ГІДРОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ ФОРМУВАННЯ КИСНЕВОГО РЕЖИМУ КАНІВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА : ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ Кислородного режима Каневского водохранилища

Краткое содержание

У першому розділі „Особливості гідрологічного та гідрохімічного режимів Канівського водосховища” розглядаються екологічно значущі елементи гідрологічного режиму та загальні відомості про гідрохімічний стан Канівського водосховища.

Вплив гідрологічних процесів на формування стану екосистем та якість води різних типів водойм досить різноманітний. Досвід вивчення багатьох аспектів цього впливу дозволив визначити, що всі екологічно значущі гідрологічні чинники об’єднуються в три блоки: зовнішній водообмін, внутрішню динаміку вод та гідрофізичні характеристики водних мас і донних ґрунтів. Якраз такий екосистемний підхід покладено в основу оцінки впливу гідрологічних процесів на формування кисневого режиму Канівського водосховища.

За гідроморфологічними показниками акваторію Канівського водосховища можна умовно поділити на дві ділянки: верхню (річкову) – довжиною приблизно 53 км, та нижню (озерну).

На річковій ділянці відсутня затоплена заплава, різко коливаються рівні води та змінюється швидкість течії. Основним чинником динаміки вод є стокові течії; вітрово-хвильові процеси обмежені. В зимовий період нижче Київської ГЕС формується ополонка. Характерною особливістю річкової ділянки Канівського водосховища є досить інтенсивне антропогенне її забруднення. Водний режим тут дуже динамічний, оскільки регулюється попусками  Київської ГЕС. Тепловий режим формується головним чином під впливом водних мас Дніпра та Десни, а також завдяки теплообміну з навколишнім середовищем. У зв’язку з особливостями морфометрії, ступенем проточності, наявності притоків, промислових та побутових скидів, окремі частини ділянки мають відмінні риси термічного режиму. Зазначені особливості значною мірою  впливають на формування загального стану екосистеми та якість води.

В озерній ділянці Канівського водосховища зосереджено близько 90% води, що знаходиться у водосховищі. Довжина її становить близько 70 км. Ділянка промивається транзитним стоком приблизно за 10–15 діб. Внутрішньоводоймну гідродинаміку в безльодоставний період формують стокові  та вітрові течії, а також коливання рівня води, хвильові процеси і в деякій мірі згінно-нагінні та сейшеві явища. Двічі на добу вздовж водосховища проходять хвилі попуску. Також двічі стік різко зменшується і за наявності вітру (вірогідність більше 90 %) структура транзитного потоку руйнується. Під час льодоставу структура течій водосховища значно спрощується. Рівневий режим Канівського водосховища цілком залежить від режиму роботи Київської і Канівської ГЕС. Оскільки останні здійснюють лише добове і частково тижневе регулювання стоку, протягом року в озерній частині водосховища підтримується рівень, наближений до НПР.

Температурний режим значною мірою відповідає типовим показникам проточної водойми. Первинні форми льодоутворення з’являються спочатку в мілководних затоках та гирлах річок, що впадають у водосховище. Найбільшої товщини (до 50–65 см) льодовий покрив водосховища досягає, зазвичай, наприкінці лютого та на початку березня. За рік на 1 м² водної поверхні водосховища надходить від 3 до 4,5 млн. кДж сонячного тепла. Прозорість води змінюється в межах 1,2–1,6 м.

Гідрохімічний режим Канівського водосховища, як і гідрологічний, значною мірою визначається притоком дніпровських та деснянських вод. Залежить він також від режиму роботи гідровузлів. Помітний вплив на нього проявляють притоки (Либідь, Красна, Стугна, Трубіж) та надходження значної кількості недостатньо очищених промислових і комунально-побутових стічних вод.

У другому розділі „роль кисню в поверхневих водах. Особливості кисневого режиму Канівського водосховища” розглянуто значення розчиненого у воді кисню для функціонування водних екосистем та звернуто увагу на особливості формування кисневого режиму досліджуваного водосховища.

Відомо, що розчинений у воді кисень відіграє виключно важливу роль у житті природних водойм. Він значною мірою визначає інтенсивність перебігу процесів в гідробіохімічних системах. Кисень використовується при розкладанні розчинених органічних речовин, відмерлих рослин і тварин. Від його вмісту у воді залежить ступінь окиснення важкодоступних органічних речовин (наприклад, водного гумусу), а також відновлених форм деяких важких металів, насамперед Мангану і Феруму. Стан кисневий режиму – це чутливий показник рівня забруднення вод. Цей факт став основою для кількісного опису процесів самоочищення природних водних об’єктів за допомогою математичних моделей. Незалежно від складності моделей в них завжди враховуються гідрологічні чинники. В зарубіжній літературі розробці та практичному застосуванню кисневих моделей водних об’єктів приділяється багато уваги. Це відображено в чисельних публікаціях. У вітчизняній літературі таких праць порівняно мало і в багатьох випадках вони обмежуються загальним математичним формулюванням моделі без застосування до конкретного об’єкту.

Кругообіг кисню в Канівському водосховищі формується, взагалі, за участю декількох пов’язаних між собою процесів. Так, прибуткову частину балансу кисню забезпечують: надходження його з водою ззовні (річковий стік, обмін з іншими водними об’єктами тощо), з атмосферними опадами і з підземними водами. Вирішальне значення для прибуткової частини балансу має інвазія кисню з атмосферного повітря і утворення його в процесі фотосинтезу водоростей та вищих водяних рослин. Витратна частина балансу включає: використання кисню гідробіонтами в процесі дихання, витрати на мінералізацію органічних і неорганічних сполук, хімічне окиснення, евазію та виніс із водним стоком. Кількісна оцінка складових балансу безпосередньо для Канівського водосховища здійснюється сучасними методами розрахунку з використанням кліматичних даних, морфометричних та технічних характеристик водосховища.

Взимку дефіцит кисню в Канівському водосховищі найчастіше зумовлюється надходженням збідненої киснем води з Київського водосховища та Десни. Найгостріший дефіцит кисню виникає в період льодоставу, коли біохімічне та хімічне споживання є досить істотним, фотосинтетична аерація низька або зовсім відсутня, а атмосферна аерація припинена завдяки льодовому покриву. В цей час вміст кисню у воді знижується до 3–4 (інколи до 0,5) мг/дм³, що становить 12–30 % насичення.

Влітку у водосховищі, особливо в його річковій ділянці, також постійно відмічається напружений кисневий режим. Він проявляється більш або менш тривалим зниженням концентрації розчиненого у воді кисню до 5–6, а іноді до 3–4 мг О₂/дм³ (35–50% насичення). Це негативно позначається на інтенсивності процесів самоочищення і «нейтралізації» забруднень, вміст яких особливо зростає внаслідок посиленого антропогенного навантаження на річкову ділянку водосховища.

У третьому розділі „Регулювання кисневого режиму річкової ділянки Канівського водосховища в літній період” наведено розроблені і рекомендовані заходи щодо поліпшення кисневого режиму в літній період для річкової ділянки водосховища шляхом збільшення стоку води (об’ємів попусків) через греблю Київської ГЕС та активізації неусталеного режиму стоку на ділянці.

Збільшення стоку води через греблю Київської ГЕС має три аспекти впливу на кисневий режим річкової ділянки Канівського водосховища.