Водний і сольовий режими системи озер кугурлуй і ялпуг в умовах їхнього зарегулювання - Автореферат

Дунай і озерами відбувався через протоки, що зєднували озеро Кугурлуй з річкою, а при високих рівнях - шляхом вільного переливу води через бровки русла. Мінералізація озер Ялпуг і Кугурлуй була близькою до мінералізації дунайської води, особливо в періоди їх наповнення. Після будівлі на місці проток, що зєднували р.Дунай з озерами, штучних каналів зі шлюзами, рівневий режим озер набув часткового зарегулювання. При цьому за даними Одеського обласного управління по водному господарству максимальні рівні води в озерах понизилися більш ніж на 1м, а коефіцієнти водообміну - зменшилися вдвічі, що призвело до збільшення мінералізації води в озерах понад 2.0 г/дм3 (у м.Болград). Обєкт дослідження - озера Кугурлуй і Ялпуг і їхні басейни, включаючи річки, що безпосередньо впадають в озера, а також річка Дунай, як головне джерело водообміну в них.У першому розділі наводиться коротка фізико-географічна характеристика Придунайського регіону (з описом Придунайських заплавних озер, найбільшими серед яких є Кагул, Ялпуг, Кугурлуй, Софян, Катлабух і Китай), а також річки Дунай, яка є головним джерелом водообміну і водооновлення для групи Придунайських озер, у тому числі й Кугурлуй-Ялпуг. Середній багаторічний річний рівень води біля вершини дельти р.Дунай (у м.Рені) склав 2,58 МБС, а у м.Ізмаїл-1,53 МБС. Річний хід рівнів води в гирловій частині Дунаю характеризується наступними сезонними коливаннями: весняно-літнім водопіллям (з березня по червень-липень), літньо-осінньою меженню (серпень - жовтень) і осіннім паводком, який у грудні переходить у зимову межень. Стік р.Ялпуг (у розмірності середнього багаторічного модуля річного стоку -,л/с?км2) був розрахований за методикою, яка заснована на спільному розгляді рівнянь водного та теплового балансів, запропонованою В.С.Мезенцевим (1969) і реалізованою для півдня України Є.Д.Гопченком і Н.С.Лободою (2001) з урахуванням господарського використання водозбору, і дорівнює 0.35 л/с?км2 (йому відповідає витрата води =1.11 м3/с). Це пояснюється тим, що природний режим водообміну між озерами і р.Дунай, який визначається, головним чином, рівневим режимом р.Дунай у періоди наповнення озера і скидання з нього води в р.Дунай, не завжди можливий у необхідних обємах.У дисертації наведене узагальнення і нове розвязання наукової проблеми, яка полягає в дослідженні водного і сольового режимів в системі озер Кугурлуй і Ялпуг і розробці на підставі цього аналізу пропозицій стосовно оптимального функціонування озер за умови їх зарегулювання. Можливості наповнення водойми самопливом до НПР та скиди води до рівнів РМО багато в чому залежать від режиму рівнів води р.Дунай, який характеризується весняно-літнім водопіллям (з березня по червень-липень), літньо-осінньою меженню (серпень - жовтень) і осіннім паводком, який у грудні переходить в зимову межень. Таким чином, наповнення водойми при самопливному варіанті відбувається в період, коли на р.Дунай проходять найбільші витрати завислих наносів, що прискорює процеси замулення оз.кугурлуй і південної частини оз.Ялпуг. Матеріали моніторингу Tacis-2001р. дозволили встановити, що через значну протяжність оз.Кугурлуй-Ялпуг при його наповненні і скиданні води в р.Дунай по варіанту “анти-річки,” водойма виявляється структурованою по величині мінералізації. На основі запропонованої структури рівняння водно-сольового балансу озера була проведена генерація часового ходу мінералізації за період з 1963 по 2001 рр. і встановлено, що гідрохімічний режим водойми після закінчення деякого часового інтервалу набуває квазістаціонарного характеру і визначається головним чином місцевими факторами (з урахуванням обємів наповнення водойми та скидів води при водообміні з р.Дунай), до яких відносяться насамперед опади і випар з водної поверхні водойми.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації наведене узагальнення і нове розвязання наукової проблеми, яка полягає в дослідженні водного і сольового режимів в системі озер Кугурлуй і Ялпуг і розробці на підставі цього аналізу пропозицій стосовно оптимального функціонування озер за умови їх зарегулювання. При цьому встановлено: 1. Водний баланс водойми визначається в основному надходженням води за рахунок атмосферних опадів, випаром з водної поверхні озера і самопливним водообміном з р. Дунай, причому водообмін з цією річкою є головним джерелом водооновлення та підтримки якості води в озерах. Зокрема, у середньому 54.5% у прибутковій частині водного балансу водойми становить донорська вода р. Дунай, а 45.5% - всі інші джерела, серед яких 31.4% - це надходження води з атмосферними опадами. У витратній частині водного балансу середній багаторічний обєм скидів води в р. Дунай становить приблизно 27%, а на інші джерела приходиться 73%, у тому числі на транспірацію і випар з водної поверхні озер - 54.6%.

2. Можливості наповнення водойми самопливом до НПР та скиди води до рівнів РМО багато в чому залежать від режиму рівнів води р.Дунай, який характеризується весняно-літнім водопіллям (з березня по червень-липень), літньо-осінньою меженню (серпень - жовтень) і осіннім паводком, який у грудні переходить в зимову межень.

3. Внутрішньорічний розподіл стоку завислих наносів у вершині дельти р.Дунай тісно повязаний із внутрішньорічним розподілом стоку води. Збільшення водного стоку звичайно супроводжується збільшенням і стоку завислих наносів. Таким чином, наповнення водойми при самопливному варіанті відбувається в період, коли на р.Дунай проходять найбільші витрати завислих наносів, що прискорює процеси замулення оз.кугурлуй і південної частини оз.Ялпуг.

4. У цей же період відзначається і деяке підвищення значень іригаційного коефіцієнта води в річці, яке повязане з надходженням у р.Дунай поталих вод з водозбору. У середньому після закінчення весняно-літнього водопілля до наступу літньо-осінньої межені якість дунайської води найбільш сприятлива для зрошування (як за іригаційним критерієм, так і за значеннями хлорного коефіцієнта), однак саме в цей період наповнення водойми самопливним шляхом найчастіше неможливе через низькі рівні води в р.Дунай.

5. Мінералізація води на нижній ділянці р.Дунай незначно змінюється протягом року. У маловодні роки вона знаходиться у межах 450-600 мг/дм , а в багатоводні - практично залишається на рівні 300-330 мг/дм .

6. Матеріали моніторингу Tacis-2001р. дозволили встановити, що через значну протяжність оз.Кугурлуй-Ялпуг при його наповненні і скиданні води в р.Дунай по варіанту “анти-річки,” водойма виявляється структурованою по величині мінералізації. При цьому виділяються: північна (з найбільшою мінералізацією), центральна і південна частини оз.Ялпуг, а також оз.Кугурлуй (з найменшою мінералізацією). Коефіцієнти переходу від величини середньої мінералізації в озері до її значень в межах кожної з вказаних частин відповідно становлять 1.49, 1.06, 0.87 і 0.49.

7. За матеріалами 2001 р. встановлено, що середні рівні води в системі озер Ялпуг і Кугурлуй практично відповідають їх значенням на в/п Коса, що дозволяє з високою вірогідністю визначати обєми води в оз.Ялпуг-Кугурлуй за даними спостережень лише на водпосту Коса.

8. На основі запропонованої структури рівняння водно-сольового балансу озера була проведена генерація часового ходу мінералізації за період з 1963 по 2001 рр. і встановлено, що гідрохімічний режим водойми після закінчення деякого часового інтервалу набуває квазістаціонарного характеру і визначається головним чином місцевими факторами (з урахуванням обємів наповнення водойми та скидів води при водообміні з р.Дунай), до яких відносяться насамперед опади і випар з водної поверхні водойми. Показано, що як при високих, так і при низьких вихідних величинах мінералізації (при РМО=1.5МБС і НПР=2.8МБС) в оз. Кугурлуй-Ялпуг вона досягає свого середнього багаторічного значення протягом 8-10 років.

9. У ході варіантного моделювання гідрологічного і гідрохімічного режимів водойми на задані показники мінералізації встановлено, що: 9.1 В умовах самопливного водообміну і при сучасних відмітках НПР і РМО, навіть при самому сприятливому режимі р.Дунай (з точки зору часового ходу рівнів води), досягти оптимальних величин мінералізації у вегетаційний період (близько 1000 мг/дм3) вдається не завжди.

9.2 У маловодні роки на річці Дунай і скидах води восени до позначки РМО=1.5 МБС можливе зниження рівнів води в озері у наступному році нижче 1 МБС, що досить негативно позначиться на його гідрохімічному стані. У звязку з цим для підтримки експлуатаційних рівнів води в озерах протягом року доцільно скидання води з водойми в річку здійснювати до позначок не нижче 1.8-1.9 МБС.

9.3 В умовах самопливного наповнення і скидів води з оз.Ялпуг-Кугурлуй особливо у маловодні роки, важливу роль у підтримці рівнів води в озері відіграє стік р.Ялпуг. При цьому суттєвого збільшення мінералізації не відбувається (до 200 мг/дм3). Виходячи із цих обставин, варіант відведення стоку р.Ялпуг, минаючи озеро Ялпуг, є небажаним. Проте, при розробці водно-сольового менеджменту озер необхідно особливу увагу приділити заходам щодо поліпшення екологічного стану в межах басейну оз.Ялпуг-Кугурлуй, але в першу чергу - на водозборі р.Ялпуг.

9.4 Представлені результати моделювання дозволяють зробити висновки стосовно того, що гідрохімічний режим оз.Ялпуг-Кугурлуй у значній мірі залежить від обємів наповнення і скидів води з озера, які у свою чергу обмежені його корисним обємом і динамікою рівнів води р.Дунай. У звязку з цим важко забезпечити необхідні обєми в період наповнення й скидання, а також оптимізувати мінералізацію води в озері при її високих початкових значеннях. Крім того, наповнення водойми при самопливному варіанті відбувається в період, коли на р.Дунай проходять найбільші витрати завислих наносів, що у свою чергу прискорює процеси замулення оз.кугурлуй і південної частини оз.Ялпуг. Цю проблему можна вирішити, удосконаливши гідротехнічні спорудження водойми, зокрема, шляхом будівництва насосних станцій, які дозволять підтримувати оптимальні диспетчерські режими води в озері: 9.4.1 Якщо підкачування води з р.Дунай у систему озер Кугурлуй - Ялпуг здійснювати до позначки НПР=2.8 МБС, то можна досягти мінералізації води в озерах на рівні 900-1000 мг/дм3, причому наближені до цих значення можуть бути досягнуті й при підкачуванні води вже до експлуатаційного рівня 2.7 МБС.

9.4.2 При підтримці рівнів води в системі озер на позначці форсованого (на сучасному етапі) рівня ФПР=3.0 МБС можливе зниження мінералізації до значень 800-900 мг/дм3 і менше.

9.4.3 В умовах підкачування води з р.Дунай до НПР і відведенні стоку р.Ялпуг, минаючи озеро, можна було б підтримувати мінералізацію у водоймі на рівні 600-700 мг/дм3.

1. Гопченко Е.Д., Кузниченко С.Д. О моделировании водно-солевого режима озер Кугурлуй-Ялпуг // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. - 2002. - Вип.46. - С.338-345.

2. Кузниченко С.Д. Об эксплуатационном режиме озера Кугурлуй-Ялпуг // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.- 2003. - Вип.47. - С.356-361.

3. Гопченко Е.Д., Кузниченко С.Д. Изменчивость характеристик водного и гидрохимического режимов р.Дунай у г.Рени // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.- 2004. - Вип.48.- С.376-386.

4. Гопченко Е.Д., Кузниченко С.Д. Научно-методические подходы по обеспечению оптимального режима функционирования Придунайських озер // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.- 2005. - Вип.49.- С.399-406.

5. Кузниченко С.Д. Влияние стока реки Ялпуг на минерализацию системы озер Ялпуг-Кугурлуй // Матеріали міжнародної конференції „Гідрометеорологія і охорона навколишнього середовища-2002”. Одеса, ОДЕКУ, 2002. - С.98-105.

6. Кузниченко С.Д. Моделирование солевого баланса оз.Ялпуг-Кугурлуй по заданным показателям // Матеріали III наукової конференції молодих вчених. - Одеса, ОДЕКУ, 2003. - С.57-61.

7. Гопченко Е.Д., Кузниченко С.Д. Моделирование гидрохимического режима озер - водохранилищ Придунайского региона // Материалы VI Всероссийского гидрологического съезда. - Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 2004. - С.33-34.

8. Кузниченко С.Д., Гопченко Е.Д. Многолетняя изменчивость гидрохимического режима р. Дунай у г. Рени // Матеріали IV наукової конференції молодих вчених. - Одеса, ОДЕКУ, 2004. - С.82-85.

9. Е.Гопченко, С.Кузниченко. Оценка эффективности управления водным режимом оз. Ялпуг-Кугурлуй // Book of abstracts the third International Conference Ecological Chemistry. - Chisinau (Republic of Moldova), 2005. - Р.104.