Макрозоофитос в составе консорций рясковых устьевого участка р. Берозовка г. Воткинска

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЗОР

2.1. Удмуртская  республика

Географическое положение. Координаты Удмуртской республики (УР) 55⁰12^’ – 58⁰38^’ северной широты, 51⁰10¹ – 54⁰26¹ восточной долготы. Общая площадь составляет 42,6 тыс. км² . Протяженность территории с севера на юг 297,5 км, с запада на восток 200 км. Общая протяженность границ 1800 км. На севере и западе Удмуртия граничит с Кировской, на востоке - с Пермской областью, на юго-востоке – с республикой Башкортостан, на юге и юго-западе – с республикой Татарстан. В Удмуртской республике 5 городов республиканского и 1 районного подчинения, 25 сельских районов, 10 ПГТ, 2117 населенных пунктов.

Рельеф. УР расположена в восточной части Русской равнины, в среднем Предуралье  и состоит из ряда возвышенностей и низменностей. Наивысшая точка составляет 332 м. и расположена в истоках реки Пызеп, в 10 км к северу от села Карсовай. Наименьшие отметки рельефа приурочены к руслам рек Камы и Вятки и составляют 56 м. В целом рельеф нашей республики характеризуется Значительной для Русской равнины высотой, большим расчленением, асимметрией склонов долин и междуречий. Самыми широкими долинами обладают Кама, Чепца и Кильмезь.

Климат УР умеренно-континентальный, с продолжительной холодной и многоснежной зимой, теплым летом и хорошо выраженными переходными сезонами. Среднегодовая температура воздуха от 1,2⁰ (Дебессы) до 2,3⁰ С в Сарапуле. В июле средняя температура изменяется в пределах 18-19⁰ С. Самый холодный месяц – январь, среднемесячная температура на северо-востоке (Дебессы) – 15,2, на юге (Можга) – 14,2⁰ С. В среднем зимой и за год преобладают юго-западные ветры, летом – северо-западные. Среднегодовая скорость ветра составляет 3-4 м/с, штили редки, в среднем 6-13 дней в году. Осадков в среднем 500-600 мм, за лето бывает 25-30 дней с грозой, в мае-июне возможно выпадение града. Устойчивый снежный покров образуется в конце первой и начале второй декады ноября. Продолжительность залегания 160-165 дней на юге и 172-175 на северо-востоке. Максимальная глубина промерзания почвы на полях республики 120-180 см (Удмуртская республика, 2000).

Водные ресурсы представлены реками, прудами, озерами, болотами и подземными водами.

Реки относятся к бассейнам Камы и Вятки. Общая длина около 30 тыс. км. Распределение речной сети неравномерное, наблюдается увеличение речной сети с юга на север. Реки питаются дождевыми, талыми и подземными водами. Состав воды рек гидрокарбонатно-кальциевый средней минерализации. Наиболее минерализованы воды в периоды зимней и летней межени (350-600 мг/л), а менее в весенний и осенний сезоны (100-250 мг/л). Среднегодовая мутность воды колеблется в пределах 70-160 г/м³. Воды рек загрязняются продуктами эрозии с сельскохозяйственных угодий, а также животноводческими, коммунально-бытовыми  и промышленными сточными водами. По данным Госкомприроды УР в начале 90-х гг. водные объекты Удмуртии характеризовались в большинстве как умеренно загрязненные и загрязненные. Доминирующими загрязняющими веществами всех водных объектов республики являются нефтепродукты, среднегодовое содержание которых превышало предельно допустимые концентрации для рыбохозяйственных водоемов в 1,3-9,0 раз, а также тяжелые металлы (железо – до 9,3 ПДК, медь – до 8 ПДК, никель – до 4 ПДК), фенолы (до 4-7 ПДК), формальдегид (до 3 ПДК), азот аммонийный (до 3-6 ПДК) и др (Капитонова, 2010).

Пруды. На территории республики насчитывается около 600-800 прудов. С площадью зеркала более 2 га 190 прудов. К крупным относятся Ижевский (2400 га), Воткинский (1880 га), Камбарский (400 га), Пудемский (350 га). Крупные заводские пруды-водохранилища были построены для промышленных целей, а большинство других – для рыборазведения, хозяйственно-бытового водоснабжения, орошения, а также  в противоэрозионных и рекреационных целях. Восточная часть территории  Удмуртии омывается водами Воткинского водохранилища. В южной и юго-восточной частях УР попадает в зону влияния Нижнекамского водохранилища. Оба водохранилища относятся к сезонным; используются в основном для получения гидроэнергии, водоснабжения и рекреации. Воды всех прудов по минеральному составу гидрокарбонатно-кальциево-магниево-натриевые со средней минерализацией (160-350 мг/л) (Капитонова, 2010).

Озера. На территории Удмуртии озера представлены в долинах пойменных рек. Их общая площадь около 2,5 тыс. га. Большинство озер неглубокие (1,5-2,5 м), наиболее крупные встречаются в долине реки Кама. Питание озер осуществляется в периоды половодья и паводков, некоторые питаются за счет грунтовых вод. Воды озер пресные, по минерализации и химическому составу мало отличаются от речных. Зимой в воде повышается концентрация углекислого газа, рН понижается до 6-6,5. В летний период вода становится щелочной, рН достигает 8,2. Повышенное содержание органических веществ  обусловливает высокую окисляемость (20 мг/л кислорода и более). На дне некоторых старичных озер при недостатке кислорода образуется сапропелевый ил. Со временем озера мелеют, зарастают влаголюбивыми растениями и превращаются в болота (Капитонова, 2010).

Болота. На территории УР около 700 болот общей площадью 5,9 тыс. га. Площадь пяти болотных массивов (Бачумово, Дзякино, Карамбай-Пычасское, Орловское, Нюрдор-Котьинское) превышает 1000 га, где сосредоточено около 13% всех запасов торфа. Воды болот преимущественно пресные. По минеральному составу мало отличаются от речных и прудовых. Характеризуются как гидрокарбонатно-кальциево-магниево-натриевые средней минерализации. Преобладающими являются низинные болота (97,7%), верховые, переходные и смешанные встречаются редко. Последние обычно приурочены к песчаным отложениям на правобережье реки Кильмезь, верховьям реки Иж и террасам Камы. Повышенная степень разложения (21-40%) всех видов торфяных залежей делает их выгодными для приготовления удобрений.

Подземные воды. На территории Удмуртии, которая входит в пределы Вятско-Камского артезианского бассейна, встречаются все типы подземных вод: почвенные, грунтовые, межпластовые безнапорные, межпластовые напорные (артезианские) и жильные. Воды пресные с минерализацией 0,2 – 0,8 г/л, преобладающие ионы – гидрокарбонатные, кальциевые, магниевые. В Южном направлении увеличивается концентрация сульфатных, натриевых и хлоридных ионов. Отмечается увеличивающееся по площади антропогенное загрязнение подземных вод республики. По данным Госкомприроды, зарегистрировано 16 локальных очагов загрязнения, связанных преимущественно с нефтяными месторождениями, полигонами захоронения промышленных и бытовых отходов. Основными загрязняющими компонентами являются нефтепродукты, хлориды, нитраты, тяжелые металлы (Капитонова, 2010).

Использование воды: основными потребителями воды являются оборонные предприятия (43,5% от производственного водозабора), производство черных металлов (20,7%), нефтедобыча (8,9%) и тепловые электростанции (6%). Крупный водопотребитель – коммунальное хозяйство, где отмечается рост расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды. Водопотребление на человека в городах республики составляет в среднем 245 л/сут и до 90 л/сут – в сельской местности. Резервом сокращения водопотребления в республике является  увеличение оборотного и повторного использования воды в промышленном производстве до 90%  и снижение водоемкости производства, экономичное использование воды во всех сферах деятельности (Капитонова, 2010).

Почвы. В УР преобладают дерново-подзолистые почвы (59,2%), которые сформировались под хвойно-лиственными лесами на покровных бескарбонатных отложениях в результате сочетания подзолистого и дернового процессов. Легкие дерново-подзолистые почвы находятся в основном под лесами и лишь около 15% их освоено под пашню. Степень распаханности дерново-подзолистых суглинистых почв более 60%, они составляют основу пахотного фонда. Серые лесные оподзоленные почвы имеют преимущественное распространение в южной, лесостепной части республики (8,0%), залегают в основном на пологих северных склонах или на шлейфах склонов любой экспозиции, где близко к поверхности подходят грунтовые воды. На вершинах увалов, перегибах склонов, особенно южной и западной экспозиции залегают дерново-карбонатные почвы (2,7%) Также в УР распространены пойменные дерновые (6%), они формируются в поймах рек на аллювиальных отложениях, под лугово-травянистой растительностью. В притеррасных поймах рек, куда поступают с водоразделов жесткие минерализованные воды, создается застойный тип водного режима, формируются болотные низинные почвы, занимающие 4,2% территории. Ограниченное распространение (0,6%) имеют дерново-глеевые почвы, которые формируются на пониженных элементах рельефа (Капитонова, 2010).

Растительность. Северная часть УР входит в подзону южной тайги, южная – в подзону широколиственно-хвойных лесов таежной зоны. Границу между подзонами условно проводят по линии, обозначающей северную границу распространения лещины обыкновенной (орешника) и дуба: с. Селты – д. Гуляево (Вавожский район) – с. Бабино (Завьяловский район) – г. Воткинск. Основным типом растительности являются леса, их площадь 44,4% территории. Луга (сенокосы и пастбища), посевы сельскохозяйственных растений занимают соответственно 7,7% и 27% от общей площади, на болота приходится около 3%. На территории УР можно выделить 4 геоботанических района: Северный, или Чепецкий – господствуют еловые и елово-пихтовые леса, липа и вяз встречаются редко и присутствуют лишь в подлеске; Центрально-Западный, или Кильмезский – характерны сосновые леса, нередко встречаются верховые и переходные болота; Центральный, или Можгинско-Ижевско-Воткинский район – основная территория распространения широколиственно-хвойных лесов; Южный, или Алнашско-Сарапульский – в лесах, кроме ели, пихты и липы, встречается дуб, а в подлеске нередки клен, орешник (Удмуртская республика, 2000).

2.2. Воткинский  район, г. Воткинск

Рельеф района равнинный, местами  увалисто-грядовой, преобладающие высоты 150-200 м. Среднегодовая температура  воздуха изменяется в пределах +1,5 – 2,0 ⁰С, средне январская – 14,2 – 15 ⁰С, средне июльская – 18,0 – 18,7 ⁰С. Безморозный период около 125 дней, осадков за год выпадает в среднем 510-550 мм. Преобладают дерново-сильноподзолистые и эллювиально-подзолистые почвы. Основный тип растительности – пихтово-еловые леса с примесью березы и осины, лесистость территории района около 50% (Удмуртская Республика, 2000).

Воткинский пруд – искусственный водоем, созданный в 1759 году на реке Вотка для производственных нужд Воткинского железоделательного завода. Площадь водного зеркала 18,8 км². Вытянут по долине реки Вотки на 13 км, максимальная ширина пруда 2400 м. Нормальный подпорный уровень находится на абсолютной отметке 89,5 м. Преобладающая глубина водоема 2-4 м. Полный объем водной массы 85 млн. м². По степени минерализации относится к пресным водоемам, по преобладающим ионам вода характеризуется как гидрокарбонатно-кальциево-магниево-натриевая. Общая минерализация варьирует в пределах 157-361 мг/л, общая жесткость 1,9-4,1 мг-экв./л кальция и магния. По кислотности вода почти нейтральная, чуть кислая зимой и немного щелочная летом. Окисляемость изменяется от 4,5 мг/л кислорода в конце ледостава до 19,6 мг/л кислорода в летний период (Наумов, 1978). Пруд является проточным, но водообмен его незначителен. Ледостав наступает в конце ноября, толщина льда достигает 70-80 см, вскрывается водоем в конце апреля. Кроме рек Вотки и Шаркана, пруд питают небольшие речки: Березовка, Епифановка, Абрамовка, Лозовая и др. (Перевощиков, 1992). Преобладающие грунты – ил и сильно заиленный песок. Ил с растительным детритом встречается в основном в верхъней части пруда. Песчаные грунты обычны для прибрежных участков средней и нижней части пруда. Заросли растительности сосредоточены главным образом в верховьях пруда и в Шарканском заливе. В фитопланктоне ведущее положение занимают сине-зеленые и диатомовые водоросли, в меньших количествах встречаются зеленые и эвгленовые (Варфоломеев, 1967). Водозаборные и очистные станции находятся на расстоянии 3-4,5 км выше плотины на правом берегу пруда. В пруду водится 15 видов рыб: лещ, плотва, уклея, окунь, язь, карась, линь, пескарь, щука, ерш, налим, вьюн, карп, с недавнего времени – форель и белый амур. Большую часть – 83% по численности и 53% по весу составляют в основном плотва, уклея и окунь.

В настоящее время Воткинский пруд выполняет следующие функции:

- составляет основную градостроительную  ось Воткинска, во многом определяя  направление его роста и развития;

- служит важнейшим водохозяйственным  источником, хранилищем питьевой  воды для города;

- имеет высокий рекреационный  потенциал;

- является важнейшим климатообразующим объектом городской среды, трансформируя зональные характеристики климата и формируя климатические различия на микроуровне;

- имеет рыбохозяйственное значение.

С момента создания Воткинский пруд постоянно испытывает увеличение антропогенной и техногенной нагрузок, что приводит к ухудшению качества воды. Максимальные глубины приплотинного участка, достигавшие раннее 10 метров, в настоящее время составляют 7-8 м. Наиболее существенные изменения произошли в верховьях пруда, где уровень воды понизился с 5-6 до 1-2 метров. Во время Великой Отечественной войны древесину вместо перевозки на баржах стали сплавлять по пруду молем (россыпью). При этом много ее затонуло, в результате разложения древесины происходит отравление рыбы (Перевощиков,1992).

Среди предприятий основными загрязнителями Воткинского пруда являются: ГПО  «Воткинский завод», ОАО «Воткинский  мясокомбинат», ОАО «Воткинский  винзавод». (О состоянии…, 2005).

2.3. Характеристика реки  Березовка

Река (ручей) Березовка берет начало в лесном массиве в 1 км севернее урочища «Трудовая пчела». На всем своем протяжении течет в направлении южных румбов. Длина реки 8 км, средний уклон 7,4 м/км, площадь водосбора 25, 3 кмІ. Водосбор в значительной степени залесен (около 80%). Исходя из модуля стока ее средний годовой расход  составляет 0,139 мі/с.

          Долина  реки в районе г. Воткинска  трапецеидальной формы, шириной  до 1,0 км, склоны умеренной крутизны, покрыты лесом. Пойма двухсторонняя, ассиметричная, в основном, ровная. Ширина ее в нижнем течении до 100 м.

          Река  Березовка впадает в Воткинский  пруд с левого берега в нижней  его части, расположенной на  городской территории, при этом в районе ее устья за счет выклинивания подпора пруда образован Березовский залив, разделяющий центральный микрорайон г. Воткинска и микрорайон «Березовка». В нижней части Березовского залива до 1978 года функционировал пешеходный мост, соединяющий оба берега. С 80-х годов, после разрушения моста, рядом с ним сформирована насыпная дамба, перегородившая залив и в значительной степени превратившая его в обособленный от остальной акватории Воткинского пруда водоем. В настоящее время устьевая часть реки Березовка представляет собой водоем, вытянутый с юго-запада на северо-восток на протяжении 600 м. Максимальная ширина устья – в нижней его части у дамбы (около 150 м). Средняя глубина - 1,2 м, максимальная – 1,9 м (в нижней русловой  части).