Результаты исследования солености рек бассейна Столбовой
В августе 2004 г., в рамках проекта «Создание прикладной геоинформационной системы мониторинга территории ГПБЗ «Центральносибирский», сотрудниками вузов г. Красноярска А. А. Гостевой (КГТУ) и М. Г. Еруновой (КрасГАУ) было проведено исследование солености рек бассейна Столбовой с целью получения оценки состояния качества воды.
Солёность вод естественных водоёмов является важнейшим показателем экологического благополучия, как самих водных экосистем, так и связанных с ними наземных экосистем (луга, пойменные сообщества, болота). Кроме того, солёность может служить информативным индикатором состояния экосистемы, поскольку даже малые изменения солёности могут оказывать заметное воздействие на продуктивность экосистемы, её видовой состав (в первую очередь — на рост видов-доминантов) и, как следствие, на все виды, занимающие более высокие трофические уровни в экосистеме.
Показания снимались в 23 точках на р. Столбовой, и в 15 точках на реках и ручьях, впадающих в Столбовую (рис. 1). Метод предполагает замеры солености до впадения ручьев (выше по течению), после впадения (ниже по течению), и непосредственно в самих ручьях, а также до и после островов (осередков).
Рис. 1. Карта точек измерения солености
Соленость внутренних вод можно рассматривать как концентрацию всех присутствующих в ней ионных составляющих. Средняя соленость пресноводных рек составляет 100 мг/л, однако ее значения могут колебаться в весьма широких пределах. Минимальные значения встречаются в районах обнажения изверженных пород, по которым стекают воды, образовавшиеся при таянии снега, или потоки, возникающие при выпадении дождей. Увеличение солености в проточных реках связано либо с загрязнением воды человеком, либо с размыванием соленосных отложений.
Столбовая — третья по величине река заповедника, является притоком р. Подкаменная Тунгуска. Гидрологическая характеристика позволяла предположить, что река может быть отнесена к классу малосоленых рек, что и было подтверждено в ходе проведенных исследований.
Для измерения солености (электропроводности) в экспедиционных условиях использован портативный прибор ИЭ-1, который был разработан и изготовлен в Институте вычислительного моделирования СО РАН. Для измерения электропроводности в приборе применена мостовая схема, в одно из плеч которой подключается измерительная кювета с пробой воды из исследуемого водоема. Калибровка прибора выполнена по растворам поваренной соли с различной ее концентрацией. Прибор предназначен для измерения солености природных вод в диапазоне концентраций солей от 10 до 1000 мг/л. По своим техническим характеристикам прибор близок к измерителю солености, выпуск которого начат фирмой Zepter.
В ГИС ArcView был проведен контур площади водосбора, который включал в себя истоки р. Столбовой (р. Танимакит, р. Биробчан), впадающие ручьи и реки, болота, из которых берут начала ручьи и реки. Граница велась по хребтам, отделяющим территорию Столбовой и ее притоков от водосборной территории других рек (рис. 2). Площадь водосбора реки составляет 5 372 км2. Водосборная территория реки Столбовой полностью лежит в границах заповедника.
Рис. 2. Водосборная территория р. Столбовая
Болота являются аккумуляторами органики и различных биогенных элементов, поэтому водосток рек, протекающих по территории болот и берущих там начало, может существенно отличаться по этим компонентам от горных рек. В то же время известно, что верхний слой болотных вод толщиной 1,5—3 см содержит малое количество как органики, так и биогенных компонентов. Таким образом, при значительном количестве осадков происходит перемешивание верхних слоев болот и органики, и биогенные компоненты могут начать поступать в бассейн рек из-за интенсивного стока с болот. Часть экспедиционного периода характеризуется значительным количеством осадков, поэтому можно было ожидать резкое увеличение солености притоков р. Столбовой, берущих начало и протекающих через болотистую территорию.
На рис. 3 приведен график изменения солености р. Столбовой. Квадратами отмечены значения солености воды Столбовой, треугольниками — значения солености в ручьях, впадающих в р. Столбовую. Расстояние от слияния рек, дающих начало р. Столбовой, до первой точки на графике — около 18 км. Измерения осуществлялись по ходу движения экспедиции вверх от устья р. Столбовая к ее истоку. Вплоть до точки впадения р. Кулинны, измерения проводились при благоприятных погодных условиях. При продвижении выше по течению погодные условия ухудшились. Дальнейшие наблюдения проводились в условиях постоянного выпадения дождей в пойме реки, что оказало влияние на результаты измерений. На начальном участке от устья Столбовой до впадения р. Кулинны общая соленость колеблется в пределах от 47 до 30 мг/л, что определяется соленостью впадающих притоков. Далее вверх по течению наблюдается резкое падение общей солености до среднего значения около 25 мг/л, вызванное начавшимися дождевыми осадками. Проведенные работы подтвердили первоначальное предположение о малой солености вод бассейна Столбовой. Общая соленость не превышает 50 мг/л, следовательно, р. Столбовая относится к классу малосоленых рек, а также к первому классу качества согласно ГОСТу Р 51232-98.
Рис. 3. Уровень солености воды на различных участках р. Столбовой
Выводы. Установлено, что уровень солености р. Столбовая и её притоков, протекающих через болотистые участки, даже при значительном количестве осадков не превышает значения 50 мг/л. Это свидетельствует об отсутствии загрязнений в реке, как естественного происхождения, так и являющихся результатом антропогенной нагрузки. Данные по солёности хранятся в картографической базе данных, и могут быть использованы для выявления тех или иных аномальных процессов в различных районах заповедника, так как характеризуют состояние водной среды, а вместе с ней и состояние экосистемы в целом по всей территории заповедника.