Выявление степени воздействия Читинской ТЭЦ-1 на оз. Кенон.

Доминированию способствует также  и наличие у них несколько  типов размножения: деление клеток, дробление колоний, способность  к спорообразованию, развитие покоящихся клеток (Вовк, Стеценко, 1985).

Синезеленые водоросли стали обязательным компонентом планктона всех водохранилищ ГЭС, а также водоемов-охладителей, и часто развиваются до степени «цветения» воды. В зависимости от морфометрических особенностей, географической зональности и степени евтрофирования интенсивность «цветения» водоемов и запасы синезеленых водорослей в них весьма разнообразны (Сиренко, 1979).

Из-за разложения массы водорослей ухудшаются физико-химические качества воды: повышается цветность мутность, усиливается неприятный запах, увеличивается  потребление кислорода, выделяется сероводород, вызывающий коррозию оборудования. «Цветение» воды ухудшает условия комплексного использования водохранилища-охладителя. Во время «цветения» угнетается и  гибнет бактериальная флора, являющаяся пищей зоопланктона, который в  свою очередь, служит пищей рыб. Развивающиеся  в огромное количестве водоросли  оказывают вредное механическое действие на жаберный аппарат молоди рыб. Массовое отмирание водорослей вызывает заморные явления в водохранилищах и уменьшает возможность их использования  в рекреационных целях (Кумарина, Браславский, 1989).

О степени «цветения» водного объекта  судят по величине биомассы его фитопланктона: слабое – при В = 0,5 - 0,9 г/м³,умеренное – при 1,0 - 9,9, интенсивное – при 10 - 99 и гиперцветение при В > 100 г/м³.

Само по себе размножение водорослей как естественный биологический  процесс, на первый взгляд, не должен настораживать. Однако, положительная функция водорослей в процессах самоочищения как  фотосинтезирующих организмов в  значительной мере зависит от их концентрации и активной жизнедеятельности. При  массовом размножении одного или  нескольких видов водорослей до степени  интенсивного «цветения» и снижении функциональной активности их клеток из фактора самоочищения они превращаются в фактор биологического загрязнения. В этом случае не только упрощается водная экосистема и снижается ее загрязнения продуктами жизнедеятельности  и распада клеток водорослей, токсичными для гидробионтов и теплокровных организмов.

При «цветении» воды синезелеными водорослями  создаются оптимальные условия  для жизнедеятельности ряда патогенных микроорганизмов, ухудшается кислородный  режим, происходит нагревание водных масс за счет поглощения коротковолновой  части видимого света, уменьшается  поверхностное натяжение, что в  свою очередь может вызвать отмирание  гидробионтов, связанных с существованием поверхностной пленки.

Таким образом, размножение водорослей и высших водных растений как первичного фотосинтезирующего звена, утилизирующего избыток питательных веществ  в виде органических компонентов  растительной массы, являются важнейшим  экологическим последствием антропогенного евтрофирования. Это типичная ответная реакция водных экосистем на обогащение биогенными и органическими веществами.

В научной литературе долгое время  обсуждались отдельные вопросы  проблемы «цветения воды» и борьбы с этим явлением, однако время и  опыт показывает, что с точки зрения законов экологии устранение процесса «цветения» при сохранении причин и  условий его порождающих, есть не всегда верным решением.

3.3 Основные изменения

Охлаждение пара в конденсаторах  агрегатов ТЭС осуществляется путем  создания мощных потоков циркуляционной воды, которая нагревается там  на 8 – 10 BС и даже более.

Сброс тепла энергетических объектов в водоемы-охладители неизбежно  повышает температуру водной массы, изменяет ледовый режим и водный баланс водоема, а это в свою очередь, влечет за собой изменение гидрометеорологических, гидробиологических и гидрохимических  условий.

Исследование теплового режима оз. Кенон проведенное сотрудниками Красноярского института проектировщиков, показал наличие теплового загрязнение со стороны Читинской ТЭЦ-1 и охлаждение со стороны закачиваемых в озеро вод р. Ингоды.

Тепловая нагрузка значительно  влияет на распределения испарения  во времени: увеличивается доля зимнего  испарения и уменьшается доля летнего. В зимний период доля испарения  воды с поверхности водоема-охладителя увеличивается за счет образования  термической майны в месте  сброса подогретой воды из конденсаторов  ТЭС. Ее размеры зависят от мощности станции, количества тепла поступающего от ТЭС и от метеорологических  условий. С открытой водной поверхности  майны испарение воды в 30 – 50 раз  больше, чем с поверхности снегового  покрова (Кумарина, Браславский, 1989).

Так, тепловая нагрузка на оз. Кенон  с повышением мощности станции, увеличилась  с 3900 до 5000 Г кал/год. В связи с  этим изменился режим водоема, увеличилась  площадь подогреваемой (термальной) зоны с 1,3 до 2 км² (Шишкин, 1993).

В водоемах-охладителях в результате поступления дополнительного количества тепла изменяется ледовый режим. Первые ледовые образования осенью появляются позже, весной водоем очищается  от льда раньше, причем обычно это происходит не за счет таяния ледяного покрова  по всей акватории, а путем увеличения размеров майны. В результате сокращается  период ледостава и увеличивается  продолжительность безледного периода (см. Кумарина, Браславский, 1989).

Средняя продолжительность ледостава  в озере за период с 1942 по 1964 год  составляет 201 день. После пуска станции  период ледостава сократился до 196 дней (см. Шишкин, 1993).

Большое воздействие оказывает  увеличение температуры воды на содержание в ней кислорода. В подогреваемых  водоемах наблюдаются процессы, и  улучшающие, и ухудшающие кислородный  режим.

К улучшающим можно отнести активизацию  циркуляции и перемешивание воды, наличие незамерзающей полыньи, поступление большого количества света и связанное с этим увеличение интенсивности фотосинтеза; к ухудшающим – увеличение концентрации и растворенного углекислоты, интенсификация распада органических соединений и усиление интенсивности обмена веществ у ряда водных организмов, сопровождающееся увеличением потребления кислорода. Конечный результат может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от мощности энергетического объекта, морфологии и трофности водоема (см. Кумарина, Браславский и др., 1989).

Повышение температуры воды водоемов-охладителей  вызывает изменение некоторых гидрохимических  условий. К числу таких условий  относятся:

• увеличение общей минерализации воды за счет увеличения испарения воды с поверхности подогреваемого водоема, что способствует усилению деятельности редуцирующих бактерий и увеличению жесткости воды;
• нарушение карбонатно-кальциевого равновесия и увеличение жесткости воды, которое представляет опасность из-за возможного загрязнения трубок конденсаторов ТЭС и АЭС;
• снижение концентрации растворенного в воде кислорода из-за повышения температуры воды.

За время использования оз. Кенон  как водоем-охладитель изменился  химический тип воды водоема из гидрокарбонатно  – натривого сменился на гидрокарбонатно–сульфатный с преобладанием кальция. В отдельны сроки формировались неустойчивые гидрокарбонатно–сульфатные микрозональности. Минерализация воды достигает до 600-700 мл/г (см. радел 1.2.).

Подогрев воды изменяет условия  существования его флоры и  фауны – увеличивается содержание биогенных элементов, что способствует повышению трофности водоема. Озеро  Кенон по трофическому статусу находится  на границе мезо- и эвтрофного типа.

Влияние повышенной температуры воды на биоту различно, а иногда и  противоречиво, так как обусловлено  значением перегрева воды по сравнению  с естественными условиями, климатической  зоны, в которой находится водоем, и «летними» значениями температуры  воды у различных видов гидробионтов. У холодолюбивых форм подогрев воды подавляется рост и интенсивность  фотосинтеза, они вытесняются из биоценозов более теплолюбивыми  формами гидробионтов (Биологический  режим …, 1977).

В жаркий период возникает избыточное количество биомассы теплолюбивых форм, в частности синезеленых водорослей, что вызывает вторичное загрязнение  водоемов-охладителей. При сильном  перегреве воды гидробиологический режим нарушается, производительность флоры и фауны резко снижается, ухудшается и процесс самоочищения водной массы водоема (Кумарина М.Н., Браславский А.П. и др., 1989).

В целом в биоте данного городского водоема произошли следующие  изменения: возросло количество сапрофитных  бактерий (при 
относительно стабильной общей численности микрофлоры); в качественном и в количественном составе водорослей увеличилось удельное 
содержание зеленых, синезеленых, а также наблюдались явления «цветения» и «гиперцветения» водоема; среди макрофитов в настоящее время занимают доминирующее положение харовые водоросли и исчезли мхи, 
рдест курчавый сменился урутью колосистой и лютиком жестколистным, 
камыш — тростником; наблюдались некоторые изменения в видовом 
составе, размерной структуре, максимальных значениях величин обилия 
зоопланктона; уменьшилось видовое разнообразие в подогреваемой зоне 
придонных животных; резко уменьшилась ихтиомасса. В подогреваемой 
зоне, занимающей небольшую часть территории водоема, наблюдались: изменения сезонной ритмики всех групп растений и животных планктона 
и бентоса; ускорение процессов деструкции органического вещества в 
воде и особенно в донных отложениях; увеличение обилия перифитона, в 
том числе появление обрастаний, представленных нитчатыми водорослями; появление ряски трехдольной и т.д. (см. гл. раздел 2.3.).

Наглядную картину повышения температуры  воды в оз. Кенон под влиянием поступления в них тепла от ТЭС дают карты изолиний.

3.4 Тепловое загрязнение оз. Кенон

С вводом в эксплуатацию ТЭЦ-1 температурный  режим озера Кенон значительно  изменился.

Исследования теплового режима озера проводились эпизодически, при этом отсутствовали детальные  плановые измерения. Впервые достаточно полные исследования гидротермического  режима в плане и по глубине  были проведены СибВНИИГом в 1992 году и дополнены впоследствии данными  КФ СибНИГМИ, полученными при изучении гидрохимического режима озера.

Наблюдения за температурным режимом  озера проводились СибВНИИГом по 50 точкам, равномерно распределенным по акватории. Измерения температуры  воды проводились в летний, зимний и переходный периоды (весенний, осенний). КФ СибНИГМИ специальных исследований температурного режима не проводил, но при отборе проб на гидрохимические  и биологические анализы фиксировалась  температура воды в месте отбора – 70 вертикалей на акватории озера.

Исследования проведенные КФ СибНИГМИ в период с 1992 – 1993 гг. показали, что  в северо-западной части озера  тепловой режим полностью определяется циркуляционным потоком ТЭЦ-1, температура  превышает естественный фон на 3 – 8 BС (рис.15, 16, 17). В юго-западной части, при наличии подкачки со стороны р. Ингоды, происходит незначительное перемешивание теплых вод циркуляционного потока и закачиваемых с более низкой температурой вид р. Ингоды. По сравнению с естественным фоном закачиваемая вода на 1 – 3 BС холоднее. Значительного перемешивания не происходит из-за того, что закачиваемые воды с более низкой температурой и большей плотностью опускаются на дно и почти не захватываются циркуляционным потоком. Таким образом, температурный режим юго-западной части озера на 0 – 3 BС превышает естественный.

Юго-восточная часть озера практически  находится в естественном тепловом режиме. Влияние на ее тепловой режим  оказывают только ветровые течения.

В северо-восточной части озера, по данным исследований КФ СибНИГМИ и  СмбВНИИГ в этой части озера как  в летний, так и в зимний периоды  наблюдается температурная аномалия. Аномалия проявляется в незначительном повышении температур придонного слоя зимой и всей водной толщи –  летом. Температурная аномалия в  этой части озера не оказывает  значительного воздействия на общий  тепловой режим озера, но является косвенным  показателем наличия источника  загрязнений.

Таким образом, исследования теплового  режима озера Кенон показали наличие  теплового загрязнения со стороны  Читинского ТЭЦ-1 и охлаждающего влияния  закачиваемых в озеро вод р. Ингоды.

По проекту Новосибирского отделения  Теплоэнергопроекта с целью снижения температуры сбрасываемой воды, предусмотрено  изменение существующей дамбы (на сбросе № 1) и удлинение сбросных водоводов (на сбросе № 2).

На сбросе № 1 охлаждение происходит за счет подмеса более холодной воды из восточной части озера, что  достигается за счет эжекции, которая  достигается специальным очертанием струенаправляющей дамбы (рис. 18.) и  эжектирующего устройства. Данная реконструкция  позволит понизить температуру воды в зоне выпуска на 2 – 3 BС.

Струенаправляющая дамба отсыпается из камня с отметкой гребня 656,3 м. Ширина гребня 6 м., заложение откосов 1 : 1,5. Общая длина струенаправляющей  дамбы 370 м.

На водосбросе № 2, данная цель достигается  смешением сбросной воды с более  холодной придонной водой озера, т.е. использование имеющей место  стратификации. С этой целью предусматривается  удлинение циркуляционных сбросных водоводов и каналов до уреза  озера, и далее они прокладываются по дну озера до глубины 5 м, где  предусмотрен рассеивающий выпуск ( Новосибирск  Теплоэлектропроект …, 1992).