ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: ГЕОГРАФИЯ. ГЕОЭКОЛОГИЯ

Цель - изучение особенностей сезонной изменчивости содержания растворенных органических веществ (РОВ) в воде Куйбышевского водохранилища и факторов её определяющих. Материалы и методы. Для достижения цели использованы данные мониторинга качества воды на Приплотинном плесе Куйбышевского водохранилища в период 2018-2022 годы. Отбор проб воды осуществлялся ежемесячно с поверхностного горизонта (0,5 м). Лабораторный химический анализ воды проводился в соответствии с действующими нормативными документами. Результаты и обсуждение. Внутригодовые колебания средних месячных значений содержания РОВ составляют: для биохимического потребления кислорода (БПК5) 1,5-2,2 мгО2/дм3, для перманганатной окисляемости (ПО) - 7,0-8,6 мгО2/дм3, для бихроматной окисляемости (БО) - 23-28 мгО2/дм3. Содержание РОВ характеризуется хорошо выраженной сезонной изменчивостью и включает четыре периода (I, II, III и IV), которые отличаются продолжительностью и разнонаправленностью трендов. В период I содержание РОВ постепенно увеличивается с января по май. Период II характеризуется уменьшением содержания РОВ и продолжается с середины мая до середины июня во время весеннего половодья. В период III содержание РОВ существенно увеличивается под воздействием процесса массового развития цианобактерий (МРЦ). В период IV содержание РОВ плавно уменьшается во время осенней и зимней межени. В сезонном разрезе наибольшее содержание РОВ наблюдается в летнюю межень, когда активно протекает процесс МРЦ. В результате содержание РОВ в июле - августе увеличивается в рамках БПК5 на 20-25 %, в рамках ПО - на 13-15 %, в рамках БО - на 4-6 %. Степень влияния процесса МРЦ на содержание РОВ зависит от погодных условий. Проблема роста содержания РОВ обостряется в жаркие и маловодные годы, когда на водохранилище активизируется процесс МРЦ, что существенно увеличивает содержание в воде легко окисляемых РОВ. Выводы. Высокое содержание РОВ существенно затрудняет использование Куйбышевского водохранилища для хозяйственно-питьевого водоснабжения и рыбного хозяйства. В перспективе проблема ухудшения качества воды будет только обостряться из-за роста биогенной нагрузки, потепления климата и активизации процесса МРЦ.

Цель - оценка пространственно-временных закономерностей распределения полей температуры воды и концентрации растворенного в воде кислорода в акватории Куйбышевского водохранилища в условиях жаркого года с использованием математической модели. Материалы и методы. Разработана численная 2D пространственно-неоднородная модель динамики полей температуры воды, первичной продукции и содержания растворенного в воде кислорода. Модель описывает формирование кислородного режима с учетом неустановившегося режима течений и неравномерного прогрева акватории водохранилища с пространственным шагом 200 метров и суточным шагом по времени. Результаты и обсуждение. На основе численных экспериментов исследована конвекция поля температуры, динамика растворенного в воде кислорода и первичной продукции в Куйбышевском водохранилище в безледный период. Выявлены разномасштабные зоны акватории с различным прогревом водной толщи и содержанием кислорода. Показано, что осенью пространственная неоднородность температуры воды примерно в три раза выше, чем в весенний и летний периоды. Отмечается большой вклад (> 50 %) фотосинтеза фитопланктона в общий баланс кислорода в период цветения. Выводы. Получены карты пространственного распределения температуры воды, содержания растворенного кислорода и первичной продукции в самый жаркий за последние 10 лет 2016 год. Сопоставление расчетных и натурных значений показателей оценивалось критерием Тейла, который показал удовлетворительную их сходимость. Это позволяет использовать разработанную модель для дальнейших исследований современного состояния Куйбышевского водохранилища.