2
Содержание
Введение...............................................................3
1. Исследования ионного стока на территории СНГ и методы его изучения.............................................................10
1.1. История изучения ионного стока..................................10
1.2. Методы расчета ионного стока и анализа его многолетней
изменчивости....................................................26
2. Условия и факторы формирования ионного стока севера ЕЧР 35
2.1. Природные (естественно-исторические) условия и факторы формирования ионного стока..........................................35
2.2. Антропогенные факторы формирования ионного стока................46
3. Исходная информация и методика расчета ионного стока................54
3.1. Характеристика исходного материала..............................54
3.2. Предлагаемая и использованная методика расчета ионного стока
и анализа его многолетней изменчивости.......................... 65
4. Пространственно временная (многолетняя) изменчивость стока главных ионов за период 1938-95 гг...................................74
4.1. Водный режим рек как фактор изменчивости ионного стока..........74
4.2. Стабильность стока гидрокарбонатов и ее причины.................77
4.3. Стабильность стока кальция и его местные изменения как
результат антропогенных нагрузок на окружающую среду.............83
4.4. Сток магния, его связь с природно-антропогенными факторами......94
4.5. ИЗМЕНЕНИЕ СТОКА СУЛЬФАТОВ КАК СЛЕДСТВИЕ ДАЛЬНЕГО АТМОСФЕРНОГО
ПЕРЕНОСА ДИОКСИДА СЕРЫ........................................ 100
4.6. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ СТОКА СУММЫ НАТРИЯ И КАЛИЯ КАК ОТРАЖЕНИЕ СТЕПЕНИ МЕСТНОГО И РЕГИОНАЛЬНОГО
ЗАГРЯЗНЕНИЙ.................................................... 118
4.7. Изменение стока хлоридов как следствие антропогенного воздействия.................................................130
4.8. Динамика ионного стока как результат многолетней изменчивости главных ионов............................................. 138
5. Влияние урбанизированных территорий на ионный сток рек 145
Заключение...........................................................166
Список литературы.....................................................170
Приложения.........................................................181
3
Введение
На рубеже тысячелетий, вполне естественно, подводятся итоги, делаются прогнозы, наконец, публикуется многочисленная литература, касающаяся поиска оптимальный путей взаимодействия общества и природы, создания условий и предпосылок сбалансированного, устойчивого развития как геосистем, так и экономики. XX столетие войдет в историю как век величайших завоеваний человеческой мысли и горьких ее заблуждений, огромных достижений общества и разрушения уже созданного, начала освоения околоземного космического пространства и серьезного усиления деградации окружающей среды, НТР и величайших кризисов, перехода в постиндустриальную эпоху или к информационному обществу (Котляков, 1995) На состоявшейся в 1992 г конференции по окружающей среде (ОС) и развитию, в принятом ею документе 'Повестка дня на XXI век* впервые в таких масштабах был обоснован факт грядущих миру экологических угроз и мер по их предотвращению (Кондратьев 1997).
Хорошо известно, что в проблеме глобального изменения ОС для человечества нет никаких секретов, а важнейшие причины воздействия не оставляют никаких загадок. Это прежде всего экспоненциальный рост численности населения и его стремление максимально повысить свой уровень жизни, что влечет интенсификацию использования природных ресурсов, а в итоге - деградацию ОС На современном этапе общественного развития эти процессы переросли локальный, а нередко и межрегиональный уровень Пространственно-временное функционирование системы природа - общество приводит к трудно предсказуемым последствиям Сюда относятся такие проблемы ОС, как глобальное потепление (-изменение) климата, изменение состояния озонового слоя, сокращение биоразнообразия и др. Естественно, не теряют актуальности и вопросы непосредственного загрязнение географической оболочки.
Эти важнейшие и многие другие проблемы состояния планеты, ее отдельных частей и компонентов обсуждаются всюду и на самых разных уровнях Однако в большинстве своем они предрекают, как правило, беды и кризисы Публикующиеся е 90-е гг. издания, касающиеся глобального природопользования, либо природопользования в России нередко малодоказательно, но настойчиво проповедуют все возрастающую опасность грядущей катастрофы в условиях практически наступив-
22
1998, 1999). Исследования многолетней изменчивости ионного стока осуществляются и за рубежом (Lotvenbahl, 1990, Norton, Fridman. 1995)
Вопросы изменчивости ионного стока рек северной покатости Русской равнины также не остались без внимания Впервые расчет ионного стока для крупных рек Европейского севера (Сев Двина, Печора) выполнил О.А Алекин (1948), В работе
O.A. Алекина и Л.В. Бражниковой (1964 г.) использованы данные по 18 постам расположенным на тех же реках, их притоках, а также Онеге, Мезени и Кулое, что позволило рассчитать ионный сток по имевшимся на то время материалам Базирующиеся на результатах эпизодических наблюдений (1-2, максимум 4 года), эта информация являлась единственным достоверным источником по ионному стоку на протяжении последующих десятилетий Кроме зональных его изменений в этой работе очерчены азональные бассейны с повышенным ионным стоком, обусловленным литолого-летрографическим составом горных пород.
В вышедшем в 1972 г. под редакцией И М. Жилы и Н.М. Алюшинской государственном издании "Ресурсы поверхностных вод" (Том 3. Северный край), которое подводит итог результатам работ Северного территориального управления Росгидромета за период на 1966 г., также представлены материалы по годовым значениям ионного стока и их удельным показателям по 64 постам Этот труд, базирующийся на обширном пространственно-временном материале, позволил уточнить и детализировать расчеты O.A. Алекина и Л.В Бражниковой. Различия полученных значений, по сравнению с данными этих авторов, по ряду постов составили 1,5 - 2. а по Кулою - 5 раз. На составленной карте ионного стока И М Жилы и Н.М. Алюшинской нашла свое отражение его зональность: в частности показатель ионного стока рек таежной зоны составил 30 - 40 т/км2 в год, тогда как для тундры - 10 - 20 Крупные аномалии характерны для регионов, где геологическое строение и гидрологические особенности обуславливают увеличение или уменьшение интенсивности химической денудации Первое касается карстовых территорий, второе - регионов распространения толщ песчаных отложений или кристаллических пород. Так повышенные значения характерны не только для карстовых рек Онего-Северодвинского междуречья, но и Беломорско-Кулойского плато, а также юга Тиманского кряжа, Особенно высокие показатели ионного стока (в 3 - 5 раз больше зональных) отмечены на территории распространения сульфатных пород Pia*Kq в верхних течениях Мехреньги и Кулоя Пониженный ионный сток свойственен для левобережья Онеги, верховий Лу-
23
эы, левобережных притоков Вычегды (Сысола, Локчим) и Велью. Кроме того, под руководством И М Жилы и Н М Аяюшинской (1972) было рассчитано и внутригодовое распределение ионного стока. Показано, что наибольшая его часть приходится на весенние месяцы (апрель - июнь), составляя 40 - 50 %. В зонах многолетней мерзлоты, где доля подземного питания заметно ниже, на весну приходится 50 - 70 % годовой величины В карстовых же регионах, наоборот, доля ионного стока весной снижается до 25 - 30 %
Не упустила из вида вопросы формирования ионного стока Р А Филенко (1974) в своей монографии, посвященной гидрологическому районированию Архангельской обл. и Республики Коми (РК). Так. в частности, ею рассчитаны годовые значения ионного стоха по 13 постам на реках РК (по материалам наблюдений до 1960 г. включительно), дан краткий анализ его внутригодового распределения и определена величина выноса солей с территории этой республики (10,21 млм. т.). Полученные автором значения по большинству пунктов наблюдений практически совпадают с данными ‘Ресурсов (1972 г.). Однако по двум (Мезень - д. Б. Пысса и Вашка - г. Вашгорт) они в 1,5 - 2 раза ниже, чем на близ расположенных гидрохимических постах Госкомгидромета. Возможно, причиной расхождений стал недостаточный объем исходной информации, либо недостаточно корректное использование метода аналогий, связанное со стремлением автора приурочить определяемые значения к административным границам РК.
А.А Братцев (1986 г.) констатирует относительно высокие значения модуля ионного стока рек региона Тимано-Печорского ПТК, колеблющиеся в диапазоне от 20 до 100 т/км2, что увязывается им в первую очередь с высокой водносгью По данным автора ежегодный вынос солей здесь достигает 19 млн. т., причем подчеркивается. что хозяйственная деятельность способствует его увеличению.
Пространственная дифференциация ионного стока Европейского севера, обусловленная во многом литолого-петрографическим составом горных пород, показана в статье И Н Павелко и А.В Мальцева (1990), которыми по данным за 1977 - 83 гг. рассчитан ионный сток, а также сток органических и биогенных веществ для рр Онега и Кемь. Показатель ионного стока второй из них. бассейн которой сложен кристаллическими породами, ничтожен, едва достигая 5 т/кмгв год. В бассейне же Онеги он составляет более 35 т/км2, что связано с широким распространением карбонатных пород и их интенсивным выщелачиванием
- Київ+380960830922