АЛЬГОФЛОРА РЕКИ КАЛЬМИУС

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА БОТАНИКИ И ЭКОЛОГИИ

АЛЬГОФЛОРА РЕКИ КАЛЬМИУС

Курсовая работа

студентки 2 курса,

группы Б

Садловской Виктории Владимировны

Научный руководитель:

ассистент каф. ботаники и экологии

Захаренкова Н.С.

Донецк-2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………….

3

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕК КАК ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ……………………………..

5
  1. .Гидрографическая сеть. Речные системы. Главные реки и их притоки……………………………………………………….

5
  1. .Исток и устье реки. Основные виды устьев………………….

7
  1. . Поверхностный и подземный водосборы. Водоразделы..…..

9
  1. . Морфометрические характеристики речного бассейна……..

10
  1. . Физико-географические характеристики бассейна. Элементы долины и поймы…………………………………….

10

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАССЕЙНА РЕКИ КАЛЬМИУС ………………………………….

13
  1. .Геологическое строение поймы и рельеф……………………

13
  1. .Климатические условия. ………………………………………

15
  1. .Гидрографическая сеть. Характеристика притоков

бассейнов р. Кальмиус……………………………………………….

15

3. ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РЕКИ КАЛЬМИУС…………………………………………………………..

21
  1. .Термальный и ледовый режим. ……………………………….

21
  1. .Гидрохимический режим………………………………………

23

4. ИЗУЧЕННОСТЬ ВИДОВОГО СОСТАВА АЛЬГОФЛОРЫ РЕКИ КАЛЬМИУС…………………………………………. ……..

26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………….

29

Список литературы……………………………………………………

30


ВВЕДЕНИЕ

Донбасс относится к числу крупнейших промышленных центров с высокоразвитой металлургической и химической промышленностью. В настоящее время Донецкая область является неблагополучной по состоянию окружающей среды. Вызывает тревогу качественное состояние воздушного бассейна, водных ресурсов, почвенного покрова, животного и растительного мира [11].

Настоящая работа посвящена изучению одного из основных водных объектов области – реки Кальмиус.

Кальмиус является второй по значению рекой Донбасса [14]. Интенсивное потребление и последующий сброс отработанных промышленных и шахтных вод существенно ухудшили состояние местных водотоков и бассейна реки в частности, как в количественном, так и в качественном отношении. С точки зрения хозяйственной деятельности человека Кальмиус является одной из самых важных рек области. Из р. Кальмиус забирается вода для нужд промышленности и сельского хозяйства. Реки бассейна принимают более 60% сточных вод. В санитарном отношении качество воды характеризуется как полисапробное, то есть максимально загрязненное с отсутствием самоочищения [14].

Актуальность работы обусловлена тем, что река Кальмиус является одним из крупнейших водотоков Донбасса, непосредственно впадающим в Азовское море, и рекой, бассейн которой полностью находится в пределах Донецкой области. Экологическое состояние реки, качество воды в ней, организмы обитающие в ней подвержены существенному влиянию. Кальмиус испытывает антропогенную нагрузку. Причина этого – поступление загрязненных сточных вод с предприятий, с сельскохозяйственных угодий и т.д. В воде рек региона имеет место высокая концентрация солей. Это объясняется высоким природным их содержанием в грунтовых водах, которые питают реки и сбросом в них шахтных вод. Таким образом, выбранный водный объект требует тщательного контроля.

Особенности видов водорослей представляет значительный практический интерес с точки зрения углубления знаний об устойчивости, адаптационных возможностях, изменчивости различных представителей.

Объект исследований – альгофлора реки Кальмиус.

Цель работы - выделить особенности реки Кальмиус и ее притоков для оценки состояния водорослей как информативных показателей всей экосистемы.

В связи с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. рассмотреть общую характеристику рек, как гидрологических объектов;

2. рассмотреть физико-географическую характеристику бассейна реки Кальмиус;

3. изучить гидролого-гидрохимический режим реки;

4. провести анализ изученности альгофлоры р. Кальмиус.


1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕК КАК ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Река — природный постоянный (может сезонно пересыхать и со временем менять русло) водный поток значительных размеров с естественным течением по руслу (выработанному им естественному углублению) от истока вниз до устья и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна [3].

Реки являются составной частью гидрологического цикла. Вода в реке, как правило, собирается с поверхностных стоков, образующихся в результате атмосферных осадков с определённой площади, ограниченной водоразделом (бассейн реки), а также из других источников, например запасов подземных вод, влаги, хранящейся в естественном льду (в процессе таяния ледников) и снеговом покрове.

В местах естественных или искусственных препятствий течению реки возникают водохранилища (проточные озёра либо искусственные моря) [3].

Вода, поступающая на поверхность земли в виде осадков или выходящих подземных потоков, собирается в понижениях рельефа и, стекая под действием силы тяжести в направлении понижения местности, образует поверхностные водотоки.

1.1 Гидрографическая сеть. Речные системы. Главные реки и их притоки

Поверхностные водотоки в зависимости от их величины и физико-географических условий, в которых они протекают, могут быть постоянно или периодически действующими. Система постоянно и временно действующих водотоков и озер образует гидрографическую сеть поверхности суши. К гидрографической сети не относятся многочисленные небольшие струйки воды, временно образующиеся в период таяния снега или выпадения жидких осадков, а также временные скопления воды, возникающие в небольших многочисленных понижениях местности [23].

Когда рассматривается система постоянно и временно действующих водотоков, применяется термин русловая сеть. Часть русловой сети, включающая достаточно крупные, преимущественно постоянные русловые потоки, объединяется понятием речной сети. В строении гидрографической (русловой) сети можно выделить следующие основные звенья, последовательно сменяющиеся от верховьев вниз по течению: ложбины, лощины, суходолы, речные долины (рис. 1).

.

Рис. 1.1. Схема основных звеньев гидрографической сети.

I — основные звенья сети; II — поперечные профили.

Ложбина — верхнее (по течению) звено гидрографической сети, представляет собой слабовыраженную, вытянутую впадину водно-эрозионного происхождения с пологими, обычно задернованными склонами и ровным, вогнутым, наклонным дном.

Лощина — следующее за ложбиной звено гидрографической сети, отличающееся от ложбины большей глубиной вреза, большей высотой и крутизной склонов и появлением форм донного и берегового размыва или ветвистого русла.

Суходол — преддолинное нижнее звено гидрографической сети без постоянного водотока; характеризуется асимметрией склонов и наличием извилистого русла временного потока.

Долина — наиболее полно разработанное деятельностью воды звено гидрографической сети, характеризующееся большой протяженностью и наличием постоянного потока (речные долины).

Река – естественный водный приток, протекающий в вытянутых понижениях земной поверхности и имеющий относительно постоянное и разработанное им русло, по которому осуществляется сток воды.

Речная система - совокупность рек, впадающих в рассматриваемую главную реку, вместе с главной рекой. Речная система включает в себя одну главную реку, ряд притоков главной реки, притоки этих притоков и т. д. Реки, непосредственно впадающие в главную реку, называются притоками первого порядка. Притоки второго порядка по отношению к главной реке - реки, впадающие в притоки первого порядка, и т. д. [21].

1.2 Исток и устье реки. Основные виды устьев.

Место начала реки называется истоком. Начало река может получить из ручьев и ключей, ледника, озера или болота. Когда река образуется от слияния двух рек, место слияния является началом этой реки, однако за исток ее следует принимать место начала более длинной из двух слившихся рек. В этом случае можно различать гидрографическую длину реки, т. е. длину от наиболее удаленного истока, и длину реки данного названия.

Впадая в другую реку, озеро или море, река образует устье. Если река впадает в реку, озеро или море двумя рукавами, за устье принимается устье более крупного рукава. При наличии дельты за устье принимается устье основного рукава.

При впадении в море или озеро река часто отлагает значительное количество наносов и в этом случае создает многорукавное устье, называемое дельтой. Чем меньше несет река наносов, тем слабее выражены дельтовые формы. Приливы, отливы и морские течения затрудняют образование дельт. В этих случаях река часто вливается в море одним широким руслом, образуя губу, или эстуарий [24].

Особой формой эстуариев являются лиманы, представляющие собой затопленную морем устьевую часть долины. Образование лиманов происходит при опусканиях береговой полосы. Лиманы сохраняют характерную извилистость речной долины. В отличие от лимана, участок моря, примыкающий к морскому берегу и отделенный от основного морского пространства косой, называется лагуной.

Наносы, выносимые реками в море, откладываясь за пределами устья, образуют мелководное взморье — бар.

В конце нижнего течения реки при впадении ее в море и в пределах прибрежной части моря образуется переходная зона. На протяжении этой зоны под влиянием моря режим реки существенно изменяется: скорости течения уменьшаются, в реку проникают приливо-отливные течения, происходит смешение речной и морской воды, ширина реки резко возрастает и образуется дельта или эстуарий.

В свою очередь прибрежная часть моря, непосредственно прилегающая к устью реки, испытывает влияние впадающей реки. Это влияние сказывается в понижении солености морской воды, в распределении глубин, течений и изменении других характеристик гидрологического режима. Указанная переходная зона называется устьевой областью. В пределах этой области в свою очередь различают предустьевое взморье и приморский участок реки [25].

Приморский участок реки делится на предустьевой и устьевой участки. Предустьевой участок реки имеет речной режим, только временами нарушаемый сгонно-нагонными и приливо-отливными явлениями. Его верхний створ находится на границе проникновения этих явлений, нижний — в месте разделения реки на рукава, а при однорукавных устьях и эстуариях — в сечении, где постоянно наблюдается смешение речной и морской воды.

Устьевой участок реки простирается от нижнего створа предустьевого участка до предустьевого взморья. По ширине устьевой участок ограничивается коренными берегами долины, а если они нечетко выражены, то линией наибольшего разлива в половодье.

Предустьевое взморье занимает пространство от нижней границы устьевого участка до зоны, дальше которой влияние реки на морской режим уже не прослеживается [23].

1.3. Поверхностный и подземный водосборы. Водоразделы.

Территория земной поверхности, включая толщу почво-грунтов, откуда данная речная система или отдельная река получает водное питание, называется бассейном речной системы или реки. Бассейн каждой реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы.

Поверхностный водосбор представляет собой площадь земной поверхности, с которой воды поступают в данную речную систему или отдельную реку.

Подземный водосбор образуют толщи почво-грунтов, из которых вода поступает в речную сеть.

Поверхностный водосбор каждой реки отделяется от водосбора соседней реки водоразделом, проходящим по наиболее высоким точкам земной поверхности, расположенным между водосборами соседних рек. В общем случае поверхностный и подземный водосборы рек не совпадают.

Процесс эрозии, продолжающийся непрерывно в течение весьма длительного периода, может закончиться прорывом водораздельной линии двух соседних рек. Такое явление называется перехватом, или смешением (соединением), вод.

Иногда смешение вод может осуществиться в результате бифуркации, или процесса дробления реки на рукава, обычно в нижнем течении. Отходящие в результате бифуркации от основного русла рукава могут ниже по течению снова влиться в основное русло или проложить себе путь по направлению к соседнему водосбору. Рукава, отделяющиеся от основного русла, могут и не соединяться с ним ниже по течению, а иметь самостоятельное устье [24].

1.4 Морфометрические характеристики речного бассейна.

Особенности геометрического строения речных водосборов обычно характеризуют некоторыми количественными показателями - морфометрическими характеристиками. Среди этих характеристик основными исходными являются длина реки и площадь водосбора.

Длиной реки называется расстояние от истока до устья в километрах; счет километров принято вести от устья как от более определенной точки, чем исток. Следует при этом иметь в виду, что при сложном строении устьевой области выбор начального створа отсчета является условным.

Измерив длину рек, образующих данную речную систему, можно построить так называемую гидрографическую схему, которая дает наглядное представление о том, куда какая река и после какой впадает, какова ее длина по сравнению с длинами других рек бассейна [23].

Площадь водосбора рек, расположенных в одинаковых физико-географических условиях, непосредственно определяет водность реки: чем больше река, тем она полноводнее. Для определения площади водосбора на карте устанавливают водораздел и измеряют ограниченную им площадь.

1.5 Физико-географические характеристики бассейна. Элементы долины и поймы

Физико-географические характеристики бассейна (географическое положение, климат, геологическое строение, почва, растительность и рельеф) оказывают существенное влияние на процессы стока. Поэтому при исследовании реки и режима ее стока необходимо детальное их изучение.

Географическое положение бассейна определяется географическими координатами (широта и долгота), между которыми он находится. Общее, но достаточно ясное представление о географическом положении бассейна дает указание о его расположении по отношению к бассейнам других рек, горных хребтов и т. д.

Климатические (метеорологические) условия являются в большинстве случаев решающими факторами, определяющими водный режим водоема. Из метеорологических факторов главнейшими в смысле влияния их на сток являются количество осадков, характер их выпадения, температура воздуха и дефицит влажности воздуха.

Геологическое строение и почвы бассейна определяют характер и размер подземного питания рек, потери осадков на просачивание, появление заболоченных пространств и пр. При исследовании малых бассейнов желательно геологическое строение и почвы охарактеризовать на основании специальных исследований.

Рельеф, влияя на количество, характер выпадения и распределение осадков по территории бассейна, температуру воздуха и условия протекания воды по земной поверхности, является существенным фактором, определяющим водность рек и характер их режима. Поэтому данные о рельефе имеют весьма важное значение в выяснении общих условий стока.

Растительный покров бассейна обычно характеризуется сведениями об основных видах растительности, распространенной в пределах водосбора с указанием размеров занимаемых ими площадей.

Озерность, заболоченность, распределение вечной мерзлоты и наличие ледников должны быть учтены достаточно полно по имеющимся материалам или на основании специальных исследований.

В частности, важно установить так называемые коэффициенты озерности и заболоченности, представляющие собой соответственно отношение площади, занятой озерами или болотами, к общей площади речного бассейна [25].

Долинами называются относительно узкие и вытянутые в длину, большей частью извилистые пониженные формы рельефа, характеризующиеся общим наклоном своего ложа к устью. Долины, встречаясь между собой, никогда не пересекаются, а сливаются вместе в одно общее понижение.

В долине различают следующие составные части:

  1. Самая низкая часть долины — дно, или ложе. Часть ложа долины, занятая водами реки, называется руслом.
  2. Повышенные участки суши, ограничивающие с боков ложе долины, называются склонами долины.
  3. Места сопряжения дна долины со склонами отмечаются часто более или менее заметным изломом в поперечном профиле и называются подошвой склонов.
  4. Зона сопряжения склонов долины с прилегающей местностью называется бровкой долины.
  5. Относительно горизонтальные площадки, располагающиеся уступами по высоте в пределах дна и склонов долины, называются террасами.

Терраса, расположенная в пределах дна долины и заливаемая речными водами во время половодья, носит название поймы [26].

Таким образом, система постоянно и временно действующих водотоков и озер образует гидрографическую сеть поверхности суши. Речная система включает в себя одну главную реку, ряд притоков главной реки, притоки этих притоков и т. д. Впадая в другую реку, озеро или море, река образует устье. Бассейн каждой реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы, а физико-географические характеристики бассейна оказывают существенное влияние на процессы стока.


2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАССЕЙНА РЕКИ КАЛЬМИУС

2.1. Геологическое строение поймы и рельеф

Река Кальмиус берет начало на южном склоне Донецкого кряжа, несет свои воды по нескольким районам Донецкой области, протекая через крупнейшие города области – Донецк и Мариуполь, и впадает в Азовское море. Исток Кальмиуса находится возле с. Яковлевка между станцией Ясиноватая и городом Донецком. В верховьях реки сооружено Верхнекальмиусское водохранилище, которое соединено с каналом Северский Донец – Донбасс.

Длина р. Кальмиус составляет 209 км, а общая площадь бассейна – 5070 км2. Таким образом, по протяженности Кальмиус относится к категории малых рек [1].

Средний уклон поверхности – 1%. Рельеф бассейна равнинный, умеренно пересеченный оврагами и балками. Густота овражно-балочной сети составляет 0,5-0,7 км.

Средний годовой расход воды у п. Приморское 6,23 м3/сек, модуль стока 1,68 л/сек., ширина в средней части 15 — 25 м. В среднем течении в Кальмиус впадают два крупных притока: левобережный – р. Грузская (длина 47 км) и правобережный – р. Мокрая Волноваха (длина 63 км). В нижнем течении в р. Кальмиус впадает река Кальчик – правый приток (длина 88 км).

Бассейн реки Кальмиус расположен в трех геоморфологических районах: верхняя часть - в пределах южного склона Донецкого кряжа, средняя - в Приазовской кристаллической гряде и южная, приустьевая, - на приазовской низменности. Русло реки разветвленное, местами сильно извилистое, шириной до 20 метров. Скорость течения от 0,4 м/с до 1,5 м/с. Характер течения на всем протяжении разнообразен. В верховьях оно носит слабо выраженный горный характер, в низовье - типично степной вид. В верхнем и среднем течении характер берегов гористый и безлесный, в нижнем – берега низкие с редкими деревьями, кое-где поросшие камышом. Пойма реки двусторонняя, в местах сужения долины - отсутствует, ширина поймы от 150 м до 2 км. Дно каменистое и глинистое, прикрытое слоем ила, глубина реки составляет от 2,5 до 10 метров [16,14].

В целом же для характеристики геологического строения бассейна реки Кальмиус, следует рассмотреть 2 геоморфологические области: структурно-денудационную область Донецкого кряжа и структурно-денудационную область Приазовской возвышенности. Таким образом, в геологическом строении бассейна будут присутствовать сильно дислоцированные, усложненные многочисленными разрывными нарушениями отложения карбона, перми, триаса (песчаники, аргилиты, алевролиты, известняк, уголь), которые имеют многокилометровую мощность и слагают Донецкий кряж, а также могучие толщи песчаных глин, известняка, прикрытого лессовидными суглинками и глинами, формирующих Приазовскую возвышенность. На крайнем юге же бассейна реки Кальмиус широко распространены современные морские отложения [20].

Рис.2.1. Географическое расположение реки Кальмиус

2.2. Климатические условия

Бассейн р. Кальмиус по своему географическому положению относится к Центральной степи. Климат континентален, формируется под воздействием климатообразующих факторов: солнечной радиации, циркуляции атмосферы и подстилающей поверхности. Воздушные массы, которые поступают из Азиатского материка и Нижневолжских степей, обусловливают низкие температуры зимой с холодными, а осенью и летом – сухими горячими ветрами. Среднегодовая температура составляет +7,8°С. Средняя температура наиболее теплого месяца (июля) +22°С, наиболее холодного (января) - 6,3°С. Абсолютный максимум температур в июле +38°С, а абсолютный минимум в январе - 36°С. Распределение осадков неравномерно. Они уменьшаются с севера на юг (Донецк – 522 мм, Мариуполь – 457 мм) с увеличением на Донецком кряже и Приазовской возвышенности [20].

Осадки, которые выпадают в теплый период года, нередко разделяются длительными периодами без дождей. Наблюдается 5 – 6 таких периодов, длительностью 10 дней и более. В холодный период года осадки, которые выпадают в твердом виде, образуют снежный покров, что зависит от погодных условий каждый год и поэтому может намного отличаться от средних многолетних данных [20]. Средняя длительность периода со стойким снежным покровом составляет (кроме прибрежных районов) 47 – 63 дня, но и его отсутствие в области достаточно часто. Длительность снеготаяния зависит как от погодных условий, так и от толщины и плотности снежной сени. В среднем снеготаяние продолжается 10 – 20 дней, в отдельные годы сокращается до 11 – 8 дней [14].

2.3. Гидрографическая сеть. Характеристика притоков бассейнов р. Кальмиус

В состав р. Кальмиус входят притоки и водохранилища (порядка 18). В Донецкой области выделяют:

  • Верхнекальмиусское - это резервное водохранилище питьевого водоснабжения. Верхнекальмиусское (емкость 14,8 млн. м3) – относится к полупромышленным водохранилищам. По состоянию площади водосбора это водохранилище относится к слабому по степени освоения в сельском хозяйстве.
  • Нижнекальмиусское водохранилище, предназначено для рыбалки и отдыха населения. Нижнекальмиусское (12 млн. м3) – относится к промышленным водохранилищам. По состоянию водосборной площади это водохранилище относится к 3-й группе по степени освоения в сельском хозяйстве – с наличием на значительной площади районов городских и заводских построек. Поверхностный сток в районе застроек несет с собой большое количество взвешенных и биогенных веществ, нефтепродуктов и др.
  • Старобешевское водохранилище (44,0 млн. м3) – относится к водоемам охладителям гидроэлектростанций. В Основной приходной составляющей водного баланса водоема является сток рек Кальмиуса и Грузской, которые сильно загрязнены промышленными, хозяйственно-бытовыми и шахтными водами.
  • Павловское водохранилище, основное предназначение водохранилища – это обеспечение технической водой промышленных предприятий города Мариуполя. Павлопольское водохранилище (76 млн. м3) – относится к естественным водохранилищам с интенсивным сельскохозяйственным использованием. Пригодно для рекреации.

Кальмиус имеет 9-ть притоков:

- четыре левых – река Бахмутка, балка Богодухова, реки Грузская, река Осыковая;

- пять правых – балки Широкая и Берестовая, реки Мокрая Волноваха, Столовая (Кичиксу) и Кальчик [12,17 ,18,21].

В среднем течении в р. Кальмиус впадают два крупных притока: левобережный – р. Грузская (длина 47 км, водосборная площадь 517 км2) и правобережный – р. Мокрая Волноваха (длина 63 км, водосборная площадь 909 км2). В нижнем течении в р. Кальмиус впадает река Кальчик – правый приток (длина 88 км, водосборная площадь 1263 км2).

Река Кальмиус и ряд ее притоков на всем протяжении зарегулированы плотинами, что вносит изменения в режим поверхностного и подземного стоков, влияет на экологическую обстановку по всему бассейну.

На балке Широкой сооружена плотина и образовано Донецкое море (6,9 млн. м3). При чрезвычайно высокой зарегулированности стока сокращается водообмен, скорости течения в водохранилищах, особенно в прудах в десятки раз меньше, чем в реке, что приводит к образованию различных застойных антисанитарных зон. Кроме того, в прудах и водохранилищах нарушается режим паводков и река не в состоянии промыть не только их, но и свое русло, в результате чего заиляется и мелеет. В связи с этим, регулирование стока должно включать комплекс гидротехнических мероприятий [18].

Водный режим реки Кальмиус определяется особенностями половодья, его продолжительностью и долей участия талых вод в годовом стоке. Основным источником питания реки являются талые воды, дождевые и грунтовые воды имеют второстепенное значение. Ледостав реки устанавливается в первой декаде декабря. Наибольшая толщина льда 0,7 метров, средняя 0,2-0,3 метра. Во второй половине марта река полностью очищается ото льда. На водотоках бассейна р. Кальмиус сток весеннего половодья составляет 60 - 70%. В средние и маловодные годы доля талых вод снижается до 40 - 50%. Наивысшие уровни дождевых паводков равны или несколько превышают максимальные уровни весеннего половодья и достигают 2,5 - 5,0 м [17].

Характеристика притоков бассейнов р. Кальмиус

Река Грузская впадает в реку Кальмиус левым притоком на расстоянии 162 км от устья. В верховье реки расположен г. Макеевка с развитой угольной, металлургической, коксохимической, легкой и пищевой промышленностью, который сбрасывает в нее свои сточные воды. Вода служит только для полива сельхозугодий. Вода реки Грузской сульфатно-гидрокарбонатного класса группы натрия. Общая минерализация воды практически не изменяется по сезонам года и составляет 2,0 - 2,2 г/л. Вода и донные наносы р. Грузской значительно загрязнены веществами органического происхождения. Их концентрации превышают ПДК в десятки, и даже сотни раз. Бактериальная загрязненность реки в районе г. Горбачово-Михайловка составляет 2,01*105 кл/мл (по общему количеству бактерий). Постоянное поступление в реку промышленных и хозяйственно-бытовых стоков от городов Макеевка и Моспино, а также шахтных вод превратили р. Грузскую в коллектор сточных вод "без признаков жизни". Все показатели воды в десятки раз выше ПДК [13].

Река Мокрая Волноваха с притоком Сухая Волноваха впадает справа в реку Кальмиус на расстоянии 115 км от устья. Характерной особенностью реки является обилие ключей у истоков. На площади водосбора сильно развиты карстовые явления, – открыто несколько десятков пещер. Карстовые явления приводят к сильному дренированию местности. По этой причине р. Сухая Волноваха, доходя до карстовой зоны, исчезает и несколько километров течет по подземному руслу, затем снова выходит на поверхность. Река Мокрая Волноваха незначительно загрязняется в паводковые периоды стоками с водосборной площади. Минерализация воды колеблется от 0,82 до 1,8 г/л, по составу относится к сульфатному в период половодья и сульфатно-хлоридному в остальное время года классу групп натрия и кальция. Вода реки используется для полива сельхозугодий и водоснабжения индивидуальных хозяйств. Река также может быть использована для рекреации [13].

Река Сухая Волноваха впадает в реку Мокрая Волноваха левым притоком на расстоянии 15 км от устья. Длина составляет 46 км, площадь бассейна – 451 км2. Исток расположен возле пгт. Ольчинки. Долина V-образная, шириной до 2 км, глубиной до 40 м. Ширина поймы до 100 м. Русло реки слабоизвилистое, ширина – до 5 м. Уклон реки составляет 1,9 м/км. Питание в основном снеговое и дождевое. Летом пересыхает. Замерзает в начале декабря, вскрывается в первой половине марта. Присутствуют пруды. Используется для орошения и технического водопользования.

Река Кальчик с притоком Малый Кальчик впадает в реку Кальмиус в районе ее устья. Расход воды колеблется от 3,0 до 30 м3/сек. На Кальчике расположено Старокрымское водохранилище. Река в верхнем и среднем течении загрязняется смывом солей с сельхозугодий и бытовыми сточными водами г. Мариуполя. Минерализация воды повышается от истока к устью и достигает величин 2,5 г/л. Вода относится к хлоридному классу группы натрия, кальция. Вода реки имеет повышенной содержание нефтепродуктов и нелетучих фенолов. Все показатели реки Кальчик превышают ПДК.

Река Малый Кальчик является левым притоком реки Кальчик, в которую впадает на расстоянии 30 км от устья. Длина – 38 км, площадь бассейна – 278 км2. Берет исток на запад от с. Рыбинское. Долина трапециевидная, шириной до 2 км и глубиной не более 50 м. Ширина поймы до 100 м. Русло слабоизвилистое, обычно шириной 5 м. Уклон реки равен 5,1 м/км. Питание смешанное. В маловодные годы в верховьях пересыхает. Ледостав неустойчивый; замерзает в средине декабря, вскрывается в конце февраля. Сток зарегулирован прудами. Воду используют для орошения и технического водопользования [13].

Таким образом, р. Кальмиус берет начало на южном склоне Донецкого кряжа, несет свои воды по нескольким районам Донецкой области. В верховьях реки сооружено Верхнекальмиусское водохранилище, которое соединено с каналом Северский Донец – Донбасс. Рельеф бассейна равнинный, умеренно пересеченный оврагами и балками. В геологическом строении бассейна присутствуют отложения карбона, перми, триаса, которые слагают Донецкий кряж, а также могучие толщи песчаных глин, известняка, формирующих Приазовскую возвышенность. Климат континентален. Осадки, которые выпадают в теплый период года, нередко разделяются длительными периодами без дождей. В состав р. Кальмиус входят притоки и водохранилища (порядка 18).


3. ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РЕКИ КАЛЬМИУС

3.1. Термальный и ледовый режим

Термический режим Кальмиуса формируется в результате теплообмена между водной массой и окружающей средой, с одной стороны, и ложем русла - с другой. Теплообмен протекает различно при открытой водной поверхности и при ледяном покрове. Составляющими теплообмена с атмосферой при открытой водной поверхности, так же как и в морях (или озерах), являются: поглощение водой прямой и рассеянной солнечной радиации, эффективное излучение, непосредственный обмен теплом с атмосферой на поверхности соприкосновения ее с водой, затрата тепла на испарение и выделение его при конденсации. При наличии ледяного покрова интенсивность теплообмена между атмосферой и водной массой резко снижается. Лед и выпадающий на него снег уже при толщине 10-20 см практически прекращают доступ к воде лучистой энергии солнца и исключают встречное излучение. Прекращаются конденсация и испарение с водной поверхности. Нарушается турбулентный обмен теплом непосредственно между водной массой и атмосферой. В результате теплообмен осуществляется через толщу ледяного и снежного покрова путем теплопроводности [4].

Роль теплообмена с ложем русла в общем балансе тепла речных вод значительно меньше, чем теплообмена с атмосферой. Летом происходит отдача тепла водной массой ложу Кальмиуса, зимой поток тепла направлен от дна к воде.

В годовом цикле температурного режима речных вод отчетливо выделяются два периода: открытой водной поверхности и ледостава. В первом периоде вследствие турбулентности потока и интенсивного перемешивания вся водная масса быстро реагирует на изменение метеорологических условий и ход температуры воды почти параллелен ходу температуры воздуха. В первой половине этого периода, в особенности во время весеннего половодья, температура воды ниже температуры воздуха, а затем, наоборот, температура воды превышает температуру воздуха [19].

Весной с момента перехода температуры воздуха через 0°С начинается таяние снега на льду и берегах реки. На поверхности ледяного покрова появляется вода. Одновременно с действием солнечной радиации и теплых воздушных масс она способствует таянию льда. Ледяной покров теряет прочность. Монолитность строения ледяных масс нарушается, лед приобретает столбчатую структуру и сравнительно легко разламывается под возрастающим напором речного потока.

Прежде всего, уменьшается прочность связи ледяного покрова с берегами. Образуются закраины - полосы воды, свободной ото льда. Возникновению закраин способствуют также трещины, появляющиеся у берегов вследствие вспучивания льда при подъеме уровня воды. Оторвавшийся от берега ледяной покров на отдельных участках перемещается на короткие расстояния. Возникают так называемые подвижки льда. Таких подвижек бывает несколько. Местами в ледяном покрове появляются промоины и проталины. При дальнейшем разрушении он разламывается на отдельные поля и льдины. Плывущие по реке ледяные поля и льдины образуют ледоход [2].

В ледовом режиме Кальмиуса можно выделить три фазы: замерзание - появление первичных форм ледообразования, ледостав со всеми сопутствующими ему явлениями и вскрытие. Прибрежные участки, отмели, заводи являются первыми очагами ледовых образований. Здесь возникают забереги. Забереги бывают первичные, постоянные и наносные. Первичные забереги возникают в тихие морозные ночи; днем при повышении температуры воздуха они обычно исчезают или взламываются волнением. По мере усиления морозов образуются постоянные забереги. Они постепенно растут в ширину и толщину до тех пор, пока не наступит ледостав. На крупных реках во время осеннего ледохода плывущие по реке лед и шуга прибиваются к берегу, примерзают к нему и образуют наносные забереги, обычно с неровной поверхностью. При обильном выпадении снега на незамерзшую водную поверхность образуется снежура, или снежница, плывущая комковатыми скоплениями, еле возвышающимися над водой, в виде рыхлой несмерзающейся массы [19].

3.2. Гидрохимический режим

В целом весь бассейн реки Кальмиус тесно связан с экономикой прилегающих территорий и играет большую роль в развитии социальной среды. В то же время всестороннее использование биоресурсов рек, их зарегулирование, забор воды для сельскохозяйственных и хозяйственно-бытовых нужд, а также превращение рек в коллекторы сточных вод нарушили их природное состояние. Реки стали сильно загрязненными, заиленными, с плохим качеством воды, обедненными растительностью и животными. Чрезвычайно интенсивное использование в народном хозяйстве, как самих рек, так и водозаборов нарушает их природный гидрохимический и гидробиологический режим, снижается водность и глубина, реки заиляются и зарастают, увеличивается их эвтрофикация за счет накопления биогенных элементов [12].

В верхнем течении река Кальмиус интенсивно загрязняется промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. На этом участке, длиной 17 км, находится ряд источников сброса с общим расходом около 4000 м3/час. По загрязнению наиболее неблагоприятен сток шахты Красногвардейской, мутность которого и концентрация нефтепродуктов превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) в 2 - 3 раза. В сточных водах остальных предприятий концентрация загрязнений ниже – мутность 8 - 36 мг/л, превышение ПДК по нефтепродуктам – 1,2 - 4,3, фенолам – 2 - 9 раз. Минерализация воды р. Кальмиус на данном участке изменяется от 777 мг/л (исток реки), 2333 мг/л в верхнем и до 2090 мг/л в нижнем бьефе Нижнекальмиусского водохранилища. По составу вода изменяется от гидрокарбонатного до сульфатного класса группы натрия, имеет коричневато-желтый цвет, неприятный запах [14].

Река Кальмиус и ряд ее притоков на всем протяжении зарегулированы плотинами, что вносит изменения в режим поверхностного и подземного стоков. На реке образованы следующие водохранилища:

Верхнекальмиусское – относится к полупромшленным водохранилищам. Состав воды относится к гидрокарбонатному, гидрокарбонатно-сульфатному, сульфатному классу группы натрия, реже кальция. Минерализация воды достигает величин 1,0 – 1,5 г/л. Водохранилище можно использовать для рекреации.

Нижнекальмиусское – относится к промышленным водохранилищам. Поверхностный сток в районе застроек несет с собой большое количество взвешенных и биогенных веществ, нефтепродуктов и др. По составу вода сульфатная, сульфатно-хлоридная группы натрия. Минерализация воды колеблется от 1,5 до 2,5 г/л. Водохранилище можно использовать для рекреации.

Старобешевское – относится к водоемам охладителям гидроэлектростанций. Вода имеет минерализацию (среднегодовую) около 2 г/л и относится к сульфатному классу группы натрия. Основной приходной составляющей водного баланса водоема является сток рек Кальмиуса и Грузской, которые сильно загрязнены промышленными, хозяйственно-бытовыми и шахтными водами.

Павлопольское – относится к естественным водохранилищам с интенсивным сельскохозяйственным использованием. Вода имеет повышенную минерализацию и мутность, загрязнена биогенными веществами и ядохимикатами. По составу воды относится к гидрокарбонатному классу группы натрия. Пригодно для рекреации [13].

Вода р. Кальмиус на участке от г. Донецка до Старобешевского водохранилища по составу относится к сульфатно-гидрокарбонатному классу группы натрия, имеет желтый или коричневый цвет, неприятный гнилостный запах. Ниже Старобешевского водохранилища вплоть до г. Мариуполя состав воды изменяется и становится сульфатно-хлоридного класса. Общая минерализация в среднем течении изменяется в пределах 1,60 - 2,28 г/л, а в устье (г. Мариуполь) достигает 7,0 г/л. Величина рН воды уменьшается от верховья реки к устью в пределах 8,6 - 7,6 [14].

 Вода р. Кальмиус интенсивно загрязняется минеральными и органическими взвешенными веществами в виде угольной пыли, масел, нефти. Содержание взвешенных веществ изменяется в широких пределах (0,7-200 мг/л). При этом прозрачность воды снижается до 2 - 4 см. значительное загрязнение реки взвешенными веществами происходит на устье реки от г. Донецка до Старобешевского водохранилища. Постоянное загрязнение веществами органического происхождения р. Кальмиус обусловило высокое химическое потребление кислорода и биохимическое потребление кислорода воды. Концентрация биогенных элементов от истока до устья в различные сезоны колеблется в широких пределах: ионов аммония от 0,1 до 37,8; нитратов – от 0,88 до 35,0; нитритов – 0,01 - 8,2 мг/л. Процессы биохимического превращения органических веществ интенсивно протекают в речной воде на участке от г. Старобешево до г. Мариуполя. Во все сезоны года концентрация биогенных компонентов к устью снижается. Загрязнение летучими и нелетучими фенолами прослеживается по всей длине реки Кальмиус. Особенно высокие значения фенолов наблюдаются весной (до 1,4 мг/л) у г. Мариуполя. Наиболее сильное загрязнение воды реки нефтепродуктами происходит в районе городов Донецка и Мариуполя (от 0,6 до 1,4 мг/л), а в донных наносах от 0,9 до 15 мг/л. Такая же закономерность и в отношении концентраций СПАВ (от 0,16 до 0,34 мг/л) [17].

Таким образом, термический режим Кальмиуса формируется в результате теплообмена между водной массой и окружающей средой, с одной стороны, и ложем русла - с другой. Река Кальмиус и ряд ее притоков на всем протяжении зарегулированы плотинами. На реке образованы следующие водохранилища: Верхнекальмиусское, Нижнекальмиусское, Старобешевское и Павлопольское. По составу вода изменяется от гидрокарбонатного до сульфатного класса группы натрия, имеет коричневато-желтый цвет, неприятный запах. Загрязнение летучими и нелетучими фенолами прослеживается по всей длине реки.


4. ИЗУЧЕННОСТЬ ВИДОВОГО СОСТАВА АЛЬГОФЛОРЫ РЕКИ КАЛЬМИУС

Водоросли составляют основную массу растительных организмов в водоемах, встречаясь вместе с другими водяными растениями — высшими (цветковые водяные растения, мхи, папоротникообразные) и низшими (водные лишайники, грибы и бактерии).

Микроскопические водоросли относятся к числу наиболее существенных компонентов водных экосистем и играют важную роль в санитарной оценке открытых и закрытых бассейнов, природных и искусственных водоемов и резервуаров [8]. Известно, что обогащение воды соединениями азота, фосфора и углерода приводит к стимулированию роста некоторых видов микроводорослей и изменению структуры альгоценозов, что и происходит в условиях бассейнов.

Биоиндикационные методы на основе видового состава сообществ и обилия водорослей дают интегральную оценку результатов всех природных и антропогенных процессов, протекавших в водном объекте. Кроме того, биоиндикация по сообществам водорослей – экспресс-метод, в то время как химические анализы дорогостоящи, а основным преимуществом автотрофов является то, что водоросли первыми в трофической цепи реагируют на загрязнители, не успевая их накапливать.

Альгофлора реки Кальмиус является достаточно изученной.

По результатам изучения фитопланктона Марущак В., Лялюк Н.М. (2000-2001) сезонные изменения видового состава альгофлоры реки Кальмиус [10] показал, что преобладают 4 отдела водорослей (Cyanophyta, Bacillariophyta , Chlorophyta , Euglenophyta) . Было определено 60 видов водорослей из 23 семейств 34 родов. Из вдового состава доминирующим был отдел Bacillariophyta .

По результатам Марущак В., Лялюк Н.М. (2002) сравнительный анализ качественных и количественных показателей альгофлор реки Северский Донец и реки Кальмиус [9] был дополнен и показал, что в альгофлоре Кальмиуса насчитывается 72 вида, водорослей представленных 83 внутривидовыми таксонами. Водоросли принадлежали пяти отделам (Cyanophyta, Euglenophyta, Dinophyta , Bacillariophyta , Chlorophyta) , 26 семейств и 42 рода. Наибольшим видовым разнообразием отличались отделы Bacillariophyta (41 вид водорослей, представленных 48 внутривидовыми таксонами) и Chlorophyta (20 видов водорослей, представленных 24 внутривидовыми таксонами)

По результатам Дегтярева Е.В. (2005-2008гг.) мониторинг фитопланктона реки Кальмиус [5] показал, что в составе фитопланктона реки Кальмиус отмечено 79 видов, 33 семейства, 38 родов шести отделов Cyanoprocaryota (Cyanophyta), Euglenophyta, Dinophyta, Bacillariophyta, Xanthophyta, Chlorophyta. Наибольшее число видов отмечено в отделе Chlorophyta (40 видов и внутривидовых таксонов); второе место по числу видов занимал отдел Bacillariophyta, который насчитал 18 видов и внутривидовых таксонов водорослей и третье – Cyanoprocaryota (13 видов). Отдел Euglenophyta насчитывал 6 видов и внутривидовых таксонов. По одному виду каждое насчитывали семейства Dinophyta и Xanthophyta.

По результатам Карибян И.Г. (2013-2014г.) анализ альгологического состава фитопланктона показал, что в водах реки Кальмиус доминируют водоросли трех систематических отделов: Cyanoprocaryota, Bacillariophyta, Chlorophyta. Были выделены 34 семейства, 58 родов и 129 видов. В сообществах фитопланктона доминантами по числу видов были отделы Bacillariophyta (51 вид) и Chlorophyta (47 видов), а наименьшим числом видов был представлен отдел Xantophyta (2 вида) [6].

Таким образом, исходя из выше перечисленных данных в альгофлоре р. Кальмиус выделено 6 отделов: Cyanoprocaryota (Cyanophyta), Euglenophyta, Dinophyta, Bacillariophyta, Xanthophyta, Chlorophyta (максимальное количество), определено около 100 видов фитопланктона. Было установлено, что наибольшим видовым разнообразием отличались отделы Bacillariophyta и Chlorophyta.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, река Кальмиус по своей протяженности относится к категории малых рек, что в совокупности с небольшим количеством основных ее притоков делает ее маловодной и, следовательно, очень подверженной действию загрязнителей в виду небольшого потенциала к самоочищению.

Нами изучена общая характеристика рек, как гидрологических объектов, физико-географическая характеристика бассейна реки Кальмиус, гидролого-гидрохимический режим реки, проанализирована изученность видового состава альгофлоры.

Дальнейшая работа будет заключаться в:

1) подборе территории исследования;

2) изучении методов сбора проб фитопланктона, фиксации проб, качественного изучения материала (изучение собранного материала в живом и фиксированном состоянии, микроскопическое изучение, изучение размеров водорослей, как важный диагностический признак), количественного учета водорослей (данные о численности для определения их биомассы и пересчета других количественных показателей);

3) определении видового состава водорослей, любых отклонений от морфологической формы, среднего размера, окраски видов, указанных в определителях;

4) составлении систематического списка водорослей фитопланктона реки Кальмиус (по литературным источникам и микроскопическим определением).


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Большая Советская Энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. – 3-е изд. – М.: Сов. энциклопедия, 1969–1978.- 78 c.
  2. Воробьев Г.А. Природные ресурсы и охрана окружающей среды / Г.А. Воробьев. - Вологда: Русь. - 1997. –114 c.
  3. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / Под редакцией проф. А. П. Горкина. — М.: Росмэн, 2006.
  4. Давыдов Л.К. Общая гидрология/ Л.К. Давыдов, А.А. Дмитриева, Н.Г. Конкина // Учебник. — Л., Гидрометеоиздат, 1973. —400 с.
  5. Дегтярев Е.В. Мониторинг фитопланктона р.Кальмиус / Е.В. Дегтярев, А.И. Титов. //Мат. Всеукр. науч. конф. «Мониторинг природных и техногенных сред». – Симферополь: ДИАЙПИ, 2008. – С.45 – 48.
  6. Карибян И.Г. Определение токсичности воды в реке Кальмиус при помощи биотеста / И.Г. Карибян // Мат. Междунар. науч. конф. «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии». – Донецк: Ноулидж, 2014. – С. 156-157.
  7. Лялюк Н.М. Видовое разнообразие водорослей планктона прудов г. Донецка / Н.М. Лялюк, М. Ю. Омельченко.// Проблеми екології та охорони природи техногенного регіону: Міжвід. зб. наук. праць. – Донецьк: ДонНУ, 2010. – № 10(1). – С. 74-78.
  8. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод/ А.В. Маркушин. – Зоол. ин-т АН СССР, 1974. – 60 с.
  9. Марущак В. Порівняльний аналіз якісних та кількісних показників альгофлор р. Сіверський Донець та р. Кальміус/ В.Марущак, Н.Лялюк.// I Міжнар. наук. конф. асп. та студ. «Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів» - Донецьк, 2002г. - С.36-38.
  10. Марущак В. Сезонні зміни видового складу альгофлори річки Кальміус / В.Марущак, Н.Лялюк //Мат. конф. мол. вчених-бот. Укр. «Актуальні проблеми ботаніки та екології».- Ніжин:СДАУ , 2001г. С.32-33.
  11. Национальная экологическая политика. Государственный экологический контроль: достижения и задачи // Наш край №10, 2009г.- С.45-50
  12. Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів./Збірка доповідей І Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів. Т.1-Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2002 г. - 150с.
  13. Паладий И.П. Пути сохранения аборигенной биоты реки Кальмиус. Автореферат магистерской работы ДОННТУ - [Электронный ресурс]: Портал магистров ДонНТУ. – Режим доступа: http://masters.donntu.org/2005/feht/paladiy/diss/index.htm
  14. Паладий И.П., Молодан Г.Н. Социально-экономические аспекты сохранения аборигенной биоты реки Кальмиус. Конференция ДонНТУ, 2004. – [Электронный ресурс]: Портал магистров ДонНТУ. – Режим доступа: http://masters.donntu.org/2005/feht/paladiy/lib/aspects.htm
  15. Пельтихин А.С. Особенности рек Донбасса и рекреация/ А.С. Пельтихин // Сб. материалов научно-практической конференции "Туризм – перспективная отрасль экономики Украины". - Донецк, 1995.-С.123-124
  16. Программа восстановления и поддержания чистоты и водности малых рек Донецкой области. / под. ред. Яцика А.В. – Донецк, 1999г. - 357 с.
  17. Рекреационные зоны и туристско-экскурсионные маршруты Донецкой области. "Мой Донбасс". Т.1/Под ред. С.С.Куруленко. – Донецк: ДИТБ, 2001. – С. 215-239
  18. Слюсарев А. А. Природа Донбаса. Научно-популярные очерки  / А.А. Слюсарев. - Донецк: Донбас, 1983. - 104 с.
  19. Тарасов, В. И. Гидросфера: учебное пособие / В. И. Тарасов -Владивосток: Уссурийский госпединститут, 2004.- Режим доступа: www.library.saransk.ru/priroda.htm
  20. Физико-географические условия формирования стока реки Кальмиус Донецкой области. Данные Донецкого областного управления водных ресурсов, 2004г. [Электронный ресурс]: Портал магистров ДонНТУ. – Режим доступа: http://masters.donntu.org/2005/feht/paladiy/lib/donreg.htm
  21. Химченко В.А. Ларинская заповедная степь/ В.А. Химченко // По заповедным местам Донбасса. Очерки о Донецком крае. — Донецк: ООО «Лебедь», 2007. — 100 с.
  22. Хортон Р. Е. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов. Гидрофизический подход к количественной морфологии / Р. Е. Хортон; пер. Д. Л. Арманд. - М.: Госиздат Иностр. лит-ры, 1948. - 158 с.
  23. Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь/А.И. Чеботарёв. — Л.: Гидрометеоиздат, 1964. — 224 с.
  24. Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь / А. И. Чеботарёв. — Изд. 2-е, испр. и доп. — Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 308 с.
  25. Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь / А. И. Чеботарёв. — Изд. 3-е, испр. и доп. — Л.: Гидрометеоиздат, 1978. — 308 с.
  26. Эдельштейн Я.С. Основы геоморфологии. / Я.С. Эдельштейн. - М.: Учпедгиз, 1938. - 328 с.

АЛЬГОФЛОРА РЕКИ КАЛЬМИУС