Гидрохимическая изменчивость реки Ангары при создании Богучанского водохранилища (Россия)

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью контроля за гидрохимическими параметрами крупной пресной водной экосистемы для объективной оценки трансформации водоема, находящегося под антропогенным воздействием. Цель: изучить пространственно-временную динамику концентраций основных ионов в водах р. Ангары и Богучанском водохранилище. Объекты: р. Ангара до ее зарегулирования плотиной Богучанской ГЭС (2007 г.) и Богучанское водохранилище в период его заполнения (2013, 2014 гг.) и стабилизации уровня (2015, 2017 гг.). Методы. Химический анализ образцов воды проведен в Центре коллективного пользования «Изотопно-геохимических исследований» ИГХ СО РАН (г. Иркутск, Россия). Измерение концентрации Na+ и К+ в воде выполнено эмиссионным пламенно-фотометрическим методом, Са2+ и Мg2+ - методом атомно-абсорбционной спектрометрии, SO4 2- - турбидиметрическим методом, Cl- - меркуриметрическим методом, HCO3 - - титриметрическим методом. Результаты. В пространственно-временном аспекте изучены концентрации катионов (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) и анионов (HCO3 -, SO4 2-, Cl-). Результаты исследования показали близкие значение TDS в воде мониторинговых станций р. Ангары (140,7-154,6 мг/л) и Богучанского водохранилища (139,1-172,3 мг/л). Однако увеличение уровня водоема приводит к изменению в соотношении концентраций главных ионов. По сравнению с р. Ангарой, в начальный период функционирования Богучанского водохранилища в воде увеличиваются концентрации SO4 2-, Cl-, Na+, Mg2+, уменьшаются концентрации HCO3- и Ca2+. Ионный состав вод Богучанского водохранилища определяется прежде всего вкладом из области, расположенной выше по потоку (сток из Усть-Илимского водохранилища). К антропогенным факторам относятся сточные воды и само создание водохранилища, оказывающие влияние на гидрохимию главных ионов.

The relevance of the research is caused by the necessity of controlling hydrochemical parameters of large freshwater ecosystem for the objective estimation of waterbody transformation under the anthropogenic impact. The main aim of the research is to examine the spatial and temporal variability in major ion concentrations in Angara River water before regulating its flow by the Boguchany hydropower plants dam, as well as in Boguchany reservoir water during filling and water level stabilization. Objects of the research are the Angara River before regulating its flow by the Boguchany HPP dam (2007), and Boguchany reservoir during filling (2013, 2014) and water level stabilization (2015, 2017). Methods. Chemical analyses in the water samples were determined in the Centre for Collective Use «Isotope-Geochemical Research» of the IGC SB RAS (Irkutsk, Russia). Flame emission spectrophotometry was used in the analysis of Na+ and K+, atomic absorption spectrometry was applied to analyse Ca2+ and Mg2+, the turbidimetric method was used to measure SO4 2-, the titrimetric method was employed in the analysis of HCO3 - and the mercurimetric method was applied to study Cl-. Results. The spatial and temporal variability in the concentrations of cations (Ca2+, Mg2+, Na+, and K+) and anions (HCO3 -, SO4 2-, and Cl-) was examined. The results of the study show that the increase in the water level led to changes in the major ion concentration ratio. In comparison with the Angara River, in the Boguchany reservoir operation, SO4 2-, Cl-, Na+, and Mg2+ concentrations increased, while HCO3 - and Ca2+ concentrations decreased in the initial period of reservoir operation. The ionic composition of water in the Boguchany reservoir resulted primarily from the contribution from the area located upstream (runoff from the Ust-Ilimsk reservoir). Anthropogenic factors include wastewater and reservoir creation, which affect the hydrochemistry of major ions.