3.2 Эколого-гидрологические и эколого-геохимические исследования

Эколого-гидрологические исследования

Максимальные расходы воды б. Рябинина формируются как снеговыми паводками в период весеннего половодья, так и дождевыми паводками в теплый период года. При этом максимальные расходы дождевых паводков могут быть сопоставимы с максимальными расходами снеговых паводков, на формирование которых в значительной мере оказывают влияние гидрографические и гидроморфологические факторы [15, 28].

На всём протяжении ручья балки Рябинина, за исключением участков способности потока достаточно для успешного сноса илистых частиц ниже по течению. В целом на всём протяжении ручья, глубина ила составляет в среднем 0,1-0,15 м.

На участке, находящемся около входа в коллектор через улицу Малиновского, имеется сороудерживающая решетка. Вследствие высокого замусоривания балки выше по течению, во время паводков происходит вынос частиц мусора к входу коллектора. Создается затор, способствующий усиленному накоплению илистых отложений на входе в коллектор, что приводит к снижению пропускной способности сооружения. В результате на участке около 100 м до коллектора наблюдается заболачивание территории, характеризующейся высокой степенью заиления. Глубина ила до 0,5 м.

В ходе обследования было выявлено, что на нескольких участках произошло разрушение части коллектора. Вследствие разрушения коллектора на данных участках был значительно нарушен водный режим ручья. В паводковый период из-за недостаточной пропускной способности разрушенного коллектора происходило значительное подтопление данного участка, что привело к заиливанию данной территории (рисунок 8). В результате глубина ила на момент обследования достигала более 1 метра. Заиление и засорение внутри коллектора составило около 80% поперечного сечения. Уменьшение уклона русла, вызванное заилением коллектора, значительно уменьшило скорость течения на участке 100 м выше по течению.

Рисунок 8 – Заиление русла ручья в балке Рябинина

(из отчета по практике в 2016 г.)

В результате регулярных заилений русла ручья и прилегающих территорий происходило застаивание воды, которые приводило к изменению её физико-химических параметров (химический состав, температура) и созданию благоприятных условий для размножения и жизнедеятельности сине-зеленых водорослей. Также застаивание воды могло привести к изменению химического состава почв, их гравиметрических параметров и влажности [16].

Причины и последствия негативного воздействия вод

Основными причинами негативного воздействия вод в районе балки Рябинина являются половодье и паводки, при этом происходит затопление и подтопление прилегающих к данному водному объекту территорий; заболачивание и засоление земель, разрушение берегов.

Половодье характеризуется резким подъемом уровня воды. Характер половодья зависит от величины запасов воды в снеге в бассейне ручья, интенсивности и одновременности весеннего таяния снега на территории бассейна; интенсивности осадков в период снеготаяния и степени промерзания почв в бассейне ручья.

При паводках подъем уровня воды в данном водном объекте обеспечивается за счет интенсивного выпадения атмосферных осадков или таяния снега при установлении оттепелей в зимний период. Паводок на данной территории характеризуется количеством осадков, выпавших в бассейне ручья, величиной запасов воды в снеге в бассейне ручья, расходом воды и другими факторами.

В том числе причинами подтопления данной территорий являются: повышение горизонта воды в ручье, вызванное засорением и заилением водопропускных сооружений в русле ручья; плотная застройка ручья, включая территорию, входящую в водоохранную зону.

Естественное состояние русла балки Рябинина практически на всём протяжении от истока до устья обезображено свалками бытового, строительного мусора, многочисленными примитивными мостовыми переходами и трубчатыми переездами, коллекторами не инженерного типа, не учитывающих величину максимальных расходов снеговых и ливневых паводков и соответствующую им пропускную способность сооружаемых мостовых переходов и коллекторов.

Все эти факторы приводят к образованию подпоров и затоплению вышерасположенных участков даже в паводки, существенно ниже паводков редкой повторяемости по величине максимальных расходов воды. Данные паводки являются наиболее опасными в период ранней весны – время интенсивного снеготаяния, которое может послужить причиной резкого подъема уровня воды [13,14].

Эколого-геохимическое исследование

Почвенный покров водосбора представлен обыкновенными и южными чернозёмами глинистого и суглинистого механического состава. При визуальных наблюдениях были выявлены небольшие участки выхода почво-материнских пород на поверхностных почвенных горизонтах. На большей части проективного покрытия балки травянистая растительность полностью отсутствует, что делает верхний почвенный горизонт (А₀) уязвимым к водной и ветровой эрозии. Особенно это явление проявлено на крутых склонах балки, создавая вынос почвенных частиц в русло балки. Также немаловажной проблемой является уплотнение верхних слоев почвы в связи с наличием тропинок для пешеходов и велосипедистов [18, 33].

В результате эколого-геохимических исследований, проводимых в 2017 году, было отобрано 15 проб почвы для химического анализа на содержание тяжёлых металлов (рисунок 9 и таблица 2).

Рисунок 9 – Схема отбора почвенных проб для эколого-геохимического анализа в балке Рябинина в 2017 году [10]

Таблица 2 – Содержание тяжелых металлов в пробах почв балки Рябинина (составлено автором по [10])

№ пробы	Pb	Zn	Cu	Ni
1	8,66	64,78	17,86	36,07
2	11,90	78,84	29,26	39,80
3	15,75	92,38	33,13	40,37
4	8,16	82,88	21,14	44,38
5	12,53	86,95	23,22	36,51
6	4,49	77,93	30,93	41,28
7	17,53	90,19	30,51	42,76
8	89,34	92,90	28,74	40,29
9	13,20	64,71	22,63	55,00
10	10,95	63,93	21,24	37,62
11	8,04	69,60	23,90	40,01
12	21,36	92,11	22,65	26,90
13	14,37	75,13	21,71	34,89
14	16,00	89,27	29,67	39,78
15	19,71	101,78	33,50	37,47
16	7,91	60,56	25,46	35,96
Среднее содержание	17,49	84,3	34,8	41,0
Фоновые значения [11]	24,0	136,5	47,3	48,4
ПДК [38]	130	220	132	80

Анализ почвы показал, что определяемые тяжелые металлы (Pb, Zn, Cu, Ni) не превышают предельно-допустимые концентрации в почве. Следовательно, химического загрязнения почвы по тяжелым металлам не выявлено [38, 39].