HERALD HYDROBIOLOGY

Les processus biologiques dans le liman de Koutchourgan — le refroidisseur de la Centrale thermique d’Etat.
Les recherches hydrobiologiques complexes du liman de Koutchourgan — refroidisseur de la centrale ont été effectuées durant la période de 1964—1970. On va exposer les resultats en comparant les données de l’exploration synchronique de la zone chaude du secteur inférieur (zone active) et de celle non rechauffée (zone de contrôle).

Fig.1. Schêma du liman Koutchourgan.

Le liman-refroidisseur a une forme allongée évoquant celle d’un triangle isocele. Un petit ruisseau aux eaux bien minéralisées, tarissable pendant l’été, se jette dans le sommet du secteur supérieur, tandis que son secteur inférieur est alimenté périodiquement pendant les grandes crues de Dniestr par un cours d’eau régularisé. Le secteur qui joue le rôle de refroidisseur du courant chaud engendré dans la région de la centrale est celui touchant au barrage. Il faut mentionner que le premier bloc de la centrale a commencé son fonctionnement en 1964, le septième — en 1970. La température de l’eau dans la zone active s’est élevée graduellement de 4—5° par rapport à celle de la zone de contrôle, mais sa dynamique est restée la même. Dans la zone contigué à la centrale cette différence a dépassé 6—7°, atteignant parfois en hiver une différence de 13—14°. On pourrait expliquer ce phénomène par la propagation horizontal du courant thermique dans les couches d’eau de la zone active.

Fig.2. L’influence de la Centrale thermique sur la distribution des temperatures dans le bas secteur du liman.

La transformation du liman en refroidisseur de la centrale a influence sa salinité même en dehors de la zone active. Les courbes de la salinité dans le secteur inférieur (actif) et le secteur moyen (de contrôle) sont analogues. II faut souligner leur dépendence inverse de la courbe de variation du niveau de l’eau dans le liman, fait qui s’est manifeste surtout en 1969. On pourrait done regler la salinité du liman en utilisant rationnellement ce phénomène. Le régime de l’oxygéne dans la zone active est constamment plus près de la norme que celui de la zone de contrôle. La reaction active de l’eau est faiblement alcaline. Le régime des élèments biogènes s’est conservé presque le même. La teneur en l’azote sommaire dans la zone active est inférieure à celle de la zone de contrôle, mais leurs courbes saisonnières sont analogues .

Fig.3. La dynamique saisoniere de l’azote sommaire dans l’eau du secteur moyen (1) et bas (2) du liman de Koutchourgan.

Des phénomènes similaires ont été observés dans la dynamique saisonnière de la teneur en phosphore. Le fonctionnement de la centrale n’a pas influence les processus biologiques du liman. Au commencement on pensait que le fonctionnement de la centrale stimule des macrophytes, ensuite on a etabli que la сause de leur «récolte» périodique est l’abaissement du niveau de l’eau. La diversité taxonomique du phytoplancton du liman fait 278 especés (Bacillariophyta — 82, Protococcophyceae — 77, Euglenophyta — 37, Cyanophyta — 26 etc) avec une densité durant ces dernières années de 1965 million cel/l et une biomasse de 2084 mg/m3. Nous n’avons pas remarqué quelque influence positive du fonctionnement de la centrale sur le developpement du phytoplancton, fait noté comme caractéristique pour les bassins-refroidisseurs par M. L. Pidgaiко et autres (1970). Nos resultats co?ncident avec ceux de V. G. Deviatkin (1970). On a révèl 175 espèces dans la zone active et 171 dans celle non réchauffée. Les courbes de la densité et de la biomasse du phytoplancton dans la zone active et dans celle de contrôle ne sont pas les mêmes, mais ce phénomène ne s’explique pas par la presse thermique.

Fig.4. La dynamique de la dencité et de la biomasse du phytoplancton du liman dans les secteurs. A gauche – le secteur moyen; a droite – le secteur bas.

Le  maximum de la densité du phytoplancton dans la zone active a étè enregistré en 1966 quand la température moyenne de l’eau a depassé de 0.1° celle de la zone de contrôle. Les années suivantes quand dans la zone réchauffée la température moyenne s’est élevée de 3° et même plus par rapport à celle caractéristique pour le liman dans les conditions naturelles la densité et la biomasse du phytoplancton n’ont pas changé par rapport à celles de la zone de contrôle. Le fonctionnement de la centrale n’a pas influence la dynamique saisonnière de la densité et de la biomasse du phytoplancton.
La quantité moyenne du nombre des bactéries dans les couches d’eau de la zone active et dans celle de contrôle d’après T. D. Kriventzova coincident (3.4, 3.6 millions cel/ml), mais certains groupes physiologiques ont réagi d’une manière différente au changement du régime thermique. La quantité de saprophytes et de Methanobacteria dans la zone réchauffée était visiblement inférieure à la norme, tandis que le nombre de différents groupes d’Azotobacteria la dépassait sensiblement. La flore bactérienne du sol du liman dans la zone active est beaucoup plus abondante (39.4 milliards cel/g ) que dans celle de contrôle (23.6 milliards cel/g). Beaucoup de varietés de cities libres (208 especes) ont été trouvées dans le liman en particulier Holotricha — 122 et Spirotricha — 76. La communauté taxonomique des ciliés dans la zone active et dans celle de contrôle est approximativement de 30%. La densité moyenne d’infusoires selon les données de dernières années (920 mille ind./m2) depasse celle de la zone de contrôle (862 mille ind./m2). Dans les deux secteurs le nombre des Holotricha represente plus de 70% de la quantité globale, tandis que celui de Spirotricha est relativement plus grand dans la zone de contrôle. Ce fait a influence la quantité globale de la biomasse des cilies dans la zone de contrôle. II est a noter qu’en 1969 leur biomasse atteignait 7.6 g/m2 dans la zone de controle et 0.92 g/m2 dans celle de la circulation du courant thermique; en 1970 dans cette derniere la biomasse est restée de 0.89 g/m2, tandis que dans la zone non rechauffée elle a baissé brusquement jusqu’a 0.38 g/m2. De 249 espèces du zooplancton 142 etaient representées par les hotiféres. Le fonctionnement de la centrale n’a influence sensiblement ni la répartition biotopique des représentants du zooplancton (sa composition en ensemble est pareille à celle établie par Iu. M. Marcovski en 1953) ni la quantité globale du zooplancton (nos résultats ne coéncident pas avec les données de M. L. Pidgaiko — 1970), ce qu’on voit en confrontant les courbes de la dynamique du nombre du zooplancton dans la zone active et dans celle de contrôle.

Fig. 5. La dynamique de la densité du zooplancton du liman de Koutchourgan dans les secteurs.

La dynamique saisonnière propre à la densité du zooplancton a gardé son niveau habituel avec un maximum pour la période du printemps-été.

Fig. 6. La dynamique saisoniere du zooplancton dans le liman. 1 – general; 2- Crustaces; 3 – Rotiferes.

La quantité moyenne de la biomasse du zooplancton dans la zone active est plus grande (2.1 g/m3) que dans celle de contrôle (0.3 g/m3), avec une oscillation de 0.2 gr/m3 en 1965 et 1968 et 6.6 g/m3 en 1969. On a trouvé 190 espèces dans le benthos du liman, у compris Oligochaetes — 40, Chiromonides — 39, Mollusques — 37 et crustacés relictes pontocaspiens — 25. De toute la variété du benthos du liman dans la zone active on a trouvé 157 espèces et dans celle de contrôle — 147. Le composant dominant du benthos у compris certaines formes de relictes et de réophiles se reduit à 20 especès.

Fig.7. La dynamique de la densité du benthos du bas secteur du liman d’apres les annees. 1 – la densité generale; 2 – Oligochaetes; 3 – Chironomides; 4 – Mollusques; 5 – autres.

Le nouveau régime thermique du secteur réchauffé a eu quelque influence négative sur la densité du benthos. Les indices de la biomasse du benthos ont révélé des fails analogiques. Les courbes de la biomasse (établies durant les années de recherches) pour la zone active et celle de contrôle cohencident.

Fig.8. La dynamique de la biomasse-moyenne du benthos du liman dans les secteurs. 1 – le secteur moyen; 2 – le secteur bas; en trait plein biomasse generale, en trait discontinu biomasse de mollusques.

Une certaine oscillation des indices de la biomasse du benthos dans la zone de contrôle peut être explique par le développement abondant de Dreissena. La biomasse moyenne du benthos (sans compter les Mollusques) a oscillé dans la zone active de 3.5 g en 1964 a 7.7 g/m2 en 1969, restant respectivement dans la zone de contrôle de 4.4 g et de 7.6 g/m2.

Tab.1. Accroissement du poids et de la longueur des certains cyprinides (les indices moyens de 1966-1970)

Note: Numerateur-longueur du corp, cm; denominateur-poids, g

L’Ichtyofaune du liman est representée (selon les données de I. F. Coubrac) par 40 espèces de poissons, у compris 24 cyprinides et 3 espèces de phytophagues amouriens. 40% de cette masse présentent une valeur économique. Malheureusement les réserves du poisson du liman ont appauvri sensiblement les dernières années. Ce n’est pas le fonctionnement de la centrale qui en est la cause; с’est le résultat d’une exploitation irrationnelle piscicole du liman. Les conditions écologiques du liman sont favorables pour les poissons de provenance locale; pour les phytophagues amouriens elles sont même optimales. La vitesse de la croissance des poissons de provenance locale coèncide dans le liman avec celle d’autres bassins (Tab. 1): le rythme de la croissance des amouriens devance même celui des bassins maternels (Tab.2).

Tab.2. Les indices du poides et de la longueur des poissons phytophagues du liman

Les données de nos recherches nous permettent de faire la conclusion que dans les bassins refroidisseurs des centrales du liman de Koutchourgan, situés dans les zones d’un climat tempéré, l’élèvation de la température moyenne de l’ann?e de l’eau de 4—5°, avec une déviation de 3—5° pendant l’étè et de 11—12° pendant l’hiver, ne provoque pas des perturbations importantes dans la régularité des processus biologiques et par consèquent l’exploitation technico – biologique de tels bassins est absolument rationnelle.

Bibliographie:
Deviatкin V. T. 1970. L’influence des eaux réchauffées sur le phytoplancton de la région du barrage du réservoir d’lvanjkovo (en russe). — Gidrobiologicheski Zhurnal 2, 45—51.
Pidgaiко M. L., V. G. Grin, M. F. Polivannaia. 1970. Les résultats de l’étude du régime hydrobiologique des bassins refroidisseurs du Sud de la République Socialiste Soviétique de l’Ukraine (en russe). Gidrobiologicheski Zhurnal 2, 36—45.

Биологические процессы в Кучурганском лимане — охладителе ГРЭС.
Комплексные гидробиологические исследования Кучурганского лимана-охладителя ГРЭС проводились нами в течение 1964—1970 гг. Лиман-охладитель имеет форму вытянутого, в двух местах суженного равнобедренного треугольника (рис. 1). В его вершину впадает высокоминерализованная пересыхающая речка, а в основании через зарегулированный проток его периодически питают полые днестровские воды. Роль охладителя с циркуляцией теплового потока от ГРЭС (активной зоны) играет только приплотинный участок лимана. Для выяснения поставленного вопроса мы в сравнительном аспекте приводим результаты синхронных исследований зоны циркуляции теплового потока в приплотинном участке лимана и среднем необогреваемом участке как контрольной зоны. Лиман естественно разделяется на три участка: верхний, средний и нижний. Попутно отметим, что первый блок ГРЭС вошел в строй осенью 1964 г., а осенью 1970 г. — седьмой блок. Среднегодовая температура воды в зоне активной циркуляции теплового потока постепенно повысилась на 4-5°С по сравнению с контролем, но кривая ее динамики сохранилась прежней. Ближе к берегу, где расположена ГРЭС, эта разница превысила 6-7°, а зимой достигала 13-14°. Такое положение объясняется характером горизонтального распластования теплового потока в зоне его активной циркуляции (рис.2). Зарегулирование и превращение лимана в охладитель ГРЭС сказались на его солевом режиме и за пределами зоны циркуляции теплового потока. Кривые динамики солевого режима воды в нижнем активном и среднем контрольном участках лимана сходны. При этом наблюдается обратная зависимость их от кривой колебания уровня воды в лимане. Особенно резко проявилось это в 1969г. Направленно используя такое явление, можно предотвратить преждевременное засоление лимана. Кислородный режим в зоне активной циркуляции теплового потока оказался более устойчиво близким к норме, чем в контрольной зоне. Активная реакция воды сохранилась в прежней мере слабощелочной. Режим биогенных элементов в основном сохранился прежним. Содержание суммарного азота в зоне циркуляции теплового потока, как и до работы ГРЭС, оказалось несколько ниже, чем в контрольной, и кривые их сезонной динамики сходны. Аналогичное явление наблюдается и в сезонной динамике содержания суммарного фосфора. Существенных изменений под воздействием ГРЭС не обнаружено и в биологических процессах лимана. Первое время казалось, что в действие ГРЭС стимулирует макрофиты, но действительной причиной этого было обмеление. В 1969г., когда в течение апреля—июня уровень воды в лимане держался на 1.5—2.0 м и выше прежнего, большая часть макрофитов погибла. Таксономическое разнообразие фитопланктона в лимане составило 278 форм, с преобладанием Bacillariophyta — 82, Protococcophyceae – 77, Euglenophyta — 37 и Cyanophyta — 27 форм, при среднемноголетней численности 1965 тыс. кл./л и биомассе 2084 мг/м3. Отмеченного М. Л. Пидгайко и другими (1970) в других охладителях заметного положительного влияния ГРЭС на развитие фитопланктона нами не обнаружено, что согласуется с данными В. Г. Девяткина (1970) по Конаковской ГРЭС. В зоне циркуляции теплового потока обнаружено 175 таксонов, а в необогреваемой зоне лимана — 171. Кривые среднегодовой численности и биомассы фитопланктона в зоне циркуляции теплового потока и контрольной зоне не одинаковы, но причина этого не в тепловом прессе. Максимум численности фитопланктона в зоне циркуляции теплового потока приходится на 1966 год, когда среднегодовая температура воды здесь превысила ее в контрольной зоне только на 0.1°. В последующие годы, когда в зоне циркуляции теплового потока среднегодовая температура воды поднялась на 3° и больше выше естественной, численность и биомасса фитопланктона оказались здесь близкими к их показателям в контрольной зоне. Не проявилась закономерность положительного теплового влияния ГРЭС и на сезонной динамике численности и биомассы фитопланктона. Среднемноголетняя общая численность бактериофлоры в водной толще зоны циркуляции теплового потока и контрольной зоны, по данным Т. Д. Кривенцовой, оказалась почти одинаковой (3.4—3.6 млн кл/мл), но отдельные физиологические группы их отнеслись к изменению теплового режима по-разному. Численность сапрофитов и метаноокислителей в зоне циркуляции теплового потока заметно ниже, а численность азотфиксаторов, тарификаторов, денитрификаторов и тиобактерий намного выше. Бактериофлора грунтов в зоне циркуляции теплового потока оказалась значительно большей (39.4 млрд кл/г), чем в контрольной зоне (23.6 млрд кл/г). Разнообразными (208
такс.) оказались в лимане и свободноживущие инфузории, представленные преимущественно Holotricha — 122 и Spirotricha — 76 видов. Таксономическая общность инфузорий зоны циркуляции теплового потока и контрольной зоны составила около 30%. Среднемноголетняя общая численность их в зоне циркуляции теплового потока оказалась несколько выше (920 тыс. экз./м2), чем в контрольной зоне (862 тыс. экз./м2). В обоих случаях голотрихи составляли свыше 70% общей численности, но численность спиротрих оказалась относительно большей в контрольной зоне. Последнее привело к более высоким показателям биомассы инфузорий в контрольной зоне. В 1969 г., например, в контрольной зоне биомасса их достигала 7.6 г/м2, при 0.92 г/м2 в зоне циркуляции теплового потока, однако в 1970 году биомасса их в первом случае упала до 0.38 г/м2, а во втором — до 0.89 г/м2. Из 249 видов зоопланктона 142 были представлены коловратками. Заметного влияния на биотопическое размещение зоопланктеров работа ГРЭС не оказала. Доминирующий состав их сохранился примерно тот же, что был установлен Ю. М. Марковским (1953). Не обнаружено угнетающего теплового влияния ГРЭС и на численность зоопланктона, что отмечалось М. Л. Пидгайко и др. (1970) для других водоемов-охладителей ГРЭС. Это видно из сравнения кривых среднемноголетней динамики численности его в зоне циркуляции теплового потока и контрольной зоне. Сохранилась присущая зоопланктону и сезонная динамика численности с весенне-летним пиком. Среднемноголетняя биомасса зоопланктона в зоне циркуляции теплового потока оказалась богаче (2.1 г/м3), чем в контрольной зоне (0.3 г/м3), с колебаниями от 0.2 г/м3 в 1965 и 1968 гг. до 6.6 г/м3 в 1969 г. Из донной фауны лимана обнаружено 190 таксонов, в том числе олигохет — 40, хирономид — 39, моллюсков — 37 и понтокаспийских ракообразных реликтов — 25. Из общего разнообразия донной фауны лимана в зоне циркуляции теплового потока обнаружено 157 таксонов, а в контрольном 147. Доминирующий состав донной фауны, включая некоторые реликтовые и реофильные формы, ограничен 20 таксонами. Едва заметно отрицательное влияние теплового пресса ГРЭС и на численность донной фауны. Аналогичное явление наблюдается и в количественных показателях биомассы донной фауны. Кривые динамики среднегодовой биомассы в зоне циркуляции теплового потока и контрольной зоне определяются более резким колебанием здесь «урожайности» дрейсcены. Без моллюсков среднегодовая биомасса донной фауны в зоне циркуляции теплового потока колебалась от 3.5 г в 1964 г. до 7.7 г/м2 в 1969 г., в контрольной зоне, соответственно, от 4.4 г до 7.6 г/м2. Ихтиофауна в лимане, по данным И. Ф. Кубрака и др., представлена 40 видами туводных рыб, в том числе 24 карповых и 3 видами амурских растительноядных. Из них 40% промысловоценных, 26% малоценных и 35% сорных видов. За годы работы ГРЭС видовой состав и численность рыб в лимане заметно оскудели, но причиной этого является не ГРЭС, а беззаботность в рыбохозяйственной эксплуатации лимана. Засасывает охладительная система ГРЭС преимущественно молодь сорных рыб. Экологические условия в лимане-охладителе для туводных рыб удовлетворительные, а для амурских видов хорошие. Темп роста туводных рыб в лимане такой же, как и в других смежных водоемах (табл. 1), а темп роста амурских рыб намного лучше, чем в их материнских водоемах (табл. 2). Из всего приведенного здесь вытекает, что в водоемах-охладителях ГРЭС, типа Кучурганского, расположенных в умеренно теплой зоне, превышение естественной среднегодовой температуры воды на 4—5° с отклонениями до 3—5° летом и 11—12° зимой не приводит к существенному нарушению в них закономерностей биологических процессов и что комплексное технико-биологическое использование таких водоемов вполне целесообразно.
Подписи к рисункам:
Рис. 1. Схема Кучурганского лимана.
Рис. 2. Влияние ГРЭС на распределение температур в нижнем участке лимана.
Рис. 3. Сезонная динамика суммарного азота в воде среднего (1) и нижнего (2) участков Кучурганского лимана.
Рис. 4. Динамика численности и биомассы фитопланктона лимана по месяцам и участкам.
Рис. 5. Динамика численности зоопланктона лимана по участкам.
Рис. 6. Сезонная динамика численности зоопланктона в лимане.
Рис. 7. Динамика численности донной фауны нижнего участка лимана по годам.
Рис. 8. Динамика средней биомассы донной фауны лимана по участкам. 1-средний участок, 2-нижний участок, сплошная линия – общая биомасса, штрихпунктирная линия – биомасса моллюсков.
© 1973. Авторские права на статью принадлежат М.Ф.Ярошенко, А.И.Набережному, Ф.П.Чорику, С.Е.Бызгу, Г.Г.Горбатенькому (АН Молд.ССР). Использование и копирование статьи разрешается с указанием автора и ссылкой на первоисточник HERALD HYDROBIOLOGY

No related posts.