Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах
Обсуждается влияние гидрофизических и биолого-химических процессов на распределение растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в различные сезоны. В зимний период гидрофизические процессы на фоне невысоких скоростей биолого-химических процессов обеспечивают однородное распределение темпер...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Морской гидрофизический журнал |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Морський гідрофізичний інститут НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56732 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах / С.И. Кондратьев // Морской гидрофизический журнал. — 2010. — № 2. — С. 63-76. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860264070850019328 |
|---|---|
| author | Кондратьев, С.И. |
| author_facet | Кондратьев, С.И. |
| citation_txt | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах / С.И. Кондратьев // Морской гидрофизический журнал. — 2010. — № 2. — С. 63-76. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Морской гидрофизический журнал |
| description | Обсуждается влияние гидрофизических и биолого-химических процессов на распределение растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в различные сезоны. В зимний период гидрофизические процессы на фоне невысоких скоростей биолого-химических процессов обеспечивают однородное распределение температуры и кислорода. Летом гидрофизические процессы остаются главенствующими, но становится заметным влияние биолого-химических процессов. В осенний период на вертикальное распределение кислорода большее влияние оказывают биолого-химические процессы.
Обговорюється вплив гідрофізичних і біолого-хімічних процесів на розподіл розчиненого кисню у водах Севастопольської бухти в різні сезони. У зимовий період гідрофізичні процеси на фоні невисоких швидкостей біолого-хімічних процесів забезпечують однорідний розподіл температури та кисню. Влітку гідрофізичні процеси продовжують переважати, але стає помітним вплив біолого-хімічних процесів. У осінній період на вертикальний розподіл кисню більший вплив роблять біолого-хімічні процеси.
Influence of hydrophysical and biological-chemical processes upon the dissolved oxygen distribution in the Sevastopol bay waters in different seasons is discussed. In winter period against a background of low rates of biological-chemical processes, hydrophysical processes provide uniform distribution of temperature and oxygen. In summer hydrophysical processes remain predominant, but influence of biological-chemical processes becomes noticeable. In autumn the oxygen vertical distribution is strongly effected by biological-chemical processes.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:58:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 63
С.И. Кондратьев, 2010
Экспериментальные и экспедиционные
исследования
УДК 551.465
С.И. Кондратьев
Особенности распределения растворенного кислорода
в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах
Обсуждается влияние гидрофизических и биолого-химических процессов на распределе-
ние растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в различные сезоны. В зимний
период гидрофизические процессы на фоне невысоких скоростей биолого-химических процес-
сов обеспечивают однородное распределение температуры и кислорода. Летом гидрофизиче-
ские процессы остаются главенствующими, но становится заметным влияние биолого-хими-
ческих процессов. В осенний период на вертикальное распределение кислорода большее влия-
ние оказывают биолого-химические процессы.
Введение. Активное использование Севастопольской бухты в различных
сферах народного хозяйства (военный и торговый порт, судоходство и рек-
реационные цели) определяет повышенный интерес к исследованию различ-
ных аспектов состояния морской среды в бухте. В частности, за последние
15 лет был выполнен ряд работ по гидробиологии, характеризующих сани-
тарно-биологическое состояние вод бухты [1 – 3].
В 1998 г. Морской гидрофизический институт и Институт биологии юж-
ных морей НАН Украины начали совместные междисциплинарные исследо-
вания экосистемы Севастопольской бухты по расширенной сетке станций
при финансовой поддержке нескольких проектов INTAS. Результаты этих ис-
следований в период 1998 – 2003 гг. представлены в работах [4 – 7].
В марте 2003 г. Севастопольским городским советом депутатов была
принята к исполнению «Комплексная программа охраны окружающей при-
родной среды, рационального использования природных ресурсов и экологи-
ческой безопасности г. Севастополя на период до 2010 г.» [8], составной ча-
стью которой является экологический мониторинг Севастопольской бухты.
Обобщенные результаты совместных междисциплинарных исследований и
экологического мониторинга Севастопольской бухты, проводившихся в рам-
ках задач этой Программы в 1998 – 2006 гг., были представлены в моногра-
фии В.А. Иванова и др. [9].
В процессе дальнейшего мониторинга Севастопольской бухты в
2006 – 2007 гг. были выполнены три экспедиции по исследованию аквато-
рии, в которых было определено содержание в водах различных гидрохими-
ческих компонентов. Наиболее важное значение среди гидрохимических ха-
рактеристик имеет содержание растворенного кислорода, которое во многом
характеризует качество морской воды как среды обитания. В данной работе
обсуждаются особенности пространственного распределения растворенного
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 64
кислорода для различных гидрологических сезонов: зимы (февраль 2007 г.),
лета (июнь 2007 г.) и осени (октябрь 2006 г.), что позволяет проследить каче-
ственные внутригодовые изменения распределения кислорода в водной тол-
ще Севастопольской бухты.
Методы исследования и материалы. Схема расположения 36 станций
на акватории Севастопольской бухты представлена на рис. 1. Забортные ра-
боты выполнялись с применением СТД-зонда ШИК-1 (шельфовый измери-
тельный комплекс), оснащенного кассетой пластмассовых батометров и дат-
чиком кислорода для измерений растворенного кислорода in situ с разреше-
нием 0,5 м по вертикали. Технические характеристики каналов температуры,
электропроводимости и растворенного кислорода описаны в работе [10]. Для
калибровки датчика кислорода на каждой станции отбирались пробы воды с
поверхностного и придонного горизонтов. Определение кислорода в пробах
методом Винклера выполняли по работе [11].
Р и с. 1. Схема расположения 36 станций на акватории Севастопольской бухты
Вертикальные профили температуры, солености и кислорода, карты их
пространственного распределения и расчеты вертикальных градиентов гид-
ролого-гидрохимических характеристик были выполнены с помощью про-
граммы «Гидролог» [12]. При построении графиков вертикального распреде-
ления указанных параметров на широтном разрезе вдоль Севастопольской
бухты были выбраны ст. №1, 2, 6, 9, 12, 15, 23, 27, 30, 35.
В работе не приводятся карты насыщения вод кислородом, поскольку
особенности пространственного распределения содержания кислорода и на-
сыщения вод кислородом качественно совпадали.
Обсуждение полученных результатов. Пространственное распределе-
ние кислорода в водной толще определяется двумя различными видами про-
цессов: гидрофизическими и биолого-химическими. Из наиболее важных гид-
рофизических процессов, оказывающих влияние на содержание и распреде-
ление химических компонентов, следует назвать: обмен на границах раздела
фаз атмосфера – поверхность моря и донные осадки – придонные воды; вет-
ровое, конвективное и адвективное перемешивание; апвеллинг. Наиболее
важными биолого-химическими процессами являются образование кислорода
33.50o 33.52o 33.54o 33.56o 33.58o
44.60o
44.62o
44.64o
1
2
3
45
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20 21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
3334
35
36
б.Мартынова
б.Александровская
б.Артиллерийская
б.Южная
б.Корабельная
м.Павловский
Килен-бухта
Неф
тян
ая г
ава
ньб.Сух
арн
аяб.Гол
лан
дияб.Кур
ина
я
б.Инж
ене
рна
я
б.Сев
ерн
ая
б.Ста
ро-С
еве
рна
я
б.Мат
юш
енк
о
б.Кон
ста
нти
нов
ска
я
м.Кос
а Сев
ерн
ая
м.Константиновский
м.Николаевский
б.Карантинная ТЭЦ
б.Инк
ерм
анс
кая
уст
ье р.Чер
ной
в.д.
с.ш.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 65
в процессе фотосинтеза и расход кислорода в процессах дыхания и минерали-
зации отмершего органического вещества. Каждый из вышеназванных про-
цессов может иметь преимущественное значение в различных условиях (гид-
рологический сезон, метеорологическая обстановка). Приступая к анализу
особенностей пространственного распределения растворенного кислорода
(как и любой другой гидрохимической характеристики), следует предвари-
тельно хотя бы кратко проанализировать особенности распределения гидро-
логических характеристик – температуры и солености.
Для полузакрытой акватории Севастопольской бухты, подверженной ан-
тропогенному воздействию, одним из наиболее важных факторов формиро-
вания экосистемы, как было показано в работе [7], является гидрометеороло-
гический режим. Он определяет интенсивность водообмена с сопредельной
акваторией Черного моря и особенности циркуляции вод внутри бухты, в ча-
стности распространение стока пресных вод р. Черной в восточной части
бухты. Паводочный характер р. Черной приводит к весьма значительным се-
зонным изменениям солености поверхностных вод бухты в пределах 11,0 –
17,9‰ [4, 5]. Но, поскольку различия в солености вод бухты (не считая рай-
она б. Инкерманской) по данным трех экспедиций 2006 – 2007 гг. не превы-
шали 0,2‰, можно полагать, что из гидрологических характеристик на осо-
бенности распределения кислорода в рассматриваемых случаях более влияли
особенности распределения температуры, а не солености.
Переходя к обсуждению натурных материалов, вначале рассмотрим со-
стояние Севастопольской бухты в зимний сезон и далее проследим за изме-
нениями, которые происходили при переходе к лету и осени.
Зимний период. В зимнее время года должно происходить интенсивное
конвективное опускание охлажденных поверхностных вод, насыщаемых ки-
слородом атмосферы, на фоне не слишком активных процессов фотосинтеза
и минерализации. При такой ситуации должно возникать однородное верти-
кальное распределение гидрологических и гидрохимических характеристик с
примерно 100%-ным насыщением вод кислородом.
В самом деле, в феврале 2007 г. наблюдалось однородное распределение
температуры (в пределах 6,8 – 7,0°С) и солености (в пределах 17,65 –
17,85‰) по всей толще вод от входа в бухту до б. Голландия (ст. № 12)
(рис. 2, а, б). Влияние поступления пресных и более теплых вод р. Черной
было заметно на значительном расстоянии от устья реки (от ст. № 1 до
ст. № 9), поверхностные воды этой части акватории заметно отличались от
остального массива более высокой температурой (выше 7,5°С, максимум
8,3°С на ст. № 1) и меньшей соленостью (минимум 17,26‰ там же).
Поступление пресных теплых вод в феврале 2007 г. наблюдалось также в
Южной бухте. Однако для этого района влияние пресноводного стока огра-
ничивалось только кутом бухты – ст. № 17, на соседней ст. № 18 значения
температуры и солености поверхностных вод были такими же, как и для ос-
тального полигона.
Гидрофизические процессы, обеспечившие однородное распределе-
ние температуры от входа в бухту до б. Голландия, также привели к одно-
родному вертикальному распределению кислорода (рис. 2, в), с концентра-
циями 7,25 – 7,45 мл/л и насыщением 93 – 98% во всей толще вод.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 66
а
б
в
Р и с. 2. Вертикальные профили для всех станций и распределение на разрезе: а – температу-
ры (°С), б – солености (‰), в – растворенного кислорода (мл/л) в феврале 2007 г. (на графиках
рис. а и б символом ◊ отмечено распределение на ст. № 1 – 7 и 17, на рис. в – на ст. № 1 – 4)
Поступление теплых пресных вод в Инкерманскую и Южную бухты в
Номер станции
126912152335 2730
6.7
8.3
17.26
17.89
33.52o 33.54o 33.56o 33.58o
7.5
6.5
в.д.
6.5 7.0 7.5 8.0 8.5
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
,м
17.5 18.0
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
6.5 7.0 7.5
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 67
феврале, приведшее к тому, что температура поверхностных вод на ст. № 1 – 4
и 17 была примерно на 1°С выше средней по полигону, повлияло также и на
распределение кислорода. Содержание кислорода в поверхностных водах на
ст. № 1 – 4 и 17 по сравнению с остальной акваторией было примерно на 0,2 –
0,3 мл/л меньше, что как раз соответствует уменьшению растворимости ки-
слорода в воде при повышении температуры на 1°С. Следовательно, распре-
деление кислорода в Севастопольской бухте в зимний период определялось
преимущественно гидрофизическими процессами.
В районе б. Инкерманской (ст. № 1 – 4) было отмечено также уменьше-
ние содержания кислорода на 0,5 мл/л по мере увеличения глубины (насыще-
ние вод кислородом в этом районе уменьшилось с 91 – 92% на поверхности
до 88 – 89% у дна). Качественно такое же вертикальное распределение ки-
слорода – однородное с насыщением 99 – 101% от входа в бухту до
б. Голландия и понижение насыщения в придонных водах в районе
б. Инкерманской до 92% – наблюдалось в феврале 1999 г. [7].
Р и с. 3. Пространственное распределение кислорода (мл/л) на горизонте 1 м (а) и придонном
горизонте (б) в феврале 2007 г.
а
44.60o
44.61o
44.62o
44.63o
6.9
7.6
с.ш.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 68
Пространственное распределение кислорода на поверхностном (1 м) и
придонном горизонтах (рис. 3, а, б) отражает однородность вертикального
распределения: в обоих случаях наблюдалось постепенное увеличение кон-
центраций от 6,8 до 7,4 мл/л и насыщения от 94 до 97 % по мере продвиже-
ния от б. Инкерманской к выходу из Севастопольской бухты.
Летний период. Постепенный прогрев водной толщи при переходе к
летнему периоду ускоряет процесс фотосинтеза и затрудняет процессы вер-
тикального обмена вследствие возникающей температурной стратификации.
Поэтому на вертикальных профилях температуры в июне ожидалось появле-
ние верхнего квазиоднородного слоя толщиной 7 – 10 м и слоя скачка темпе-
ратуры и плотности на глубине 7 – 10 м [6]. Интенсификация процессов фо-
тосинтеза при прогреве вод должна была обеспечить пересыщение верхнего
квазиоднородного слоя кислородом, тогда как в придонных водах (ниже слоя
скачка температуры) мог наблюдаться дефицит кислорода.
Однако результаты натурных наблюдений в июне показали типично лет-
ние вертикальные профили температуры. Интенсивный прогрев вод бухты
весной 2006 г. привел к тому, что слой скачка температуры отсутствовал
(рис. 4, а). Вместо этого наблюдалось быстрое уменьшение температуры с
глубиной от 24 – 25°С на поверхности до 20°С на глубине 18 – 19 м.
Градиент температуры величиной 0,2 – 0,3°С/м обеспечил практически
горизонтальное расположение изотерм на разрезе (рис. 4, а), которое не-
сколько искажалось только для мелководного района к востоку от ст. № 6
(т.е. там, где прослеживалось присутствие речного стока, см. далее), где тем-
пература поверхностных вод была на 1,5°С выше, чем в других районах.
Распределение солености по вертикали в июне отличалось от февраль-
ского не таким значительным проникновением распресненных вод вглубь
бухты (рис. 4, б). Отличие вертикальных профилей солености от общего мас-
сива наблюдалось только для ст. № 1 – 4, а не № 1 – 7, как в феврале, вслед-
ствие чего горизонтальное расположение изохалин на разрезе прослежива-
лось от устья р. Черной только до ст. № 2, а не до ст. № 9. Связано это было,
видимо, с запирающим действием северо-западного ветра, препятствовавше-
го распространению пресноводного стока, что также объясняет меньшую со-
леность поверхностных вод на ст. № 1 в июне (15,23‰) по сравнению с фев-
ралем (17,26‰), хотя в феврале сток р. Черной максимален [7]).
Иная ситуация с распространением пресных вод наблюдалась в Южной
бухте (рис. 4, б): если зимой распреснение поверхностных вод наблюдалось
только на ст. № 17, то в июне влияние пресноводного стока проявилось на
большей акватории – на ст. № 18, 19.
Вертикальные профили кислорода в июне были качественно похожи на
вертикальные профили температуры, для всех станций отмечено монотонное
уменьшение концентраций с глубиной, величина градиента составляет около
0,1 мл/(л ⋅ м) (рис. 4, в).
Влияние речного стока на распределение кислорода проявилось в появ-
лении слоя вод толщиной около 5 м с повышенным (более 6 мл/л) содержа-
нием кислорода (рис. 4, в), причем этот слой располагался не в приустьевой
области (ст. № 1 – 4), а несколько западнее – в районе ст. № 6.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 69
а
б
в
Р и с. 4. Вертикальные профили для всех станций и распределение на разрезе: а – температуры
(°С), б – солености (‰), в – растворенного кислорода (мл/л) в июне 2007 г. (на графиках рис. б
символом ◊ отмечено распределение на ст. № 1 – 4 и 17 – 19)
20 22 24 26
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
3 4 5 6 7
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
17.0 17.5 18.0
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
Номер станции
1269121523273035
25.7
19.9
17.81
15.23
33.52o 33.54o 33.56o 33.58o
2.6
6.5
в.д.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 70
Таким образом, речной сток в июне на гидрологические характеристики
повлиял непосредственно в районе поступления речных вод, а на содержание
кислорода – на некотором удалении от устья. Следовательно, для использо-
вания в процессе фотосинтеза биогенных элементов, приносимых речным
стоком, потребовалось определенное время.
Расположение изооксиген параллельно рельефу дна на разрезе вдоль бухты
искажалось в районе б. Голландия (рис. 4, в). Там же были зафиксированы ми-
нимальные значения концентраций кислорода и в поверхностных (5,6 мл/л, на-
сыщение 105%) и в придонных водах (3,0 – 3,5 мл/л, насыщение 45%)
(рис. 5, а, б). Такая же картина распределения кислорода по разрезу с искажени-
ем параллельности изооксиген в районе б. Голландия наблюдалась ранее в лет-
ний период 1999 г. [4]. Наиболее вероятной причиной этого может быть поступ-
ление сточных вод расположенного в Килен-бухте судоремонтного завода.
Р и с. 5. Пространственное распределение кислорода (мл/л) на горизонте 1 м (а) и придонном
горизонте (б) в июне 2007 г.
а
44.60o
44.61o
44.62o
44.63o
6.9
5.4
с.ш.
33.50o 33.52o 33.54o 33.56o 33.58o
б
44.60o
44.61o
44.62o
44.63o 6.4
2.7
с.ш.
в.д.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 71
Если в феврале пространственные распределения кислорода в поверх-
ностных и придонных водах бухты практически не отличались, то в июне со-
держание кислорода на поверхности было значительно (на 1 – 2,5 мл/л) вы-
ше, чем у дна (рис. 5, а, б). Поверхностные воды всей бухты были пересыще-
ны кислородом (минимальное насыщение 105%), что отмечалось ранее [4] и
является, видимо, характерной чертой вод Севастопольской бухты в летний
период. Это косвенно свидетельствует о загрязненности акватории, особенно
в Южной бухте, где зафиксировано максимальное содержание кислорода
6,6 – 6,8 мл/л (125 – 129%-ное насыщение). Для сравнения следует отметить,
что в б. Инкерманской и концентрации и насыщение вод кислородом были
ниже, чем в Южной бухте, хотя поступление биогенных элементов со стоком
р. Черной и более высокая (на 1,5°С) температура вод в б. Инкерманской
должны были обеспечить более высокую скорость процессов фотосинтеза и
соответственно более высокое содержание кислорода. Следовательно, можно
полагать, что из двух экологически особенно неблагополучных районов Се-
вастопольской бухты наибольшей антропогенной нагрузке подвергаются во-
ды Южной бухты.
Таким образом, в начале летнего периода влияние биолого-химических
процессов стало заметнее, чем зимой. В июне в устье р. Черной (на ст. № 1)
3-метровая толща вод заметно отличалась от окружающих по температуре и
солености, но не отличалась по содержанию кислорода, тогда как на ст. № 6
наблюдалась обратная картина – поверхностная линза вод 5-метровой тол-
щины не слишком отличалась от окружающих по температуре и солености,
но содержала больше кислорода.
Осенний период. Для осеннего периода характерно постепенное охлаж-
дение поверхностных вод, что приводит к возникновению конвективного пе-
ремешивания и ослаблению процессов фотосинтеза. Вследствие этого, в за-
висимости от преобладания тех или иных процессов – перемешивания вод,
фотосинтеза и минерализации, могут возникать различные варианты верти-
кального распределения.
Как показали натурные наблюдения (рис. 6, а), в октябре процесс опус-
кания охлаждающихся поверхностных вод привел к тому, что на всех стан-
циях наблюдалось практически однородное распределение температуры по
вертикали в пределах 20,4 – 21,4°С. Только на расположенной возле входа в
бухту ст. № 30 в придонном слое (где в бухту поступают воды открытого мо-
ря) отмечено понижение температуры до 19,26°С. Таким образом, в феврале
и октябре наблюдалось однородное распределение температуры по вертика-
ли, отличавшееся только величиной температуры: в феврале это было около
7°С, в октябре – около 21°С.
Так же, как в феврале и июне, осенью в устье р. Черной (ст. № 1, 2) тем-
пература поверхностных вод была несколько (на 0,4°С) выше, чем в осталь-
ных районах бухты, хотя максимальная температура при этом отмечена для
кута Южной бухты.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 72
а
б
в
Р и с. 6. Вертикальные профили для всех станций и распределение на разрезе: а – температуры
(°С), б – солености (‰), в – растворенного кислорода (мл/л) в октябре 2006 г. (на графиках
рис. б символом ◊ отмечено распределение на ст. № 1 – 4 и 17, на рис. в – на ст. № 1 – 4)
19 20 21
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
17.0 17.5
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
5.0 5.5 6.0
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м
ст.№24-36
3 4 5 6 7
15
10
5
0
Г
л
у
б
и
н
а
, м ст.№1-23
33.52o 33.54o 33.56o 33.58o
3.9
6.0
в.д.
17.26
17.77
Номер станции
1230 623 15 1927 235
19.26
21.12
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 73
Влияние пресноводного стока на соленость в октябре проявилось для
района б. Инкерманской примерно так же, как в июне: вертикальные профи-
ли с низкими значениями солености поверхностных вод (верхнего 3-метро-
вого слоя) наблюдались на нескольких станциях (№ 1 – 4) вблизи устья
(рис. 6, б). Для Южной бухты распреснение поверхностного слоя вод было
отмечено такое же, как и в феврале, только на ст. № 17.
Поступление пресных и более теплых вод р. Черной на фоне конвектив-
ного перемешивания привело к тому, что на разрезе вдоль бухты наблюда-
лись два типа расположения изохалин. В западной части бухты от входа
в бухту до ст. № 23 изохалины располагались вертикально (значения солено-
сти 17,5 – 17,7‰), в восточной части от ст. № 15 до ст. № 1 – параллельно
дну.
Вертикальные профили кислорода в октябре также можно разделить на
два вида. От входа в бухту до ст. № 23 (т. е. до створа Южной бухты) наблю-
дались практически неизменные концентрации по вертикали (градиент около
0,01 – 0,02 мл/(л ⋅ м)) (рис. 6, в). Для станций восточнее ст. № 23 в Северной
бухте и всех станций Южной бухты на вертикальных профилях отмечено
уменьшение содержания кислорода на 1,5 – 2,0 мл/л в придонной 3 – 4-метро-
вой толще вод. Особенно контрастно понижение концентраций видно в
б. Инкерманской (ст. № 2 – 4) и в кутовой части Южной бухты (ст. № 17).
Такое различие вертикальных профилей привело к тому, что на разрезе
вдоль бухты в поверхностных водах наблюдалось вертикальное расположе-
ние изооксиген, а в придонных водах к востоку от ст. № 23 изооксигены рас-
полагались параллельно дну (рис. 6, в).
Распределение кислорода в поверхностных водах в октябре по всей бухте
было весьма однородным (5,7 – 5,9 мл/л, насыщение 100 – 105%) (рис. 7, а),
за исключением б. Инкерманской, где отмечены как наименьшее содержание
(4,9 мл/л, насыщение 88% на ст. № 1), так и наибольшее (6,1 мл/л, насыщение
107% на ст. № 4). Относительно низкие концентрации (5,6 мл/л, насыщение
101%) отмечены в куте б. Артиллерийской.
В отличие от поверхностного (рис. 7, а) придонное распределение кисло-
рода (рис. 7, б) было весьма неоднородным: в западной части бухты содержа-
ние кислорода составляло 5,3 – 5,5 мл/л (96 – 98% насыщения), тогда как к
югу и востоку от ст. № 23 концентрация кислорода в придонных водах за-
метно уменьшалась при увеличении глубины места. К примеру, минималь-
ные значения концентрации 3,0 мл/л и насыщения 53% отмечены в районе
б. Инкерманской на глубине 8,5 м, тогда как на соседней станции в устье
р. Черной на глубине 3 м содержание кислорода было заметно выше –
4,8 мл/л при насыщении 85%. Аналогично на ст. № 1 в куте Южной бухты на
глубине 10,5 м содержалось 4,7 мл/л кислорода при 84% насыщения, а при
увеличении глубины до 16 м на ст. № 20 концентрация уменьшалась до
3,7 мл/л, а насыщение – до 66%. Как видно, в данном случае четкая верти-
кальная стратификация по кислороду наблюдалась в отсутствие вертикально-
го градиента температуры.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 74
Р и с. 7. Пространственное распределение кислорода (мл/л) на горизонте 1 м (а) и придонном
горизонте (б) в октябре 2006 г.
Уменьшение содержания кислорода в придонных водах в летний период
связывают с затруднением вертикального обмена при наличии ярко выражен-
ной плотностной стратификации, и в частности слоя термоклина [13]. Как вид-
но из вышеизложенного, заметное понижение концентрации кислорода в 3 – 4-
метровом слое придонных вод может возникать и при отсутствии термоклина.
Необходимыми условиями для этого понижения, на наш взгляд, являются на-
личие опустившегося в придонный слой вод отмершего органического вещест-
ва и достаточно высокая температура придонных вод (для обеспечения высо-
ких скоростей процессов окисления), а также ослабленная динамика вод.
Относительно высокое содержание взвешенного органического вещества в
придонных водах районов к югу и востоку от ст. № 23 косвенно подтверждается
присутствием значительного слоя ила в донных осадках этих районов, тогда как
западнее ст. № 23 слой ила был гораздо меньшей толщины или отсутствовал во-
обще (по данным отбора осадков на акватории Севастопольской бухты в мае и
октябре 2008 г.). Подобное распределение илов на дне Севастопольской бухты
позволяет предполагать более интенсивное вентилирование придонных вод бух-
а
44.60o
44.61o
44.62o
44.63o
4.9
6.0
с.ш.
33.50o 33.52o 33.54o 33.56o 33.58o
б
44.60o
44.61o
44.62o
44.63o
3.0
5.8
с.ш.
в.д.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 75
ты водами открытой части моря вблизи выхода из бухты, хотя прямое доказа-
тельство этого предположения требует информации о придонных течениях.
Оценить то, как влияет температура придонных вод Севастопольской бух-
ты на содержание в них кислорода в условиях осенней гомотермии, можно при
сравнении вертикального распределения кислорода в октябре 2006 г. и ноябре
1998 г. [9]. Если в октябре 2006 г. при температуре вод 20 – 21°С распределе-
ние кислорода по вертикали в южных и восточных частях бухты было неодно-
родным, то в ноябре 1998 г. однородному вертикальному распределению тем-
пературы, величина которой была около 10°С, соответствовало однородное
вертикальное распределение кислорода на всей акватории бухты. Следова-
тельно, в осенний период (при температуре воды 20 – 21°С) роль биолого-
химических процессов становится главенствующей в вертикальном распреде-
лении кислорода: при однородном распределении температуры в районах бух-
ты с ослабленной динамикой наблюдалась четкая стратификация вод по со-
держанию кислорода с дефицитом кислорода в 3 – 4-метровой толще вод у дна.
Завершая рассмотрение внутригодовых изменений в распределении кисло-
рода в Севастопольской бухте, следует заключить, что особенности вертикаль-
ного распределения кислорода качественно могут быть такими же, как и особен-
ности распределения температуры (в феврале и июне), или же значительно от
него отличаться (в октябре). В феврале и июне для температуры и кислорода на-
блюдали соответственно однородное распределение по вертикали и монотонное
уменьшение с глубиной, в октябре при однородном вертикальном распределе-
нии температуры в районах с ослабленной динамикой вод содержание кислоро-
да в придонных водах было заметно меньше, чем в поверхностных.
Мы полагаем, что сходство или отличия вертикальных профилей темпе-
ратуры и кислорода определяются прежде всего различием в температуре
воды. Если в осенне-зимний период температура воды невысока (6 – 10°С),
то при замедленных процессах фотосинтеза и минерализации вертикальное
распределение кислорода полностью определяется гидрологическими осо-
бенностями структуры вод. При более высокой температуре воды (20 – 21°С)
в летне-осенний период интенсивные процессы минерализации приводят к
тому, что в наиболее плохо вентилируемой части бухты в придонных водах
наблюдается значительное уменьшение концентраций кислорода.
Сравнение пространственного распределения кислорода в поверхност-
ных и придонных водах с полученными ранее данными подтверждает пред-
ложенное районирование Севастопольской бухты по степени загрязненности
вод [9]: наибольшее постоянно проявляющееся загрязнение вод отмечено в
Южной бухте; далее следует район возле б. Голландия; наиболее чистым яв-
ляется район от входа в бухту до м. Николаевский.
Выводы. В результате выполнения данной работы было показано, что зна-
чение гидрофизических и биолого-химических процессов для формирования
кислородного режима Севастопольской бухты по-разному проявляется в раз-
личные сезоны. В зимний период гидрофизические процессы на фоне невысоких
скоростей биолого-химических процессов обеспечивают однородное распреде-
ление температуры и кислорода. Летом гидрофизические процессы остаются
главенствующими, но становится заметным влияние биолого-химических про-
цессов. В осенний период на вертикальное распределение кислорода основное
влияние оказывают биолого-химические процессы.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2010, № 2 76
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Современное состояние биоразнообразия прибрежных вод Крыма (черноморский сектор) /
Под ред. В.Н. Еремеева. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. – 511 с.
2. Миронов О.Г., Кирюхина Л.Н., Алёмов С.В. Санитарно-биологические аспекты экологии
севастопольских бухт в ХХ веке. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. – 185 с.
3. Gordina A.D., Pavlova E.V., Ovsyany E. I. et al. Long-term changes in Sevastopol Bay (the
Black Sea) with particular reference to the ichthyoplankton and zooplankton // Estuar., Coast.
and Shelf Sci. – 2001. – 52. – Р. 1 – 13.
4. Овсяный Е.И., Кемп Р.Б., Репетин Л.Н. и др. Гидролого-гидрохимический режим Сева-
стопольской бухты в условиях антропогенного воздействия (по наблюдениям 1998 –
1999 гг.) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное ис-
пользование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2000. – С. 79 – 103.
5. Овсяный Е.И., Романов А.С., Миньковская Р.Я. и др. Основные источники загрязнения
морской среды Севастопольского региона // Там же. – Севастополь: МГИ НАН Украины,
2001. – Вып. 2. – С. 138 – 152.
6. Геворгиз Н.С., Кондратьев С.И., Ляшенко С.В. и др. Результаты мониторинга гидрохими-
ческой структуры Севастопольской бухты в теплый период года // Там же. – Севастополь:
МГИ НАН Украины, 2002. – Вып. 2 (6). – С. 139 – 156.
7. Репетин Л.Н., Гордина А.Д., Павлова Е.В. и др. Влияние океанографических факторов на
экологическое состояние Севастопольской бухты (Черное море) // Морской гидрофизиче-
ский журнал. – 2003. – № 2. – С. 66 – 80.
8. Комплексная программа охраны окружающей природной среды, рационального использо-
вания природных ресурсов и экологической безопасности г. Севастополя на период до
2010 г. – Севастополь, 2003. – 317 с.
9. Иванов В.А., Овсяный Е.И., Репетин Л.Н. и др. Гидролого-гидрохимический режим Сева-
стопольской бухты и его изменения под воздействием климатических и антропогенных
факторов. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2006. – 90 с.
10. Шельфовый измерительный комплекс ШИК-01 // Техническое описание и инструкция по
эксплуатации. – Севастополь: СКТБ МГИ НАН Украины, 1991. – 25 с.
11. Grasshoff K., Ehrhardt M., Kremling K. Methods of Seawater Analysis. – New York: Verlag
Chemie, 1983. – 419 p.
12. Belokopytov V.N. «Oceanografer» applied software for oceanographic surveys // International
Simposium on Information Technology in Oceanography / CITО-98, 12 – 16 October, 1998.
Abstracts. – India, Goa, 1998. – P. 79.
13. Tolmazin D. Changing coastal oceanography of the Black Sea. I. Northwestern shelf // Progr. in
Oceanogr. – 1985. – 15. – Р. 217 – 276.
Морской гидрофизический институт НАН Украины, Материал поступил
Севастополь в редакцию 26.11.08
E-mail:skondratt@mail.ru После доработки 25.03.09
АНОТАЦІЯ Обговорюється вплив гідрофізичних і біолого-хімічних процесів на розподіл роз-
чиненого кисню у водах Севастопольської бухти в різні сезони. У зимовий період гідрофізичні
процеси на фоні невисоких швидкостей біолого-хімічних процесів забезпечують однорідний
розподіл температури та кисню. Влітку гідрофізичні процеси продовжують переважати, але
стає помітним вплив біолого-хімічних процесів. У осінній період на вертикальний розподіл
кисню більший вплив роблять біолого-хімічні процеси.
ABSTRACT Influence of hydrophysical and biological-chemical processes upon the dissolved oxy-
gen distribution in the Sevastopol bay waters in different seasons is discussed. In winter period
against a background of low rates of biological-chemical processes, hydrophysical processes provide
uniform distribution of temperature and oxygen. In summer hydrophysical processes remain pre-
dominant, but influence of biological-chemical processes becomes noticeable. In autumn the oxygen
vertical distribution is strongly effected by biological-chemical processes.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-56732 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7584 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:58:28Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Морський гідрофізичний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кондратьев, С.И. 2014-02-22T23:30:57Z 2014-02-22T23:30:57Z 2010 Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах / С.И. Кондратьев // Морской гидрофизический журнал. — 2010. — № 2. — С. 63-76. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0233-7584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56732 551.465 Обсуждается влияние гидрофизических и биолого-химических процессов на распределение растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в различные сезоны. В зимний период гидрофизические процессы на фоне невысоких скоростей биолого-химических процессов обеспечивают однородное распределение температуры и кислорода. Летом гидрофизические процессы остаются главенствующими, но становится заметным влияние биолого-химических процессов. В осенний период на вертикальное распределение кислорода большее влияние оказывают биолого-химические процессы. Обговорюється вплив гідрофізичних і біолого-хімічних процесів на розподіл розчиненого кисню у водах Севастопольської бухти в різні сезони. У зимовий період гідрофізичні процеси на фоні невисоких швидкостей біолого-хімічних процесів забезпечують однорідний розподіл температури та кисню. Влітку гідрофізичні процеси продовжують переважати, але стає помітним вплив біолого-хімічних процесів. У осінній період на вертикальний розподіл кисню більший вплив роблять біолого-хімічні процеси. Influence of hydrophysical and biological-chemical processes upon the dissolved oxygen distribution in the Sevastopol bay waters in different seasons is discussed. In winter period against a background of low rates of biological-chemical processes, hydrophysical processes provide uniform distribution of temperature and oxygen. In summer hydrophysical processes remain predominant, but influence of biological-chemical processes becomes noticeable. In autumn the oxygen vertical distribution is strongly effected by biological-chemical processes. ru Морський гідрофізичний інститут НАН України Морской гидрофизический журнал Экспериментальные и экспедиционные исследования Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах Особливості розподілу розчиненого кисню у водах Севастопольської бухти в 2006 – 2007 роках Features of the dissoled oxygen distribution in the Sevastopol bay in 2006 – 2007 Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах Кондратьев, С.И. Экспериментальные и экспедиционные исследования |
| title | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах |
| title_alt | Особливості розподілу розчиненого кисню у водах Севастопольської бухти в 2006 – 2007 роках Features of the dissoled oxygen distribution in the Sevastopol bay in 2006 – 2007 |
| title_full | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах |
| title_fullStr | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах |
| title_full_unstemmed | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах |
| title_short | Особенности распределения растворенного кислорода в водах Севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах |
| title_sort | особенности распределения растворенного кислорода в водах севастопольской бухты в 2006 – 2007 годах |
| topic | Экспериментальные и экспедиционные исследования |
| topic_facet | Экспериментальные и экспедиционные исследования |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56732 |
| work_keys_str_mv | AT kondratʹevsi osobennostiraspredeleniârastvorennogokislorodavvodahsevastopolʹskoibuhtyv20062007godah AT kondratʹevsi osoblivostírozpodílurozčinenogokisnûuvodahsevastopolʹsʹkoíbuhtiv20062007rokah AT kondratʹevsi featuresofthedissoledoxygendistributioninthesevastopolbayin20062007 |