Главная страница.

3. Гидрохимический режим Таганрогского залива

Соленость Таганрогского залива

(по книге Федоров Ю.А., Беляев А.Г. Биогенные вещества в зоне смешения река Дон – Азовское море. Ростов н/Д: ООО "ИнфоСервис", 2004.)

Среди прочих океанологических факторов, определяющих тенденцию развития экосистемы, соленость занимает ведущее место. В этом отношении важнейшим морфометрическим участком Азовского моря является Таганрогский залив, который вбирает в себя максимальный объем речного стока по сравнению с другими акваториями и является обширной буферной зоной между речным и морским типами вод. За последние годы (1981-2001 гг.) нами проведены исследования динамики солености воды на основе ежедневных наблюдений береговых постов (рис.3.1).
Рис. 3.1 Соленость поверхностного слоя воды (в ‰) по данным береговых постов Таганрог, Ейск, Долгая в 1952-2001 гг.

Многолетние данные Донской устьевой станции свидетельствуют, что для береговых станций и постов, где наблюдения над солёностью ведутся круглый год, характерны периоды повышенной солёности поверхностных вод: для Таганрога - июнь, декабрь, январь, для Очаковской косы - это апрель,декабрь, январь, что связано с осолонением воды при ледообразовании зимой, и усилением западных ветров в весенний период . Поверхностные воды вблизи Ейска, у Долгой косы имеют основной среднемноголетний максимум в апреле, что говорит о преобладающем влиянии ветрового режима на изменение солёности в этих районах. Летом, в течение 1-1,5 месяца ещё сказывается влияние паводочной волны, что приводит к постепенному уменьшению солёности с 11-12 ‰ в апреле-мае до 9-11 ‰ в августе у выхода в Азовское море. В сентябре-октябре в связи с активизацией ветрового режима и проникновением морских вод в залив солёность начинает увеличиваться. Она достигает максимальных значений в декабре: 11-12 ‰ в западной части залива и 2-3 ‰ в восточной. В январе после образования ледового припая солёность залива начинает уменьшаться в результате распространения речной воды и отсутствия ветрового перемешивания. При таянии морского льда в феврале-марте наблюдаются пониженные значения солёности (рис.3.2).

Рис. 3.2 Внутригодовая изменчивость солености (‰) по многолетним данным постов: Таганрог, Ейск, Долгая.

Сопоставив среднемноголетние данные с данными за последние годы, мы констатируем, что сезонная изменчивость практически каждого года во многом отличается от среднемноголетнего хода солёности. Наибольшей временной изменчивостью отличается центральный и восточный районы залива. При низкой солёности - здесь наблюдаются её наибольшие амплитуды колебаний (до 6 ‰) , которые вызваны объёмом речного стока, сгонным или нагонным характером ветра, осадками, испарением воды с поверхности, эффектами при ледообразовании и ледотаянии.
Солёность воды западной части залива в большей степени подвержена влиянию ветрового режима, амплитуда изменчивости солёности здесь менее выражена (в среднем до 2 ‰) и сопоставима с солёностным режимом центральной части Азовского моря.
В период сгона солёность воды залива может принимать значения: от 0,3 ‰ в вершине залива до 9 ‰ у выхода в море, во время нагона: от 1 ‰ до 12 ‰ соответственно. Смена ветрового режима приводит к неравномерному распределению солёности по акватории - у выхода в море солёность может быть меньше на 1-3 , чем в центре залива, а также к интрузии, когда солёность у поверхности больше солёности у дна.
За рассматриваемый период наибольшие пространственные градиенты наблюдались в центральной части залива - до 0,5 ‰/км по горизонтали и более 1 ‰/м по вертикали.
Система циркуляции вод обеспечивает перераспределение солей в водоеме и наряду с речным стоком и испарением играет роль основного фактора, генерирующего неоднородность поля солености.
Суточный ход изменения солёности может носить периодический характер (6-12 часовой цикл) и подчиняется ветровым и компенсационным течениям воды, часто наблюдаемым в заливе, причём изменение в ветровом режиме сказывается на суточном ходе солёности через промежуток времени около трёх часов.
Пространственное распределение солёности Азовского моря во многом определяется ветровым режимом, т. к. в данном районе преобладают ветра юго-западного и северо-восточного направления. Контрасты в распределении солёности особенно характерны весной и осенью на фоне увеличенного речного стока в условиях усиления ветров широтного направления. При различной солёности в отдельных районах солевой состав воды по вертикали примерно однороден вследствие относительной мелководности, хотя в отдельных случаях наблюдались разницы солёности у дна и у поверхности свыше 5 ‰.
. Для Таганрогского залива выявлено существование по меньшей мере двух фронтальных зон: в приустьевой зоне с глубинами от 0,5 м до 3,5 м, где солёность изменяется от 0.5 до 3 ‰, и в центральной части на разрезе Ейск - Кривая коса с солёностью воды от 4 до 9 ‰. При переходе от приустьевого мелководья к более глубоководным районам залива наблюдаются изменения температурного, солёностного и кислородного режима воды, идёт смена речного гидрокарбонатно-кальциевого типа воды морским хлоридно-натриевым. Переходная зона между речными и морскими водными массами занимает область с солёностью от 1 до 5 ‰..
По наблюдениям гидрометслужбы наиболее интенсивное взаимодействие речных и морских вод отмечается в центральной части на разрезе Ейск - Кривая коса. Именно в этом районе залива преобладают повышенные пространственные градиенты (Беляев и др., 2001), где нередки случаи образования обособленных водных объёмов с горизонтальными градиентами около 0,5 ‰ на 1 км. Такая фронтальная зона имеет тенденцию смещаться по продольной оси залива и исчезать в зависимости от ветровой ситуации и времени года (рис.3.3).
Восточный и центральный районы залива отличаются наибольшими перепадами солёности как в пространственном, так и во временном (сезонном) масштабе (разница в 3 ‰ у Таганрога и в 6 ‰ - у Ейска). На выходе в Азовское море у Должанской косы колебания не превышают 2 ‰.
За период 1981-2001 гг. максимальная соленость 14,2 ‰ наблюдалась в апреле 1985 г. у косы Долгой, а минимальная 0,28 ‰в марте 1985 г. у Очаковской
косы. Осреднив ежедневные данные береговых постов Очаковская коса, Таганрог, Ейск и Долгя коса, мы получили среднюю соленость залива 6,86 ‰.
В последнее время соленость Таганрогского залива уменьшилась и приблизилась к значениям, характерным для режима с естественным стоком
(рис.1.2).

Закономерности гидрохимического режима Таганрогского залива

(по книге Федоров Ю.А., Беляев А.Г. Биогенные вещества в зоне смешения река Дон – Азовское море. Ростов н/Д: ООО "ИнфоСервис", 2004.)

Таганрогский залив аккумулирует ежегодно значительный объем легкоокисляющегося органического вещества, привнесенного материковым стоком и синтезированного непосредственно в море. Высокая температура воды, хорошая перемешиваемость вод в весенний и осенний периоды обеспечивают хороший обмен веществ в структурных компонентах экосистемы моря: вода-биота-дно-биота-вода и быструю оборачиваемость элементов в экосистеме.
Окисление органического вещества при высокой температуре воды обусловливает большие величины БПК как в пелагиали, так и в верхнем слое осадка. Средняя скорость БПК для Таганрогского залива 0,50-0,70 мл/л в сутки, в то время как для всего моря – 0,44-0,66 мл/л в сутки. Экстремально высокие значения БПК наблюдаются в контактной зоне вода – донные осадки. Летом поверхностный слой осадков имеет среднее БПК 3,70 г/м2 в сутки, в придонном слое воды – до 1 мл/л в сутки. Время, необходимое для снижения содержания кислорода от 100 до 60 % насыщения в придонной воде, составляет для подавляющей части менее 18 ч (Ляхин, 1994)
Для прибрежной зоны характерны явления захоронения органического вещества, особенно в районах с богатой водной растительностью. Для таких районов свойственно наличие в донном осадке целых слоев, образованных растительными остатками. Содержание кислорода в контактном слое способно быстро уменьшаться до аналитического нуля. Плотностная стратификация вод летом и высокие скорости БПК приводят к образованию участков сероводородного заражения донных осадков. Такие участки отмечены в вершине Таганрогского залива в экспедиции при участии автора (Матишов и др., 1999).
Сток Дона формирует летом зоны эвтрофикации за счет смыва минеральных удобрений с сельскохозяйственных угодий. Концентрации фосфатов, нитратов и нитритов на устьевом взморье в среднем в 2-3 раза превышают таковые на выходе в открытую часть моря (рис. 3.5-3.7). Максимальные количества за период 1981-2001 гг. по нашим данным составили: фосфаты – до 370 мкг/л; общий фосфор – до 1300 мкг/л, нитраты – до 1340 мкг/л; нитриты – до 240 мкг/л, аммонийный азот – до 2400 мкг/л. Соответственно участки вблизи устья реки выделяются очень высокими концентрациями кремния – до 6900 мкг/л. По мере разбавления речных вод концентрация кремния снижается до 2600 мкг/л на расстоянии 10 км от устья Дона. Хотя содержание кремния быстро уменьшается, следует сказать, что вся мелководная зона характеризуется повышенным содержанием кремния (2000-4000 мкг/л) за счет частого ветрового и прибойного взмучивания осадочного материала. По этой причине придонные слои воды бывают более насыщенными кремнекислотой, чем поверхностные.
Аналогичное распределение характеризует поля фосфатов, нитратов и нитритов. Содержание этих веществ в водах устья Дона в несколько раз больше, чем в водах залива, хотя в целом воды залива более насыщены биогенными веществами, чем воды открытых частей прибрежной зоны моря.
Режим биогенных веществ во многом определяется интенсивностью биогеохимических циклов.
Из всего вышеизложенного следует, что пространственное распределение минеральной триады азота в основном характеризуется локализацией максимальных концентраций ионов аммония, нитритов и нитратов в устьевой части залива. По направлению к морю, концентрация минеральных форм азота постепенно снижается. Максимальные концентрации нитрит ионов отмечаются в районах, подверженных органическому загрязнению.

Благодаря развитию фитопланктона в тёплый период года потребление минеральных форм азота весьма существенно возрастает, и содержание нитритов иногда снижается до количеств, лимитирующих развитие жизни в море,
Внутригодовой ход содержания органического азота в Таганрогском заливе отличается незначительным максимумом летом.
Увеличению содержания азота способствуют повышенный температурный фон и пониженная ветровая активность. Концентрации фосфора и кремниевой кислоты возрастают в случае повышения температурного фона и увеличения скорости ветра (Гидрометеорология.., 1995). Наиболее существенное влияние на рост первичного продуцирования оказывает повышение стока рек, а также, хотя и в меньшей степени, повышенный температурный фон и увеличение скорости ветра. За последние десять лет осредненный сток реки Дон составил 22,4 км3/год (по измерениям в створе ст. Раздорской), что почти на 1 км3/год больше среднемноголетнего стока с зарегулированным режимом, причем 1994 год выделялся повышенным стоком 35,6 км3/год. Повысилась среднегодовая температура воздуха, что привело к сокращению периода ледостава, обуславливающего процессы фотосинтеза в зимний период. Антропогенный фактор выразился в резком сокращении хозяйственной деятельности в начале 1990-х гг. в пределах водосбора р. Дон, что сократило приход биогенных веществ за счет удобрений в 2-3 раза. Следует отметить, что в последнее время участились случаи неконтролируемых сбросов загрязняющих веществ от бытовых и промышленных источников. Интенсивное судоходство также приводит к регулярному загрязнению акватории горюче-смазочными материалами. Отмечаются случаи затопления грузовых судов (баржа с удобрениями в 2000 г., транспортное судно с отходами ГСМ в 2001 г.). Дноуглубительные работы и свалки грунта нарушают естественные условия обменного механизма вода-дно, ограничивают жизнедеятельность бентоса. Все эти факторы в условиях ограниченного объема Таганрогского залива придают ему статус водоема, находящегося на грани экологического бедствия. Напомним, что в Государственном докладе о состоянии окружающей среды в РФ за 2000 г. Азовское море признано самым загрязненным среди морей России.