Мониторинг химического состава воды и рыбных ресурсов Верхнетобольского и Каратомарского водохранилищ Костанайской области



Состав воды оказывает важную роль на биоресурсы водоемов.

Целью нашей работы является оценка влияния химического состава воды с учетом морфометрических характеристик, на объемы улова рыбы за 2014–2015 годы на сравнительном анализе Верхнетобольского и Каратомарского водохранилищ.

Данные водоемы различаются по своей природе. Верхнетобольское водохранилище (рис.1) долинного типа является наиболее крупным по объему наполнения, 816,6 млн.м³, оно служит главным регулятором управляемого стока в Костанайской области.

Рис. 1. Космоснимок Верхнетобольского водохранилища 6

Длина водохранилища составляет 40 км, максимальная глубина 30 м и площадь 8740 гектаров. В Верхнетобльском водохранилище наблюдается вертикальная гидрохимическая стратифицированность, созданная особым режимом стока реки. С учетом повышенной плотности минерализованных подземных вод, поступающих в водоем, сброса пресной воды через верхние водосливные шлюзы, концентрация солей в водохранилище возрастает и за счет испарения с площади зеркала, равной 87,4 км².

Этот факт подтверждается незначительным постоянным превышением предельно-допустимой концентрации (ПДК) рыбохозяйственного значения сульфатов в среднем в 1,2 раза 1, с.115.

Режим функционирования Каратомарского водохранилища (рис.2) промежуточно-стоковый, так как управляется объемом наполнения и сброса из Верхнетобольского. Длина водохранилища составляет 72 км, что на 80 % больше по протяженности Верхнетобольского. Глубина составляет 13 м, что на 57 % меньше. Площадь превышает на 7,6 % (9400 гектаров).

Рис. 2. Космоснимок Каратомарского водохранилища 6

Водообмен в Каратомарском водохранилище более активный, чем в Верхнетобольском за счет постоянного притока относительно пресных вод р.Аят и постоянного сброса на обводнение реки Тобол и подпитку ниже расположенных Сергеевского и Амангельдинского водохранилищ 1, с.116. Наполнение водохранилищ осуществляется в основном в весенние месяцы: апрель, май, за счет стока весеннего половодья.

В настоящей научно-исследовательской работе мы представили сравнительный анализ качества вод в Верхнетобольском и Каратомарском водохранилищах, проведенный на базе лаборатории отдела лабораторно-аналитического контроля Республиканского государственного учреждения «Департамент экологии по Костанайской области». В своей работе мы использовали данные результатов анализов, полученных за 2013–2015 годы 3.

По результатам нашего исследования органолептические свойства воды по различным показателям находились в удовлетворительном состоянии.

Таблица 1

Показатели качества воды по химическим иорганолептическим показателям в Каратомарском иВерхнетобольском водохранилищах за 2013–2015 годы

№	Показатели, единица измерения	ПДК рыбхоз	Верхнетобольское водохранилище	Каратомарское водохранилище
1	2	3	4	5
1	Цветность, град.	35	30,643	53,03
2	Прозрачность, см	-	17,943	19,133
3	Запах, балл	-	0,0	0,000
4	рН, ед.	6,5–8,5	7,50	7,967
5	Жесткость, моль/л	7	5,767	4,867
6	БПК5, мг/дм3	2	2,5	3,7
7	ХПК, мг/дм3	-	49,317	35,720
8	Кальций, мг/дм3	180	48,206	52,220
9	Магний, мг/дм3	40	34,7	33,367
10	Хлориды, мг/дм3	300	215,25	148,367
11	Сульфаты, мг/дм3	100	120,256	106,633
12	Минерализация, мг/дм3	1000–1500	685,183	596,867
13	Гидрокарбонаты, мг/дм3	-	186,567	154,533
14	Азот аммонийный, мг/дм3	0,4	0,157	0,284
15	Нитриты, мг/дм3	0,08	0,004	0,048
16	Нитраты, мг/дм3	40	0,365	0,517
17	Фосфаты, мг/дм3	0,2	0,078	0,237
18	Железо общее, мг/дм3	0,01	0,233	0,251
19	Марганец, мг/дм3	0,01	0,192	0,087
20	Нефтепродукты, мг/дм3	0,05	0,024	0,011

Активная реакция среды (рН), характеризующая кислотно-щелочное состояние воды отличается относительной стабильностью, ее значения на изученных водоемах не превышали ПДК для рыбохозяйственных водоемов и находились в пределах от 7,5 до 7,967, указывая на слабощелочную реакцию среды.

Превышение показателей по цветности в 1,8 ПДК было зафиксировано только в Каратомарском водохранилище. Также на обоих водохранилищах установлен факт превышения содержания биологического потребления кислорода от 1,25 ПДК на Верхнетобольском и 1,85 ПДК на Каратомарском водохранилищах (от 125 % до 185 % от нормы ПДК). Показатели превышений по таким компонентам как сульфаты, железо и марганец были различны на исследуемых объектах (превышение от 106 % до 120 % от нормы ПДК по сульфатам, по железу общему от 2230 % до 2410 %, по марганцу от 770 % до 1820 %). В Верхнетобольском показатели сульфатов были выше на 11 %, марганца на 54,7 %, чем в Каратомарском водохранилище. А в Каратомарском показатели по железу общему были больше на 33,9 %, чем в Верхнетобольском водохранилище (рис.3)

Рис. 3. Превышение показателей химического состава воды по фосфатам, железу общем и марганцу в Верхнетобольском и Каратомарском водохранилище за 2013–2015гг, мг/дм³.

Согласно полученным данным, содержание фосфатов было превышено только в Каратомарском водохранилище и составило 1,2 ПДК (118,5 % от нормы ПДК). Нами также было установлены более высокие, но не превышающие ПДК, показатели азотной группы в Каратомарском водохранилище. Азота аммонийного в 1,8 раз, нитритов в 12 раз, нитратов в 1,42 раза оказалось меньше в Верхнетобольском водохранилище.

Превышения по содержанию тяжелых металлов было зафиксировано на обоих водохранилищах, что объясняется подпиткой природными подземными водами с высокой минерализацией и высоким содержанием железа общего и марганца.

Водохранилища отличаются друг от друга по глубине и протяженност, а их площади и объем воды незначительно отличаются друг от друга, но различный химический состав воды играет немаловажную роль на объемах вылова.

Немаловажное значение для развития хозяйственных биоресурсов в водоемах имеют такие показатели как цветность, фосфаты, БПК_5, ХПК, азотная группа. Свою лепту в процесс зарастания водохранилищ также вносят рельеф и режим стока. Немаловажную роль в эвтрофировании водоема играют разложение органических веществ, большое количество фосфатов и компонентов азотной группы, большая протяженность водохранилищ и их небольшая глубина.

Процесс зарастания идет более активно на Каратомарском водохранилище в виду его большой протяженности и небольшой глубины. Зарастание фиксируется на 328,3 гектарах, что составляет 3,5 % от общей площади водоема, а на Верхнетобольском площадь зарастания составляет всего 52,44 гектара, или 0,6 % от общей площади 3.

По итогам исследований можно сделать выводы о том, что наилучшее качество воды фиксируется в Верхнетобольском водохранилище.

Согласно разрешениям, выданным на пользование животным миром (рыболовство), вылов водных биоресурсов (рыбы) за 2014 год в Верхнетобольском водохранилище составил 100 тонн. По видам рыб: лещ- 70 тонн, карп -5 тонн, сиговые 20 тонн, щука 5 тонн, окунь — 4,5 тонн, плотва — 4,5 тонн. Лимитированный вылов водных биоресурсов по отчетным данным природопользователей за 2015 год увеличился до 110 тонн. По отдельным видам рыб возрос допустимый вылов, а именно, по лещу на 4,3 % (до 73 тонн), по карпу на 40 % (до 7 тонн), по щуке на 50 % (до 10 тонн). Остался неизменным лимит на вылов сиговых, а для обеспечения наиболее рационального использования не были установлены количественные ограничения на вылов (добычу) окуня и плотвы (мелиоративный отлов).

Планируемый вылов на 2016 год по отдельным видам рыб остался на уровне 2014 года (лещ, сиговые), по сравнению с 2015 годом, увеличился вылов карпа на 40 %, щуки на 50 %, возрос на 122,2 % вылов плотвы и окуня. По суммарному значению вылова рыбы в тоннах наблюдается тенденция планомерного увеличения в 2015 году в сравнении с 2014 на 10 %, в 2016 году на 27 % больше чем в 2015 году.

Увеличение масштабов вылова рыбных ресурсов фиксируется и в Каратомарском водохранилище, но более существенными темпами. Общее количество вылова составило 50 тонн, что в 2 раза меньше вылова Верхнетобольского водохранилища по всем годам исследования. По количеству лимитированных видов наблюдается следующая картина: вылов леща — 40 тонн, карпа — 3 тонны, сиговых — 2 тонны, щуки -5 тонн, плотвы-3 тонны, окуня -3 тонны.

По итогам отчетных данных природопользователей общий лимитированный вылов рыбы составил 70 тонн: увеличился на 5 % по лещу (до 42 тонн), по карпу на 366,7 % (до 14 тонн), по щуке стал больше на 140 % (до 12 тонн). Количество изъятых сиговых также, как в Верхнетобольском водохранилище, так и в Каратомарском не изменялось за три года. Количество вылова в 2016 году планируется на уровне 2015 с незначительным сокращением по количеству вылова на щуку.

Рис. 4. Объемы вылова рыбы в Верхнетобольском и Каратомарском водохранилищах Костанайской области

Во всех выловах рыбы доминирующее место занимает лещ от 53,85 % до 70 % от общего вылова, затем следуют сиговые от 15,7 % до 20 %, карп от 6 % до 20 %, щука от 5 % до 17,14 %.

Подводя итоги относительно влияния химического состава воды на продуктивность водоемов необходимо отметить, что наибольшее количество вылова ценной рыбы фиксируется на водоеме с лучшими характеристиками предельно-допустимых концентраций химических веществ.

При сравнительно небольшой разнице по площади исследуемых водохранилищ подтверждается факт продуктивности по рыбным ресурсам Верхнетобольского водохранилища, где качество воды лучше.

Необходимо отметить, что Каратомарское водохранилище имеет хороший потенциал развития для рыболовства, так как наращивание темпов добычи рыбы более высокие по анализу за три рассматриваемых года. Хотя использование участков береговой полосы водохранилища было минимизировано для исключения попадания в воду загрязняющих веществ, факты антропогенного загрязнения воды по результатам анализов подтверждаются.

Исследованные водохранилища это — макрофитные водоемы, в которых качество воды поддерживается высшей водной растительностью. По мере возрастания антропогенной нагрузки на экосистему водоемов и прогрессирующего стока биогенных элементов в эти водоемы, ускоряются процессы эвтрофирования. В качестве мер борьбы с «цветением воды» можно рекомендовать усиление водообмена в воохранилище, увеличение содержания кислорода в воде, повышение окислительных свойств воды 4.

Изученные водоёмы различаются по своим химическим показателям, площади зарастаемости, кормовой базе и как следствие по соотношению состава ихтиофауны. Но, несмотря на эти отличия, они являются благоприятной средой для обитания рыб, хотя факт наилучшей продуктивности Верхнетобольского водохранилища, как наиболее чистого не оспорим.

Литература:

1. Дейнека В. К. «Река Тобол в Казахстане», монография. Костанай. Костанайский печатный двор, 2010, 336 с.
2. Обобщенный перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. 09.08.1990 г, Министерство рыбного хозяйства СССР, Москва 1990 г.
3. Протоколы результатов анализов Испытательной лаборатории отдела лабораторно-аналитического контроля Республиканского государственного учреждения «Департамент экологии по Костанайской области», 2013–2015 годы.
4. Куржыкаев Ж. К., Попов В. А. Биологическое обоснование «Ежегодная оценка состояния водных ресурсов и водных беспозвоночных, биологическое обоснование общих допустимых уловов на рыбохозяйственных водоемах Костанайской области на 2014 год», 2014 год.
5. Куржыкаев Ж. К., Попов В. А. Биологическое обоснование «Ежегодная оценка состояния водных ресурсов и водных беспозвоночных, биологическое обоснование общих допустимых уловов на рыбохозяйственных водоемах Костанайской области на 2015 год», 2015 год.
6. Программа «Google Earth».