Осадкообразование в водохранилищах волжского каскада

Характеристика закономерностей современных процессов осадкообразования в водоемах замедленного водообмена. Исследование особенностей запасов и скорости накопления органического вещества, биогенных элементов, вредных поллютантов в донных отложениях.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 26.12.2017
Размер файла 620,4 K

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.

Установлено, что средние концентрации Pобщ в ДО практически одинаковы для всех водохранилищ (0.07-0.11%), Cорг (1.6-2.5%) и Nобщ (0.18-0.28%) близки между собой, за исключением Рыбинского (Cорг - 4.7%, Nобщ - 0.35%).

В долинных водохранилищах, каковыми являются по существу все водохранилища Волги содержание биогенных элементов в осадках, отобранных в русловой части возрастает от места выклинивания подпора к плотине. Это также четко выражено в среднем по участкам, расположенным последовательно по длине водохранилищ (Зиминова, Законнов, 1980а,б; Законнов, 1993).

В отложениях Рыбинского водохранилища содержание биогенных элементов увеличивается от речных плесов к Главному, но причины повышения иные. Высокое содержание ОВ в нем связано с наличием торфяных сплавин и обогащением продуктами их размыва всех типов отложений. Исключение составляет Горьковское водохранилище, в котором максимальные концентрации углерода и азота зафиксированы в верховьях (ниже г. Костромы), где начинают формироваться илистые отложения за счет аккумуляции взвесей, приносимых из Рыбинского водохранилища и мелководного, заросшего высшей водной растительностью, Костромского расширения. Повышенное содержание биогенных элементов в отложениях наблюдается в устьях притоков и на выходах из заливов. С глубиной водоемов происходит возрастание интенсивности илонакопления, а вместе с ней увеличивается и содержание биогенных элементов в осадках.

В последние 15 лет отмечается уменьшение концентраций БЭ в поверхностных горизонтах, что связывается с замедлением промышленного и сельскохозяйственного производства. Все это благоприятно сказалось на функционировании пресноводных экосистем (Экологические проблемы…, 2002).

В работе рассматриваются также распределение и локализация в донных отложениях ТМ и ПХБ, которые представляют опасность для человека и гидробионтов (Гапеева, Законнов, Гапеев, 1997; Герман, Законнов, 2003, 2004).

Исследование физико-химических характеристик ДО с применением метода главных компонент и кластерного анализа показало, что основной источник общих форм ТМ, поступающих в водохранилища Волги, - терригенная взвесь.

Для Иваньковского водохранилища характерно значительное антропогенное загрязнение Cu и Zn. Оно четко просматривается и на верхних участках Угличского. В Рыбинском водохранилище вариации концентраций ТМ в ДО в значительной степени объясняются распределением торфянистых частиц. Выявилась четкая локализация повышенных концентраций Pb и Cr в ДО Шекснинского плеса, находящегося под воздействием Череповецкого промышленного узла.

Анализ распределения органических токсикантов в водных экосистемах показывает их преимущественное накопление в ДО. К примеру, из всей массы ПХБ, поступающих в Рыбинское водохранилище, 95% сосредоточено в ДО и только небольшая часть (около 5%) циркулирует в биотической составляющей - бентосе и рыбе. Исходя из этого, мониторинг содержания токсикантов в водохранилищах должен осуществляться, прежде всего, на основе контроля их содержания в ДО, обращая особое внимание на аккумулирующую способность отдельных типов грунтов.

Районирование Рыбинского водохранилища по степени опасности для населения, употребляющего речную рыбу в пищу, указывает, что самым неблагоприятным является Шекснинский плес. В Главном, Волжском и Моложском плесах концентрации токсикантов минимальны.

Полученные результаты позволили картировать ДО по типу загрязнения ТМ и ПХБ, и оценить зоны влияния отдельных источников поступления загрязняющих веществ (Гапеева, Законнов, Гапеев, 1997; Герман, Законнов, 2003).

Сравнение материалов по внутриструктурным корреляциям ДО провели В.П. Курдин на верхневолжских (Буторин и др., 1975) и Б. И. Новиков (1985) на отдельных днепровских водохранилищах. Корреляционные связи определялись по основным (легкоанализируемым) физико-химическим показателям. В результате проделанной работы выявлен единый подход и общие закономерности, особенно для идентичных отложений различных водохранилищ, принадлежащим бассейнам Волги и Днепра. Они свидетельствуют об общей природе образования вторичных отложений, характерной для равнинных водохранилищ. Выявлению внутриструктурных корреляционных связей посвящено много работ, поэтому, не акцентируя внимание на этом, был сделан упор на комплексную модель осадков, описывающую многообразие взаимосвязей между физико-химическими свойствами отложений, их локализацией и накоплением в зависимости от динамики водных масс, лимнологических показателей, гидрохимических и гидробиологических оценок, объясняющих круговорот вещества и энергии в гидросфере.

Исследованы физико-химические свойства кернов осадков русловой части Волжского плеса Рыбинского водохранилища. Показана связь физических свойств осадков с эволюцией геоморфологических процессов и количеством органического вещества. По изменению палеомагнитных свойств выявлены синхронно образовавшиеся горизонты отложений, соответствующие определенным этапам формирования грунтового комплекса водоема и неординарным эколого-климатическим эпизодам. По характерному поведению магнитных параметров и содержанию ОВ в донных отложениях выделены три этапа руслового илонакопления: интенсивное накопление размытой почвенной органики; накопление преимущественно минеральных осадков (за счет размыва прирусловых донных возвышенностей - банок); увеличение процентного количества органики (в основном остатков фитопланктона). Показана возможность использования магнитных параметров отложений для реконструкции сведений о некоторых эколого-гидрологических процессах, где отсутствует мониторинг за состоянием грунтов (Курашковский и др., 2002).

Полученные материалы позволяют выявить закономерности функционирования водных экосистем, что является актуальнейшей проблемой современной лимнологии.

Глава 6. Роль донных осадков в водных экосистемах

Исследование ДО имеет общелимнологическое значение, так как наряду с изучением физического процесса седиментации под действием гравитационных и гидродинамических сил, осадки вовлекаются во внутренние и внешние биотические круговороты вещества и энергии в гидросфере, определяя тем самым их огромную роль в водных экосистемах.

Аккумуляция органического вещества и биогенных элементов не является ведущим типом накопления в водохранилищах, но в силу большой экологической значимости требует изучения и количественной оценки (Россолимо, 1964). В зависимости от соотношения скоростей накопления БЭ в ДО и противоположно направленных процессов выноса в водную фазу они или выходят из биотического круговорота, или многократно участвуют в нем, поддерживая уровень трофии. Скорость аккумуляции БЭ в ДО является, таким образом, важным фактором биотического круговорота.

В многочисленные динамические модели экосистем аккумуляция БЭ в седиментах также входит как один из существенных параметров. Однако несмотря на наличие большого числа исследований содержания и распределения отдельных БЭ в отложениях водоемов, количественные оценки скорости накопления малочисленны. В большинстве случаев они основываются на балансовых расчетах, когда аккумуляция БЭ рассчитывается как разность поступления их в водоем и сбросом из него.

Таблица 7. Аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях

Водохранилище

(период)

Масса отложений, млн. т

Аккумуляция за период, тыс. т

Скорость аккумуляции,

г • м-2 • год-1

C

N

P

C

N

P

Иваньковское (40)

22

416

43

15

32

3.4

1.2

Угличское (38)

10

180

21

9

19

2.3

1.0

Рыбинское (38)

176

8176

619

124

47

3.6

0.7

Горьковское (25)

50

1240

127

56

31

3.2

1.4

Чебоксарское (20)

52

884

94

42

37

3.9

1.8

Куйбышевское (28)

520

11400

1000

500

63

6.5

2.6

Саратовское (18)

17

341

34

15

10

1.0

0.5

Волгоградское (28)

205

3350

373

168

38

4.3

1.8

При использовании балансового метода возможные ошибки расчетов и неучет тех или иных статей могут привести к значительным просчетам в определении величины аккумуляции элементов в отложениях. Поскольку метод оценки запаса и скорости аккумуляции БЭ по массовым данным прямых измерений дает наиболее надежные результаты, автор отдал ему предпочтение. Аккумуляция биогенных элементов в ДО определялась за период 18-40 лет (табл.7).

На основе имеющихся данных составлены замкнутые средние многолетние балансы органического углерода, общего азота и общего фосфора верхневолжских водохранилищ (табл.8).

Таблица 8. Структура среднемноголетних балансов биогенных элементов в верхневолжских водохранилищах, %

Статьи балансов

Иваньковское

Угличское

Рыбинское

C

N

P

C

N

P

C

N

P

П Р И Х О Д

Речной сток

61

68

68

82

87

70

54

67

39

Абразионные процессы

1.5

6

17

1

1

19

10.5

15

54

Сточные воды

0.5

16

12

<0.5

5

7

<0.5

2

2

Атмосферные осадки

0.5

1

0.5

<0.5

1

0.5

0.5

2

<0.5

Продукция фитопланктона и высшей водной растительности

36

17

34

Выделение из отложений

7

2.5

5

4

7

5

Бактериальная ассимиляция CO2

0.5

<0.5

1

Азотфиксация

2

1

7

Р А С Х О Д

Сток через гидросооружения

64

92

67

74

96

80

29

69

26

Деструкция в воде

28

19

43

Деструкция в ДО

4

5

9

Аккумуляция в ДО

4

8

33

2

4

20

19

31

74

Невязка баланса, %

1

16

6

1

3

5

25

5

10

Главным источником поступления биогенных элементов в Иваньковское и Угличское водохранилища является речной сток, дающий 61-82% прихода Cорг , 68-87% Nобщ и 68-70% Робщ .В Рыбинское водохранилище Cорг и Nобщ поступают, в основном, с речным стоком - 54 и 67%, а Робщ с абразией берегов и дна - 54%. Суммарные вклады фитопланктона и высшей водной растительности в пополнение органическим веществом Иваньковского и Рыбинского водохранилищ практически одинаковы (34-36%).

Для Угличского водохранилища эта статья баланса в два раза ниже. Со сточными водами поступает около 0.5% Сорг , 2-16% Nобщ и Робщ, причем максимальные значения соответствуют Иваньковскому, а минимальные - Рыбинскому водохранилищу. Поступление биогенных элементов из других источников составляет незначительную долю годового прихода (0.5-7.0%).

Основная масса БЭ, поступающих в Иваньковское и Угличское водохранилища, сбрасывается через гидроузлы - 64-96%, а в Рыбинском этот показатель значительно ниже - 26-69%. Водообмен, обусловливающий сброс большей части органических соединений из водохранилищ и высокие скорости деструкции органического вещества в воде - 113-139 г С/м2 · год и в донных отложениях - 58 г С/м2 год (Романенко, Кузнецов, 1972), определяют низкие темпы аккумуляции всех биогенных элементов. Так, в Иваньковском и Угличском водохранилищах они равны, соответственно: 4% Сорг , 8% Nобщ , 33% Робщ; 2.% Сорг , 4% Nобщ , 20% Робщ . В Рыбинском водохранилище темпы аккумуляции несколько выше - 19% Сорг, 31% Nобщ и 74% Робщ .

Таблица 9. Аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях и лимнологические параметры ее определяющие

Сред-няя

глуби-на,

м

Во-до-

об-мен,

год-1

Биогенная

нагрузка,*

г · м-2 · год-1

Коэффициент седиментации, (у), год-1

Коэффициент удержания (R), %

R= у/ у+w

Годовая аккумуляция / общий приход

hср

w

C

N

P

уc

уN

уp

Rc

RN

Rp

Rc

RN

Rp

Иваньковское водохранилище

3.4

8

600

37

3

0.7

0.7

4.3

8

8

35

4

8

33

Угличское водохранилище

5.0

9

765

66

5

0.3

0.3

3.0

3

3

25

2

4

20

Рыбинское водохранилище

5.6

1.9

200

12

1

0.7

0.5

3.0

27

21

61

19

31

74

* - для расчета нагрузки на водоем использовались величины суммарного поступления биогенных элементов в водохранилища (Зиминова, Законнов, 1982а, б).

Полученные величины аккумуляции и среднегодовые концентрации БЭ в водной массе водохранилищ, приводимые в монографии “Волга и ее жизнь” (1978) позволили рассчитать коэффициенты седиментации БЭ (табл. 9), которые представляют собой отношение массы элемента, аккумулируемого в донных отложениях к концентрациям в водной толще (Vollenweider, 1969).

Результаты, представленные в таблице 9, показывают, что коэффициенты седиментации углерода и азота оказались равными, а фосфора - в 4-10 раз больше, чем углерода и азота. Скорость осаждения фосфора (ур · h ср), характеризующая в данном случае не физический процесс осаждения , а являющаяся балансовой величиной, интегрирующей по времени все перемещения фосфоросодержащих частиц и учитывающая эффект минерализации, равна 15-17 м / год. Скорость осаждения углерода и азота в верхневолжских водохранилищах составляет 2-4 м / год.

Обращают на себя внимание заметные различия в скоростях аккумуляции и коэффициентах седиментации БЭ в водохранилищах. Несмотря на то, что биогенная нагрузка в Угличском водохранилище больше, а водообмен, по сравнению с Иваньковским, возрастает незначительно, интенсивность седиментации углерода и азота в нем в 2 раза, а фосфора в 1.5 раза меньше, чем в Иваньковском. Это связано с тем, что регулирование стока Волги Иваньковским гидроузлом приводит к снижению доли взвешенной формы БЭ в волжском стоке, поступающем в Угличское водохранилище. Этим обстоятельством в большей степени, чем незначительным усилением водообмена, обусловлено уменьшение накопления БЭ в донных отложениях Угличского водохранилища. Уменьшение водообмена в 4-5 раз в Рыбинском, по сравнению с вышележащими водохранилищами не вызывает пропорционального увеличения в нем интенсивности седиментации. Объясняется это активным ветровым перемешиванием водной толщи в течение большей части года, которое препятствует осаждению взвесей и способствует выносу их в нижний бьеф с последующей аккумуляцией на дне Горьковского водохранилища.

Таким образом, скорость аккумуляции и величина коэффициентов седиментации (у), определяются не только скоростью водообмена (w), но и целым рядом других характеристик водоема и водосбора, в том числе особенностями химической природы элементов, определяющими формы их миграции в ландшафте (Законнов, Зиминова, 1984).

Зная величины коэффициентов седиментации, годовые скорости аккумуляции и общий приход БЭ в водохранилище, можно оценить их биогеноудерживающую способность двумя способами: 1) - по модельному уравнению

R= у/ у+ w (Vollenweider, 1975);

2) - по данным наблюдений - R = годовая аккумуляция / общий приход. Как следует из таблицы 9, оба способа дают сопоставимые результаты. Для практических расчетов, зная только коэффициенты седиментации, можно рекомендовать первый из них, как более простой. Расчет средних многолетних концентраций азота и фосфора в верхневолжских водохранилищах за 40-летний период по модельному балансовому уравнению:

M= L / hср(у+ w),

где М - средняя годовая концентрация элемента в воде (г · м-3 ), L - нагрузка элемента на водоем (г • м-2 • год-1), дал величины близкие к полученным по данным наиболее полных наблюдений за 1968-1976 гг. Следовательно, количественная оценка коэффициентов седиментации БЭ в верхневолжских водохранилищах делает принципиально возможным использование балансовой модели для расчета биогеноудерживающей способности и содержания биогенных элементов в воде при различных внешних нагрузках их на водоем и может быть использована для равнинных водохранилищ (Зиминова, Законнов, 1982).

Проведенные на Горьковском и Чебоксарском водохранилищах исследования связей между основными характеристиками донных сообществ, физическими параметрами грунтов, глубиной, скоростью течения и содержанием загрязняющих веществ в ДО и воде показали наличие достоверных корреляций между ними. Состояние бентоса в первую очередь определяется характером грунтов. Обнаруженная положительная корреляция между бентосом и содержанием в ДО тяжелых металлов не является причинной зависимостью, а объясняется тем, что илистые отложения, интенсивно депонирующие загрязняющие вещества, наиболее привлекательны и для бентоса (Литвинов и др., 2004; Баканов, Законнов, Литвинов, 2006).

Одним из элементов взаимодействия геосистем бассейна водоема и его акватории, являются мелководья, где обмен веществом и энергией наиболее активен. Мелководья ? это одновременно гидрофизический и биогеохимический реактор водоема, где образуется и накапливается осадочный материал различного генезиса, перерабатывается и вновь создается продукция, обогащающая своими ингредиентами водные массы и донные осадки. Общая площадь мелководий составляет 5120 км2 (27.3% площади всех акваторий водохранилищ Волги). Здесь же благодаря гидролого-гидрохимическим особенностям, происходит энергичная микробиологическая деструкция аллохтонного и автохтонного ОВ (Экосистема…, 1989). Прибрежные сообщества при благоприятных условиях обеспечивают потребителей легкоусвояемой пищей, являются местом нереста и нагула ценных пород рыб.

Являясь одним из главных гидробиологических элементов мелководий высшая водная растительность (ВВР) принимает как пассивное участие в формировании и распределении осадков, так и активное, выступая пионером освоения новых пространств и продуцирования органического вещества. По оценке В.А. Экзерцева и др. (1971, 1974) площади зарастания водохранилищ находятся в постоянной динамике, вызванной увеличением ареалов отдельных формаций растительности или их сукцессией. Результаты грунтовых съемок свидетельствуют, что ДО мелководий отличаются большим разнообразием и динамизмом. Так, анализ пространственно-временного распределения основных типов грунтов и зарослей ВВР показал их разнонаправленные тренды, не связанные с флуктуациями площадей грунтов.

Процессы зарастания мелководий испытывают существенные изменения, отчасти не связанные с типом грунта, и носят более стохастический характер, зависящий от множества факторов: от видового состава и плотности зарослей, благоприятных условий для их развития, межвидовых конкурентных взаимоотношений, наличия фагов и т.д. Однако, одно бесспорно - с увеличением площадей зарастания увеличиваются площади отложений отмерших макрофитов.

Важность изучения растительных пигментов (РП) в водоемах состоит не только в том, что они служат индикаторами различных структурно-функциональных организаций экосистем, но и принимают непосредственное участие в биоэнергетических процессах (Бульон, 1994; 1999). РП в ДО можно рассматривать как показатели соотношения продукционных и деструкционных процессов, поскольку они отражают итог преобразований ОВ при его синтезе первичными продуцентами (растительными организмами) и трансформации консументами и редуцентами, охватывая тем самым изменения во всех звеньях трофической цепи и компонентах экосистемы.

Статистическая обработка данных по водохранилищам выявила наличие тесной связи пигментов с типами грунта. Наблюдается увеличение их концентраций от 1.4 ± 0.4 до 137.2 ± 12.1 мкг• г-1 сухого грунта в ряду: песок - илистый песок - песчанистый - торфогенный - глинистый илы. Анализ зависимости содержания растительных пигментов от свойств отложений показал наличие взаимосвязи, характеризующейся высокими положительными коэффициентами корреляции между валовым содержанием хлорофилла (в сумме с феопигментами) с влажностью грунта (R2=0.84) и с концентрацией органического вещества (R2=0.81) (Сигарева, Тимофеева, 2005).

Характер связи пигментов с влажностью грунтов отражает роль растительных сообществ в формировании ДО разного типа, а с ОВ свидетельствует о главенствующей роли растительных организмов в образовании фонда седиментационного органического вещества. Наличие этих связей и возможность ее количественной оценки составляет основу для использования данных о распределении пигментов и разного типа грунтов в качестве показателей трофического состояния водоемов.

Согласно градации водоемов на две трофические группы - высоко и низкопродуктивные (Swain, 1981) волжские водохранилища попадают в разряд последних. В ряду исследуемых водохранилищ по среднему содержанию РП в ДО, лидирует Чебоксарское водохранилище, характеризующееся самыми высокими показателями первичной продукции и водообмена (Сигарева, Тимофеева, Законнов, 2004).

Качество воды является результатом функционирования водных экосистем (Романенко, 2004). Оно зависит не только от антропогенной нагрузки в результате поступления загрязняющих веществ (ЗВ) в водохранилища из различных источников, но и вторичного загрязнения.

Существующее в настоящее время значительное число технических наработок по восстановлению пресноводных объектов предназначено, прежде всего для наземных экосистем, а для водных - имеют лишь профилактическое значение. Интенсивная реабилитация крупных водохранилищ связана с огромными затратами и вряд ли будет возможна. Очистка водоемов от вредных токсикантов может быть осуществлена увеличением проточности (при отсутствии дальнейшего поступления ЗВ). Однако в случае резкого понижения уровня воды и, следовательно, увеличения водообмена вся масса загрязняющих веществ будет распространена не только на водохранилище-приемник техногенных стоков, но и далее вниз по каскаду, провоцируя тем самым вторичное загрязнение воды.

Предотвращение поступления сточных вод в водохранилища задача важнейшая и успешно решается биотехническими методами с использованием водоемов-отстойников (грубая очистка), химическими (нейтрализация) и биологическими (с помощью микроорганизмов и их консорциумами с растительностью) технологиями (Романенко и др., 1976; Гоготов, 2005; Сопрунова, 2005 и др.). Биотехнологии защиты окружающей среды - это тот инструментарий, который призван обеспечить восстановление затронутых деятельностью человека экосистем. Одним из современных методов, используемых при разработке экотехнологической очистке окружающей среды, является биоремедиация - наиболее щадящий метод сохранения биоразнообразия и обеспечения устойчивости очищающих биоценозов. (Янкевич и др., 2005).

Как показали исследования на Рыбинском водохранилище, значительная часть токсикантов сосредоточена в осадках торфогенного типа (Козловская и др., 1990). Естественные торфяные модификации, находящиеся в водохранилище, в результате размыва затопленных месторождений и всплывших торфяников, сорбируют загрязняющие вещества, поступающие со сточными водами г. Череповца, и способствуют выпадению их в осадок. Таким образом, торф, забивавший гидроагрегаты плотин в первые годы существования водохранилищ, был негативным фактором, а в настоящее время, являясь природным сорбентом, связывает комплекс ЗВ и способствует их безвозвратному захоронению.

Неоспоримым фактом является то, что ДО, загрязненные токсикантами и радионуклидами, непрерывно изолируются из общего круговорота веществ в результате интенсивного илонакопления, которое в каскаде составляет в среднем 3.3-9.1 мм • год-1 (3.0-60.0 мм • год-1).

Апробацию методов захоронения химических веществ и радионуклидов автор отрабатывал на Рыбинском и Киевском водохранилищах (1987-1989 гг.) в составе комплексной гидробиологической экспедиции во время изучения последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС и аварии на Череповецком металлургическом комбинате “Северсталь”. Процессы естественного захоронения токсических отходов и радионуклидов в устьевых участках притоков и затопленных руслах рек оказались более эффективными, чем искусственные траншеи и ямы-отстойники и предотвратили загрязнение каскадов волжских и днепровских водохранилищ и лиманов Черного моря.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Водохранилища занимают особое место среди водных объектов. Их специфика заключается в том, что они являются техногенными образованиями, режим работы которых регулируется и контролируется человеком. В процессе формирования и становления водоемов замедленного водообмена главным считается изменение в строении котловины, включающее переработку берегов и ложа, распределение и накопление донных осадков, затем аккумуляция органических и загрязняющих веществ на дне и выделение их в водную толщу. Эти процессы оказывают влияние на продуктивность и функционирование пресноводных экосистем и качество воды.

Основные итоги выполненного исследования сводятся к следующему:

- обоснован методологический подход в изучении осадконакопления с использованием прямых (in situ) определений толщины вторичных осадков, позволивший получить новые выводы, необходимые для объяснения закономерностей осадкообразования в каскаде;

- составлены карты грунтового комплекса водохранилищ Волги;

- создана база данных по гидроэкологии водохранилищ Верхней Волги (ГИС), отражающая абиотические и биотические параметры среды (информационный ресурс 120 Мб), которая может быть использована на более высоком уровне исследований и управления процессами в пресноводных экосистемах.

Выводы

1. Физико-географические условия бассейна Волги обусловливают терригенный характер накопления минеральных и органических веществ в каскаде водохранилищ.

2. Формирование площадей трансформированных грунтов идет по нисходящему графику, крупнодисперсных осадков - по восходящему, а тонкодисперсных отложений в виде флуктуаций, зависящих от внутривековой цикличности осадкообразования, определяемой гидрометеорологическими условиями (водностью периода) и режимом эксплуатации водоемов.

3. По результатам мониторинга выявлены динамика накопления ДО (от лавинной седиментации 3-10 до пассивной 2-5 мм/год) и флуктуации балансовых характеристик взвешенных веществ с тенденцией постепенного сокращения абразионной деятельности.

4. Уменьшение полного объема водохранилищ за счет накопления донных осадков находится в пределах 0.02-0.07%, а в среднем 0.05% в год, что не угрожает занесению каскада волжских водохранилиищ в ближайшую тысячу лет.

5. Установлена закономерность увеличения осадконакопления в водохранилищах каскада (от 2.1-2.9 в водохранилищах Верхней, 2.8-4.4 Средней, до 3.7-5.4 мм/год Нижней Волги), обусловленная географической зональностью.

6. Составлены прогнозы путей формирования грунтового комплекса равнинных водохранилищ (вариант 1 - с учетом ритмичности природных процессов, 2 - с учетом регулирования режима эксплуатации и 3 - на конечную стадию функционирования водоемов).

7. Оценена роль гидроэкологических особенностей седиментации в улучшении качества воды и восстановлении биоценозов, так интенсивность илонакопления 3.3-9.1 (мах. до 60 мм/год) приводит к изоляции токсических соединений и выводу их из круговорота веществ.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии:

1. Экосистема озера Плещеево. Л. Наука. 1989. Раздел: Донные отложения (с. 18-24).

2. Экологические проблемы Верхней Волги. СПб.: Наука, 2001. Раздел: Грунты (с. 21-25).

3. Современное состояние экосистемы Шекснинского водохранилища. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002. Раздел: Донные отложения (с. 45-51).

4. Экологическое состояние малых рек Верхнего Поволжья. М.: Наука, 2003. Раздел: Сток наносов рек бассейна Верхней Волги (с. 26-33, в соавторстве с А.В. Законновой).

5. Экологические проблемы малых рек Республики Татарстан. Казань: Изд-во “Фэн”, 2003. Раздел: Донные отложения (с. 93-113, в соавторстве с Д.В. Ивановым и В. В. Маланиным).

6. Состояние экосистемы высокопродуктивного оз. Неро в начале XXI века. М. Наука, 2007. Раздел: Характеристика донных отложений (в печати).

Статьи:

7. Зиминова Н.А., Законнов В.В., Курдин В.П. О ходе процесса осадконакопления в Иваньковском водохранилище // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1979, № 41. С. 65-68.

8. Законнов В.В. К методике механического анализа донных отложений // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1980, № 46. С.74-76.

9. Зиминова Н.А., Законнов В.В. Накопление углерода, азота и фосфора в донных отложениях Иваньковского водохранилища // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1980а, № 45. С.50-53.

10. Зиминова Н.А., Законнов В.В. Аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях Угличского водохранилища // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1980б, № 48. С.57-63.

11. Законнов В.В. Распределение донных отложений в Рыбинском водохранилище // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1981б, № 51. С.68-72.

12. Законнов В.В. Содержание и распределение биогенных элементов в донных отложениях Иваньковского водохранилища // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1982а, № 53. С.58-64.

13. Законнов В.В. Биогенные элементы в донных отложениях Угличского водохранилища // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1982б, № 54. С. 66-69.

14. Зиминова Н.А., Законнов В.В. Балансы биогенных элементов в Иваньковском водохранилище // Экологические исследования водоемов Волго-Балтийской и Северо-Двинской водных систем. Л.: Наука, 1982а.

С. 239-258.

15. Зиминова Н.А., Законнов В.В. Балансы биогенных элементов в Угличском водохранилище // Гидробиологические характеристики водохранилищ волжского бассейна. Л.: Наука, 1982б. С. 109-121.

16. Законнов В.В., Зиминова Н.А. Осадконакопление и аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях Рыбинского водохранилища // Гидрохимические исследования волжских водохранилищ. Рыбинск, 1982.

С. 68-81.

17. Зиминова Н.А., Законнов В.В. Аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях водохранилищ Верхней Волги // Гидрохимические исследования волжских водохранилищ. Рыбинск, 1982в. С. 62-67.

18. Законнов В.В., Зиминова Н.А. Осадконакопление в Горьковском водохранилище // Биология внутренних вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1984, № 63. С. 68-70.

19. Законнов В.В., Зиминова Н.А. Балансы биогенных элементов в водохранилищах Верхней Волги // Взаимодействие между водой и седиментами в озерах и водохранилищах. Л.: Наука, 1984. С. 114-122.

20. Зиминова Н.А., Законнов В.В. Аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях Горьковского водохранилища // Биол. внутрен. вод. Информ. бюл. Л.: Наука, 1988, № 77. С. 63-66.

21. Романенко В.И., Законнов В.В. Общее количество бактерий в донных отложениях Рыбинского водохранилища на частицах разного размера // Биол. внутрен. вод. Информ. бюл Л.: Наука, 1990, № 87. С. 9-13.

22. Законнов В.В. Осадконакопление и аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях Куйбышевского водохранилища

// Формирование и динамика полей гидрологических и гидрохимических характеристик во внутренних водоемах и их моделирование. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. С. 25-39.

23. Законнов В.В., Зиминова Н.А. Распределение и накопление донных отложений в водохранилищах Нижней Волги // Формирование и динамика полей гидрологических и гидрохимических характеристик во внутренних водоемах и их моделирование. СПб.: Гидрометеоиздат,1993. С. 40-46.

24. Законнов В.В. Аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях водохранилищ Волги // Органическое вещество донных отложений верхневолжских водохранилищ. СПб.: Гидрометеоиздат,1993. С. 3-16.

25. Поддубный С.А., Законнов В.В., Кудряков С.В., Бычкова М.Б. Оперативная оценка распределения мутности при подводной добыче нерудных строительных материалов // Энергетическое строительство. 1994, № 3. С.74-77.

26. Законнов В.В. Пространственно-временная неоднородность распределения и накопления донных отложений верхневолжских водохранилищ // Водные ресурсы. 1995. Т. 22, № 3. С. 362-371.

27. Гапеева М.В., Довбня И.В., Законнов В. В., Широкова М.А. Эмпирические связи между содержанием металлов в растениях и донных осадках эвтрофного озера Неро // Экология. 1995. № 3. С. 217-221.

28. Гапеева М.В, Законнов В.В, Гапеев В.А. Локализация и распределение тяжелых металлов в донных отложениях водохранилищ Верхней Волги // Водные ресурсы, 1997. Т.24. № 2. С. 174-180.

29. Законнов В.В., Иконников Л.Б., Законнова А.В. Формирование берегов и донных осадков Чебоксарского водохранилища // Водные ресурсы. 1999. Т. 26. № 4. С. 418-426.

30. Сигарева Л.С., Шарапова Н.А, Законнов В.В. Оценка экологического состояния оз. Плещеево по пигментным характеристикам донных отложений // Проблемы региональной экологии. 2000, № 6. С. 22-33.

31. Законнов В.В., Поддубный С.А. Изменение структуры донных отложений в Рыбинском водохранилище // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. №2. С. 200-209.

32. Курашковский А.Ю, Курашковская Н..А, Клайн Б.И., Законнов В.В., Стратификация горизонтов в донных отложениях Рыбинского водохранилища // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. № 5. С. 552-555.

33. Герман А.В., Законнов В.В. Аккумуляция полихлорированных бифенилов в Шекснинском плесе Рыбинского водохранилища // Водные ресурсы. 2003. Т. 30. № 5. С. 571-575.

34. Литвинов А.С., Баканов А. И., Законнов В.В., Кочеткова М.Ю. О связи разных показателей донных сообществ с некоторыми характеристиками среды их обитания // Водные ресурсы. 2004. Т. 31. № 5.

С. 611-618.

35. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А., Законнов В.В. Особенности распределения растительных пигментов в донных отложениях Чебоксарского водохранилища // Гидробиологический журнал. 2004. Т. 40, № 5. С. 27-35.

36. Законнов В.В. Происхождение и трансформация грунтов водохранилищ Волги // Природно-ресурсные, экологические и социально-экономические проблемы окружающей среды в крупных речных бассейнах. М.: Медия-Пресс, 2005. С. 82-94.

37. Законнов В.В. Седиментация в водохранилищах Волжского каскада // Структурно-функциональное биоразнообразие и индикаторы состояния морских и пресноводных экосистем. Науковi записки Тернопiльського нацiонального педагогiчного унiверситету. Серiя бiологiя. Спецiальний випуск ”Гiдроекологiя”. 2005, № 3 (26). С. 163-165.

38. Баканов А. И., Законнов В.В., Литвинов А.С. Бентос Чебоксарского водохранилища. Влияние загрязнений и мониторинг грунтов // Биология внутренних вод. № 4. М. Наука, 2006. С. 91-99.

39. Законнов В.В. Иванов Д.В., Законнова А.В., Кочеткова М.Ю, Маланин В.П., Хайдаров А.А. Пространственно-временная трансформация донных отложений водохранилищ Средней Волги // Водные ресурсы. 2007. Т. 34. № 3. С.1-9.

40. Законнов В.В., Законнова А.В. Географическая зональность осадконакопления в водохранилищах Волги // Известия РАН. Сер. географ. 2007. С. (в печати).

41. Ziminova N.A., Zakonnov V.V. Nutrient accumulation in the botton deposits of the Upper Volga reservoirs. International Association of Theoretical and Applied Limnologi. Vol. 21, Studgart, 1981. P. 975-978.

42. Zakonnov V. Spatial and temporal heterogeneity of Sediments in reservoirs of the Upper Volga // Symposium on Monitoring Waterpolution. Borok, 1994. P. 50.

43. Viktor V. Zakonnov. Sedymentacja w zbiornikach zaporowych kaskady Wolgi // Jeziora I Sztuczne wodne procesy przyrodnicze oraz znaczenie spoleczno-gospodarcze/ Lakes and water reservoirs natural processes and socio-ekonomic importance. Sosnowiec, 2005. S. 277-284.

44. Viktor V. Zakonnov. Hydromorfogiczne uwarunkowania sedymentacji w zbiornikach zaporowych Wolgi // Przeglad Geograficzny (Polish Geographical Review). 2007 (в печати).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Катагенез органического вещества. Отражательная способность витринита органического вещества и других микрокомпонентов органического вещества. Показатель преломления микрокомпонентов органического вещества. Визуальная диагностика стадий катагенеза.

    курсовая работа [35,6 K], добавлен 20.04.2012

  • Изучение процесса и факторов образования донных отложений, которые являются одним из наиболее информативных объектов при экологической оценке гидроэкосистемы. Накопление загрязняющих веществ в донных отложениях. Процессы, влияющие на заиление водоемов.

    контрольная работа [20,0 K], добавлен 22.12.2010

  • Общие сведения о замкнутых понижениях. Направления геологической деятельности моря: абразия и осадкообразование. Переработка берегов водохранилищ. Сезонная и многолетняя мерзлота. Главнейшие типы геоморфологических условий в районах орошения и осушения.

    реферат [32,2 K], добавлен 13.10.2013

  • Обшая оценка ледников, описание их типов. Особенности Антарктического. Гренландского ледников. Характеристика пластического или вязкопластического течения льда. Ледниковое разрушение и осадкообразование. Переносная и аккумулятивная деятельность ледников.

    реферат [22,2 K], добавлен 25.12.2011

  • Параметры спектра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Сверхтонкая структура спектров ЭПР. Факторы, влияющие на целесообразность использования метода, особенности его применения. Определение генезиса рассеянного органического вещества и нефти.

    реферат [5,1 M], добавлен 02.01.2015

  • Градиент, контрастность и параметры барьеров. Контрастность образовавшихся геохимических аномалий. Схемы образования сероводородных природных барьеров во впадинах морей и в донных отложениях реки Дон. Концентрация щелочей в результате боковой миграции.

    презентация [539,7 K], добавлен 20.09.2013

  • Определение степени загрязнения донных осадков и вод Керченского пролива, а также геохимических особенностей поведения тяжелых металлов в системе "донные отложения - вода". Расчет коэффициентов водной миграции, построение геохимических карт осадков.

    дипломная работа [4,2 M], добавлен 01.05.2015

  • Тектонические элементы поверхности фундамента и нижнего структурного яруса осадочного чехла. Литолого-стратиграфическое распределение запасов нефти. Нефтегазоносность Припятского прогиба. Геохимические особенности органического вещества, нефтей и газов.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.12.2013

  • Моделирование массопереноса вещества в условиях, близких к природным, для объяснения некоторых геологических процессов. Изготовление лабораторного оборудования для проведения экспериментов по изучению особенностей массопереноса в вязких жидкостях.

    презентация [1,2 M], добавлен 25.06.2011

  • Исследование геологических и геохимических процессов, протекающих в океанах и морях. Анализ накопления и преобразования огромной массы минеральных и органических веществ. Изучение классификации твердых полезных ископаемых, процессов осадконакопления.

    реферат [831,5 K], добавлен 05.06.2012

  • Типизация природных объектов. Основные группы озерных геосистем. Связь средней многолетней скорости осадконакопления в озерах Приамурья с индексом влагооборота в озерной геосистеме. Особенности генезиса, морфологии и водообмена озер в Нижнем Приамурье.

    презентация [416,6 K], добавлен 03.07.2012

  • Влияние основных факторов на режим вод суши. Формирование водного баланса и стока. Разработка конструкций гидрологических приборов. Прогноз гидрологического режима, изучение структуры речных потоков, водообмена внутри озёр, русловых и береговых процессов.

    шпаргалка [40,7 K], добавлен 05.05.2009

  • Эмпирическая формула для расчета скорости перемещения грубодисперсных наносов, ее варианты. Определение стока взвешенных наносов, микроскопические и макроскопические оценки. Уравнение сохранения их массы. Факторы, обуславливающие перенос донных наносов.

    презентация [67,6 K], добавлен 16.10.2014

  • Оптические свойства вод озер. Влияние прозрачности на световой режим. Краткая характеристика основных мест обитания организмов в озере. Круговорот органического вещества и биологические типы озер. Биомасса, продуктивность и схема зарастания водоема.

    курсовая работа [474,9 K], добавлен 20.03.2015

  • Оптические свойства вод озер. Влияние прозрачности на световой режим. Краткая характеристика основных мест обитания организмов в озере. Круговорот органического вещества. Биомасса и продуктивность озера. Схема его зарастания. Биологические типы озер.

    курсовая работа [583,9 K], добавлен 24.03.2015

  • Схема образования битумов по Успенскому, Радченко, Козлову, Карцеву. Средний элементарный состав живых организмов и каустобиолитов разной степени преобразования. Транспортировка и накопление органического вещества. Диаграмма типов керогена Д. Кревелена.

    реферат [125,4 K], добавлен 02.06.2012

  • Изучение основных методов подсчета запасов. Исследование степени геологической изученности и промышленного освоения. Российская классификация запасов нефти, газа и конденсата. Сравнение классификационных систем ресурсов нефти и газа различных стран.

    отчет по практике [1,2 M], добавлен 11.04.2019

  • Описание бассейна реки Чулым (Новосибирская область). Определение влагозапасов почвогрунтов водосбора. Расчет стока в реальных и естественных условиях. Вынос биогенных элементов с сельскохозяйственных угодий. Оценка качества воды с учетом ее самоочищения.

    курсовая работа [969,6 K], добавлен 15.04.2012

  • Рассмотрение особенностей процесса абразии. Формирование волнами волноприбойной ниши, карниза и абразионной террасы. Изучение свойств подводного песчаного вала. Образование лагуны, пляжа, томболо. Анализ типов донных осадков, областей осадконакопления.

    презентация [5,5 M], добавлен 28.05.2015

  • Главные черты строения океанических впадин. Действительная картина подводного рельефа на современных картах Мирового океана. Особенность строения океанского ложа и хребтов. Осадки Мирового океана. Будущее освоение океана. Основные типы донных осадков.

    реферат [17,4 K], добавлен 16.03.2010

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.