Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . Природные условия Минусинской котловины 8
1.1. Ландшафтно-климатическая характеристика территории 8
1.2. Растительный и почвенный покров озёрных котловин 13
Глава 2. Методика полевых и лабораторных исследований 16
2.1. Методика полевых работ 16
2.2. Методика лабораторных исследований 16
Глава 3 . Состояние изученности лечебного использования озёр 19
Глава 4. Основные сведения о бальнеологических водах и лечебных грязях, нормативные критерии их оценки 23
Глава 5. Состав озёрных вод и донных отложений 31
5.1. Общая характеристика исследованных озёр 31
5.2. Химический состав озёрных вод 38
5.3. Основные физико-химические и бальнеологические свойства донных отложений озёр, их качественная оценка 53
5.4. Анализ минеральной и органической составляющих донные отложения озёр 105
Глава 6. Экологическая и ресурсная оценка исследованных озёр и перспективы их использования 146
6.1. Санитарно-микробиологическое состояние озёр 146
6.2. Эколого-геохимическая оценка воды и донных отложений озёр 159
6.3. Ресурсная оценка лечебных грязей и перспективы их использования 167
Заключение 186
Список литературы 189
- Ландшафтно-климатическая характеристика территории
- Методика полевых работ
- Общая характеристика исследованных озёр
- Анализ минеральной и органической составляющих донные отложения озёр
Введение к работе
Актуальность изучаемой проблемы продиктована стратегическим направлением в развитии курортологии, опирающемся на рациональное использование и охрану природных лечебных ресурсов. Уникальность природного комплекса Минусинской котловины в которой располагаются многочисленные озёра, подтверждается работами исследователей: М.Г. Курлова, Б.Н. Лиханова, М.Н Хаустова, В.С Кусковского, А.С.Кривошеева, А.П. Хасанова, А.А. Мистрюкова, В.И Русанова, Г.Ф. Слуцкой, В.П. Парначева, С.Л. Шварцева, Ю.Г. Копыловой, Н.А. Макаренко и других.
В последние годы в Западной и Восточной Сибири существенно возросла курортная значимость внутренних водоемов. Особую важность этот вопрос приобретает в связи с задачей развития здесь курортной отрасли и освоения местной ресурсной базы. Уже на протяжении векового периода озерная минеральная вода и лечебные грязи отдельных водоемов данного региона используются в лечебных целях (курорты "Озеро Шира", "Учум", "Тагарское»). Высокая минерализация и специфика химического состава, выраженная биологическая активность рапы и донных отложений минерализованных озёр, позволяют расширить рамки традиционного применения этих природных факторов за счет получения на их основе лечебных концентратов и композитов для использования во внекурортной практике. Кроме того, существует необходимость проведения экологического мониторинга и организации природоохранных мероприятий на действующих курортах и минеральных озерах, перспективных для рекреационной деятельности.
Лечебные грязи и минерализованные воды озёр составляют важную группу природных ресурсов и подлежат учету. Достоверной и объективной формой учета информации о различных природных ресурсах являются кадастры, позволяющие на основе анализа состояния природных объектов, дать объективную оценку, выбрать оптимальные направления и объём их использования.
Таким образом, оценка современного состояния озёр исследуемой территории, возможностей курортно-рекреационного освоения новых водных объектов, учет и определение направлений рационального использования природных лечебных ресурсов, приобретает не только теоретическое, но и важное практическое значение.
Целью работы является оценка качества гидроминеральных ресурсов озер Минусинских впадин для рационального использования в санаторно-курортных целях.
Задачи исследований:
1) - оценить качество, систематизировать и классифицировать
гидроминеральные ресурсы исследованных озёр в соответствии с современными
нормативными критериями для лечебного использования.
2) - выявить особенности лечебных грязей исследуемой территории на основе
изучения состава минеральных и органических компонентов.
- дать эколого-геохимическую оценку составу озёрных вод и донных отложений по результатам санитарно-микробиологического, микроэлементного и радионуклидного анализов озёрной воды и донных отложений.
- оценить предварительно запасы грязевых ресурсов (по категории Сг), выявить наиболее перспективные объекты для первоочередного курортологического освоения.
5) - наметить возможные направления рационального использования
природных лечебных ресурсов по результатам комплексной оценки озёрной рапы и
донных отложений.
Фактический материал. В основу работы положены результаты поисково -оценочных работ, выполненные автором, на 33 озёрах Красноярского края и Республики Хакасия за период с 1995 г. по 2002 г. Проанализированы фондовые материалы по озёрам исследуемой территории, предоставленные Минусинской ГГП, а также опубликованные литературные сведения по этому вопросу. В комплексе работ, выполненных лично автором, наряду с полевыми обследованиями озёр проведено около 3000 аналитических определений с использованием разных физико-химических методов исследования. Выполнение работы осуществлялось в рамках договора с Министерством здравоохранения России (фрагмент «Оценка современного состояния рекреационного потенциала восточных регионов России») и программы КПР РХ «Оценка бальнеологических свойств и экологического состояния гидроминеральных ресурсов Республики Хакасия».
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Систематизированы результаты исследования озёр Минусинской котловины, классифицированы лечебные грязи по содержанию сульфидов и минерализации (слабо-, средне- и сильносульфидные), установлено их соответствие современным критериям.
2. Выявлены особенности и вариации вещественного состава озёрных вод и
лечебных грязей, дана их комплексная оценка с целью расширения направлений
использования в курортной медицине.
3. Выявлен ресурсный потенциал и составлен Кадастр лечебных грязей
Республики Хакасия. Оценено эколого-геохимическое состояние гидроминеральных
ресурсов озёр Минусинской котловины, как основы для регулирования
рекреационной нагрузки
Научная новизна:
Изучен и классифицирован состав воды и донных отложений озёр, Минусинской котловины с учетом современных нормативных требований для лечебного использования. Впервые рассмотрена дифференциация органического вещества и состав основных минеральных компонентов озёр данного региона с целью комплексной оценки их эколого-геохимического состояния для рационального использования в курортной медицине. Уточнены состав и бальнеологическая ценность вод и донных отложений озёр, вовлеченных в курортную практику для их внекурортного использования. Учтены и сведены в Кадастр лечебные грязевые ресурсы территории Республики Хакасия.
Практическая значимость
На основе комплексных исследований озёр Минусинской котловины выявлены наиболее перспективные объекты для курортологического освоения, намечены направления их рационального использования.
Ревизионное обследование водоёмов данного региона, вовлеченных в курортное природопользование (озёра Учум, Шира, Татарское, Утичье-3), позволило оценить их современное состояние и качество природных лечебных факторов, возможность внекурортного использования.
Данные о составе озерных вод и вещественном составе донных отложений, отражая динамику гидрохимических процессов в водоёмах изучаемой территории, учитываются в мониторинговых исследованиях данного природного комплекса.
Апробация работы.
Результаты работы представлены: в «Реестре курортов и лечебно-оздоровительных местностей Сибири» (Томск, 2000 г.); «Кадастре месторождений лечебных грязей», (Томск, 2000 г.). Включены в «Кадастр природных лечебных ресурсов Республики Хакасия» (в печати).
Материалы диссертации доложены: на научно-практической конференции посвященной 100-летию организации курорта «Озеро Шира» (курорт «Озеро
Шира»,1997 г.); на Международной конференции «Экологические, гуманитарные и спортивные аспекты подводной деятельности» (Томск, Госуниверситет, 1999 г.); на 2-ой научно-практической конференции «Вопросы развития туризма Сибирского региона и сопредельных территорий» (Томск, 2000 г); на Международном конгрессе «Современные технологии в физиотерапии и курортологии» (Москва, 2000 г.); на 7-ом международном форуме «Новые технологии восстановительной медицины и курортологии» (Тунис, Хаммамет, 2002 г.); на V Всероссийском съезде курортологов и физиотерапевтов и Российской научной формации «Физические факторы и здоровье человека», (Москва, 2002); на Международной конференции по соленым озерам (курорт «Озеро Шира», 2002 г.); на научной конференции, посвященной 125-летию образования ТГУ и 70-летию образования ГГФ (Томск, 2003); на Юбилейной научно-практической конференции «Роль курортной науки и практики в охране здоровья населения России» (Пятигорск, 2003 г). Материалы диссертации опубликованы в трех монографиях и 24 научных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 198 страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы и 39 рисунков.
Автор благодарен научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору Валерию Петровичу Парначеву за внимание и требовательность при выполнении работы, доценту кафедры динамической геологии Н. А. Макаренко за доброжелательность и действенную помощь при полевых изысканиях. Автор признателен директору Томского НИИ курортологии и физиотерапии профессору Евгению Федоровичу Левицкому за поддержку на всех этапах выполнения работы. Особую благодарность автор выражает консультанту испытательной лаборатории Томского НИИ курортологии и физиотерапии Н. К. Джабаровой за конструктивные замечания и важные советы при выполнении работы. Автор благодарен всему коллективу испытательной лаборатории ТНИИКиФ, начальнику геологического отдела Министерства природных ресурсов по Республике Хакасия А.А. Булатову за замечания при подготовке «Кадастра природных лечебных ресурсов Республики Хакасия», сотрудникам Минусинской ГГП за помощь в выполнении полевых исследований.
Ландшафтно-климатическая характеристика территории
Географически территория Минусинской котловины относится к Алтае -Саянской горной стране, располагаясь между горными сооружениями Кузнецкого Алатау, Западного и Восточного Саяна. Уникальность природного комплекса этой территории определяется многообразием и сложностью всех его составляющих: климата, рельефа, растительности. Геологические факторы, определяя развитие рельефа, формируют микроклимат, распределение поверхностных вод, оказывают влияние на форму и площадь озёрной котловины. Климат и гидрологические условия обуславливают ресурсные и рекреационные возможности, обеспечивая водообмен, прозрачность, теплозапас, биологическую продуктивность озер.
Минусинская котловина, согласно В.Т. Зорину (1998), представляет собой систему котловин, разделённых поднятиями субширотного простирания. Максимальная его ширина достигает 400 км, протяженность в северо-западном направлении около 450 км. Я.С. Эдельштейн (1932, 1936), впервые подразделил Минусинскую котловину на обособленные впадины: Южно-Минусинскую, Сыдо-Ербинскую, Чебаково-Балахтинскую (или Северо-Минусинскую) и Назаровскую (рис. 1). Абсолютные высотные отметки впадин, согласно А.А. Мистрюкову (1991), изменяются от 350 до 500 м. Самая северная - Назаровская впадина представляет собой равнину с увалово-холмистым рельефом. Следущая к югу Чебаково -Балахтинска (Северо-Минусинская), где преобладает холмисто-куэстовый рельеф, южнее находится Сыдо-Ербинская (Средне-Минусинская) впадина, представленная грядами холмов и широкими долинами рек. Южнее простирается обширное понижение - Минусинская (Южно-Минусинская) впадина.
Образование впадин связано с герцинской эпохой тектогенеза (Лучицкий, 1960). Сложены они преимущественно континентальными отложениями девонского, каменноугольного и пермского возраста, частично перекрываются мезозойскими осадками. Общая мощность чехла достигает 5 - 8 км (Южно-Минусинская впадина). Мощная красноцветная толща сформировалась в позднедевонскую эпоху. В составе верхнедевонской красноцветной формации наиболее широко распространены терригенные отложения континентального генезиса. Это подтверждают работы А.Н.
Ю Чуракова (1932), И.В. Лучицкого (1960), В.П. Ковалева (1980) и других авторов. Согласно И.В.Лучицкому (1960) межгорные впадины являются структурами наложенного типа, появившимися благодаря опусканию по разломам отдельных участков калидонского складчатого сооружения. Они представлены слабо метаморфизированными вулканогенными, континентальными, континентально-лагунными, реже морскими отложениями девонского и каменноугольного возраста. Девонские и каменноугольные отложения слагают верхний структурный этаж Минусинских впадин. Четвертичные отложения на площади впадин развиты широко и представлены элювиально-делювиальными, аллювиальными и озерными отложениями (Геология и полезные ископаемые, 1993).
Таким образом, по мнению Н.С. Коровиной (1974) "....рельеф выступает как интегральное выражение литологии и характера залегания горных пород, тектоники и неотектоники, процессов денудации». Изучение геоморфологического строения данной территории комплексной Южно-Енисейской экспедицией, позволило Е.М. Щербаковой (1954) составить карту геоморфологических районов Минусинской котловины. Позднее, учитывая закономерное сочетание рельефа и растительности, Т.А. Вершининой (1964) в пределах Минусинской котловины было выделено пять типов рельефа: горнотаёжный, предгорно-лесостепнои, котловинно-лесостепнои, котловинно-степной и поименно-долинный. Как отмечают А.В. Куминова, Н.М. Чижикова, М.Г. Танзыбаев (1976), современный рельеф впадины определяется сочетанием холмистых равнинных пространств, куэстовых гряд и отдельных возвышенностей, сложенных интрузивными породами. Озера занимают наиболее пониженные формы рельефа - бессточные впадины, современные и древние речные долины, зоны разломов. Так на севере плоскоравнинный рельеф характерен для обширных котловин озер Шира, Беле, Иткуль, Утичье, на юге - озер Улугколь, Красное, и др.
По мнению Н.В. Савченко (1997), количественные и качественные показатели геохимических признаков озер в значительной мере отражают особенности сформировавшей их ландшафтной среды, и на этой основе озера могут быть ее индикаторами. На климат территории Минусинской котловины определяющее влияние оказывает расположение её внутри континента и окружающие горные системы Кузнецкого Алатау, Западного и Восточного Саяна. Большие температурные контрасты в сезонном и суточном ходе, жаркое лето и продолжительная малоснежная зима определяют его как резко континентальный. Работы Г.Б. Гавлиной (1954 а,б); К.Н. Никольского (1960 а,б); Н.Н. Галахова (1964); Н.М. Чижиковой (1972, 1976) и др., отмечают влияние азиатского барометрического максимума в зимнее время, а в летний период - северного сибирского максимума. Горные системы преграждают перенос воздушных масс с запада на восток. Наименьшее среднее годовое количество осадков (около 250 мм) выпадает в районах, примыкающих к восточным предгорьям Кузнецкого Алатау. На западном склоне этого хребта за счет охлаждения воздушных масс западного и юго-западного направлений выпадает до 3000 мм/год. До 80-90 % от общего количества осадков выпадает с апреля по октябрь в виде ливневых дождей, в зимние месяцы выпадает до 10 % осадков. Снег в степных районах покрывает землю не полностью, что приводит к интенсивному промерзанию грунтов и морозобойному выветриванию.
Различия климатических показателей, обусловленные вертикальной дифференциацией ландшафтов, изменяющихся от горных тундр в высокогорном поясе до сухих степей на днищах котловин, позволили Г.Б. Гавлиной (1954) выделить в пределах Минусинской котловины три климатических зоны: степей, предгорной лесостепи и подтайги и тайги.
Климат степей и лесостепей по наблюдениям Б.Н. Лиханова, М.Н. Хаустовой (1964) характерен для центральной наиболее пониженной и засушливой части Минусинской котловины. Средние температуры июля достигают 19 - 20 С, а самого холодного месяца января в центральных районах - 20, - 21, в предгорных —17 -19С. Согласно Г.Б. Гавлиной (1954), снежный покров держится 145 - 155 дней, высота его - 15 -20 см. Продолжительность безморозного периода составляет 105 -125 дней. Период с температурами около 10 в центральных степных районах, согласно Н.М.Чижиковой (1973), продолжается 121 день, в районах, расположенных ближе к предгорьям - 110 - 115 дней.
Методика полевых работ
Территориально исследованные нами озёра располагаются в границах Чебаково-Балахтинской и Южно-Минусинской впадин Минусинской котловины. В пределах Чебаково-Балахтинской впадины опробованы вода и донные отложения 18 озёр. По совокупности морфометрических признаков (размеры, объём, глубина) их можно разделить на 3 группы: к первой относятся наиболее крупные водоёмы такие как Беле (75 км2), озеро Шира (35.9 км2), Фыркал (8.7 км2), Учум (4.2 км2), ко второй -озёра площадью от 1 до 3 км (Власьево, Утичье - 3, Джирим, Туе и др.) и к третьей -площадью менее 1 км2. Из общего числа исследованных озёр Южно-Минусинской впадины наиболее крупные водоёмы -Улугколь (5.4 км2), Тагарское (3.2 км2), Чёрное (2.5 км2), Алтайские -1 и -2 (2.1 км ). Всего в пределах данной впадины исследовано 15 озёр. Обследование водоемов проводилось в период экспедиционных выездов на озера и методически опиралось на утверждённые Минздравом Российской Федерации методические указания: "Рекомендации по изучению месторождений лечебных грязей" (1975), "Критерии оценки качества лечебных грязей при их разведке, использовании и охране" (1987). Экспедиционные выезды на озера проводились, в основном, в весенне-летний периоды. Полевое обследование заключалось в отборе проб озерной воды, зондировочном бурении донных отложений инструментом ТБГ-1 и отборе проб на физико-химические, санитарно-бактериологические и другие виды анализов. Методика лабораторных исследований Пробы озерной воды отбирались с консервацией отдельных компонентов в соответствии с "Требованиями по анализу вод суши" (1976). Оценка качества озерной воды проводилась в соответствии с требованиями ГОСТ 13 273 - 88 "Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые". Санитарная оценка проб озёрной воды основывалась на результатах бактериологического и микробиологического исследования согласно ГОСТ 18963-73 "Вода питьевая. Методы санитарно-бактериологического анализа". При проведении химических анализов использовались методы: весовой, титриметрический, фотоколориметрический, потенциометрический и экстракционно-фотокалориметрический, спектральный, рентгеноструктурный. Исследование и классифицирование донных отложений озёр проводились согласно нормативных документов: методических указаний «Критерии оценки качества лечебных грязей при их разведке, использовании и охране», (1987), «Методы анализа лечебных грязей», (Бахман, 1965), методических указаний № 2000/34 «Классификация минеральных вод и лечебных грязей для целей их сертификации».
Органическая и минеральная составляющие донных отложений анализировались по Е.В. Аринушкиной (1970). Элементный анализ органических веществ, содержание антиоксидантов и биологически активных компонентов исследованы с участием автора на базе ИХН СО РАН (г. Томск). Рентгеноструктурный анализ донных отложений выполнен с участием автора на дифрактометре «Дрон -2» с медным анодом (НИИ медицинского материаловедения, г. Томск). Для определения и контроля биологически активных и токсичных микроэлементов в воде и донных отложениях озёр применялись методы нейтронно-активационного анализа (ГОСТ Р 51301 - 99), Сан ПиН 2.1.4.599 - 96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды...", (Алешина, Каплин, 1981).
Определение естественных и искусственных радионуклидов в пробах воды и донных отложениях озёр, микроэлементов проведено на базе НИИ ядерной физики (г. Томск) по методике инструментального определения естественных и искусственных гамма-излучающих радионуклидов на специализированной радиометрической установке РОУС-11-4.
Определение основных физико-химических показателей: объемный вес, предельное сопротивление сдвигу, влажность, засоренность, минерализация грязевого раствора, соотношение окисленных и восстановленных форм железа, содержание сероводорода проводилось в образцах с нарушенной структурой при естественной влажности. (Бахман, 1965). Соотношение окисной и закисной форм железа в донных отложениях определено в сернокислой вытяжке с а,а - дипиридилом (Агрохимические методы.., 1965). Содержание сероводорода и сульфида железа определялось титриметрически после окисления сероводорода титрованным раствором йода (Бахман, 1965). Содержание карбонатов определялось газоволюметрически по методу Голубева (Агрохимические методы.., 1965). Определение реакции среды (рН) производилось потенциометрическим методом. Исследование гранулометрического состава донных отложений - методом Н.А. Качинского (1958). Минеральная составляющая донных отложений определялась после разложения воздушно-сухой навески сплавлением с углекислыми солями калия и натрия (Аринушкина, 1975). Органическое вещество и качественный состав гумуса донных отложений исследовался по методике В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой (Агрохимические методы.., 1965). Санитарно-микробиологические свойства воды и грязей исследовались методом предельных разведений на элективных средах на физиологические группы микроорганизмов круговорота азота, углерода, серы, железа. Оценка санитарного состояния дана в соответствии с требованиями "Методических указаний по санитарно-микробиологическому анализу лечебных грязей", МЗ., 1989, а также методических рекомендаций № 96 - 1996 "Требования к горно-санитарной охране месторождений минеральных вод и лечебных грязей" (МЗ., 1997). Отбор и микробиологический анализ проб донных отложений озер проводился по методу Билянского. Санитарно-бактериологический контроль проводился экспресс-методом по принципу короткого пестрого ряда.
Общая характеристика исследованных озёр
Территориально исследованные нами озёра располагаются в границах Чебаково-Балахтинской и Южно-Минусинской впадин (рис. 2,3). В пределах Чебаково Балахтинской впадины опробованы вода и донные отложения 18 озёр. По совокупности морфометрических признаков (размеры, объём, глубина) их можно разделить на 3 группы: к первой относятся наиболее крупные водоёмы такие как Беле (75 км2), озеро Шира (35.9 км2), Фыркал (8.7 км2), Учум (4.2 км ), ко второй - озёра площадью от 1 до 3 км (Власьево, Утичье - 3, Джирим, Туе и др.) и к третьей - менее 1 км2. Из общего числа исследованных озёр Южно-Минусинской котловины наиболее крупные водоёмы -Улугколь (5.4 км2), Татарское (3.2 км2), Чёрное (2.5 км2), Алтайские -1 и -2 (2.1 км ). Всего в пределах данной котловины исследовано 15 озёр. Озеро Фыркал расположено в 24 км к северо-западу от курорта "Озеро Шира". В озеро впадает р. Колоджул и руч. Кызыл Чу, а вытекает р. Абдинка, впадающая в р. Белый Июс. Площадь озера 8.7 км2, абсолютная высота уреза воды 411.3 м, длина береговой линии - 17.5 км. Озеро Власьево расположено в 27 км юго-восточнее железнодорожной станции Шира. Водоём незначительно вытянут в субширотном направлении, площадь его 1.84 км2, длина береговой линии 5.6 км, абсолютная высота уреза воды - 380.7 м. Котловина озера приурочена к зоне Шунетского разлома и сложена в северной части преимущественно карбонатными толщами вейд-кеймбрийского возраста, а в южной и юго-западной - девонскими отложениями. Южный берег озера обрывистый, высотой от 7 до 10 м, западный - низинный, заболоченный; северный и восточный берега высотой от 2 до 5 м. Береговая линия ровная, поверхность воды чистая. Утичьи озёра (Утичье -1, Утичье -2, Утичье -3) расположены северо-восточнее центральной усадьбы совхоза «Борец», в 23 км от курорта «Озеро Шира» и образуют цепочку из котловин вытянутую в северо-восточном направлении. В районе расположения озёр прослеживается крупное тектоническое нарушение - Шунетский разлом. В геологическом отношении ванны озёр выработаны в вулканогенно If Рис. 3. Карта-схема объектов исследования на территории Южно-Минусинской впадины осадочных отложениях быскарской серии нижнего девона вблизи контакта последних с доломитами и доломистыми известняками таржульской свиты венда. Озеро Утичье - 3 - самое большое из группы Утичьих озер, площадью 1.41 км2, окружено невысокими горами. Абсолютная высота уреза воды 362.1 м, длина береговой линии - 5.4 км. Восточные и северо-восточные склоны озерной котловины пологие, южные, северные и западные - более крутые. Озеро бессточное; с питанием за счет грунтовых, подземных и атмосферных вод. Грязевая залежь по данным грязеразведочных работ (1955 г.) занимает центральную часть озера площадью 0.86 км2 и имеет максимальную мощностью 0.57 м. С 1921 года отмечается постоянное увеличение площади водного зеркала озера и возрастание его глубины. Озеро Утичье - 2 площадью 0.31 км , абсолютная высота уреза воды 418.3 м, длина береговой линии - 2.3 км, открыто с восточной и северо-западной сторон, береговая линия и литоральная зона покрыта водной растительностью. Озеро Утичье 1 является крайним юго-западным водоёмом в цепочке Утичьих озёр. Площадь его водной поверхности составляет 0.39 км2, длина береговой линии -2.68 км. Озеро Беле расположено в 25 км северо-восточнее райцентра Шира. Площадь водного зеркала озера Беле составляет 75 км2, длина береговой линии достигает 66.3 км, максимальная глубина - 48.2 м. Котловина озера представляет собой широкое корытообразное углубление, вытянутое в северо-восточном направлении. Скалистый выступ в средней части озерной ванны разделяет озеро на два плеса, получивших статус самостоятельных водоемов - Большое Беле и Малое Беле. Ширина перешейка, соединяющего половины озер, около 200 м. Абсолютные высотные отметки урезов: Б. Беле - 377.7 м, М. Беле - 376.9 м. Относительные превышения поверхностей водоразделов над днищами котловины - 150-220 м. На крайнем юго-западном окончании озера в него впадает р. Туим. Озеро Джирим расположено в 10 км северо-восточнее озера Беле, на восточной окраине поселка Джирим. Площадь озера -2.37 км2, длина береговой линии - 6.8 км, абсолютная высота уреза воды - 316.8 м. Берега местами обрывистые, невысокие, заболоченные на отдельных участках. Вода мутная, бутылочно-зеленого цвета. Озёра Слабительные расположены в 30 км севернее железнодорожной станции Шира, в 1 - 5 км северо-западнее озера Туе, прослеживаясь цепочкой в северном направлении. Озеро Слабительное -1 площадью менее 0.1 км2. Берега пологие, отмечено зарастание озера в литоральной зоне, южный берег - чистый. Глубина воды на период обследования - 2.1 м. Озеро Слабительное -2 Расположено в 3 км северо-восточнее с. Солёноозерное, площадью 0.18 км . Озерная котловина округлой формы, заростающая в литоральной зоне. Максимальная глубина на период обследования - 1.7 м. Озеро Слабительное -3 Расположено в 2 км северо-восточнее села Солёноозерное, округлой формы, площадью менее 0.1 км2. Максимальная глубина озёрной воды составила 1.55 м. Озеро Красненькое I Имеет округлую форму, ровную береговую линию. Восточный и южный берега заболочены. Площадь озера - 54.8 га (0.55 км ). Длина береговой линии - 3.9 км; абсолютная высота уреза воды 385.7 м. Озеро Красненькое II имеет округлую форму, ровные, пологие берега, поросшие камышом. Площадь озера составляет 0.13 км2, длина береговой линии - 1.4 км, абсолютная высота уреза воды - 385.8 м. Озеро Красненькое III располагается в понижении окружающего холмистого рельефа. Площадь его составляет 0.32 км , длина береговой линии - 3 км, абсолютная высота уреза воды 383.1м. Озеро Шунет расположено в 10 км юго-восточнее курорта "Озеро Шира", площадью 0.46 км , длина береговой линии 2.9 км, абсолютная высота уреза воды -418.3 м. Для данного водоёма характерен крайне непостоянный гидрологический режим. В юго-западную часть впадает ручей, где отмечается разрастание тростниковых зарослей. Озеро Шира расположено в 17 км к востоку от райцентра Шира и приурочено к бессточной впадине, окруженной невысокими куэстообразными уступами. Площадь озера 35.9 км , длина береговой линии 24.5 км, абсолютная высота уреза воды 353.9 м. Глубина воды 22 м. Озеро Горькое расположено в 4 км восточнее поселка Первомайское. Площадь у зеркала воды - 2.8 км , прибрежная зона слегка заболочена. С востока и юга озерная котловина окаймляется горными хребтами, с западной и северной сторон рельеф более ровный, берега пологие, ровные. Глубина воды составила 1.3 м, отмечено интенсивное зарастание акватории озера. Озеро Туе расположено в 30 км севернее райцентра Шира и в 4.5 км восточнее посёлка Соленоозерный. Площадь - 2.6 км , абсолютная высота уреза воды 386.2 м, длина береговой линии - 8.0 км,, глубина воды достигает 2.5 м. Форма озера неправильная, с востока округловыпуклая, с западной стороны в озеро вдается мыс. Котловина озера обширная, со всех сторон окружена пологими и задернованными холмами, достигающими 100-140 м, сложена верхнедевонскими песчаниками и глинистыми сланцами, береговая полоса - рыхлыми породами древнего элювия и пролювия, представленного суглинками, песками со щебенкой песчаника, сланцев и плохо окатанной галькой. Озеро Учум расположено в 38 км от районного центра г. Ужур. Территория озерной котловины располагается в северо-западной части Чебаково-Балахтинской впадины с пологоволнистым рельефом и преобладанием абсолютных высотных отметок от 420 до 490 м. В северо-западной части вплотную к озеру подступают отроги Учумской куэсты с абсолютными отметками 700 - 900 м. Площадь зеркала воды - 4.2 км2, максимаьная глубина 7.3 м. Исследованные озёра Южно-Минусинской впадины представлены на рис.3 Озеро Красное расположено к северу от д. Бондарево, площадью - 0.4 км2. Глубина воды более 5 м., окружающий рельеф слабоволнистый, берега пологие. Отмечено интенсивное зарастание литоральной зоны озера. Озеро Бейское расположено в 65 км юго-западнее г. Абакана. Площадь зеркала воды 0.3 км2. Максимальная глубина озерной воды составила 2.7 м. Озеро Черное расположено в 15 км к северо - востоку от райцентра с. Бея в широкой котловине, открытой с востока. Площадь озера - 2.5 км . Берега низкие, южный - заболочен, восточный возвышается над урезом воды на 1.5 - 2.0 м. Глубина воды составила более 6.5 м. Высокий уровень озерной воды не позволил провести обследование донных отложений в центральной части водоёма.
Анализ минеральной и органической составляющих донные отложения озёр
Геохимическое своеобразие миграции элементов степной зоны Хакасии отражается, прежде всего, в проявлении карбонатности и щёлочности продуктов разрушения пород водосбора, их замедленном переносе и влиянии на состав исследуемых озёрных вод и донных отложений. Значительную роль в этом играют поверхностные и подземные воды, формирующие сток в озеро, реакция среды, рельеф территории. По утверждению Н.М. Страхова (1993) качественные и количественные признаки осадочного материала формируются под влиянием совокупного действия климата, рельефа, состава пород водосборной территории.
С целью выяснения состава минеральных компонентов в озёрных осадках водоёмов Чебаково-Балахтинской и Южно-Минусинской впадин, выполнены определения их валового содержания табл. 18, 19, 20.
Поступление кремния в озёра осуществляется, преимущественно, терригенным сносом и определяется рельефом, литологией водосбора, интенсивностью эрозионных процессов, проточностью озера. В растворимом виде кремний переносится поверхностными и подземными водами, образует растворы ортокремниевой кислоты, а в комплексе с алюминием и железом вторичные глинистые минералы, входящие в состав донных осадков. Как отмечают А.П. Перельман, (1975), М.А. Глазовская (1965, 1987), А.А. Тарновский (1980) и другие авторы, интенсивная водная миграция кремния наблюдается в степных ландшафтах.
Накопление оксида кремния в осадках исследуемых озёр варьирует от 10 до 64 % в вертикальном профиле и по площади грязевой залежи. Содержание этого компонента связано как с тонкой, дисперстной фракцией осадков (менее 0.001 мм), так и с более грубыми минеральными взвесями. Так, результаты химического анализа донных отложений озера Шира (табл. 18) (Чебаково-Балахтинская впадина) характеризуют две точки поверхностного слоя осадка, отличающихся удалённостью от береговой линии (т.1 - в прибрежной зоне, т.2 - в 200 м от берега.). Выявленная разница концентраций по содержанию Si02 составила в 5.5 раз. Значительной концентрацией кремнезема характеризуются осадки озёр: Шунет (59.09 %), Джирим (32.77 %), Красненьких -1, -2,-3 (от 38.55 до 44.18 %), с уменьшением в озерах Утичье - 3 (22.81 %), Власьево (22.71 %). В грязевых пробах озера Учум содержание оксида кремния высокое и практически не изменяется по вертикали залежи (до глубины 1.0 м) и точкам отбора, составляя в среднем - 50.3 % (рис. 19). Таблица 18 Химический состав донных отложений исследованных озёр Чебаково-Балахтинской впадины
Донные отложения озёр Южно-Минусинской котловины обнаруживают более равномерное распределение кремния. Высокие концентрации кремния выявлены в минеральных осадках озёр Бейское (63 %), Утиное (64 %), Тертекколь. (53 %). В вертикальном разрезе (на примере озер Улугхколь и Тертекколь) отмечена слабая тенденция к снижению содержания этого компонента с глубиной до 33.86 %. Дифференциация оксида кремния наблюдается в вертикальном профиле донных отложений о. Тагарское. Резкое снижение концентрации кремния в полуметровом слое грязевой залежи (от 34.88 % до 18.86 %), возможно, обусловлено резкой сменой гидрохимического режима водоёма, сложившееся в период формирования данного осадка. Стабилизация внутренних процессов седиментации в водоёмах данной территории, отражающаяся в относительно равномерном распределении кремнезёма по озёрной котловине, иллюстрируется накоплением кремния в осадках озёр Хамысколь, Алтайское -1. Абсолютное содержание кремния в донных отложениях озёр этой котловины, согласуется с условиями рельефа водосбора и, возможно, с интенсивностью подземного питания, что подтверждается примером озёр, расположенных в условиях плоского пониженного рельефа (Аевское, Туе, Алтайское-2) в которых формируются соленасыщенные и высокоминерализованные грязи (табл. 20). Развитие специфических видов водной растительности в озерах Хамысколь, Камышевое, возможно, способствует биогенному накоплению кремния.
Аккумуляция алюминия в донных отложениях происходит за счет поступления кластического материала с водосбора, в тонкодисперсных осадках, вторичных глинистых минералах. Согласно А.И. Перельману (1975) щелочная реакция среды неблагоприятна для миграции этого элемента (при рН 4.5-8.0 растворимость глинозема минимальна). Процентное содержание оксида алюминия в исследуемых нами озёрных отложениях варьирует от 3.57 % до 16.49 %. Выветривание и активная эрозия водосборных территорий способствуют максимальной концентрации алюминия в донных отложениях прибрежной зоны (16.49 % - озеро Шира; 12.67 % -Шунет; 15.76 % - озеро Утичье -3). Достаточно высоким содержанием оксида алюминия (11.2 %) характеризуются озера Красненькие -2 и -3. В других исследованных озерах Чебаково - Балахтинской впадины содержание этого компонента находится в пределах от 6.37 % (о. Власьево) до 13.46 % (о. Учум) со слабой тенденцией к снижению концентрации с глубиной и аккумуляцией в глубина.м И0 - 0,25 Шпроцессами восстановления железа (Fe ) алюмосиликатов, приводящее к высвобождению алюминия и образованию в растворе его комплексных соединений с органическим веществом. Количество алюминия может возрастать с ростом рН и минерализации озерной воды. (Страхов, Бродская и др., 1954; Савченко, 1997).
Химические свойства магния и кальция близки, кларки их одного порядка (1.87 и 2.96 соответственно), но миграция в ландшафте протекает по-разному. Условием аккумуляции этих элементов в осадках является литология водосбора, положение в рельефе, гидрохимический режим водоёмов. Наиболее распространенными осадочными минералами являются: кальцит, арагонит и доломит. Рассматривая составляющие солевого баланса озера Шира, А.А. Малахов, В.А. Скорняков и др. (1963), учитывают поступление карбонатного материала с водами р. Сон, в виде атмосферных осадков, с грунтовым и подземным стоком. Авторы отмечают, что основная часть седиментирующихся солей относится к бикарбонатам и карбонатам кальция, а также к бикарбонатам магния. Причем, попадая в озеро, Са(НС03)2 полностью выпадает в осадок, a Mg(HC03)2 - на 1/3. По мнению А.И. Перельмана (1975), в сухом климате, кальций, поступая в озёра, участвует и в биологическом круговороте. Концентрированию магния в природных водах способствует его лучшая растворимость, а в условиях аридного климата накопление вследствие испарительной концентрации. Биологическая активность магния выражена слабее, осаждение его из раствора и образование осадка происходит только в щелочных водах, причем, большое значение имеет температурный фактор.
