img-090539

"

218	Раздел 2. Общая и региональная гидрохимия

двух признаках: 1 ) характере изменения минерализации воды в течение года, 2) преобладающем анионе (анионах) в течение года в

составе воды.

По характеру внутригодовых изменений минерализации вод (Ей) О. А. Алекин установил шесть типов гидрохимического ре­ жима рек: 1) восточно-европейский (рис. 7.11 а); 2) казахстанский (рис. 7.11 б); 3) сибирский (рис. 7.11 в); 4) дальневосточный (рис. 7.11 г); 5) черноморский (рис. 7.11 д); 6) тянь-шаньский

(рис. 7.11 е).

Mt/Л м3/с

Рис. 7.10. Сезонные отличия в характере временных изменений концентраций нитратов в ходе ливней на водосборе р. Дарт, Англия (по Д. Уоллингу)

Восточно европейский тип характеризуется совпадением вре­ мени наступления минимума минерализации с максимумом расхо­ да в реке и сравнительно большой амплитудой колебания количест­ ва растворенных солей. Казахст анский тип имеет кратковремен­ ный период половодья и быстрое нарастание минерализации после прохождения половодья. Сибирский тип отличается несовпадением во времени минимума минерализации с максимумом расхода реки (первый наступает позже второго), амплитуда колебания минерали­ зации примерно такая же, как в реках восточно-европейского типа. Дальневосточный тип характеризуется очень малой амплитудой колебания во времени количества растворенных в воде солей и от­ сутствием четко выраженной связи между расходом реки и мине­ рализацией воды. Черноморский тип отличается от других типов крайней неустойчивостью водного режима, хотя это почти не отра­ жается на минерализации речных вод. Тянь-шаньский тип харак­ теризуется совпадением времени наступления минимальной мине­

Глава 7. Гидрохимия рек

219

рализации с максимальным расходом в реке, однако своеобразие гидрографа здесь заключается в сильной растянутости кривой уменьшения и увеличения минерализации воды, охватывающей весну, лето и осень.

Состав преобладающих анионов (второй признак) в течение года связан в основном с почвенно-геологической обстановкой и гидро­ геологическими условиями. При наличии трех классов, определяе­ мых преобладанием соответствующих анионов: гидрокарбонатного (индекс класса С), сульфатного (индекс S) и хлоридного (индекс С1), О. А. Алекин называет семь следующих возможных комбинаций классов состава речной воды в течение года: 1) С; 2) С, S; 3) С, S, С1; 4) С, С1; 5) S; 6)Cl;7) S, С1.

Сочетанием шести разновидностей изменения минерализации с семью видами возможных комбинаций классов состава воды в те­ чение года можно получить 42 типа гидрохимического режима рек

(табл. 7.9).

Характер изменения минерализации воды рек и их ионного со­ става на территории СНГв основные фазы водного режима описаны В. П. Емельяновой и Г. Н. Даниловой. Исследователями составле­ ны карты минерализации и химического состава воды малых, средних и крупных рек в периоды наибольших и наименьших рас­ ходов (рис. 7.12, 7.13).

Крупные реки территории СНГв половодье и меженный период, как правило, характеризуются преобладанием гидрокарбонатных ионов. Исключением являются среднеазиатские реки Амударья и Сырдарья, в воде которых в межень преобладают хлоридные и сульфатные ионы. Минерализация воды крупных рек разнообраз­ на, значения изменяются от нескольких десятков миллиграммов на 1 л до 1000 мг/л и более.

Таблица 7.9

Гидрохимические типы реж има рек (по О. А . А лекину)

	Тип				Класс
		С	C,S	С, С1	С, S, С1
	Восточно­	н. р.	н. р.	р.	Р-
	европейский	возм.		н. р.	н. р.
	Казахстанский		р.
	Сибирский	н . р.	м. р.	р-	возм.
	Дальневосточ­	н. р.	возм.	возм.	возм.
	ный			возм.	возм.
	Черноморский	н. р.	м. в.
	Тянь-	н. р.	н. р.	м. р.	м. р.
	шаньский

S, С1

S

возм. возм.

м . р. возм. м. р. м. в. м . в. м. в.

возм. возм. м. в. м. в.

С1

возм.

м. р.

м. в.

м. в.

возм. м. в.

При м ечание, н. р. — наиболее распространенный, р. — распространенный, м. р. — малораспространенный, возм. — возможный, м. в. — маловероятный.

220	Раздел 2. Общая и региональная гидрохим ия

Хамг/л

400

EiiM t/л

Qm*/c

Рис. 7.11. Изменение минерализации 1и {1)

О. А. Ллекигу)

а — р. Луга (ст. Толмачево, 1946 г.); б — р. Нура (пос. (1945 г.); г — р. Амур (г. Хабаровск, 1955 г.); д ^ - р .

(кишл. Туткаул,

Глава 7. Гидрохим ия рек

221

Ей мг/л

Qm3/c

и расхода воды Q (2 ) в течение года (по

Сергиопольское, 1961 г.); в — р. Иртыш (г. Омск, Сочи (ст. Пластунка, 1946 г.); е — р. Вахш

1942 г.)

222Раздел 2. Общая и региональная гидрохимия

7.4.Неоднородность химического состава воды

вреках

Неоднородность химического состава речной воды наиболее сильно выражена по длине реки, в меньшей степени — по ширине и редко — по глубине. Факторы, обусловливающие неоднородность состава, следующие: впадение притоков, поступление грунтовых вод, неодновременная смена вод разного происхождения в русле реки по ее длине. Наряду с этим такие факторы, как турбулент­ ность течения и русловое регулирование, сглаживают неоднород­ ность состава речных вод.

Неоднородность состава воды по длине водотока хорошо выра­ жена у рек с большой протяженностью, пересекающих на своем пу­ ти территории с различными физико-географическими условиями. Вполне понятно, что наиболее четко изменения состава по длине будут прослеживаться у рек, текущих в меридиональном направле­ нии. Представителем таких рек является р. Волга, пересекающая на своем пути зоны с неодинаковыми климатическими условиями, прорезающая толщи пород различного минерального состава и со­ бирающая воду притоков с обширной, неоднородной по условиям формирования химического состава территории.

По химическим особенностям, так же как и по водности, Волга делится на три части: верхнюю — до впадения Оки, среднюю — от устья Оки до устья Камы и нижнюю — ниже устья Камы. В вер­ ховьях химический состав воды Волги формируется в условиях из­ быточного увлажнения, среди хорошо промытых ледниковых от­ ложений и заболоченных пространств. В связи с этим вода имеет небольшую минерализацию (в среднем около 120 мг/л) со значи­ тельным количеством органического вещества.

Ниже впадения Оки в составе вод Волги происходят существен ные изменения. Вода Оки более минерализована за счет повышен­ ного содержания сульфатов. В нижнем течении она дренирует пермские гипсоносные отложения, растворение которых и обуслов­ ливает более высокую минерализацию вод по сравнению с водами Волги. После впадения р. Оки наблюдается резкий скачок в увели­ чении минерализации волжской воды и концентрации сульфатных ионов. Ниже устья Оки до впадения Камы минерализация волж­ ских вод постепенно повышается в результате впадения правых притоков — рек Суры и Свияги, обладающих водой повышенной минерализации. Росту минерализации вод Волги способствуют также питающие ее сульфатные подземные воды. Последние фор­ мируются путем растворения пермских гипсоносных отложений.

Второе значительное изменение состава волжской воды проис­ ходит после впадения р. Камы, которая по минерализации близка к

Г лава 7. Гидрохимия рек

223

				Таблица 7.10
Н еоднородность состава воды р. Волги и районе впадения р. Оки
	(по О. А . Алекину)
		Минерализация, мг/л
Часть реки	р. Волга вы­	р. Волга ниже	р. Ока у	р. Волга у
	ше устья	устья р. Оки	с. Новин­	г. Чебокса­
	р. Оки (1327)	(1363)	ки (1333)	ры (1630)
Правый берег	116	143	186	148
Правая сторона, се­		245
редина
Середина	114	142	181	145
Л евая сторона, сере­		135
дина
Левый берег	116	130	180	135

П ри м еч ан и е. В скобках — расстояние от истока, км.

водам р. Волги, но отличается от нее большим содержанием хлори­ дов натрия. В нижнем течении химический состав Волги почти не меняется. Впадающие здесь притоки (Еруслан, Большой Иргиз) имеют повышенную минерализацию (500—1000 мг/л), но настоль­ ко малую водность, что их приточность почти не меняет состава волжской воды.

Волга в верхнем течении (до впадения Оки) несет воду гидро­ карбонатного магниево-кальциевого состава с невысоким содержа­ нием сульфатов и низким содержанием хлоридов. В среднем тече­ нии (до впадения Камы) волжская вода становится сульфатно­ гидрокарбонатной магниево-кальциевой. В нижнем течении парал­ лельно увеличению минерализации в составе волжской воды сдви­ гается соотношение между ионами в пользу СГ и Na+.

Таким образом, на примере р. Волги можно видеть, как под влиянием климатических условий, состава пород, слагающих бас­ сейн, и впадающих притоков меняется состав воды главной водной артерии (табл. 7.10).

Приведем осредненные гидрохимические данные р. Дон в ве­ сеннее половодье (а) и зимнюю межень (б):

верховье Дона (г. Задонск)

„	НС0358-96S045-27С10-6
	<и;>-о,2в Ca58_92Mgl0-40Nal-14 5
ev „	HC0365-88S049-16C1 1-7
)	о.зв-о.49 Ca54-76Mg7-34Nal-12 :

224	Раздел 2. Общая и региональная гидрохим ия

среднее течение Дона (хутор Хованский)

д, HC0364-80S0417-26C1 3-6

0.18-0,21 Qa60-73Mg13-30Na7-13 ’

„HC0366-74S0416-20C1 6-12

) 0,47-0,58 Ca36_61Mg22-50Nal2-16 ;

нижнее течение Дона (станица Раздорская)
о.гв-о.42	НСОэ 3761S04 2931С1 16-32
	са 47-61 Mg16-27 Na 22-25	5
Л „	HC0344-46S0428-32C1 21-25	‘
0,44-0.87	Ca35-43Mgl7-42Na20-39

Кроме существенных изменений химического состава воды в го­ довом разрезе, обращает на себя внимание большой разброс значе­ ний содержания главных ионов в донской воде, хотя амплитуда ко­ лебаний минерализации сравнительно невелика. Вода Дона в верх­ нем и среднем течении обладает умеренной минерализацией и гид­ рокарбонатным кальциевым (иногда магниево-кальциевым) соста­ вом. В нижнем течении колебания в химическом составе донской воды выражены слабее, состав становится смешанным.

Примером неоднородности состава речной воды является р. Амазонка (Бразилия). Крупный американский ученый геохимик Р. Гиббс всесторонне исследовал речную систему Амазонки и влия­ ние стока этой реки на прилегающую акваторию Атлантического океана. Он изучил факторы, контролирующие соленость воды, а также концентрацию и состав взвешенных веществ. Амазонка — крупнейшая река земного шара, несущая в океан приблизительно 18 % общего речного стока Земли. Она почти не подвержена влия­ нию деятельности человека. В пределах бассейна климат меняется от влажного тропического до сурового в Андах. Гиббс использовал множественный регрессивный и корреляционный анализы для ус­ тановления связи между соленостью и взвешенными веществами вод 16 притоков и девятью параметрами природной среды: релье­ фом, температурой, осадками, относительным распространением вечнозеленой широколиственной растительности, а также пятью геологическими параметрами.

Результаты показали, что 78 % дисперсии солености обусловле­ ны рельефом, 4 % — наличием основных пород в верховьях прито­ ков и 3 % — комбинированным влиянием других семи факторов. О преобладающем значении рельефа свидетельствует и график

Ри с. 7.12. Минерализация и химический состав русловых водтеррито

гава воды в горазброс значеамплитуда ко- а Дона в верх- 1зацией и гид- (иевым) состаставе донской

[.

>ды является ный геохимик зонки и влияглантического ность воды, а Амазонка —

•иблизительно »ержена влияшат меняется с использовал ализы для ус- н веществами среды: рельеространением также пятью

•Ти о б у с л о в л е -

адвьях прито­ ми факторов, эт и график

				Для крупных рек (SB0J > 50000 км2)
______ | > 4 4	Ш З >ЛА		Е Е Е З > 4 4	Еи мг/л		0/0 количества вещества
					, сп	эквивалентов
ПТТТП 28-44		28-44	Е 2 2 28-44
	F 7 7 I			----о----	50-100	(V)	>44	• НСОз
< 28	f v v l	< 28	< 28	— оо---	100-200	4- + + *• 28-44
				— сл---	200-300	<<<«	<28
| — ] Предположительно преобладают				--- v----	300-400	—1—1—	28-44	• SO4
				---W----- 400-500		— II—	<28
		HCOi		--- X----	500-600			СГ
-------- минерализация, мг/л				— *х---	600-700	— г - г -	<28
					700-800

800-900 >900

р ис y . 1 2 . М и н ер а ли зац и я и х и м и ч еск и й состав р у сл о в ы х вод терри тори и стр ан С Н Г и Б а л т и и в п ери оды н аи б о л ьш и х расходов

3 0 0 5 0 0

Рис. 7.13. Минерализация и химический состав русловых вод территории стран СНГ и Балтии в периоды наибольших расходов Уел. обозн. см. рис. 7.12