Автор неизвестен - Одесский регион - страница 1

Страницы:
1  2  3  4 

ГЛАВА

Одесский регион

Район исследований (рис. III.3.1) охватывает при­брежную акваторию Черного моря от с. Санжийка до Малого Аджалыкского (Григорьевского) лимана и из­вестен как полигон «Одесский регион СЗЧМ» ОФ ИнБЮМ, на котором регулярно проводятся гидроло­го-гидрохимические исследования и мониторинг ан­тропогенного загрязнения морских экосистем (Дятлов и др., 1994; Рясинцева и др., 2000; Дятлов, 2001; Дят­лов, Никулин, 2003).

Площадь этой акватории ~ 550 км2. Максимальная глубина 28 м. Изобата 10 м пролегает в среднем на расстоянии 1 км от береговой черты между м. Север­ный и Малым Аджалыкским лиманом. Изобата 20 м располагается на расстоянии 3 км от береговой черты. Самая мелководная зона акватории Одесский залив, средняя глубина его около 8 м (Практическая эколо­гия... , 1990).

3.1. Гидрологический режим и циркуляция вод

Одесский регион СЗЧМ входит в состав Днепров-ско-Бугского приустьевого участка (Большаков, 1970). Однако его гидрологический и гидрохимический ре­жимы имеют отличительные особенности, позволяю­щие рассматривать эту акваторию как отдельный ра­йон (Практическая экология... , 1990; Гаркавая и др., 2000; Доценко, 2003; Тучковенко и др., 2003). К таким особенностям относятся: 1) доминирование ветровых течений, влияние Одесской банки на характер цирку­ляции вод; 2) сезонная изменчивость степени влияния пресного стока Днепра и Южного Буга на гидрологи­ческую структуру, динамику и гидрохимические пока­затели качества вод региона; 3) развитие ветрового прибрежного апвеллинга, обеспечивающего водо- и мае­

РИС. III.3.1. Карта-схема полигона «Одесский регион СЗЧМ». Ил: 1 глинистый, 2 алевритовый; 3 ракушечник; 4 песок; 5 литологическая граница;

6 станция отбора проб и ее номер

сообмен между поверхностным и придонным слоями акватории в летний период года; 4) наличие в прибрежной зоне значимых антропогенных ис­точников эвтрофирования и загрязнения морской среды.

Степень влияния речного стока на гидрологические и гидрохимические условия в регионе определяется сезонной изменчивостью расходов Днепра и Южного Буга, а также преобладающими ветрами. Наиболее благоприят­ные условия для проникновения языка трансформированных речных вод, выходящих из Днепровско-Бугского лимана в исследуемую акваторию, со­здаются в весенний период (апрель—май), когда расход р. Днепр максима­лен, а уменьшение повторяемости ветров северных румбов сопровождается увеличением повторяемости юго-восточных и южных ветров. Этот вывод под­тверждается данными наблюдений за соленостью на станции Одесса-порт (Демидов, 1991) и результатами гидрологических съемок ОФ ИнБЮМ, реализованных в ходе экологического мониторинга 1988—1999 гг. (Доцен-

ко, 2003).

Температура и соленость воды Одесского региона имеют ярко выра­женный сезонный ход. Согласно климатическим данным станции Одесса-порт (Демидов, 1991), минимальная средняя месячная температура поверх­ностного слоя воды (0,7 °С) наблюдается в феврале. В марте начинается постепенный прогрев водной массы и продолжается до августа, когда тем­пература воды достигает максимальных значений (21 °С). Характерно, что в летние месяцы температура воды в прибрежной зоне на несколько гра­дусов ниже, чем в мористой части акватории, что связано с систематиче­скими ветровыми апвеллингами при сгонах (Толмазин, 1963). Затем в ре­зультате осенне-зимнего охлаждения температура воды постепенно пони­жается до своего минимума в феврале.

Сезонные колебания солености воды поверхностного слоя обусловлены изменчивостью стока Днепра. Минимальные значения солености воды в Одесском регионе наблюдаются в апреле—мае (среднемесячная — 11,7 %0). В период с июня по сентябрь отмечаются уменьшение речного стока и по­вышение солености до 16 %0 (Демидов, 1991).

В годовом ходе температуры и солености поверхностных вод Одесского региона СЗЧМ выделяют следующие гидрологические сезоны: весна (ап­рель—июнь), лето (июль—сентябрь), осень (октябрь—декабрь) и зима (ян­варь—март). Март относится к зиме из-за низкой температуры воды, а июнь — к весне вследствие пониженной солености, тогда как температура воды в этом месяце достаточно высока и может считаться летней.

Главные факторы, формирующие термогалинную структуру вод региона в весенний период, — это речной сток и прогрев воды. Распреснение и одновременный прогрев поверхностного слоя формируют весной подпо­верхностный слой скачка плотности на горизонте 0,5—1,0 м. В начале се­зона температура воды поверхностного слоя составляет 7—9 °С, в мае по­вышается до 13—15, в июне достигает 18—19 °С. При этом происходит по­степенное опускание слоя скачка до горизонта 5—7 м. Температура при­донного слоя, как правило, в начале весеннего сезона составляет 4—5 °С, к его концу повышается до 7—8 °С. Соленость поверхностных вод у север­ного берега в пик половодья снижается до 6—8, а к концу сезона повыша­ется до 13—15 %о. При этом у дна соленость колеблется в пределах 15—17, и лишь на мелководье из-за перемешивания может снижаться до 9—11 %о.

Среднее распределение солености на поверхности акватории в весен­ний период хорошо иллюстрирует проникновение распресненных вод днепровско-бугского генезиса в Одесский регион вдоль северного берега и далее в южном направлении. При этом с юго-востока наблюдается вкли­нивание более соленых морских вод (рис. III.3.2).

РАЗДЕЛ III.  Краевые экосистемы

РИС. Ш.3.2. Распределение солености (%о) на поверх­ности в весенний период (усреднение по всем съем­кам 1988-1999 гг.)

Летом, в связи с уменьшением речного стока, вклад солености ослаб­ляется и увеличивается вклад температуры в вертикальную стратификацию. Слой скачка плотности с прогревом постепенно опускается на глубину 10—13 м. Температура воды поверхностного слоя в летний период достига­ет 21—23 °С, в придонном слое она колеблется от 5—10 °С под слоем скачка до 17—22 °С на мелководье. Соленость по площади акватории ме­няется мало, однако во времени она может колебаться в пределах 14—17 %о в поверхностном слое и 16—17,5 у дна.

В летний период года чаще всего наблюдается пространственная одно­родность в распределении температуры и солености воды поверхностного слоя, что связано с ослаблением ветровой активности и длительными пе­риодами безветрия. Однако периодически, при доминировании сгонных северных, северо-западных и западных ветров, в прибрежной полосе Одес­ского региона развивается прибрежный апвеллинг. Во время сгона прогре­тая вода поверхностного слоя отгоняется дрейфовыми течениями от берега в сторону открытого моря, а ее место, в результате компенсационного под­тока, занимает холодная и соленая вода из придонного слоя. Обычно это явление имеет локальный пространственный характер, но иногда может охватывать все побережье.

Сгонно-нагонные явления в Одесском регионе СЗЧМ описаны в рабо­тах (Толмазин, 1963; Доценко и др., 1995; Тучковенко и др., 2003). В период мониторинга, проводимого ОФ ИнБЮМ, обширные сгонные явления былизафиксированы во время съемок в августе 1988, 1990, 1994 гг. (рис. III.3.3). Слабые следы прибрежного апвеллинга прослеживались в августе 1992, 1995, 1998 гг. Согласно многолетним данным ГМС Одесса-порт, повторяе­мость сгонных ветров северного, северо-западного и западного направле­ний в период с июля по сентябрь составляет в сумме 48—57 % (Гидроме­теорологические условия, 1986), т. е. сгоны поверхностных вод и прибреж­ный апвеллинг типичны для региона и определяют пространственную не­однородность гидрологических характеристик в летний период года.

В конце лета начинается постепенное охлаждение поверхностного слоя. Осенью интенсивное выхолаживание совместно с активизацией ветровой деятельности способствуют активному конвективному и ветровому пере­мешиванию, что приводит к разрушению вертикальной стратификации. Если в начале осени (октябрь) температура воды поверхностного слоя со­ставляет 15—17 °С, то в конце сезона (декабрь) она снижается до 6—8 °С. В придонном слое температура в начале осени может повышаться до 15— 17 °С (октябрь 1991 г. или октябрь 1996 г.), т. е. имеет место вертикальная изо-термия. В конце осени у дна температура воды понижается до 6—11 °С. В это время температура поверхностных вод часто бывает ниже, чем придонных. Примерно к середине осени, с увеличением стока рек, соленость поверх­ностного слоя понижается. В конце осени, при активном волновом пере­мешивании, значения температуры воды и солености выравниваются по вертикали и в пространстве. Тогда весь район занят единой водной массой с температурой воды 8—9 °С и соленостью 16,5—17 %о.

Наступление зимы характеризуется дальнейшим понижением темпера­туры воды. Минимальная температура воды отмечается в феврале. Напри-

30,8°Е 31,0'Е 30,8'Е 31,0'Е

а 6

РИС. III.3.3. Пространственное распределение в поверхностном слое температуры воды (°С) в августе 1988 (а) и 1990 (б) гг.

) —6-63

449

РАЗДЕЛ III. Краевые экосистемы

30°40'Е 31°03,4'Е   ЗОЧО'Е ЗГОЗД'Е

cf =d = 500м

v а 6

РИС. Ш.3.4. Интегральная (по глубине) функция тока (х 103 м3 с ') и течения в по­верхностном слое при северо-западном (а) и северо-восточном (б) ветрах силой 7 м с"'

мер, в феврале 1991 г. температура воды поверхностного слоя изменялась в пределах 0,3—0,9 °С, а на глубинах свыше 20 м составляла около 2 °С. Со­леность в зимний период изменяется незначительно.

Циркуляция вод в Днепровско-Бугском приустьевом участке СЗЧМ и, в частности, в Одесском регионе очень изменчива и сложна по структуре. Она определяется морфологическими особенностями бассейна и в целом до­минированием ветровых течений над плотностными. Последние сущест­венно влияют на структуру результирующих течений в случае проникновения в регион языка распресненных вод из Днепровско-Бугского лимана вес­ной, а также при развитии ветрового апвеллинга в прибрежной зоне летом.

Расчеты ветровой циркуляции вод, выполненные с помощью числен­ных математических моделей, показали, что определяющее влияние на ха­рактер циркуляции вод в регионе оказывает Одесская банка (Тучковенко, 2002; Доценко, 2003). При западном (восточном) и северо-западном (юго-восточном) ветрах в расчетной области доминирует антициклонический (циклонический) баротропный вихрь. В случае ветров южного (северного) и юго-западного (северо-восточного) направлений баротропный антици­клонический (циклонический) вихрь локализуется в восточной части рас­четной области, а над Одесской банкой формируется циклонический (ан­тициклонический) круговорот. Поля интегральной (по глубине) функции тока и течений в поверхностном слое Одесского региона при северо­западном и северо-восточном ветрах, рассчитанные по модели (Тучковен-ко, 2002), приведены на рис. Ш.3.4.

Морфологические особенности бассейна обусловливают существенный вклад баротропной составляющей скорости в формирование горизонталь­ной пространственной структуры полей течений. Ветровые течения харак­теризуются двухслойной вертикальной структурой в приглубых областях и наличием однонаправленного по вертикали вдольберегового течения в прибрежной зоне. Двухслойная структура ветровых течений характери­зуется течениями, направленными по ветру (дрейфовыми) в поверхно­стном слое, и компенсационными течениями, противоположными по­верхностным, в придонном слое. Компенсационные течения формиру­ются в результате перекосов уровня моря, создаваемых дрейфовыми те­чениями. Вдольбереговой, однонаправленный по вертикали поток, имеет ширину, определяемую силой ветра, и обычно ограничен с морской стороны изобатой 5—10 м. Характер обтекания береговой черты Одес­ского региона (по часовой стрелке или против) обусловлен направлени­ем ветра.

Вследствие ветровых течений в исследуемом регионе имеют место сгонно-нагонные явления и прибрежный апвеллинг, который, в свою оче­редь, приводит к возникновению очень высоких горизонтальных градиен­тов температуры в летний период и развитию термогалинных течений, ко­торые накладываются на ветровую циркуляцию.

По материалам рейдовых наблюдений над течениями в Одесском зали­ве и вблизи м. Большой Фонтан, полученным в 1984—1988 гг. станцией Одес­са-порт, и данным рейдовых наблюдений 1980—1988 гг., выполненных ГМБ «Ильичевск» вблизи Сухого лимана, установлено (Доценко, 2002, 2003), что, несмотря на сильную изменчивость, на участке прибрежной зоны от Одес­ского залива до м. Большой Фонтан преобладает вдольбереговой поток южного направления. Этот поток охватывает всю толщу воды от поверхно­сти до дна. В районе м. Большой Фонтан он встречается с северо-восточ­ным вдольбереговым потоком, образуя зону конвергенции. В дальнейшем поток имеет юго-восточное или южное направление, что косвенно под­тверждает преобладание в поверхностном слое региона циркуляции цикло­нического характера, которая поддерживается ветровыми течениями при доминирующих ветрах северных румбов, стоковым течением из Днепров-ско-Бугского лимана и общим характером циркуляции вод СЗЧМ.

3.2. Гидрохимический режим

Гидрохимические условия и загрязнение вод Одесского региона опре­деляются водообменом с открытой частью моря, влиянием речного стока Днепра и Южного Буга, наличием антропогенных источников загрязнения в прибрежной зоне, особенностями гидрологического режима акватории. Описание гидрохимического режима региона приведено в работах (Прак­тическая экология,   1990;  Виноградова,  Василева,   1992; Доценко и др.,

1995; Гаркавая и др., 2000).

В табл. III.3.1, III.3.2 представлены средние значения и диапазоны из­менения основных гидрохимических параметров исследуемой акватории для поверхностного и придонного слоев в разные гидрологические сезоны, рассчитанные по данным экологического мониторинга ОФ ИнБЮМ 1988— 1999 гг. Для выделения роли местных антропогенных источников загрязнения

29*

451

ТАБЛИЦА III.3.1. Основные гидрохимические характеристики эвтрофикации

Район

Горизонт

 

О,

ВПК,

Прибрежный

Поверхность

8,48

10,4

2,13

 

Дно

8,158-8,83 8,27

7,6 - 12,3 9,5

0-8,0 1,33

Морской

Поверхность

7,9 - 8,69 8,48

3,8- і 2,5 10,3

0-3,4 1,75

 

Дно

8,21-8,82 8,28

8,6-12,2 10,0

0-6,7 1,34

 

 

8,02-8,51

5,4- 14,4

0-3,1

Прибрежный

Поверхность

8,39

8,3

2,46

 

Дно

7,80 - 8,90 8,01

2,6 - 11,9 4,2

0,3 - 8,5 1,65

Морской

Поверхность

7,56 - 8,77 8,49

0-9,8 8,8

0-5,1 2,25

 

Дно

8,04-8,91 8,03

7,4 - 11,1 4,6

0,5 - 5,5 1,56

 

 

7,43 - 8,74

0,8 - 9,5

0-5,1

Прибрежный

Поверхность

8,31

10,6

1,64

 

Дно

8,00 - 8,50 8,26

7,4-14,0 9,5

0,2 - 4,0 1,05

Морской

Поверхность

8,00 - 8,40 8,32

6,7-12,2 11,0

0-2,8 1,92

 

Дно

7,45 - 8,55 8,26

9,2 - 13,8

9,7

0,6 - 6,9 1,62

 

 

7,16 - 8,45

6,6-12,4

0-7,5

Примечание. Над чертой среднее значение, под чертой диапазон

статистические характеристики вычислялись отдельно для прибрежных станций и станций в открытой части акватории. В число прибрежных включены станции, непосредственно прилегающие к береговой черте: 1, 2, 6-14, 17, 18, 21, 22, 24, 41 (см. рис. Ш.3.1).

Из анализа средних сезонных значений гидрохимических характеристик, приведенных в табл. III.3.1, следует, что минимальные (7—9 мкг дм-3) кон­центрации фосфатов в фотическом слое наблюдаются весной и летом (в по­верхностном слое мористой части акватории). Концентрация аммония мини­мальна весной (70—80 мкг дм-3) и достигает максимума летом в прибрежной зоне моря (до 164 мкг дм-3). Минимальные содержания нитритов и нитратовприбрежной и мористой частей Одесского региона

NH,

NO,

NO,

 

РО,

 

Весна

 

 

 

 

 

83,6

1,3

21,0

578,3

9,0

21,8

8-550

0-12,2

0-108

75 - 1624

0-25

5-60

93,2

2,9

28,4

628,3

13,8

16,6

0-470

0 -11,7

3-74

78 - 3670

2,7 - 44

0-44

69,2

1,4

28,1

594,7

7,1

19,3

ІЗ - 320

0 - 11,5

0-141

104-3615

0-20

7-40

77,6

3,9

33,8

640,8

9,7

15,8

0-276

0-16,7

0-93

152 -3741

0-43

0-55

Лето

 

 

 

 

 

164,3

2,0

51,7

668,2

17,8

40,9

12-1600

0-19,0

0 - 1147

32- 2610

0-382

1-262

189,5

5,9

50,4

648,7

29,5

40,0

15-735

0 - 33,0

0-318

0,2 - 2700

0 - 160

0-210

89,6

1,8

53,5

701,5

8,9

26,6

12-400

0-19,0

0-210

9 - 2733

0-43

3-126

114,1

6,6

81,1

670,2

21,4

23,9

10 - 420

0 - 28,0

1-191

6-2131

5-50

0-123

Осень

 

 

 

 

 

109,9

7,2

73,4

729,0

27,4

21,4

9-870

0,5-15,2

2 - 163

45 - 2104

10-68

6-66

92,9

6,8

90,9

720,2

24,4

18,7

10 - 375

1,9 - 14,1

6-946

214-1665

5-42

0-50

95,1

3,8

41,3

690,8

20,0

21,7

9-700

0,5 - 9,4

2-114

76- 1899

0-38

0-48

86,6

4,1

36,6

668,0

18,6

163

10-320

0,3 - 9,2

8-158

43-3124

0-40

0-30

(20—30 мкг дм-3) отмечаются весной, а максимальные (80—90 мкг дм-3)осенью в прибрежной зоне моря. В течение всего года концентрации ам­монийного азота доминируют над концентрациями нитратов.

Концентрация органических форм азота и фосфора в весенне-летний период года многократно (в среднем в 2—3 раза для фосфора и в 3—6 раз для азота) превышает концентрацию их минеральных форм. Осенью соотно­шение между концентрациями органической и минеральной форм фосфора уменьшается до 1 и менее, для азота оно остается прежним. Максимальное содержание органического азота (730 мкг дм"3) и фосфора (27 мкг дм"3) фиксируется осенью в прибрежной зоне моря.

ТАБЛИЦА ІГІ.3.2. Относительный вклад береговых антропогенных

Источник загрязнения

Расход воды,

млн м' ГОД"'

Нормируемые показатели

 

 

БПКП„Н

Нитраты

 

 

т год 1

%

т- год 1

%

СБО «Северная*

75,70

608,90

31,6

551,00

22,9

С БО «Южная»

52,70

716,70

37,3

376,00

15,7

имтп

9,10

52,11

2,7

34,47

1,4

опз

8,50

30,50

1,6

664,28

27,6

Сточные воды

 

 

 

 

 

ливневые

2,90

246,48

12,8

4,21

0,2

дренажные

Страницы:
1  2  3  4 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа