Рекомендации и мероприятия по восстановлению водоема

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Природный водоем представляет собой биологически сбалансированную экологическую систему настроенную на самоочищение и самовосстановление. Это естественное состояние биологического баланса закрытого или слабопроточного водоема: пруда, озера, может быть нарушено как в результате естественного старения водоема, накапливания в водоеме естественной органики донного ила: листвы, веток, экскрементов рыб и водоплавающих птиц, отмерших водных растений, так и в результате интенсивного загрязнения водоема органическими веществами и питательными (биогенными) элементами: мусор, ливневые сточные воды, нанос с полей и дорог, плохо очищенные промышленные сточные воды, канализация, навоз и удобрения доставляют в водоем органику, биогенные элементы и алохтонную микрофлору. Попав в водоем органические вещества частично растворяются в воде, частично опускаются на дно водоема, где из них формируется органическая биомасса ила донных отложений, подвергающаяся непрерывному разложению гнилостными бактериями и грибками. Гниение органических веществ ила донных отложений вызывает удаление из воды растворенного кислорода, и выделяет в воду продукты распада - питательные(биогенные) элементы азота, фосфора.

Явление перенасыщения водоема питательными веществами имеет научное название эвтрофикация. Биогенные элементы попадая в водоем вызывают массовой рост фитопланктона известный как цветение.

Защита от цветения сине-зеленых водорослей заключается в борьбе с эвтрофикацией водоема. Избыток в водоеме органических веществ и питательных элементов приводит сначала к нарушению биологического равновесия и подавлению биологического самоочищения водоема, а затем к изменению типа экосистемы прудов, озер на эвтрофный то есть к заболачиванию. Признаками интенсивного загрязнения являются высокий уровень донного илистого осадка, высокая мутность воды особенно в теплый период, пленка на поверхности водного зеркала, неприятный запах, активное газообразование, периодические заморы рыбы, неконтролируемое размножение фитопланктона: сине-зеленых водорослей, тины, ряски. Вспышки размножения сине-зеленых водорослей ( цветение водоема ) чередуются с заморами рыбы. Вероятность заморов рыбы резко повышается из-за предотвращения обогащения воды растворенным кислородом в ночное время. Отмирание сине-зеленых водорослей так же забирает из воды жизненно необходимый кислород и вырабатывает питательные элементы для нового массового цветения.

Загрязнение водоема в первую очередь отрицательно воздействует на биологическое равновесие и самоочищение водоема. Эвтрофикация и цветение одинаково действует как на озеро так и на водохранилище.

Число полезных микроорганизмов в 1 мл воды резко сокращается, обедняется и изменяется их видовой состав, в то же время в грязной воде активно развиваются потенциально опасные организмы функционирующие при 30-37, таким образом загрязнением подавляются микробное и другие виды самоочищения. Для спасения и восстановления водоема необходима интенсивная очистка воды и донных отложений от гниющей органики и биогенных элементов, восстановление кислородного режима и механизмов микробиологического самоочищения водоема. Борьба с эвтрофикацией, массовым цветением сине-зеленых водорослей, тины, ряски не должна рассматриваться отдельно от очистки водоема от органического и биогенного загрязнения водоема, мер по восстановлению санитарного режима водоема[1].

1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

1.1 Местоположение

Административный центр -- посёлок городского типа Москаленки. Поселок расположен в 98 км от Омска.

По административному делению Москаленский район (общей площадью 2,5 тыс.км2) входит в состав юго-западной части Омской области (рис.1).

На севере он граничит с Называевским, на востоке - Любинским и Марьяновским, на юге- Полтавским районами. На западе граничит с Исилькульским районом. Имеет вытянутость в меридиональном направлении. Территория Москаленского района напоминает далекие предгорья. Пологие холмы то возвышаются, то плавно ниспадают. В ложбинах скапливающаяся вода образует озера.

Орография. Район характеризуется слегка волнистой лесостепной равниной с абсолютными отметками 56-132 м. Минимальные отметки отмечаются в котловине озера Эбейты, расположенного южнее района исследования, максимальные - на водораздельных пространствах в северо-северо-западной части района[2].

Район расположен в зоне перехода лесостепи к степи, характеризуется значительным развитием березовых колков. Вечная степь отсутствует.

Территория Камышловского лога представляет собой многоозёрную сухую равнину, которая приурочена к долине реки Камышловка. По устройству поверхности долина представляет собой низменную, слегка волнистую, слаборасчленённую равнину с большим количеством неглубоких западин, занятых озёрами. Долина имеет небольшой уклон к северо-востоку, что соответствует наклону подстилающих пород, представляющих собой в прошлом берег четвертичного пресноводного бассейна.



Рисунок 1 - Административное положение Москаленского района

В северной части района почти в широтном направлении прослеживается древняя Камышловская долина (ширина её достигает 4,5 км, глубина вреза - до 20 м), хорошо выраженная в рельефе, представлена цепью сильно - и слабоминерализованных озер, вытянутых с северо-запада на юго-восток и с запада на восток ( рис.2 ). Озера высокой минерализацией от 10 до 40 г/л, к востоку минерализация снижается. Вся цепь озер связана между собой протоками, заполняющимися в весеннее время. Характерная особенность озер этой группы - заболоченность берегов, местами слабо выделяющиеся береговые уступы, плавно переходящие в окружающую равнину, незначительная площадь зеркала воды и незначительнее развитие камышовой растительности. Озеро Рыбное, оно же Солёное в соседстве с озером Камышлово - являются объектами исследования данной работы.

Рисунок 2 - Географическое положение цепочки озер Камышловского лога

1.2 Почвы и растительность

Северная часть района относится к лесостепной зоне, характеризующейся обыкновенными слабо выщелоченными и карбонатными черноземами, главным образом тяжелого механического состава[3]. По понижениям всюду разбросаны березово-осиновые колки и степень лесистости довольно высокая. Под колками прослеживаются солоди, а на опушках и в западинах - солонцы и солонцеватые почвы (рис.3) [4].

Южная часть района относится к степной зоне, здесь развиты южные черноземы и солонцеватые почвы с глинистым и суглинистым механическим составом; мощность перегнойного слоя 40-50 см. В меньшей степени встречаются карбонатные черноземы с пестрой окраской верхних горизонтов, с глинистым механическим составом. На гривах черноземы имеют легкий механический состав. В западинных формах рельефа, в частности в прибрежных зонах исследуемых озёр, а так же в подтопляемых территориях вблизи полотна Транссибирской железной дороги встречаются солонцеватые почвы, солонцы и солончаки. Колки в этой части территории редеют, постепенно исчезая.

Рисунок 3 - Почвы и растительность вокруг озера Соленое

1.3 Климатическая характеристика исследуемой территории

Климат континентальный: суровая холодная зима, теплое, а в южной части даже жаркое, но непродолжительное лето, короткие весна и осень, короткий безморозный период (110-120 дней), резкие суточные и месячные колебания температур. Большое количество солнечной энергии и максимальное количество осадков приходится на летний период[5].

Абсолютная годовая амплитуда температур воздуха довольно значительна (80-90°). Среднегодовое количество осадков колеблется от 250-300 мм в южной части района до 300-350 мм в северной. Около половины годового количества осадков выпадает в летние месяцы.

Таблица 1 - Средняя месячная и годовая температура воздуха станция Исиль-Куль (t, 0С)

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
-18,6	-17,6	-11,5	1,1	10,9	16,8	18,2	16,1	10,5	1,5	-8,6	-16,0	0,2

1.3.1 Снежный покров

Высота снежного покрова не превышает 300 мм. Держится покров 165-170 дней. Устанавливается он к началу ноября, снеготаяние начинается в апреле. Основное нарастание высоты снежного покрова приходится на первую половину зимы, но небольшая высота снежного покрова и неравномерное распределение его по поверхности приводит к глубокому и неравномерному промерзанию почвы (максимальная глубина промерзания 190 см). Неравномерно распределение снегозапасов в переделах водосборов, наибольшие скопления снегов приурочены к местам, защищённым от ветра, на возвышенностях и местах, лишённых растительности покров как правило отсутствует вследствие ветровой деятельности. Преобладающими ветрами являются западные и юго-западные, и только в летний период чаще других повторяются ветры северного и северо-западного направлений. Средние годовые скорости ветра не превышают 5 м/с.

Зима продолжительная. Первый зимний месяц ноябрь, в котором начинается период устойчивых морозов. Средняя температура января (самого холодного месяца года) - 19,-20С, минимальная температура в отдельные дни этого месяца может достигать -48С. Оттепели в зимнее время явление редкое, кратковременное. В феврале выгадает минимальное в году количество осадков: 7-10 мм - в северной части района и 3-7 мм - в южной. В течение всего зимнего периода преобладают ветры юго-западного направления, средние скорости их не превышают 6 м/с. А нередко максимальные значения скорости ветра превышают 15 м/с, достигая ураганной силы. Наибольшее количество метелей наблюдается с февраля по март.

Весна бывает преимущественно сухой, короткая (20-30 дней) особенно в южной части района, ветреной, нередко с пыльными бурями и суховеями. Заметно быстрое нарастание температуры в течение весны - до +0,5С в день, что способствует развитию весенних процессов, но в конце апреля и в мае возможны похолодания а в отдельные годы даже снегопады (18-19 мая) Среднемесячные температуры апреля колеблются от -0,5 до +1°. Максимальные температуры могут наблюдаться до +30 минимальные до -22,-29°, Количество осадков в этом месяце колеблется от 12 до 22 мм. Особенно малое количество выпадающих осадков отмечается в южной части района (в отдельные годы осадки не выпадают совсем).

Лето жаркое, непродолжительное, сухое (не смотря на большое количество осадков), с большим количеством дней солнечного сияния. Последние весенние заморозки обычно прекращаются в конце мая. Средняя температура июля (самого теплого месяца года) 17-19С; максимальная температура может достигать до 30-41°С В летний период выпадает большая часть осадков. Среднемесячное количество их достигает 70 мм. Дожди летом редкие, но сильные, нередко сопровождаются грозами. Наиболее часто выпадают дожди во второй половине лета. Преобладающее направление ветров - северное и северо-западное.

Осень ранняя, пасмурная, нередко дождливая. Среднемесячные температуры сентября (первого осеннего месяца) составляют 9-11°С В первой декаде сентября температура падает до +5С, а при заморозках температура в сентябре может понижаться до -7,-11°С. Количество выпадающих осадков в осенний период составляет в лесостепной части 80-90 мм и 50-60 мм - в степной. Преобладающие ветры юго-западного и западного направлений, со средне годовой скоростью до 5,6 м/с. Во второй декаде октября происходит переход средней суточной температуры воздуха через 0С и появляется снежный покров.

Таблица 2 - Среднее количество осадков с поправками (станция Москаленки)

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
22	18	24	32	39	62	85	57	44	38	34	30	485

1.3.2 Ветер

Преобладающими ветрами являются юго-западные и западные. Среднемесячные скорости ветра весной колеблются от 3 м/с - в северной части до 5 м/с - в южной части района. Наибольшая повторяемость дней с сильными ветрами наблюдается в мае. Для начала мая характерны возвраты холодов, В засушливые годы, как правило, весна бывает ранней. Обычно таким веснам предшествуют малоснежные зимы.

Таблица 3 - Средняя месячная и годовая скорость ветра (станция Исиль-Куль)

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
4,4	4,7	5,1	4,7	4,9	4,2	3,7	3,4	3,9	4,5	4,6	4,6	4,4

1.3.3 Влажность воздуха

Абсолютная влажность воздуха в пределах долины Камышловки в среднем значении составляет 6,5 мб, изменясь в диапазоне от 1,4 мб в январе до 14,7 мб в июле.

Относительная влажность в течение года более стабильна, составляя в максимуме 80% (холодный период) и в минимуме 54% (летние месяцы).В очень влажные годы осадки на севере долины достигают 600-650 мм., а на юге 450-550 мм., в засушливые же годы могут уменьшаться до 200 - 150 мм., соответственно.

2. ГИДРОГРАФИЯ И ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ

Поверхность водосбора в районе русла реки Камышловки ровная, пересечённая с общим уклоном в восточном направлении. Озёра Рыбное и Камышлово представляют собой часть цепочки озёр различных размеров и глубин, и различной степени минерализации. Оба озера, как и большинство озёр лога, бессточные, хотя отдельные озёра лога в очень многоводные годы переполняются талыми водами и становятся проточными. Озёра имеют низкие и пологие берега и при высоких подъёмах уровня воды затопляют большие площади вокруг себя. Водосборные площади озёр распаханы более чем на 60%.

Водоразделы слабо выражены, что делает затруднительным их чёткое определение по топографическим картам. Озёро Рыбное обладает основным внешним признаком отличия пресных озёр от солёных - сильно заросшая полупогружённой водной растительностью - тростником - прибрежная зона акватории со стороны южного и юго-западного берега озера.

Особенностью водного баланса данных озёр является отсутствие стока, поэтому приходная часть водного баланса определяется главным образом стоком талых снеговых вод с поверхности водосборов и атмосферными осадками непосредственно на поверхность акватории озёр. Осадки в виде дождя составляющие до 80% годовой суммы осадков в следствие жаркого лета и большой сухости грунтов, в основном просачиваются в почву и испаряются, не образуя практически никакого поверхностного стока с водосбора озёр. Ввиду глубины вреза чаш озёр они имеют грунтового питания. Основной расходной статьёй водного баланса озёр является прямое испарение с водной поверхности. В течение холодного периода испарение со снежной поверхности сравнительно невелико. В тёплый же период величина испарения может составить 550 - 630 мм. Пополнение озёр талыми водами начинается в первой половине апреля и продолжается в течение всего периода таяния снега - 10-12 дней, вплоть до первой декады мая. В этот период высота подъёма уровней воды в озерах составляет 0,3-0,4 м.В период с конца мая до октября происходит постепенное понижение уровня воды в озёрах, замедляемое осадками, наименьший уровень воды в озёрах обычно приходится на конец октября. Озеро Рыбное в этот период теряет в площади зеркала, вследствие пересыхания его небольшой части, расположенной в западной оконечности озера и отрезанной от него дамбой, которая служит единственным транспортным путём напрямую мимо озера, ввиду солонцеватости почв прибрежная часть озера непроходима для автомобильного транспорта.

3. ГЕОЛОГИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ

3.1 Геологическая структура района Камышловского лога

Территория района находится в пределах Иртышского артезианского бассейна, охватывающего обширную территорию на юге Западно-Сибирской равнины. Геологический разрез представлен следующими осадками (до глубин, изученных эксплуатационными скважинами)

Мезозойская группа

Меловая система:

Покурская овита К1-2pk

Кузнецовская свита К2kz

Илатовскзя свита К2ip

Слагородская свита К2sl

Ганькинская свита К2gn

Кайнозойская группа

Палеогеновая система:

Люлинворская cвита P2ll

Тавдинская свита P2-3td

Черталинская свита P3crt

Журавская свита P3gr

Неогеновая система:

Абросимовская свита N1ab

Тавопжанская cвита N1tv

Павлодарская свита N2pv

Кочковская свита N2kc

Четвертичная система:

Карасукская свита QII-IIIkrs

Аллювиальные отложения Камышловской долины 2QIII

Покровные отложения QIII

Современный отдел QIV

Практическое значение, как источник водоснабжения, имеют воды четвертичных, неогеновых, палеогеновых и меловых отложений. Водоносные горизонты, залегающие ниже покурской свиты и не имеющие практического применения на данной территории, не описываются.

3.2 Подземные водоносные горизонты

Водоносность четвертичных отложений.

Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение, перекрывая в виде покрова осадки Кочковской и Павлодарской свит на водоразделах, а также выполняя древнюю Камышловскую долину и котловину оз. Эбейты.

Подземные воды современных аллювиальных отложений логов характеризуются однообразием химического состава. Водовмещающими породами являются маломощные тонко-мелкозернистые пески, супеси, в нижней части суглинки с прослойками песков. Мощность обводненной толщи колеблется от 0,5 до 2,5 м. При размывании логами котловин озер происходит смешение вод пойменных отложений озер и вод пойменных отложений логов На таких территориях минерализация вод всегда более 5-7 г/л. Воды хлоридно-сульфатно-магниево-натриевые.

Питание вод аллювиальных отложений логов происходит за счет талых и дождевых вод, а также за счет дренированных вод пойменных террас, которые вытекают из нижней части уступов в бортах логов на поверхность поймы, образуя на ней заболоченные участки.

Грунтовые воды аллювиальных отложений логов используются местным населением для целей индивидуального водоснабжения путем строительства мелких запруд, в верховьях логов и в приустьевых частях логов эти воды вследствие интенсивного засоления не имеют практического значения.

Подземные воды низкой пойменной террасы оз. Эбейты. Отложения низкой пойменной террасы оз. Эбейты практически трудно отделимы от нижележащих осадков высокой пойменной террасы, водосодержащими породами являются пески, супеси в общей тоще суглинков и глин, пески серые, тонко- и мелкозернистые, преимущественно кварцевые. Супеси желтовато-серые, тяжелые, мощность обводненной толщи колеблется от 1,5 до 3-4 м. Отложения низкой пойменной террасы содержат грунтовые воды со свободной поверхностью. Уровень грунтовых вод колеблется от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров (3-4 м) от дневной поверхности. В сторону озера Эбейты наблюдается постепенное снижение абсолютных отметок зеркала грунтовых вод от 59,5 до 57-56,3 м

Дебиты скважин ручного бурения до 0,003 л/с при понижении уровня 0,7 м. Коэффициенты фильтрации, рассчитанные по результатам кратковременных откачек, составляют 0,024-0,13 м/сутки.

Воды сильно солоноватые и соленые, с минерализацией 5,6-24,1 г/л, преобладающие значения 5-7 г/л. Увеличение минерализации происходит по мере приближения к оз. Эбейты, а также с глубиной, что свидетельствует о тесной связи озерных вод с грунтовыми водами отложений низкой поименной террасы. Солевой состав вод - хлоридно-сульфатно-натриевый и хлоридно-натриевый. Четность воды 13,0-96,03 мг.экв., рН 7,7-7,8. Температура воды в мае-июне 3,4-5,6°С, в июне-августе 7-10°С

Питание вод низкой пойменной террасы оз.3бейты происходит в основном за счет атмосферных осадков, талых вод и подтока соленых вод из осадков высокой поименной террасы. Грунтовые воды вследствие высокой минерализации не используются.

Воды верхнечетвертичных и современных озерно-болотных отложений западин. Озерно-болотные отложения, выполняющие западинные формы рельефа, содержат линзы пресных и солоноватых вод, водовмещающим породами являются желтовато-серые суглинки, глубина залегания уровня воды колеблется от 1,5 до 2,5 м от поверхности. В летний период наблюдается постепенное снижение уровней до 24 м. В период снеготаяния западинные формы полностью или частично заполняются водой.

Верхнечетвертичные покровные субаэральные отложения. Широко развиты, перекрывают отложения Павлодарской и Кочковской свит. На большей части территории покровные отложения водопроницаемы но практически безводны. Участками, где мощность покровных отложений достигает 6-8 м и сложены они легкими разностями серых, буровато- и сизовато-серых суглинков и супесей, к ним приурочены воды типа "верховодки", имеющие некоторое практическое применение в условиях общей неблагоприятной водообеспеченности района. Глубина залегания кровли водовмещающих слоев изменяется от 0,5 до 4,6 м. Мощность водовмещающих слоев незначительная - от 0,8 до 2,2 м.

Воды верховодки безнапорные. Статический уровень 0,5-4,6 м. Водообильность очень низкая: дебиты колодцев не превышают 0,05 л/с при понижении уровня 1 м. Воды верховодки пресные и солоноватые, минерализация изменяется от 0,3 до 2,8 г/л, реже достигает 5 г/л. Солевой состав вод разнообразный: гидрокарбонатно-натриевый, гидрокарбонатно-хлоридно-натриево-магниевый и натриево-кальциевый, рН 7,1-7,8, общая жесткость от 4,46 до 47,17 мг.экв.

Основным источником питания вод верховодки являются атмосферные осадки, сезонное распределение которых играет большую роль в режиме этих вод. Воды верховодки, имея незначительное распространение, играют существенную роль в мелком индивидуальном водоснабжении»

Водоносный горизонт верхнечетвертичных аллювиальных отложений второй надпойменной террасы Камышловской долины. Водовмещающими породами являются прослои песков и супесей в толще серых суглинков и плотных глин. Глубина залегания водовмещающих пород колеблется от 0,5 до 10 м, общая мощность их не превышает 4-5 м.

Воды горизонта безнапорные. Глубина залегания уровней изменяется от 0,5 до 15,0 м. Абсолютные отметки уровней уменьшаются по направлению к тальвегу долины от 113,1 до 91,8 м.

В центральных частях долины уровень грунтовых вод находится очень близко от поверхности земли, что приводит к интенсивному заболачиванию поверхности долины.Водообильность горизонта незначительная, Дебиты скважин и колодцев изменяются от 0,009 до 0,12 л/с при понижении уровня 0,5-0,8 м. Низкая водообильность осадков объясняется наличием иловатых разностей в разрезе и тонким гранулометрическим составом водовмещающих пород. Воды преимущественно соленые, минерализация 49,8-59,6 г/л; пресные воды с минерализацией 0,4-0,6 г/л приурочены к бортовым склонам долины. Солевой состав вод разнообразный, преобладают хлоридно-натриевые и хлоридно-супьфатно-натриево-магниевые, рН 7,1-7,9, общая жесткость 7,76-120,12 мг·экв.

Питание водоносного горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков, талых вод, а также подтока вод из отложений павлодарской и тавопжанской свит.

Воды аллювиальных отложений Камышловской долины вследствие высокой минерализации и незначительных водопритоков для водоснабжения не используются. Водоносный горизонт средне-верхнечетвертичных озерно аллювиапьных отложений карасукской свиты QII-III krs . Отложения свиты выполняют глубокую озерную депрессию - оз. Эбейты. В центральной части котловины они перекрываются осадками высокой и низкой пойменных террас оз. Эбейты, а на склонах котловины - делювиальными покровными отложениями» Подстилаются осадки карасукской свиты комплексом осадков неогена и палеогена (абросимовская, журавская и черталинская свиты). По всей площади распространения водоносный горизонт имеет тесную гидравлическую связь с нижележащими водоносными горизонтами»

Водовмещающие породы представлены прослоями песков, суглинков и алевритов. Породы серого, желтовато-серого, сизоватого цвета. Пески разнозернистые, кварцевые, участками глинистые, слюдистые. Суглинки средние, слабослюдистые. Алевриты песчаные, прослоями глинистые. Глубина залегания кровли водовмещающих пород изменяется от 1,2 до 24,3 м. Общая мощность водовмещающих пород колеблется от 4,9 до 8,7 м.

Воды горизонта напорные, величина напора 9,4-22,8 м. Глубина залегания уровней изменяется от 2,0 до 13,7 м. Абсолютные отметки уменьшаются по направлению к оз. Эбейты о 77,2 до 64,3 м.

Дебиты скважин составляют 0,34-0,42 п/о при понижениях уровней 10-12,2 м, удельные дебиты 0,03-0,034 л/с,м. Коэффициент фильтрации 0,49-0,9 м/сутки, водопроводимость 42,8-53,6 м2/сутки. Минерализация вод 0,5-2,7 г/п. Преобладают пресные воды с минерализацией до 0,7 г/п, приуроченные к верхней части разреза свиты, в нижней части разреза воды более минерализованные, что объясняется подтоком солоноватых и соленых вод из нижележащих отложений некрасовской серии».

По солевому составу преобладают воды гидрокарбонатно-кальциево- магниевые и гидрокарбонатно-хлоридно-кальциево-магниевые, реже хлоридно-сульфатно-натриевые.

Питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков и талых вод, а также частично за счет подтока вод из отложений тавопжанской свиты и некрасовской серии. Разгрузка происходит в оз, Эбейты.

Подземные воды карасукской свиты широко используются в прилегающих к оз. Эбейты селах и аулах для сельскохозяйственного и питьевого водоснабжения.

Водоносность неогеновых отложений

На территории района подземные воды неогеновых отложений имеют широкое распространение.

По условиям залегания и стратиграфической принадлежности среди них выделяются: водоносный горизонт верхнеплиоценовых отложений кочковской свиты, воды спорадического распространения нижне-среднеплиоценовых отложений павлодарской овиты, водоносный горизонт среднемиоценовых отложений таволжанской свиты и повсеместно - нижнемиоценовый водоносный горизонт аброси-мовской свиты.

Водоносный горизонт верхнеплиоценовых отложений кочковской свиты. Отложения кочковской свиты распространены в северной части территории района и представлены: в верхней части - суглинками и глинами, в нижней - переслаиванием суглинков, супесей и песков. Города бурого, желто-бурого, сизоватого цвета. Водоносный горизонт приурочен к нижней части отложений и вскрыт многочисленными колодцами» В кровле отложения свиты перекрыты верхнечетвертичными покровными отложениями, подстилаются они повсеместно глинистыми породами павлодарской свиты.

Воды горизонта безнапорные. Уровень воды отмечается на глубинах 1-4 м. Абсолютные отметки уровней 118,7-133,4 м, снижение абсолютных отметок уровней происходит по направлению к Камышловской долине, максимальные отметки - на повышенных участках водораздельной равнины в северной части района,

Водообильность горизонта невысокая, Дебиты шахтных колодцев составляют от 0,002 до 0,01 л/с при понижении уровня 1,0-0,4 м, удельные дебиты до 0,02 п/с,м.

Воды слабосолоноватые, с минерализацией 2,0-3,8 г/л, встречаются воды с минерализацией до 9,5 г/п. Солевой состав характеризуется преобладанием гидрокарбонатно-натриевых и гидрокарбонатно-кальциево- натриевых вод, реже воды сульфатно-хлоридно-кальциево-натриевые. Жесткость воды изменяется от 3,69 до 45,78 мг·экв, рН 7,2-7,8.

Питание водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и талых вод через маломощную (до 1,5 -3,0 м) толщу водопроницаемых покровных отложений. Движение подземного потока направлено в сторону Камышловской долины.

Воды горизонта широко используются местным населением для индивидуального водоснабжения

Воды спорадического распространения нижне-среднеплиоценовых отложений павлодарской свиты (N2pv).

Воды отложений павлодарской свиты имеют почти повсеместное распространение, отсутствуют лишь в котловине оз. Эбейты и Камышловской долине» Толща павлодарокой свиты перекрывается на большей части территории субаэральными покровными отложениями, в северной части - осадками кочковской свиты, подстилается - глинистыми осадками таволжанской свиты. Глубина залегания кровли свиты, как правило, незначительная (1,5-2 м), зависит от мощности перекрывающих ее покровных отложений. В северной части района, где павлодарская свита перекрыта осадками кочковской овиты, глубина залегания ее может достигать 3-10 м.

Озерно-болотные отложения павлодарской свиты представлены глинами серыми, темно- и желто-серыми, маломощными прослоями -зеленовато-серыми, жирными, реже песчаники, с подчиненными прослойками желто-серых слюдистых лесков; характерно присутствие в большом количестве плотных и рыхлых известково-мергелистых конкреций размером от 0,5 до 10-15 см в поперечнике и бурых гидроокислов железа, встречающихся в виде пятен и прожилков различной формы и величины.

Подземные воды приурочены к линзовидным прослоям песков в толще глин. Обводненными являются также скопления известково-мергелистых включений в глинах. Мощность водоносных прослоев и линз колеблется от нескольких десятков сантиметров до 3-3,5 м, вскрываются они на глубинах 3,7-15,0 м. Суммарная мощность водовмешающих прослоев составляет 5-15% от общей мощности свиты» На отдельных участках вся толща свиты сложена жирными глинами.

Воды слабо напорные. Уровни устанавливаются на 2-12 м ниже поверхности земли. Абсолютные отметки уровней колеблются в широких пределах, уменьшаясь по направлению к Камышловской долине и котловине оз. Эбейты,

Водообильность отложений незначительная. Дебиты колодцев обычно не превышают десятые доли литра в секунду. Дебиты скважин 0,07-0,16 п/о при понижении уровня 15-20,4 и, удельные дебиты 0,005-0,008 л/с,м

Воды слабо- и сильно солоноватые, минерализация колеблется от 0,5 до 7,2 г/л; преобладающие значения для северной половины района - от 1,2 -1,5 г/л до 3 г/л, в южной половине района воды более минерализованые (3,2-4,7 г/л), встречаются колодцы с минерализацией до 7,0 г/л. Солевой состав вод разнообразный. В северной половине района большим распространением пользуются воды гидрокарбонатно-хлоридно-натриевые, гидрокарбонатно-хлоридно-кальциевые и кальциево-магниевые. В южной половине - воды преимущественно сульфатно-хлоридно-натриево-магниевые, сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатно-натриево-магниевые. На площадях с повышенной минерализацией преобладают воды хлоридно-сульфатио-натриево-магниевого состава. Источниками питания вод павлодарской свиты являются атмосферные осадки и талые воды. Воды отложений павлодарской свиты используются для индивидуального водоснабжения лишь в северной части территории района, где водоносные прослои и линзы характеризуются сравнительно небольшой минерализацией и залегают неглубокого от поверхности. Для крупного водоснабжения эти воды непригодны в связи с их незначительными дебитами и пестрой минерализацией.

Водоносный горизонт средне-миоценовых отложений тавопжанской свиты (N1tv) Отложения тавопжанской свиты на территории района распространены почти повсеместно. Отсутствуют лишь в котловине оз. Эбейты. Они согласно и без перерыва залегают на отложениях абросимовской свиты неогена и перекрываются отложениями павлодарской свиты. Глубина залегания свиты 10-22 м. Представлена она глинами зеленовато-серыми, серыми, светло-серыми, песчаными и алевритовыми, с линзами и прослоями алевритов и песков. Породы, как правило, содержат большое количество известково-мергепистых конкреций. Водосодержащими породами являются выдержанные по площади прослои и линзы алевритов и тонкозернистых песков. Горизонт является первым постоянным водоносным горизонтом, водоносные прослои вскрываются на глубинах 9,8-27,4 м. Наименьшая глубина залегания наблюдается в Камышловской долине и вблизи котловины оз. Эбейты. Мощность водовмещающих пород колеблется от 1,8 до 7,4 м. Суммарная мощность обводненных пород свиты составляет от 15 до 35-40 м. В кровле водоносный горизонт на большей части территории перекрыт плотными глинами павлодарской свиты, в Камышловской долине - аллювиальными верхне четвертичными осадками. В подошве горизонта залегают глинисто-песчано-алевритовые породы абросимовской свиты. В подошве горизонта иногда наблюдается переход песчано-алевритовых разностей тавопжанской свиты в алевритовые и песчаные фации некрасовской серии. На таких участках водоносный горизонт тавопжанской свиты имеет гидравлическую связь с водоносным комплексом абросимовской свиты.

Подземные воды тавопжанской свиты напорные, пьезометрические уровни их устанавливаются на глубинах от 1,75 до 14,25 м при глубине залегания кровли водовмещающих пород 9,8-19,7 м. Абсолютные отметки уровней 83-124 м. Снижение уровней происходит по направлению к Камышловской долине. Максимальные величины абсолютных отметок зафиксированы в северной части территории района. Коэффициенты фильтрации, рассчитанные по результатам откачек, изменяются от 0,02 до 1,73 м/сутки, преобладающие значения 0,1-0,3 м/сутки. Водопроводимость водовмещающих пород низкая, от 0,2 до 12,2 м2/сутки, обычно не превышает 7-8 м2/сутки.

Водообильность отложений тавопжанской свиты невысокая. Дебиты скважин изменяются от 0,007 до 0,4 л/с при понижении уровня 15,1-19,0 м, удельные дебиты 0,004-0,087 л/с·м»

Минерализация вод колеблется от 0,3 до 3,4 г/л, преобладает до 1,3 г/л. Иногда встречаются воды с минерализацией от 6,1 до 9,0 г/л. Солевой состав воды преимущественно гидрокарбонатно-катриево-магниевый и гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридно-натриево-магниевый. Для вод о минерализацией от 1 до 2,5 г/л характерен сульфатно-гидрокарбонатно-натриево-магниевый и хлоридно-гидрокарбонатно-натриево-магниевый состав. Воды более минерализованые имеют хлоридно-сульфатно-натриевый и сульфатно-хлоридно-натриевый состав.

Воды широко используются для хозяйственного и питьевого водоснабжения. Значительным препятствием для эксплуатации горизонта в цепях крупного водоснабжения является невысокая водообильность отложений, однако дебита скважин, по-видимому, могут быть значительно увеличены за счет рациональной конструкции скважин.

4. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

4.1 Уменьшение поверхностного стока

Поверхностный сток с водосбора, не смотря на то, что в летний период он незначителен, так как почвы успевают впитать в себя практически всю влагу, а оставшаяся испаряется, в период весеннего таяния снегов влияет огромную роль в формировании основного объёма запасов воды в озере. Понижения земной поверхности, в которых находятся озёра Рыбное и Камышлово имеет плавный уклон в чашам озёр с редкими повышениями в виде подъёмов поверхности на 0,5 - 2,0 м. Площадь водосбора в естественном состоянии озёр была достаточно большой по сравнению с существующей сегодня. Уменьшение площади водосбора связано с развитием инфраструктуры Омской области. Постройка Транссибирской железной дороги привела к уменьшению естественной площади водосбора с южной стороны этой части Камышловского лога - он даёт довольно ощутимый изгиб именно в районе р.п. Москаленки, пересекая железнодорожное полотно в двух местах - в 10 километрах восточнее и в почти 9-ти километрах западнее р.п. Москаленки, что привело к существованию замкнутой системы поверхностного стока, ограниченной с северной, восточной и западной сторон естественными возвышениями земной поверхности, являющимися "берегами" р. Камышловки, а с южной стороны - насыпью железнодорожного полотна, высотой в 5 метров, сложенной из мелких по гранулометрическому составу грунтов и шлако - щебёночной смеси, которая после уплотнения представила собой мощный водоупор на пути поверхностного стока. Одновременно вторым действующим фактором на уменьшение водосборной площади стала автострада - Омск-Новосибирск, (основание полотна которой выполнено из глинистых пород - что, при высоте в 1,5 метра, дало эффект искусственной практически водонепроницаемой дамбы) отрезавшая с северной стороны водосборной площади почти 60% площади естественного стока. Ещё одним фактором в уменьшении и нарушении естественного стока в озёра и уменьшении водосборной площади стало развитие инфраструктуры посёлка Москаленки - строительство сети окружных дорог вокруг посёлка привело к разбиванию окружающих их земель на ограниченные "квадраты" лишённые стока и задерживающие талые воды и осадки. Часть дорог оборудована сооружениями для пропуска стока, но подавляющее большинство представляют собой непреодолимую преграду на его пути. В результате озера оказались лишёнными огромной части поверхностного притока воды, в добавок ещё и разделены между собой, что исключает возможность перераспределения стока между ними, обновления или разбавления воды.

4.2 Загрязнение сточными водами

Развитие промышленности и рост населения с. Ольгино, а в последующее время р.п. Москаленки привело к необходимости отведения сточных вод из посёлка, приёмником которых стало озеро Рыбное. Существовавшие первоначально очистные сооружения, которые представляли собой два пруда накопителя, совмещённых с испарителями, справлялись со своим назначением, но со временем их забросили и в последние три года они находятся в состоянии, оставляющем желать лучшего. В настоящее время производится сброс сточных вод коммунального хозяйства и канализации открытым способом напрямую в озеро Рыбное, практически без предварительной очистки (выполняется только очистка от твёрдых стоков). В сочетании с уменьшением поверхностного стока, понижением уровня воды в нём это привело к повышению минерализации воды в озере Рыбное, загрязнению её химическими продуктами деятельности человека и вымирании фауны озера. В настоящий момент озеро Рыбное находится в состоянии близком к быстрой деградации, из перелётных птиц на озере в настоящее время останавливаются только утки (а в недалёком прошлом гнездились лебеди), рыба отсутствует полностью, при северо - западных направлениях ветра в летний период в посёлке отчётливо ощущается запах сточных вод, доносимый с акватории озера. Озеро Камышлово, в виду своей удалённости, не стало объектом внимания как приёмник сточных вод, однако так же пострадало от уменьшения площади водосбора, что привело к понижению уровней воды в нём, и, как следствие, к большему засолению.

5. ВОДНЫЙ БАЛАНС ОЗЕРА РЫБНОЕ

Водный баланс озер, не связанных с грунтовыми водами.

Для данного типа озер их водный баланс в течение года, учитывая, что летние осадки практически не образуют стока и пренебрегая конденсацией, достаточно прост. Приходную часть составляют приток талых вод с водосборной площади, осадки, выпадающие на водную поверхность за теплый период года и запас воды в снеге. Расходную часть водного баланса озер составляют: испарение с водной поверхности испарение с замерзшей поверхности водоема и изменение уровня воды в озере. Испарение с водной поверхности следует считать наиболее изученной составляющей водного баланса водоемов.

При достаточно густой сети метеорологических станций на территории Северного Казахстана выявление нормы осадков за теплый период не составляет затруднений. Однако этого не требуется, поскольку в ближайшем будущем нельзя составить карту запасов воды в снеге, сносимого в озерные котловины и задерживающегося за замерзшей поверхности озер. Данное обстоятельство вынуждает при составлении водного баланса искусственных и естественных водоемов вместо осадков теплого периода и запасов воды в снеге вводить годовые суммы осадков. Такая замена приводит к тому, что приходная часть водного баланса в действительности будет несколько больше расчетной, что, в общем, положительно скажется на эксплуатации водоема.

Однако соблюдается это правило только при одном условии: тростник и другая надводная растительность зимой сохраняется. В этом случае снег, сносимый с водосборов, задерживается тростником и мощность покрова достигает весьма существенных величин. Отсюда следует, заготовляя в водоемах, являющихся источниками сельскохозяйственного водоснабжения, тростник для отопительных и строительных целей, водоем не следует полностью оголять, часть тростника необходимо оставлять, что улучшает водный баланс водоемов.

Водный баланс озер, не имеющих гидравлической связи с грунтовыми водами, вскрывает основные причины, определяющие наполнение и высыхание естественных и искусственных водоемов данного типа.

Из уравнения водного баланса следует, что наполнение озер в первую очередь определяется величиной стока талых снеговых вод. Наполнение озер, их многоводье отмечается в годы, когда величина весеннего стока заметно превышает норму. При этом иногда высокий весенний сток одновременно наблюдается на всей или почти всей территории Северного Казахстана, и тысячи его озер быстро наполняются водой.

Тесная зависимость водного режима озер от величины весеннего стока подсказывает пути управления этим режимом; в первую очередь необходимо увеличить приток талых вод в естественные и искусственные водоемы, что достигается мелиорацией логов, балок, лощин, ложбин и других понижений рельефа, по которым происходит сток талых снеговых вод. Дело в том, что одной из особенностей микрорельефа Северного Казахстана является наличие многочисленных западин и дочерних котловин. На заполнение этих многочисленных полубессточных понижений расходуется много талых вод, ежегодно недополучаемых конечным водоприемником - озером или рекой. Кроме того, наличие множества полубессточных понижений приводит к тому, что в разные по водности годы активная водосборная площадь озер и рек не остается постоянной. В маловодные годы активная водосборная площадь конечного водоприемника сокращается, так как часть талых снеговых вод задерживается в многочисленных полубессточных микропонижениях и в последующем испаряется. В многоводные же годы полубессточные микропонижения переполняются вешними водами и часть их сбрасывается в конечный водоприемник, его водосборная площадь увеличивается. В литературе отмеченные полубессточные понижения получили наименование полубессточных областей. Качественная сторона указанного явления полностью применима и для условий Северного Казахстана.

Мелиорация логов, ложбин и других понижений рельефа для достижения более устойчивого водного баланса естественных и .искусственных водоемов в Северном Казахстане применяется пока что в ограниченных масштабах, освоение огромного массива целинных и залежных земель и проведение на них агротехнических мероприятий, направленных к задержанию на полях снега, ранее сдуваемого ветром в овражно-балочную сеть, повлечет уменьшение стока талых вод. В результате и без того неустойчивый водный режим озер Северного Казахстана будет еще более неустойчивым. Особенно важна мелиорация в маловодные годы, когда в отдельных водосборах талые воды почти полностью аккумулируются в верхних западинах и озерках, а в низовье озера воды поступает очень мало или совсем не поступает. Данная особенность распределения талых вод по микропонижениям рельефа приводит к одной, на первый взгляд, парадоксальной особенности водного режима озер, когда два рядом расположенные озера одновременно переживают различные стадии: одно стадию наполнения, а другое стадию обмеления или даже совсем остается без воды.

Следующим источником поступления вод в рассматриваемый тип озер являются дожди, выпадающие на поверхность озера. Роль невелика, поскольку осадки теплого периода малы и они дают всего 5--10% расходной части водного баланса озер. Дожди могут лишь приостановить процесс усыхания озер, но бессильны сколько-нибудь заметно повысить их уровень. При этом следует иметь ввиду, что некоторое приостановление процесса усыхания озер в основном происходит не за счет ливней, выпадающих на водную поверхность, а за счет ливневого стока, в отдельные годы имеющего место на территории Северного Казахстана.

Зимние осадки невелики, и их влияние на водный режим естественных и искусственных водоемов было бы совсем незначительно, если бы не рассмотренное выше перераспределение снега ветром. Это перераспределение позволяет добиться более устойчивого водного баланса естественных и искусственных водоемов с помощью весьма дешевых, простых и весьма эффективных мероприятий по снегозадержанию на замерзшей поверхности водоемов. Снегозадержание следует проводить повсеместно и на возможно больших площадях, прилегающих к озеру, не ограничиваясь его поверхностью. На последнем целесообразнее всего устанавливать щиты или снежные валы, ориентируя их перпендикулярно к направлению господствующих ветров.

Расчеты и наблюдения показывают, что за счет снегозадержания на замерзшей поверхности озер, прудов и водохранилищ можно дополнительно получать до 200--350 мм талых снеговых вод. Последняя цифра равняется годовой сумме осадков в северной части Северного Казахстана. Здесь количество талых вод, которое можно получить за счет снегозадержания и количество осадков, выпадающих за теплый период года, почти полностью компенсирует потери на испарение с водной поверхности искусственных и естественных водоемов.

Снегозадержанию способствуют также лесонасаждения и посадка кустарниковой растительности вокруг водоемов. Такие посадки не только способствуют снегонакоплению и несколько уменьшают бесполезные потери на испарение, но и уменьшают количество наносов, поступающих в естественные и искусственные водоемы. А как выяснилось при полевых работах 1954--1956 гг., в результате подъема целины в Северном Казахстане заметно усилилась ветровая и водная эрозия, что повлекло за собой более энергичное заиление озер, прудов и водохранилищ.

Если приток талых вод определяет фон наполнения озер, то-величина испарения определяет общий фон падения уровней. Именно более высокое испарение на юге Северного Казахстана в сочетании с более низкими здесь величинами стока талых вод лежит в основе особенности, что в Северном Казахстане раньше высыхают озера на юге. Этому способствует и морфометрическая особенность озер, обыкновенно на юге они менее глубоки.

Говоря о потерях на испарение в течение года, следует учитывать, что таковое происходит не только с водной поверхности озер, но воду испаряют и обсыхающие участки дна. Насыщенные водой и сильно нагреваемые солнцем, они, по-видимому, испаряют не меньше, если не больше, чем водная поверхность (к сожалению, этот процесс пока почти совсем не изучен). Следовательно, испарение обусловливается не только гидроклиматическими показателями, но тесно связано и с морфометрией: с глубинами и размерами естественных и искусственных водоемов.

Из уравнения водного баланса озер следует, что высыхание озер может быть определено сочетаниями притока талых вод в озера и испарением: озера начинают высыхать, если несколько лет подряд наблюдаются маловодные годы, в течение которых приток талых вод в озеро систематически не восполняет потерь на испарение. Таким образом, режим колебания уровня озер, не имеющих гидравлической связи с грунтовыми водами, определяется вариациями притока, осадков и испарения. Из этих трех компонентов только одни осадки являются часто климатическим показателем, а сток талых вод и испарение, как показано выше, являются функциями многих, в том числе климатических факторов.

В заключение коротко остановимся на водном балансе озер, связанных с грунтовыми водами.

Оценка удельного веса грунтовых вод в питании озер Северного Казахстана не производилась, но такие исследования были осуществлены на прилегающих к Северному Казахстану территориях, в частности на озерах Барабы. Здесь грунтовые воды весьма обильны, и не удивительно, что в приходной части водного баланса озер Барабы удельный вес грунтовых вод составляет до 30 и более процентов. В Северном Казахстане нет таких благоприятных гидрогеологических условий, как в Барабе, следовательно, нет оснований полагать, что удельный вес грунтовых вод в приходной части водного баланса озер Северного Казахстана будет больше, чем на озерах Барабы. Вероятней всего, лишь при особо благоприятных гидрогеологических условиях, на отдельных озерах с повышенным питанием грунтовыми водами, их удельный вес может достигать до 15--20% приходной части водного баланса. А это значит, что влияние грунтовых вод на процесс высыхания озер Северного Казахстана примерно такое же, как влияние осадков, то есть грунтовые воды в состоянии несколько затормозить процесс высыхания озер, но не могут сколько-нибудь значительно повысить их уровень.

5.1 Метод расчёта водного баланса озёр

Оценка водного баланса и элементов увлажнения бассейна р. Камышловки проводились ранее в научных исследованиях В. С. Мезенцева, И. В. Карнацевича, Б. М. Братченко и других сотрудников ныне факультета водохозяйственного строительства ОмГАУ в прошлом гидромелиоративного факультета ОмСХИ.

Водные ресурсы любой территории зависят от ресурсов ее атмосферного увлажнения (атмосферных осадков) и теплообеспеченности (прихода энергии от солнца и от теплых воздушных масс). Водные ресурсы участка суши выражаются в виде слоя воды, которая поверхностным и подземным путем стекает с данного участка за единицу времени (год или месяц). Водные ресурсы речного бассейна зависят также от площади водосбора, с которой вода собирается и отводится речной системой. Чем больше площадь водосбора, тем больше расход воды в замыкающем (гидрометрическом или проектном) створе.

Помимо влаги в процессах формирования стока из осадков важную роль играют тепловые ресурсы территории - чем они больше при одинаковом атмосферном увлажнении, тем больше воды испаряется и меньше успевает стечь. Тепло и влага в их взаимодействии определяют тип ландшафта, растительность, тип почвы, водные ресурсы территории и направления их хозяйственного использования.

Из курса школьной географии известно, что за счет энергии солнца на планете в одних местах происходит процесс испарения воды с поверхности суши и океанов, а в других районах в это же время идет дождь и снег. За одну минуту в среднем лучи солнца поднимают в атмосферу гигантскую массу воды - около 1 млрд. т. За эту же минуту под влиянием гравитации в других местах на землю падает 1 млрд. т сконденсированной при остывании воды, разрушая горные породы и снося в океан по речным системам за 10 млн. лет всю сушу. Так продолжается уже 1,5 - 2,0 млрд. лет.

На любой участок суши в течение среднего по увлажнению года из атмосферы поступает слой осадков X (мм). Эти осадки частично испаряются (Z, мм), а частично стекают (Y,мм). Между поступлением влаги (X) и ее оттоком с поверхности (Z + Y) существует точное равенство, выражаемое уравнением водного баланса [6]:

X = Z + Y (1)

Это равенство справедливо только для среднего (по многолетним данным) года. Дело в том, что влажность почвы в данной местности в течение столетий не меняется - в пустыне Сахара в историческое время не возникала ни разу тундра или тайга, а на полуострове Ямал не образовывались тропические леса или степная растительность. Это подтверждают многочисленные факты, говорящие о том, что климат планеты стабилен уже в течение, по крайней мере, 6-8 тыс. лет.

При рассмотрении уравнения водного баланса за внутригодовые периоды водными ресурсами стока и испарения нельзя считать атмосферные осадки, потому что при их отсутствии (например, в Омске в апреле и мае может не быть дождей) процессы испарения и стока происходят за счет высыхания почвы, то есть за счет изменения содержания почвенной влаги. В отдельные годы и сезоны (весной) влажность почвы повышается, а это может иметь место только в том случае, если X > Z + Y. В другие сезоны и годы содержание влаги в почве понижается по сравнению со средним его значением, то есть X < Z + Y . Значит, в общем случае ресурсами испарения и стока является сумма осадков и почвенных влагозапасов, а не атмосферные осадки. В этом можно также убедиться, если в жаркие летние месяцы без осадков измерить влажность почвы в начале и конце засушливого периода - она значительно уменьшится за счет испарения.