Изучение условий формирования продуктивности и качества воды в водохранилищах с использованием автоматизированного исследовательского комплекса (РФФИ)НИР

Study of conditions for primary production and water quality in reservoirs with the use of automatic research complex

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 2 февраля 2018 г.-15 декабря 2018 г. Изучение условий формирования продуктивности и качества воды в водохранилищах с использованием автоматизированного исследовательского комплекса
Результаты этапа: Разработан и весной 2018 г. установлен в Красновидовском плёсе Можайского водохранилища автоматизированный исследовательский комплекс для изучения внутрисуточных изменений водной экосистемы - на протяжении вегетационного сезона. В состав комплекса входит установка автоматического вертикального зондирования водной толщи; она состоит из электрической лебедки с тросом, к которому прикреплен зонд YSI 6600-2V, определяющий температуру воды, электропроводность, рН, растворённый кислород, содержание хлорофилла «а». Имеется блок управления, который включает лебедку раз в 3 часа и выключает её после прохождения цикла «опускание-подъём». Измерения проводили на каждом метре глубины в Можайском водохранилище в затопленном русле р.Москвы (13-14 м) с 1 июля по 26 сентября 2018 г. (был перерыв с 27 июля по 29 августа). Кроме того в состав используемого нами исследовательского комплекса входит ранее разработанная установка непрерывного измерения первичной продукции и деструкции органического вещества в водоёме. В 2018 г. продукциометр был запатентован в качестве полезной модели (патент № 179250). Продукциометр работал в Красновидово с 19 июня по 26 сентября 2018 г. (с небольшими перерывами) и каждые 3 часа производил измерения первичной продукции и деструкции. Имеется автоматическая метеостанция. Полученные материалы (составляющие базу данных около 1 млн значений), а также данные по фосфору и фитопланктону, в настоящее время находятся в обработке и анализе. Предварительные результаты позволяют судить об особенностях вертикального распределения растворенного в воде кислорода, хлорофилла, рН, температуры воды, электропроводности - в зависимости от изменения гидрометеорологических условий. Показано, что суточный ход валовой первичной продукции планктона лишь в малой степени связан с температурой воды (r = 0,19); максимумы продукции наблюдаются раньше максимума температуры. В то же время график первичной продукции почти полностью совпадает с графиком солнечной радиации ФАР (r = 0,87). Это объясняется тем, что суточный ход солнечной радиации и температуры воды не совпадают по времени из-за высокой теплоемкости воды. Суточный ход деструкции, напротив, связан с температурой воды (r =0,61). Таким образом, использование автоматизированного исследовательского комплекса позволило выявить малоизученные особенности продукционно-деструкционных процессов, в значительной степени определяющих кислородный режим и другие гидрохимические параметры водоёма. Изучены многолетние (за 56 лет) изменения составляющих баланса фосфора в Можайском водохранилище – с использованием разработанной авторами модели ГМВ-МГУ. Анализ среднемноголетних значений показал, что в приходной части внешнего баланса растворенного минерального фосфора (РМФ) преобладает приток с речными водами, значительно превышающий сброс фосфора в нижний бьеф. Межгодовые колебания речного притока РМФ изменяются в диапазоне 20–100 т и зависят от гидрометеорологических условий года. Наименьшими значениями в приходной части баланса характеризуется поступление фосфора в результате его диффузии из донных отложений. Поток минерального фосфора в донные отложения определяется сорбцией этой формы фосфора на взвесях и нерастворимых соединениях железа и марганца с последующим осаждением и намного превышает его диффузию из донных отложений и его сброс в нижний бьеф. Во внутренних потоках фосфора, связанных и жизнедеятельностью водных организмов, доминирует потребление ортофосфатов при развитии фитопланктона. Часть потребленного фосфора возвращается в воду в процессе дыхания и экскреции организмов, часть – в результате разложения детрита и аллохтонного органического вещества, при этом эти два потока соизмеримы по величине. Влияние гидрометеорологических особенностей отчетливо проявляется в изменении структуры и соотношения балансовых составляющих ортофосфатов в отдельные фазы гидрологического режима водохранилища. По результатам натурных автоматизированных измерений и моделирования изучена изменчивость характеристик летнего гидроэкологического состояния водной массы в долинном водохранилище при сменах погоды. Обоснована возможность и целесообразность оперативного модельного прогноза качества воды в водохранилищах – источниках водоснабжения Московского мегаполиса. В 2018 г. со ссылкой на грант РФФИ опубликовано 2 статьи в сборниках, одна - в журнале (индексируемом в Scopus), 4 тезисов докладов. Исполнители проекта приняли участие в 4-х конференциях, на которых сделаны 4 устных доклада по теме гранта (две конференции - в Иркутске и по одной - в Санкт-Петербурге и Борке). Получен патент на полезную модель «Устройство для автоматизированного измерения первичной продукции и деструкции органического вещества в водоеме скляночным кислородным методом» (зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей 7 мая 2018 г. под № 179250). Разработан сайт гранта РФФИ, который в настоящее время находится в процессе наполнения.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".