25302 (Пруды и водохранилища Мордовии. Проблемы и перспективы), страница 5

Мы взяли пробу воды Луховского водохранилища (1,5 л). И отнесли в Федеральное Государственное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия» химико-биологическую лабораторию на исследование. В ходе данного исследования мы вывели, сколько растворённого кислорода, нитратов, нитритов в этом пруду. При определении растворенного кислорода наиболее широко применяется иодометрический метод Винклера. Метод является весьма прочным и при тщательной работе относительная погрешность не превышает 0,3%. Количественное определение суммарного содержания нитратов и нитритов проводят с помощью реактива Грисса, переведя предварительно нитраты в нитриты цинковой пылью в кислой среде при рН = 3. Затем 10 капель исследуемого раствора подкисляют 10 каплями уксусной кислоты и прибавляют 8–10 капель реактива Грисса. Через 5–10 мин появляется розовое или красное окрашивание. Перед выполнением определения хлоридов в пробе воды неизвестного состава следует провести качественную оценку их содержания. Для этого в 5-3 см анализируемой воды добавляют 3 капли 10% раствора и перемешивают. О содержании хлоридов судят по интенсивности помутнения пробы.

III. Геологические проблемы прудов и водохранилищ Мордовии

1. Загрязнение и засорение водоемов

Наиболее негативными геоэкологическими процессами проявляющимися в прудах и водохранилищах является загрязнение и засорение. Под загрязнением мы понимаем привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических или биологических агентов, или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня концентрации перечисленных агентов в среде, приводящие к негативным последствиям. Кроме природного водохранилищам особенно сильно угрожает антропогенное загрязнение. Основными видами загрязнения является – сельское хозяйство, коммунально-бытовое, автотранспортное, бактериологическое, тепловое. Сельскохозяйственное загрязнение связанное с применение удобрений, регуляторов роста и развития растений, и ядохимикатов на сельскохозяйственных полях и дальнейшим их сливом в водотоки, а затем в пруды и водохранилища. В воде накапливаются биогенты (N, K, P) что вызывает развитие евтрофикации.

Промышленное загрязнение водохранилищ характерно пригородных зон. Источники поступления ЗВ (загрязняющих веществ) в водоем – атмосферные выбросы вредных веществ, сброс ЗВ в водотоки и дальнейшее их поступление в ИВО. Среди промышленных загрязнителей следует называть соли тяжелых металлов, хлориды, сульфаты. Тяжелые металлы обладают токсическим действием, особенно опасны в виду их способности к биоаккомуляции. Среди водоемов, подверженных действию промышленности следует назвать Пензятскиое водохранилище.

Среди ИВО Мордовии наиболее сильно загрязнены пруды–накопители Саранской ТЕЦ-2, расположенные в средней части промзоны г. Саранска на левобережной пойме р. Инсар. Пруды-накопители уже длительное время являются местом складирования хлама и сброса сточных промышленных вод Саранской ТЕЦ-2. Сточные воды содержат хлориды, сульфаты, магний, кальций, нефтепродукты. Эти показатели в несколько раз превышают ПДК. Кроме химического загрязнения здесь наблюдается и тепловое загрязнение. Сточные воды имеют температуру 30-40 . В прудах происходит инфильтрация воды в подземные горизонты.

Таким образом, пруды-накопители Саранской ТЕЦ-2 оказывают значительное локальное техногенное воздействие на температурный режим, физические свойства и химический состав грунтовых вод, а через грунтовые воды незначительное воздействие на химический состав воды р. Инсар. Значительное число прудов и водохранилищ расположено у населенных мест. С сельскохозяйственной деятельностью в них связано коммунально-бытовое загрязнение водоемов. Оно привносит в воду органические загрязнители, фекалии, азот аммонийный, азот нитратный, азот нитридный, бактериальные загрязнители.

Те ИВО, которые расположены около автодорог, подвергаются действию автотранспортного загрязнения. Воздушным путем, а также в результате смыва с почвы в воду поступают свинец, бензапирен, кадмий и др. Эти загрязнители обладают токсичными действиями, делают воду непригодной для водопоя домашнего скота. Бактериологическое загрязнение связано с поступлением в водоем канализационных вод, загрязненных бактериями и возбудителями заболеваний. Такой вид загрязнения можно наблюдать в ИВО, расположенных у населенных мест. Примером такого загрязнения можно назвать пруд, расположенный в районе дом отдыха «Зеленая роща».Засорение – накопление в водных объектах трудно разложимых природными агентами предметов и материалов. Замусоривание ИВО происходит у населенных мест, мест отдыха населения. Засорение водоемов происходит пищевыми и бытовыми отбросами, отходами стройматериалов, битым стеклом, бумагой и др.

Таким образом, загрязнение является наиболее опасным техногенным процессом, оказывающим влияние на геоэкологическое состояние прудов и водохранилищ.

1. Разрушение берегов и заиление водоемов

Деформация речного русла в результате антропогенного воздействия прослеживается на р. Мокша в створе Токмовской плотины (с. Андреевка Ковылкинского района). Сооружение введено в эксплуатацию в 1986 г. для создания руслового водохранилища с целью обеспечения водой Токмовской оросительной системы. В верхнем бьефе плотины из-за создавшегося подпора движения речного потока стало неравномерным, скорость течения убывает в направление плотины. Вместе с тем изменялась трансформирующаяся способность потока, что привело к аккумуляции насосов по всей длине водохранилища. В районе насосной станции образовался обширный правобережный побочень, сложенный среднезернистыми песками и илами.

Такая же картина наблюдается в зоне водозабора, где происходит распад скоростного поля и образования зоны активной аккумуляции. Основными причинами, обусловливающими изменениями рельефа русла и характера русловых деформаций ниже створа плотины, являются нарушение естественного режима стока воды и наносов. Водохранилище задерживает большую часть взвешенных наносов и практически одну треть руслоформирующих. В нижнем бьефе имеются неустановившиеся движения потока, что определяет направленность процессов трансформации русла. Поступающий частично осветленный поток обладает большой трансформирующей способностью, поэтому на участке ниже плотины у правого берега развивается глубинная эрозия. Продукты размыва виду расширения русла ниже створа плотин аккумулируется, образуя в нижнем бьефе цепочку осередков и островов. В дальнейшем эти скопления будут размываться у оголовков и наращиваться в ухвостьях, т.е. перемещаться вниз по течению. Заиление – это естественный для водоема процесс, связанный с аккумуляцией на дне мельчайших илистых частиц, мертвой органики и загрязняющих веществ, выпавших в осадок из загрязненной воды. Заиление ИВО заметно усиливается в результате развития хозяйственной деятельности – смыва мелкозема почвы с сельскохозяйственных полей.

Заиление значительно увеличивается также в результате поступления сильно минерализованных вод, размыва берегов и замедления течения в проточных ИВО. По

данным сотрудников проектного института и «Мордовагроводхоз» в Мордовии пруды глубиной 2 – 5 м обмеливают за 10 – 20 лет. При этом объем воды в них сокращается намного быстрее, чем в глубоких и больших по площади. Кроме того, большое значение имеет проточность водоема. Непроточные водоемы, являясь конечным звеном перемещения осадочного материала, намного быстрее заливаются. Поэтому большинство прудов и водохранилищ необходимо раз в 7 – 10 лет периодически очищать от накопившегося ила. Часть ИВО и их водосборные бассейны расположены в зоне радиоактивного загрязнения от 1 до 5 Ки/ . Радиоактивное загрязнение связанно с аварией на Чернобыльской АЭС в 1986 г. В таких районах происходит вынос вместе с поверхностным стоком радионуклидов цезия в воемы и дальнейшее их накопление в донных осадках. Из воды тяжелые металлы выпадают в осадок и накапливаются в донных отложениях.

1. Изменение ландшафтов, прилегающих к водным объектам территории

Пруды и водохранилища оказывают влияние практически на все геокомпоненты и окружающие их ландшафты. Появление водной поверхности на месте лесов, лугов, полян и балок кардинальным образом изменяет ландшафт. Особенно велики изменения ландшафта при создании каскадов или систем прудов и водохранилищ. Каскады прудов созданы на Бол. И Мал. Сарке, Карнае (Пырме), ручье Сухой Дуб. В результате строительства ИВО заметно изменение гидрологического режима района. Как известно, глубокие балки и овраги, являющиеся как бы естественными дренажными устройствами, увеличивают испаряющую поверхность данной местности и сильно влияют на иссушение территории.

Весенние и дождевые воды при наличии оврагов гораздо быстрее стекают с поверхности склонов в низины, что приводит к резкому уменьшению поступления в почву влаги, а, следовательно, и к понижению уровня фунтовых вод. На примере строительства прудов на р. Песчанке, Ардатовского района и др., мы видим полное регулирование этих рек; и если раньше 75 – 80 % годового стока их протекало в период весеннего паводка в водоприемники, то теперь вся вода сберегается и используется для хозяйств и нужд. Такое же положение мы видим в ряде хозяйств республики, выстроивших пруды максимальным зарегулированием стока в Кадошкинском, Ичалковском, Лямбирском, Ардатовском районах.

Пруды и водохранилища оказывают влияние на рельеф его берегов. Волны, образующиеся на водных объектах, могут разрушать берег. В результате эрозии водный объект медленно заливается.

В зоне подтопления, когда грунтовые воды подходят близко к поверхности, увеличивается степень увлажнения и оглеения почв. Это нередко ведёт к смене растительности на более гигрофильные и гидрофильные ассоциации. Не редко здесь формируются мочажины. Эти участки используются для выращивания влаголюбивых культур (конопля, лён, огурцы, капуста).

Пруды и водохранилища оказывают влияние на животный мир. Увеличение водной поверхности, замедления скорости течения водотока ведёт к евтрофикации водоёмов. Такие водоёмы становятся местом гнездования многих птиц, средой обитания амфибий и т.д.

Таким образом, пруды и водохранилища Мордовии, имея не большие размеры, всё-таки оказывают незначительное локальное воздействия на прилегающие к объекту геокомпоненты и ландшафты. Наиболее значительно влияние на природные системы в местах расположения каскадов ИВО.

IV. Перспективы Хозяйственного использования прудов и водохранилищ

Основные направления современного использования прудов и водохранилищ

Для удовлетворения нужд: водопоя скот, орошения, рыборазведения, птицеводства, гидроэнергетики и создания противопожарных запасов воды, колхозами и совхозами республики Мордовия при широкой государственной помощи и денежными кредитами на сухих и проточных балках, а также на реках построены водохранилища, имеющие большое народное хозяйственное значение. Количество их, по состоянию на 1 января 2007 г, определяется в 221.

По хозяйственному назначению эти пруды и водоемы подразделяются: для комплексного водоиспользования – 25, для рыборазведения – 9, для орошения – 109, для рекреации – 25, противоэрозионные – 30, для противопожарных целей – 56 прудов.

В последнее время пруды и водохранилища в хозяйствах нашей республики стали создавать, в основном, для водоснабжения животноводческих ферм с соподчинением остальных хозяйственных требований водопользования (орошение, рыборазведение, птицеводство и пр.). В связи с этим место строительства прудов и водоёмов определяется обычно поблизости к фермам и в исключительных случаях, на пастбищах.

При выборе места для строительства прудов предпочтение даётся балкам, имеющие круглогодичный живой ток воды и повышенные санитарные показатели качества воды.

В целях уменьшения капиталовложений на строительство гидротехнических сооружений, относимых на 1 полезной ёмкости водохранилища, в последнее время предприняты шаги к зарегулированию стока воды балок в 10% обеспеченности, что достигается строительством высоких плотин и выбором места строительства с ёмкой чашей водохранилища, позволяющими аккумулировать такой паводковый расход, который повторяется в 10 лет один раз. Вторым средством достижения наиболее полного регулирования стока является строительство каскада плотин, на всей длине балки. Водоёмы на максимальное зарегулирования стока в настоящее время выстроены в Ичалковском, Лямбирском, Кадошкинском и Ардатовском районах. Экономичность решения прудостроения достигается организацией комплексного использования водохранилища, при котором колхозы получают больше товарной продукции и несут относительно меньше эксплуатационных расходов.

Для образования водохранилищ русла рек, ручьёв, суходолов перегораживаются плотинами, выполненными, в подавляющем числе случаёв, из земли (120 объектов) и смешанной конструкции (36 объектов).

В состав гидротехнических сооружений на водоёмах входит: плотина (земляная, редко смешанной конструкции, водопропускное сооружение, земляная водоотводная канава, деревянный консольный и бетонный перепады). В тело земляных плотин употребляются обычно – плотные прибрежные делювиальные суглинки коренных отложений, макропористые суглинки четвертичного возраста, обладающие хорошим водоудерживающими свойствами. Мокрый откос земляных плотин делается с заложением 1:3, сухой – 1:2 – 2,5.

Чаша водохранилища с берегов чаще всего бывает ограничена полевыми участками или выгонами с заросшей поверхностью травяным покровом; длина водохранилища простирается от 0,40 км до 2 км на сухих балках и до 15 км на реках, склоны опускаются к тальвегу с уклоном порядка i=~ 0,1.

Для предупреждения перекатывания волн, превышение гребня над максимальным подпёртым горизонтом, обычно назначается 0,7 м.

Учёт данных эксплуатации прудов и водоёмов за последние годы показывает, что ежегодно происходят аварии на плотинах водоёмов, преждевременный выход из строя плотин по причинам размывающего действия воды, обусловленного недостаточным качеством производства строительных работ, действием ветровых волн на слабо укреплённый откос, неправильной работой водоотводной канавы и пр.