветности воды (23-- 113°) и перманганатной (3,0-- 16,7 мгО/л) и бихроматной (14,5--48,7 мгО/л) окисляемости. Наибольшее содержание органических веществ наблюдалось в весенний паводок, когда талые воды в большом количестве сбрасывались с болот, богатых органическими веществами. В связи с этим величина pH в весенний период падала до 6,65--7,19, а в летний период поднималась до 7,74--8,12. Насыщение воды р. Унжи кислородом невелико и колеблется в пределах 52,7--91,0% при содержании С 0 2 от 1,9 до 14,4 м г С 0 2/л. Слабое насыщение воды кислородом и большое содержание С 0 2 в воде р. Унжи, по-видимому, объясняются расходованием растворенного кислорода на окисление органических веществ. Содержание суммарного минерального азота (2N), так же как в трех предыдущих притоках, незначительно и не превышает 0,30 M r N /л. Содержание же железа довольно высокое, иногда достигающее 2,34 MrFe/л, что также связано с болотным питанием реки. Содержание кремния колебалось в пределах 1,2--4,7 MrSi/л.

4.7 Река Керженец

Сумма минерального азота (2N) колебалась от 0,13 до 0,61 мг N/л, содержание фосфора -- 0,003--0,023 мг Р/л. Содержание железа в воде р. Керженца иногда достигало 1,00--1,80 MrFe/л, что также связано с болотным питанием реки и большим содержанием в воде органических веществ. Содержание кремния изменялось от 1,0 до 6,6мгSi/л

Протяженность около 290 км, площадь бассейна 6140 км2

На р. Керженце наблюдается два паводка: главный -- весенний паводок и небольшой -- летний. Этим двум максимумам расходов соответствуют два минимума минерализации воды. Вода р. Керженца относится к маломинерализованным водам и в зимнее время не превышает 110,3 мг/л. Вовремя весеннего половодья минерализация воды сильно падает и достигает 31.7 мг/л (апрель). Такая низкая величина минерализации воды р. Керженца объясняется геологическим строением бассейна. Бассейн р. Керженца сложен главным образом континентальными пермскими отложениями (красными глинами и песками сарминской свиты). По соотношению ионов в воде р. Керженца главное место принадлежит Н С 0 3', содержание которого колеблется в пределах 29,1--42,2% экв. Содержание S O /' и СГ очень небольшое (соответственно 5,0--9,5 и 2,3--4,5% экв.) за исключением паводкового периода, когда содержание S O /' достигает довольно больших значений (в апреле--мае 15,5-- 17,4% экв.).

Такое повышение S O /' в паводковый период некоторые авторы объясняют или смывом с болот сульфатов, которые иногда накапливаются в сфагнумах в довольно значительных количествах, или поступлением с поверхности продуктов окисления, распространенных среди многих пород пиритов. В катионном составе преобладает Са", обычно составляющий 23,3--27,3% экв, затем Mg" и Na' + K', которые имеют почти одинаковые значения (соответственно 11,3-- 13,9 и 9,5-- 13,5% экв.). По соотношению ионов вода р. Керженца может быть отнесена к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, первому типу, за исключением паводкового периода, когда она относится ко второму типу. Данные по содержанию в воде р. Керженца отдельных ионов и общей минерализации воды в устьевой части реки показывают, что как общая минерализация, так и относительное содержание некоторых ионов вниз по течению (от с. Хахалы к устью) увеличиваются. В весенний паводок (май) общая минерализация в 1954-- 1961 гг. колебалась от 55,3 до 106,1 мг/л, а в летнюю межень -- от 120,0 до 239,3 мг/л. В относительном составе произошли изменения: увеличилось значение SO / ' за счет уменьшения НСОз' и увеличилось значение Са за счет Na`+ K `- Увеличение доли S O /' и Са" и повышение минерализации указывает на растворение гипса.

В воде р. Керженца содержится большое количество органических веществ, на что указывает цветность воды, достигающая иногда 162°, и перманганатная окисляемость -- 7,3--24,1 мгО/л. Величина pH изменялась от 6,51 (весенний паводок) до 8,30 (лет няя межень)

Сумма минерального азота (2N) колебалась от 0,13 до 0,61 мг N/л, содержание фосфора -- 0,003--0,023 мг Р/л. Содержание железа в воде р. Керженца иногда достигало 1,00-- 1,80 MrFe/л, что также связано с болотным питанием реки и большим содержанием в воде органических веществ. Содержание кремния изменялось от 1,0 до 6,6 мг Si/л.

4.8 Река Сура

Река Сура - второй по величине правый приток Волги. Речка, длиной в 841 км и площадью бассейна 67,5 тыс.кмІ, протекает по территории Ульяновской, Нижегородской и Пензенской областей, а также республик Мордовия, Марий Эл и Чувашия.

Исток Суры расположен на Приволжской возвышенности около села Сурские Вершины, Ульяновская область. А недалеко от Чебоксарского водохранилища река впадает в Волгу.

Сура имеет смешанное, большей частью снеговое питание. Период замерзания - ноябрь-декабрь, а вскрытия ото льда - конец марта - апрель. Время половодья - апрель - май.

Верховье Суры характеризуется быстрым течением, извилистой формой и низкими берегами. Сплав здесь возможен лишь во время половодья, и то спортивного характера. Уже в мае русло Суры становится обычных для неё размеров и в некоторых местах сужается до 2-3 м.

На р. Суре наблюдается только один (весенний) паводок в апреле--мае. В остальное время года ежедневные расходы воды почти постоянные (70--80 м3/сек.). Основная масса воды (70%) проходит в паводок. Поэтому в течение года наблюдается только один минимум минерализации воды в паводок. Минерализация воды р. Суры в зимнее время (январь--март) достигает довольно значительных величин (634,8 мг/л) и в это время р. Суру можно отнести к рекам с повышен ной минерализацией воды. В остальное время года вода имеет среднюю минерализацию -- от 160,2 (в паводок) до 423,2 мг/л.

Формированию воды с такой минерализацией способствует геологическое и почвенное строение верхнего и среднего течения реки (третичные отложения -- палеоген). В верхнем течении по роды состоят из песков, песчаников, опок и глин, залегающих на породах меловой системы. В среднем течении минерализацию еще несколько повышают аптские глины, глауконитовые пески, сидеритовые плитняки, кремнистые мергели и др. Кроме того, часть повышения минерализации воды необходимо отнести за счет выщелачивания черноземных почв. Ионный состав воды р. Суры характеризуется преобладанием НСОз' (34,3--40,6% экв.). В воде р. Суры содержится довольно1 значительное количество сульфатов (8,0-- 14,8% экв.) при незначительной доле С1' (0,9--2,5% экв.). В катионном составе преобладает Са", содержание которого колеблется от 32,3 до 38,0% экв.

Содержание Mg" (9,5-- 10,4% экв.) несколько больше содержания Na' + K- (2,1 -- 7,5% экв.). По относительному составу вода р. Суры относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу. Результаты химического анализа воды р. Суры в ее устье, полученные нами, показывают, что минерализация воды к устью еще более повышается по сравнению с пунктом у д. Кияжихи. Д аж е в паводковый период (конец мая) минерализация воды р. Суры достигает 224,3--376,6 мг/л, в летнюю межень -- 517,2 мг/л. Увеличению минерализации воды к устью реки способствуют р. Алатырь и р. Пьяна, которые дренируют в своем бассейне пермские морские отложения казанского яруса и выщелачивают большие количества гипса, в результате чего развиты карстовые явления. Это объяснение подтверждается относительным составом воды. Доля S O /' в относительном со ставе воды сильно возрастает (до 16,9--22,5% экв.) с соответствующим уменьшением значения Н С 0 3' при почти неизменном содержании С1'. В катионном составе изменений почти не происходит.

В воде р. Суры содержится очень мало органических веществ по сравнению с другими притоками р. Волги (Костромой, Немдой, Керженцем), что отчетливо видно по цветности воды (9--40°), пермангаиатной' (4,3--8,4 м гО /л) и бихроматной (11,9--39,1 мг О/л). Величина pH в весенний и летне-осенний периоды довольно высокая -- 7,78--8,40, Насыщение воды кислородом колеблется в больших пределах -- от 57,8 до 104,6% при содержании С 0 2 от 2,7 до 16,8 мг/л. Малое насыщение воды кислородом можно объяснить расходованием растворенного кислорода на окисление взвешенных веществ, так как в устьевой части река несет их большое количество. Кроме того, в мутной воде менее интенсивно протекают процессы фотосинтеза, продуктом которых является кислород. Это подтверждается тем, что в воде р. Суры мало фитопланктона. Содержание минерального азота (2N) не очень велико и колеблется в пределах 0,05--0,55 мгЫ/л. Содержание растворенного фосфора достигает больших величин -- 0,095--0,098 мг Р/л. Содержание железа очень мало -- 0,04--0,32 мг Fe/л, а кремния очень велико -- до 11,5 мг Si/л.

4.9 Река Ветлуга

По Европейской части Российской Федерации, преимущественно по территории Нижегородской, Костромской и Кировской областей, протекает река Ветлуга, которая является крупнейшим левым притоком Волги. Полноводная и с неторопливым течением, она называется таежной рекой, имеет широкое русло (до 50-60 метров) и большую глубину (от 3-5 метров). В ее речную систему включены 103 небольших рек, а образована Ветлуга слиянием реки Быстрая и реки Вороная. Общая протяженность реки 889 км, а площадь ее речного бассейна 39400 кмІ.

На гидрографе видно, что на р. Ветлуге имеет место два паводка: весенний (вторая половина апреля -- первая половина июня), обусловленный таянием снега, и осенний (вторая поло вина октября -- конец ноября) за счет выпадающих дождей. В соответствии с этим происходит и изменение минерализации: минимум минерализации наблюдается весной и осенью. Река Ветлуга относится к рекам с малой минерализацией воды, колеблющейся в течение года в пределах 48,0--217,7 мг/л. Такая малая минерализация воды р. Ветлуги объясняется геологическим и почвенным строением и климатическими условиями бассейна, которые похожи на физико-географические условия бассейна р. Керженца. Бассейн р. Ветлуги сложен в основном континентальными пермскими отложениями (красными глинами и песками сарминской свиты).

По соотношению ионов в воде р. Ветлуги превалирующее значение имеет Н С 0 3' (38,9--45,3% экв.) при малом содержании SO и С1' (соответственно 2,5-- 10,3 и 0,5--4,1% экв.). В паводковый период (апрель--май), так же как это наблюдалось и на р. Керженце, содержание S O повышается до 8,9-- 10,3% экв, тогда как в остальное время года его доля составляет 2,5--5,3% экв. Такое явление может быть объяснено теми же условиями, которые были указаны для р. Керженца: накоплением сульфатов в сфагнумах болот или окислением имеющихся на поверхности пород, содержащих пирит. Из катионов наибольшая доля приходится на Са" (27,4--33,3% экв.), второе место принадлежит Mg (9,9-- 13,9% экв.) и малое значение имеет NaK (3,2-- 10,7% экв.). Вода р. Ветлуги может быть отнесена к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, первому типу (кроме паводкового периода, когда она относится ко второму типу). Минерализация воды в устьевой части реки почти не отличается от минерализации воды у с. Дубники.

В свободный ото льда период (май--октябрь) минерализация воды изменялась в пределах 47,9-- 185,0 мг/л. Почти без изменений остается и относительный состав. Увеличилась доля Mg (до 10,6--20,6% экв.) и уменьшилось относительное содержание Са (до 20,1--30,7% экв.). Вода р. Ветлуги содержит большое количество органических веществ, подтверждением чего является высокая цветность воды (18-- 102°) и большая величина перманганатной (7,8-- 19.3 мгО /л) и бихроматной (15,9--69,8 мгО/л) окисляемости. Величина pH в весенний и летне-осенний периоды изменялась от 6.76 до 8,00. Наименьшая величина pH наблюдалась нами в весенний паводок, что объясняется смывом с болот вод, содержащих большие количества гуминовых кислот. Насыщение воды кислородом имеет средние значения (70,4-- 107,7%) при довольно больших содержаниях С 0 2 (2,4-- 14.4 м г С 0 2/л).

Содержание минерального азота (2N) не очень велико и колебалось в пределах 0,07--0,39 мг N/л, что указывает на малое загрязнение воды р. Ветлуги. Содержание растворенных фосфатов в большинстве случаев было малым и изменялось от 0,003 до 0,046 м г/л. Содержание железа в воде р. Ветлуги довольно значительно и достигало до 0,95-- 1,04 MrFe/л, что также связано с болотным питанием реки. Содержание кремния колебалось в пределах 1Д--6,8 MrSi/л.

4.10 Река Большая Кокшага

Река Большая Кокшага протекает в Кировской области и Марий Эл, левый приток Волги.

Длина реки -- 297 км. Питание снеговое и дождевое. Ледостав с начала ноября по середину апреля.

Река течёт по смешанным, а в верховьях хвойным, заболоченным лесам. В нижнем течении непроходимые болота. В пределах Кировской области расположены посёлки городского типа Кикнур и Санчурск. На территории Марийской республики крупных поселений в бассейне Большой Кокшаги нет, здесь расположен заповедник "Большая Кокшага". Река впадает в Куйбышевское водохранилище рядом с селом Кокшайск в нескольких километрах выше устья Малой Кокшаги.

На р. Б. Кокшаге наблюдается только один паводок -- весенний, а отсюда и изменение минерализации имеет один минимум, наблюдающийся в конце апреля -- начале мая. По величине минерализации р. Б. Кокшагу можно отнести к рекам с малой минерализацией воды, которая изменяется в течение года от 57,1 (апрель) до 252,1 мг/л (март). Минерализация воды р. Б. Кокшага имеет несколько большую величину, нежели это наблюдается в pp. Ветлуге и Керженце. Это объясняется тем, что на участке р. Волги от г. Горького до г. Казани, чем дальше на восток, тем большая минерализация воды имеет место в левых притоках р. Волги. Здесь повышение минерализации воды р. Б. Кокшаги по сравнению с минерализацией рек Ветлуги и Керженца определяется возросшим влиянием подземных вод пермских морских отложений (известняки казанского яруса).

Основным анионом в воде р. Б. Кокшаги является Н С 0 3', со держание которого колеблется от 38,7 до 44,8% экв., второе место по относительному содержанию принадлежит S O /' (3,7-- 10,0% экв.) и очень малая доля приходится на С Г (0,6-- 1,7% экв.). Из катионов главное значение принадлежит Са (29,7-- 31,1% экв.). Следующим по величине является M g- (12,7-- 14,3% экв.) и последнее место по относительному содержанию принадлежит Na'+ K ' (4,9--6,7% экв.). Увеличение относительного содержания Са" и S O /' в воде р. Б. Кокшаги по сравнению с pp. Ветлугой и Керженцем объясняется увеличением влияния грунтовых вод, проходящих по по родам пермских морских отложений, в которых имеется гипс. По относительному содержанию отдельных ионов вода р. Б. Кокшаги может быть отнесена к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, первому типу во все сезоны, кроме весен него (паводок), когда эта вода относится ко второму типу.

Величина минерализации и относительный состав воды р. Б. Кокшаги у устья и у с. Гришкино почти не отличаются между собой, т. е. на таком коротком участке реки (52 км) не происходит существенных изменений в химическом составе воды. Вода р. Б. Кокшаги содержит очень большое количество органических веществ, благодаря чему вода сильно окрашена. Цветность воды очень большая и изменялась от 15 до 116°. Величина pH в наблюдаемый период изменялась от 7,14 до 8,00. Насыщение воды кислородом колебалось в широких пре делах: от 65,3 до 98,4%, причем наименьшие величины насыщения наблюдались в весенний паводок, наибольшие -- в летне- осенний период.

Содержание СО2 иногда достигало больших величин -- 4,3-- 15,9 мг/л. Содержание общего минерального азота (2N) очень мало -- 0,09--0,33 мг N/л, что указывает на малое загрязнение реки сбросом сточных вод. Содержание железа, как ни в какой другой реке очень велико и изменялось от 0,14 до 1,92 M rFe/л. Н аи большие величины (1,09, 1,75 и 1,92 M rFe/л) наблюдались в весенний паводок, когда и содержание органических веществ было также наибольшим. Содержание кремния изменялось в пределах 2,2--6,7 мг Si/л.

4.11 Река Свияга

Свияга (Зея) - река в Татарстане и Ульяновской области, приток Волги. Протяженность реки - 375 км, площадь водосбора - 16,7 тыс.кв.км. Истоки реки находится на Приволжской возвышенности. Первый исток берет начало у села Кузоватово Ульяновской области, второй - у села Красные поляны, третий - недалеко от села Баевка. Река несет свои воды в Свияжский залив и впадает в него в районе Куйбышевского водохранилища.

У Свияги 79 притоков, самыми крупными из которых являются Улема, Цильна, Тимерсянка, Карла, Тоша, Аря, Бирля. Питание - снеговое. Волга и Свяга текут параллельно, но в разных направлениях. Водораздел между ними составляет от 3-х до 45 км.

Река Свияка - многоводная, равнинная, с неторопливым спокойным течением. Левый берег - пологий, правый - холмистый, крутой, изрезанный оврагами. Прибрежные холмы покрыты густым смешанным лесом. Длинные речные плесы сменяются перекатами, на отдельных участках встречаются песчаные пляжи.

В гидрографе р. Свияги наблюдается только один, весенний, паводок, во время которого в течение одного апреля происходит резкое увеличение и уменьшение расходов воды. В этот период наблюдается и минимум минерализации воды (251,3 мг/л). Максимальная минерализация воды р. Свияги наблюдается в осенне-зимний период (674,0--630,0 мг/л). По вели чине минерализации р. Свиягу нужно отнести к рекам с повышенной минерализацией воды в течение почти круглого года, за исключением апреля, когда минерализация снижается до 250,0 мг/л. Такая высокая минерализация воды р. Свияги объясняется наличием в бассейне пород пермских отложений (татарский и казанский ярусы), залегающих непосредственно под четвертичными, которые сильно минерализуют воду при ее про хождении через них.

Кроме того, распространение в бассейне р. Свияги серых и бурых почв лесостепи, которые содержат боль шое количество органических веществ, увеличивает содержание угольной кислоты в почвенных и грунтовых водах. Наибольшая доля среди анионов приходится на Н С 0 3' (24,3-- 34,9% экв.), второе место (в некоторые периоды года почти достигает значений Н С 0 3') принадлежит S O (9,8--22,0% экв.) при незначительном содержании CV (2,6--5,3% экв.). Среди катионов главенствующее значение принадлежит С а (32,3-- 36,3% экв.), затем идут M g” (4,1--13,1% экв.) и Na'+K' (3,8-- 10,1% экв.). Большие содержания С а“, S O /' и Н С 0 3' объясняются растворением гипсов и известняков, имеющихся в бассейне р. Свияги.

Результаты химического анализа воды р. Свияги в ее устьевой части минерализация воды в летне-осенний период еще более возрастает от среднего течения реки к ее устью. Она иногда достигает 937,2 мг/л (12/IX 1955 г.). В то же время и относительный состав воды также сильно изменяется: значения Са” и НСОз' уменьшаются, a S 0 4" и M g” воз растают. Доля S O /' иногда возрастает до 28,6% экв, превосходя значение НСОз'. Такое изменение относительного состава связано с увеличением общей минерализации воды, которое происходит за счет растворения гипса и доломитизированных известняков. Вода р. Свияги как в среднем течении, так и в устьевой части относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу. Иногда вода р. Свияги относится к сульфатному классу, кальциевой группе, второму типу. Содержание органических веществ в воде р. Свияги не очень большое, на что указывают небольшие значения цветности (8-- 58°) и перманганатной окисляемости (4,7-- 10,8 мгО/л). Величина pH воды р. Свияги очень высокая, колеблется в пределах 8,00--8,74.

Только один раз наблюдалось снижение pH ниже 8,00. Насыщение воды кислородом также очень высокое, достигающее иногда 179,2%. Но, несмотря на высокое содержание кислорода, нами наблюдались и большие содержания СО2, доходя щие до 26,5 мгСОа/л, при одновременном насыщении воды кислородом 80,6%. Величина суммы минерального азота (2 N) в воде р. Свияги несколько выше, чем это наблюдалось нами в других малых при токах, и колебалось в пределах 0,03--0,49 мг N/л. М алые содержания минерального азота следует отнести за счет потребления его фитопланктоном. Содержание железа в воде р. Свияги очень мало и колебалось от 0,00 до 0,22 мг Fe/л. Содержание кремния имеет большую амплитуду колебания -- от 0,5 до 7,0 MrSi/л

4.12 Река Сок

Река Сок левобережный приток реки Волга. Общая протяженность реки Сок 364 километра, площадь бассейна 11 700 кмІ.

Сок берёт начало на Бугульминско-Белебеевской возвышенности. Впадает в Саратовское водохранилище в северной части города Самары. Далее вода реки Сок попадает в Каспийское море, не имеющее сообщения с мировым океаном.

Питание в основном снеговое. Половодье в апреле -- начале мая. Среднегодовой расход воды -- 33,3 мі/с. Ледостав -- в конце октября -- начале декабря, вскрывается в апреле. Сток в межень зарегулирован плотинами, построенными на притоках.

На Соке расположены посёлки Серноводск (бальнеологический курорт) и Сургут. Река судоходна в низовьях.

Минерализация воды р. Сок высокая и в течение года изменяется в пределах от 513,4 (в апреле) до 1656,0 мг/л (в январе). Река Сок питается в течение всего года (кроме весен него паводка -- апрель--май) исключительно подземными водами, имеющими высокую минерализацию за счет растворения солей пермских отложений казанского яруса. В весенний паводок минерализация воды резко падает за счет разбавления под земных вод талыми водами. По величине минерализации вода р. Сок относится к высоко минерализованным водам. Из анионов основная доля приходится на S O /', содержание которого изменяется от 25,5 (паводок) до 33,2% экв. (зимняя межень), второе место принадлежит Н С 03' (12,2--21,3% экв.) и незначительная доля приходится на СК (2,6--5,3% экв.). Среди катионов главное значение принадлежит Са (30,6-- 34,3% экв.), a Mg и N a '+ K ' занимают примерно равное положение, с небольшим превышением Mg (соответственно 7,2-- 14.2 и 3,4--9,4% экв.). Вода р. Сок относится к сульфатному классу, кальциевой группе, второму типу.

Данные по химическому составу воды р. Сок в ее устье, позволили установить, что величина минерализации воды р. Сок в ее устье в летнее время примерно такая же, как у ст. Сургут. Изменения происходят только в весенний паводок, когда минерализация воды у устья понижается до 154,8-- 205,8 мг/л, что объясняется большим разбавляющим влиянием талых вод. Кроме того, в весенний период часто основную долю среди анионов составляет НСОз', в остальные периоды -- сульфаты, как это наблюдается у ст. Сургут. Среди катионов Са занимает главенствующее положение. Второе место, более четко, чем это наблюдалось у ст. Сургут, принадлежит Mg, а затем Na' + K'.

Величина pH воды р. Сок изменялась в пределах 7,70--8,17. Содержание органических веществ в воде р. Сок невелико, что показывает малая величина цветности воды (5--39°) и перманганатной окисляемости (3,7--7,9 мгО /л). Насыщение воды кислородом большей частью высокое, достигающее 130,0%, что объясняется большой интенсивностью жизнедеятельности фитопланктона почти во всей толще воды, так как вода в р. Сок очень прозрачна (до 225 см). Содержание двуокиси углерода колеблется в больших пределах -- 1,3-- 20,0 мг СОг/л. Содержание минерального азота (2 N) в воде р. Сок изменяется в больших пределах -- от 0,03 до 0,83 MrN/л, что объясняется подземным питанием и степенью разбавления воды талыми и дождевыми водами. Содержание железа мало, несмотря на превалирующую роль подземного питания, и изменяется в пределах 0,00-- 0,24 M rFe/л. Содержание кремния 2,1--9,0 мг Si/л.

4.13 Река Самара

Левый приток Волги, река, протекающая в Самарской и Оренбургской областях - это Самара. Ее протяженность составляет 594 километра, а свой исток она берет в Общем Сырте. Площадь бассейна -- 46,5 тыс. кмІ.

Среднегодовой расход воды -- в среднем течении 50 мі/с. В устье реки расположен город Самара.

Минерализация воды р. Самары является повышенной и в течение 1954-- 1960 гг. изменялась от 213,6 мг/л (апрель -- паводок) до 787,9 мг/л (декабрь -- зимняя межень). Бассейн правых притоков р. Самары (pp. Большой и Малый Кинель) характеризуется распространением пермских отложений, как это было указано для р. Сок (эти бассейны граничат между собой), что обусловливает превышение в химическом со ставе их воды SO над НСОз. Бассейн левых притоков (pp. Бузулук, Съезжая) сложен юрскими отложениями (окрашенные пески, песчаники, глины), а пермские отложения в этом районе уходят вглубь под третичные и четвертичные отложения. В связи с этим вода этих притоков имеет меньшую минерализацию. В относительном составе среди анионов главное значение имеет Н С 0 3' (28,8--38,9% экв.), затем большая доля принадлежит S O' (8,6-- 17,5% экв.) и небольшую часть составляет С1' (2,5--4,8% экв.).

Наибольшие значения S O приобретают в зимний период, наименьшие -- в весенний паводок, т. е. тогда, когда происходит сильное разбавление подземных вод талыми водами. Из катионов главное место занимает Са", содержание которого изменяется от 22,6 до 31,7% экв. Содержание же Mg" и N a'+ K ' по своему значению меняются местами: то Mg превышает N a'+ К ', то, наоборот, Na' + K* превышает Mg". Закономерности в таком изменении содержаний M g и Na`+ K ` подметить не удалось. Вода р. Самары у с. Елшанка относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу. Результаты химического анализа воды р. Самары, отобранной в ее устье в 1954-- 1961 гг., показали, что величина минерализации воды в устьевой части р. Самары и у с. Елшанка почти одинаковы в одни и те ж е периоды. В относительном составе доля SO4" несколько возрастает к устью (до 13,0--23,5% экв.), но остается ниже значения НСОз' и увеличивается доля Mg" (до 7,8-- 16,8% экв.

Величина pH воды изменялась от 7,84 до 8,42. Содержание органических веществ в воде р. Самары невелико, что обусловливает низкую цветность воды (7--30°) и небольшую перманганатную окисляемость (3,4--8,4 мгО /л). Насыщение воды кислородом в различные периоды года раз лично и колеблется от 71,9 до 113,1% при содержании С 0 2 от 0,0 до 16,8 мг/л. Закономерности в изменении насыщения воды кислородом не обнаружено. Содержание минерального азота колеблется в больших пре делах (0,05-- 1,14 MrN/л), что связано с загрязняющим действием г. Куйбышева. Содержание железа невелико и не превышает 0,20--0,30 MrFe/л, а содержание кремния изменяется сильно -- от 1,2 до 8,6 MrSi/л.

4.14 Река Большой Иргиз

Реку Иргиз (известную также как Большой Иргиз) занесли в книгу рекордов Гиннеса как самую извилистую реку в Европе. Она берет начало на границе Самарской и Оренбургской областей и течет по территории Саратовской и Самарской областей. Ниже города Балакова впадает в Волгу и является ее левым притоком. На реке стоит город Пугачев, села Тамбовка, Березово, Канаевка, Успенка, Преображенка и др., поселки Заволжский, Береговой, Наумовка, Ветка, Пылковка и др.

К притокам реки относятся Маянга, Большой и Малый Кушум, Сестра, Вязовка, Таловка и др. Долина реки широкая, преобладает распаханная степь. Длина реки составляет 675 км, площадь бассейна - 24 тыс. кмІ. Используется местными жителями для орошения. Питание снеговое. Иргиз находится подо льдом с ноября по апрель (в отдельных местах даже промерзает до дна). Ледоход весной может длиться около недели. Летом временами пересыхает. Имеются многочисленные плотины. Служит источником питания для Саратовского оросительного канала.

На Иргизе находятся два крупных водохранилища: Пугачевское и Сулакское. Всего в бассейне реки сооружено приблизительно 800 водохранилищ и прудов.

Минерализация воды р. Б. Иргиз в течение года изменяется от 250,0 до 557,3 мг/л (рис. 16). Но в зимние месяцы эта минерализация, по-видимому, еще выше, на что указывают данные, приведенные О. А. Алекиным. Она иногда достигает 1879,9 мг/л. Высокая минерализация воды р. Б. Иргиз объясняется растворением солей, имеющихся в породах, слагающих бассейн (татарский и казанский ярусы пермской системы). Кроме того, формирование ионного состава воды притоков р. Б. Иргиз протекает в засушливых условиях Заволжья, на территории которого развиты осолоделые почвы с многочисленными выцветами солей при весьма высокой минерализации грунтовых вод.

В меженный период р. Б. Иргиз и ее притоки настолько уменьшают свой расход, что в некоторых местах пересыхают и вследствие испарения воды сильно минерализуются. Относительный химический состав воды р. Б. Иргиз в течение года сильно меняется, переходя из одного класса в другой. В весенний период (паводок) преобладающим анионом является НСОз' (29,9% экв.), содержание же СГ и S O /' имеют примерно равные значения. В меженный период резко возрастает содержание С1' (до 28,9% экв.) при сильном уменьшении НСОз' (до 14,2% экв.) и малом содержании сульфатов. Из катионов большую часть года превалирующее значение имеет Са" (15,0--20,1% экв.).

В октябре (данных за зимние месяцы мы не имеем) содержание Na' + К* превышает. содержание Са (соответственно 22,5 и 17,4% экв.). Наименьшее значение имеет Mg", относительное содержание которого в течение года мало меняется (6,9-- 10,1% экв.). Вода р. Б. Иргиз в поводочный период относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму и третьему типам, в меженный период (особенно зимой) она относится к хлоридному классу, натриевой группе, третьему типу. Результаты химического анализа воды р. Б. Иргиз в ее устье, полученные нами в течение 1954-- 1961 гг., показывают, что минерализация воды р. Б. Иргиз от г. Пугачева к устью увеличивается, особенно в августе--сентябре.

Величина pH изменялась от 7,60 до 8,62. Содержание органических веществ имеет средние величины, что видно по цветности воды (11--63°) и перманганатной окисляемости (3,8-- 10,0 мгО /л). Насыщение воды кислородом колеблется в больших пределах -- от 58,9 до 142,2% при небольших содержаниях двуокиси углерода (0,0-- 10,0 мг С 0 2/л). Содержание минерального азота в воде р. Б. Иргиз в весенний паводок достигает довольно значительных величин (0,34-- 0,77 мг N/л), что может быть объяснено смывом с поверхности почв органических веществ, которые минерализуются до образования минерального азота. Содержание железа изменяется в больших пределах -- от 0,00 до 0,83 мг Fe/л. Содержание кремния невелико-- 1,5-- 3,9 мг Si/л.

4.15 Река Днепр

Река Днепр, протекающая по территории Украины, России и Белоруссии, является четвертой в Европе по площади бассейна, а ее длина составляет 2285 км. Она характеризуется спокойным медленным течением и имеет довольно извилистое русло, которое образует многочисленные острова, протоки, перекаты и отмели. Условно делится на три части. Свои истоки Днепр берет на склонах Валдайской Возвышенности, вытекая из болота Аксенийский мох. Протекая по Украине между Днепропетровском и Запорожьем, Днепр пересекает Украинский щит, образуя пороги, которые в наши дни покрыты водами Днепровского водохранилища. Оканчивается Днепр в Днепровско-Бугском лимане.

Рис.2 река Днепр

Питание смешанное. Снеговые воды в верхнем течении составляют порядка 50%. Подземные и дождевые воды по 25%. Средний годовой сток составляет 53 куб. км. Весеннее половодье даёт до 70% годового стока. Летом наблюдается межень. Осенний и зимний периоды характерны паводками. Вода покрывается ледяной коркой в декабре. В верховьях Днепр вскрывается в апреле. В среднем и нижнем течении в начале марта.

Самая крупная плотина на реке - Днепровская ГЭС. Находится в Запорожье. Построена в 1927-1932 годах с проектной мощностью 558 МВт. В Великую отечественную войну была взорвана отступающими советскими войсками. Восстановлена к 1950 году. В 1969-1975 годах была введена вторая очередь - Днепровская ГЭС-2. Каховскую ГЭС построили в 1950-1956 годах. Затем в 1954-1960 годах воздвигли Кременчугскую ГЭС. Киевская ГЭС была построена в 1960-1964 годах. В 1956-1964 годах воздвигли Днепродзержинскую ГЭС, а завершили строительство каскада гидроэлектростанцией Каневская ГЭС. Строили её с 1963 по 1975 годы. Так выглядит Днепровский каскад гидроэлектростанций и плотин.

Крупные размеры, несущего воды в разных природных зонах, Днепра и значительное влияние хозяйственной деятельности предопределяют отличие (от существовавших десятилетия назад) его современных гидрохимических характеристик. Учитывая, что большая часть длины реки ныне представляет собой каскад водохранилищ, именно на них расположено большинство пунктов наблюдений.

При исследовании гидрохимических характеристик по длине реки отмечается возрастание минерализации от 303 мг/л (в районе Киева) до 342 мг/л (у Херсона).

По направлению к устью происходит некоторое изменение в соотношении главных ионов, в частности возрастает доля сульфатов, отмечаются отличия и в газовом режиме - по направлению к устью уменьшается насыщенность воды кислородом и вместе с тем немного возрастает его биохимическое потребление.

4.16 Река Ока

Рис.3 река Ока

Крупная российская река Ока начинается с небольшого родника в Орловской области. На протяжении всей немаленькой длины несколько раз петляет, сливаясь с Угрой, Упой, Проней, Парой и Москвой. Вблизи Нижнего Новгорода Ока впадает в Волгу.

Наибольшая ширина реки составляет примерно 2,5 км.

Протяженность реки Ока составляет 1498 км. Площадь водосборного бассейна 245 000 кмІ. Высота истока 226 м. Высота в устье 67 м. Уклон реки составляет 0,1 м/км. Средний годовой расход воды в реке равен 1200 м3/сек, а соответствующий модуль стока - 5 л/сек кмІ. Максимальная ширина поймы в среднем течении, в месте впадения притока Пра, около 2,5 км. Дно илистое, местами каменистое и песчаное. Вскрытие Оки ото льда обычно происходит в первой половине апреля, ледостав появляется в начале декабря. Зимой толщина льда на Оке доходит до 64 см.

По характеру долины и русла Оку условно резко делят на две части: 1) верхняя часть - от истока до впадения реки Москва; 2) нижняя часть - охватывает остальной отрезок реки.

Верхняя часть реки Ока имеет глубоко врезанную, узкую речную долину и довольно значительные для равнинной реки уклоны - от 0,2-0,3 °/оо до 1,0-3,0°/оо (в самых верховьях).

В Нижней части долина реки Ока сильно расширяется и достигает местами в озеровидных расширениях 25-30 км. На широкой пойме Оки встречаются многочисленные гривы; понижения между ними заняты озерами-старицами.

Водный режим Оки характеризуется обычными для рек лесной зоны, расположенных в Европейской части, чертами. Особенностью водного режима Оки являются частые и иногда высокие летние и особенно осенние паводки. Ока отличается значительными колебаниями уровня воды, особенно в верхнем и среднем течении. Большие колебания уровня воды на верхней Оке объясняются в значительной мере особенностями строения долины и бассейна. Например, подъем уровня воды в паводок в полноводные годы достигает 12 метров у города Кашира. Скорость течения Оки в период паводка достигает 2,5 м/сек, в межень на перекатах - 1 м/сек, на плесах - 0,6 м/сек.

Формирование химического состава поверхностных вод бассейна происходит под влиянием природных факторов и хозяйственной деятельности человека. Уменьшение количества атмосферных осадков с северо-запада на юго-восток территории бассейна с

одновременным повышением температуры воздуха а этом направлении, состав геологических пород и почво-грунтов, смена растительности также оказывают значительное влияние на химический состав воды.

На р. Оке наблюдается только один паводок -- весенний, по этому одному максимуму расходов воды в весенний период со ответствует один минимум минерализации. Река Ока большую часть года относится к рекам со средней минерализацией воды (263,1--482,6 мг/л) и только в весенний период (апрель--май) имеет маломинерализованную воду (130,2-- 140,1 мг/л). Минерализация р. Оки (от устья Москвы-реки до впадения в р. Волгу) непрерывно возрастает. Это происходит за счет растворения близко залегающих отложений пермской системы (известняки и мергели татарского яруса и местами нижнепермские доломиты и гипсы). Увеличение минерализации происходит преимущественно за счет увеличения S O /7 и Са, что указывает на растворение гипса.

Почвенный покров и климатические условия также влияют на формирование химического состава воды р. Оки: смена подзолисто-песчаных почв на севере серыми оподзоленными почвами лесостепи, а затем тучными черноземами на юге увеличивает минерализацию грунтовых вод; уменьшение с севера на юг количества выпадающих осадков и увеличение интенсивности испарения тоже увеличивает минерализацию. В весенний период большое количество талых вод, поступающих в р. Оку, сильно разбавляет грунтовые воды, вследствие чего происходит резкое понижение минерализации воды. Несмотря на сильное увеличение содержания S 0 4" вниз по течению реки, все-таки превалирующим анионом является НСОз -- 27,1--33,7% экв. Содержание S0 4 занимает второе место (14,3-- 19,3% экв.) при очень малом значении СИ (2,0-- 4,7% экв.).

Среди катионов главное место принадлежит Са, относительное содержание которого довольно постоянно в течение всего года (32,7--34,4% экв.). Содержание Mg" (почти одинаковое во все сезоны года) 10,6-- 12,3% экв.; очень малая доля приходится на Na' + K* (4,0--5,9% экв.). Результаты химического анализа воды р. Оки у с. Новинки, полученные нами с 1954 по 1961 г. (соотношение ионов и общая минерализация), такие же, как и по данным Гидрометслужбы, о которых говорилось выше. Вода р. Оки в устьевой части относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу.

Содержание органических веществ в воде р. Оки меньше, чем это наблюдалось нами в вышеописанных притоках -- Костроме, Немде и Унже. Это видно по величине цветности воды (10--60°), попермангнатной (6,0-- 12,9 м гО /л) и бихроматной (16,5-- 54,9 мг О/л) окисляемостям. Интересно отметить, что наибольшая величина перманганатной окисляемости наблюдается в весенний период, что объясняется смывом в весенний паводок органических веществ с немногочисленных болот в бассейне р. Оки, которые соединяются с р. Окой только в половодье, и вымыванием гумуса из почвы талыми водами. Величина pH воды р. Оки изменялась от 7,50 до 8,66.

Насыщение воды р. Оки кислородом довольно высокое по сравнению с другими притоками (Костромой, Немдой, Унжой) и изменялось в пределах 80,3-- 113,8% при содержании СО2 от 0,3 до 12,1 мг/л, причем большие содержания С 0 2 наблюдались в весеннее половодье, а малые -- в летнюю межень. Суммарное содержание минерального азота (2N) в воде р. Оки довольно высокое и достигает 1,49 мг/л, что намного превышает его содержание в pp. Костроме, Немде, Унже. Это следует объяснить загрязнением промышленными и бытовыми сбросами.

Содержание железа колеблется в пределах 0,08--0,84мгРе/л. Исключение составляет май 1956 г., когда было обнаружено 3,66 MrFe/л, что можно считать случайным явлением, обусловленным каким-либо залповым сбросом сточных вод. Содержание кремния колеблется в больших пределах -- 0,5-- 6.7 мг Si/л.

4.17 Река Дон

Река Дон протекает по европейской части России. Её длина составляет 1870 км. Площадь бассейна равна 422 тыс. кв. км. Своё начало река берёт на Среднерусской возвышенности на высоте 180 метров над уровнем моря. Бассейн Дона целиком находится в пределах лесостепной и степной зон, чем объясняется относительно малая водность при большой площади водосбора. Средний годовой расход воды составляет 900 мі/с, то есть около 2 л/сек/кмІ. Относительная водность Дона в 5-6 раз ниже, чем у рек Северного края (Северная Двина, Печора).

Рис. 4 река Дон

Водный режим Дона также типичен для рек степной и лесостепной зон. Высока доля снегового питания (до 70 %) при сравнительно слабом грунтовом и дождевом питании. Дон отличается высоким весенним половодьем и низкой меженью в остальное время года. С окончания весеннего половодья и до начала нового весеннего подъема уровень и расход воды постепенно падают. Осенний паводок слабо выражен, летние паводки крайне редки. Амплитуда колебания уровня воды в реке значительна на всем протяжении и достигает 8-13 м. Дон широко разливается по пойме, особенно в нижнем течении. Половодье часто происходит в виде двух волн.

Первая возникает за счет поступления в русло талых вод из нижней части бассейна (по-местному - холодная вода или казачья), а вторая образуется водами, поступающими с верхнего Дона (тёплая вода).

Иногда, при запаздывании снеготаяния в нижней части бассейна, обе волны сливаются и половодье становится более высоким, но менее продолжительным. Дон замерзает в конце ноября - начале декабря. Ледостав держится от 140 дней в верховьях и до 30-90 дней в нижнем течении. Река вскрывается в низовьях в конце марта и отсюда вскрытие быстро распространяется к верховьям.

Минерализация и главные ионы

Солевой состав воды в р. Дон обусловлен химическим составом воды впадающих в него притоков и высокоминерализованных возвратных вод с орошаемых сельхозугодий. Соотношение концентраций главных ионов по длине реки не остается постоянным. Это связано с различием физико-географических условий, а также неодинаковой степенью нагрузки сточными водами рек и их отдельных участков. От истока до плотины Цимлянского водохранилища по химическому составу воды в течение всего годового цикла относится к гидрокарбонатному классу, группе натрия, реже кальция.

К главным показателям, характеризующим качество воды Нижнего Дона по солевому составу, относятся сульфаты, магний и в целом величина минерализации воды.

Среднемноголетние значения минерализации воды от истока р. Дон к устью увеличивается более чем в два раза. Основными "поставщиками" загрязненных вод по солевому составу являются последовательно впадающие в Дон реки - Тихая Сосна, Битюг, Богучар, Хопер, Медведица и др.

В верхнем течении Дона заметное увеличение средней минерализации воды по сравнению с ее уровнем в створе "р. Дон, граница Тульской и Липецкой областей", который в дальнейшем именуется как "фоновый створ", происходит также вследствие поступления сточных вод гг. Воронеж, Нововоронеж и Лиски.

С севера на юг р Дон минерализации воды и содержанию главных ионов заметно снижается. Из главных ионов по среднемноголетним данным только по сульфатам в р. Дон наблюдается превышение ПДК, установленных на водных объектах рыбохозяйственного значения.

Наблюдаемые концентрации хлоридов, ионов кальция и натрия практически не лимитируют качество воды в р. Дон. От истока к устью содержание хлоридов в речной воде в среднем увеличивается более чем в 5 раз (общие пределы варьирования - 10-190 мг/дм3), ионов кальция - практически не меняется или в отдельные сезоны года становится к устью даже ниже (общие пределы варьирования - 30-122 мг/дм3), ионы натрия возрастают в 2 раза (общие пределы варьирования 31-169 мг/дм3).

Газовый режим.

Из показателей, характеризующих газовый режим донской воды, наиболее изучен растворенный кислород. В целом содержание кислорода в речной воде колеблется в значительных пределах. В теплый период года его концентрации ниже 6 мг/дм3 эпизодически могут иметь место на любом участке р. Дон. Наиболее высокий диапазон изменения концентраций растворенного кислорода наблюдался на Цимлянском водохранилище: от 3,46 до 20 мг/дм3.

Органические и биогенные вещества.

На всем контролируемом участке р. Дон общее содержание органических веществ по среднемноголетним данным превышает ПДК. По легкоокисляемым органическим вещества относительно благополучные условия отмечались только в свторах наблюдения выше г.Лебедянь.

Нужно отметить, что по содержанию органических веществ в речной воде в теплый период было выше, чем в холодный. Такой характер режима этих веществ, по-видимому, связан с различием их формирования в речной воде.

По среднемноголетним концентрациям содержание азота аммонийного в р. ДОН превышало ПДК на уровне "слабозагрязненных вод" только в створе ниже г. Воронежа.

химический природный микроэлемент река

Заключение

Представленные материалы показывают, что изучение химического состава природных вод началось давно и постепенно углублялось в соответствии с запросами практики и развитием смежных наук.

В распределении минерализации речной воды на территории страны существует общая тенденция к увеличению минерализации воды на большей части Европейской территории с севера на юг и с запада на восток. то связано с большей увлажненностью водосборов на севере, преобладанием там менее минерализующих воду почв (тундровых, болотных, лесных), наличием обширных районов вечной мерзлоты. К югу сухость климата возрастает, подзолистые почвы сменяются чернозёмными и каштановыми, что приводит к существенному росту минерализации речных вод. Воды большинства рек принадлежат к гидрокарбонатному классу. По составу катионов они относятся почти исключительно к группе кальция. Из вод гидрокарбонатного класса наибольшее распространение имеют воды малой минерализации.

Они занимают большую часть севера Европейской территории. Значительно меньшую площадь занимают воды средней минерализации, которые распространены в зонах лесов и лесостепей в средней полосе Европейской части России. Еще меньшая площадь занята бассейнами рек с водами повышенной минерализации. Они распространены преимущественно на юге Европейской части России в зонах лесостепей и степей. Реки дренируют типичные и тучные чернозёмы, залегающие на плотных карбонатных породах с многочисленными вкраплениями, солодей. Гидрокарбонатные воды с минерализацией свыше 1000 мг/л в природе встречаются крайне редко.

В изменении химического состава и минерализации речных вод наблюдается определенная закономерность, отражающая последовательную смену ландшафтных зон с севера на юг. Наличие на севере страны почвенного покрова, представленного преимущественно почвами зон тундры, лесотундры и тайги, и грунтовых вод, относящихся к зоне пресных с небольшой минерализацией и существенной концентрацией органических веществ, обусловливает формирование маломинерализованных, в основном гидрокарбонатных, вод. Южнее, в соответствии с изменением климатических условий (усилением континентальности климата), состава и свойств грунтовых вод (от пресных и слабозасоленных до засоленных хлоридных) и почвенного покрова (от почв таежной лесной зоны к почвам лесостепной, степной зон и далее к наиболее засоленным почвам полупустынь и пустынь) происходит постепенное формирование более минерализованных поверхностных вод со сложным химическим составом.

В период наибольших расходов, когда химический состав воды в значительной степени определяется химическим составом воды почвенно-поверхностного происхождения, формируются воды, менее минерализованные с преобладанием гидрокарбонатных ионов. В этот период количество рек с минимальной минерализацией значительно больше, чем в период наименьших расходов.

В период наименьших расходов, когда питание рек происходит в основном за счет вод грунтового происхождения, резко возрастает минерализация поверхностных вод; при этом увеличивается количество рек с водой сульфатного, хлоридного и смешанного классов.

Подводя итоги можно отметить, что по всем рекам дана качественная характеристика химического состава и гидрохимического режима. Представлены карты с месторасположением рек. Также стоит сказать, что возникала некая трудность в нахождении материала по некоторым объектам.

Используемая литература

1. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Учебное пособие. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 442 с.

2. Зенин А.А., Белоусова Н.В. Гидрохимический словарь

3. Зенин А.А. Гидрохимия Волги и её водохранилищ. Л., Гидрометеоиздат, 1965.

4. Никаноров A.M. Гидрохимия: Учебник. - изд. 3-е дополненное. - Ростов/Дон: "НОК", -2008. 461 с

5. Посохов Е.В., Родионова Л.М. 1987. О влиянии растительности на ионный состав природных вод // Современные проблемы региональной и прикладной гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат. С. 45-62.

6. Соколов А.А. Гидрография СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1952. -- 287 с.

7. Широкова В. А. История гидрохимии в России. М., 2005

8. Гидрология: учебное пособие по курсу "Науки о Земле" для сту- дентов, обучающихся по специальности 28020265 "Инженерная защита окружающей среды" / сост. В. А. Михеев. ? Ульяновск: УлГТУ, 2010. ? 200 с.

9. Степанова Л.П. Яковлева Е.В.Черный Е.С.Писарева А.В. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности

10. http://www.ecolodesire.ru/desecs-579-3.html

11. http://www.ngpedia.ru/id421200p1.html

12. http://all-about-water.ru/chemical-composition.php

13. http://www.ronl.ru/lektsii/biologiya/848014/

14. http://vsereki.ru/

15. http://www.donbvu.ru/pictures/ne_4847728/ovos_ndv.pdf

16. http://ecology.tverlib.ru/

17. http://www.biosoil.ru/levanidov/articles/am04.pdf

Размещено на Allbest.ru