7. Гидрохимический режим водохранилищ
7.1. Растворенный кислород.
Одним из важнейших компонентов газового состава природных вод является растворенный кислород. Его режим и абсолютные значения концентраций зависят от соотношения интенсивности целого ряда процессов (физических, биологических, биохимических и химических), обогащающих воду кислородом и вызывающих его потребление. Своеобразие гидрологии водохранилищ обусловливает проявление таких факторов, как замедленное движение водных масс, водообмен, периодически действующее ветровое перемешивание, интенсивность процессов фотосинтеза в теплый период года. Не менее важную роль в формировании кислородного режима водохранилищ играет температура воды, определяющая растворимость кислорода и уровень активности гидробионтов, а также хозяйственная деятельность на водосборе и водоеме, влияющая на степень загрязнения и эвтрофирования водохранилищ. В связи с этим содержание растворенного кислорода может колебаться в больших пределах, изменяться в течение суток, в сезонном и межгодовом аспекте, по глубине и акватории водохранилищ. Кроме того, в сезонной динамике растворенного кислорода большое значение имеет водное питание. Характер и направленность взаимодействия перечисленных факторов в различные сезоны года и для разных водохранилищ различны.
Материалы наблюдений за содержанием растворенного кислорода в Любанском, Чигиринском и Осиповичском водохранилищах свидетельствуют о больших колебаниях его концентраций. Минимальные значения приходятся в основном на подледный период, когда значительная часть кислорода расходуется на окислительные процессы, а доступ его из атмосферы ограничен, максимальные — на весну и лето, т. е. период наибольшего фотосинтеза. Ход изменения растворенного кислорода несколько осложняется и в летний период, когда из-за повышения температуры воды происходит уменьшение растворимости кислорода. Этим объясняется его меньшее по сравнению с зимой содержание, несмотря на большее продуцирование при фотосинтезе.
За период наблюдений содержание кислорода в поверхностном слое воды Любанского водохранилища изменялось от 5,2 до 20,8 мг/л (насыщение 35 – 141 %), причем указанные пределы наблюдались в подледный период. Отсутствие снежного покрова на льду водохранилища и преобладание солнечной погоды в феврале 1973 г. способствовало интенсивному развитию фотосинтеза, вследствие чего насыщение кислородом в поверхностном слое воды достигало 20,8 мг/л (140 %). При глубине в 3м содержание кислорода резко снижалось на участке от 1 до 3 м и в придонном слое составляло 8 мг/л (60 %). Наличие подледного фотосинтеза наблюдалось в Браславском водохранилище. Интенсивное ветровое перемешивание и весенний фотосинтез приводят к значительному росту концентраций кислорода в поверхностном слое воды Любанского водохранилища. Средние концентрации составляют 11,7 – 13,1 мг/л (94 – 108 %). Несмотря на малые глубины водохранилища, насыщение в придонном слое в этот период составляло 24 – 78 %, что свидетельствует об интенсивном развитии окислительных процессов. Летом концентрация кислорода изменяется от 8,0 до 18 мг/л (88 – 190 %). Вовремя значительного перенасыщения поверхностного слоя воды в придонном слое оно составляет до 110 %. Наблюдения за распределением кислорода по вертикали свидетельствует, что при глубине 4 м и температуре всей водной толщи 21 °С наиболее насыщена (140 %) кислородом вода на глубине 2 м (зона наибольшего фотосинтеза), затем идет резкое снижение ко дну (80 %). Распределение кислорода по площади водохранилища довольно равномерное. Наиболее существенны различия его концентраций в поверхностном и придонном слоях. Во время осенней циркуляции водных масс происходит сглаживание различий по глубине. Концентрация в этот период находилась в пределах 9 – 14 мг/л (70 – 100 %).
Внутригодовые изменения концентраций растворенного кислорода в Чигиринском водохранилище менее значимы, чем в Любанском. В свободный ото льда период насыщение составляет 70 – 85 %. Нормального насыщения кислородом вода достигает только в отдельные годы летнего периода. Распределение концентраций по акватории водохранилища в это время довольно равномерное. Значительных колебаний среднесезонных величин по годам не наблюдалось, за исключением подледного периода, когда насыщение изменялось от 40 до 90 %. Зимой наблюдается постепенное увеличение кислорода от верховья к плотине вследствие различия генетического происхождения вод на разных участках водохранилища. Наибольшим изменениям подвержен кислородный режим в Осиповичском водохранилище. В течение всего зимнего периода в водохранилище по всей толще наблюдается острый дефицит кислорода. Насыщение воды кислородом в среднем за сезон составляло 8 – 35 %, причем происходит снижение концентрации от верховья к плотине за счет его потребления на окисление загрязняющих веществ. Во время весенней циркуляции водных масс абсолютное содержание кислорода в поверхностном слое приплотинной части может достигать 15 мг/л (145 %). Среднее за сезон насыщение составляет 59 – 104 %. В летний период вода обогащается кислородом до 5 – 17 мг/л (55 – 200 %). Распределение по глубинам сравнительно равномерное. К осени содержание растворенного кислорода в водохранилище остается в среднем на уровне 8 – 12 мг/л (60 – 90 %). Сопоставляя результаты наблюдений за кислородным режимом рек в створах, замыкающих водохранилище, следует отметить, что создание водохранилищ не привело к нарушению кислородного режима рек, произошли только количественные изменения, особенно в воде загрязненных рек, в сторону улучшения качества воды.