Вплив донних відкладів на кисневий режим водосховища в зимовий період

На швидкість поглинання кисню донними відкладами впливає температура водної маси. Так, встановлено [3], що при зниженні температури води зменшується й біологічна активність в придонному шарі, тобто зменшуються втрати кисню на дихання бентосних організмів. Наприклад, в Цимлянському водосховищі поглинання кисню донними відкладами в холодний період року при значних запасах кисню у воді становить за добу 1,5 – 8 % від загального його запасу [3].

В зимовий період збільшення впливу донних відкладів на концентрацію кисню у воді можна відмітити при покритті льодом водосховища, коли кількість кисню відносно незначна. Поглинання його з води донними відкладами за добу досягає 45 % загального запасу [3,5]. На дніпровських водосховищах, на кінець суворої зими, коли водосховище повністю покрито льодом, відмічалось зниження концентрації кисню у воді і навіть кисневий дефіцит.

Взимку періодично відмічалося погіршення кисневого режиму в Київському водосховищі, а отже і в розташованих нижче водосховищах, через притік великої кількості прип’ятської води з малою концентрацією розчиненого в ній кисню.

Від гранулометричного складу донних відкладів водосховища залежить ступінь поглинання розчиненого кисню: так, наприклад, в Київському та Кременчуцькому водосховищах в замулених пісках поглинання кисню донними відкладами складає відповідно 310 та 50 мг/м2доба, а в мулах цих же водосховищ – 530 та 550 мг/м2доба [3,5].

Дані осінньої експедиції 2000 року, проведеної Інститутом гідробіології НАН України на Кременчуцькому водосховищі (табл. 2), підтверджують, що інтенсивність поглинання розчиненого кисню в придонному шарі води в значній мірі залежить від типу донних відкладів – чим більше замулені донні відклади, тим більша їх поглинаюча спроможність стосовно кисню.

Таблиця 2. Поглинання кисню різними типами донних відкладів Кременчуцького водосховища в осінній період 2000 року (дані автора)

Дата Місце відбору пробиГлибина, мТемпература води, оСТип донних відкладівКонцентрація кисню в придонному шарі води, мг/дм3 Поглинання кисню донними відкладами, мг/м2доба

22 листопадаМ. Черкаси115,6мул9,981160*

22 листопадаМ. Черкаси115,6мул9,98600

23 листопадас. Жовніно2,52,8мул піщанистий10,14450

23 листопадаСмт Градізьк 117,0пісок замулений 9,66240

Примітка: * – в пробі знаходилися бентосні організми.Одна з причин цієї залежності пов’язана з процесами нітрифікації – біологічним окисненням амонійного азоту до нітритів та нітратів. Як відомо [5], максимальна концентрація нітратів у воді припадає на зимовий період. Так, в верхів’ї Канівського водосховища максимальна концентрація нітратів була зафіксована в грудні 1992 р. [5].

Однією із причин поглинання кисню донними відкладами є, як зазначалось вище, окиснення вільних іонів марганцю (Mn2+), заліза (Fе2+), міді (Сu2+) та цинку (Zn2+). П.М. Линником [5] була досліджена залежність концентрації марганцю (ІІ) у воді Київського водосховища від насиченості киснем придонного шару. Ця залежність має вигляд гіперболи, при чому при збільшенні вільних іонів марганцю у воді закономірно зменшується кількість розчиненого в ній кисню. Рівняння цієї кривої має такий вигляд:

Mn = 0,88 К -0,94,

де Mn – концентрація марганцю (ІІ) у воді (мг/дм3), К – концентрація розчиненого кисню у воді (мг/дм3) .

Дані про вміст марганцю (ІІ) та міді (ІІ) в Запорізькому та Каховському водосховищах в різних типах донних відкладів були отримані Нахшиною О.П. у 1979 році (табл. 3):