CC BY
145
УДК 556.5.048
ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕЧНЫХ И ОЗЕРНЫХ ВОД
УРАЛА И ПРИУРАЛЬЯ
© Т. В. Воронина
Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450074 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.
Тел./факс: +7 (347) 229 96 02.
E-mail: [email protected]
Для характеристики химического состава речных и озерных вод Урала и Приуралья важное значение имеет литологический состав породообразующих минералов, степень засоленности почво-грунтов и степень проточности. По этим характеристикам выделяется 2 группы речных водосборов и 5 лимно-химических зон на исследуемой территории.
Ключевые слова: химический состав речных и озерных вод, водосборы, минерализация, литологический состав пород, гидрокарбонатные хлоридные, сульфатные воды.
Введение
На химический состав и гидрохимический режим воды в речном звене ее круговорота оказывает влияние ряд факторов: 1) быстрый водообмен в русле и ограниченное время взаимодействия воды с породами; 2) формирование состава воды происходит в поверхностных слоях земной коры, большей частью хорошо промытых; З) сильная зависимость водного режима рек от климатических и метеорологических условий; 4) тесное взаимодействие воды с атмосферой; 5) интенсивное воздействие на воду растительных и живых организмов [1].
По указанным причинам речные воды характеризуются малой минерализацией, повышенной изменчивостью состава под влиянием гидрометеорологических условий и постоянным присутствием в воде газов атмосферного происхождения [2].
Основным фактором, определяющим минерализацию и химический состав воды озера, является степень его проточности. По этому признаку озера делятся на три группы: проточные - в них осуществляется приток и отток воды поверхностным и подземным путями; бессточные - в них имеет место только приток, а отток или отсутствует, или играет очень малую роль в водном балансе озера; промежуточного типа (временно сточные)- из них отток происходит лишь в отдельные сезоны года (например, весной), в остальное время они являются бессточными [3].
Озера первого типа характерны для зоны избыточного увлажнения. Озера второго типа формируются в засушливых климатических условиях. Озера третьего типа распространены в области недостаточного увлажнения.
Проточные озера являются пресными, временно сточные - солоноватыми и бессточные - солеными. Озера по минерализации воды делятся на пресные (до 1 %о), солоноватые (до 25 %о), соляные (свыше 25 %).
Для вод пресных озер типичен следующий порядок распределения главных ионов:
НСОз- > 8042- > СІ-; Са2+ > ]^2+ > №+ + К+.
Однако с увеличением минерализации озерной воды происходит относительный рост ионов в ее
составе и указанный порядок нарушается. При минерализации до 500-1000 мг/л в озерной воде преобладают гидрокарбонатные ионы, свыше 1 %е -чаще всего сульфатные, а по достижении 3-5 % в зависимости от литологических особенностей водосборной площади - сульфатные и хлоридные ионы [9]. В составе катионов озерных вод преобладающая роль кальция сохраняется лишь до 1-2 %, уступая при дальнейшем росте минерализации нонам натрия. Ионы магния, так же как и во всех других водах, сохраняют при всех стадиях минерализации промежуточное положение [3].
Г идрохимия речных вод Урала и Приуралья
Из природных факторов, влияющих на формирование химического состава рек, имеют наибольшее значение: засоленность почвенного покрова и состав породообразующих минералов [4].
По химическому составу поверхностных вод на территории Урала и Приуралья можно выделить две группы водосборов (рис. 1).
Первая группа - водосборы характеризуются хорошо отмытым от легкорастворимых солей почвенным покровом [8]. Русловые воды мало минерализованы (25-700 мг/л) и отличаются выраженным гидрокарбонатным характером (44 % ЭКВ) с преобладанием в составе катионов ионов Са2+. Следует отметить, что ряд рек, водосборы которых принадлежат к первой группе, характеризуются повышенным относительным содержанием в воде ионов 8042- (10-20 % ЭКВ). К ним относятся реки Белая, Нугуш, Уфа, Ай, Зай, Быстрица, Тура.
Гидрокарбонатные воды с низким содержанием сульфатных ионов (менее 10 - 5 % ЭКВ) формируются на водосборах верхней Камы, Обвы, Иньвы, Чусовой.
Вторая группа. Поверхностные воды водосборов этой группы более минерализованы и отличаются хорошо выраженным сульфатным характером вследствие засоленности сульфатами почво-грунтов. Но среди рек с водосборами данной группы встречаются реки с сульфатными маломинерализованными водами (2П = 300 т- 500 мг/л), например, Косьва, Вильва, Нейва [2].
ISSN 1998-4812
Вестник Башкирского университета. 2012. Т. 17. №1
111
Рис. 1. Картосхема речной сети Урала и Приуралья.
Воды рек Стерли, Демы, Чермасана, Бири, Б. Таныпа, Юргамыша имеют минерализацию более 1 г/л. Водосборы второй группы расположены главным образом в районах развития засоленных водовмещающих пород, а также в местах разгрузки сульфатных карстовых вод [2].
Особенности климатических условий и растительного покрова большей частью рассматриваемой территории способствуют формированию гидрокарбонатных речных вод. Однако воздействие литологического состава пород на просачивающуюся влагу атмосферных осадков приводит в некоторых случаях к образованию несвойственных по химическому составу для данной природной зоны вод. Наибольшее влияние на формирование минерализации и химического состава речных вод оказывают легкорастворимые карбонатные и сульфатные породы [3].
При взаимодействии воды с породой происходит выщелачивание легкорастворимых солей. В зависимости от литологического состава пород развивается карбонатный карст (в известняках, доломитах, меле), сульфатный (в гипсе и ангидритах) или соляный.
С водосборов, сложенных полностью или частично карбонатными породами, выносятся в большом количестве гидрокарбонатные ионы, ионы кальция и магния. Минерализация таких рек (Ай, Уфа, Сим, Увелька, Миасс, верховья Чепцы, Быст-рица) примерно в 1.5-2 раза выше минерализации речных вод, характерных для данной ландшафтной зоны. Гидрокарбонатный характер воды здесь выражен резко (29-47 % ЭКВ).
Воды рек Сылвы (средний участок), Ирени, Тюя, Бири, Демы, Б. Таныпа и других в течение большей части года сохраняют сульфатный характер, и только в период весеннего половодья наблюдается увеличение количества гидрокарбонатных ионов. Минерализация колеблется в широких пределах (от 200 до 1500 мг/л), достигая максимальных значений в южных районах территории [5].
Особенности гидрохимии озерных вод Урала и Приуралья
В изменении по территории Урала и Приура-лья химического состава и степени механизации озерных вод прослеживается закономерность, обусловленная наличием широтной зональности и вертикальной поясности [6]. На данной территории выделяются 5 лимно-химических зон, отличающихся преимущественным распространением следующих типов озерных вод:
1) гидрокарбонатные ультрапресные воды (минерализация до 0.2 г/л);
2) гидрокарбонатно-сульфатные пресные воды (0.2-1 г/л);
3) гидрокарбонатно-хлоридные пресные (0.21 г/л) и реже солоноватые воды (1-3 г/л);
4) хлоридно-сульфатные соленые воды (3-5 г/л);
5) воды различного химического состава и минерализации.
Зона преимущественного распространения озер с ультрапресными гидрокарбонатными водами включает северную равнинную часть территории Зауралья и горные области Северного и частично Среднего Урала. Минерализация воды составляет ~
90 мг/л. Примеры: озеро Княсьпинское, озеро Райское, озеро Шарташ.
Зона преимущественного распространения озер с гидрокарбонатно-сульфатными пресными водами охватывает равнинные пространства восточной окраины Русской платформы и Предураль-ского прогиба. Характерная черта - широкое развитие сульфатного, соляного, реже карбонатного карста. Минерализация ~ 0.5 г/л.
Зона преимущественного распространения озер с гидрокарбонатно -хлоридными водами охватывает восточный склон Южного Урала и южную часть Зауралья. Минерализация ~ 1 г/л. К юго-востоку минерализация озерных вод повышается (оз. Атяж, оз. Бездонное, оз. Большие Солонцы).
Зона преимущественного распространения озер с хлоридно-сульфатными солеными водами занимает водораздельное пространство между реками Миасс и Уй. Минерализация озерных вод изменяется от 230 г/л до 1 г/л. Для большинства озер ~ 20-30 г/л. Состав воды во всех озерах хлоридно-сульфатный натриевый. Примеры: оз. Мышайкуль, Таузаткуль.
Зона распространения озер с водами различного химического состава и минерализации охватывает западный склон Северного Урала. Основным фактором, обусловливающим разнообразный химический состав озерных вод, является литология пород, слагающих водосбор. Среди соленосных отложений кунгурского яруса встречаются хлорид-ные натриевые озера; на гипсоносных породах -сульфатные кальциевые. Но большинство озер имеет сложный химический состав воды, т.к. их водосборы сложены комплексом различных горных пород. Минерализация воды колеблется от 40 до 26 г/л (оз. Чусовское, оз. Кочь, оз. Изучье) [7].
Выводы
Таким образом, нами установлено, что на химический состав речных и озерных вод Урала и Приуралья значительное влияние оказывает литологический состав пород слагающих водосборы. Для речных вод Урала и Приуралья характерно наличие двух групп водосборов, отличающихся по преобладанию главных ионов и степени минерализации. Особенностью озерных вод Урала и Приура-лья является существование пяти лимно-химических зон, различающихся по степени минерализации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алекин О. А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. С. 250.
2. Водные ресурсы и водное хозяйство Урала. Свердловск, Средне-Уральское книжное изд-во, 1977. С. 175.
3. Максимович Г. А. Химическая география вод суши. М.: Географизд., 1955. С. 286.
4. Никаноров А. М., Посохов Е. В. Гидрохимия. Л.: Гидро-метеоиздат, 1985. С. 290.
5. Ресурсы поверхностных вод СССР, т. 11. Средний Урал и Приуралье. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. С. 505 с.
6. Уразаева Ф. Х. Экологическая оценка водных ресурсов Урала и Приуралья. Стерлитамак: Стерлитамакский государственный педагогический институт, 1997. С. 102.
7. Химическая география вод и гидрохимия Пермской области. Пермь, 1967. С. 115.
8. Черняева Л. Е., Черняев А. М., Могиленских А. К. Химический состав атмосферных осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 234.
9. Шишкина Л. А. Гидрохимия. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. С. 265.
Поступила в редакцию 30.11.2011 г.
