ЧАСТЬ2
Растворенные газы. Формирование газового режима водохранилищ происходит под влиянием многих факторов, основными из которых являются периодическая действие ветрового перемешивания и циркуляции водных масс, физико-химические и биологические процессы, происходящие в водохранилищах, взаимодействие воды с затопленными почвами, жизнедеятельность водных организмов.
Наиболее важными являются растворенный кислород и диоксид углерода.
Кислород попадает в воды из атмосферы и при выработке его фитопланктонных организмами и высшей водной растительностью. О2 расходуется на процессы дыхания, окисления органического вещества при разложении организмов, а также путем евазии обратно в атмосферу.
В теплый период (особенно в первой половине лета) основным фактором является фотосинтетическая деятельность растительных организмов. Во второй половине лета начинают преобладать окислительно-восстановительные процессы, которые уменьшают содержание кислорода в воде. Растворенный О2 может тратиться и на окисление аммонийного азота до NO2 и NO3, солей закисшего железа, процессы окисления метана и сероводорода (с участием соответствующих бактерий).
Зимой основную роль играет температурный режим и наличие ледостава.
Поверхностный слой воды постоянно обогащается кислородом, а вот в придонных слоях наблюдается его дефицит за счет постоянных расходов его на окислительные процессы, и в донных слоях приплотинних участков содержание О2 падает до 30-40, а иногда и до 1-3%.
В местах большого скопления фитопланктона (образование на поверхности воды голубой пленки) максимальная концентрация кислорода сдвинута на глубину 1-3 метра с уменьшением до придонного слоя.
Значительная вертикальная стратификация содержания О2 таСО2 наблюдается в первые годы существования водохранилища. Во-первых, с затоплением земель начинаются бурные процессы разложения растительного и почвенного покрова, что приводит к большим затратам кислорода в придонных слоях и, соответственно, к уменьшению его содержания.
Во-вторых, в воду попадает достаточно большое количество органического вещества, ведет к интенсивному развитию фитопланктона и усиления процессов фотосинтеза в поверхностных слоях воды. Отмирая, фитопланктон оседает на дно и разлагается. Таким образом в поверхностных слоях количество растворенного кислорода может достигать примерно 25 мг / л (290% насыщения), в то время как в придонных слоях его конйентрация падает почти до нуля, и все придонный слой становится заморные.
С возрастом водохранилищ стратификация тоже становится заметной, поскольку появляется фактор поглощения кислорода донными илами, объемы которых из года в год увеличиваются и требующих все больше и больше кислорода на химическое и биохимическое окисление образовавшихся восстановленных продуктов разложения.
В верхних участках водохранилищ, находящихся в зоне переменного подпора гидрологический режим наиболее подобен речного и скорость течения не падает ниже 0,2-0,1 м / с. Поэтому здесь в летний период наблюдается наиболее благоприятный кислородный режим. Стратификация здесь отмечается, дефицита кислорода нет, поскольку фитопланктон развивается слабо, и средняя его биомасса примерно 0,05-15 г / куб.
В средних и приплотинних участках водохранилища скорости течения незначительны (0,01-0,1 м / с) или же течения отсутствуют совсем. Поэтому биомасса фитопланктона в периоды интенсивного зацветания достигает здесь 40-60 г / куб. и выше, между тем как при количестве биомассы более 15 г / куб. уже возникает угроза биологического загрязнения и появления токсикантов. Вследствие такого скопления водорослей здесь наблюдается особенно ярко выражена кислородная стратификация.
Ранней весной и осенью через ветровое перемешивание и небольшую роль процессов фотосинтеза стратификация О2 и СО2 наблюдается редко, а поздней осенью она отсутствует полностью, и перед ледоставом все слои примерно одинаково насыщены кислородом, количество которого в это время может достигать 9-12,5 мг / л.
Источником СО2 в водохранилищах являются процессы окисления органических веществ, различные виды расписания и дыхания. Уменьшение двуокиси углерода происходит при фотосинтезе и выделении СО2 в атмосферу.
Концентрация двуокиси углерода зависит от сезона, биологических и биохимических процессов. Максимальная концентрация наблюдается в период ледостава (50-70 мг / л). Летом в придонных слоях воды за счет процессов разложения происходит накопление СО2 до 5-10, а иногда и до 20-45 мг / л.
Органические вещества. К органических веществ, чаще всего встречаются в водохранилищах, принадлежат органический углерод, органические азот и фосфор, белки, пептиды и аминокислоты.
Содержание органического углерода (из-за того, что в водохранилище одновременно идут два противоположно направленных процесса - синтез органических веществ и их деструкция) на разных участках заметно отличается. Повышенная концентрация органического углерода может быть связана как с поступлением гумифицийованих вод из рек, впадающих в водохранилище, так и с большой биопродуктивнитю.
Максимум содержания органического углерода наблюдается в весенне-летний период, при максимальной фотосинтетической активности фитопланктона. Когда же процессы деструкции начинают преобладать над процессами фотосинтеза, количество Сорг уменьшается.