София Романова - Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим

• Название: Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим
• Автор: София Романова
• Жанр: Образовательная литература

Настоящее учебное пособие – первая книга, в которой излагается материал по вопросам гидрохимии и гидроэкологии естественных (озеро Балкаш) и искусственных (водохранилища-охладители) бессточных водоемов Казахстана. На основе многолетних комплексных полевых и лабораторных исследований выявлены основные закономерности формирования их гидрохимического режима, а также факторы его определяющие. Показано влияние континентальности климата на гидрохимию водоемов, выявлены отличительные особенности водоемов аридной зоны по сравнению с таковыми гумидных областей, доказана исключительная самоочищающая способность природных вод Казахстана. Выяснена роль антропогенных факторов на протекание гидрохимических процессов в водоемах (карбонатообразование, карбонатонакопление, сорбция – десорбция, накипеобразование, катионный обмен, метаморфизация химического состава и др.). Приведены контрольные вопросы и упражнения для подготовки к рубежному контролю.

Рассчитана на научных сотрудников, работающих в области гидрохимии, гидроэкологии, гидробиологии, гидрологии и специалистов других областей народного хозяйства, связанных с изучением и использованием водных ресурсов. Книга будет полезной и для студентов, аспирантов и преподавателей ВУЗов химических, географических и экологических специальностей.

---

Изучая запасы солей в озерах Шандаксор и Карасор, ученые проектного института НОТЭП (г. Новосибирск) пришли к выводу о том, что поступление солей с водосбора компенсируется оттоком с инфильтрующимися водами, т.е. запасы солей в оз. Шандаксор практически стабилизировались. Наоборот, в оз. Карасор происходит постоянное накопление солей, поступающих с поверхностными и грунтовыми водами, а инфильтрационный поток весьма незначителен или отсутствует. Это предположение подтверждается гидрогеологическим строением озерных котловин: под озером Шандаксор располагается ареал высокоминерализованных подземных вод, а довольно глубокая Карасорская впадина является котловиной выдувания и своеобразным испарителем подземных вод [4-6].

1.3 Гидрографическая сеть

В настоящее время в оз. Балкаш впадает 5 постоянных притоков: Иле, Каратал, Аксу, Лепсы и Аягуз, которые формируют основной свой сток в горах Тянь – Шаня и частично в горах Тарбагатая и Чингиз-Тау. Реки Моинты, Токрау и Баканас не доходя до озера, теряются в песках, однако в многоводные годы лишь р. Токрау доносит свои воды в озеро. Имеет место сток в озеро подземных вод по долинам этих рек (рисунок 1.3).

Суммарные водные ресурсы региона в зоне формирования стока до 1969 г. составляли 28,9 км3 в год, из них 22,9 км3 в год формируется в бассейне р. Иле; 5,4 км3 в год – в бассейнах рек Каратал, Лепсы и Аксу, а 0,6 км3 в год – в бассейне р. Аягуз, а в зоне формирования стока рек северного Прибалкашья – 0,1 км3 в год [18]. Из этого объема водных ресурсов лишь около 15,1 км3 ежегодно достигало оз. Балкаш, где расходовалось преимущественно на испарение. Остальная часть этой влаги в объеме 13,7 км3 ежегодно расходовалась в естественной гидрографической сети [19]. Из суммарного стока рек бассейна оз. Балкаш – 17,4 км 3 в год формируется на территории КНР, в верховьях р. Иле (ГП Ямате). По водности и мутности вода р. Иле занимает третье место среди крупных рек Средней Азии после Сырдарьи и Амударьи. В пределах РК река Иле на своем пути принимает много притоков: левобережных Шарын, Шилик, Есик, Талгар, Каскелен с Узын Алматы и Киши Алматы, Курты; правобережных – несколько небольших.

В 1999 – 2002 гг. реки Каратал и Лепсы находились в многоводной фазе гидрологического режима. Поэтому в их руслах шел интенсивный размыв плесов и намыв перекатов, вследствие чего в устьях этих рек отложилось много наносов, поменялся рельеф устья [20]. Так, в р. Каратал основной поток воды из рукава Актоган в 2002г. переместился в протоку Сары – Есик. На р. Лепсы поток весенне-летнего периода имел глубину 1,5 – 2,0 м и ширину 10 – 12 м. В настоящее время р. Аксу превратилась в приток р. Лепсы.

Рисунок 1.3 – Гидрологическая изученность Иле-Балкашского бассейна (по Айс. Турсуновой [20])

Сток по р. Аягоз незначителен, т.к. большая его часть разбирается на орошение. Среднемноголетний расход воды р. Аягоз составляет 2,90 м3/с, в то время как у р. Иле – 478, р. Лепсы – 25,2, р. Аксу – 1,70 м3 /с. Таким образом, весь речной приток в восточный Балкаш (ВБ, по Тарасову М.Н. озеро разделено на 4 гидрохимических района, V-VIII) представлен стоками рек Каратал и Лепсы с объемом не менее 3,9 км3. Этой воды достаточно, чтобы полностью компенсировать расходы на испарение VII, VIII и частично VI – го гидрохимических районов, если учесть объемы осадков на поверхность воды суммарной площадью около 5 тыс.км2 (28% общей площади озера). Авторы [19] предполагают, что влияние стока р. Иле распространяется до устьевых участков р. Каратал, т.е. ее сток компенсирует испарение на 72% площади всей акватории озера, а на остальных 28% – возмещается водой восточных рек.

С повышением стока рек в последние годы (с 1988 по 2002 гг.) в бассейне оз. Балкаш уровень воды заметно возрастает, оживляется жизнь во многих озерах дельты рек и самих реках и рукавах, протоках, намечаются положительные тенденции в изменении экосистемы озера.

Река Иле, самый крупный приток оз. Балкаш, образуется от слияния рек Каш, Текес и Кунгес, истоки которых расположены в Северном Тянь-Шане. Общая длина реки, считая за исток р. Текес, равна 1439 км. Водосборная площадь р. Иле составляет около 3/4 площади бассейна оз. Балкаш. Значительная стокоформирующая часть бассейна р. Иле, почти 45% площади, расположена в пределах КНР, где гидрографическая сеть хорошо развита. Согласно исследованиям [20] сток по р. Иле из территории СУАР КНР в 19882002 гг. продолжает уменьшаться из-за резко возросших заборов воды на сельскохозяйственные и другие нужды: из р. Каш в бассейн оз. Эбиноор, а из рек Кунес и Коксу в бассейн р. Тарим. Средняя и нижняя части бассейна характеризуются редкой гидрографической сетью, большие пространства полностью лишены поверхностного стока. В левобережной части бассейна со склонов гор к руслу р. Иле стекает большое количество горных рек [21]. После впадения таких крупных притоков, как Шарын, Шилик в верхнем и Тургень, Есик, Талгар и Каскелен в среднем течении, водность реки увеличивается на 37%. После выхода из Капшагайского ущелья р. Иле несет воды по Прибалкашской равнине и заканчивается обширной дельтой площадью почти 8 тыс.км2 . Река Иле при впадении в оз. Балкаш разделяется на 3 рукава: Топар, Иле и Жидели. Длина протоки Топар около 184 км, ширина русла от 18 до 50 м, глубина в межень 1 – 2 м, скорость течения 0,5 – 1,0 м/с. Длина протоки Иле около 200 км, ширина 50 – 500 м, глубина 1 – 2 м, скорость течения 0,5 м/с в межень и до 2 м/с в паводок. Русло протоки Жидели относительно молодое и мало извилистое, ширина ее колеблется от 50 до 100 м (иногда до 200 м), глубина 2 – 5 м, скорость течения 1,5 м/с и более.

По данным Гидропроекта [1] и С.А. Абдрасилова [22] на систему Жидели приходится около 91%, Иле – от 4,6 до 7,4%, Топар – от 3,2 до 5,0% стока р. Иле. На территории дельты р. Иле имеется большое число озер и разливов. Среднемноголетняя величина потерь стока в дельте составляет около 3 км3, это 20% стока р.Иле в вершине дельты. Дельта р. Иле оказывает регулирующее влияние на сток в оз. Балкаш как во внутригодовом, так и многолетнем циклах. Согласно исследованиям Р.М. Хайдарова система рек Иле и Топар находится в стадии отмирания, а система пр. Жидели – в стадии формирования единого русла [19; 23]. Реки Аягоз, Каратал, Аксу и Лепсы при впадении в оз. Балкаш также образуют дельты.

Общее количество рек и временных водотоков в бассейне оз. Балкаш свыше 52000 общей протяженностью более 137000 км. Согласно [2] в 1970г. насчитывалось около 24000 озер и искусственных водоемов. Небольшое количество мелких озер, преимущественно пресных, имеется по долинам рек Биен, Баскан и др., а также в долинах горных рек, особенно вблизи концов ледников. Общая площадь всех озер и водохранилищ составляет около 5% площади водосбора. Количество водохранилищ и прудов свыше 150, самое крупное – Капшагайское на р. Иле (1740 км2 при НПГ) [24].

Канал Ертис – Караганда имеет собственную водосборную площадь около 9260 км2 [8]. Гидрографическая сеть на различных участках КЕК неодинакова. Наиболее густая сеть водотоков имеется на территории Казахского мелкосопочника, где канал принимает воды р. Шидерты и около 10 временных водотоков, а также весенние паводковые воды рек Жанкельды и Тузды.

1.4 Почвы и растительный покров

В пределах водосборного бассейна оз. Балкаш в южном направлении наблюдается последовательная смена широтно-вытянутых почвенных зон и растительного покрова в соответствии с зональным изменением климата. Выделено три характерных района – северный, центральный и южный [2; 3].

Для северного района характерно преобладание светло-каштановых почв различной солонцеватости, покрытых типчаково-полынными растениями. Часто в замкнутых котловинах или понижениях речных долин развиты луговые солончаки. Большинство светло-каштановых почв на глубине 60-100 см имеют горизонт скопления гипса. Для всех почвенных зон Казахского мелкосопочника и, в частности, для рассматриваемой зоны светло-каштановых почв характерно большое количество щебня. Большая часть акватории оз. Балкаш приходится на Центральный район и сложена главным образом бурыми, часто солонцеватыми и солончаковыми почвами. На таких участках доминируют преимущественно пески и солончаки. Центральный район, в свою очередь, подразделяется на три региона по зональности.

На территории северного и западного Прибалкашья преобладают хрящевато-суглинистые и хрящевато-супесчаные бурые почвы в комплексе с солонцами, в замкнутых понижениях – суглинистые и супесчаные бурые почвы в комплексе с солончаками. Растительный покров представлен полыннозлаково-солянковой растительностью.

На территории южного Прибалкашья в области пустынных степей развиты бурые пустынно-степные почвы и малокарбонатные сероземы, большей частью незасоленные. На пойменных террасах рек и в дельтах встречаются участки суглинистого и глинистого аллювия. Здесь развиты комплексы такыровидных сероземов, такыров и солончаков. Поверхность такыровидных почв по древним долинам рек Иле и Каратал оголена на 60 – 70% и разбита трещинами. Растительность Центрального района представлена однолетними растениями (мятлики, пустынная ромашка, песчаная осока) и представителями кустарниковой растительности (джузгуны, акации) [25; 26].