2. Горьковское водохранилище 2.1 Общая характеристика водоема
Горьковское водохранилище образовалось в результате зарегулирования стока Волги плотиной ГЭС у г. Городца, наполнение завершилось в 1957 г. Площадь при НПГ 84м составляет 161 тыс.га, длина - 434 км, наибольшая ширина - 14 км, глубина максимальная - 23м, объем - 8.8-10.3 км3, водообмен до 6 раз/год (табл. 2). Площадь мелководий (до 2м) - 36,8 тыс. га (22%) [Исаев, Карпова, 1989]. Водосбор собственно Горьковского водохранилища составляет 77900 км2 [Кожевников, 1965] .
Таблица 2 - Основные сведения по Горьковскому водохранилищу
-
Год введения в эксплуатацию
|
1955
|
НПУ, м
|
84
|
Длина, км
|
434
|
Ширина: максимальная, км
|
14
|
наименьшая, км
|
2
|
Глубина, максимальная, м
|
23
|
средняя, м
|
6
|
Сработка уровня воды, м
|
2
|
Объем, км3
|
8.8-10.3
|
Водообмен, раз/год
|
6
|
Площадь водосбора, км2
|
229000
|
Площадь, тыс. га: всего
|
161
|
Ярославская область, тыс. га
|
15
|
Костромская область, тыс. га
|
54
|
Ивановская область, тыс. га
|
56
|
Нижегородская область, тыс. га
|
36
|
Общая площадь мелководий, тыс. га
|
36,8
|
Ярославская область, тыс. га
|
2
|
Костромская область, тыс. га
|
8
|
Ивановская область, тыс. га
|
11
|
Нижегородская область, тыс. га
|
9
|
Тип водоема
|
лещево-плотвичный
|
В настоящее время по характеру гидрологического режима и морфометрии в Горьковском водохранилище выделяют 5 отделов: верхний речной, Костромской разлив, средний речной, озерный и приплотинный.
Характеристика воды Горьковского водохранилища (особенно его верхнего отдела) в значительной степени определяется водами вышележащего Рыбинского водохранилища; нижние участки – это районы с водными массами собственно Горьковского водохранилища.
В общем поступлении воды в Горьковское водохранилище приток через Рыбинский гидроузел составляет в среднем 64,0%, а боковая приточность – 36,0%. Весной воды боковой приточности составляют до 60,0-75,0% общего притока (Виноградова и др., 1971).
В Горьковское водохранилище, по данным Г.П. Кожевникова (1961), впадает более 600 крупных и мелких притоков. Наиболее крупные из них: Которосль, Солоница, Кострома, Мера, Желвата, Елнать, Немда, Унжа, Шомохта, Моча, Ширмокша, Троца, Шмиль, Мокша и др.
Притоки оказывают заметное влияние на формирование химического состава воды водохранилища. В меженные периоды реки несут более минерализованные воды по сравнению с волжской водной массой. В период половодья каждая река вносит свой вклад в снижение минерализации в водоеме. Кроме того, притоки имеют важное рыбохозяйственное значение как места нереста рыб и нагула их молоди (Кожевников, 1965).
По многолетним данным (Отчет ФГНУ «ГосНИОРХ», 2009а) в летнее время вода Горьковского водохранилища по классификации О. А. Алекина (1970) относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу. Минерализация воды водохранилища в течение года колеблется от малой (весной) до средней (зимой и летом), а жесткость, соответственно, от мягкой до умеренно жесткой.
М.Ю.Кочеткова (2009) предлагает по условиям формирования химического состава вод в Горьковском водохранилище выделить два участка: речной (от г. Рыбинска до г. Юрьевец) и озерный (от г. Юрьевец до плотины Горьковской ГЭС).
Мы считаем, что необходимо отделить еще район Костромского расширения и приплотинный отдел, поскольку они отличаются по гидрохимическому режиму, т.е. выделить 5 отделов: верхнеречной, Костромские разливы, среднеречной, озерный и приплотинный.
По многолетним данным в летнее время вода Горьковского водохранилища по классификации О.А. Алекина (1970) относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу. Минерализация изменяется от малой (в весеннее время) до средней (в периоды зимней и летней межени). Следует также отметить увеличение минерализации в пунктах промышленных стоков. Часто отмечается повышение концентрации хлоридов ниже г. Ярославля, а сульфатов ниже Красного Профинтерна.
В 2010 году вода водохранилища в верхнеречном отделе и в районе Костромских разливов была «умеренно жесткой». Минерализация воды соответственно средней (табл. 3). По классификации О.А. Алекина (1970) вода верхнеречного отдела водохранилища и Костромских разливов можно отнести к гидрокарбонатному классу, соответственно кальциевой и магниевой группе. Вода среднеречного, озерного и приплотинного участков была мягкой, минерализация приближалась к средней. Воду данных участков также можно отнести к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе. Тип воды – IIIа. Он сохранялся на протяжении всего водохранилища. Средняя величина жесткости воды по Горьковскому водохранилищу в 2010 году составляла 2,6 мгэкв/дм3, хотя разброс значений жесткости был довольно значительный: от 1,3 мг-экв/дм3 до 5,6 мг-экв/дм3. Средняя минерализация – 197,9 мг/дм3 (мак - 243,6 мг/дм3, мин. – 162,9 мг/дм3).
Активная реакция воды по всему водохранилищу была слабощелочной и несколько снижалась от верховьев к плотине, что обусловлено влиянием более кислых болотных вод, поступающих с притоками озерного отдела. Максимальные значения рН наблюдались, как правило, в летне-осенний период.
Цветность воды на всем протяжении водохранилища в 2010 году была выше нормы. В верхнеречном отделе и в районе Костромских разливов цветность воды достигала - 1,7 ПДК, в среднеречном отделе – 2,1 ПДК, а в озерном и приплотинном отделах – 3,2 ПДК. Количество растворенных в воде солей железа в целом невелико и несколько увеличивалось от верхнеречного отдела к приплотинному плесу. Наиболее высокие концентрации железа отмечались ниже Костромского разлива и в Юрьевецком расширении, то есть приурочены к районам поступления в водохранилище вод с высоким содержанием железа из Костромского разлива, а также рек Унжи и Немды. Следовательно, высокие значения цветности воды были обусловлены присутствием значительного количества окрашенных гумусовых органических соединений.
Величины БПК5 в среднем в 1,4 раза превышали рыбоводные ПДК. Средние значения бихроматной окисляемости на всех участках водохранилища были несколько выше ПДК. Следует отметить, что ниже стоков городов Рыбинск, Тутаев, Ярославль, Кострома, Волгореченск, Кинешма, Отрадное, Чкаловск значения БПК5 и бихроматной окисляемости довольно часто достигали 1,5-3,8 ПДК (ОСТ-15-372-87, 1988; Гусева Т.В., 2007). В целом величины бихроматной окисляеости, как всегда, возрастали от верховьев к плотине.
В целом, по мере продвижения от верховьев Горьковского водохранилища к приплотинному плесу минеральный сток с водосбора уменьшается, а сток органического вещества возрастает. Наибольшее поступление органического вещества с водосбора происходит в начале весны.
Концентрации минерального азота довольно высокие, причем максимальные значения зафиксированы на озерном и приплотинном участках водохранилища (табл. 3). Следует отметить, что в верхнеречном и среднеречном отделах, а также районе Костромских разливов преобладала аммонийная форма минерального азота, а в озерном и приплотинном отделе было больше нитратов.
Содержание минерального фосфора в воде водохранилища и его притоков было невысоким (0,103 – 0,213 мг/дм3). Наиболее высокие его концентрации обнаружены в нижних створах г. Ярославля, Костромы, Кинешмы и Юрьевца (иногда до 0,60 мг/дм3). Такие разовые увеличения концентраций минерального фосфора можно объяснить только антропогенным воздействием. Соотношение минеральных форм азота и фосфора было близко к оптимальным величинам (Баранов А.И., 1982).
Таблица 3 - Гидрохимический режим Горьковского водохранилища.
Средние данные за вегетационный сезон 2010 г.
Показатели
|
Верхне-
речной
|
Костромс-
кие раз-
ливы
|
Средне-
речной
|
Озерный
|
Припло-
тинный
|
Среднее
по в-щу
|
Кислород раств., мг/дм3
|
6,5
|
6,8
|
6,3
|
7,0
|
7,2
|
7,8
|
рН
|
7,1
|
7,1
|
7,0
|
6,9
|
7,1
|
7,0
|
Мутн, мг/дм3
|
2,3
|
2,3
|
3,8
|
10,3
|
10,3
|
5,8
|
Цветность, град.
|
83,1
|
83,1
|
107,3
|
161,8
|
161,8
|
119,4
|
Железо общ, мг/дм3
|
0,042
|
0,094
|
0,078
|
0,291
|
0,342
|
0,169
|
БПК5, мг О2/дм3
|
3,9
|
4,1
|
4,5
|
4,4
|
5,5
|
4,2
|
Бихромат.окисл., мг О2/дм3
|
35,6
|
36,1
|
36,9
|
36,6
|
37,5
|
36,5
|
Аммон. азот., мг/дм3
|
1,00
|
0,98
|
0,95
|
0,66
|
0,92
|
0,90
|
Нитраты (N), мг/дм3
|
0,79
|
0,78
|
0,76
|
1,26
|
1,07
|
0,93
|
Минеральн. азот, мг/дм3
|
1,79
|
1,76
|
1,71
|
1,92
|
1,99
|
1,83
|
Минеральн. фосфор, мг/дм3
|
0,103
|
0,143
|
0,139
|
0,144
|
0,213
|
0,148
|
Nmin:Pmin
|
17,3:1
|
12,3:1
|
12,3:1
|
13,3:1
|
9,3:1
|
12,4:1
|
Жестк общ мг-экв/дм3
|
3,4
|
2,1
|
2,5
|
2,4
|
2,4
|
2,6
|
Кальций, мг/дм3
|
46,5
|
28,0
|
30,0
|
30,0
|
27,0
|
33,6
|
Магний, мг/дм3
|
12,9
|
8,4
|
11,8
|
10,8
|
9,7
|
11,0
|
Гидрокарбонаты, мг/дм3
|
121,9
|
88,0
|
101,2
|
105,6
|
88,0
|
100,9
|
Щелочн,
мг-экв/дм3
|
1,44
|
1,04
|
1,20
|
1,25
|
1,04
|
1,19
|
Хлориды, мг/дм3
|
17,1
|
12,0
|
13,3
|
15,6
|
12,0
|
14,0
|
Сульфаты, мг/дм3
|
20,5
|
25,9
|
21,7
|
32,4
|
30,0
|
25,1
|
Минерализация, мг/дм3
|
243,6
|
162,9
|
178,9
|
206,2
|
166,7
|
197,9
|
Электропровод, mS/см
|
387,7
|
248,0
|
257,8
|
237,3
|
255,1
|
277,2
|
Классификация
|
|
|
|
|
|
|
Сезонные изменения содержания биогенов в воде водохранилища и в его притоках связаны с развитием водорослей и высшей водной растительности. Как правило, высокие концентрации минерального азота в воде водохранилища отмечаются в конце зимы (до 1,9 мг/дм3). Весной, в связи с началом развития водорослей его количество несколько уменьшается. Вновь концентрации минерального азота увеличиваются осенью, что связано с началом процесса отмирания водорослей. Следует отметить, что жарким летом 2010 года наблюдалось очень сильное цветение воды, что также сказалось на увеличении концентрации минерального азота в осеннее время. Кроме того, в районах крупных населенных пунктов содержание минерального азота даже в летний период иногда достигало величин, превышающих рыбохозяйственные ПДК. здесь же отмечались повышенные концентрации нитритов, содержание которых в целом по водохранилищу было невелико.
Газовый режим Горьковского водохранилища был более напряженным, чем в 2009 году. Насыщенность воды кислородом составляла в среднем 60,0-80,0%. Наиболее высокий процент насыщения (в результате ветрового перемешивания) характерен для озерного участка водохранилища. На мелководных участках водохранилища насыщенность воды кислородом иногда падала до 50,0 %.(сказывалось очень жаркое лето) Кроме того, в районах крупных городов (Ярославля, Костромы, Кинешмы) иногда наблюдалось снижение содержания кислорода до значений, близких к критическим (4,0 мг/дм3). Такое снижение концентраций кислорода, как правило, связано с наличием органического загрязнения. На этих же участках[ периодически отмечались разовые повышения концентрации углекислоты до 40,0-70,0 мг/дм3.
Следует отметить, что по всем отделам водохранилища наблюдалось сильное цветение синезеленых водорослей, что значительно ухудшало кислородный режим. Однако гибели рыбы в водохранилище не было зафиксировано
Осредненные (за вегетационный сезон) многолетние сведения по содержанию в воде приплотинного отдела водохранилища основных ингредиентов приведены в таблице 4.
Максимальные значения минерализации, жесткости, концентрации сульфатов, хлоридов, кальция и магния зафиксированы в жаркие и маловодные годы 2003, 2008, 2010. Наиболее высокие концентрации органических соединений (по бихроматной окисляемости) наблюдались в 2001, 2002, 2004, 2008, 2009, 2010 годах. В эти же годы содержание минерального азота, как правило, было весьма высоким 1,05-1,99 мг/дм3.
Следует отметить, что Горьковское водохранилище испытывает довольно значительное антропогенное воздействие, связанное со сбросом сточных вод, судоходством и смывом с прилегающих территорий. Повышенные концентрации загрязняющих веществ, как правило, отмечаются ниже крупных населенных пунктов.
Приоритетными загрязняющими веществами в Горьковском водохранилище на протяжении последних 10 лет остаются медь. марганец, железо общее, нефтепродукты, фенольные соединения, азот аммонийный, а также сульфаты, хлориды и взвешенные вещества.
Таблица 4 - Многолетняя динамика изменения качества поверхностных вод
в Горьковском водохранилище
Показатели
|
Годы наблюдений
|
1999
|
2000
|
2001
|
2002
|
2003
|
2004
|
2005
|
2006
|
2007
|
2008
|
2010
|
рН
|
7,5
|
7,7
|
7,4
|
7,2
|
7
|
6,8
|
7,8
|
6,7
|
7,6
|
7,4
|
7,0
|
Цветность,град.
|
109
|
63
|
47
|
68
|
60
|
34
|
98
|
72
|
41
|
58
|
119
|
Железо общ.,
мг/дм³
|
0,27
|
0,45
|
0,16
|
0,18
|
0,24
|
0,1
|
0,41
|
0,23
|
0,07
|
0,14
|
0,17
|
Кальций, мг/дм³
|
24,9
|
45,7
|
27
|
31,6
|
30,5
|
40.0
|
25,1
|
23,2
|
36,2
|
27,8
|
33,6
|
Магний , мг/дм³
|
11,9
|
15,8
|
13,1
|
11,8
|
15,1
|
17,8
|
11,8
|
7,8
|
12,8
|
12,4
|
11,0
|
Жесткость,
мг-экв/дм³
|
2,2
|
3,6
|
2,5
|
2,5
|
2,5
|
3,4
|
3
|
1,8
|
3,8
|
2,3
|
2,6
|
Хлориды, мг/дм³
|
14,2
|
23,1
|
15,1
|
15,9
|
14,9
|
19,3
|
3,9
|
4
|
17,5
|
8,9
|
14,0
|
Сульфаты, мг/дм³
|
28,2
|
63,3
|
31,3
|
25,9
|
36,6
|
43,7
|
15,8
|
16,6
|
15,9
|
18,2
|
25,1
|
Минерализация, мг/дм³
|
160
|
261
|
179
|
172
|
199,7
|
267
|
148
|
151
|
191
|
131
|
197,9
|
Минеральный азот, мг/дм³
|
1,20
|
1,05
|
0,84
|
1,12
|
1,71
|
1,9
|
0,34
|
0,4
|
0,68
|
0,44
|
1,83
|
Минеральный фосфор, мг/дм³
|
0,14
|
0,15
|
0,12
|
0,09
|
0,09
|
0,07
|
0,18
|
0,04
|
0,05
|
0,04
|
0,15
|
Бихроматная окисляемость, мг O2/дм³
|
27,4
|
30,0
|
25,5
|
30,9
|
34,2
|
21,0
|
43,4
|
27,5
|
22,0
|
34,5
|
36,5
|
Согласно «Методическим рекомендациям» (1988)был определен класс качества воды за период с 1996 по 2007 гг (Отчет ГосНИОРХ и ГГУ, 2009б). С 1996 по 1998 гг. вода Горьковского водохранилища была «умеренно загрязненной» (класс качества воды – 3). С 1999 по 2001 вода перешла в разряд «загрязненной» (4 класс качества воды). В 2002 г значение ИЗВ было равно 4,1, то есть вода водохранилища характеризовалась как «грязная» (5 класс качества воды). С 2003 по 2005 гг вода водохранилища характеризовалась как «загрязненная» (класс качества – 4). В 2006 г – «умеренно загрязненная» (класс качества – 3). В 2007 г вновь повысился уровень загрязненности воды до «грязной» (класс качества – 5). По данным Верхне-Волжского бассейнового водного управления вода Горьковского водохранилища в 2008 г характеризовалась как «загрязненная»е(Отчет ВВБВУ, 2008). В 2009 г согласно данным ФГУ «Верхневолжрыбвод» (2009) качество воды в целом по Горьковскому водохранилищу соответствует 3А классу качества, то есть «загрязненная».
В среднем ИЗВ за описываемый период равен 3,05 (класс качества – 4), то есть вода водохранилища в целом за период с 1996 по 2009 гг характеризуется как «загрязненная». А по показателям фито- и зоопланктона, качество воды Горьковского водохранилища на территории Нижегородской области за эти годы оценивалось III классом «умеренно загрязненных» вод.
Согласно данным областного отдела ФГУ «Верхневолжрыбвод» (2010) в 2010 г. вода Горьковского водохранилища на территории Нижегородской области по гидрохимическим показателям также характиризовалась «загрязненной» водой, а по показателям фито- и зоопланктона оценивалась III классом «умеренно загрязненных» вод.
По УКИЗВ (Методические указания..., 2003) в большинстве створов качество воды в Горьковском водохранилище в 2010 г. относится к 3Б классу «очень загрязнённая». В целом в 2010 г. качество воды Горьковского водохранилища ухудшилось в большинстве створов наблюдения по сравнению с 2008 г. и 2009 г. Однако по сравнению с 2005 г. качество воды в Горьковском водохранилище улучшилось (табл. 5).
Таблица 5 - Сравнительные данные по УКИЗВ Горьковского водохранилища
№№ п/п
|
Наименование створов
Горьковского водохранилища
|
УКИЗВ
|
2005
|
2010
|
1
|
р. Волга, выше п. Катунки
|
3,69
4А гряз
|
2,99
3Б оч загр
|
2
|
р. Волга, ниже п. Катунки
|
3,46
3Б оч загр
|
2,89
3Б оч загр
|
3
|
р. Волга, выше г. Чкаловск
|
3,69
4А гряз
|
2,92
3Б оч загр
|
4
|
р. Волга, ниже г. Чкаловск
|
2,82
3Б оч загр
|
2,75
3Б оч загр
|
5
|
р. Волга, перед шлюзами ГЭС,
|
3,19
3Б оч загр
|
2,93
3Б оч загр
|
|
УКИЗВ среднее
|
3,37
3Б оч загр
|
2,89
3Б оч загр
|
Таким образом, в 2010 году, хотя и отмечался более напряженный гидрохимический режим, но по гидрохимическим, а также по гидробиологическим данным очень значительного ухудшения качества воды Горьковского водохранилища на территории Нижегородской области по сравнению с 2009 г. не произошло. Поэтому гидрохимический режим Горьковского водохранилища в 2010 г можно считать удовлетворительным.
Основными загрязняющими веществами р. Волги на протяжении ряда лет остаются медь, марганец, железо, цинк и алюминий, БПК5, бихроматная окисляемость.
|
