ИСТИНА

В результате анализа и обобщения данных наблюдений за кислородным режимом Москворецких водохранилищ за предыдущие годы выявлено, что возникновение и развитие зон аноксии водохранилищ в последние десятилетия заметно усилилось и стало типичным для периодов стратификации. Усовершенствованы алгоритмы нескольких подпрограмм расчета экологически значимых веществ, произведена калибровка коэффициентов подпрограмм «PHYTO», «ORGANIC», «OXYGEN». В алгоритме расчета концентрации растворенного кислорода учтен процесс поглощения кислорода донными отложениями, что привело к существенному улучшению качества расчета. По данным многолетних наблюдений проведена серия верификационных расчетов режима растворенного кислорода и других экологически значимых веществ в Можайском, а также Рузском, Озернинском, Истринском и Учинском водохранилищах (с калибровочными коэффициентами, полученными для Можайского). Расчеты показали высокое качество воспроизведения характеристик качества воды. В 2012 году впервые за 30 лет проведен масштабный полевой эксперимент «Балансовый год-2012» (9 съемок Можайского водохранилища, 35 объездов притоков, более 160 рейдовых станций, более 1000 определений важнейших компонентов качества воды). Данные эксперимента позволили провести подробнейшую верификацию модели ГМВ-МГУ с целью уточнения алгоритма ее экологического блока и значений скоростей экологических процессов с учетом современного состояния Можайского водохранилища. Успешно проведен специальный полевой эксперимент по наблюдению за режимом и марганца в вегетационный период и трансформацией их форм в гипоксидных и кислородных условиях, направленный на уточнение коэффициентов а алгоритмах соответствующих подпрограмм модели ГМВ-МГУ. Для проведения валидации модели ГМВ-МГУ на основе независимых современных данных в июне и августе 2013 года творческим коллективом было проведено по 2 гидролого-гидрохимические съемки всех четырех водохранилищ Москворецкой водной системы. Качество проведенных валидационных расчетов оценивалось по критериям Тейла, Неша-Сатклиффа и S/б и было определено как «удовлетворительное» и «хорошее». Экологический блок модели ГМВ МГУ адаптирован для Вазузского водохранилища. Результаты расчетов показали, что модель адекватно имитирует режим основных экологических характеристик в различных отсеках водохранилища в течение всего годового цикла. Разработаны сценарии численных экспериментов исходя из особенностей многолетней изменчивости гидрологического режима водохранилищ Москворецкой водохозяйственной системы. Сценарии делятся на 2 группы: направленные оценить влияние оставшегося запаса зимних водных масс в конце гидрологического года и режима заполнения водохранилища водами половодья на протекание химико-биологических процессов в водной экосистеме в летний период, и сценарии по оценке роли водности и температурных условий в вегетационный период на кислородный режим водоемов. Проведенными сценарными расчетами кислородного режима Москворецких водохранилищ количественно оценены максимально возможные объемы зоны гипоксии с содержанием растворенного кислорода менее 2 мг/л и зоны аноксии (где растворенный кислород отсутствует). Показано, что при незначительной сработке водохранилищ перед весенним наполнением и пропуске половодья транзитом развитие бескислородных условий в водоеме в летний период начинается позже и происходит менее интенсивно, чем при опорожненном до минимального уровня к началу весны водохранилища и накоплении весенних вод в водоеме с санитарным попуском в этот период. Сделан вывод о том, что вне зависимости от высоты половодья максимальные объемы гипоксидной зоны могут наблюдаться в случаях, когда в начале осеннего периода продолжает сохраняться антициклональный тип погоды. Проведение экспериментов также показало, что при наступлении кратковременных штормовых периодов с резкими похолоданиями в условиях жаркого лета в водохранилищах может полностью исчезнуть зона гипоксии, которая вновь появляется через 3-7 дней после установления антициклонального типа погоды. Серией сценарных расчетов исследовано влияние внешней биогенной нагрузки на водосбор. Показано, что при её увеличении в 5 раз сильно возрастает содержание растворенного кислорода в эпилимнионе в весенний период, что происходит за счет интенсификации развития диатомовых водорослей. При увеличении биогенной нагрузки увеличивается и объем гипоксидной зоны (до 20%). Специальным полевым экспериментом подробно рассмотрена внутриплесовая пространственная неоднородность содержания растворенного кислорода на нескольких участках водохранилища. Установленные закономерности полностью подтверждают гипотезу о увеличении погрешности модельного расчета в периоды активного протекания продукционных процессов вследствие усиления пространственной неоднородности. Несмотря на это использование одной вертикали для характеристики распределения растворенного кислорода признано целесообразным. В результате проекта разработана серия рекомендаций, направленная на снижение негативного влияния воздействий природного и антропогенного характера на кислородный режим и развитие зон гипоксии в москворецких водохранилищах. В качестве основной рекомендации предложено поддержание максимально высокого уровня в водохранилищах в вегетационный период, наиболее же эффективной (но при этом дорогостоящей) мерой принята экологическая реконструкция водохранилищ в полисекционные водоемы.