Водные системы Баргузинской котловины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ БУРЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БИОЛОГИИ БАЙКАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ РАН

Б.Б. Намсараев, В.В. Хахинов, Е.Ж. Гармаев, Д.Д. Бархутова, З.Б. Намсараев, А.М. Плюснин

ВОДНЫЕ СИСТЕМЫ БАРГУЗИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ Ответственный редактор д-р. геогр. наук, проф. К.Ш. Шагжиев

Улан-Удэ Издательство Бурятского госуниверситета 2007

УДК 553.7 (571.54) ББК 26.22 (2 Р 54) В Утверждено к печати Ученым Советом научно-образовательного центра «Байкал», редакционно-издательским советом Бурятского государственного университета Рецензенты Д.М. Могнонов доктор химических наук, профессор А.Б. Иметхенов доктор географических наук, профессор Л.П. Козырева кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В

Водные системы Баргузинской котловины / Б.Б. Намсараев, В.В. Хахинов, Е.Ж. Гармаев, Д.Д. Бархутова, З.Б. Намсараев, А.М. Плюснин. – Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2007. – 154 с. ISBN 978-5-9793-0015-3 В монографии приведены известные и оригинальные данные по водным системам Баргузинской котловины. Представлены краткие сведения о природе и климате, основные гидрологические, гидрохимические, микробиологические характеристики рек, озер, минеральных источников и болот, сведения о перспективных лечебно-оздоровительных местностях. Книга адресована специалистам, занимающимся изучением природы Забайкальского региона, преподавателям и студентам вузов, а также туристам и любителям природы. Both well- and original facts on the water systems of the Barguzin depression are presented in this monograph. There known is some brief information on the nature and the climate; on the main hydrological, hydrochemical, microbiological characteristics of the rivers, lakes, mineral springs and marshes; and also on the perspective medicinal-sanitary areas. The book is issued to the specialists interested in nature studies of the Zabaikalsky region, to the University teachers and students and also to the tourists and nature-lovers.

ISBN 978-5-9793-0015-3

© Коллектив авторов, 2007

2

Издание осуществлено при финансовой поддержке программ «Фундаментальные исследования и высшее образование» (проект НОЦ-017 «Байкал») и «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект РНП.2.2.1.7334).

Введение Баргузинская котловина – одна из крупных водосборных территорий озера Байкал, относящаяся к Байкальской рифтовой зоне. Уникальная природа Баргуджин-Тукум, так ранее называли Баргузинскую котловину, давно притягивает ученых, отдыхающих, туристов и путешественников. Здесь можно найти горную тундру, тайгу, леса, степи, стремительные горные реки с живописными водопадами, горячие целебные воды термальных источников, холодные аршаны, высокогорные озера с пресной, прозрачной водой и содово-соленые озера в низине, верховые и низинные болота. Водные системы играют важную роль в круговороте энергии и вещества в экосистеме котловины. Рост и развитие растительности, функциональная активность животных и микроорганизмов, качество жизни и деятельность человека напрямую зависит от наличия и доступности воды. Водоемы Баргузинской котловины используются для снабжения населения, диких и домашних животных питьевой водой, для судоходства, могут быть использованы для малой гидроэнергетики. Значительное количество воды используется при орошении полей и пастбищ, в производстве сельскохозяйственных товаров. Реки и озера являются объектом рыболовства, водного туризма и спорта. Минеральные источники и лечебные озера используются для лечения и отдыха. Формирование химического состава вод котловины связано с геологическими и геоморфологическими структурами, гидрологическими характеристиками, деятельностью биоты водной толщи и донных отложений минеральных источников, 3

родников, рек, болот, озер и антропогенным влиянием на водоемы и прибрежные ландшафты. Сравнение данных по мониторингу экологического состояния водных систем Баргузинской котловины разных годов показывают, что большинство физико-химических показателей заметно различаются. При естественных и антропогенных влияниях, например при видоизменении русла рек, наводнениях, землетрясениях или бурении скважин, гидрологическая, гидрохимическая характеристика водных экосистем меняется. Такие изменения были зафиксированы на минеральном источнике Алла, когда при повышении уровня реки Алла были затоплены прибрежные выходы минеральных вод. Несомненно, назрела необходимость систематизации различных данных по водным системам котловины, оценке современного состояния качества природных вод с целью развития туристической и лечебно-оздоровительной деятельности, оказания содействия местным органам самоуправления и администрациям районов в рациональном использовании водных ресурсов. На сегодня нет обобщающих работ по состоянию водных систем Баргузинской котловины. Поэтому, в данной монографии была сделана попытка собрать и обсудить результаты исследований последних лет по гидрогеологии, гидрологии, геохимии и микробиологии поверхностных вод, провести сравнение и анализ с ранее полученными данными. Богатое разнообразие водных ресурсов Баргузинской котловины хорошо известно специалистам. Исследованиям водных систем Баргузинской впадины посвящены работы Михайлова, Толстихина, 1946, Пиннекер и др. 1968; Ломоносова, 1974; Обожина и др. 1984, Озера Баргузинской долины, 1986, Баргузинская котловина, 1993, Намсараева и др., 2006 и др. В подготовке книги использованы литературные источники, а также материалы собственных полевых исследований водных систем Баргузинской котловины, выполненные при поддержке грантов РФФИ 05-04-97215р_байкал_а, программы Президиума РАН “Происхождение и эволюция биосферы”, интеграционных проектов СО РАН №24 и №58. Проведение некоторых этапов 4

исследований было осуществлено при финансовой поддержке по программе Президиума РАН “Молекулярная и клеточная биология”, гранта РФФИ 07-04-00651, Фонда содействия отечественной науке, гранта Бельгийского федерального научного агентства (Federal Science Policy Office, BELSPO). В современном административном устройстве Республики Бурятия Баргузинская котловина разделена на два района: Баргузинский – с центром в поселке Баргузин и Курумканский – с центром в поселке Курумкан. Баргузинский район один из живописных уголков восточного побережья Байкала. Площадь его составляет 18553 км2 или 8.8% территории Республики Бурятия. Расстояние по автомобильной дороге от г. Улан-Удэ до п. Баргузин составляет 315 км, куда можно доехать по автомобильной дороге через паромную переправу, а также по трассе от п. Усть-Баргузин по мосту через р. Баргузин. Курумканский район также является одним из самых красивых мест Бурятии. Площадь района 12450 км2. Расстояние от п. Курумкан до г. Улан-Удэ составляет 411 км. Автодорога Улан-Удэ – Курумкан – Улюнхан (Баргузинский тракт) имеет асфальтированные и грунтовые участки. Населенные пункты расположены в основном вдоль Баргузинского и Икатского хребтов, обрамляющих долину. Конечные населенные пункты: на юге долины – это п. УстьБаргузин, расположенного на берегу озера Байкал, на севере – село Улюнхан.

5

География и природа Багузинской котловины Баргузинская котловина расположена в северо-восточной части Прибайкалья между Баргузинским, Икатским и Голондинским хребтами и относится к Байкальской рифтовой зоне (Флоренсов, 1960). Современное развитие морфоструктуры Баргузинской впадины обусловлено ее высокой сейсмичностью, поскольку главная роль в ее формировании принадлежит разломам, активизированным на современном этапе геологического развития (Ламакин, 1968). Баргузинская впадина состоит из трех разнохарактерных участков: юго-западного, среднего и северо-восточного, возникновение которых обусловлено локальными тектоническими движениями и преимущественным развитием тех или иных плейстоценовых и современных рельефообразующих процессов (Логачев, 1974; Выркин, 1988). Большую часть юго-западной части впадины занимает широкая, сильно заболоченная пойма с множеством русел, стариц и мелких озер термокарстового происхождения. Пойменная равнина сложена озерно-речными песками, суглинками, глиной, илами и торфяниками с линзами льда, изрезана небольшими старицами и занята озерками, термокарстовыми воронками, блюдцами, заболоченными низинами. Высота пойм колеблется от 0.5 до 3.0 м в меженный период. В средней, наиболее расширенной части Баргузинской впадины развиты морфологически хорошо выраженные увалы (Нижний и Верхний Куйтуны), сложенные мощной толщей горизонтально слоистых песков. Иногда вдоль Баргузина прослеживаются фрагменты береговых валов высотой до 0.5 м. Надпойменные террасы высотой до 20 м имеют ограниченное распространение (рис. 1). Абсолютная высота днища котловины колеблется от 500 до 700 м, тогда как высота окружающих горных хребтов достигает 2000-2700 м над уровнем моря. Длина Баргузинской котловины составляет свыше 6

200 км, при максимальной ширине в средней части, выше поселка Баргузин, до 35 км. Общая площадь состовляет 31000 км2.

Рис. 1. Главные морфологические элементы Баргузинской впадины (Логачев, 1974). 1 – предгорная наклонная равнина, 2 – песчаные массивы – «куйтуны», 3 – озерноаллювиальная равнина, 4 – озерно-болотные низины зон новейшего погружения,

7

5 – котловины выдувания, 6 — сбросовые уступы горных хребтов средней части, выше поселка Баргузин, до 35 км. Общая площадь составляет 31000 км2.

Об активности зон глубинных рельефообразующих бортовых разломов свидетельствует обилие термальных и минеральных источников, которые расположены, в основном, вдоль разломов северо-западного подножия Икатского хребта и параллельно направлению подножия и вдоль Баргузинского бортового разлома (Ломоносов, 1974). Ландшафт террасового комплекса северо-восточной части Баргузинской котловины приобретает лугово-степной, местами – лугово-кустарниковый облик с березовым редколесьем. Почвы в основном аллювиально-луговые остепняющиеся или аллювиально-остепненные, дерновые и светло-каштановые (Замана, 1988). Предгорные шлейфы и конуса выноса образуют сплошное полого-наклонное возвышение и тянутся в северо-западном направлении. Они расчленены руслами постоянных и временных водотоков и имеют максимальную ширину до 7 км. У самых подножий Баргузинского хребта наклон их доходит до 20°, а превышение над поймой р. Баргузина – 300 м. С удалением от подножий поверхность возвышения выравнивается, наклон убывает, и эрозионный врез уменьшается. В этой же последовательности сухие сосновые боры на дерновых почвах сменяются, местами, горной щебнистой степью. Со стороны Икатского хребта наклонное подгорное возвышение имеет слабую крутизну (до 5-6°), а превышение над поймой достигает 50-70 м. В ландшафтном комплексе преобладают остепняющиеся луга и степи, а местами распаханные участки. Среди почв доминируют аллювиальные остепненные и горные дерновые. Баргузинская долина – одна из самых примечательных мест Республики Бурятия с разнообразной и резкого контраста природной среды (Баргузинская котловина, 1993). Здесь обширные степные просторы сменяются лугами и болотами огромной поймы реки Баргузин, которая дальше переходит в хвойные леса Баргузинского хребта; далее лесистые склоны хребта сменяются гольцовой зоной, увенчанной остроконечными и пирамидальными вершинами. В пойменных участках и на 8

террасах р. Баргузин и ее притоков характерно мозаичное чередование луговых степей, лесостепей и заболоченных пространств. Лесная растительность преобладает в предгорных участках и на склонах рек (до 1100-1300 м высоты). Баргузинская долина простирается между Икатским и Баргузинским хребтами с северо-востока на юго-запад и является одной из наиболее крупных межгорных котловин северо-востока Бурятии. Долина лежит в горно-таежной зоне, а ее средняя часть представляет собой остров степных и лесостепных ландшафтов, расположенных в замкнутой межгорной котловине среди горнотаежных пространств (Вампилова, 1979). Ландшафтный комплекс пойм включает кустарниковые разнотравные луга и низинные болота с осоками, гипновыми мхами, камышово-тростниковыми зарослями и болотным разнотравьем. Небольшие площади заняты березоволиственничными лесами. Почвы болотные и аллювиальнолуговые торфянистои перегнойно-глеевые, местами остепняющиеся, карбонатные, солончаковатые. Ландшафт надпойменных террас лугово-степной, местами – луговокустарниковый с березовым редколесьем. Почвы в основном аллювиально-луговые остепняющиеся или аллювиальные остепненные, дерновые и светло-каштановые. Предгорные шлейфы и конусы выноса, образующие подгорную наклонную равнину, сливаясь, протягиваются вдоль всего северо-западного борта впадины. В ландшафтном комплексе преобладают остепняющиеся луга и степи, в значительной степени распаханные. Среди почв доминируют аллювиальные остепненные и горные дерновые. Аллювиально-пролювиальная равнина находится в южной части впадины между левобережной поймой реки Баргузин и полосой предгорий. Наибольшая ширина ее 6-7 км. На слабоволнистой сухой поверхности равнины выделяются заболоченные низины, являющиеся поймами притоков р. Баргузин или замкнутыми понижениями. Растительность равнины довольно разнообразна – здесь чередуются степные, лугово-степные, болотные и лесные группировки, 9

развивающиеся главным образом на аллювиалъно-луговых глеевых и болотных торфянисто- и перегнойно-глеевых почвах. Террасоувалы образуют субгоризонталъную равнину, причлененную полосой к Икатскому хребту и его Аргадинскому отрогу или занимающую обособленное положение в рельефе южной половины впадины. Общая протяженность террасоувалов около 120 км, ширина достигает 20 км, а превышение над поймами Баргузина, Аргады и Гарги – 25-280 м. Севернее реки Гарга они тянутся непрерывной полосой и практически повсеместно покрыты сосновым бором, южнее образуют три степных урочища, носящих местное название "куйтуны". Почвы бора и урочищ соответственно дерновые маломощные песчаные (боровые пески) и каштановые. Поверхность террасоувалов, несмотря на наличие местных водоразделов, в общем, постепенно повышается к Икатскому хребту и имеет пологоволнистый, грядово-ложбинный рельеф с древними эоловыми формами в виде гряд, замкнутых котловин, ложбин и ниш выдувания. Баргузинский хребет протягивается вдоль северо-восточного берега озера Байкал. Высокий и труднодоступный хребет, увенчанный скалистыми пиками гольцов, поднимается до 3000 м. Баргузинский хребет представляет собой высокогорную резко расчлененную область без четко выраженного водораздельного гребня с несколькими ступенями. Первая (низкогорная) ступень расположена в высотном поясе в пределах 600-1000 м. Рельеф ее мягкий, сглаженный, слаборасчлененный. Склоны преимущественно пологие, средней крутизны (до 15°), верхние части крутизной до 30° покрыты травянистой растительностью, кое-где крупноглыбовыми россыпями. Вторая (среднегорная) ступень выделяется в интервале высот от 1000 до 1600-1800 м. Это преимущественно гольцовая область с массивными прямыми и выпуклыми склонами большой и средней крутизны с отдельными останцами и отвесными скалами. Склоны покрыты сплошным плащом крупноглыбовых коллювиальных образований и изрезаны эрозионными ложбинами, водораздельные гребни узкие. Часто на приводораздельных склонах северной и северо-восточной экспозиции, а также в 10

нивальных нишах, эрозионных ложбинах в течение всего лета можно встретить небольшие пятна снежников. Реки и временные водотоки в пределах среднегорья имеют V-образные долины. Третья, самая верхняя ступень хребта представлена высокогорным экзарационным рельефом: карами, карлингами, пилообразными гребнями и трогами. Большие абсолютные высоты благоприятствовали сохранению этих древних форм. Северная оконечность Баргузинской впадины упирается в крутой уступ среднегорной ступени Джирга-Баргузинского междуречья. Параллельно средневысотным Улюнскому и Сахулинскому отрогам вглубь Баргузинского хребта вдаются заливообразные впадины, приуроченные к раздвигам между фрагментами зоны Баргузинского бортового разлома. Зона максимальных глубин кристаллического ложа впадины смещена к северо-западу, поэтому река Баргузин прижимается к подножию Баргузинского хребта, дренируя наиболее пониженную часть практически на всем своем протяжении. Согласно геофизическим данным, структура днища впадины осложнена депрессиями и выступами блоков фундамента, что служит причиной образования обособленных участков озерноболотной низины в полосе максимального снижения поверхности. В направлении с северо-востока на юго-запад, в пределах котловины выделяются пять таких впадин: Улюнханская, Усть-Гаргинская, Хонхинская, Хилганинская и Сувинская. Икатский хребет представляет собой крупную орографическую единицу общей протяженностью свыше 350 км. Он состоит из двух разобщенных частей: юго-западной и северовосточной. Икатский хребет окаймляет Баргузинскую долину с востока. Гребни его представляют собой широкие, плоские водораздельные пространства с пологими сглаженными вершинами. Характеристика рельефа в основном касается северной части хребта, которая является логическим продолжением Южно-Муйского хребта. Ширина хребта в центральной, наиболее широкой части, по линии рек Гарга – Ципикан равна 80-100 км. Максимальные высоты хребта составляют 2300-2500 м, располагаются на стыке двух хребтов – 11

Икатского и Южно-Муйского, в горном узле, где берут свое начало реки – Баргузин, Ципа, Котера. Юго-западная часть хребта имеет высоту 2000-2100 м, в то время как в привитимской части абсолютные высоты уменьшаются до 1400-1500 м. Икатский склон Баргузинской котловины значительно более пологий. Линия его подножия сложно искривлена за счет глубоких «заливов» аккумулятивных равнин, которые вдаются внутрь горного сооружения параллельно его отрогам и ориентированы на северо-восток под углом в 60о. Наиболее крупной морфоструктурой такого рода является УланБургинская впадина, она отделяет Аргадинский отрог от основного горного массива. Со стороны Икатского склона морфологически хорошо выражены конус выноса рек Уро, Читкана, Кулутая. Северная часть Икатского хребта является продолжением Южно-Муйского хребта. Характерной особенностью морфологии Икатского хребта является асимметрия склонов. Западный склон на всем протяжении относительно короткий (2030°), совпадающий со сбросовым уступом. Восточный – более пологий и протяженный (10°) – сочленяется с низкогорной пониженной зоной Ципиканской впадины. На Икатском хребте хорошо развиты эрозионные формы рельефа. Они представлены долинами рек и речек развиты на склонах до высоты 1800-2000 м, а в высокоподнятых его частях речные долины переработаны ледниками в каровые и троговые долины. На склоне хребта в интервале высот 1300-1900 м распространены узкие речные долины V-образного поперечного профиля со значительными уклонами и крутыми склонами (2030°). Для этой высокогорной зоны характерны склоны, изрезанные ложбинами камнепадов, лавинными лотками и эрозионными бороздами, которые большей частью засыпаны обвально-осыпными отложениями. Эрозионные и аккумулятивные формы рельефа, сформировавшиеся в доледниковое время, в основном разрушены. В долинах рек после отступления последнего ледника (около 11 тыс. лет) образовались пойма и низкая терраса, а также осыпные шлейфы, вытянувшиеся сплошной 12

полосой вдоль ее крутых склонов. Днище долин выстлано галечно-валунными отложениями селевых потоков и остатками размытых морен. Голондинский хребет является продолжением Икатского хребта и простирается по южной части Баргузинской котловины до озера Байкал. Наиболее высокие горы хребта расположены в северной части и достигают 1485-1925 м, в центральной части высота гор достигает 1305-1510 м. Климат Климат в Баргузинской котловине, как и во всем Забайкалье, характеризуется резкой континентальностью – холодной продолжительной зимой и коротким сравнительно теплым летом (Визенко и др., 1986). В холодный период года здесь устанавливается область высокого давления – Сибирский антициклон, который несет малооблачную погоду с небольшим количеством осадков не превышающим 240 мм. По климатическим условиям Баргузинская котловина занимает особое положение среди природных районов Северного Прибайкалья и Забайкалья. Расположенная почти в непосредственной близости к Байкалу, Баргузинская котловина отличается наиболее высокими показателями континентальности климата среди других межгорных котловин Забайкалья. Резко континентальный климат Баргузинской долины связан с расположением территории на юге Восточной Сибири, удаленным от океанов и окруженных горными системами. Разнообразие горных, таежных, лесостепных, степных и водных зон формирует здесь особый климат. Продолжительность весны составляет более 40 дней, переход температур через 0 градусов приходится на середину апреля. В этот период преобладают факторы зональной циркуляции, определяющие западно-восточный перенос воздушных масс, усиливается циклоническая деятельность. Основное направление движения циклонов западное, изменения направления циклона северо-западного направления несут значительные похолодания даже в мае. Эти периоды 13

сопровождаются сильными ветрами, при этом количество осадков от годовой суммы не превышает 35 мм. Лето приходится на третью декаду мая, с этого периода западно-восточный перенос ослабевает, ветра ослабевают. Осадки обусловлены вхождением циклонов западного происхождения, доля летних осадков от годовой суммы составляет 42% на юге и 68% на территории Баргузинской впадины. Осень в долине реки Баргузин, как и всего Забайкалья, наступает быстро, а заморозки начинаются при еще высоких среднесуточных температурах воздуха. Начало осени приходится, в среднем, на начало второй декады сентября, в этот период осуществляется переход к зимним условиям, устанавливается антициклональный режим погоды. Осенние осадки составляют в среднем около 17% годовой суммы. Для исследуемой территории характерны ветры северных и северо-западных румбов. Направление преобладающих ветров определяется, главным образом, ориентировкой долины р. Баргузин. Максимум скорости ветра приходится в годовом цикле на апрель-май и в среднем за месяц достигает 2.6 м/с (Визенко и др., 1986). Средняя годовая температура воздуха, с удалением от юга на север до с. Таза, расположенного в северной части Баргузинской котловины, понижается с минус 2.8 до минус 5.3оС. Значительное летнее прогревание долины и, соответственно, зимнее охлаждение из-за поступления с горных склонов холодных масс воздуха увеличивает амплитуду температурных колебаний в течение года (табл. 1). Температура воздуха в январе составляет минус 27.8-32.3оС, в июле (самый теплый месяц) – плюс 18.2-19.2оС. Годовая амплитуда абсолютных температур воздуха достигает 90о. Максимальная температура воздуха достигает значений +38оС, минимальная – -52оС. Осадки по долине распределяются неравномерно. Наибольшее их количество (до 400-600 мм в год) выпадает на наветренных склонах Икатского хребта, наименьшее (до 300 мм в год) на восточных склонах Баргузинского хребта и в долине 14

(табл. 2). Зима суровая и малоснежная, весна поздняя. В конце апреля наступают теплые дни, в мае долина становится белой от цветущей черемухи. Лето теплое, луга в это время покрываются цветущим ковром. Во второй половине лета из-за сильных дождей наблюдаются наводнения, тогда вся нижняя часть котловины оказывается под водой. В начале осени лес и тайга окрашиваются в желтый, красный и багряный цвета. Лето и ранняя осень являются прекрасной порой для отдыха и путешествия по Баргузинской долине. Таблица 1 Средняя месячная и годовая температура воздуха, оС Месяцы Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Год

п. Баргузин -27.8 -23.6 -12.1 -0.1 7.7 15.1 18.2 15.8 8.6 -0.4 -12.9 -22.8 -2.8

п. Курумкан -30.6 -26.4 -14.0 -0.3 8.1 16.1 19.2 16.1 8.4 -1.4 -15.3 -25.6 -3.8

с. Таза -32.3 -27.3 -15.1 -1.3 7.1 15.2 18.2 15.2 7.2 -3.0 17.9 -28.5 -5.3

Таблица 2 Среднее месячное и годовое количество осадков, мм Месяцы

п. Баргузин

п. Курумкан

с. Таза

Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

8 3 3 7 12 27

5 2 2 7 11 36

4 2 2 5 12 41

15

Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Год

64 59 33 14 18 19 267

65 69 29 15 9 8 258

74 79 32 11 7 6 275

Геологическое строение Баргузинская котловина расположена в Байкальской рифтовой зоне, которая образовалась в кайнозойский период. Формирование впадины произошло в мезозойско-кайнозойском этапе складкообразования и лежит внутри поля мезозойского прогиба. Кайнозойские отложения, практически везде покрывают древнюю кору выветривания, развитую на различных породах докембрия и нижнего палеозоя. Кайнозойские образования сложены континентальными толщами неогена и разнообразными типами четвертичных отложений. Мощность осадков четвертичного возраста более 500 м представлена галечниками, песками и супесями. (Флоренсов, 1960). Верхнеплиоценовыенижнеплейстоценовые представлены песками, галечно-валунными отложениями с прослоями суглинков мощностью от 50-60 м на периферии впадины до 300-400 м в ее центральной части. Охристые отложения перекрываются мощной толщей (100-300 м) среднеплейстоценовых слоистых песков водно-ледникового и озерно-речного происхождения, слагающих «куйтуны». По периферии «куйтунов» развиты эоловые отложения. Верхнеплейстоценовые образования предгорных шлейфов и конусов выноса, представленные грубообломочным материалом с песком и суглинком, приурочены к подножию Баргузинского и Икатского хребтов; одновозрастные аллювиальные отложения (пески, супеси, галечники) слагают надпойменные террасы р. Баргузина. Голоценовый аллювий Баргузина и его притоков сложен слоисто-песчаными и песчано-галечными отложениями, 16

перекрытыми на значительной площади торфяниками мощностью до 1.5 м. (Адушинов, Замана, 1976). Для четвертичных песков характерна бедность органическими остатками. К неогену относятся толщи алевролитов, глин, песков, супесей, песчаников, гравелитов, рыхлых конгломератов и конглобрекчий, мощностью более 1000 м. Неогеновые отложения лежат непосредственно на кристаллическом фундаменте. В разрезе неогена Баргузинской впадины отсутствуют вулканогенные породы при наличии диатомитов. На северо-западной стороне котловина опускается по мощному разлому – ответвлению Главного Байкальского сброса. Юго-восточная сторона котловины образована прогибом земной коры, который разорван второстепенными сбросами (Ламакин, 1968). Особенность впадины является то, что горные хребты, оконтуривающие с запада и северо-запада более высокие и крутосклонные, чем расположенные на противоположной стороне, характерны резкие переходы склонов в днища впадин. Необходимо отметить, что подобная асимметричность характерна главным образом для крупных впадин Байкальского типа. Смещения исходной поверхности от вершин поднятий к днищам впадин осуществляется ступенчато по нескольким сбросам и с участием пластических дислокаций фундамента. На южных и юго-восточных бортах впадины преобладают пологие изгибы кристаллического ложа. Амплитуды сбросов здесь не превышают первых сотен метров, и эти разломы мало осложняют общую картину плавного изменения мощности отложений. Территория впадины закрыта кайнозойскими отложениями. Внутреннее поле Баргузинский котловины представлено аккумулятивными поверхностями различных гипсо-метрических уровней. Основными геоморфологическими элементами являются пойма и надпойменные террасы, предгорные шлейфы и конусы выноса, аллювиально-пролювиальная равнина и террасоувалы. Пойма образует обширную озерно-аллювиальную равнину центрального поля впадины и фрагментарно прослеживается по долинам притоков р. Баргузин. Пойменная равнина изрезана многочисленными старицами, сетью рукавов и 17

проток, занята множеством различных по происхождению озер, термокарстовыми воронками, блюдцами, заболоченными низинами (Пиннекер и др., 1968). Гидрогеологические условия Гидрогеологические условия Баргузинской котловины во многом определяются широким распространением на этой территории многолетнемерзлых пород. Во впадине выделяется три типа площадей: без многолетнемерзлых пород, с близповерхностным и глубоким их залеганием. Многолетнемерзлые породы практически отсутствуют вдоль северо-западного борта и в южном замыкании впадины. Ширина полосы талых пород на предгорном шлейфе со стороны Баргузинского хребта достигает 5-7 км, а на аллювиальнопролювиальной равнине 8-10 км. Эта таликовая зона сформирована в результате отепляющего воздействия инфильтрующихся поверхностных вод и интенсивным подземным стоком, что благоприятствовало образованию мощной зоны аэрации. Площади с близповерхностным залеганием много-летнемерзлых пород приурочены к поймам, низким надпойменным террасам и в основном занимают центральное поле впадины. В распространении мерзлых пород наблюдается отчетливо выраженная зональность по простиранию впадины в связи с субмеридиональной ориентировкой, которая выражается в расширении площади и увеличении мощности мерзлой толщи в направлении к северовосточному замыканию впадины. Минимальные глубины залегания подошвы мерзлой толщи находятся в интервале 6-7 м. На участках наибольшего промерзания мощность мерзлой толщи достигает 300 м и больше. Сложная геокриологическая обстановка во впадине обуславливает существование подземных вод, находящихся в различных взаимоотношениях с многолетнемерзлыми породами (Замана, 1988). Водоносный комплекс верхнечетвертичных и современных, озерных и озерно-болотных отложений выделяется в долине р. Баргузин и ее левобережных притоков. 18

Водовмещающие породы представлены валунниками, галечниками, песками различной зернистости, супесями, суглинками, илами и торфами. Аллювий притоков реки Баргузин состоит преимущественно из грубообломочных отложений. При выходе во впадину начинают преобладать валунно-галечные образования с песчаным заполнителем, по мере приближения к р. Баргузин крупность обломков уменьшается, отложения становятся существенно песчаными. В долине р. Баргузин выше устья р. Гарга доминируют аллювиальные фации грубокластических пород, в среднем и южном пойменных расширениях ведущее место занимают озерные и озерноболотные мелкообломочные и органогенные осадки. Мощность отложений меняется от нескольких метров у бортов впадины до 130-150 м в зонах новейших тектонических опусканий, тяготеющих к осевой линии впадины. Мощность водоносного комплекса определяется не только мощностью отложений, но и мощностью криолитозоны. Многолетнемерзлые породы в долинах притоков р. Баргузин имеют преимущественно ограниченное распространение и существенного влияния на гидрогеологические условия не оказывают. В долине р. Баргузин современные и верхнечетвертичные отложения на значительной площади проморожены. При полном промерзании, что часто наблюдается к северу от устья р. Аргада, водоносный комплекс представлен только маломощным надмерзлотным горизонтом сезонно-талого слоя (Замана, 1988). Надмерзлотный горизонт сезонно-талого слоя функционирует в теплое время года, максимальная его мощность не превышает 0.6-0.8 м. водоносность надмерзлотного горизонта невысокая, дебит колодцев не превышает 0.4 л/с. Надмерзлотные талики имеют спорадическое распространение, мощность таликов не превышает 22 м. По всему интервалу залегания многолетнемерзлых пород установлены межмерзлотные талики. Мощность их варьирует от 2 до 15 м. Подмерзлотные воды этого водоносного комплекса вскрывались на глубинах от 7 до 46 м. Пъезометрическая поверхность подмерзлотных вод на поймах 19

варьирует около уровня земли, на надпойменных террасах ее положение определяется высотой террас. Неконтактирующие с криолитозоной подземные воды комплекса распространены в южном замыкании впадины, а также в долинах рек Инна и Гарга. Это преимущественно безнапорные грунтовые воды, залегающие на глубине от 5 до 15 м на террасах и от 0 до 2 м на поймах. Слабым напором они обладают только в местах распространения глин и илов. Максимальной водоносностью и водопроницаемостью обладают аллювиальные отложения долины р. Баргузин выше устья р. Гарга, которые сформировались главным образом за счет переотложения и сортировки грубообломочных накоплений прибортовой части впадины. Водоносный комплекс верхнечетвертичных и современных преимущественно аллювиально-пролювиальных и делювиальнопролювиальных отложений распространен на предгорном шлейфе и аллювиально-пролювиальной равнине (Пиннекер и др., 1968). Вдоль северо-западного борта впадины в составе водовмещающих пород господствуют аллювиально-пролювиальные неотсортированные отложения валунно-галечного состава, которые к внутреннему полю впадины сменяются песчанники с примесью валунов и гальки. Эти же отложения, но уже с примесью гравия, доминируют на аллювиально-пролювиальной равнине. Значительное место в составе пород комплекса со стороны Икатского хребта и Шаманского отрога занимают делювиальные дресвяно-щебнистые осадки с заполнителем из мелкозема, а также супеси и суглинки, содержащие обломки кристаллических пород. Многолетнемерзлые породы на площади распространения комплекса не установлены, грунтовые воды залегают на глубине 50-60 м у бортов впадины, на аллювиально-пролювиальной равнине и на границе подгорного шлейфа с террасовыми поверхностями до первых метров. Максимальная мощность водоносных пород достигает 100 м и более. Водоносность пород находится в полной зависимости от литологического состава. Водоносный комплекс нижнее-среднечетвертичных озерноречных отложений первым от поверхности залегает в пределах 20

террасоувалов. Водовмещающие породы сложены песками мощностью свыше 500 м, содержащими прослои гравийногалечного материала, супесей, суглинков и глин. На куйтунах водоносный комплекс представлен надмерзлотным горизонтом и подмерзлотными водами. На Нижнем Куйтуне в полосе примыкания к Аргадинскому отрогу нижнеесреднечетвертичные отложения полностью сдренированы, а в центре Верхнего Куйтуна мощность надмерзлотного горизонта не превышает 3-5 м, при глубине залегания воды до 100 м. К долине реки Баргузин мощность надмерзлотного горизонта увеличивается, по краям куйтунов местами образуются сквозные талики. В самой долине напорные подмерзлотные воды комплекса находятся под частично или полностью промороженными верхнечетвертичными и современными отложениями, их уровень устанавливается выше поверхности земли. Максимальные глубины залегания подмерзлотных вод на куйтунах превышают 350 м, а пьезометрические уровни могут находиться на 100-200 м ниже дневной поверхности. Водоносность нижнее-среднечетвертичных отложений в ряду других водоносных комплексов наиболее низкая. На значительной площади распространения комплекса (центральные и юго-восточные части Верхнего и Нижнего Куйтунов) подземные воды из-за низких фильтрационных свойств отложений имеют небольшие мощности водоносных горизонтов. Водоносный комплекс неоген-нижнечетвертичных отложений практически повсеместно перекрыт более молодыми обводненными отложениями различной мощности, поэтому подземные воды его являются в основном артезианскими, не контактирующими с многолетней мерзлотой. Водовмещающие породы представлены глинистыми песками, гравийно-галечными отложениями, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, глинистыми и углистыми сланцами, бурыми углями. На глубинах, превышающих 900-1000 м, воды комплекса термальные, их температура в наиболее погруженной части артезианского бассейна превышает 50оС. Во внутреннем поле 21

впадины известен только один естественный выход терм – Быстринский источник, температура воды в нем равна 44оС. Подземные воды зоны трещиноватости кристаллических пород палеозойского и протерозойского возраста развиты в горном обрамлении и фундаменте артезианского бассейна. В составе водовмещающих пород доминируют интрузивные образования при ведущей роли гранитов. Зона региональной трещиноватости пород достигает мощности 100-150 м, но характеризуется неравномерностью по площади и вертикали. В общем случае водообильность интрузивных пород возрастает от диоритов к гранитам, более обводнены протерозойские образования. В протерозойских породах дебит родников более 1 л/с зафиксирован в 55%, в палеозойских – в 23% случаев. Глубина залегания трещинных вод подвержена значительным колебаниям в зависимости от рельефа местности и может достигать 80-100 м. Трещинно-жильные воды зон тектонических нарушений распространены довольно широко, но во внутреннем поле впадины изучены слабо. Места разгрузки гидротерм Баргузинской впадины территориально связаны с отрогами Икатского, Баргузинского хребтов и побережьем Байкала. Водные системы В Баргузинской котловине встречаются разнообразные по химическому составу воды – пресные, содовые и соленые озера, холодные и горячие минеральные источники, большие и малые притоки (Обожин и др., 1984). Формирование химического состава вод котловины связано с геологическими условиями, деятельностью биоты водной толщи и донных отложений минеральных источников, родников, рек, болот и озер. Реки Реки Баргузинской долины относятся к бассейну Северного Ледовитого океана (Атлас Забайкалья, 1967). Эти реки несут свои воды в озеро Байкал, далее через Ангару и Енисей в Карское море. Верховья этих рек являются горными с быстрым 22

течением, порогами, валунами и водопадами. В нижнем течении, вступая в широкие межгорные котловины, они становятся равнинными с протоками и старицами. Средняя величина стока рек Баргузинской котловины составляет 8-10 л/сек, в горных районах увеличивается до 15 л/сек. Ледостав на реках наступает в конце октября – начале ноября. Малые реки промерзают до дна. Вскрытие рек начинается в конце апреля. Формирование речного стока зависит от многих причин. Важнейшими из них являются количество осадков, грунтовое питание, подземные воды и особенности геологического строения и рельефа местности, по которым протекают реки. Внутриконтинентальное расположение, удаленность от океанов долины Баргузина обуславливает неравномерное распределение осадков. Максимальное количество осадков выпадает на вершины хребтов и горных систем и на их западные и северо-западные склоны. Большинство притоков Баргузина, за исключением Гарги, Аргады и Ины, представляют собой короткие и бурные горные потоки. Реки вскрываются обычно в конце апреля и начале мая при низком уровне воды, а замерзают в конце октября. Основными притоками р. Баргузин с правой стороны являются реки Акумту, Талая, Улюгна (Улюн), Алла, Шаманка, Курумкан, Могжон, Галгатай, Ульзыха, Улюн, Нестериха, Журавлиха, Адамовка и др. Притоки Баргузина с левой стороны – реки Ловоктон, Ковыли, Джирга, Сейюя, Гарга, Аргада, Ина, Улан-Бурга, Уро, Читкан, Большая и Малая Гусиха, Шанталык, Водный режим реки Баргузин Река Баргузин – второй после реки Селенга приток Байкала. Берет начало от слияния трех истоков на высоте 1350 м и первые 18 км до озера Балан-Тамур течет по широкой троговой долине между высокими отрогами Икатского хребта. Протяженность – 480 км, площадь бассейна 21.1 тыс. км2, судоходна на 204 км от устья. Количество притоков 223. Расход воды за год 110 м3/сек. 23

Модуль стока 5.56 л/км3. Падение его от истока до устья составляет 1344 м, средний уклон 2.8%. Все три его истока берут начало в скальных цирках главного водораздела Икатского хребта. Здесь сосредоточены наиболее высокие и труднодоступные вершины и перевалы района. Длина главного русла Баргузина в верхнем течении составляет почти 150 км. Здесь она представляет собой типично горную речку с быстрым течением, обилием порогов и перекатов. Уровень воды значительно ниже, чем в средней и нижней частях реки (в среднем в меженный период – 50-80 см, местами до 1.5, редко 2 м). Повышение его (в отдельные годы до 1.5-2 м) наблюдается в мае в связи с таянием льдов и снега в горах и в конце июляавгусте в период обильных дождей. В течение 5-6 месяцев в году река скована льдом. Установление ледового покрова в верховьях Баргузина приходится на середину-конец ноября (редко раньше), освобождение ото льда происходит в середине или конце апреля. Центральный исток (6 км) берет начало в четырех скальных цирках. Долина зажата крупными отрогами, моренами. В нижней части крутая, труднопроходимая наледь. Граница леса в 4 км от устья. В створе долины возвышается монументальная скальная двойная башня – гора 2580 м. Ее отвесная северная стена имеет высоту 800 м. Водораздельный гребень в цирках обрывается 200300 метровыми скалами. Левый исток (9 км) берет начало под узловой вершиной 2492 м, рядом с которой глубокая седловина перевала. Правый исток (6 км) протекает в прямой долине юго-западного направления, справа – гольцовый хребет, слева – скальноосыпные отроги и цирки. В нижней и средней части русло узкое, крутое, зажато моренными холмами. Ниже устья правого притока – Давачана русло р. Баргузин сильно петляет, долина резко расширяется в Амутском озерном понижении. В 10 км на западе невысокий заболоченный водораздел перевала Юргон на реку Ковыли. Рядом с ним за моренными холмами крупное озеро Малан-Зуркен. За озером миниатюрный одноименный скальный хребет высотой 1800 м. В 5 км севернее озера Балан-Тамур лежит треугольное озерко Якондыкон, еще через 1 км, за мощным валом морен, озеро Амут с отметкой 465 м,. Вокруг озера суровые гольцы, лес узкой 24

полосой тянется по берегам. В 4 км на северо-востоке невысокая лесистая седловина перевала Амут в долину реки Ангиджан. Пройдя озерную котловину, Баргузин сохраняет первоначальное, северо-западное, направление еще 35 км. В створе сквозной перевальной долины реки Сининда Баргузин поворачивает влево на 120° и входит в узкое извилистое ущелье (длиной 60 км) между отрогами Баргузинского и Икатского хребтов. Баргузин выходит на просторы котловины ниже Умхейского источника, где ущелье расширяется. Большинство притоков Баргузина, за исключением Гарги, Аргады и Ины, представляют собой короткие и бурные горные потоки. По своему составу вода р. Баргузин является маломинерализованной и относится к гидрокарбонатнокальциевому. В период открытой воды общая минерализация достигает 150 мг/дм3, в подледный период до 200 мг/дм3. Сумма ионов в весенне-летний период лежит в пределах 110-125 мг/дм3, зимой 180-200 мг/дм3. Минерализация воды в верховьях реки отлична от устья, а также изменяется от времени года, периода водности и др. Жесткость воды максимальна зимой, в летний период не превышает 1.540 мг- экв./дм3, зимой – 2.160 мгэкв./дм3. Концентрация гидрокарбонатов в воде реки Баргузин была наибольшей в марте и наиТаблица 3 Гидрохимические параметры р. Баргузин Место отбора

с. Улюнхан п. УстьБаргузин п. Баргузин

М, мг/дм3

Са2+, мг/дм3

Na+K, мг/дм3

НСОзмг/дм3

SO42-, мг/дм3

Cl-, мг/дм3

7.8 7.9

102.6 137.6

24.6 34.4

1.8 7.8

89.9 117.4

8.9 15.6

1.8 2.9

8.9

132.8

36.6

12.8

121.1

14.7

3.2

рН

Таблица 4 Физико-химические характеристики поверхностных вод Место отбора

Проба

Т, оС рН 25

ОВП

М, мг/дм3 Feобщ мг/дм3

0.5 км выше с. Таза « Ниже п. Баргузин «

Вода

17

8.0

320

79.8

2.9

Галька Вода

19

8.7

391

92.9

2.4 0.8

Галька

4.2

Таблица 5 Численность микроорганизмов (05.06.2005) Место отбора 0.5 км выше с. Таза « Ниже п. Баргузин «

Проба

ОЧБ, 1012 кл/м3 или м2 0.80

ФАБ, % 0

ЖБ, % 35

Галька Вода

0.45 1.96

0.7 1.4

11 14

Галька

1.62

7.5

14

Вода

ОЧБ – общая численность бактерий, ФАБ – факультативно-аэробные бактерии от общего количества в %, ЖБ – железобактерии от общего количества в %, ОВП – окислительно-восстановительный потенциал.

Таблица 6 Численность микроорганизмов (29.07.1997) Река Баргузин Ина Хаим

Место отбора

Аэробные сапрофиты, кл/мл 1700 13100 5000

Ниже п. Баргузин Мост, п. Юбилейный Мост, устье р. Кика

Колииндекс, кл/л 436 9 340

меньшей в июне. Количество сульфатов и хлоридов было равно 8.9-15.6 и 1.8-3.2 мг/дм3, соответственно.В водах реки повсеместно обнаруживаются соединения биогенных элементов – кремния, железа, фосфора, азота максимальных в зимнее время. Наибольшая концентрация нитратов (до 0.62 мг/дм3) и 26

нитритов (до 0.12 мг/дм3) определена у населенных пунктов (п. Баргузин, п. Усть-Баргузин, с. Зорино), там же присутствуют и нефтепродукты (0.016 мг/дм3). Концентрация двуокиси кремния составляет 6.20-8.60 мг/дм3, железа 0.05-0.25 мг/дм3, фосфатов 0.02-0.30 мг/дм3, аммония 0.018-0.019 мг/дм3. Кислородный режим в реке Баргузин относительно благоприятен для гидробионтов в течение всего года. Концентрация кислорода изменяется по сезонам, его максимум (9.10 мг/дм3) выявлен в июне, минимум – в марте (6.70 мг/дм3). Обнаруженные в водах р. Баргузин нитритов, ионов аммония, нефтепродуктов указывают на антропогенное загрязнение вод Баргузинской котловины. Состав же грунтовых вод разнообразен, от карбонатного до сульфатного и даже хлоридного (табл. 3-4). Микробиологические исследования были проведены в поверхностных слоях рек Баргузин (ниже п. Баргузин и выше с. Тазы), Ина (мост, п. Юбилейный), Хаим (мост, устье р. Кика) при значениях рН воды 7.0-8.9 и температуре 17-22оС (табл. 5-6). Общая численность микроорганизмов составляет (0.45– 1.96)×1012 кл/м3 или м2. Наибольшие значения выявлены в водах более высокой температурой на равнинных участках реки в районе п. Баргузин. Аэробные сапрофиты принимают активное участие в процессах деструкции органического вещества в водной толще и поверхностных слоях осадков рек. Их численность достигает 5.0-13.1 тыс. кл/мл. Из представленных данных видно, что количество железобактерий больше, чем факультативно-аэробных бактерий, что, очевидно, связано с достаточно высоким содержанием железа. Факультативно-аэробные и железоокисляющие бактерии участвуют в самоочищении воды. Их количество составляет 0.77.5% и 11-35% от общей численности, соответственно. Формирование стока рек бассейна р. Баргузин Исследование водного режима р. Баргузин представляет весьма актуальную задачу в связи с необходимостью гидрологического обоснования различных проектов и мероприятий, направленных на защиту от часто происходящих 27

здесь наводнений, и рационального использования водных ресурсов. В исследованиях годового и летне-осеннего стока использованы данные гидрометрических наблюдений по 4 створам, имеющимся в бассейне р. Баргузин (табл. 7). Таблица 7 Основные характеристики по гидрометрическим постам N

Река

Пункт

h Период n, А, наблюдений лет км2 м. абс 1 Баргузин с. Могойто 1948-2002 55 9350 1240 2 Баргузин п. Баргузин 1933-2002 70 19800 1150 3 Аргада с. Аргада 1958-2002 45 1100 1470 4 Ина с. Инна 1958-2002 45 3270 1420 А, км2 – площадь водосбора, h , м. абс. – средняя высота, n – период используемых наблюдений и их продолжительность.

По характеру водного режима реки бассейна р. Баргузин относятся к типу рек с половодьем и паводками. В целом для рек данного бассейна характерна глубокая и продолжительная зимняя межень; относительно невысокое весеннее или весеннелетнее половодье (в зависимости от мощности снежного покрова на водосборе и дружности весны), серия дождевых паводков в течение летне-осеннего периода, в отдельные годы прерываемая меженью. Основная часть стока воды рек проходит в теплую часть года с мая по сентябрь. Периоды летне-осенней и зимней межени характеризуются сравнительно высокой водностью: на каждую из этих фаз приходится примерно по 10% годового стока. Такое неравномерное распределение стока в году определяется своеобразием развития синоптических процессов в теплый и холодный периоды года, а также распространением многолетней мерзлоты, препятствующей накоплению в речных бассейнах больших запасов подземных вод. К началу теплого периода коэффициент стока на исследуемой территории очень высокий и достигает 0.8, по мере оттаивания почво-грунтов постепенно уменьшается до 0.2-0.3, затем снова увеличивается за счет перенасыщения влагой почво-грунтами. 28

По соотношению основных источников питания реки бассейна Баргузина относятся к группе рек с преобладанием дождевого стока (доля талых вод составляет в среднем 20-30%, дождевых – 60-70%). Характерные гидрографы представлены на рис. 2 и 3. С переходом температуры воздуха к положительным значениям и началом снеготаяния (конец апреля – начало мая) на реках бассейна формируется весеннее половодье. Половодье своего наибольшего развития достигает обычно в середине мая и заканчивается в конце мая – начале июня. На формирование половодья влияют также высота и расчлененность местности, экспозиция склонов и характер растительности. В зависимости от развития синоптических процессов, определяющих дружность весны, сроки прохождения половодья могут сильно варьировать. Половодье обычно проходит одной волной, более четко детальный анализ водного режима с учетом пространственновременной изменчивости факторов стока (осадков, температуры и т.д.). Однако территория бассейна р. Баргузин еще слабо изучена в гидрометеорологическом отношении, метеостанций мало и расположены они преимущественно в речных долинах. А основные паводкообразующие осадки, как известно, выпадают в верховьях рек, в горах, и они остаются незафиксированными. Поэтому попытка обнаружить какую-либо устойчивую связь между атмосферными осадками и речным стоком не удалась, и данные по осадкам признаны нерепрезентативными. Это вынуждает ограничиться статистическим анализом данных гидрометрических наблюдений и использованием осредненных во времени и пространстве климатических показателей. В период половодья максимальные расходы воды на реках бассейна р. Баргузин могут быть равны или немного уступать максимальным расходам дождевых паводков (в отличие от рек южных и восточных районов Бурятии, где дождевые максимумы значительно превышают максимальные расходы воды половодий). В многоводные годы, когда в весенне-летний период выпадает большое количество осадков, очень трудно бывает установить дату окончания половодья и выделить объем 29

талых вод. Непрерывно следующие друг за другом дождевые паводки накладываются на половодье, часто сливаются с ним и обусловливают в течение всего теплого периода повышенную водность рек. Обособленную и четко выраженную форму гидрографа половодье имеет лишь в годы с относительно слабым развитием циклонической деятельности, когда отсутствуют дожди и на реках в летне-осенний период устанавливается межень. Средние расходы воды половодья на р. Баргузин у с. Могойто – 250 м3/с, у п. Баргузин – 350 м3/с.

р.Баргузинп.Баргузин

500

Q м.куб/с.

400

р.Баргузинс.Могойто

300

200

100

месяц

рь кт яб О

т

С

ен тя бр ь

гу с Ав

ю ль И

ю нь И

ай М

ай М

Ап р

ел ь

0

Q – расход воды

Рис. 2. Совмещенные гидрографы р. Баргузин, 1989 г.

30

р.Баргузинп.Баргузин

600

Q м.куб/с.

500

р.Баргузинс.Могойто

400 300 200 100

ь кт яб р О

т

С

ен тя бр ь

гу с Ав

ль ю И

нь ю И

ай М

ай М

Ап ре ль

0

месяц

Рис. 3. Совмещенные гидрографы р. Баргузин, 2002 г.

Паводочный сезон обычно наступает уже в начале лета, на спаде половодья или сразу же после его окончания, а затем с небольшими перерывами продолжается почти в течение всего летне-осеннего периода с июня по сентябрь. Общая продолжительность паводочного периода на реках составляет в среднем 2-3 месяца. В отдельные годы паводки проходят и в более ранние сроки (в мае), однако в этих случаях они образуют вместе с талыми водами смешанное снего-дождевое половодье. В многоводные же годы паводочный сезон может продолжаться почти в течение всего теплого периода. В формировании паводочного стока рек бассейна р. Баргузин значительную роль играет общая приподнятость его над уровнем моря и сильная расчлененность склонов окружающих хребтов. Высокое расположение водосборов, большие уклоны водотоков и склонов гор, а также широко распространенная многолетняя мерзлота (особенно в верховьях р. Баргузин) способствуют образованию максимальных расходов воды в летне-осенний период. Определяющее значение в формировании стока в теплый период года имеют условия атмосферной циркуляции, именно – 31

господство западного переноса. Таким образом, основными факторами, определяющими величину максимального расхода воды и объем паводочного стока р. Баргузин и его притоков, являются интенсивность и величина слоя выпавших осадков за дождь, площадь водосбора и высота местности. Во время паводочного периода на реках бассейна проходит значительная часть стока, величина составляет в среднем 60-70% годового объема. В многоводные годы доля паводочного стока еще более увеличивается, достигая 80%. В маловодные годы, наоборот, величина дождевого стока уменьшается примерно до 30%. Максимальные расходы воды дождевых паводков, как правило, являются наибольшими в году и часто превышают максимальные расходы половодья. Иногда весенние максимумы стока, сформированные талыми и дождевыми водами, бывают, сопоставимы с летними. Дождевые паводки имеют различные формы. Резко выраженные пикообразные волны обычно формируются на горных реках. Иногда паводки накладываются друг на друга и образуют многовершинные волны. Наиболее высокие паводки в году обычно наблюдаются в июле-августе, когда на хорошо увлажненную предшествующими дождями почву выпадают значительные по продолжительности и интенсивности осадки. Бывают и исключения, например, абсолютный максимум на р. Баргузин в створе п. Баргузин зафиксирован 13 июня 1936 г. и равен 1110 м3/с. В этом же створе годовые максимумы могут наблюдаться и во второй половине сентября, как это происходило 19 сентября 1994 г. – 349 м3/с. На паводочный режим отдельных водотоков существенное влияние оказывают местные азональные факторы. На формирование паводочного стока р. Баргузин большое влияние оказывает обширная заболоченная пойма с множеством проток и озер. В результате заполнения поймы во время прохождения половодья и паводков происходит некоторое снижение максимальных расходов воды по длине реки. Средние годовые максимумы расходов воды на р. Баргузин у с. Могойто равняется 413 м3/с, у п. Баргузин – 441 м3/с. 32

Хорошо выраженная летне-осенняя межень наблюдается лишь в маловодные годы, когда после прохождения половодья на реках бассейна отмечается устойчивая пониженная водность. В другие годы к летне-осенней межени условно можно отнести непродолжительные прерывистые периоды с пониженным стоком, наблюдающиеся между отдельными паводками. В годы с повышенной водностью периоды с низким стоком в течение летне-осеннего сезона вообще отсутствуют. Пересыхание рек в летнее время происходит сравнительно редко и наблюдается оно в основном на самых малых водотоках. Наиболее длительной и маловодной фазой водного режима рек бассейна Баргузина является зимняя межень. Устанавливается она обычно в конце октября или первой половине ноября и заканчивается в конце апреля – начале мая. Водный режим рек в период зимней межени отмечается наибольшей в году устойчивостью, так как питание их осуществляется за счет подземных вод. В период установления ледостава обычно наблюдается резкое снижение водности рек, а в последующие месяцы, до конца февраля – начала марта, происходит плавное уменьшение стока. В отдельные годы наименьшие расходы воды наблюдаются в апреле. Например, абсолютный минимум на реке Баргузин в створе п. Баргузин зафиксирован 10 апреля 1945 г. и равен 12.4 м3/с. В среднем минимальные зимние расходы воды за многолетний период на р. Баргузин у с. Могойто составляют 16.2 м3/с, у п. Баргузин – 25.4 м3/с. Ледовые явления в виде заберегов отмечаются с середины октября, ледостав наступает с начала ноября, продолжительность которого в среднем составляет 180-190 дней. В особо холодные годы продолжительность ледовых явлений может значительно увеличиваться. Например, зимой 1962-1963 гг. на р. Баргузин в створе п. Баргузин продолжительность ледостава составила 204 дня, а в целом период с ледовыми явлениями продолжался 214 дней. Максимальная продолжительность периода с ледовыми явлениями зафиксирована на р. Ина в створе с. Ина зимой 19681969 гг. – 226 дней. Начало весеннего ледохода приходится в среднем на конец апреля. Продолжительность его длится обычно 33

4-6 дней в зависимости от размеров водотока. Толщина льда на р. Баргузин в районе с. Могойто достигает 170 см, в районе п. Баргузин – 100 см (максимальные значения приходятся на середину марта). И здесь бывают исключения, например, на р. Ина наибольшая толщина ледового покрова наблюдалась 10 апреля 1972 г. – 260 см. На многих малых притоках в зимний период образуются различные по мощности и продолжительности наледи, и приурочены они, в основном, к предгорным частям водосборов. Развиты они на небольших притоках рек – Улюн, Уро, Улюкчикан, Читкан и др. Опасность наледей на этих реках заключается в подтоплении населенных пунктов, расположенных в устьях рек. Непосредственно на р. Баргузин наледные явления, опасные по своим параметрам, не характерны. Основной причиной образования наледей является стеснение водного потока ледовыми явлениями, реже наличием выходов подземных вод. Эффективные меры борьбы с наледями возможны при тщательном выявлении их источника происхождения. Учитывая, что большинство притоков являются источником орошения, наледи можно вызывать в местах выше по течению, и использовать в весенний период для поливов. Низкая водность рек и суровые климатические условия в холодное время года приводят к промерзанию малых рек. Однако это явление не имеет широкого распространения и носит локальный характер. Продолжительность периода с отсутствием стока зимой может колебаться от нескольких недель до 3-4 месяцев. Определяется она в основном гидрологическими и гидромерзлотными особенностями речных бассейнов. В гидрологическом районировании территории бассейна оз. Байкал, бассейн р. Баргузин выделен в отдельный гидрологический район с площадью 31100 км2. Условия формирования стока в районе приняты как благоприятные: средний годовой модуль стока равен 9.4 л/сек. на км2, коэффициент стока – 0.55. Этому способствуют повышенное увлажнение территории (годовая сумма осадков составляет в среднем 539 мм), значительные уклоны водосборов и небольшая величина испарения (242 мм/год). Осредненные характеристики 34

стока (Q) по гидрометрическим постам, их дисперсии S, а также их коэффициенты вариации Cv, Сs/Cv, автокорреляции r(1) и значения модулей среднегодового стока (q) представлены в табл. 8. Таблица 8 Характеристика стока рек Баргузинской котловины N поста 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2

Река

Пункт

Qсредн. м3/с

S

Сv

Cs /Сv

qсредн. л/с⋅км2

для годового стока с. Могойто 72.7 17.2 0.24 3.38 7.78 п. Баргузин 126 28.7 0.23 3.39 6.36 с. Аргада 10.1 3.10 0.31 0.81 9.18 с. Ина 31.9 10.1 0.32 0.68 9.76 для максимального стока Баргузин с. Могойто 413 107 0.26 2.34 44.2 Баргузин п. Баргузин 440 182 0.43 3.60 22.2 Аргада с. Аргада 248 130 0.52 1.13 225 Ина с. Ина 529 308 0.58 1.76 162 для минимального летне-осеннего стока Баргузин с. Могойто 58.4 10.4 0.18 -0.06 6.25 Баргузин п. Баргузин 112 40.2 0.36 3.20 5.66 Аргада с. Аргада 3.88 0.89 0.23 -1.07 3.53 Ина с. Ина 21.3 5.68 0.27 -0.81 6.51 для минимального зимнего стока Баргузин с. Могойто 16.2 4.56 0.28 1.08 1.73 Баргузин п. Баргузин 26.3 6.13 0.24 0.91 1.33 Аргада с. Аргада 0.13 0.12 1.00 1.50 0.12 Ина с. Ина 2.83 1.81 0.64 2.84 0.87 для минимального 30-дневного летне-осеннего стока Баргузин с. Могойто 83.1 26.7 0.32 3.51 8.89 Баргузин п. Баргузин 151 58.1 0.39 2.62 7.63 Аргада с. Аргада 10.3 5.60 0.54 1.96 9.36 Ина с. Ина 36.3 14.1 0.39 1.39 11.1 для минимального 30-дневного зимнего стока Баргузин с. Могойто 17.2 4.42 0.26 0.97 1.84 Баргузин п. Баргузин 27.7 6.08 0.23 1.13 1.40 Баргузин Баргузин Аргада Ина

35

r (1)

0.21 -0.01 0.25 0.27 0.13 -0.23 -0.22 -0.20 0.18 0.04 -0.14 0.19 0.41 0.39 0.27 0.03 0.28 0.10 0.70 0.45 0.40 0.38

3 4

Аргада Ина

с. Аргада с. Ина

0.14 3.06

0.13 0.96 1.80 0.59

1.69 3.14

0.13 0.94

0.24 -0.03

Особенности паводочного режима стока рек бассейна Баргузина. Реки бассейна Баргузина имеют паводочный режим стока, специфика которого состоит в случайном изменении от года к году числа паводочных пиков, дат их прохождения, размеров и формы отдельных паводков. Это придает своеобразную вероятностную природу расчетным характеристикам стока. Реки рассматриваемой территории, вследствие часто образующихся на них дождевых паводков, имеют гребенчатые, пилообразной формы гидрографы стока (привести примеры гидрографов). Число значительных паводочных пиков в большей степени определяет характеристики стока и его внутригодового распределения. В частности, для р. Баргузин в створе с. Могойто коэффициенты корреляции между числом паводков k (с максимальным расходом воды более 10 м3/с) и среднегодовым расходом Qср., максимальным годовым расходом Qмакс. и минимальным 30дневным летне-осенним расходом Qмин. составляют: r(k, Qср.)=0.67; r(k, Qмакс.)=0.58; r(k, Qмин.)=0.60. Годовой сток, как видно, во многом зависит от числа и высоты пиков паводков. Если с определением годового максимума достаточно просто: Qмакс. – значение расхода воды, максимальное из k пиков, то с выявлением границ 30-дневного минимального летне-осеннего периода на гидрографах стока встречаются трудности, особенно в многоводные годы. В такие годы летне-осенняя межень просто отсутствует, и за меженный период принимается отрезок гидрографа стока в 30 дней, в течениикоторого объем воды наименьший. В 1970 г. объем базисного стока (Wбаз.) составил 50% от объема 30-дневного минимального периода (W30), а в 1984 г. – Wбаз./W30=85%. Абсолютная изменчивость базисного стока значительно ниже, чем у паводочного, поэтому варьирование величины W30 от года к году зависит прежде всего от числа и высоты паводков в течение теплого периода. Бывает, 36

что W30 многоводного года превышает годовой объем стока маловодного года. Например, в 1984 г. W30=70.5 млн. м3/с, а объем стока за весь 1976 г. равнялся 67.2 млн. м3. В иные годы, как было в 1983 г., средний расход воды за 30-дневный минимальный летне-осенний период Qмин..=28.7 м3/с может значительно превышать средний годовой расход воды Qгод=17.6 м3/с. Таким образом, распределение стока в течение теплого периода и его основные характеристики (годовой, максимальный и минимальный 30-дневный летне-осенний расходы воды) определяются такими специфическими параметрами, как число пиков паводков, их распределение, высота и форма отдельных пиков. В связи с этим для анализа использована стохастическая модель гидрографа рек с паводочным режимом стока, которая разработана на кафедре гидрологии суши Московского государственного университета. Применяемая модель позволяет максимально полно учесть данные гидрометрических наблюдений и повысить точность гидрологических и водохозяйственных расчетов. В основе модели лежит аппроксимация гидрографа каждого конкретного года формулой: Q(t) = Q0+Q1ϕ1(t-t1)+ … +Qkϕk(t-tk), (1) где Q(t) – расход воды в замыкающем створе в момент времени t; Qо – осредненный расход базисного стока данного года; k – число пиков гидрографа (половодья и паводков); t1, tk – даты прохождения этих пиков; Qi – максимальный расход i-го пика, который, накладываясь на базисный

сток и спад предыдущих пиков, дает локальный максимум Q(ti); ϕi (t-ti) – безразмерная функция, определяющая формулу i-го пика, i=1…k.

Анализ сотен гидрографов показал, что в качестве первого приближения может быть использована функция ⎧ 0, при t ≤ ti – τi ; при ti – τi < t ≤ ti ; (2) ϕi(t-ti) = ⎨ 1+(t-ti)/τi , ⎩ exp [ -αi (t-ti) ], при t > ti ;

где τi – продолжительность интенсивного подъема i-го пика; αi – коэффициент интенсивности его спада. 37

Возможность описания подъема паводков с помощью отрезков прямой, а спада – с помощью экспоненты, подтверждают выводы работ (Гарцман, Лыло, Черненко, 1971; Христофоров, Круглова, Самборский, 1998). Если учитывать только те пики гидрографа, у которых индивидуальный (полученный после срезки) максимум Q, более чем в два раза превышает средний многолетний расход, то формулы (1) и (2) позволяют аппроксимировать гидрографы рек бассейна Баргузина со средней погрешностью 10-20%, сопоставимые с ошибкой данных гидрометрических наблюдений. Использование такой аппроксимации позволяет в компактной форме характеризовать особенности колебаний стока конкретных лет. Параметры аппроксимации гидрографов для створа р. Баргузин – п. Баргузин даны в табл. 9 (даты ti задаются Приведенные значения параметров модели характеризуют ряд особенностей водного режима. Для р. Баргузин расход базисного стока Qо относительно велик, что обусловлено наличием обширной заболоченной поймы, регулирующей паводочный сток. Несмотря на высокую долю снегового питания и наличие ежегодного половодья, обильные дожди в горах могут приводить к появлению паводков, значительно превышающих пик половодья. Например, 4 сентября 1959 г. наблюдался паводок с расходом 473 м3/с при максимуме половодья 345 м3/с. Распределение вероятностей параметров моделей позволяет описать возможные гидрографы как реализации случайного процесса. Вероятные изменения от года к году величины базисного стока Q0 оценивается по ряду из n лет наблюдений. Свойства параметров τ и α  практически не меняются в течение года, не зависят от высоты пика Q и могут быть описаны соответствующими функциями распределения вероятностей, построенным по n(k) наблюдениям, где kср. среднее число пиков в году. Вероятные значения максимальных расходов Qi зависят от времени года в силу ряда причин: участие снегового питания в начале теплого периода; увеличение осадков в конце лета и их последующее уменьшение; оттаивание почвы и ее насыщение влагой по мере выпадения осадков. В табл. 10 приведены 38

средние значения⎯Q и средние квадратические отклонения σ(Q) высоты паводочных пиков для трех периодов: апрель-май, июнь-июль, август-сентябрь. Там же помещены значения среднего числа kср. за те же периоды. Обращает внимание снижение числа паводочных пиков в конце теплого периода и большая изменчивость высоты паводочных пиков. У р. Баргузин вследствие географического положения (север Бурятии) и большой высоты водосбора (h=1150 м. абс.) половодье сдвинуто на июнь, на спад половодья Таблица 9 Параметры аппроксимации гидрографов р. Баргузин – п. Баргузин, 1959 г. (Q0=25.0 м3/с) i

1

2

3

4

5

6

ti

32

60

87

112

126

157

Q(ti)

75.0

205

321

235

189

450

τi

12

18

22

8

5

24

αi

0.16

0.02

0.03

0,03

0.04

0.02

Qi

75.0

204

202

83.4

34.6

395

∆i

28

28

25

14

31

∆i – средний интервал между соседними пиками.

Таблица 10 Внутригодовое распределение параметров паводочных пиков Период

Q

IV – V VI -VII VIII-IX

155 268 253

р. Баргузин – п. Баргузин σ(Q) 62 74 137

kср. 3.05 3.55 2.40

накладываются высокие дождевые паводки, поэтому наиболее высокие пики наблюдаются в июне-июле. Наибольший интерес представляет последовательность прохождения пиков половодья и паводков, т.е. их число k и даты 39

максимумов t1...tк. Статистический анализ показал, что эту последовательность можно описать моделью нестационарного процесса Пуассона. Модель полностью описывается функцией kt, которая задает среднее число пиков, наблюдавшихся до даты t. Время t варьирует от начала (t=0) до конца года (t=i), при этом k0=0, kt=i, kср. – среднее число пиков за весь год. Вероятность того, что в промежуток времени от t=t0 до t=t0+∆ будет наблюдаться k пиков равна: P( k t

0

[k (t ,∆ ) =

0

+ ∆ ) − k (t 0 ) k!

] exp k

k (t 0 )−k (t 0 +∆ )

(3)

При построении kt для каждого дня вычисляется среднее число пиков, наблюдавшихся до него за весь период наблюдений. Если в конкретный год может наблюдаться k пиков, то вероятные значения t1...tk дат их прохождения определяются как ранжированный ряд из k случайных величин, 1 k(t ) k .

подчиняющихся распределению вероятностей с функцией: Если паводки распределяются равномерно в течение всего теплого периода, то график kt прямолинейный. У большинства рек Бурятии имеет место нестационарность – имеются периоды с более высоким и более низким средним числом пиков (табл. 11). Особый интерес представляют даты прохождения t1 – первого, tk – последнего и tмакс..- максимального за год пика. Средние значения и показатели вариации этих величин, а также среднее число пиков kt и средний интервал между соседними пиками ∆ , приведены в табл. 11. Среднее число значительных пиков на гидрографах р. Баргузин, как видим, равно 9, что характеризует их сезона, определяется датой первого пика t1 за вычетом времениподъема τ. Изменчивость σ(t1) величины t1 невелика, сроки прохождения первого пика довольно устойчивы, так как определяются температурным режимом весеннего снеготаяния. Изменчивость σ(tk) сроков прохождения последнего пика значительно выше, так как определяется синоптической 40

ситуацией осени, которая может очень сильно варьировать от года к году. Внутригодовое распределение стока рек бассейна реки Баргузин рассматривалось ранее. На основании классификации типичных гидрографов рек бассейна оз. Байкал и среднего многолетнего распределения стока по месяцам было выделено 9 районов, в пределах которых произведено обобщение характеристик внутригодового распределения стока. Для пяти районов (бассейнов рек Джида, Темник, Баргузин) выявлена зависимость среднего многолетнего сезонного Таблица 11 Характеристики последовательности паводочных пиков Река-пункт

k

р. Баргузин-п. Баргузин

9.0 16.1 01.05

∆

t

σ (t i)

t max

σ (t m)

kt

σ (tk)

6

19.07

33

07.09

19

стока от средней высоты водосбора. В двух районах (бассейнах рек Верхняя Ангара и Хилок) подобная зависимость установлена от площади водосбора, а в бассейнах рек Уды, Темника, Итанцы характеристики внутригодового распределения стока не зависят ни от средней высоты, ни от площади водосбора. Районирование по внутригодовому распределению стока проведено только для северной части Бурятии, включая бассейны рек Верхняя Ангара, Баргузин и Витим. Эта территория подразделяется на 5 подрайонов. Первый подрайон занимают реки, впадающие в северную часть оз. Байкал. Для рек этого подрайона внутригодовое распределение стока не зависит от водности года. Преимущественно снеговое питание обусловливает крайне неравномерное распределение стока внутри года. Остальным подрайонам основным материалом для характеристики внутригодового распределения стока рек являются данные о распределении стока по месяцам за годы различной водности. Рассматриваются многоводный, средневодный, маловодный и очень маловодный годы. 41

Применялись универсальные принципы классификации и районирование внутригодового распределения стока, которые основаны на использовании типичных гидрографов и осредненного стока по месяцам. Тем самым не учитывается специфика паводочного режима, состоящая в значительной вариации от года к году числа и сроков прохождения пиков дождевого и смешанного стока. Для рек Бурятии характерно исключительное разнообразие гидрографов, наблюденных в одном и том же створе в разные годы. В качестве примера на рис. 2 и 3 помещены несколько гидрографов стока р. Баргузин в створе п. Баргузин, наглядно подтверждающие отмеченное разнообразие в распределении стока отдельных лет, при котором само понятие "характерный, типичный гидрограф" теряет смысл. Эта же специфика делает недостаточно содержательным использование осредненных значений стока по месяцам теплого периода. В связи с этим предлагается использование других характеристик. Первая характеристика – распределение даты прохождения максимального за год расхода воды (tмакс.). Вторая – середина 30-дневного периода с минимальным стоком (tмин.). Для каждого створа за каждый год наблюдений определяются значения tмакс. и tмин., по полученным рядам строятся гистограммы распределения tмакс. и tмин. в пределах теплого периода. Сравнение полученных гистограмм показало, что распределение даты tмин. имеет обратный характер к распределению tмакс. Например, для р. Баргузин максимальные годовые расходы воды в 45% проходят в течение августа, а период с минимальным 30-дневным стоком в 40% случаев наблюдается в июле. В результате анализа гистограмм tмакс. и tмин. с учетом типов питания, предложено районирование Бурятии по характеру распределения стока в теплый период года, в котором выделяются 6 районов с едиными сроками прохождения максимальных годовых расходов воды Qмакс. Продолжительности периодов прохождения Qмакс. различаются в 15-20 дней и имеют тенденцию к увеличению с севера на юг. По этому районированию бассейн р. Баргузин выделен в отдельный 42

подрайон с продолжительностью периода tмакс. – 95 дней с 15 мая по 20 августа. Опасные гидрологические процессы Опасными считаются гидрологические события, которые сопровождаются социальными, экономическими и (или) экологическими ущербами. В состав опасных процессов входят изменения экстремальных расходов и уровней воды, водоносности рек вследствие природного сочетания приходных и расходных составляющих водного баланса бассейна (участка реки, водоема) или их антропогенного изменения. Опасные повышения уровней воды часто обусловлены зажорами и заторами, подпорным взаимодействием рек, нагонами. Активизация склоновой, овражной и русловой эрозии, заиление русел рек и водохранилищ, негативное изменение гидравлического и термического режима водных объектов, их трофического статуса также относятся к числу опасных процессов, лимитирующих безопасность социальных и производственных объектов в руслах и на берегах. Опасными процессами следует считать и негативные изменения качества воды. В бассейне р. Баргузин частые паводки наносят значительный экологический и материальный ущерб населению и его хозяйственной деятельности. Исторически сложилось, что в Баргузинской котловине населенные пункты расположились вблизи источников воды и зачастую застраивались без учета особенностей природных условий (даже на пойменных участках рек). Катастрофическими паводками затапливаются до 100 тыс. га сельскохозяйственных угодий, 5 населенных пунктов, большое количество животноводческих точек, автодорог и другие коммуникации. Подвергаются воздействию практически все населенные пункты, расположенные по побережью (табл. 12), активизируется водная эрозия берегов, меняются русла рек. В частности, в 1985 г. ущерб составил около 5 млн. руб., в 1991 г. – около 13 млн. руб. 43

Наводнения являются наиболее опасными явлениями, и наблюдаются они в многоводные годы. Как мы уже отмечали, максимумы дождевых паводков значительно превышают максимумы половодий, поэтому их приняли в качестве расчетной характеристики. Максимальный сток и уровни воды р. Баргузин характеризуются по двум изученным гидрологическим створам: с. Могойто и п. Баргузин. По наиболее крупным притокам использованы материалы многолетних наблюдений водотоков с периодом наблюдения от 30 до 50 лет. Среди правобережных притоков р. Баргузин нет таких мощных, как некоторые реки, впадающие в него с левого берега. Но они оказывают крайне негативные воздействия на населенные пункты, автодороги и другие коммуникации. Особенности этих рек в период паводков заключаются в высоких скоростях течения воды, что позволяют переносить в своем потоке огромную массу влекомых наносов, включая целые стволы деревьев, валуны диаметром 0.5 м и более. Все это вместе создают завалы русел, вызывают размыв берегов, заиление сенокосов, а также Таблица 12 Максимальные расходы воды дождевых паводков (Q, м3/с) Река – пункт

Р% 1

Р% 5

Р% 10

р. Баргузин – с. Могойто

936

722

625

р. Баргузин – п. Баргузин

1070

800

673

р. Гарга – устье

810

594

440

р. Аргада – с. Аргада

660

433

406

р. Улан-Барга – мост ГСД

575

430

355

р. Суво – с. Суво

132

56

34

р. Ина – с. Ина

1790

1310

1080

р. Уро – с. Бол. Уро

137

58

36

44

разрушают дороги и коммуникации. Высокие уровни воды при паводках вызывают подтопление отдельных населенных пунктов, сельхозугодий, ферм. Особенно это относится к самой р. Баргузин, долина которой в наибольшей степени освоена в хозяйственном отношении, где при расходах воды 10% обеспеченности и выше пойма затапливается полностью, выводя из строя сенокосы. Для бассейна р. Баргузин водная эрозия представляется менее опасным явлением, чем катастрофические наводнения. Тем не менее, в ряде случаев водная эрозия может привести к плачевным результатам, если не принимать соответствующих мер. Деформационные процессы широко распространены в бассейне р. Баргузин и ее основных притоков, которые приводят к уничтожению сельхозугодий и построек, а также представляют непосредственную угрозу некоторым населенным пунктам, например, селам Улюнхан, Арзгун, Аргада и др.Деформационные процессы свободного меандрирования характеризуются следующими показателями: скорость деформации достигает 10 м/год, а на отдельных участках – до 20 и более м/год; перемещение излучин вниз по течению – до 5-7 м/год. Плановые деформации тесно связаны с высотными, характеризуемыми перемещением донных песчаных и песчаноилистых наносов. К примеру, амплитуда колебаний дна на фарватере русла р. Баргузин за период 1966-1980 гг. изменилась до 2.5 м. Отмечается, что в годы с высокой водностью к концу паводочного сезона имеет место значительная сработка дна, а буквально на следующий год на этих участках происходит накопление наносов. Широко развитые процессы размыва русел предопределяют повышенный твердый сток р. Баргузин, особенно в верхней и средней частях Баргузинской котловины, что приводит к отложению наносов, заилению русла и подъему воды при паводках. Средние скорости течения воды на р. Баргузин при прохождении паводков обеспеченностью 1-5% составляют в верхней и средней частях Баргузинской долины примерно 1.7-2.0 м/с, в нижней – немного меньше. Скорости течения паводковых вод некоторых его притоков могут составлять 3.5-4.0 м/с. 45

Одним из основных способов борьбы с водной эрозией является проведение мероприятий по берегоукреплению, особенно в местах, представляющих реальную угрозу населению, коммуникациям и сельхозугодиям. Другими мерами борьбы с паводками являются локальные одамбования поймы р. Баргузин и расчистка отдельных участков русел основных притоков. В настоящее время в пойме р. Баргузин одамбовано более 15 локальных участков. Озера Баргузинской котловины В пределах Баргузинской котловины выделяется целый ряд озерных групп. По данным гидроизученности на водосборе р. Баргузин насчитывалось 4918 больших и малых озер общей площадью 155 км2. Озерность в бассейне р. Баргузин составляет 0.7%. В горах озера преимущественно каровые, по долинам пойменные. Пойменные озера. Бассейн среднего течения р. Баргузин представлен преимущественно мелководными (0.4-2.0 м) небольшими по размерам пойменными озерами, периодически заливаемыми паводковыми водами р. Баргузин. Озера расположенные на высоких участках поймы р. Баргузин объединены в группы, Улюкчиканские (Романово, Хашаргентен, Круглое, Долгое, Лагерное), расположенные между р. Дуткит и протокой р. Баргузин и Хилганские (Тингин-Нур, Фигурное, Утиное, Междуречное). Озера указанных групп небольшие мелководные, с болотистыми берегами. Надпойменные озера представлены немногочисленными озерами, которые так же, как и пойменные мелководны и невелики по размерам, что обеспечивает их хорошую прогреваемость. Проточные водоемы, расположенные в среднем течении р. Баргузин – это Харамодонские озера: Дэбэлгэтэ и Сэлэгсэн, связанные между собой р. Токино и оз. Ключевое, через которое протекает небольшой ручеек Хадугун. Озеро Дэлбэгэтэ проточное, а Сэлэгсэн связано с р. Токино только небольшой протокой, сильно заросшей тростником, зарослями которого 46

окружено также и все озеро. Рядом с п. Баргузин расположено озеро Поляночное, куда впадают воды правого притока речки Нестериха. Оз. Джидакан образовано в устье р. Уро. Вблизи озера Байкал ниже п. Усть-Баргузин расположены озера Лебяжье, Шанталык, Духовое. Непроточные озера – это группа Сувинских озер (Большое Сувинское, Малое Сувинское, Алысунское), Булакских (Халзар, Ладуб-Нур), озеро Саган-Нур и примыкающее к нему Малое, а также оз. Хасхал (из группы Харамодонских озер). Ванны озер сформированы голоценовыми отложениями аллювиального (оз. Шанталык) и аллювиально-озерного генетических типов. По своему происхождению это озера – старицы и провалы. Площадь водного зеркала их изменяется от 0.4 до 2.75 км2. Рельеф дна озер преимущественно пологий, постепенно погружающийся к центру озера. Глубина озер колеблется от 0.6 до 4.0 м. В верховьях р. Баргузин расположены довольно крупные высокогорные озера – Амут, Малан-Зурхен, Якондыкон, БаланТамур, Чурикто и др. (Иметхенов, Нимаева, 1995). Котловина, где находятся эти озера, вытянулась с юго-запада на северовосток на 16-17 км, с юго-востока на северо-запад на 8-9 км. Абсолютная высота ее составляет 1210-1240 м. Центральные и крайние юго-западные участки котловины заболочены, а северовосточная и юго-западная ее части заняты плейстоценовыми моренными грядами высотой 1400-1470 м. Большинство описываемых озер расположено в высокогорном поясе, частично захватывая верхнюю границу леса. Их берега покрыты преимущественно лиственничным редколесьем с кедровым стлаником, ерниковыми зарослями по берегам рек и горными тундрами в сочетании с луговинами, верховыми болотами. Большинство озер в Амутской котловине практически не исследовано. Между северо-восточным склоном котловины и моренной грядой находится озеро Амут. Озеро глубокое, абсолютная отметка глубины в 70 м отмечена в восточной части. В прибрежной полосе отчетливо отмечается наличие глыбовых и песчано-гравийных наносов при незначительном содержании илистых отложений. В литоральной зоне до глубины 5 м широко развита водная растительность (рдесты, уруть и др.). 47

Характерная черта Амута – неоднородность термического режима. В летний период наблюдается непостоянство температуры (до 5-6оС) в верхних слоях воды, но в целом озеро холодное. Считается, что это самое чистое и прозрачное озеро в Амутской котловине. По своему происхождению оно является моренноподпрудным, хотя нельзя исключить роль неотектонических движений. Береговая полоса озера в основном сложена коренными породами, и лишь небольшая часть состоит из песчано-гравийных отложений. Берег Амута довольно стабилен, что свидетельствует о незначительных колебаниях уровня озера. Кое-где распространены серии микровалов высотой 0.1 м, которые образовались параллельно линии берега. Прозрачность воды различна и определяется интенсивностью водообмена и степенью развития планктона. Морено-подпрудным водоемом является бессточное озеро Малан-Зурхен. Оно образовалось на дне двух мелких впадин, которые, в свою очередь, разделены невысоким возвышением. В периоды поднятия уровня воды эта возвышенность полностью затопляется, в периоды опускания превращается в небольшой остров. Глубина озера незначительна и колеблется в пределах от 5-7 до 14 м. В Малан-Зурхене отмечаются относительно высокие температурные показатели (15-18оС). Озеро отличается значительными колебаниями уровня воды. За последние 25 лет они достигали 4 м, о чем свидетельствуют затонувшие деревья старше 22 лет в интервале высот от 1.5 до 2.5 м. Выше 2.5 м следов массовой гибели деревьев не наблюдается, здесь уже произрастают взрослые лиственницы. В 1981 г. уровень воды в озере был примерно на 1.5 м ниже, чем в 1982 г. При этом объем воды с 1956 по 1981 гг. уменьшился примерно на 9 млн. м3. (Выркин, 1988). Колебания уровня воды в Малан-Зурхене полностью зависят от количества выпадающих атмосферных осадков. В Малан-Зурхене отмечаются относительно высокие температурные показатели (15-18°С), в то время как в других озерах они достигают лишь 12-14°С. Большой интерес представляет озеро Якондыкон, расположенное между двумя моренными грядами. Озеро 48

соединяется с рекой Баргузин протокой Амут. По генезису это моренно-подпрудное озеро. В отличие от других озер Амутской котловины в Якондыконе прослеживается резкое смещение профиля дна озера к юго-западному берегу, где его глубина доходит до 15-20 м. Как и в озерах Амут и Балан-Тамур, здесь развита высшая водная растительность. Из других озер можно выделить Балан-Тамур и Чурикто, которые считаются проточными. Они являются как бы озеровидными расширениями р. Баргузин через временную протоку, минуя Балан-Тамур. По генезису они тектонические, хотя не исключается роль деятельности древних ледников. Озера мелкие, глубиной 2-3 м, ближе к юго-восточным берегам достигают глубины 10 м. Дно их усеяно множеством крупных гранитных глыб до 5 м в поперечнике. Кроме вышеперечисленных озер, в Амутской котловине имеется множество мелких озер моренного и термокарстового происхождения. Они, как правило, приурочены к осевым частям конечно-морских гряд, имеющих холмисто-западинный рельеф. Ихтиофауна озер по своему видовому составу не очень разнообразна. В оз. Амут встречаются хариус, ленок, налим , речной гольян; в оз. Чурикто – хариус, ленок, таймень, налим и речной гольян; в оз. Балан-Тамур – ленок, хариус, таймень, налим и речной гольян. Кроме них, отмечена амурская шиповка – всего 6 видов. Содовые озера в Баргузинской долине разнообразны по происхождению и морфологии ванн, гидрохимическому и гидрологическому режиму. Многие из них имеют повышенную минерализацию, и на некоторых озерах наблюдается садка солей или образование гуджира (гуджир – высолы солей образующихся на берегах или на дне высохшего озера). По типу питания в низовьях и среднем течении р. Баргузин располагаются озера мезотрофного, реже евтрофного типа. По левому берегу р. Баргузин располагаются солоноватые и соленые озера, и, как правило, не имеющие поверхностного стока. Минерализация воды этих водоемов может достигать до 250-300 мг/дм3, и подвержена сезонным и многолетним колебаниям. В 49

засушливые годы некоторые наиболее мелкие соленые озера пересыхают (Дзюба и др., 1999). В химическом составе воды содовых озер Баргузинской котловины преобладающими катионами являются ионы натрия. Как правило, их содержание составляет больше половины общего количества катионов в воде озер, а в некоторых случаях достигает 90-99 экв.%. Присутствует натрий обычно в виде солей сульфата, хлорида, карбоната и гидрокарбоната. Второе место в катионном составе слабоминерализованных озер после натрия занимают магний и кальций. По мере повышения минерализации воды содержание кальция в ней понижается. В воде озер сульфатного типа магний присутствует в большем количестве, чем кальций (Озера баргузинской долины, 1986). Озера аридной зоны формируются в условиях концентрирования солей за счет процессов испарения, нередко богаты бромом, бором, фтором, литием, ураном и другими элементами. Содержание этих компонентов достигает сотен миллиграмм на литр, иногда целых граммов на литр, что позволяет добывать их. В условиях теплого сухого климата сочетание частичного задержания кальция на водосборах, его осаждения в самих озерах и интенсивных продукционных процессов приводит к формированию содовых озер и гидрокарбонатно-магниевых озер евтрофного и дистрофного типов. Главная климатическая черта лесостепной и степной зон – превышение испарения над осадками, поэтому в формировании химического состава вод начинают играть роль испарительная концентрация элементов в озерах и осаждение труднорастворимых солей кальция (Озера баргузинской долины, 1986; Дзюба и др., 1999). В пойме и надпойменных террасах среднего и нижнего течения реки Баргузина располагаются четыре группы минеральных озер, которые представляют значительный интерес для лечебных целей. Первая, самая верхняя, группа озер находится на Харамодунской низменности. 15 озер этой группы по химическому составу воды относятся к карбонатному типу, с 50

очень малым содержанием сульфатов и хлоридов. 3 Минерализация воды – от 2.91 до 7.08 г/дм . Вторая группа (Усть-Аргадинская) озер расположена в устьевой части реки Аргада (левый приток Баргузина). Три озера относят к минеральным – Нухэ-Нур Восточное, Нухэ-Нур Западное и Саган-Нур. Вода этих озер соленая и солоноватая, минерализация до 6.3 г/дм3. В химическом составе преобладают карбонаты. Озеро Нухэ-Нур (площадью около 2-2.5 км2) располагается в надпойменном понижении на степном участке долины, по правому берегу реки Баргузин. Поверхностного стока в Баргузин не имеет. Озеро состоит из двух водоемов, соединенных проливом шириной от 5 до 35 м, имеет форму асимметричной восьмерки вытянутой с севера на юг. Дно твердое и представлено мелкодисперсным илом, равномерно распределенным по всему озеру. В южном водоеме, в середине имеется яма, глубина которой не установлена. В яме на глубине 1.5 м скапливается хлопьевидная темно-коричневая взвесь, под нею твердое дно не определяется (утопает 10 метровый шест). Средняя глубина озера вне ямы составляет 0.6 м. Берега южного водоема имеют крутой подъем на 3-4 м и сложены песком и глиной, берег северного водоема плавно переходит в засоленный луг. Береговая почва покрыта в отдельные сезоны выцветами солей. Водно-солевое питание озеро получает за счет атмосферных осадков. Температура воды достигает 29оС, рН – 9.8. Максимальные значения pH соответствующая 10.6 была отмечена летом, минимальные значения pH – 7.1 зимой, в срединных слоях льда. В воде озера содержание карбонатов не превышает 3.9 г/дм3, гидрокарбонатов – 4.7 г/дм3, значительно меньше содержание сульфатов (0.57 г/дм3) и хлоридов (0.14 г/дм3). В отличие от соседних озер Нухэ-Нур густо (до 400 шт/л) заселено ветвистоусыми рачками, имеются личинки стрекоз и комаров. Рыба не обнаружена. Известно, что данное озеро возникло после землетрясения вместе с озером Саган-Нур -содовым озером, площадью свыше 8 км2. Имеется предположение, что эти озера соединяются грунтовыми водами. 51

Третья группа – Алгинская (Сувинская) состоит из 17 озер, расположенных в болотистой местности вблизи села Суво и деревни Алга. Рапа этих озер содержит до 316.0 г/кг солей. На четырех из этих озер (Гуджирганское, Большая Лешадь, Оброчная Лещадь и Турпанье) до 1932 г. производилась добыча мирабилита для стекольной промышленности. В настоящее время рассолы этих озер используются местным населением для лечения различных заболеваний. Четвертая (Кокуйская) группа содовых озер лежит в 1-3 км от д. Кокуй, напротив районного центра с. Баргузин. В засушливые годы озера пересыхают, покрываются слоем гуджира 5-7 см. По химическому составу воды Кокуйских озер являются карбонатными, с минерализацией 2.0-18.0 г/дм3. Площадь озер от 1 до 3 га, глубина 0.2-0.4 м. Алгинские озера – сульфатно кальциево-натриевые по своему составу. Площадь их распространения приурочена к одноименной впадине неогенового возраста, отделенной от основной Баргузинской впадины продолжением Алгинского отрога Икатского хребта. В настоящее время происходит тектоническое опускание фундамента впадины, разбитого на мелкие блоки, о чем свидетельствуют рисунок рельефа, конфигурация, расположение озер и наличие болот. Алгинское Большое озеро находится в 3 км севернее с. Алга, у восточного склона горы Кладовой. Площадь озера составляет 108.4 га, глубина достигает 1.5 м. Температура воды в летний период около 21оС, рН – 9.6. Вода сульфатно-гидрокарбонатная натриевая. Минерализация 45-50 г/дм3. В юго-восточной части озеро соединено проливом с Малым Алгинским озером. Берега озера открытые. С юго-запада к озеру вплотную примыкают болота, в которых берут начало ключи, обеспечивающие устойчивый приток воды в озеро. На севере и северо-западе болота отделены от озера песчаными увалами, возвышающими Таблица 13 Химический состав вод некоторых соленых и содовых озер Баргузинской котловины (г/дм3) Озеро

К+

Na+

Mg2+ Са2+ 52

Cl-

SO42-

СО32- НСО3-

Бормашовое

0.06

0.4

0.003 0.03

0.08

0.04

0.09

0.82

Кокуйское

0.06

6.5

0.05

0.05

0.92

0.68

4.86

5.38

0.02

0.17

0.06

25.69

3.00

3.05

103.2 0.03 0.008 14.35 185.38

5.22

6.59

Алгинское Большое Оборочная Лещадь Большая Лещадь Нухэ-Нур Гуджирганское Саган-Нур Харамодунское

15.70 2.17

10.34

-

-

6.03

9.92

1.68

1.03

5.09

0.02

0.05

0.14

0.58

3.9

4.76

0.42

35.4

0.05

-

5.57

58.31

3.19

4.72

0.43

2.1

-

-

0.53

0.46

1.24

1.78

0.09

0.07

0.48

0.15

0.51

3.81

1.97

на 2-3 м над уровнем воды. Дно озера в северо-западной его части устлано песком и только в западной его части имеются небольшие отложения ила, мощностью 0.5 м. Вода солоноватая. Алгинское малое озеро отделено от оз. Большого Алгинского перемычкой. Высота перемычки до 1 м и ширина 70-80 м. Площадь озера 2.9 га. Вода сульфатно-натриевая Окружающая местность во время дождей превращается в болото, а в засушливое время покрывается выцветами солей. Режим озера неустойчив. В засушливое время оно обычно пересыхает и, лишь, в южной его части остаются две лагуны, наполненные высокоминерализованной рапой, а дно пересыхающей части водоема обычно покрывается слоем рыхлой новосадки мирабилита, который с поверхности обезвоживается и сдувается ветром. Под слоем рыхлой новосадки залегает слой ила и перемешанный песок с кристаллами мирабилита. В дождливое время количество воды в озере сильно увеличивается. Алгинские озера, окружающие их болота и заболоченные земли, источники представляют единый термальные гидроминеральный комплекс общей площадью около 15 км2. Формирование сульфатного натриевого состава солоноватых и рапных озер обусловлено сочетанием трех факторов – 53

тектонических условий впадины, климата и состава термальных вод. На юго-западе этот комплекс ограничен Алгинским отрогом, на юге – подножием Икатского хребта. Сток горной реки Алги на предгорной равнине поглощается рыхлыми отложениями и переходит в подземный, питающий болота. Бабье озеро – горько-соленое, грязевое, состав воды карбонатно-хлоридного типа, находится около Баргузинского озера. Баргузинское озеро – горько-соленое, грязевое, вода карбонатного типа, находится в 3 км от п. Баргузина, располагается на береговой полосе Большого Алгинского озера, входит в группу Алгинских озер. Большая Лещадь – карбонатное озеро, входит в группу алгинских озер и находится севернее оз. Оборочная Лещадь. Берег покрыт выцветами солей и местами пророс камышом. Берега озера низкие, сложены песком и глиной, в южной части они сливаются с заболоченным участком. Режим озера Большая Лещадь неустойчив. В засушливое время оно обычно пересыхает и только в северной и в южной частях озера остается несколько лагун, заполненной концентрированной рапой. Во влажные периоды года озеро наполняется водой. При высыхании ил, выстилающий озерную котловину, покрывается слоем мирабилита толщиной в 10-20 см. Последний выветривается и разносится ветром. Под слоем ила содержится значительное количество песка с кристаллами мирабилита. Пласт рыхлого мирабилита залегающий в верхней части постепенно переходит мирабилита вниз в плотный мирабилит-стеклец. Пласты распространены почти по всей современной озерной котловине и выклинивается он лишь на севере за ее пределами. Мощность пласта 1.5-2.5 м. Быстринское озеро (53о31/ с. ш. 109о25/ в. д.) – термальное озеро в 19-21 км от п. Баргузина Гуджирганское озеро входит в группу алгинских озер. рН – 8.75. Харамодунские озера – группа из пятнадцати больших и малых озер. Площадь озер составляет 0.5-2 га, глубина 0.15-0.32 м. Они расположены на правой стороне реки Аргады в 54

Курумканском районе, вблизи с. Могойто. Местность, окружающая озера, представляет собой заболоченную низменность, называемую Харамодунской. Озера лежат в котловине между Большим и Малым Куйтунами. Все эти озера в результате эрозийно – эоловых процессов быстро меняют свои очертания и многие из них иногда исчезают совсем или возникают новые. Халзар большой и Халзар малый – рапные карбонатные озера недалеко от п. Могойто. Площадь 20-34 га, глубина 4-4.5 м. Тунгутуй – горько-соленое озеро в 3 км от Баргузина, Располагается недалеко от п. Алгинское, на береговой полосе Большого Алгинского озера. Урумское – горько-соленое озеро, находится в 3 км от п. Баргузина. Видовой состав зоопланктона озер Балан-Тамур, Чурикто и Безымянное насчитывает 52 таксона: 4 вида Calanoida, 9 – Cyclopinae, 25 – Cladocera, 14 – Rotifera (Буянтуев и др. 1997). Микробиологические исследования были проведены в озерах Хара-Модон, Малое Алгинское и Нухэ-Нур в июне 1998 г. Данные озера характеризуются высокими значениями рН (от 9.05 до 10.34) и высокой степенью минерализации до 5 г/дм3. В этих экстремальных условиях в озерах развиваются галоалколофильные прокариоты, численность которых составляет 10-100000 кл/мл. Наиболее распространены аэробные протеолитики и амилолитики, потребляющие белок и крахмал, содержащиеся в водной толще в присутствии растворенного кислорода. Их численность составляет 10000-100000 кл/мл. Количество анаэробных видов этих бактерий достигает 10010000 кл/мл.

Минеральные источники Баргузинской котловины

55

Баргузинская котловина богата минеральными источниками, которые известны далеко за пределами Бурятии (Минеральные воды…, 1962). Воды гидротерм Баргузинской котловины являются типичным примером азотных термальных вод. К щелочным азотным термальным водам относятся азотные термальные воды массивов гранитоидных и вообще кристаллических пород (Крайнов и др., 2004). Азотные термальные воды широко распространены в мире. Большие области Центральной Азии, Индии, Восточной Сибири, Восточной Африки, Южной Африки, Южной Америки, запада США, Европы, западные и восточные районы Исландии (кроме центральных) относятся к провинции щелочных азотных термальных вод. Геохимический облик этих вод определяется процессами гидролитического разложения силикатов и потерей кислорода на окислительные процессы, вследствие чего в их газовом составе начинает преобладать азот и происходит частичное восстановление сульфатов с образованием гидросульфидных ионов (Крайча, 1980). Горячие источники котловины относятся к Байкальской области азотных терм (Голубев, 1982). Они, как правило, газируют азотом, некоторые содержат сероводород, который находится в связанном состоянии. Многие источники характеризуются как акратотермальные, пресные горячие воды с температурой выше 41оС. Минеральные источники Баргузинской котловины очень целебны, они излечивают заболевания суставов, периферической нервной системы, гинекологические, кожные и некоторые другие заболевания (Буслов, 1990). Места выходов термальных источников по географическому расположению привязаны к отрогам Икатского и Баргузинского хребтов, а также побережью озера Байкал. По температурному режиму источники подразделяются на четыре группы: 1. Холодные, с температурой воды ниже 20оС; к ним относятся Серин-аршан, Пинесярикта, Тазинский, Бухсехен, Барагхан, Хукшольский и др.

56

2. Субтермальные, с температурой 20-36оС – Алгинский, Толстихинский, Инский, Улюнханский, Мегдылконский, Кулиные болота. 3. Термальные, с температурой 37-41оС – Болотный, Нечаевский и др. 4. Гипертермальные, с температурой выше 41оС – Умхэй, Змеиный, Сеюя, Гусихинский, Кучигер, Быстринский, Уро, Гарга, Алла. Три последних имеют температуру 74-79оС. По минеральному составу воды горячих источников Баргузинской котловины являются пресными, с очень низкой минерализацией. Большинство из них щелочные, с рН воды от 8.5 до 10.0, преимущественно сульфатные, реже сульфатногидрокарбонатные или гидрокарбонатные. В воде большинства источников преобладает катион натрия, лишь в источниках Алгинском и Инском состав воды кальциево-натриевый. Характерно для этих вод высокое содержание кремниевой кислоты (40-120 мг/дм3), оказывающей на организм человека определенное 57

целебное действие. Типизация некоторых источников представлены в табл. 14. По газовому составу большинство источников относятся к азотным термам, содержание азота составляет почти 100%. По анионному составу выделяются два типа вод: - чисто сульфатные, или хлористо-сульфатные (Гарга, Алгинский, Инский источники); - гидрокарбонатные, или сульфатно-гидрокарбонатные (Кучегер, Умхэй, Быстринский, Сеюя и некоторые выходы Аллинских источников). Температура воды на выходах гидротерм Баргузинской долины достигает 72-74ºС, минерализация не превышает 1 г/дм3, рН до 10, состав гидрокарбонатн0-натриевый, сульфатнонатриевый с довольно высоким содержанием кремния (до 100 мг/дм3). Гидрохимические данные свидетельствуют об инфильтрационном происхождении гидротерм Баргузинской котловины (Борисенко и др., 1976; Крайнов, Швец, 1980). 58

Гидротермы формируются в восстановительной обстановке вне зависимости от влияния магматических процессов, что отличает гидротермы региона от гидротерм областей активного вулканизма (Голубев, 1982). Даже по данным тех авторов, которые допускают существование в гидротермах Баргузинской котловины магматогенных вод, доля последних не превышает нескольких процентов (Ломоносов, 1974). Состав. Методом компьютерного моделирования систем горная порода – вода - газы установлено, что состав природных вод формируется под действием четырех основных физикохимических факторов: отношения реагирующих масс породы и воды, парциального давления СО2, состава пород (особенно содержания в породе извлекаемого хлора и органических веществ, температуры (давления) существования. Гидрогеологические, гидродинамические, физикогеографические и другие факторы проявляют свое действие через указанные факторы (Рыженков, Крайнов, 2004). В катионном составе азотных термальных вод доминирует натрий, более активно чем кальций переходящий в воду при гидролитическом разложении силикатов при повышенной температуре (Крайнов, Швец, 1980). В анионном составе, как правило, доминирует сульфат. В составе термальных вод также обнаружено высокое содержание гидрокарбонатных ионов, что объясняется реакцией нейтрализации углекислым газом гидроксидной группы, образующейся при гидролизе силикатов (Ломоносов, 1974; Замана, 2000). При рН выше 9 и повышении температуры растворимость и диссоциация на ионы ортокремниевой кислоты резко возрастает (Посохов, 1975; Крайнов, Швец, 1980). Поэтому щелочные термальные воды содержат высокие содержания кремния (до 180 мг/дм3 SiO2). Накоплению в гидротермах кремния способствует также высокие давления, при которых уменьшается устойчивость силикатов, и повышенное содержание в растворах солей натрия, способствующее повышению растворимости кремнезема. Судя по максимальной растворимости аморфного кремнезема в щелочных условиях (300-1000 мг/дм3), исследованые гидротермы Баргузинской котловины 59

недонасыщены кремнием. Об этом же свидетельствует и отсутствие в районе выхода гидротерм значительных отложений кремнезема (Ломоносов, 1974). Химический состав представлен в табл. 15-17. В щелочных термальных водах обнаруживаются также относительно высокие концентрации фтора, селена, вольфрама, молибдена, германия, бора. Возрастание их концентраций обусловлено общими свойствами анионогенных элементов. Натриевые соли образующихся при этом анионов хорошо растворимы и могут накапливаться в значительных концентрациях (Крайнов, Швец, 1980). Таблица 14 Типизация вод некоторых источников и озер Баргузинской котловины Источник Сеюя

Формула Курлова H2S0.03M0.23 SO4 28 HCO3 20 рН 9.7 t 49оC ( Na + K )75

Алла, выход 1

H2S0.04M0.33 SO 4 37 HCO 3 30 рН 9.7 t 66оC

Алла, выход 2

H2S0.01M0.64

HCO 3 75 ( Na + K ) 76

рН 8.7 t 47оC

Кучигер

H2S0.03 M0.37

SO 4 46

рН 9.7 t 470С

Умхэй

H2S0.031M0.36 SO439CO327 рН 9.0 t 48оC

( Na + K ) 79

( Na + K ) 89 Na90

Буксехен

M0.20 НСО3 74 SO4 16 Cl10 рН 7.1 t 7оC Ca 50( Na + K )34 Mg16

рН 9.8 t 29оС

Нухэ-Нур

H2S 0.001М5.7 SO4 46

Алга

H2S 0.032М47 SO4 354HCO333 рН9.6 t 21оС

( Na + K )89 ( Na+ K )99

60

Тип воды Сульфатногидрокарбонат ная натриевая СульфатноГидрокарбонат ная натриевая Гидрокарбонат нонатриевая Сульфатнонатриевая

Сульфатнокарбонатная натриевая Гидрокарбонат ная кальциевая Сульфатнонатриевая Сульфатногидрокарбонат ная

натриевая

Таблица 15 Химический состав некоторых источников Баргузинской котловины (мг/дм3) Источники

Ca2+

Mg

Na+ + К+

Cl-

SO42-

HCO3

CO3

S2-

Сеюя

4.0-10.0

7.3

4.0-32.1

Кучигер

6.0-8.0

Умхэй

8.0-15.0

2.49.7 2.419.5 -

Буксехен

13.6

2.6

8.615.5 12.018.9 7.114.2 14.216.0 5.0

46.566.5 44.386.4 75.3126.3 67.084.8 10.0

36.643.9 72.0 378.2 24.453.7 64.6130.5 61.0

43.2

Алла

62.683.3 68.5144.9 46.5117.1 86.4155.0 10.6

2.711.9 14.241.5 2.032.0 30.031.0 -

2+

-

2-

24.042.0 38.460.0 36.0 0

Таблица 16 Содержание железа в некоторых термальных источниках и содовых озерах Концентрация, мг/дм3 0.0010-0.0026 0.0091 0.0023 0.0006

Источник, озеро Сеюя Кучигер Оз. Нухэ-Нур Оз. Aлга

Таблица 17 Содержание кремния в воде некоторых гидротермах Концентрация, мкг/дм3 55-120 92-105 80-150 86

Источник (вода) Алла левый берег Алла правый берег Кучигер Умхэй

Щелочность. Щелочные термальные воды содержат сильные катионогенные элементы (Na+, K+) и анионы слабых кислот 61

(HCO3-, CO32-, H3SiO4- и др.). Гидролиз этих анионов сопровождается разложением воды и образование ионов ОН-. При химическом анализе вод обычно предполагается, что щелочность обуславливается ионами карбонатной системы (CO32- + H2O > HCO3- + OH-, HCO3- + H2O > H2CO3 + OH-), но это не совсем верно для щелочных термальных вод. В азотных термальных водах щелочность в основном связана с силикатными ионами, в сульфидных термальных водах щелочность обуславливается присутствием боратов и карбонатов (Крайнов и др., 2004). Влияние щелочных условий на миграцию элементов. В щелочных водах более активно мигрируют анионогенные элементы (S, Ge, Sn, Sb, As, V, Mo, Se, U, F, B, Si и т.д.), тогда как катионогенные элементы (Ba, Cu, Zn, Fe2+, Mn2+, Ni2+ и др.) в щелочных условиях часто образуют слаборастворимые соединения (Перельман, 1972). Тем не менее, щелочные воды нельзя считать запретными для миграции катионогенных элементов, так как они могут мигрировать в виде комлексов с анионами этих вод (хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные и др. комплексы). Также миграция элементов может происходить в виде гидросульфидных комплексных соединений в сероводородсодержащих водах или в видекомплексных соединений с органическим веществом. (Шпейзер и др., 1999; Ehrlih, 1981). Влияние щелочных условий на переменновалентные элементы. Термальные воды содержат большое число элементов с переменной валентностью, которые могут служить донорами или акцепторами электронов для микроорганизмов. Из уравнения Нернста следует, что увеличение рН среды приводит к уменьшению окислительно-восстановительного потенциала, при котором происходит окисление соединений какого-либо элемента. Поэтому в щелочных водах окисление происходит легче и энергичнее, чем в кислых. Например, двухвалентное железо очень легко окисляется в трехвалентную форму в щелочных водах (Е0 < -100 мВ), но очень трудно в кислых (Е0 +771 мВ). То же верно и для многих других элементов (Крайнов, Швец, 1980). Прогнозирование поведения элементов при 62

различном рН может быть сделано на основании Eh-pH диаграмм (Garrels, Christ, 1965). Соответствие термодинамическим данным является необходимым условием любой гипотезы, относящейся к круговоротам элементов с переменной валентностью (Заварзин, 1997). Серные соединения в щелочных условиях. Среди переменновалентных элементов сера играет важнейшую роль, как в определении геохимического облика термальных вод, так и в функционировании микробного сообщества гидротерм. Щелочные условия оказывают большое влияние на восстановленные соединения серы. При рН выше 7.7-8.5 доминирует гидросульфид-ион (HS-), а не сероводород. Гидросульфид более устойчив к окислению, чем недиссоциированный сероводород. Кроме того, гидросульфид менее токсичен для клетки, так как анион сульфида с трудом проникает сквозь клеточную мембрану. Молекулярная сера слабо устойчива при рН выше 8. В присутствии гидросульфидиона элементная сера образует полисульфид (Schauder, Muller, 1993). Тиосульфат устойчив при рН выше 4-5, при более низких значениях тиосульфат быстро разрушается до серы и бисульфита, либо диоксида серы, элементной серы и политионатов. В щелочных условиях политионаты разрушаются с образованием тиосульфата, либо сульфита, сульфата и элементной серы (Roy, Trudinger, 1970). При температурах выше 80ºС сера диспропорционирует на гидросульфид и тиосульфат согласно реакции 8S + 8OH- > 2S2O32- + 4HS- + 2H2O (Roy, Trudinger, 1970; Belkin et al., 1985). Абиогенная сероредукция сильно зависит от рН среды. Повышение рН на 1 единицу приводит к 10-60 кратному увеличению продукции сульфида (опыт проводился в диапазоне рН от 5.5 до 8.0 при температуре 98ºС) (Belkin et al., 1985). Микроэлементный и изотопный состав минеральных источников Обогащение терм микрокомпонентами происходит за счет процессов выщелачивания горных пород с нормальным 63

(кларковым) содержанием элементов или выщелачивания вторичных скоплений минералов с повышенными концентрациями. Следствием этого является образование специфических разновидностей азотных терм или внесения в воды тех или иных компонентов из магматических или вулканических очагов (для азотных терм маловероятно) (Барабанов, Дислер, 1968). На миграцию элементов и концентрирование их в растворе оказывают влияние внутренние и внешние факторы. Внутренние факторы определяются физикохимическими особенностями элементов, а внешние – условиями среды, в которых происходит миграция. На основании значений потенциалов ионизации и электроотрицательности, которые оказывают определяющее влияние на формы нахождения в растворе, все химические элементы разделены на 3 группы (Крайнов, 1973). В эту группу, из определенных нами с достаточной точностью микроэлементов, входят Li, Rb, Cs, Sr, Ba. Во вторую группу входят элементы, гидролизующиеся в водных растворах при pH менее 7 с образованием малорастворимых гидроокисей и в определенных гидрогеохимических условиях могут быть элементами комплексообразователями. Для большинства элементов комплексообразование увеличивает pH гидролиза. Растворимость комплексных соединений обычно значительна, что существенно расширяет диапазон водной миграции элементов. Из определенных нами микроэлементов входят Al, Sc, Ti, РЗЭ, Ni, Cu, Pb, Co, Cd. В третью группу входят анионогенные элементы. Из рассматриваемых нами элементов в эту группу входят W, Mo, Cr, Mn, U. Первая группа элементов в природных водах встречаются в виде простых или гидратированных катионов. Растворимость соединений значительна, поэтому подземные воды всегда далеки от насыщения щелочными и щелочноземельными элементами. Значительная растворимость природных соединений этих элементов приводит к способности концентрироваться в водах при увеличении их минерализации. 64

Азотные термальные воды характеризуются повышенными содержаниями элементов первой группой и их концентрация в термах связано с их нахождением в горных породах. Содержание элементов в минеральных источниках определяется в первую очередь степенью взаимодействия воды с горной породой – интенсивностью водообмена и влиянием температуры. При повышении температуры растут не только абсолютные содержания элементов, но и меняется их соотношение в водах. Возможно, это связано также с тем, что цезий и рубидий интенсивно выводятся из раствора за счет сорбции по ионообменному механизму. Распределение в источниках в зависимости от температуры имеет однотипный характер. Высокотемпературные воды имеют относительно высокие содержания щелочных и щелочноземельных элементов. Особенно это заметно для концентрации рубидия, но не ясна природа относительно высоких содержаний в низкотемпературных источниках. Возможно, обогащение этих вод связано с относительно замедленными условиями фильтрации вод или более интенсивным охлаждением в приповерхностных условиях. Аномальными концентрациями при относительно низких температурах выделяются Алгинский и Инский источники. Для всех щелочных и щелочноземельных элементов в исследованных термах прослеживается зависимость их содержания от общей минерализации вод, значительных потерь при взаимодействии раствора с горной породой не происходит. И содержания элементов находятся в корреляционной зависимости друг с другом – они ведут себя одинаково – существенных различий в поведении Li и Rb, Cs не наблюдается. В абсолютном выражении наиболее высокие содержания лития характерны для источника Гарга, они превышают предельно допустимые концентрации вод питьевого назначения в 40 раз. Воды этого источника обогащены литием “аномально” и резко выделяются из общего распределения. В источнике Сеюя обнаруживается относительное содержание рубидия. Такие “аномальные” содержания в источниках, вероятно, наследуют их концентрации элементов во вмещающих породах. 65

Можно заключить, что обогащение вод щелочными и щелочноземельными элементами, в основном, обусловлено воздействием двух факторов – временем взаимодействия воды с горной породой и воздействием температуры. Степень воздействия этих факторов на обогащение вод источников в различных частях впадины разная, но они в какой-то мере связаны друг с другом. Там, где наблюдается повышенный тепловой поток, обнаруживается и более интенсивный водообмен. Так как растворение кремния непосредственно зависит от воздействия температуры, мы попытались вычленить воздействие температуры на формирование микроэлементного состава путем нормирования содержаний редких щелочей по кремнию. Этот показатель, на наш взгляд, характеризует степень взаимодействия воды с горной породой. По значению этих отношений резко выделяются источники, расположенные в отрогах Икатского хребта – Гусихинский, Алгинский, Инский и Гарга, а также Давшинский источник на побережье озера Байкал. Стронций имеет высокую миграционную способность, легко выщелачивается из горных пород, что подтверждается максимальными среди микроэлементов концентрациями в термах. Наиболее высокие содержания стронция и бария обнаруживаются в гидротермах, которые формируются в пределах Икатского хребта. Наиболее высокими концентрациями этих элементов характеризуется источник Гарга. С увеличением минерализации вод (более 1 г/дм3) стронций может образовывать комплексные соединения, вероятнее всего образование комплексов с сульфатом, зависимость от содержания сульфата имеет экспоненциальный характер. Содержание стронция и бария в термах показана на рис. 4. По этому показателю выделяются источники, разгружающиеся в отрогах Икатского хребта. Необходимо отметить, что по этому параметру Гарга уступает Инскому источнику. По отношению кальция к стронцию может характеризовать насыщение вод относительно карбоната кальция. Известно, что в пределах источников Гарга и Алла идет отложение углекислых минеральных солей, что указывает о достижении равновесия 66

относительно карбоната кальция, хотя образование травертинов на этих источниках может быть связано с деятельностью микроорганизмов (Плюснин и др., 2000). Но, тем не менее, более высокие значения отношения могут указывать о ненасыщенности вод по карбонату кальция. Возможно, содержание кальция в растворе этих источников контролируется равновесием не с карбонатом, а сульфатом кальция. По этому показателю выделяются Змеиный, Горячинский, Алгинский и Инский источники. У бария химическая активность намного ниже, чем у стронция. Поэтому, несмотря на то, что распространенность элементов во вмещающих породах одного порядка, содержание бария в водах намного ниже. При возрастании минерализации терм

67

концентрация, мкг/л

Sr 2500 2000 1500 1000 500 0

й а й й ий ий ий ий ки ий от ий ий ий ск ки ск ск ск ны ол ск ск ск ск нс с р н н и й н й и н н ин Б и е и е е и х и г г ч ю И г х м ш л е р е в си З чи ря С Ал Ал Га Ум ны Гу Ку Да Го ли Ку

Ba 40 концентрация, мкг/л

35 30 25 20 15 10 5 И нс ки Га й рг ин ск ий С ею йс ки А й лл ин с к Ку ий чи ге рс ки й Ум хе йс ки й Зм Ку еи ли ны ны й е Б ол о Д та ав ш ин ск ий

Го ря ч

ин ск Гу ий си хи нс ки й А лг ин ск ий

0

Рис. 4. Содержание стронция и бария в гидротермах

наблюдается значительный разброс его содержаний, связанный с плохой растворимостью его солей. Единственное хорошо растворимое соединение барий образует с ионом хлора, а в водах исследованного котловины содержание хлора невысокое. Можно предположить, что в пределах Икатского хребта, находятся источники термальных вод с наиболее длительной историей формирования химического состава, здесь наблюдается наиболее глубокое взаимодействие в системе вода-порода. Изотопный состав стронция показывает, что, несмотря на то, что источники разгружаются в поле распространения гранитов, отношение изотопов стронция в воде источников составляет 68

0.70573-0.70812. Тогда как, для термальных вод, связанных с гранитами, эта величина чаще всего больше 0.710. В озере Байкале это отношение близко значению в мировом океане и составляет 0.70881, в атмосферных осадках региона – 0.7088 (Основы…, 1983). В основной массе изотопный состав стронция обнаруженный в термах отражает изотопный состав гранитов Баргузинской котловины, за исключением двух источников – Горячинского и Гусихинского. Низкое значение отношения изотопов стронция может быть связано с подтоком вод контактирующих с породами, имеющими мантийное происхождение (Пиннекер, Писарский и др., 1995). Таким образом, низкие значения изотопов стронция указывают или на взаимодействие вод с породами глубинного происхождения, или проникновением вод на наиболее значительную глубину. В любом случае, в составе вод Горячинского и Гусихинского источников отражается информация о геохимическом составе наиболее глубинных слоев этой территории. Вторая группа элементов. Содержание скандия в водах источников изменяются в довольно узком интервале значений – от 4 до 11 мкг/дм3. Скандий подвержен гидролизу и, если бы не комплексообразование, его содержание было бы еще меньше. Соли скандия подвержены гидратации, причем гидратация сульфатов скандия происходит быстрее, чем хлоридов. Гидролиз может начаться даже в кислой среде при pH - 4. В результате гидратации образуются его гидроокислы, которые выпадают в осадок. Как правило, с ростом минерализации возрастает и pH, поэтому в минерализованных водах концентрация скандия падает. Как видно из приведенных графиков (рис. 5) наблюдается отрицательная корреляционная зависимость содержания скандия от минерализации растворов и содержания сульфата. Наиболее высокие содержания скандия характерны для Змеиного, Кулиные Болота и Аллинского источников. Вероятно, обогащение гидротерм скандием происходит на ранней стадии взаимодействия воды с горной породой, по мере увеличения времени взаимодействия воды с породой и накопления солей он 69

удаляется из раствора. На основании этого можно предполагать, что вода названных источников имеет из всех рассматриваемых терм

12

Sc,мкг/л

10 8 6 4 2 0 0

200

400

600

800

1000

1200

м инерализация, м г/л

12

Sc, мкг/л

10 8 6 4 2 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

SO4, м г/л

Рис. 5. Зависимость содержания скандия от общей минерализации и содержания сульфат-иона.

наименьший возраст, меньше времени взаимодействовала с горными породами. Алюминий и титан, также как и скандий являются типичными элементами-гидролизатами, их pH гидролиза меньше 2. Эти элементы устойчивы в кислых растворах и, если бы не комплексообразование, то, практически, не должны были бы мигрировать в азотных гидротермах. Но наблюдаются довольно высокие концентрации и значительную дисперсию этих 70

элементов в исследованных источниках. Наиболее высокие содержания алюминия, в основном, характерны для терм формирующихся в пределах участков с наиболее интенсивным тепловым потоком – источников Кучигер, Алла, Кулинные болота. Для этих терм характерен и интенсивный вынос кремнезема, что позволяет предполагать их совместное поступление при взаимодействии воды с алюмосиликатами, которое интенсифицируется под воздействием температуры. Наиболее высокими содержаниями титана характеризуются воды Кучигер и Алгинского источников. Возможно, высокая концентрация в этих источниках связана с образованием органоминеральных комплексных соединений, поскольку разгрузка этих источников происходит через довольно значительный по мощности горизонт рыхлых отложений, в заболоченной местности. Известно, что при обогащении воды органическим веществом способность к миграции титана возрастает в десятки раз (Плюснн и др., 2000). Цинк, свинец и кадмий имеют одну геохимическую историю своего поступления в термальные растворы, которая тесно связана, на наш взгляд, с разложением сульфидных минералов. На рис. 6 представлены гистограмма и график взаимоотношений этих элементов в исследованных термах. Видно, что наблюдается некоторая корреляционная зависимость между концентрациями этих элементов, за исключением свинца в Сеюйском источнике, где его содержание может быть связано с техногенным воздействием, так как источник образует на поверхности пруд. Корреляция цинка и кадмия связана с их возможным совместным присутствием в сфалерите. Наиболее высокие концентрации всех трех элементов зафиксированы в Гусихинском источнике, где изотопные отношениями серы наиболее близки эндогенным сульфидам. Медь в природных водах при pH более 7.5 мигрирует в виде нейтрального гидроксокомплекса Cu(OH)2. Относительно повышенные концентрации меди обнаружены в источниках Инский, Горячинский, Гарга, Кучигер, Кулиные болота, Гусихинский. Вероятно, определяющее влияние на ее 71

концентрирование в растворе оказывает время взаимодействия воды с горной породой. Никель и кобальт относительно в высоких концентрациях обнаруживаются в Гарга и Алгинском источниках. На растворение никеля, также влияет, вероятно, и градиент теплового поля, так 350 300 250 200

ZN

150

PB

100 50

Го ря ч

ин ск Гу ий си хи нс ки А й лг ин ск ий И нс ки Га й рг ин ск ий С ею йс к А ий лл ин ск Ку и чи й ге рс к и Ум й хе йс ки й Зм Ку еи ли ны ны й е Б ол Д от ав а ш ин ск ий

0

1,6 1,4

Cd, мкг/л

1,2 1 y = 0,0055x + 0,1444 0,8

2

R = 0,2741

0,6 0,4 0,2 0 0

20

40

60

80

100

120

140

Zn, м кг/л

Рис. 6. Гистограмма распределения цинка, свинца и диаграмма рассеяния между цинком и кадмием в гидротермах Баргузинской котловины.

как относительно высокие концентрации характерны и для источника Алла. 72

Редкоземельные элементы. Повышенные содержания редкоземельных элементов связаны, обычно, с массивами щелочных пород. Легкие лантаноиды концентрируются преимущественно в ниобо-титатанатах, титано-силикатах (лопарит, ринколит, сфен и др.) и фосфатах, а тяжелые лантаноиды в цирконосиликатах, особенно в эвдиалите (Крайнов, 1973).

80 Содержание, мкг/л

70 60 50

MO

40

W

30 20 10

А

Гу си

хи н

ск ий лг ин ск ий И нс Га ки й рг ин ск и С ею й йс ки А лл й ин Ку с чи кий ге рс Ум кий хе йс Го ки ря й чи нс ки й Зм Ку е ли ны ины й е бо Д ав лот ш а ин ск ий

0

Рис. 7. Гистограмма распределения молибдена в термальных источниках.

содержаний

вольфрама

и

Редкоземельные элементы по химическим свойствам соответствуют щелочноземельным элементам – кальцию и магнию, гидроксиды плохо растворимы в воде. Осаждение гидрооксидов в ряду начинается от pH – 6.3. На растворимость оказывает влияние комплексообразование. Наиболее высокие содержания редкоземельных элементов обнаружены в источниках Кучигер, Алгинском и Кулиные болота, разгрузка которых происходит в заболоченной местности. Возможно, элементы накапливаются в растворе в результате образования органо-минеральных комплексных соединений. В Горячинском и Сеюйском источнике наблюдается относительное возрастание европия и ербия. Но в Горячинском и Сеюйском источнике абсолютные содержания элементов ниже, чем в других источниках. По общемусодержанию и по конфигурации их 73

распределения Горячинский и Сеюйский источники имеют общие черты. Третья группа элементов устойчивы в широком диапазоне рН и окислительно-восстановительного потенциала. Комплексных соединений эти элементы, практически, не образуют. Mo/W

Гу си хи нс ки Ал й ги нс ки й И нс ки Га й рг ин ск и С ею й йс ки Ал ли й нс Ку ки чи й ге рс Ум ки й хе йс Го ки ря чи й нс ки З Ку ме й ли ин ны ый е бо ло Да та вш ин ск ий

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Рис. 8. Отношение молибдена к вольфраму в водах источников.

Несмотря на большое сходство в химических свойствах вольфрам и молибден различаются по миграционным способностям и по роли в геохимических процессах. Вольфрам присутствует в кислородосодержащих минералах а молибден проявляет сродство с серой. Повышение минерализации не оказывает влияния на формы нахождения вольфрама и молибдена в природных водах. Благоприятными для миграции вольфрама являются щелочные натриевые воды, из раствора он может выводиться при взаимодействии с солями кальция и путем сорбции на гидроокислах железа, марганца (Перельман, 1972). Азотные термы кристаллических пород, как правило, характеризуются содержаниями 20-60 мкг/дм3 (Крайнов, 1973). Причиной накапливания вольфрама в этих водах является щелочная среда и повышенные содержания вольфрама в породах (рис. 7). Наиболее высокими содержаниями вольфрама и молибдена характеризуются воды источников Гарги и Сеюи. Во 74

всех исследованных термальных источниках наблюдается превышение концентрации вольфрама над молибденом, хотя соотношение между этими элементами в источниках существенно меняется (рис. 8). Это возможно связано, с соотношением элементов в породах и формами их нахождения. Относительно повышенными содержаниями молибдена по отношению к вольфраму характеризуются Гарга, Инский и Алгинский источники, пониженными – Змеиный и Горячинский. Возможно, относительно высокие содержания вольфрама в Сеюе, Кучигере, Умхее связано с разложением вольфрамита, гюбнерита, а не шеелита, так как воды этих источников характеризуются повышенными содержаниями марганца. Таким образом, можно заключить, что наиболее высокие концентрации микроэлементов характерны для трещинножильных вод формирующихся в пределах Икатского хребта. Наибольшее разнообразие микроэлементов характерно для Гусихи, Инского источника и Гарги. Наиболее обеднены микроэлементами термы Баргузинского хребта. Типы минеральных вод Горячинский тип термальных вод. Эти воды отличаются абсолютным преобладанием в их составе сульфатов, высокой температурой, щелочным значением рН – 8-9 и минерализацией от 0.5 до 2 г/дм3. Гидрокарбонат находится на втором месте – в источнике Гарга его содержание составляет 110-139 мг/дм3. В катионном составе преобладает натрий, все воды содержат повышенные количества фтора и кремниевой кислоты. Некоторые источники радиоактивны. В источнике Гарга содержание радона присутствует в пределах 40-43 эмана (Борисенко, Замана, 1978). Воды данного типа являются аналогами уже известных курортов Горячинска, Тайрис-Термис (Тува), Хоргоских и Тыргенского ключей (Казахстан). В Баргузинской котловине источники этого типа распространены, в основном, в отрогах Икатского хребта. Это источники – Алгинский, Гарга, Инский, Нечаевский. Особенностью рассматриваемых терм является наличие в них повышенных 75

содержаний отдельных микрокомпонентов. В результате определения более 50 микроэлементов установлено, что наиболее широко в гидротермах распространены алюминий, железо, литий и стронций (Плюснин, 2000). Белокурихинский (Аллинский) тип. К сульфатным термам близки воды белокурихинского или аллинского типа, развитые почти повсеместно в северном Прибайкалье. По химическому составу эти воды схожи со слабоминерализованными радоновыми термальными азотными водами горячих источников Белокурихи (Алтайский край) и относятся к сложным гидрокарбонатно-сульфатным и сульфатно-гидрокарбонатным натриевым термам. Эти термы в отличие от “чистых” сульфатных натриевых характеризуются более низкой минерализацией (0.2-0.6 г/дм3) и широкими пределами колебаний процентного содержания сульфатов и гидрокарбонатов. Содержание сульфатов изменяется от 20 до 60 экв. %, а гидрокарбоната и карбонат-ионов от 25 до 70 экв. %. Абсолютное содержание сульфатов в воде колеблется от 40 до 150 мг/дм3, гидрокарбонатов – не превышает 140 мг/дм3, а хлора – 32 мг/дм3. Термальные воды обладают щелочной реакцией (рН > 7-8) (Ломоносов, 1974). По составу микрокомпонентов воды аллинского типа несколько отличаются от рассмотренных выше сульфатных натриевых терм. Так, в них значительно меньше, чем в сульфатных натриевых водах, содержание лития (0.03-0.18 мг/дм3) и стронция (0.07-0.30 мг/дм3). Кроме того, в водах аллинского типа присутствуют сотые, реже десятые доли миллиграмма на литр воды титана, молибдена, вольфрама, германия и бария (Ломоносов, 1974). В воде таких источников присутствуют фтор (12-13 мг/дм3), кремниевая кислота (до 100 мг/дм3), радон (до 10 эман), сероводород (до 25 мг/дм3). Обычно, это гидрокарбонатносульфатные или сульфатно-гидро-карбонатные натриевые, сероводородные, радоновые кремнистые термы. В Баргузинской котловине к этому типу вод отнесены Аллинский, Змеиный, Толстихинский и Уринский источники. Характерной особенностью рассматриваемых гидротерм является то, что их 76

выходы на поверхность, за очень редким исключением, приурочены к рыхлым образованиям различного генезиса, перекрывающим коренные породы. Очень часто источники расположены вблизи уреза воды рек. Характер выхода терм в значительной степени обусловливает химический состав этих вод (Перельман, 1979). Проходя через толщу рыхлых отложений, термальные воды разбавляются пресными грунтовыми и речными гидрокарбонатными водами, и, таким образом, формируется смешанный тип вод. В этом отношении показателен групповой выход термальных вод в долине р. Алла. Здесь на небольшом участке имеется многочисленное количество термальных источников, выходящих на урезе воды в р. Алла, химический состав которых в зависимости от доли участия поверхностных вод изменяется от гидрокарбонатносульфатного до сульфатно-гидрокарбонатного натриевого. Дебит источников в большинстве случаев определить очень трудно, так как последние, проходя толщу рыхлых отложений, формируют рассеянные выходы с дебитом отдельных струй порядка сотых или десятых долей литра в секунду. Кульдурский тип. В северной части Баргузинской котловины распространены термальные воды своеобразного химического состава, относящиеся к кульдурскому типу, по названию бальнеологического курорта в Хабаровском крае с термальной азотной кремнистой фторидно-гидрокарбонатной натриевой водой. Представителями этих гидротерм являются Умхэй, Кучигер, Быстринский, Гусихинский, Сея и Болотный источники. Главной и основной особенностью химического состава терм кульдурского типа является высокое содержание в них фтора, достигающее 14-26 мг/дм3, при минерализации 0.300.75 г/дм3. По химическому составу термы относятся к фторидно-гидрокарбонатным натриевым. Как правило, наряду с гидрокарбонатами в воде кульдурских терм в значительных количествах присутствует карбонат-ион. В катионном составе доминирует натрий при очень незначительном содержании магния и кальция. В составе свободных и растворенных газов рассматриваемых терм преобладает азот, содержание которого колеблется от 63.3 77

до 95.5%. В большинстве случаев в месте выхода термальных вод отмечается довольно сильный запах сероводорода, максимальное содержание которого достигает 31 мг/дм3 в Умхэйском источнике. Питателевский тип. В самостоятельный тип выделены азотные кремнистые термы с хлоридно-сульфатным и хлориднокарбонатным натриевым ионным составом, аналогичные минеральной воде Питателевского источника (Ильинка), расположенного в Прибайкальском районе Бурятии. Температура вод этого типа достаточно высокая – 60-70оС, минерализация – 1.83 г/дм3. Для щелочных терм Питателевского типа характерно высокое содержание фтора (до 0.008 г/дм3) (Барабанов, Дислер, 1968). В Баргузинской долине представлен единственным пока источником Кулиные Болота, вода которого является хлоридно-гидрокарбонатной натриевой с 3 минерализацией 0.3 г/дм . В воде обнаружены следы олова, молибдена, стронция (Ткачук и др., 1957). К Тункинскому типу относятся метановые гидрокарбонатные натриевые термальные воды, характеризующиеся преобладанием в газовом составе метана. Примером источников такого типа в Баргузинской котловине является источник Могойто. Сероводородные холодные воды представлены в Баргузинской котловине источником Пинесярикта, в воде которого содержится 20 мг/дм3 сероводорода (Ломоносов, 1968). По химическому составу вода источника гидрокарбонатная магниево-кальциевая с минерализацией 0.26 г/дм3 и температурой 8.8оС. В газовом составе преобладают азот и кислород. Кроме этих типов минеральных вод, в санаторно-курортной практике широко используются рапа и иловые грязи соленых озер, пресные грязи у выходов горячих и холодных источников, а также зеленые водоросли гидротерм. В Баргузинской долине известно более 30 минеральных источников, обладающих лечебными свойствами (ФранкКаменецкий, 1934). Они используются местными жителями, приезжими и туристами для питья и приема ванн. На некоторых источниках, хорошо доступных в транспортном отношении, построены небольшие местные здравницы. Наиболее 78

известными являются источники Гарга, Умхэй, Кучигер, Алла. Часть аршанов известна как «дикие курорты», на них обустроены ванные домики. Традиционно источники почитаются местными жителями как святые места. В Баргузинской котловине встречаются и холодные минеральные воды. Вода многочисленных холодных источников, выходы которых располагаются поблизости от населенных пунктов, не может быть отнесена к минеральным по своим химическим свойствам. При этом многие из них используются в лечебных целях и известны как «желудочные», «сердечные», «глазные» аршаны. Это источники Хукшольский, Буксехен, Иликчинский, Барагхан и ряд других, не менее знаменитых аршанов. Кроме этих типов минеральных вод, в санаторно-курортной практике широко используются рапа и иловые грязи соленых озер, пресные грязи у выходов горячих и холодных источников, а также зеленые водоросли гидротерм. Адамовский источник №1 расположен в 5.5 км юго-восточнее с. Адамово. Вода холодная, химический состав не изучен. Адамовский источник №2 находится в 17 км от с. Адамово. Вода холодная, химический состав не изучен. Алгинский источник выходит на левобережье р. Баргузин, у подножия Икатского хребта на северной окраине с. Алга, в 35 км от п. Баргузин. По химическому составу вода источника сульфатная кальциево-натриевая Горячинского типа. Температура воды 23оС, что свидетельствует о расположении основного выхода термальных вод в подошве коренного склона, сложенного гранитоидами протерозойского возраста. Повышенная температура почвенно-грунтового слоя на глубине 0.2 м сохраняется в полосе шириной более 150 м. рН – 7.1, минерализация 0.6 г/дм3 (Минеральные воды …, 1962). Содержание гидрокарбонатов 46.4 мг/дм3. Дебит источника составляет около 1.3 л/сек, содержание радона 15 эман, Н2S – 0.01 г/дм3. Источник выходит на берег полностью заросшего и заболоченного озера. Выше по склону проходит гравийная дорога между селами Уро – Душелан. Хотя вода Алгинского источника имеет невысокую температуру, она обладает 79

значительным бальнеологическим эффектом, благодаря высокому содержанию радона, широкому набору микроэлементов в высоких концентрациях (литий, рубидий, стронций, алюминий, титан, никель) и значительным запасам лечебной грязи. Родниковая воронка хорошо выраженная, изометричная, диаметром около 1 м и глубиной 0.7 м. Дно воронки сложено песком, перемешанным с илом черного цвета из-за обильных органических остатков. О площадной разгрузке термальных вод свидетельствует также ряд источников, расположенных в пределах болота между оз. Бол. Алгинским и коренным югозападным бортом. Температура воды этих источников 17-20°С, состав воды сульфатный кальциево-натриевый. Аналогичный состав и минерализацию имеет и вода Алгинского источника, газонасыщенность ее 38.7 об.%, состав растворенного газа преимущественно азотный (85.1 об.%). В ней содержатся водород (0.007 об.%), аргон (1.42 об.%), гелий (0.013 об.%) и несколько повышенное содержание кислорода (13.3 об.%), что свидетельствует о разубоживании термальных вод грунтовыми. Реакция воды нейтральная рН равен 7.5. Термальные источники Алла расположены у подножия Баргузинского хребта, в долине р. Алла при выходе ее из гор, на территории Курумканского района, в 60 км от с. Курумкан, в 8 км от села Алла. Координаты 54о41/735// с. ш. и 110о44/710// в. д. Высота над уровнем моря 706 м. Выходы воды наиболее сконцентрированы в нижней части долины и расположены по обоим берегам, где образуют ручей, впадающий в р. Алла. Часть выходов, при высоком уровне воды в реке, заливается. Выход приурочен к месту пересечения Баргузинского разлома с северозападным разрывом, по которому заложена долина р. Алла. Отмечено более 40 выходов горячей сульфатногидрокарбонатной воды, разбросанных по всей долине. Выходы термальных вод периодически меняют свое местоположение. Основными причинами являются изменение русла реки при наводнениях, засыпка грунтом и илом выходов термальных вод. Левобережный источник находится на каменистой отмели около подножья террасы. Нами отмечено три грифона среди камней, 80

максимальная температура в которых составляет 47.2оС, рН воды равен 9.0-9.8. Минерализация воды левобережных источников составляет 0.26-0.3 г/дм3. Содержание гидрокарбонатов колеблется от 58 до 125 мг/дм3, сероводорода – от 5 до 40 мг/дм3, Rn до 50 эман. На левом берегу, на месте выхода источника с температурой 54оС построено ванное помещение – деревянный сруб размером 5 на 5 м, поделенный перегородкой на два отделения. Термальная вода поступает из земли прямо в ванны, а холодная подведена по трубе из близлежащего ручья. Другие источники используются только для питья. Наиболее горячие ключи, с температурой 57-72оС, выходят по правому берегу реки. Значение рН воды равно 9.7-10.6. Минерализация воды в источниках разнообразна: от 0.15 до 0.40 г/дм3. Содержание сероводорода варьирует от 2.1 до 42.2 мг/дм3. Дебит источников различен – от нескольких литров до 80 м3/сут, но их суммарный дебит составляет 10 л/сек, или до 900 м3 в течение суток. Следует отметить, что в последние годы дебит Аллинских источников значительно уменьшился. Содержание гидрокарбонатов варьирует от 52 до 118 мг/дм3, сульфатов – от 64.0 до 102.8 мг/дм3, хлоридов – от 11.7 до 16.0 мг/дм3. Долина реки здесь троговая и моделирована древним ледником. При выходе из гор река прорезает коренные породы и протекает в узких каньонообразных ущельях. Источники пользуются широкой известностью. Кроме местных жителей сюда приезжают лечиться больные из разных районов республики и других областей. Показаниями для лечения могут быть ревматические полиартриты и артриты других происхождений, гинекологические и кожные заболевания, гастриты с повышенной кислотностью. Горячая вода, поднимаясь по тектоническим трещинам в древних кристаллических породах на поверхность, несколько охлаждается благодаря смешиванию в песчано-галечных отложениях с более холодными грунтовыми водами. С разбавлением глубинной воды приповерхностными водами связано колебание температуры в разные сезоны года. С этим же связано и изменение химического состава – в маловодные 81

сезоны вода бывает сульфатной, а при повышенной влажности в ней преобладают гидрокарбонаты. Болотный источник находится в долине р. Правая Малая Гусиха, в 20 км от с. Адамово. Дебит 0.5 л/сек при температуре воды 40.4оС. Вода гидрокарбонатно-сульфатная натриевая. Имеются грязевые отложения с запахом сероводорода. Водой источника с успехом лечатся болезни органов движения. Источник Буксехен располагается в отрогах Баргузинского хребта, в 60 км от с. Курумкан, в 10 км от с. Барагхан. Координаты 54о59/253// с. ш. 111о07/152// в. д. Высота над уровнем моря 604 м. Максимальная температура ультрапресной воды источника составляет 7оС, рН – 7.1. Источник берет начало из-под крутого скального выступа четырьмя грифонами и сливается в единый поток, образуя чудодейственный аршан. Каждый из четырех ключей имеет свои бальнеологические свойства: первый считают «сердечным», средний – «желудочным», третий – «от зоба», четвертый – «глазным». Ранее проведенные исследования выявили, что вода источника Буксехен является по химическому составу гидрокарбонатной кальциевой с минерализацией до 200 мг/дм3. Дебит источника, по литературным данным, составляет 3-4 л/сек. Характерной особенностью источника является высокое содержание катионов серебра – 0.026 мг/дм3. Второе название аршана – «Серебряная вода». В месте выхода источника Буксехэн действует профилакторий реабилитационного центра Курумканского района. По анионному составу вода источника является гидрокарбонатной, а по катионному – кальциевой. По показателям общей жесткости вода очень мягкая, что обусловлено невысокой концентрацией в них ионов кальция и магния. Вода исследованного источника содержит невысокие концентрации сульфат-иона – 10 мг/дм3 и хлорид-иона – 5 мг/дм3, что улучшает вкусовые качества этих вод. Проведены исследования на содержание радона. Воды источника Буксехен можно применять в профилактических и лечебных целях как для внутреннего 82

потребления, так и для водолечения. Кроме того, большое значение имеют удивительные климатолечебные и оздоровительные свойства местности. В 2001 г. на источнике было построено 3 новых корпуса для отдыхающих, и теперь курорт стал еще более популярен. Сюда приезжают для лечения и профилактики заболеваний опорнодвигательного аппарата, периферической и центральной нервной системы, органов пищеварения и болезней обмена веществ. Быстринский источник выходит на острове между двумя рукавами р. Баргузин, в 20 км северо-восточнее с. Баргузин. На выходе источника образуется небольшое озеро диаметром 20-25 м, глубиной до 4 м. Берега озера обрывистые, густо заросшие камышом. Дно покрыто слоем черного вязкого ила, через который по всему озеру выходят пузырьки газа. Зимой озеро не замерзает. Температура на поверхности термального озера колеблется от 15 до 38оС, на дне достигает 44оС (Борисенко, Замана, 1978). По составу термальная вода относится к хлоридно-сульфатным натриевым. В 100 м к юго-востоку от озера пробурена скважина глубиной 87.5 м, вскрывшая сульфатную натриевую воду с температурой 44оС и минерализацией 0.62 г/дм3, рН – 7.0-7.8, F – 0.014 г/дм3. Дебит скважины составляет 1.37 л/сек, источника – 2.5 л/сек. В половодье источник затопляется водами Баргузина. Местное население использует воду термального озера в лечебных целях. Минеральные воды источника Гарга широко и давно известны. Источник находится в долине р. Гарги, при выходе ее из гор Икатского хребта, в 33 км от с. Могойто. Координаты 54о19/203// с. ш. 110о59/646// в. д. Высота над уровнем моря 674 м. Участок выхода сложен водноледниковыми верхнечетвертичными отложениями, которые перекрывают палеозойские граниты, и связаны с мощным Гаргинским разломом, протягивающимся в северо-восточном направлении на 30-40 км. Термальная сульфатная натриевая вода с содержанием радона от 35 до 43 эман изливается со скоростью 5 л/сек в небольшую пещеру, расположенную на правом берегу реки, навысоте около 100 м от уреза воды. Вода, стекая по ручью, образует травертину 83

высотой 1.5-2 м. Травертины являются одними из крупнейших в Забайкалье, длиной до 50 м, шириной до 25 м. Уступы террас имеют высоту 0.3-0.8 м, иногда достигают 1.5 м. Образование террас связано с изменением водообильности источника и миграцией места его выхода. По составу травертины являются близкими к чисто карбонатно-кальциевым, в них также фиксируются относительно высокие содержания SiO2. Содержание кремния в травертинах может меняться от первых процентов до 11%. В гаргинских осадках отмечены повышенные концентрации марганца. Установлено, что содержание CaO, CO3, SiO2, MnO, F, Al, Fe колеблется по разрезу травертинов, что может свидетельствовать о непостоянстве гидрохимического режима источников в период осадкообразования (Плюснин и др., 2000). Максимальная температура воды на изливе достигает 74оС, по течению термального ручья температура снижается до 30-36оС. Значение рН варьирует по течению горячего ручья от 8.2 до 9.0. Таблица 18. Значения физико-химических параметров в источнике Гарга Время отбора 1994, июль 1997, июль 1999, октябрь 2000, июль 2001, август 2002, сентябрь

Т, оС 74.0 71.0 74.0 71.0 73.0 72.6 72.7 70. 0 74.0 72. 0 72.3 71.7

Место отбора грифон ручей грифон ручей грифон ручей грифон ручей грифон ручей грифон ручей

рН 8.5 8.9 8.2 8.9 8.4 8.5 7.9 8.0 8.0 9.0 7.6 8.5

М, г/дм3 0.9 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 1.0 0.8 1.3 1.0 1.1 1.0

Содержание сероводорода составляет 0.46 мг/дм3. 3 Минерализация не превышает 1 г/дм . Содержание гидрокарбонатов варьирует от 10 до 65 мг/дм3, сульфатов – 26084

400 мг/дм3, H2SiO3 – 60 мг/дм3. По химическому составу вода источника сульфатно-натриевая. Можно выделить 5 различных зон со сменяющими друг друга микробными матами. 1 – на месте выхода горячей воды с температурой 74оС. Микробные образования отсутствуют. Ложе покрыто серым песком, активное выделение газов. 2 – зона температур 72-70оС. На площадке 0.4 м2 развивается однородный мат кремового цвета толщиной 7 мм. Цианобактерии отсутствуют, первичным продуцентом является Chloroflexus. Присутствуют сульфатредуцирующие и гидролитические бактерии. 3 – температура 70-65оС. Развивается двуслойный хрящеватый мат, с преобладанием в первом слое Chloroflexus aurantiacus, а во втором – цианобактерий Synechococcus sp. и Oscillatoria sp. 4 – температура 55-50оС. Образуется хрящеватый многослойный мат толщиной 1.5-2 см. В верхнем доминирует Chloroflexus sp., нижние образуют Synechococcus sp. и Oscillatoria sp. 5 – зона низких температур 50-40оС. Образуется цианобактериальный мат с преобладанием Synechococcus sp. и Oscillatoria sp. и большим количеством аэробных и анаэробных гидролитиков (до 1 млн. кл/мл). По минералогическому составу и содержанию лечебных компонентов вода источника близка к водам Ниловой Пустыни Тункинского района. Кроме высоких лечебных свойств термальной воды, большую популярность источнику создают окружающий горный ландшафт с живописным густым лесом, здоровый чистый воздух и горная, стремительная река Гарга с прозрачной водой. О достаточно широкой известности и значимости источника свидетельствует посещение его еще в 1775 г. известным русским путешественником академиком Георги И.Г. Он первым изучил Гаргинский источник и дал высокую оценку целебным свойствам воды. С 1832 г. начинается эксплуатация целебных вод Гаргинского источника. В 80-х годах XIX века источник передается для использования 85

Курумканскому миссионерскому стану, который построил первые деревянные дома – ванное помещение и квартиру. В 1889 г. произошло знаменательное событие – как это описывают географы и этнографы – на смену старому источнику появился новый, действующий и в настоящее время. Бальнеологические исследования, разработка методов лечения, определение показаний и противопоказаний для лечения водой Гаргинского источника были начаты только в 1959 г. Тогда же были построены новые корпуса, ванное помещение, стационарная электростанция клиническая лаборатория, физиокабинет и подсобные помещения. В 80-е годы курорт был передан на баланс Гаргинского совхоза. В настоящее время здесь имеются жилые помещения, ванное отделение, столовая, требующие капитального ремонта. Воды источника дают большую возможность для расширения существующей здравницы. Гусихинский источник расположен на правом берегу реки Малая Гусиха, в 6 км от п. Гусиха и 22 км на восток от п. УстьБаргузин. На территории построены несколько благоустроенных домов, ванное отделение. Основным лечебным фактором является термальная фтористая гидрокарбонатно-сульфатная вода, которая показана для лечения болезней опорнодвигательного аппарата, периферической нервной системы и целого ряда других заболеваний. Термальная вода выходит на поверхность двумя ключами у основания склона песчаног отложения с обломками кристаллических пород. Горячая вода стекает в котлован, образуя незамерзающее зимой озеро. Температура в первом выходе составляет 52.3оС, во втором – 43.4оС. Дебит источников незначителен – 0.37 и 0.1 л/с соответственно. В 30 м от первого источника пробурена скважина глубиной 84.2 м, вскрывающая терму с дебитом 4.0 л/сек и температурой 71.5оС, рН – 8.4. В воде скважины отмечены высокие концентрации фтора до 13 мг/дм3, H2SiO3 – 8084 мг/дм3, присутствует сероводород с содержанием до 4.4 мг/дм3. Содержание сульфатов достигает 130.9 мг/дм3, хлоридов – 36.4 мг/дм3, минерализация 640.5 мг/дм3, содержание радона 15 эман 86

Епишкинский аршан издавна известен как «желудочный», «глазной» и «сердечный». Вода холодных ключей ультрапресная гидрокарбонатная кальциевая. В окрестностях с. Адамово выходят два Зоринских источника. Первый в 11.4 км, второй в 12.6 км северо-восточнее села. Вода источников холодная, температура 2оС. Химический состав не изучен. Холодный источник Иликчин расположен в 4.5 км на восток от села Аргада. Физико-химические параметры не изучены. Инский находится по левому борту долины р. Ины, в 4.5 км выше впадения в нее р. Турокчи, в 76 км от п. Баргузин, юговосточнее с. Баянгол. Окрестности Инского источника очень живописны. Вертикальная скала высотой более 100 м обрывается у правого берега реки. Левый берег реки занимает крутая терраса, поросшая смешанным лесом, а выше – лиственничной тайгой. Источник выходит на поверхность несколькими ключами со слабым дебитом и температурой до 21°С, По составу вода источника сульфатно-натриевая, с минерализацией до 1.2 г/дм3. Кучигерские источники находятся у северо-западного борта Баргузинского хребта, на территории Курумканского района, в 88 км от п. Курумкан, в 11 км от с. Улюнхан. Координаты 54о52/934// с. ш. 111о00/050// в. д. Высота над уровнем моря составляет 570 м. Кучигерские источники представлены группой родников, образующих две линии. Родники первой линии окаймляют неглубокое (0.2-0.3 м) озеро, дно которого покрыто зеленоватосерым илом, с зелеными слизистыми водорослями по поверхности. Во второй линии насчитывается 10 выходов. Основная разгрузка термальных вод происходит в современных отложениях на территории 500 х 200 м2. Общий дебит источников составляет 1011 л/сек. с температурой наиболее горячих выходов 40-50оС, рН – 9.87. По химическому составу вода источника относится к фтористому сероводородному гидрокарбонатно-сульфатному натриевому типу и по лечебным свойствам аналогична воде курорта Кульдур в Еврейской автономной области и 87

характеризуется повышенным содержанием редкоземельных элементов (лития, рубидия, цезия). Такие минеральные воды широко распространены в Баргузинской впадине, СевероВосточном Прибайкалье и в Баунтовской впадине. По нашим данным, содержание гидрокарбонатов в разные годы варьировало от 27.4 до 109.8 мг/дм3, содержание сульфатов – от 67.8 до 136.9 мг/дм3, содержание хлоридов было практически постоянным 16-17.7 мг/дм3. В зависимости от сезонов года вода видоизменяет свой химический состав. В летние месяцы в ней в ней преобладают гидрокарбонаты, в зимний период значительно увеличивается удельный вес сульфатов (Борисенко, Замана, 1978). Отмечено повышенное содержание редкоземельных элементов (лития, рубидия, цезия). Кучигерские источники были описаны в 1910 г. Котульским В.К. Несколько позже, в 1925 г., их посетил Николаев А.В., насчитавший 17 выходов терм с температурой воды до 40°C (Николаев, 1929). В дальнейшем источники изучались многими исследователями. В последнее время курорт развивается – построены удобные жилые корпуса, осуществляются бытовые услуги, имеются дома для принятия ванн и грязей. Характерная особенность этих источников – разные температурные условия воды, множество выходов воды с общим расходом 10-11 л/с, наличие сероводорода до 29 мг/дм3 и его разгрузка в толщу илистых отложений на площади примерно 200-250 м2. Источники примечательны еще и тем, что термальные воды, проходя через рыхлые отложения и обогащая их сероводородом, создают значительные запасы лечебных сульфидных иловых грязей. Запасы лечебной грязи, обладающей хорошими вязкопластичными свойствами, ориентировочно оцениваются в 75-100 тыс. м3 (Николаев, 1929) или в 30- 40 тыс. м3 (Борисенко и Замана, 1978). По народным приметам особую целебную силу воды и грязи курорта имеют весной, в пору цветения черемухи, и осенью – в сентябре. Это иловые отложения источника, в которые поступает большое количество растворенных минеральных веществ, особенно сульфатных ионов, и твердых, как правило, глинистых, частиц с содержанием железа. 88

Кучегерская грязь представляет собой пластичную маслянистую густую, сметанообразную массу черного цвета с запахом сероводорода. Черный цвет является результатом присутствия в ней сернистого железа, которое находится в коллоидном состоянии, последнее придает ей свойства липкости и вязкости. Несмотря на большое содержание в ней воды, грязь не расплывается по поверхности потому, что ее связывает сернистое железо. Грязь обладает большой поглотительной способностью задерживать в себе газы и соли из воды источников. Таблица 19 Значения физико-химических параметров минеральных вод источника Кучигер Время отбора 1994, июль 1996, май 1997, июль 1998, август 2001, июль 2005, август 2006, июнь 2007, июнь

Т, оС 54.0 40.0 42.0 41.0 43.4 47.3 45.0 42.0

рН 9.6 9.2 9.8 9.9 10.6 9.67 10.0 9.8

М, г/дм3 0.5 0.23 0.22

Микрофлора и органно-минеральный комплекс, смолообразные и пенициллиноподобные вещества обуславливают антибактериальные свойства грязей и способность их к регенерации – восстановлению бальнеологических свойств после применения (Фокин, 1991). В целом, грязевые процедуры оказывают рефлекторногуморальное, т.е. осуществляемое через нервную и эндокринную системы, влияние на различные органы. Грязевые ванны и аппликации на Кучигерском источнике применяют при лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы, органов движения и опоры. Местное население и приезжие используют грязи для лечения заболеваний костно-мышечной системы, периферической нервной системы, гинекологических и кожных 89

болезней. При активном использовании грязелечения необходимо помнить о поддержании и восстановлении грязевых запасов источника. Дополнительным лечебным фактором Кучигерских источников является свободный сероводород, целебное воздействие которого проявляется регулирующим влиянием на кровообращение, функциональное состояние нервной системы, деятельность эндокринных желез, оказывает рассасывающее действие при воспалительных заболеваниях органов движения и опоры, гинекологических заболеваниях. Маркушинский источник выходит в долине р. Маркушка. Вода источника холодная, температура не превышает 3оС. Химический состав не изучен. Источник Мегдылкон находится. в 26 км от термального источника Умхэй на левом берегу р. Баргузина. Температура воды 40оС. Координаты 55о12/ с. ш. 111о13/ в. д Могойтинская скважина с метановой термальной гидрокарбонатной натриевой водой была пробурена в 9 км юговосточнее с. Могойто. Вода скважины имеет температуру 29оС и минерализацию 0.47 г/дм3. Дебит – 6 л/сек. Нечаевский источник расположен на террасе левого берега реки Большой Чивыркуй, в среднем течении реки, в 18 км от устья и 0.5 км ниже правого притока – реки Маркушкиной. Группа ключей вытекает в подковообразном углублении на пойме, в 30 м от русла. Вода выходит в гранитных породах, температура отдельных грифонов составляет 17-34оС, дебит 0.10.4 л/сек. Вода Нечаевского источника отнесена к гидротермам Горячинского типа, отличающегося абсолютным преобладанием в воде сульфатов и натрия. Содержание сульфат-иона в воде источника достигает 118 мг/дм3, натрия – 74 мг/дм3. Отмечено значительное количество кремнекислоты – 84 мг/дм3. Термальные воды проходят через песчано-валунные отложения, охлаждаются и смешиваются с грунтовыми водами. Температура сульфатной натриевой воды колеблется от 24 до 38.5оС. Ниже выходов образуется ручей протяженностью около 200 м, который впадает в реку Большой Чивыркуй. На выходе источника происходит отложение травертина. 90

Источник Пинесярикта расположен на левом берегу реки Улюгна в 8 км выше устья реки Большие Корпусы. В восточной части поляны, находящейся у подошвы горы и окруженной со всех сторон стеной кедрача и лиственницы, через каменистое основание, покрытое сверху грязевыми отложениями, пробиваются на поверхность несколько ключей. Температура воды – 10оС, дебит – 0.3 л/сек, источники не каптированы. Все ключики, стекаясь в одно русло, образуют ручей с небольшим озерком. Источник Серин-аршан вытекает из-под скалы в небольшом распадке по левому берегу реки Улюгны (правого притока реки Баргузин), в 3 км выше устья реки Большие Корпусы и 35 км от с. Улюнхан. Источник не каптирован, температура воды – 16оС, дебит – 2 л/сек. По химическому составу вода является пресной сульфатно-гидрокарбонатной натриевой с минерализацией 0.28 г/дм3. Источник Сеюя расположен на территории Курумканского района в 80 км от с. Курумкан и в 60 км от п. Майский, в устьевой части реки Джирга, на правом берегу реки Сея. Координаты 54о50/142// с. ш. и 111о18/099// в. д. Высота над уровнем моря 572 м. Выход источника находится у северовосточного замыкания Баргузинской впадины, левого притока реки Баргузин, в смешанном сосново-лиственнично-березовом лесу в 4 км от устья реки и представляет собой воронкообразное углубление – озеро размером 4 на 7 м, глубиной 1-2 м. Со дна озера бьют многочисленные грифоны с общим дебитом 15 л/с. Температура 55оС, рН воды соответствует 9. Источник относится к фторидно-сульфатному гидрокарбонатному типу. Содержание кремнекислоты – 62.3, фтора – 17.5 мг/дм3. Таблица 20 Физико-химические параметры Сеюйского источника Время отбора 1997, ноябрь 1998, август

Зона Озеро Ручей Озеро Ручей

Т, оС 45.0 39.5 49.0 45.3 91

рН 9.87 9.90 9.85 9.80

H2S, мг/дм3 5 н/о 9.0 0.5

2000, Озеро июль Ручей 2001, Озеро июль Ручей 2002, Озеро август Ручей н/о – не определяли

49.7 46.3 48.9 32.0 47.2 41.0

9.60 9.70 10.30 9.70 9.10 9.40

0.3 н/о н/о н/о н/о н/о

Дно водоема покрыто светло-серым мелким песком и большей частью колонизировано микробными обрастаниями. В 15 и 40 м от этого выхода отмечены еще два источника с температурой воды 35 и 37°С. Термальная вода, вытекая из озера, образует русло горячего ручья с естественным и постоянным градиентом таких экологических параметров по течению, как температура, рН, окислительно-восстановительный потенциал, содержание кислорода и сероводорода. Колебания физико-химических параметров на выходе термальной воды в разные годы были незначительны и большей частью связаны с сезонными изменениями. Содержание сероводорода варьирует по течению ручья от 9 до 2.75 мг/дм3. Толстихинский источник находится в 3 км западнее села Баргузин и в 1 км от моста через реку Баргузин. Координаты 53о36// с. ш., 109о37/ в. д. Выходы термальных вод наблюдаются на протяжении 70-80 м вдоль левого берега на уровне уреза воды в реке. Температура воды в отдельных выходах колеблется от 10 до 30.5оС, дебит оценивается приблизительно в 15 л/сек. Скважиной на левом берегу, пробуренной в 25 м ниже источника, получена вода с температурой 10оС, а направом берегу с температурой 42-43оС, дебит ее составил 6,1 л/сек. По химическому составу воды скважин и источника являются гидрокарбонатно-сульфатными натриевыми Белокурихинского (Аллинского) типа с минерализацией 0.42-0.47 г/дм3 (Ломоносов, 1968). Толстихинский источник расположен в очень живописном месте – открытом к реке Баргузин распадке. Термальные источники Умхэй находятся на самом севере Баргузинской котловины и расположен в 100 км от районного центра и в 17 км от с. Улюнхан. Источники выходят на острове 92

площадью около 8 га, образованным рекой Баргузин на стыке двух горных массивов – Баргузинского и Икатского. Координаты 54о59/253// с. ш. и 111о07/152// в. д. Высота над уровнем моря 603 м. На севере и западе остров отделен от материковой части основным руслом реки, а восточная ее граница проходит вдоль крутого и скалистого склона у самого его подножья – по протоке реки. Весь остров покрыт сосновым с примесью тополя и березы лесом. В нескольких местах хорошо видны крупногалечниковые с валунами наносы – следы былых наводнений. Пересохшим руслом протоки остров разделен на две неравные части. Верхняя – меньшая часть, носит название острова Улгак, на северо-западе которого видна широкая поляна, заросшая камышом. На ее середине расположено небольшое мелкое озерко. Нижняя, большая часть – остров Умхей. Он преимущественно покрыт сосновым лесом с отдельными вкраплениями берез и тополей, лишь небольшой участок в центральной части его свободен от леса. Западный берег озера представляет собой грязевое болото с разбросанными по нему черными пятнами грязей и зеленоватыми точками выходов горячих вод. На территории Умхэя источники выходят на поверхность семью группами. Основной выход терм размещается на острове и по обоим берегам реки. Долина реки у источника имеет ширину более 2 км, левый берег ее сложен известняками, правый – гранитоидами. Очаг разгрузки минеральных вод приурочен к пересечению разнонаправленных разломов, перекрытых четвертичными отложениями. В центральной части острова образуется незамерзающее даже в сильные морозы озеро Горячее. Длина озера составляет около 100 м, ширина – 20-30 м, глубина до 1 м. Дно покрыто микробными обрастаниями. В центральной части озера выходят наиболее мощные источники и там построен деревянный сруб для приема ванн. Еще два ванных помещения имеются на северном берегу озера, где каптирован источник Основной, и ниже озера на правом берегу термального ручья. Другие выходы горячих и теплых ключей считаются «желудочными», «глазными» и «сердечными» аршанами. Термальная вода источника Умхей относится к Кульдурскому типу (Ломоносов, 1968). Микроэлементный состав воды этого 93

типа характеризуется присутствием большого числа биологически активных микроэлементов. В составе свободных и растворенных газов превалирует азот (до 98%). В термальной воде обнаружены микроэлементы: бор, алюминий, стронций, литий, титан, молибден, бром, цезий, ртуть (Плюснин, 2004). Вода сульфатно-гидрокарбонатная натриевая (дебит 5-7 л/с, температура до 50оС, рН – 9.0, минерализация 0.36 мг/дм3). Содержание сульфатов в разные годы варьировало от 67.0 до 144.7 мг/дм3, гидрокарбонатов – от 64.0 до 76.2 мг/дм3, содержание хлоридов довольно постоянное 14.2-16.0 мг/дм3. Значительно содержание сероводорода до 31 мг/дм3. Содержание радона не превышает 4 эман, что обуславливает значительный терапевтический эффект минеральных вод Умхея. Основное действующее начало радоновых вод – это альфачастицы, которые возникают, главным образом при распаде радона. Использование радоновых вод для ванн приводит к накоплению радона в коже, их лечебный эффект обусловлен сужением, а затем расширением капилляров кожи, нормализацией артериального давления, функций некоторых эндокринных желез, улучшением состава крови. Питье радоновой воды стимулирует функции желудка, печени, поджелудочной железы и т.д. Умхэйские термальные источники показаны для лечения около 20 различных заболеваний: болезней костно-мышечной системы, остеомиелитов, гинекологических и кожных болезней, болезней и последствий травм периферической нервной системы. Лечебными факторами являются не только термальная вода, используются также грязевые отложения и микробные обрастания в виде грязевых и водорослевых аппликаций на тело. Благодаря удобным жилым корпусам, живописной природе и целебным свойствам своих вод курорт Умхэй с каждым годом приобретает все большую популярность у жителей республики. Имеется пешеходный мост через правый рукав реки Баргузин. Ведется строительство новых зданий для отдыхающих. Шурфами были обнаружены горячие воды в 50 м от берега с температурой от 26 до 60°С. 94

Улюнский источник находится в Баргузинском районе, в 60 км от с. Курумкан, в 3 км от с. Улюн. Координаты 53о47/ 29// с. ш. и 109о2/098// в. д. Высота над уровнем моря 540 м. Вода имеет сульфатно-гидрокарбонатно-натриевый состав с дебитом 7 л/сек. Температура воды 3.3оС, рН – 7.4, минерализация 0.1 г/дм3. Улюнханский источник расположен в 5 км от с. Улюнхан. Теплые ключи выходят на широкой лесной поляне, в центре заболоченного участка. На поверхность выходят пять ключей с температурой воды 22-30оС, дебит очень мал. Источник посещается очень редко, известен как «желудочный» аршан. По химическому составу вода является гидрокарбонатной натриевокальциевой с минерализацией 0.24 г/дм3. Источник Уро выходит в 28 км юго-восточнее с. Большое Уро, координаты 53о27/ с. ш. и 110о5/ в. д. Термальные воды выходят из-под груд биотитовых гранитов на площади около 200 м2. Выходы находятся в нескольких, хаотично расположенных местах, на термальной площадке насчитывается более 30 выходов. Таблица 21 Физико-химическая характеристика гидротермы Уро (2000 г.) Вых ода

Т, оС

рН

СО32-, мг/дм3

НСО3мг/дм3

Cl-, мг/дм3

SO42мг/дм3

Ca2+, мг/дм3

1 2 3 4 5 6

47.6 52.1 33.8 44.2 64.0 69.1

8.6 8.8 8.6 9.1 8.9 9.0

9.0 12.0 21.4 6.0 15.0 -

61.0 76.3 30.0 70.2 76.3 85.4

14.2 17.8 12.4 17.8 15.1 17.8

35.8 67.9 40.2 48.8 47.3 47.8

5.2 4.6 5.2 6.0 5.8 4.6

Суммарный дебит источника – до 1 л/сек. Воды источника гидрокарбонатно-сульфатные натриевого типа. Выделяющийся газ на 98% состоит из азота. Выделяют три линии разгрузки термальных вод с различной температурой выхода: первая – с температурой 64-67.5оС, вторая – 45-68оС, третья – 25-45оС. рН воды варьирует от 8.6 до 9.1. По химическому составу вода источников гидрокарбонатно-сульфатная натриевая с общей 95

минерализацией менее 0.1 г/дм3, содержание сульфида менее 0.1 мг/дм3. В гидротерме Уро был исследован химический состав воды шести выходов, отличающихся по температуре (табл. 21). Содержание НСО3- в шести выходах источников варьировало от 30.0 до 85.4 мг/дм3. По ручью источника наблюдалось увеличение содержания карбонатов. Хукшольский источник вытекает несколькими струями из-под гранитной скалы в 1.5 км от моста через реку Ина. Температура, пресной с минерализацией менее 0.1 г/дм3, гидрокарбонатной кальциевой воды 10-12оС. Лечатся водой больные с заболеваниями органов пищеварения и суставов. Черемшанский источник выходит в долине р. Большая Черемшанка. Температура термальной воды составляет 50оС. Чивыркуйский источник 1 располагается в 1.5 км севернее с. Зорино, у ручья Малый Чивыркуй. Вода холодная, химический состав не изучен. Чивыркуйский источник 2 находится в 12.4 км северозападнее п. Баргузин. Группа Читканских источников расположена в окрестностях села Читкан. Вода источников холодная, температура воды различных выходов колеблется от 1 до 2.8оС. Химический состав не изучен. Микробные сообщества гидротерм В термальных источниках распространение эукариот ограничено 45-55ºС (Brock, 1967; Castenholz, 1969). Поэтому микробные сообщества гидротерм представляют значительный интерес с точки зрения эволюции биосферы и, по мнению многих исследователей, являются аналогами сообществ, доминировавших на ранних этапах развития жизни на Земле (Заварзин, 1993, 1997; Nisbet, 1986). Микробные сообщества гидротерм можно разделить на два типа: с доминированием фототрофных микроорганизмов и с доминированием хемотрофных микроорганизмов. Хемотрофные сообщества часто развиваются в виде обрастаний. Фототрофные сообщества в гидротермах, при отсутствии выедания со стороны 96

эукариотных организмов, могут обладать значительной биомассой и образовывать микробные маты – органоминеральные структуры, отличающиеся от бактериальных обрастаний своей оструктуренностью (слоистостью) (Cohen et al., 1989). Граница между фототрофными и хемотрофными сообществами определяется, по-видимому, устойчивостью фотосинтетического аппарата к факторам окружающей среды, в первую очередь к температуре (Brock, 1978). В источниках с рН – 5-10 верхняя температурная граница распространения фототрофного микробного мата расположена при 61-73ºС. В кислых гидротермах с рН – 1-5 развитые маты встречаются только при температурах ниже 55ºС и образованы из эукариотической водоросли Cyanidium caldarium (Castenholz, 1984). При более высоких температурах, либо при отсутствии света развиваются хемотрофные сообщества. Фототрофные микробные сообщества были исследованы в слабо-минерализованных (до 1 г/дм3) азотных гидротермах Баргузинской долины (Гарга, Уро, Сеюя, Алла). Температура изливающихся вод составляла 74-49ºС, рН – 7.7-9.9, содержание сульфида до 15.6 мг/дм3. Воды гидрокарбонатно-сульфатнонатриевого и сульфатно-натриевого состава. Микробные маты обнаруживаются в гидротермах при температурах менее 64ºС. Во всех биологических зонах микробных матов, за редким исключением, доминируют цианобактерии. Основу матов в большинстве случаев составляют нитчатые цианобактерии рода Phormidium, особенностью которых является образование тонких прозрачных для света чехлов. В связи с этим, фотосинтез в цианобактериальных матах может происходить на большей глубине, чем в случае доминирования других организмов. При этом толщина мата может достигать 13 см, как, например, в Сеюйском источнике при температуре 47-43°С, рН – 9.7 и содержании сульфида 0.6 мг/дм3. Также в составе мата могут доминировать цианобактерии рода Anabaena, которые являются содоминантами и доминантами в условиях с умеренной температурой и отсутствием растворенного в воде сульфида. Цианобактерии рода Synechococcus являются содоминантами 97

при повышенной температуре. Соотношение различных видов цианобактерий может изменяться в различных слоях мата. Chloroflexus aurantiacus и мезофильные АФБ достигают значительной численности в микробных матах щелочных слабоминерализованных гидротерм, но доминируют в составе матов редко. Аноксигенный мат с доминированием Cfl. aurantiacus был обнаружен нами только в источнике Алла. Его развитие происходило при температуре около 50-60ºС в области смешения щелочных термальных вод с рН 9.0-9.9 и содержанием сульфида выше 12 мг/дм3 и речных вод с рН – 8.3. В некоторые годы в составе мата наблюдалось два слоя. В верхнем слое мата преобладают Cfl. aurantiacus, цианобактерии почти не наблюдаются. В нижнем слое мата доминирует Synechococcus elongatus, в меньшем количестве встречается Phormidium laminosum. При снижении температуры до 45-24ºС, рН равна 9.09.9 и содержании сульфида 2.6 мг/дм3 на поверхности мата наблюдается массовое развитие тионовых бактерий и отложение элементной серы. При этом в составе мата наблюдается хорошо различимый слой пурпурных бактерий. Из проб мата были выделены культуры мезофильных аноксигенных фототрофных бактерий Heliobacterium sp., Chromatium sp., Thiocapsa sp., несерные пурпурные бактерии Rhodopseudomonas palustris и Rhodobacter sp., использующие сульфид и откладывающие внеклеточную серу, а также культуры сульфатредукторов. При температуре 25-35°С развиваются обрастания Thiotrix sp. Численность Chloroflexus aurantiacus учтенная методом посева не превышала 104 кл/мл, несерных пурпурных бактерий Rhodopseudomonas palustris – 105 кл/мл, Rh. gelatinosus – 105 кл/мл (Горленко и др., 1985). Также из источников Баргузинской впадины (Алла, Кучигер, Сеюя, Гарга) с рН – 8-9 были выделены культуры Meiothermus ruber и, в меньшем количестве, Thermus flavus. Также представлены спорообразующие формы и целлюлозолитические бактерии с оптимумом развития при температуре 50°С и рН – 8 (Храпцова и др., 1984). Фототрофные микробные сообщества щелочных гидротерм Баргузинской котловины обладают высокой продуктивностью, сравнимой с другими высокопродуктивными экосистемами. 98

Максимальное содержание хлорофилла а составляет 892 мг/м2. Скорость оксигенного фотосинтеза достигает 3.5 г С/(м2 сут), что сравнимо со скоростями оксигенного фотосинтеза в известных источниках Термофильный (2.3 г С/(м2 сут)) и Октопус Спринг (4 г С/(м2 сут)). Скорость аноксигенного фотосинтеза достигает высоких значений в микробных матах источников (5.5 г С/(м2 сут)) несмотря на то, что в составе микробных матов доминируют цианобактерии. Это может быть объяснено переключением цианобактерий на аноксигенный фотосинтез. Максимальная скорость темновой фиксации – 12.1 г С/(м2 сут). Максимальная суммарная продукция достигает 21 г С/(м2 сут). Комбинированное воздействие высокой температуры, рН и сульфида оказывает влияние и на активность биогеохимических процессов по изливу источников. В источниках Гарга, Сеюя и Уро) с невысокими содержаниями сульфида продуктивность микробных матов очень высока, а оптимум продукционных процессов находится при температуре 45-50ºС. Тогда как в Большереченском источнике с высоким содержанием сульфида и наиболее высокими значениями рН наибольшая продуктивность наблюдается при температурах 33-39ºС, а значения продуктивности уступают значениям обнаруженным в бессульфидных источниках. Процессы терминальной деструкции также обладают высокой интенсивностью. Максимальное значение сульфатредукции достигает 5.5 г S/(м2 сут). Скорость метаногенеза невысока, до 1.5 мг С/(м2 сут). Соответственно, через процесс сульфтаредукции расходуется на 2-3 порядка больше органического вещества, что обуславливается высоким содержанием сульфата в термальных водах. Высокая интенсивность процесса сульфатредукции приводит к тому, что даже если в водах отсутствует растворенный сульфид, то все равно создаются условия для активной деятельности микроорганизмов цикла серы. Аноксигенные фототрофные бактерии, участвующие в данном цикле, достигают высокой численности в микробных матах щелочных источников (до 107 кл/мл). 99

Исследование взаимосвязи биогеохимических процессов, химического состава и типа фототрофного сообщества было проведено на альгобактериальных матах Уринского источника (Bryanskaya et al., 2006). С уменьшением температуры разнообразие фототрофных микроорганизмов увеличивается, при этом наблюдается смена доминирующих микроорганизмов. При температурах выше 40ºС доминирует нитчатая цианобактерия Ph. laminosum, при меньшей температуре возрастает роль цианобактерий O. limosa и диатомовых водорослей. Соотношение численности и биомассы фототрофных микроорганизмов значительно различается в разных зонах источника. Если при уменьшении температуры с 65 до 50ºС и средняя численность и средняя биомасса растут, то при дальнейшем уменьшении температуры численность резко падает, а биомасса продолжает увеличиваться. Это может быть объяснено разным размером клеток доминирующих фототрофных микроорганизмов. Если при высоких температурах развиваются тонкие нити Ph. laminosum со средней массой клетки 8.4-8.7·10-12 г/кл, то при температурах ниже 40ºС доминируют крупноклеточные трихомные цианобактерии рода Oscillatoria и диатомовые водоросли со средней массой клетки 36.08·10-12 г/кл, создающие значительную биомассу при небольшой численности. Соотношение фотосинтетической продукции и биомассы фототрофных микроорганизмов значительно различается в разных зонах источника. Если средняя биомасса относительно плавно увеличивается с понижением температуры от 65 до 35ºС (414.63.10-6 г/мл), то средняя фотосинтетическая продукция резко возрастает с уменьшением температуры, достигает максимума при 45-50ºС, и снижается при дальнейшем понижении температуры. Это также может быть объяснено разным размером клеток доминирующих фототрофных микроорганизмов. Мелкоклеточные цианобактерии, доминирующие при 45-50ºС, обладают высоким отношением площади клетки к объему, что, вероятно, отражается в большей скорости роста и более высокой продуктивности этой температурной зоны. Крупные клетки 100

осциллаторий и диатомовых водорослей, вероятно, обладают меньшей скоростью роста, что может объяснять и меньшую продуктивность температурной зоны 35-40ºС. В свою очередь, крупноклеточные микроорганизмы могут быть более устойчивы к выеданию простейшими, что позволяет им развиваться при более низких температурах. Соотношение массы и суммарной продуктивности мата значительно различается в разных зонах источника. Если средняя масса мата максимальна при 60-65ºС (56.75 г/м2), падает до минимума при 45-50ºС и снова вырастает при 35-40ºС, то средняя суммарная продуктивность увеличивается с повышением температуры, достигает максимума при 45-50ºС, и падает при дальнейшем понижении температуры. Такое различие между этими характеристиками не может быть объяснено высокой активностью терминальных деструкционных процессов, так как максимумы этих процессов не совпадают с зонами с наименьшей массой мата. Это явление могло бы быть объяснено высокой скоростью аэробной деструкции при 45-50ºС. При этом нужно учитывать, что исследования микробных матов термальных источников с применением микроэлектродов показали, что фотосинтез обуславливается только верхним слоем мата, тогда как в данной работе масса мата учитывает и более глубокие слои, в которых фотосинтез отсутствует из-за слабой освещенности. Таблица 22 Химический состав циано-бактериальных матов гидротерм (в % от сухого веса) Источник Алла Гарга Гусиха Кучигер Сеюя

Сорг 16.10 17.0425.78 16.8331.35 23.86 15.3725.15

Зола 64.22 60.0864.22 12.1275.10 57.34 55.2964.31

Карбонаты 8.08 14.18-16.01 4.48-5.86 7.05-9.03 101

Углеводы 16.78 16.5821.15 13.0324.77 20.23 12.4224.73

Белок 6.72 7.2411.12 4.3112.43 5.9215.79

Уро

16.3526.20

29.7368.73

8.04-13.52

9.72-24.70

7.4813.42

Таблица 23 Изотопный состав углерода гидротерм и озера (в %) Водоем Источник Алла Источник Гарга Источник Сеюя Источник Алла Источник Гарга

Проба Микробный мат

13

Собщ -16.23

13

Сорг -15.62

13

Микробный мат Поверхностный мат

-9.84÷ -9.99 -11.93

-9.99÷ -15.29 -13.28

+2.96÷ +0.21 +1.70

Придонный мат Микробный мат

-5.93 -16.23

-6.92 -15.62

+1.70 +1.73

Темно-серый ил

-9.84÷ -9.99

-9.99÷ -15.29

+2.96÷ +0.21

Скарб. +1.73

Таблица 24 Скорость продукционных процессов и содержание хлорофилла а в микробных сообществах гидротерм Источ -ник

Хлоро -филл а, мг/м2

Оксигенный фотосинте з, гС/(м2 сут)

Аноксиген -ный фотосинтез , гС/(м2 сут)

Темновая фиксация углекислот ы, гС/(м2 сут)

Гарга

6.6429 1-892 28-169 140351

0.01-1.27

0.03-0.46

0.06-1.15

Максимал ь-ная суммарная продукция , гС/(м2 сут) 3.2

0.002-3.35 0.06-3.65 0.007-0.07

0.007-1.17 0.1-5.48 0.01-0.12

0.25-1.95 0.1-12.1 0.28-1.69

3.7 21.2 1.69

Уро Сеюя Алла

102

Таблица 25 Скорость деструкционных процессов в микробных матах гидротерм Источник Гарга Уро Сеюя Алла Кучигер Умхэй

Сульфатредукция, гS/(м2 сут) 0.004-2.13 0.006-5.53 0.06-1.29 0.01-4.10 0.12-0.5 0.5-0.7

Водородный метаногенез, мкгС/(м2 сут) 1.78-1560 10-562 1-250 0.28-1.7 2.6-24.5 14.8-28.6

Ацетокластически й метаногенез, мкгС/(м2 сут) 0.1-4

Таблица 26 Скорость сульфатредукции и метаногенеза в донных осадках гидротерм Источник

Тип пробы

Гарга

Мелкозернистый песок Темно-коричневый ил Темно-серый ил Илистый песок Мелкозернистый песок Илистый песок Темно-серый ил Темный ил Илистый песок

Алла Сеюя Уро Кучигер Умхэй

Сульфатредукц ия, мг S / кг сут 0.016-0.046 0.02 0.002-0.52 0.3 0.009 0.43 0.01-0.10 0.4 0.7

Метаногенез, мкг С/ кг сут

6.2 4.4 33.0 44.0

Исследованные альгобактериальные маты характеризовались высоким содержанием золы. Это, очевидно, было обусловлено двумя компонентами: силикатами, входящими в состав диатомовых водорослей, содержание золы в которых может 103

достигать 50-70%, а также карбонатами, которые могут осаждаться цианобактериями в виде солей кальция. Характерно, что с увеличением доли диатомовых водорослей зольность матов источника Уро возрастает, тогда как содержание органического вещества падает. Количество Сорг в матах гидротерм достигает 15.37-31.35 %. Большая часть органического вещества матов представлена углеводами (табл. 22). Это обусловлено накоплением их в составе клеточных стенок, слизистых чехлах цианобактерий и экзополимеров, структуроформирующих компонентов матов и Химический состав циано-бактериальных матов гидротерм (в % от сухого веса) обеспечивающих выживаемость микроорганизмов при высоких температурах и значений рН. Максимальное содержание белка достигает 15.79%. Фототрофные микроорганизмы используют в процессе продукции органического вещества, в первую очередь, изотопнолегкий 12С. В связи с этим обычно органический углерод матов обеднен изотопно-тяжелой формой 13С. Полученные результаты (табл. 23) показывают, что цианобактерии и фотоэубактерии микробных матов гидротерм Прибайкалья для синтеза органического вещества используют в основном углекислоту атмосферного и вулканогенного происхождения, тогда как микроорганизмы иловых отложений содового озера Нухэ-Нур – углекислоту, образованную при деструкции аллохтонного и автохтонного органического вещества. В табл. 24-26 предсталены результаты исследования скорости продукционных и деструкционных процессов, происходящих в термальных источниках. Роль физико-химических факторов среды в распространении микробных сообществ гидротерм Главным физико-химическим фактором среды, оказывающим влияние на состав и распространение микробных сообществ в гидротермах, является температура (Brock, 1967; Горленко и др., 1977; Горленко и др., 1985). С уменьшением температуры по изливу исследованных источников разнообразие микроорганизмов расширяется. 104

В щелочных гидротермах микробные сообщества кроме высокой температуры подвергаются комбинированному воздействию и других экстремальных факторов: высокого рН и, в ряде случаев, высокого содержания сульфида и минерализации. Поэтому, термофильные прокариоты имеют важное значение, как продуценты биотехнологически значимых ферментов (Wiegel, Kevbгin, 2004). В исследованных гидротермах фототрофные сообщества появляются при более низкой температуре чем в слабощелочных и нейтральных гидротермах. Для сравнения, в Уринском источнике с рН – 8.8 цианобактериальный мат начинается с температуры 64ºС, тогда как в известном слабощелочном источнике Октопус спринг с 73ºС (Brock, 1967). При этом, наблюдается обратная зависимость между верхним температурным пределом распространения микробного мата и содержанием сульфида в источнике. Чем выше содержание сульфида, тем ниже максимальная температура распространения микробного мата по изливу источника. Также было обнаружено, что термофильная цианобактерия Mastigocladus laminosus, широко распространенная в нейтральных гидротермах, практически не встречается в микробных матах щелочных источников. Вместо нее в широком диапазоне условий среды доминируют цианобактерии Phormidium spp. и Anabaena spp., являющиеся более толерантными к высоким значениям рН. Важной особенностью щелочных гидротерм является доминирование цианобактерий в составе микробных матов при содержании сульфида в воде более 1 мг/дм3 (Namsaraev et al., 2003). Ранее считалось, что при такой концентрации сульфида в составе микробного мата обязательно доминируют АФБ (Castenholz, 1984). Наши исследования показали, что это правило не может быть применено к щелочным гидротермам. Так, на диаграмме рН-Т, построенной с помощью литературных и собственных данных, указаны области распространения различных типов сообществ при содержании сульфида более 1 мг/дм3. АФБ доминируют в слабокислых и нейтральных условиях, но в щелочных условиях, как было показано нами, доминируют цианобактерии. 105

Это явление может быть объяснено снижением токсичности сероводорода при повышении рН (Заварзин, 1984). На диаграмме рН-S2- (рис. 9) показано, как происходит последовательная смена типов сообществ с повышением рН в сульфидсодержащих гидротермах при температуре около 60ºС. При рН менее 7 большинство молекул сероводорода находится в недиссоциированном состоянии и способно легко проникать через клеточную стенку. В составе сообщества доминирует Chloroflexus aurantiacus (Hanada, 2003). При рН более 7 начинает доминировать менее токсичный гидросульфид-ион, и в составе микробного мата появляются цианобактерии. Они располагаются под слоем Chloroflexus aurantiacus, который защищает цианобактерии от воздействия высоких концентраций растворенного в воде сульфида. При рН более 8.5 весь сероводород переходит в гидросульфид-ион и, как было показано нами, в составе мата доминируют цианобактерии. Сравнение оптимумов рН цианобактерий, АФБ и хемотрофных бактерий выделенных из Большереченского источника указывает на то, что доминирующие в микробном мате цианобактерии более приспособлены к высоким рН, чем АФБ. Цианобактерии, подщелачивающие среду в ходе оксигенного фотосинтеза являются алкалофилами, тогда как АФБ и хемотрофные бактерии являются нейтрофилами и алкалотолерантами. 12

H2S>HS-

10

H2S
8 S2-, мг/л

HS-

В

6

Е

4

Г

2

0 5

6

7

8 рН

106

9

10

Рис. 9. Распространение различных типов микробных сообществ на диаграмме рН-S2-. Учитываются сообщества, развивающиеся при температуре около 60°С. Микробные маты с доминированием аноксигенных фототрофных бактерий: В – Chloroflexus aurantiacus (Ward, 1989; наши данные). Г – Цианобактериальные маты с доминированием Chloroflexus aurantiacus в верхнем слое и доминированием цианобактерий в нижнем слое (Горленко идр, 1985; Ward et al., 1989). Е – цианобактериальные маты с доминированием цианобактерий (наши данные; Bauld, Brock, 1973; Ward et al., 1989). Жирной линией указана граница распространения микробных матов (наши данные).

Был обнаружен аноксигенный мат с доминированием Chloroflexus aurantiacus в источнике Алла, но необходимо учитывать, что его развитие происходило в области смешения сульфидсодержащих щелочных термальных вод с рН – 9.0-9.9 и речных вод с рН – 8.3, что опять же подтверждает предположение о контроле распространения микробных сообществ различными формами сульфида. Повышение устойчивости гидросульфид-иона при щелочной реакции среды также может быть причиной отсутствия массового развития термофильных серобактерий при температуре около 70ºС. Участие микробного сообщества в минералообразовании При выходе гидротермальных вод на поверхность и протоке по руслу источника создаются градиенты по концентрациям, растворимости компонентов, температуре, рН и давлению (Крайнов, Швец, 1980). В ходе этого создается система геохимических барьеров, на которых происходит резкое уменьшение интенсивности миграции ряда элементов и образование минералов (Перельман, 1972). Микробное сообщество играет важную роль в процессе трансформации гидротермального флюида, участвуя в создании геохимических барьеров (Герасименко и др., 1983; Заварзин, 1984, de Ronde et al, 1997). Миграция катионогенных элементов, в первую очередь железа, в щелочных водах затруднена. Поэтому, наибольшую роль среди минералов, образующихся по изливу щелочных термальных вод, играют соединения анионогенных элементов: силикаты и карбонаты (Перельман, 1972). Силикаты. Щелочные термальные воды содержат высокие концентрации кремния (около 100 мг/дм3). При постепенном 107

охлаждении воды по изливу и снижении рН избыток кремневой кислоты относительно равновесной величины остается во взвешенном состоянии в виде коллоида и практически не осаждается. Поэтому осаждение кремнезема (H4SiO4 > SiO2 + 2H2O) происходит при испарении и охлаждении раствора (Го Окамото и др., 1963). Образование гейзеритов (силикатных построек на выходах гидротерм) отмечалось на многих источниках с нейтральными и щелочными водами (Walter, 1976; Inagaki et al., 2003). Ранее доминировало мнение о преимущественно абиогенном образовании гейзеритов. Описан механизм образования кремнистых гейзеритов с колончатыми ламинациями при разбрызгивании воды из потока и осаждении ее в виде капель на поверхности камней. При испарении капель на поверхности остаются тонкие бляшки кремнезема. Ламинация в образующемся кремнистом гейзерите очень тонкая и регулярная (Walter, 1976). Электронно-микроскопические наблюдения показали наличие микрофоссилий в гейзеритах. Тем не менее, роль микробного сообщества в образовании силикатных пород остается во многом невыясненной. Считается, что микробные обрастания и маты служат центрами нуклеации при образовании силикатных минералов, а далее процесс минералообразования происходит автокаталитически (Герасименко, Крылов, 1983; Головенок, 1989; Inagaki et al., 2003). Недавние исследования показали, что роль микробного сообщества в образовании гейзеритов может быть больше, чем считалось ранее. Культура Thermus sp. осаждала кремнезем во время экспоненциальной фазы роста, при этом в клетках синтезировался белок (Sip – silica induced protein), появлявшийся только в присутствии коллоидного кремния. Функция этого белка неизвестна, высказано предположение, что осаждение кремния необходимо для закрепления клеток на поверхности субстрата в потоке воды (Inagaki et al., 2003). Карбонаты. Образование травертинов – карбонатных пород на выходах источников отмечается многими исследователями. Механизм образования травертинов хорошо изучен. При выходе вод на поверхность давление падает, происходит вскипание 108

углекислого газа, который улетучивается из гидротермальных вод. В результате вода становится пересыщенной по кальциту и происходит его выпадение из раствора (Плюснин и др., 2000; Chafetz, Folk, 1984). Образующиеся травертины могут достигать 85 метров в толщину и занимать площади до нескольких сотен километров. Микробное сообщество гидротерм играет важную роль в образовании травертин. Считается, что большинство травертин образовано в результате совместного воздействия биогенных и абиогенных факторов. Роль факторов зависит от множества переменных: содержания растворенного СО2, температуры воды, морфологии травертин, интенсивности света и т.д. В травертине слои биогенно осажденного кальцита могут перемежаться со слоями абиогенного кальцита (Chafetz, Folk, 1984). Биогенно осаждаемый кальцит может составлять до 90% от всего осаждаемого кальцита. Наибольший вклад в осаждение карбоната кальция вносят цианобактерии, удаляющие неорганический углерод из раствора и нарушающие карбонатное равновесие (Заварзин, 2002). Образование травертинов на источниках. Исходя из максимальной растворимости аморфного кремнезема в щелочных условиях (300-1000 мг/дм3), исследованые гидротермы Баргузинской котловины недонасыщены кремнием. Об этом же свидетельствует и отсутствие в районе выхода гидротерм значительных отложений кремнезема (Ломоносов, 1974). На выходах источников Алла и Гарга происходит образование травертинов с низкими содержаниями SiO2 (до 3.6%). В термальных водах источников натрий доминирует над кальцием, сульфат-ион доминирует над гидрокарбонат-ионом, а также содержится значительные концентрации растворенной кремнекислоты, поэтому факт образования из таких вод карбонатно-кальциевых травертинов представляет значительный интерес (Борисенко и др., 1976). Образование травертинов на Гаргинском источнике не может происходить в ходе декомпрессии углекислого газа при выходе на поверхность, так как содержания углекислого газа, карбоната, гидрокарбоната и 109

кальция слишком низки. Поэтому в образовании травертина большую роль может играть деятельность цианобактериального мата развивающегося на поверхности травертина (Плюснин и др., 2000). Участие микробного сообщества в минералообразовании было изучено нами на примере источника Гарга, где по изливу образуется травертин в форме купола. Максимальная мощность отложений составляет 2.5 м. По составу травертин близок к чисто карбонатно-кальциевым, в нем также обнаружено относительно высокое содержание SiO2 (3.61%) и MnO (1.27%). Возраст травертина средневерхне-плейстоценовый, и составляет 19245-25725 лет (Плюснин и др., 2000). По нашим наблюдениям, процесс травертино-образования тесно связан с деятельностью микробного мата. Так, наибольшая активность процесса обнаруживается в зонах с постоянным доступом воды источника и превышением продукции над деструкцией. Здесь происходит формирование щелочного геохимического барьера в ходе оксигенного фотосинтеза в цианобактериальном мате, на котором и происходит осаждение карбоната кальция. Если же доступ воды из источника уменьшается, то деструкция в мате (0.89 г С/м2 сут) значительно превышает продукцию (0.24 г С/м2 сут). При этом мат высыхает, образуя тонкие постепенно разрушающиеся корки, и литификации микробного мата не происходит. Таким образом, микробное сообщество играет важную роль в травертинообразовании в источнике Гарга. Сравнение нейтральных углекислых источников с высоким содержанием кальция и карбонатов, и сульфатно-натриевого источника Гарга с низким содержанием кальция и карбонатов, показывает, что микробное сообщество играет ведущую роль в травертинообразовании, формируя щелочной барьер, на котором происходит осаждение карбоната кальция. При рН выше 8.4 образования травертина не происходит в связи с отсутствием кальция. В этой области происходит образование кремневых корок типа гейзерита около выходов источников, наблюдавшееся на источниках Большереченском, Алла и Уро. Образцы высохшего микробного мата, поверхности травертина и керна травертина Гаргинского источника были исследованы нами 110

с применением электронной микроскопии. В образцах травертина и микробного мата были обнаружены современные микрофоссилии (МФ) в виде нитей и сфер. Среди останков нитей доминируют образцы диаметром от 2.5 мкм до 4.5 мкм (30 единиц, 60%). Нити толщиной до 2.5 мкм встречаются в меньшем количестве (17 единиц, 34%). Нити толщиной до 10 мкм обнаружены в 3 случаях (6%). Диаметр сфер составляет около 10 мкм. Наибольшее количество МФ было обнаружено в высохшем мате. В более глубоких слоях травертина количество МФ уменьшается. Так, в образце сухого мата обнаружено 28 нитей и 67 сфер. В поверхностном слое травертина 19 нитей и 4 сферы. На глубине 518 см – 2 нити, на глубине 28-36 см – 5 нитей, на глубине 41-55 см – 1 нить, на глубине 83 см – МФ не обнаружены (Tatarinov et al., 2005). Актуалистические исследования микробных матов гидротерм показывают, что современное сообщество фоссилизируется с образованием микрофоссилий схожих с древними (Golubic, 1976; Knoll, 1996). В термальных полях при участии термофильного микробного сообщества наблюдается концентрирование редких элементов. В тонне неогеновых углей Бодонского месторождения, расположенного в районе термальных источников долины реки Баргузин, содержится до 2.7 кг редкоземельных элементов, 1.77 кг меди, 1.53 кг цинка, 433 кг урана, 380 г вольфрама, 200 г молибдена, 0.54 г золота и т.д (Трошин, Ломоносов, 2005). Бальнеологическое использование минеральных источников Основными бальнеологическими факторами термальных вод являются высокая температура и присутствие разнообразных микрои макроэлементов. Изучение геохимической деятельности микроорганизмов водных систем показывает, что они микроорганизмы участвуют в продукции и деструкции органического вещества, транформации органических и неорганических веществ, процессах самоочищения воды, формировании лечебного фактора. Существенную роль в 111

механизме лечебного воздействия минеральных вод при разных заболеваниях играет состав газов. В минеральных водах встречаются различные сочетания газов, основными из которых являются азот, углекислый газ, метан, радон и сероводород. Учитывается также состояние, в котором находится тот или иной газ; в растворенном или свободном виде. Лечебные воды по содержанию газов могут быть простые и сложные. Простые воды содержат один газ (азот, метан, углекислоту), сложные – несколько газов (азотно-метановые, азотно-углекислые, сероводородно-метановые, азотнорадоновые, азотно-метаново-сероводородно-углекислые и др.). Газы употребляются наружно, оказывают раздражающее действие на нервные окончания кожи, а при внутреннем употреблении – они повышают возбудимость нервных центров и меняют их активность. И то и другое играет существенную роль в механизме их лечебного воздействия. При погружении в воду, насыщенную радоном, на коже образуется активный налет из минеральных солей и радоновых компонентов. Проникая в кровь, радон оказывает раздражающее действие на рецепторы сосудов. укрепляя рефлекторное действие радоновой ванны на человека. Лечебный эффект минеральных вод определяется также ионным составом вод (хлорид, сульфат, гидрокарбонат, карбонат, натрий, магний, кальций, железо, алюминий, гидросульфид, азот). Эти элементы и ионы имеют значение в изменении адаптивных (приспособительных) систем, в частности симпатико-адреналовой, гипофизарно-тироидной и гипофизарно-надпочечниковой при приеме курса кислых или щелочных вод или лечебных грязей. Слабокислые воды (рН равен 5.5-6.8) активизируют функцию симпатикоадреналовой системы. Это важно для лечения больных с заболеваниями дистрофичного характера. Напротив, нейтральные (рН равен 6.8-7.2) и слабощелочные воды (рН равен 7.2-8.5) воды эффективны при заболеваниях воспалительной природы. 112

Сульфидные воды применяются при многих заболеваниях суставов и позвоночника, радикулитах и невритах, ишемической болезни сердца и гипертонической болезни, заболеваниях кожи и др. В качестве нижнего предела градиента этих вод принята концентрация сероводорода и гидросульфида 10 мг/дм3. Эти воды называются слабосульфидными. При концентрации 50-1000 мг/дм3 воды считаются среднесульфидные, при концентрации 100-250 мг/дм3 – крепкими сульфидными, при концентрации 250-500 мг/дм3 – очень крепкими, при концентрации 500-3000 мг/дм3 – ультракрепкими сульфидными. Курортная практика и научные исследования показывают, что слабосульфидные воды почти не вызывают покраснения кожи. Но если в воде помимо сульфидов содержатся минеральные соли или углекислый газ, то ее лечебная ценность возрастает. Сероводородные источники Баргузинской котловины в основном относятся к слабосульфидным минеральным водам, согласно классификации Иванова В.В. (1961). Среди них известны как холодные – Пинесярикта, так и термальные минеральные воды – Алгинский, Змеиный, Кучигер, Умхэй. Последние являются поликомпонентными минеральными водами, поскольку содержат несколько биологически активных компонентов, такие как кремнекислота, радон, фтор и др.). Помимо минеральных вод существенное лечебно профилактическое значение имеют лечебные грязи. Лечебная грязь представляет собой однородную тонкодисперсную пластическую массу, состоящую из воды, минеральных и органических иловых отложений, содержащие биологически активные вещества – сульфиды, в частности сернистые соединения железа. Запасы лечебной грязи выявлены в местах выходов источников Умхэй и Кучигер. Основными показаниями для лечения являются заболевания органов кровообращения, органов пищеварения, болезни обмена веществ и эндокринных желез, заболевания органов дыхания, функциональные заболевания нервной системы, 113

урологические заболевания. При внутреннем применении минеральной воды основным видом является питьевое лечение. При заболеваниях желудка с секреторной недостаточностью используется холодная вода, при гастрите с повышенной секреторной активностью, при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки – минеральная вода с температурой 40-45оС. Наружно минеральная вода применяется в виде ванн – водолечебной процедуры общего действия на организм. При этом учитываются следующие факторы воздействия – температурный режим, механический, химический состав минеральной воды, продолжительность действия ванн. В качестве оздоровительных местностей используются многие минеральные источники Баргузинской котловины и побережья озера Байкал, на базе которых функционируют местные здравницы. Большой популярностью у местного населения и Таблица 27 Бальнеологическая характеристика некоторых термальных источников Баргузинской долины Источник

Тип воды

Алгинский

Сульфатнонатриевый

Алла

Гидрокарбонатносульфатный натриевая

Буксехен

Гидрокарбонатнокальцевая

Лечебные факторы Rn, TDS, грязь, Li, Rb, Sr, Al, Ti, TR, Ni, Co, Cr, U Т0С, Si, H2S, Al, Sc, W, Mo

Rn, Ag

114

Показания для лечения Болезни желудочнокишечного тракта Заболевания опорнодвигательного аппарата, нервной системы, желудочно-кишечного тракта (гастрит), кожные и гинекологические болезни Заболевания опорнодвигательного аппарата, периферической и центральной нервной

Гарга

Сульфатнонатриевый

Т0С, Rn, Si, TDS, F, Li, Sr, Ba, Cu, Zn, Ni, Co, W, Mo

Гусихинский

Фторидносульфатный гидрокарбонатный Гидрокарбонатносульфатный Сульфатнонатриевый

Т0С, Si, F, Li, Sr, Ba, Cu, Zn, Cd, Pb, W, Mo

Змеиный Инский

Кулиные болота Кучигер

Сеюя

Умхей

Хлоридногидрокарбона тный натриевый Фторидносульфатный гидрокарбонатный Фторидносульфатный гидрокарбонатный Фторидносульфатный гидрокарбонатный

Т0С, H2S, Sc

системы, органов пищеварения и обмен веществ Заболевания опорнодвигательного аппарата, нервной системы, органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, кожные и гинекологические болезни Заболевания опорнодвигательного аппарата, нервной системы, кожные болезни Заболевания опорнодвигательного аппарата

TDS, Li, Rb, Cs, Sr, Cu, W, Mo, Cr, Mn, U

Заболевания опорнодвигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта

Т0С, Si, CH4, F, грязь, Al, Sc, TR, Cu, W

Не используется

Т0С, Si, H2S, F, грязь, Al, Ti, TR, Cu, Zn, Mn

Заболевания опорнодвигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта, кожные и гинекологические болезни Заболевания желудочнокишечного тракта, гинекологические болезни Заболевания желудочнокишечного тракта, гинекологические болезни

Т0С, Si, Pb, W, Сr, Mn Т0С, грязь, Mn

115

близлежащих регионов пользуются такие источники как Алла, Гусихинский, Кучигер, Змеиный, Умхэй, Инский, Сеюя. Мало используются источники Алгинский, Кулиные болото, Гарга, расположенные на значительном удалении от крупных населенных пунктов. Степень использования источников зависит, в первую очередь, от наличия и состояния дорог, благоустроенности территории и др. в табл. 27 приведены бальнеологические характеристики минеральных источников Баргузинской котловины. Болота В Баргузинской котловине встречаются верховые и низинные болота. Верховые болота расположены в основном в верховьях рек. Низинные болота встречаются в низких участках по берегам рек, озер и источников. Болотные системы играют важную роль в водном режиме котловины. Обширные болотные системы распространены севернее устья реки Баргузин на Чивыркуйском перешейке. Развитие большинства болот – относительно длительный природный процесс, который является составной частью становления и функционирования единой природной экосистемы. Достаточно широко распространены болотные участки, которые связаны с результатом прямого влияния хозяйственной деятельности человека. Особняком стоят современные природноантропогенные болотные системы, существование которых является естественным природным процессом с одной стороны, а с другой стороны, образования или активизация развития таких экосистем происходит в результате косвенного антропогенного воздействия на природную среду. Примером таких образований являются болотные природные комплексы побережья оз. Байкал, функционирования которых активизировались и развивались последние сорок лет в специфических условиях, обусловленные повышением уровня озера после строительства гидросооружений на р. Ангара. При этом отмечаются участки, где наблюдаются изменения с 116

ускорением или “обновлением” болотообразования без ярко выраженного антропогенного фактора в общем естественном развитии. Наряду с негативными экологическими последствиями ускорения заболачивания прибрежной части, болотные комплексы представляют определенный научный интерес как полигон изучения природно-антропогенных процессов в “интерактивном” режиме. При этом антропогенная составляющая рассматривается как естественные условия функционирования общей прибрежной экосистемы. В качестве примера можно рассмотреть Арангатуйские болотные экосистемы перешейка полуострова Святой Нос, расположенные севернее впадения реки Баргузин в озеро Байкал (Бурюхаев и др., 2002). Строительство плотины Иркутского гидроузла началось в 1957 г. в 65 км от истока р. Ангары и явилось первой ступенью каскада Ангарских ГЭС. В гидрологическом развитии озера Байкал устанавливаются два периода: естественный и зарегулированный. В естественный период уровень колебался по природным причинам, и его установленное естественное максимальное повышение находилось в пределах этой величины. После строительства Иркутского гидроузла колебания уровня регулировались на более высоком уровне из-за необходимости поддержания напорных условий около плотины. Зарегулированность Байкала в конечном итоге привела к общему повышению уровней озера, увеличению амплитуды и изменению режима их колебаний. При этом именно перестройка уровненного режима стала основным фактором негативного воздействия Иркутского гидроузла на экосистему Байкала, а также на природу и хозяйство на его побережье. В результате повышения уровня произошли изменения в направленности развития экосистемы перешейка в целом, которые не всегда носят ярко выраженный характер. Эти изменения, прежде всего, связаны с гидрологическими, гидрохимическими, микробиологическими, биологическими и другими характеристиками обширной площади болот вокруг озера Арангатуй. Арангатуйские болотные образования перешейка полуострова Святой Нос побережья оз. Байкал (рис. 117

10) расположены в зоне избыточного увлажнения. С повышением уровня озера произошли изменения в направленности развития экосистемы перешейка в целом, которые не всегда носят ярко выраженный характер. Эти изменения, прежде всего, связаны с гидрологическими, гидрохимическими, микробиологическими, биологическими и другими характеристиками обширной площади болот вокруг оз. Арангатуй. Для территории исследований составлена ландшафтнотипологическая карта, где были выделены биогеоценозы с местами отбора проб. Воду на анализ отбирали в колодцах каждого болотного фитоценоза. Результаты определения гидрохимического состава болотных систем (табл. 28) сравнивали с водами Чивыркуйского залива оз. Байкал (п. 7). Пункт 1 – оз. Малый Арангатуй, где дно интенсивно газует. Пробы отбирались в литоральной части озера. Пункт 2 – болотный биотоп, западного берега оз. Малый Арангатуй, покрытый осоковой, хвощовой растительностью слаборазложившегося торфа. Гипновые виды мха образуют сплошной покров. На этом участке происходит интенсивное выделение газов. Пункт 3 – болотный биотоп, расположенный Поверхность Арангатуйских болот ровная, местами закочкарена, вся площадь покрыта торфами, мощность их изменяется от 0.2 до 4 и более метров. Маломощные торфяники наблюдаются вокруг возвышенностей и по периферии болота. Максимальная мощность торфов фиксируется вдоль современных

118

Рис. 10. Карта-схема исследуемой части перешейка полуострова Святой Нос (озеро Байкал).

русел болотных речек и возле озер. Торфа подстилаются сизыми оглееными иловатыми суглинками, супесями, песками. Озерноболотные образования повсюду в среднем на глубине 6-10 м сменяются аллювиальными отложениями: крупными песками, песчано-гравийным и галечниковым материалом. Гидрогеологические условия в районе оз. Арангатуй характеризуются наличием двух горизонтов подземных вод – грунтово-болотных, заключенных главным образом в торфах, и грунтовых, приуроченных к аллювиальным песчано-гравийногалечным отложениям (Дзюба и др., 2002). Особенности зимневесеннего сезона в значительной степени определяются характером распределения и схода снежного покрова. 119

Снегозапасы в приболотном лесу и на болоте практически одинаковы и превышают количество снега на открытом озере в среднем на 70%. После схода снега в формировании водного баланса принимают участие грунтово-болотные воды. В естественных условиях в конце апреля инфильтрация снеготалых вод сквозь сезонно-мерзлый слой торфа вызывает резкий подъем уровня грунтово-болотных вод со средней скоростью 2 см/сут, который продолжается почти до конца мая и достигает 0.2-0.4 м от поверхности. Затем, в результате истощения запасов снеготалых вод и максимального в это время испарения, их уровень понижается до летнего минимума. С летними дождями начинается его подъем, прерываемый сухими периодами между выпадением дождей. Заметное влияние последних на повышение уровня сказывается лишь при величине их декадной суммы, превышающей 20 мм. Во влажные годы в период дождей уровень грунтово-болотных вод поднимается до поверхности земли, и большая часть болот превращается в топи. С началом промерзания торфов и прекращением жидких осадков в первой декаде октября происходит спад уровня грунтово-болотных вод до зимне-ранневесеннего минимума (1.3-1.6 м). Малая мощность зоны аэрации и относительно высокая водопроницаемость торфов благоприятствуют тесному влагообмену между грунтово-болотными водами, зоной аэрации и атмосферой. С апреля по июль-август в зоне аэрации существует верховодка, которая образуется в результате таяния льдистых включений в торфах. Иссушение верхних слоев торфа в результате испарения в летний период вызывает уменьшение влагозапасов в нижележащих слоях зоны аэрации и снижение уровня грунтово-болотных вод. Однако из-за неглубокого залегания последних, интенсивное испарение сопровождается капиллярным подтягиванием влаги с поверхности грунтовых вод, которое перекрывает дефицит влагозапасов в зоне аэрации. Переувлажнение торфов во второй половине лета обязано совокупному влиянию инфильтрационного питания и усиленного бокового притока грунтово-болотных вод, резкое пополнение запасов которых поздней весной происходит в основном за счет инфильтрации талых вод. 120

Таблица 28 Гидрохимический состав болотных вод перешейка Святой Нос оз. Байкал п. 2 22 6.70 1.71 3.5 н/о 0.86

Болотные воды п. 3 п. 4 п. 5 19 34 32 6.70 9.36 8.96 0.08 2.96 3.33 2.0 0.3 0.4 4.4 н/о н/о 1.12 0.15 0.16

п. 6 65 9.50 0.08 5.1 26.4 3.28

п. 7 14 7.95 -

134.2 18 0.26 0.024 3.0 0.008 0.107 10.8 3.9

152.5 30 0.50 0.014 3.0 0.460 н/о 17.8 2.8

366.0 108 0.26 0.003 32.6 0.28 0.006 48.1 10.7

66.4 0.70 0.8 16.1 3.2

Компонент п. 1 22 7.08 0.63 4.3 н/о 0.73

Т, оC рН БПК, мг/дм3 О2, мг/дм3 СО2 св, мг/дм3 Жесткость, мгэкв/л НСО3-, мг/дм3 79.3 СО32-, мг/дм3 н/о NO3-, мг/дм3 0.17 NO2-, мг/дм3 0.079 Сl-, мг/дм3 1.9 NH4+, мг/дм3 н/о РО43-, мг/дм3 0.076 Са2+, мг/дм3 11.3 Mg2+, мг/дм3 2.6 н/о – не обнаружено, - не определяли

123.0 78 1.20 0.044 30.2 0.066 0.034 3.8 0.06

195.2 60 1.22 н/о 35.6 0.130 0.037 4.1 0.06

При замерзании торфа и одновременном снижении уровня болотно-грунтовых вод влага из средней части зоны аэрации мигрирует вверх – к фронту промерзания и вниз – вслед за поверхностью грунтово-болотных вод. В мерзлых слоях торфа влажность практически стабильна и изменяется лишь в граничных зонах: в кровле – при оттаивании сезонно-мерзлого слоя и в подошве – при подъеме уровня грунтовых вод. Окислительно-восстановительные процессы особенно активно протекают в деятельном слое болот, мощность которого зависит от колебания уровня вод, а механизм процессов определяется химическим составом органического вещества торфов, наличием зольных элементов, деятельностью микроорганизмов и химическим составом атмосферных и грунтовых вод. В торфяной залежи заболоченного леса с 121

мощностью торфа не более 0.7 м в слое 0.3 м поддерживаются резко окислительные условия (500-900 мВ), ниже по профилю отмечается снижение Eh до –140 мВ. Торфяная залежь в открытой топи характеризуется окислительными условиями до глубины 0.2 м, ниже по профилю Eh приобретает отрицательные значения от –140 до –180 мВ. Восстановительные условия в осадках и воде формируются при активной деятельности аэробных микроорганизмов, использующих атмосферный кислород для биохимического окисления веществ. Численность аэробных сапрофитов достигает значительных величин – 108 кл/мл. При низких значениях Eh в донных отложениях и воде активно протекают анаэробные микробные процессы метаногенеза и сульфатредукции. Грунтовые воды в основном гидрокарбонатные, кальциевые, кальциево-магниевые, натриевые, реже гидрокарбонатносульфатные со смешанным катионным составом, минерализация, как правило, не превышает 0.6 г/дм3. В летний период минерализация болотно-грунтовых вод увеличивается за счет испарительного концентрирования и капиллярного подтягивания влаги из глубоких горизонтов. На участках с неглубоким залеганием подземных вод развиваются процессы засоления земель, химизм которых разнообразный – сульфатно- и хлоридногидрокарбонатный, сульфатно-содовый, содово-хлоридный. Протекание процессов засоления и формирования такого разнообразия солей в пределах сравнительно небольшой территории требует дальнейшего детального исследования. Подъем уровня оз. Байкал выразился в нарушении режима подземных вод и сложившегося водного баланса, перераспределении поверхностного и подземного стоков, что отразилось на природных ландшафтах и состоянии почвенного покрова территории. Претерпел определенную трансформацию сток, где можно проследить за изменением содержания биогенных элементов, в частности азотсодержащих соединений, которые являются токсичными веществами. Повышение их содержания в стоке, возможно, сказалось на протекании биохимических процессов и качественном составе флоры и фауны оз. Арангатуй, такие наблюдения не проводились. 122

В результате подъема уровня воды изменились условия стока поверхностных вод. Река Буртуй, дренирующая кристаллический массив южной оконечности п-ва Святой Нос, в пределах перешейка изменила направление своего движения. В настоящее время происходит разгрузка не в Баргузинский залив оз. Байкал, а в оз. Арангатуй. В значительной степени ее сток теряется в заболоченной прибрежной части озера, вследствие чего здесь образовались труднопроходимые топи. Из-за замедления стока в значительной степени изменился ее химический состав, возросла минерализация, содержание органического вещества, сульфатов, хлоридов. Формирующиеся в пределах болота малые водотоки имеют повышенную концентрацию Ca2+, HCO3-, SO42-, NH4+, NO2- и органического вещества, что подтверждается высокими значениями ХПК (табл. 29-30). Наибольшая концентрация практически всех микрокомпонентов и тяжелых металлов наблюдается на окраине болот в приподнятой части и в заболоченном лесу. Это можно объяснить составом верхней части разреза отложений этих участков. В топи и протоках микроэлементы сорбируются в достаточно больших концентрациях, в меньшей степени микроэлементы выводятся из раствора и концентрируются в верховых частях болот на торфах. Можно говорить об очистительном воздействии болот на тяжелые металлы, но стадийность протекания процессов, динамика очистительного воздействия, изменение по сезонам года и в зависимости от водообильности года еще не ясна. Реакция среды в болоте является нейтральная – 6.7-7.1. Вблизи минерального источника значения рН щелочные (9.0-9.5) Температура поверхностной воды в болотах не сильно отличалась от температуры воздуха, в районе минерального источника температура в грифоне составляла 32-34оС. Болотные воды содержат минеральные элементы, обогащены органическим веществом, что подтверждаются высокими значениями концентраций ХПК, гуминовых кислот. Появление промежуточного продукта восстановления нитрит-иона – NO2- и повышенное содержание Feобщ (0.29 мг/дм3) в сравнении с озером показывают его болотное происхождение. Результаты 123

гидрохимического исследования показывают концентрации гидрокарбонат-иона,

повышенные

Таблица 29 Химический состав реки Буртуй в пределах кристаллического массива п-ва Святой Нос (мг/дм3) pH

HCO 3

-

Ca 2+

Mg 2+

Cl-

SO4 2-

3

7.2 0

33.5

14. 0

1.8

2. 5

NO2-

N O

0.4

Fe2

NH4 +

+

0.25

0.1 8

-

< 0. 1

<0.01

Feо

Si

бщ

0.7 3

8. 7

Таблица 30 Химический состав болотной воды в районе впадения р. Буртуй в оз. Арангатуй (мг/дм3) pH

Eh

HCO -

3

7.23

260

244

Ca2

+

32.0

Mg2 +

9.7

Cl29.5

SO4 2-

138

NO3 -

NO2-

NH

Feо

4

бщ

+

Si

0.80 0.019 0.061 1.8 44.2

Таблица 31 Содержание микроэлементов в болотной воде и в малом водотоке в их пределах (мкг/дм3) Место отбора Топь Приподнятый блок Заболоченный лес Протока р. Буртуй

Pb 0.9 1 0.6 0.5

Cu 0.9 7 4 0.5

Zn 10 8 9 2

V 0.9 2 1.3 0.5

Cr 2.5 2.5 1.5 1

Ni 2 1.4 1.2 0.7

Sr 30 35 32 30

что очевидно связано с тем, что минеральное ложе болот состоит из карбонатных суглинков. Это влияет на гидрохимический режим, приводит к формированию болота обогащенными минеральными веществами. Запас биогенных элементов создается главным образом биологическим путем, основным их источником служит минеральная порода, подвергшаяся заболачиванию. Наибольшая концентрация практически всех микрокомпонентов наблюдается на окраине болот в 124

приподнятой части и в заболоченном лесу (табл. 31).Это, вероятно, можно объяснить составом верхней части разреза отложений этих участков. В топи и протоках микроэлементы сорбируются на тонкодисперсных частицах окислов железа, марганца, гуминовых кислотах, которые содержатся здесь в больших концентрациях, в меньшей степени микроэлементы выводятся из раствора и концентрируются в верховых частях болот на торфах. Таким образом, из приведенных примеров можно видеть очистительное воздействие болот от тяжелых металлов. Но стадийность протекания процессов, динамика очистительного воздействия, изменение его по сезонам года и в зависимости от водообильности года еще не ясна. В юго-восточной части п-ва Святой Нос, в зоне влияния подъема уровня грунтовых вод и развития процессов заболачивания, находится минеральный источник "Кулиные болота". Химический анализ по результатам отбора проб 2001 г. приведен в табл. 32. Выходы минеральной воды приурочены к разлому субмеридионального направления, они протягиваются широкой полосой от Арангатуйского озера к высокому южному склону п-ва Святой Нос. Выходы минеральной воды на поверхность фиксируются на значительной площади ~ 0.5 км2 и проявляются в образовании воронок диаметром до 10-20 м с нарушенным торфяным покровом, на дне которых наблюдаются илистые отложения сероватого цвета. В грифонах источника повсеместно распространены бактериальные маты. Температура воды в обследованных нами источниках изменяется от 20 до 65оС. Периодически со дна воронок поднимаются пузырьки газа. Основным компонентом газового состава является азот, присутствует метан. На периферии термального поля, на участках развития мощного торфяного покрова, ощущается запах сероводорода. Этот минеральный источник, по нашему мнению, в настоящее время изучен значительно хуже, чем другие источники, расположенные по берегу оз. Байкал и в Баргузинской долине. Причиной такого положения является его труднодоступность изза интенсивного заболачивания местности. Однако, как показало 125

Ca2+

Mg2+

Cl-

SO42-

NO3-

NO2-

122

2.0

0.8

32.2

117.2

0.7

<0.01 0.28 0.28 68.4

Si

HCO3-

240

Feобщ

Eh

9.50

NH4+

pH

проведенное нами обследование, его бальнеологический потенциал может быть более значительным, чем на близлежащих источниках (Змеиный, Гусихинский и др.). Это мнение базируется на том, что здесь в лечебных целях могут использоваться кроме Таблица 32 Химический состав воды минерального источника Кулиные болото, выход с температурой 65оC (мг/дм3)

воды еще и лечебные грязи. Их бальнеологическую ценность предстоит еще оценить, а запасы их огромны. Газы, выделяемые из болот, по составу являются азотнометановыми (п. l-2 и п. 4) и метаново-азотными (п. 1 и п. 3) (табл. 33). Содержание азота достигает 87%, выявлено относительно высокое содержание метана – до 76%. Содержание углекислого газа в пробах достигает 5%, в пробах газа на станции п. 4 обнаружен водород. Подавляющее содержание в газах азота и метана, по-видимому, связано с деятельностью денитрифицирующих и метанобразующих бактерий. Болота являются местом активной деятельности микроорганизмов, чему способствуют наличие благоприятствующих гидрохимических параметров воды, богатое содержание автохтонного и аллохтонного органических и минеральных веществ, относительно постоянные температуры. Максимальная активность микробного сообщества наблюдается в биотопах, расположенных вблизи термального источника. Микроорганизмы участвуют в продукции и деструкции органического вещества, образовании биогенных газов, формировании аэро- и анаэробиоза в водах и донных отложениях болот. Одним из показателей активности микробного сообщества является темновая ассимиляция СО2. Темновая фиксация углекислого газа в изученных биотопах в сутки составляет от 126

0.20 до 2.88 мг С/дм3 (рис. 11, а). Максимальная активность микробного сообщества наблюдается в болотах близи термального источника (п. 4 и п. 5). В данных биотопах обнаружены и наибольшие значения БПК (табл. 28). На терминальных этапах в разложении органического вещества участвуют сульфатредуцирующие и метанобразующие бактерии, Таблица 33 Качественный и количественный состав болотных газов (%) Станция п. 1 п. 2 п. 3 п. 4 п. 5

Н2 0 0 0 0.3 0

CO2 2 4 5 0 0

O2 2 1 0 2 4

N2 18 55 42 87 44

CH4 76 40 54 12 52

конечными продуктами метаболизма которых являются сероводород и метан, соответственно. Скорость сульфатредукции, в изученных болотных биотопах составляла от 7.35 до 17.02 мг S/(дм3 сут) (рис. 11, б). С наибольшей активностью этот процесс протекал в микробном мате п. 4. Высокая скорость сульфатвосстановления наблюдалась в торфяной почве болота п. 2 – 16.40 мг S/(дм3 сут). Другим терминальным этапом деструкции органического вещества является метаногенез. Оба этих процесса считаются конкурентными между собой. Было определено автотрофное и ацетокластическое метанобразование (рис. 11, в, г) – во всех изученных болотных биотопах метанобразование преимущественно автотрофное. Скорость автотрофного метанобразования в донных осадках и микробных матах составляла от 1.9 до 164.3 мкл СН4/(дм3 сут). Максимальная скорость образования метана была выявлена в микробном мате п. 3. В донных осадков п. 4 и п. 5 метаногенез протекал с наименьшей скоростью – 2.7 и 1.9 мкл СН4/(дм3 сут), соответственно. Образование метана из ацетата в микробном мате п. 3. В донных осадков п. 4 и п. 5 метаногенез протекал с наименьшей скоростью – 2.7 и 1.9 мкл СН4/(дм3 сут), соответственно. Образование метана из ацетата в болотных экосистемах протекает с меньшей скоростью от 0.04 до 0.45 мкл СН4/(дм3 сут). Максимальная скорость 127

ацетокластического метаногенеза была выявлена в микробном мате п. 3. В верхних горизонтах донных осадков п. 1, состоящих из торфа, скорость образования метана была минимальной. Биотоп обводненного участка болота п. 3 отличался высокой активностью метанобразующего бактериального сообщества. Здесь отмечена максимальная активность метаногенов и ацекластического и автотрофного 3

18 16 14

м к г S /(д м 3 с у т )

м г С /(д м 3 с у т )

2,5 2 1,5 1

12 10 8 6 4 2

0,5

0 п. 1

0 п. 1

п. 2

п. 3

п. 3 (мат)

п. 4

п. 4 (мат)

п. 5

а

п. 2

п. 3

п. 4 (мат)

п. 5

б

350

2,5

м к л С Н 4 /(д м 3 с у т )

м к л С Н 4 /( д м 3 с у т )

300 250 200 150 100 50

2 1,5 1 0,5 0

0 п. 1

п. 2

п. 3

п. 3 (мат)

п. 4

п. 4 (мат)

п. 1

п. 5

п. 3

п. 4 (мат)

п. 5

в г Рис. 11. Скорость микробных процессов в донных осадках и микробных матах болотных биотопов. а – темновая фиксация СО2, б – сульфатредукция, в – автотрофное метанобразование, г – ацетокластическое метанобразование.

путей образования метана. Вероятно, данный биотоп отличается от остальных наиболее оптимальными условиями среды (окислительно-восстановительный потенциал, наличие субстрата и др.) для активного развития метанобразующего микробного сообщества. Относительно невысокая скорость метанобразования в верхних слоях болот объясняется тем, что в 128

этих горизонтах значения Eh плюсовые, для которых не очень характерны условия анаэробиоза необходимые для процессов метаногенеза и сульфатредукции. Последние, по-видимому, связаны с наличием микрозон, образующихся в донных отложениях за счет деятельности аэробных микроорганизмов. Минусовые значения Eh в болотах существуют в более глубоких слоях почв, где анаэробные процессы могут протекать со значительно высокой интенсивностью. Доказательством этому служит тот факт, что в составе выделяющегося газа из болот высокое содержание метана. Образующийся в восстановленных условиях метан в аэробных условиях подвергается окислению высокоспециализированной группой бактерий – метанотрофами. Потенциальная активность этих бактерий в изученных болотных экосистемах составляла от 33.9 до 181.6 мкл СН4/(дм3 сут). Набольшей активностью отмечено метанотрофное сообщество донных осадков болотной гидротермы. Радиоизотопным методом с помощью меченого метана определили распределение углерода метана в продукты метаболизма (рис. 12). От 18 до 38% углерода в процессе окисления метана включается в биомассу клеток и органические экзометаболиты. В СО2 переходит от 62 до 82% меченого метана. Наиболее полно метан окисляется в минеральном источнике Кулиные болота. Значения интенсивностей и балансовые уравнения микробных процессов позволяют рассчитать количество использованного бактериями органического углерода на продукцию метана и сероводорода. На восстановление сульфатов потребляется от 5.5 до 12.7 мкг С/(дм3 сут) (табл. 34). В процессе автотрофного и ацетокластического метаногенеза потребляется от 7.6 до 657.0 и от 0.04 до 0.48 мкг С/(дм3 сут), соответственно. В болотных биотопах п. 1-3 с пресной водой, нейтральными значениями рН большая часть органического вещества потребляется на образование метана. Количественная оценка деятельности микроорганизмов показывает, что аэробные и анаэробные бактерии активно участвуют в круговороте веществ и энергии в болотной системе. Основным процессом на конечном этапе микробной деструкции органического вещества является метаногенез. На образование 129

биогенного метана микробное сообщество использует от 7.6 до 657.0 мкг С/(дм3 сут), тогда как на восстановление сульфатов расходуется 6.5-12.3 мкг С/(дм3сут). При этом большую часть метана образуют автотрофные метаногены, использующие для синтеза водород и углекислоту – продукты деструкции органического вещества. Ацетатиспользующие метаногены используют для синтеза метана до 0.50 мкг С/(дм3 сут). Определение активности сульфатредукторов показало, что они за синтезируют до 17.5 мкг Н2S/(дм3 сут). Биогенные метан и сероводород окисляются включение С-СН 4, %

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

п. 1

п. 2

п. 3

п. 4

п. 4 (мат)

п. 5

Биомасса и органические экзометаболиты

СО2

Рис. 12. Распределение углерода метана в процессе метанокисления.

Таблица 34 Расход органического углерода на терминальных этапах деструкции органического вещества, мкг С/(дм3 сут) Станци я

1 2

Сульфатредукция Скоро- Расход сть, Сорг, мкг мкг S/(дм3 С/(дм3 сут) сут) 8.7 16.4

6.5 12.3

Автотрофный метаногенез Скорост ь, мкл СН4/(дм 3 сут) 9.6 66.4 130

Расход Сорг, мкг С/(дм3 сут) 20.7 142.8

Ацетокластический метаногенез Скорость, мкл СН4/(дм 3 сут) 0.04 0.45

Рас-ход Сорг, мкг С/(дм3 сут) 0.04 0.48

3 3 (мат) 4 4 (мат) 5

15.4 17.0 7.4

11.6 12.7 5.5

6.5 305.5 4.9 5.9 5.9

13.9 657.0 10.6 12.7 7.6

0.16 0.12 0.03 0.16 0.23

0.18 0.13 0.04 0.18 0.25

аэробными серными и метанотрофными бактериями. При этом в болотной экосистеме создаются анаэробные условия, способствующие захоронению органического вещества в донных отложениях. Болота, занимая промежуточное положение между наземными и водными биогеоценозами и представляя собой сложное разнокачественное местообитание, находящееся в тесной зависимости от гидрологических и почвенных условий, характеризуются своеобразной флорой и фауной, включающей целый комплекс редких, стенотопных видов. Эта особенность усиливается интразональностью, резко выраженными границами болот, контрастно выделяющими их среди окружающих ландшафтов. После повышения уровня оз. Байкал болотные образования перешейка Святой Нос развиваются в новых условиях с увеличение участков заболачивания и ускоренным развитием болот без выраженного антропогенного фактора в общем естественном развитии. Параллельно происходят изменения в направленности развития экосистемы перешейка в целом, прежде всего связанные с гидрологическими, гидрохимическими, микробиологическими характеристиками болот. Трансформировался гидрохимический состав болотных биотопов и особенно заметно активизировались микробные процессы. Проведенные исследования демонстрируют реальность существенных изменений болотных экосистем восточного побережья озера Байкал со всеми вытекающими последствиями.

131

Заключение В данной книге собраны и обсуждены результаты исследований по гидрологии, гидрохимии, геохимии и микробиологии поверхностных водных систем Баргузинской котловины. Выбор этих тем объясняется профессиональным интересом авторов книги. Водные системы играют важную роль в круговороте энергии и вещества в экосистеме котловины. Значительное количество воды требуется для орошения полей и пастбищ, в производстве промышленных и сельскохозяйственных товаров, горные реки использовать для гидроэнергетики. Водоемы являются объектом рыболовства, отдыха, туризма и спорта. Минеральные источники и содовые озера используются для лечения и отдыха. Антропогенное загрязнение водных систем долины связано, прежде всего, с населенными пунктами, которые осуществляют сброс бытовых сточных вод. Наблюдается возрастание техногенного воздействия на водные объекты в связи с увеличением потоков туристов, отдыхающих на минеральных источниках, реках и озерах. Относительно слабое развитие сельскохозяйственного комплекса, промышленных и горнорудных предприятий, в настоящее время, определяет низкий уровень поступления их сточных вод, удобрений и нефтепродуктов. С развитием этих отраслей в Баргузинской долине их доля в техногенном загрязнении, несомненно, возрастет, поэтому, так важен и необходим мониторинг качества вод. 132

Поверхностные водные системы Баргузинской котловины изучены в разной степени. Много работ посвящено гидрохимии и микробиологии термальных вод, что связано с их использованием для лечения и отдыха населения (Николаев, 1929; ФранкКаменецкий, 1934; Минеральные воды..., 1962; Храпцова и др., 1984; Намсараев и др., 2006). Значительное внимание уделено изучению химического состава и гидрологического режима рек котловины (Обожин и др., 1984; Гармаев и др., 2000; Гармаев, 2000). Исследование озер было проведено эпизодически (Озера Баргузинской долины, 1986; Банзаракцаева и др., 1999). Болотные системы мало изучены (Ляхова, Косович, 1999; Бурюхаев и др., 2002). В данной работе не рассмотрены геология, гидрогеология, геохимия подземных вод Баргузинской котловины. Эта тема требует специального рассмотрения и обсуждения. Известно, что поверхностные и подземные воды генетически тесно связаны, постоянно взаимодействуют и включены в региональный и гидросферный круговорот воды (Пиннекер и др., 1968; Основы... , 1983). Результаты исследований, опубликованные в монографиях, статьях и отчетах, позволяют оценить экологическое состояние водоемов, выяснить структурно-функциональные характеристики водных систем, что необходимо для рационального использования вод населением, сельхозхозяйственными и промышленными предприятиями. В книге впервые собраны, систематизированы и описаны минеральные источники и лечебные озера Баргузинской котловины. Богатый лечебно-рекреационный потенциал этой обширной долины связан с прекрасной природой, большим разнообразием минеральных источников и лечебных озер. Теплое лето, сухой и чистый воздух, большое количество солнечных дней, высокая солнечная радиация, термальные, холодные, радоновые, сероводородные, щелочные, сульфатные воды, лечебные илы создают условия для эффективного отдыха и лечения. Этому же благоприятствуют и природные условия: таежные и степные ландшафты, горные и равнинные реки, 133

пресные и соленые озера, крутые скалы и высокие горные вершины. Рациональное использование минеральных источников и лечебных озер включает несколько направлений. Это в первую очередь, организация лечения и отдыха местного населения и гостей. Силами местных администраций и предприятий на многих источниках построены дома для отдыхающих и ванные, проложены дороги и электролинии. В настоящее время практически вся имеющаяся инфраструктура нуждается в ремонте и обновлении, требующих значительных финансовых вложений. В последнее время местные администрации уделяют большое значение отдыху и лечению населения на местных аршанах. Например, администрация Курумканского района выделила средства для строительства домов на аршане Буксехен. Другим важным направлением является организация лечебнооздоровительного туризма и включение в туристические маршруты минеральных источников и лечебных озер, расположенных в живописных местах, таких как аршаны Алла, Гарга, Сея, Уро, Змеиная, озера Алгинское, Бормашевое, Арангатуй и др. На некоторых источниках с большим дебитом и наличием необходимой инфраструктуры (корпуса, электричество, дороги и т.д.) можно организовать розлив столовых, лечебно-столовых и питьевых вод. Некоторые источники и озера могут быть использованы для извлечения химических элементов и веществ (например, мирабилита, соды и т.д.) в незначительных количествах после проведения специальных исследований и экологической экспертизы. Приведенные в настоящей книге данные о водных системах Баргузинской котловины показывают, что многие из них до сих пор не изучены или нуждаются в специальных исследованиях. Реки, минеральные источники и озера Баргузинской котловины нуждаются в охране и защите. При неправильной эксплуатации вод и илов нарушается сбалансированное функционирование экосистемы водоемов. Поэтому многим уникальным водным системам желательно придать статус особо охраняемых объектов 134

природы. Местное население имеет многовековой опыт охраны рек, озер, аршанов, этому способствует придание в народе этим местам особого статуса – священных и запрет вмешательства в естественное функционирование этих систем. В то же время, в последние годы наблюдается рубка леса вблизи водоемов и в верховьях рек, возрастание нерегулируемого туризма и т.д. Придание статуса особо охраняемой территории наиболее ценным водным системам будет способствовать сохранению уникальных свойств вод минеральных источников и илов озер и, в целом, биологического разнообразия и окружающей природы. Разнообразные водные системы Баргузинской котловины можно рекомендовать для проведения полевых практик и летних школ для школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых и преподавателей. Список литературы 1. Адушинов А.А. Гидрогеологические и гидрологические условия Баргузинской впадины в связи с мелиорацией земель / А.А. Адушинов, Л.В. Замана // Гидрогеологические проблемы мелиорации земель Бурятии: труды Геологического института. Вып. 6 (14). Улан-Удэ, 1976. – С. 36-59. 2. Атлас Забайкалья. Бурятская АССР и Читинская область / под ред. В.Б. Сочавы. – М.; Иркутск: ГУКГ, 1967. – 176 с. 3. Барабанов Л.Н. Азотные термы СССР / Л.Н. Барабанов, В.Н. Дислер.– М.: Геоминвод ЦНИИ КиФ, 1968. – 120 с. 4. Банзаракцаева Т.Г. Пресные и содовые озера Баргузинской долины / Т.Г. Банзаракцаева, Б.Б. Намсараев, В.М. Горленко // Биологические ресурсы Северного Прибайкалья: современное состояние и мониторинг. Улан-Удэ: Бурятский госуниверситет, 1999. С. 4-11. 5. Баргузинская котловина (в прошлом, настоящем и будущем) / отв. ред. В.Е. Викулов, серия «Земля у Байкала». Вып. 2. – Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 1993. – 157 с.

135

6. Борисенко И.М. Минеральные воды Бурятской АССР / И.М. Борисенко, Л.В. Замана. – Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1978. – 162 с. 7. Борисенко И.М. Состав травертинов из отложений некоторых минеральных источников Забайкалья / И.М. Борисенко, Ю.Ч. Очиров, Р.М. Сусленкова // Труды геологического института БФ СО АН СССР (Улан-Удэ). 1976. Вып. 7 (15). С. 36-52. 8. Буслов С.П. Рекреационные ресурсы бассейна оз. Байкал и перспективы их использования / С.П. Буслов // Взаимодействие социально-экономического развития и охраны природы в Байкальском регионе. – Новосибирск, 1990. 9. Бурюхаев С.П. Болотные экосистемы перешейка полуострова Святой Нос (оз. Байкал) / С.П. Бурюхаев, Е.Ж. Гармаев, Э.Н. Елаев, В.Е. Ешеев, Б.Б. Намсараев, А.М. Плюснин, А.В. Турунхаев, В.В. Хахинов, А.Е. Разуваев // Вестник Бурятского госуниверситета. Серия 2. 2002. Вып. 4. С. 9-33. 10. Вампилова Л.Б. Ландшафты Баргузинской котловины, их древнее и современное освоение / Л.Б. Вампилова // Развитие и преобразование природной среды. – Л., 1979. – С. 29-42. 11. Визенко О.С. Климатические особенности Баргузинской котловины / О.С. Визенко, В.В. Власенко // Озера Баргузинской долины. – Новосибирск: Наука, 1986. – С. 5-15. 12. Выркин В.Б. Рельеф и современные экзогенные процессы Баргузинской и Тункинской котловин / В.Б. Выркин // Рельеф и склоновые процессы Юга Сибири. – Иркутск, 1988. – С. 3-24. 13. Гармаев Е.Ж. Сток рек Бурятии / Е.Ж. Гармаев, В.М. Евстигнеев, А.В. Христофоров, Б.Б. Шайбонов. – Улан-Удэ: Издво Бурятского госуниверситета, 2000. – 189 с. 14. Гармаев Е.Ж. Пространственно-временные закономерности стока рек Бурятии в теплый период года / Е.Ж. Гармаев.– Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверситета, 2000. – 116 с. 15. Герасименко Л.М. Роль циано-бактериального фильтра в трансформации газовых компонентов гидротерм на примере кальдеры Узон на Камчатке / Л.М. Герасименко, Г.А. Карпов, 136

В.К. Орлеанский, Г.А. Заварзин // Журн. общ. биол, 1983. № 6. С. 842-851. 16. Герасименко Л.М. Посмертные изменения цианобактерий в водорослево-бактериальных пленках термальных источников Камчатки / Л.М. Герасименко, И.Н. Крылов // Доклад АН СССР, 1983. Т. 272. № 1. С. 201-202. 17. Го О. Свойства кремнезема в воде // Геохимия литогенеза / О. Го, Т. Окура, К. Гото. – М.: Иностранная литература, 1963. – С.158-185. 18. Головенок В.К. Докембрийские кремневые конкреции: морфология, генезис, значение для познания древнего органического мира / В.К. Головенок // Конкреции докембрия. – Л.: Наука, 1989. – С. 94-102. 19. Голубев В.А. Тепловые и химические характеристики гидротермальных систем Байкальской рифтовой зоны / В.А. Голубев // Сов. геология, 1982. – № 10. – С. 100-108. 20. Горленко В.М. Экология водных микроорганизмов / В.М. Горленко, Г.А. Дубинина, С.И. Кузнецов. – М.: Наука, 1977. – 288 с. 21. Горленко В.М. Влияние температуры на распространение фототрофных бактерий в термальных источниках / В.М. Горленко, Е.И. Компанцева, Н.Н. Пучкова // Микробиология. 1985. Т. 54. № 5. С. 848-853. 22. Гурулев С.А. Реки Байкала. Происхождение названий / С.А. Гурулев. – Иркутск: Вост.- Сиб. кн. изд-во, 1989. 23. Дзюба А.А. Палеогеографические аспекты формирования соленых озер Баргузинской котловины / А.А. Дзюба, А.К.Тулохонов, Т.И.Абидуева // География и природные ресурсы. 1999. № 2. 24. Дзюба А.А. Минеральные озера БаргузинскоЧивыркуйского перешейка / А.А. Дзюба, Н.В. Кулагина, Т.И. Абидуева, А.Л. Черных // География и природные ресурсы. 2002. № 2. 25. Евстигнеев В.М. Географические закономерности низкого зимнего стока рек Бурятии. / В.М. Евстигнеев, Б.Б. Шайбонов // Вестник Моск. ун-та, сер. геогр. № 5. 1994. С. 74-79. 137

26. Елаев Э.Н. Джергинский заповедник / Э.Н. Елаев, О.А. Аненхонов, А.Б. Иметхенов, Ц.З. Доржиев, Н.Г. Елаева // Заповедники России. Заповедники Сибири. – М.: Логата, 2000. С. 205-216. 27. Заварзин Г.А. Бактерии и состав атмосферы / Г.А. Заварзин. – М.: Наука. 1984. – 199 с. 28. Заварзин Г.А. Эпиконтинентальные содовые водоемы как предполагаемые реликтовые биотопы формирования наземной биоты / Г.А. Заварзин // Микробиология. 1993. Т. 62. Вып. 5. С. 789-800. 29. Заварзин Г.А. Микробный геохимический цикл кальция / Г.А. Заварзин // Микробиология. 2002. Т.71. С.5-22. 30. Заварзин Г.А. Становление биосферы / Г.А. Заварзин // Микробиология. 1997. Т. 66. С. 725-734. 31. Замана Л.В. О происхождении сульфатного состава азотных терм Байкальской рифтовой зоны / Л.В. Замана // Докл. АН. 2000. Т. 372. № 3. С. 361-363. 32. Замана Л.В. Мерзлотно-гидрогеологические и мелиоративные условия Баргузинской впадины / Замана Л.В. – Новосибирск: Наука, 1988. – 126 с. 33. Иванов В.В. Основные геологические условия и геохимические процессы формирования термальных вод областей современного вулканизма / В.В. Иванов // Тр. Лаборатории вулканологии. – М., 1961. – Вып. 19. – С. 53-68. 34. Иметхенов А.Б. Памятники природы Байкала / А.Б. Иметхенов. – Новосибирск: Наука, Сиб. Отд-ние, 1991. – 159 с. 35. Иметхенов А.Б. Природа Забайкальского национального парка / А.Б. Иметхенов, Т.Г. Бойков, Ц.Х. Цыбжитов. – УланУдэ, 1990. – 193 с. 36. Иметхенов А.Б. Особо охраняемые природные территории Бурятии / А.Б. Иметхенов, А.К. Тулохонов. – УланУдэ: БНЦ СО РАН, 1992. – 152 с. 37. Кислов Е.В. Памятники природы (на примере Западного Забайкалья) / Е.В. Кислов. – Улан-Удэ, Изд-во БНЦ СО РАН, 1999.–180 с.

138

38. Кисляков Я.М. Гидрогенное рудообразование / Я.М. Кисляков, В.Н. Щеточкин. – М.: Гидроинформмарк, 2000. – 611 с. 39. Крайнов С.Р. Основы геохимии подземных вод / С.Р. Крайнов, В.М. Швец. – М.: Недра, 1980. – 285 с. 40. Крайнов С.Р. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты / С.Р. Крайнов, Б.Н. Рыженко, В.М. Швец. – М.: Наука, 2004. – 677 с. 41. Крайнов С.Р. Геохимия редких элементов в подземных водах / С.Р. Крайнов. – М.: Недра, 1973. – 296 с. 42. Рыженков Б.Н., Крайнов С.Р. Физико-химические параметры формирования состава природных вод (модель породавода-газы) // Фундаментальные проблемы современной гидрогеохимии. –Томск.: Изд-во НТЛ, 2004. - С. 120-130ё 43. Крайча Я. Газы в подземных водах / Я.Крайча. – М.: Недра. 1980. 44. Ламакин В.В. Неотектоника Байкальской впадины / В.В. Ламакин // Труды Геологического институт АН СССР. Вып. 187. – М.: Наука, 1968. – 248 с. 45. Логачев Н.А. Саяно-Байкальское становое нагорье // Нагоры Прибайкалья и Забайкалья / Н.А. Логачев.– М.: Наука, 1974. – С. 16-163. 46. Ломоносов И.С. Термы Байкальской рифтовой зоны (закономерности формирования и распространения) / И.С. Ломоносов. – М.: Наука, 1968. 47. Ломоносов И.С. Геохимия и формирование современных гидротерм Байкальской рифтовой зоны / И.С. Ломоносов. – Новосибирск: Наука, 1974. – 227 с. 48. Ляхова И.Г. О выделении Юго-Восточного побережья Байкала в особый торфяно-болотный район / И.Г. Ляхова // Проблемы экологии Прибайкалья. – Иркутск, 1982. 49. Ляхова И.Г. Болота Прибайкалья и их природоохранное значение / И.Г. Ляхова, И.Г. Косович // Уникальные объекты живой природы бассейна Байкала / Отв. ред. д-р биол. наук Л.В. Попов. – Новосибирск: Наука, 1990. – 224 с. 50. Михайлов М.П., Толстихин Н.И. Минеральные источники и грязевые озера Восточной Сибири, их гидрология, 139

бальнеохимия и курортологическое значение / М.П. Михайлов, Н.И. Толстихин. – Иркутск, 1946. – 61 с. 51. Минеральные воды Южной части Восточной Сибири / под общей ред. Н.А. Власова, В.Г. Ткачук, Н.И. Толстихина. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. – Т.2. – 200 с. 52. Намсараев З.Б. Микробные сообщества щелочных гидротерм / З.Б. Намсараев, В.М. Горленко, Б.Б. Намсараев, Д.Д. Бархутова / Отв. ред. М.Б. Вайнштейн. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. – 111 с. 53. Николаев А.В. Источники Баргузина и их минеральные образования / А.В. Николаев. – М.: Минералог. музей АН СССР, 1929. Т. 1,3. 54. Обожин В.Н. Гидрохимия рек и озер Бурятии / В.Н. Обожин, В.Т. Богданов, О.Ф. Кликунова / Отв. ред. д.г.н. К.К. Вотинцев. – Новосибирск: Наука, 1984. – С. 129-140. 55. Озера Баргузинской долины. – Новосибирск: Наука,1986. – 185 с. 56. Основы гидрогеологии. Использование и охрана подземных вод / Маринов Н.А., Орадовская А.Е., Пиннекер Е.В. – Новосибирск: Наука, 1983. – 232 с. 57. Перельман А.И. Геохимия природных вод / А.И. Перельман. –М.: Наука. 1982. – 235 с. 58. Перельман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза / А.И. Перельман. – М.: Недра, 1972. – 288 с. 59. Пиннекер Е.В. Гидрогеология Прибайкалья / Е.В. Пиннекер, Б.И. Писарский, И.С. Ломоносов. – М.: Наука, 1968. – 172 с. 60. Пиннекер Е.В. Изотопные исследования минеральных вод Монголии. Геология и геофизика / Е.В. Пиннекер, Б.И. Писарский, С.Е. Павлова, В.С. Лепин. – Т.36. – №1. – 1995. – С. 94-102. 61. Писарский Б.И. Поверхностные и подземные воды Забайкальского государственного национального парка: Отчет по теме ГКНТ СССР 0.85.04, задание 02.03.Н1 / Б.И. Писарский, В.М. Вострецов. – Иркутск: ИЗК СО РАН, 1989. 62. Плюснин А.М. Особенности формирования травертинов из углекислых и азотных термальных вод в зоне Байкальского 140

рифта / А.М. Плюснин, А.П. Суздальницкий, А.А. Адушинов, А.Г. Миронов // Геология и геофизика . 2000. Т. 41. №4. С. 564570. 63. Посохов Е.В. Общая гидрогеохимия / Е.В. Посохов. – Л.: Недра, 1975. -208 с. 64. Рыженков Б.Н. Физико-химические параметры формирования состава природных вод (модель порода-водагазы) / Б.Н. Рыженков, С.Р. Крайнов // Фундаментальные проблемы современной гидрогеохимии. – Томск.: Изд-во НТЛ, 2004. – С. 120-130. 65. Серебренников В.В. Химия редкоземельных элементов / В.В. Серебренников. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 1961. – 801 с. 66. Ткачук В.И. Минеральные воды Бурятской АССР / В.И. Ткачук, Н.В. Яснитская, Г.А. Анкудинова. – Иркутск, 1957. 67. Трошин Ю.П. Химический состав и условия формирования современных гидротерм центральной части Байкальской рифтовой зоны / Ю.П. Трошин, И.С. Ломоносов // География и природные ресурсы. 2005. №2. – С. 39-46. 68. Уфимцев Г.Ф. Следы гигантского выброса каменного материала из долины реки Ины в Баргузинскую долину / Г.Ф. Уфимцев // География. Природные ресурсы. 1986. №3. С. 73-78. 69. Флоренсов Н.А. Мезозойские и кайнозойские впадины Прибайкалья / Н.А. Флоренсов. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1960. – 260 с. 70. Фокин Ю.А. Отчет о детальной разведке озера Бормашовое и изучение сроков регенерации лечебной грязи / Ю.А. Фокин. – М.: Геоминвод, 1991. – 27 с. 71. Франк-Каменецкий А.Г. К гидрохимии горячих источников Восточно-сибирского края / А.Г. Франк-Каменецкий // Труды Вост.-Сиб. ун-та. 1934. № 2. 72. Храпцова Г.И. Термофильные бактерии горячих источников Бурятии / Г.И. Храпцова, И.А. Цаплина, Л.М. Серегина, Л.Г. Логинова // Микробиология. 1984. Т. 53. Вып. 1. С. 137-141. 73. Христофоров А.В. Стохастическая модель колебаний речного стока в паводочный период / А.В. Христофоров, Г.В. 141

Круглова, Т.В. Самборский. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. – 145 с. 74. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза / С.Л. Шварцев. – М.: Недра, 1998. – 366 с. 75. Шпейзер Г.М. Органические вещества в минеральных водах горноскладчатых областей Центральной Азии / Г.М. Шпейзер, Ю.К. Васильева, Г.М. Гановичева // Геохимия. 1999. № 3. С. 302-311. 76. Чудаев О. В. Геохимия вод основных геотермальных районов Камчатки / О.В. Чудаев, В.А. Чудаева, Г.А. Карпов, У.М. Эдмундс, П. Шанд. – Владивосток: Дальнаука, 2000. – 162 с. 77. Belkin S. Biological and abiological sulfur reduction at high temperatures / S. Belkin, C.O. Wirsen, H.W. Jannasch // Appl. Environ. Microbiol. 1985. V. 9. Р. 57-1061. 78. Brock T.D. Thermophilic microorganisms and life at high temperatures / T.D. Brock.– N.Y.: Springer-Verlag. 1978. – 465 р. 79. Bryanskaya A.V. Biogeochemical processes in algobacterial mats of alkaline Urinskiy thermal spring / A.V. Bryanskaya, Z.B. Namsaraev, O.M. Kalashnikova, D.D. Barhkutova, B.B. Namsaraev, V.M. Gorlenko // Microbiology (Russian). 2007. V. 75. № 5. P. 702712 80. Castenholz R.W. Composition of hot spring microbial mats: a summary / R.W. Castenholz // Microbial Mats: Stromatolites / Eds Y. Cohen, R.W. Castenholz and H.I. Halvorson. – N.Y.: Alan R. Liss, 1984. – P.101-119. 81. Chafetz H.S. Travertines: depositional morphology and the bacterially constructed constituents / H.S. Chafetz, R.L. Folk // Journ. Sedim. Petrol. 1984. V. 54. Р. 289-316. 82. Cohen Y. The Solar lake cyanobacterial mats: strategies of photosynthetic life under sulfide / Y. Cohen // Microbial Mats: Stromatolites / Eds Y. Cohen, R.W. Castenholz and H.O. Halvorson. N. Y.: Alan R. Liss, 1984. P. 133-148. 83. Cohen Y. Interaction of sulphur and carbon cycles in microbial mats / Y. Cohen, V.M. Gorlenko, E.A. BonchOsmolovskaya // Evolution of the global biogeochemical sulphur cycle / Eds. P.Brimblecombe, A.Yu. Lein. – Chichester, United 142

Kingdom: SCOPE Published by John Wiley & Sons Ltd., 1989. – P. 191-238. 84. De Ronde C.E.I. Fluid chemistry of Archaean seafloor hydrothermal vents: Implications for the composition of circa 3.2 Ga seawater / C.E.I. De Ronde, D.M. Channer, R. De, K. Faure, C.J. Bray, E.T.C. Spooner // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1997. V. 61. P. 4025-4042. 85. Ehrlih H.L. Geomicrobiology / H.L. Ehrlih. – N.Y.: Marcell Dekker, Inc., 1981. 86. Garrels R.M. Solutions, minerals and equilibria / R.M. Garrels, C.L. Christ. –N.Y.: Harper & Row, 1965. 87. Golubic S. Organisms that build stromatolites / S. Golubic // Stromatolites, Developments in sedimentology / Еd.M.R.Walter. Amsterdam-Oxford-New-York.Н: Elsevier. 1976. V.20. P.113-126. 88. Hanada S. Filamentous anoxygenic phototrophs in hot springs / S. Hanada // Microbes and Environments. 2003. V. 18. P. 51-61. 89. Inagaki F. Microbial silica deposition in geothermal hot waters / F. Inagaki, Y. Motomura, S. Ogata // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2003. V. 60. P. 605-611. 90. Knoll A.H. Archean and Proterozoic paleontology / A.H. Knoll // Palynology: principles and applications; American association of stratigraphic palynologists foundation / Еds. J. Jansonius, D.C. McGregor.1996. V. 1. Р. 51-80. 91. Namsaraev Z.B. Structure and biogeochemical activity of phototrophic communities of alkaline Bolsherechensky thermal spring / Z.B. Namsaraev, V.M. Gorlenko, B.B. Namsaraev, S.P. Burukhaev, V.V. Yurkov // Microbiology (Russian). 2003. V. 72. № 2. P. 193 – 203. 92. Roy A.B. The biochemistry of inorganic compounds of sulphur / A.B. Roy, P.A. Trudinger. – Cambridge: Cambridge University Press, 1970. 93. Tatarinov A.V. Role of cyanobacterial mats in petrogenesis and formation of mineral ores of travertines of nitric hydrotherms of Baikal rift zone / A.V. Tatarinov, L.I. Yalovik, Z.B. Namsaraev // Doklady Earth sciences of Russian Academy of Sciences. – 2005. V. 403A. P. 939-942. 143

94. Walter M.R. Archean stromatolites: evidence of the Earth’s earliest benthos / M.R. Walter // Earth’s earliest biosphere: it’s origin and evolution / Еd. J.W. Schopf. Princeton. 1983. 95. Ward D.M. Hot spring microbial mats: anoxygenic and oxygenic mats of possible evolutionary significance / D.M. Ward, R.Weller, J. Shiea, R.W Castenholz, Y. Cohen // Microbial mats: physiological ecology of benthic microbial communities / Eds. Y. Cohen, E. Rosenberg. ASM. Washington. D.C. 1989. P. 3-15. 96. Ward D.M. A natural view of microbial biodiversity within hot spring cyanobacterial mat communities / D.M. Ward, M.J. Ferris, S.C. Nold, M.M. Bateson // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1998. V. 62. Р. 1353-1370. 97. Wiegel J. Alaklithermophiles / J. Wiegel, V.V. Kevbrin // Biochemical Society Transactions. 2004. V.32. Р. 2. Р. 193-198.

ПРИЛОЖЕНИЕ Историческая справка Летопись Баргузинской котловины изобилует событиями. Некоторые из них описаны историками и краеведами, информация о других содержится в легендах. Древнейшими обитателями были баргуты или хорчида-монголы – большой союз древнемонгольских племен, впоследствии перекочевавшие во Внутреннюю Монголию. Существуют предания баргузинских бурят о том, что именно Баргузинская долина была сердцем 144

легендарной страны Баргуджин-Тукум, местом, где кочевал Чингис-хан, что здесь жил легендарный предок монголов – Борто-Чоно. Предки бурят жили в долинах рек Лены, Куды и Манзурки. Придя в Баргузин, буряты застали здесь эвенков (тунгусов), насчитывающих в середине XVII в. около тысячи человек. С этого времени и произошло официальное название «баргузинские буряты». Заселение Баргузинской долины постоянным русским населением относится к первой четверти XVIII в. Переселенцам приходилось самим обеспечивать себя всеми продуктами питания, и большим подспорьем было рыболовство в Баргузине и других реках. С Баргузинской котловиной связана история золотодобычи в Забайкалье. В Баргузинской долине обнаружены многочисленные археологические свидетельства присутствия курумчинской (курыканской) цивилизации. По мнению многих историков, племена эхиритов и булагатов были прямыми потомками древних курыкан. Территория Баргузинской долины обладает довольно высоким потенциалом для развития охотничьего и водного туризма. В долинах рек Баргузин, Ина, Ямбуй высота снежного покрова значительно ниже, чем в соседних районах, поэтому в этих местах отмечена наибольшая концентрация диких копытных животных. Территория Баргузинской котловины богата памятниками материальной культуры древности. Стоянка первобытных людей обнаружена недалеко от озера Хасхал. Разнообразные орудия труда новокаменного века найдены в районе устья реки Аргада. Орудия железного века – ножи, наконечники стрел, стремена и другие предметы обнаружены в пойме реки Аргада, в районе улуса Буксехен. Природными геологическими памятниками являются скалы Хэр Шошого и Уудэ Шулуун в местности Шэнэ Гальжин в куйтунской степи к юго-востоку от озера Сагаан Нур, на стыке Баргузинского и Курумканского районов. Они представляют собой эффектный скальный выход, единственный на Куйтунах. Много интересных скал в Баргузинской долине, вдоль Икатского хребта. Самая красивая гряда – Сувинские скалы 145

(Сувинская Саксония) – настоящая жемчужина Баргузинской Долины. Ее размеры внушительны: длина 300-400 м, высота 4050 м. Среди местных жителей бытует предание о том, что эти скалы служили форпостом для племени баргутов. Действительно, они напоминают громадные башни с бойницами. Ининский «сад камней» – уникальное природное явление, расположен в юго-западной части Баргузинской впадины на участке выхода р. Ины из Икатского хребта и занимает площадь более 10 км2. Основной материал располагается на правобережной части р. Ины (до 8 км2) и выдвигается во впадину от гор более чем на 5 км. Здесь, на очень ровной площади повсюду из-под земли возвышаются крупные глыбы гранита размером до 4-5 м в поперечнике. Мощность глыбововалунного материала достигает 10 и более метров. В канале (протяженностью более 3 км), прорытом для гидромелиоративных целей, повсеместно лежат крупные глыбы. По мере удаления от места выхода р. Ины из гор глыбового материала становится меньше. Разные мнения были высказаны по поводу происхождения этих глыб. Так, например, известный исследователь Байкала Ламакин В.В. считал, что нагромождения крупных глыб являются моренами (ледниковыми отложениями) древнего максимального оледенения, происшедшего более 100 тыс. лет тому назад. По мнению доктора геологоминералогических наук Муравского Э.И. – ининский глыбовый материал это моренные отложения тазовского оледенения (40-50 тыс. лет тому назад). Доктор геолого-минералогических наук Уфимцев Г.Ф. предложил, что ининские глыбы образовались в результате недавнего гигантского выброса крупноглыбового материала, имевшего катастрофический характер. Однако он не исключает такого момента, как подпруживание ледником р. Ины и ее притоков с последующим прорывом плотины подпрудного озера. В результате этого прорыва с верховья Ины селем или грунтовой лавиной в Баргузинскую долину мгновенно был выброшен большой объем глыбового материала. Кроме того, наблюдения этого исследователя показали, что ледниковая деятельность на Икатском хребте проявилась только лишь на небольшой площади в верховьях рек Турокчи и Богунды. В 146

средней части этих рек следов оледенения не наблюдается, а значит могло произойти перегораживание долин лавиной с последующим прорывом плотины и с образованием селя. Таким местом мог служить участок в устье р. Турокчи. К тому же коренные борта долины р. Ины на месте слияния с Турокчей сильно разрушены, что свидетельствует о сносе большого объема горных пород селем. На этом же участке реки прослеживаются два крупных амфитеатра-излучины. Первый из них приурочен к низовьям и имеет площадь в пределах 2.0 на 1.3 км. Второй амфитеатр прослеживается чуть выше устья р. Турокчи (1.2 на 0.8 км). Эти амфитеатры, по всей вероятности, и были ложем крупных подпрудных озер. А сам спуск воды мог произойти, по мнению ученого, в результате проявлений сейсмических процессов, поскольку оба склоновых амфитеатра приурочены к зоне молодого разлома с выходами термальных вод. Ининские глыбы не только внушительны по размерам, но и своеобразны по залеганию. Они имеют не только научный интерес, но и представляют большую познавательную и эстетическую ценность. Ининский «сад камней», как и все уникальные памятники природы, нуждается в охране. Плиточные могилы – эффектные могильные сооружения бронзового и раннего железного веков, встречаются на обширной территории Забайкалья и Монголии. Единственный скалистый выход, расположенный к юговостоку от оз. Саган-Нур. Местность и скала известны у окрестных жителей под названием Шулуун Шэнэгэльжин. В долине р. Баргузин большой известностью пользуется Читканская пещера (Читканская горница), расположенная в 30 км от п. Баргузина. По сохранившимся преданиям, в Читканской пещере обитали ранее баргуты. Большая пещера, с двумя залами, расположена по р. Банной (правый приток р. Баргузина) в 3 км от п. Баргузин. Общая длина этой пещеры около 12 м, высота первого зала – 2.5 м, второго – 3 м. Ширина пещеры от 2.5 до 3.5 м. В ней найдены фрагменты глиняной посуды ранней поры железного века, кости различных животных. На стенах пещеры ранее были нарисованы разнообразные монгольские знаки, которые со временем стерлись. 147

Малочеремшанская пещера находится в 50 м южнее устья р. Малая Черемшана на севере Забайкальского национального парка. Пещера является памятником природы, это одна из наиболее крупных пещер на побережье озера Байкал. Глубина 15 м, высота – 10-15 м, ширина у входа – 2 м. Пол пещеры полностью покрывает хорошо окатанная галька. Зимой стены у входа обрастают причудливыми ледяными образованиями высотой до 7-8 м. Во время таяния снегов по задней стенке пещеры стекает небольшой родник (Кислов, 1998). В Бурятии исторически сложившимися конфессиями являются шаманизм, буддизм, православие и древлеправославие. В Курумканском дацане находится Всероссийский буддийский медитационный центр по сутре и Тантре. Распространяясь на север буддийское вероучение вбирало в себя традиционное отношение к природе народов, населяющих Центральную Азию. Все значимые природные объекты: горы, реки, леса, озера – приобрели статус буддийских сакральных мест. В Бурятии и Монголии часто можно увидеть деревья и кусты с развевающимися разноцветными лоскутками ткани. По ним определяют места поклонения сабдакам («хозяевам» местности). По дороге от г. Улан-Удэ до с. Улюнхан Курумканского района насчитывается около 30 культовых мест. В Баргузинской котловине существуют также шаманские и буддийские культовые места. Здесь расположена одна из главных святынь северного буддийского мира – гора Барагхан. У самого подножия Баргузинского хребта, близ села Ярикта, весной 2005 г. людям явилась богиня Янжима – духовная супруга трех Будд: грядущего, настоящего и прошлого. С появлением чудесного изображения богини Янжимы местные жители связывают свои надежды на счастливое будущее и процветание. Сейчас у подножия горы, где проявился ее лик, построен Сахюусан-дуган – первый дуган Баргузинского дацана, разрушенного еще в 30-е годы прошлого века. Особо охраняемые природные территории

148

На территории Баргузинской котловины функционируют особо охраняемые природные территории: Джергинский заповедник и Улюнский заказник. На западной стороне Баргузинского хребта вдоль озера Байкал расположен Баргузинский заповедник, Государственный охотничий заказник Барагханский, в районе впадения реки Баргузин находится Забайкальский национальный парк. Джергинский заповедник. Центральная усадьба Джергинского заповедника размещается в п. Майский (Елаев и др., 2000). Образован по инициативе местных органов управления – Курумканского районного исполнительного комитета и районного Комитета природы – на базе существовавшего с 1974 г. государственного комплексного заказника "Джергинский" площадью 42.2 тыс. га, из них пространства занятые водой – 0.894 тыс. га. Уникально географическое положение заповедника – он находится в восточной части северо-восточного Прибайкалья на стыке трех крупных горных массивов – Баргузинского, Икатского и Южно-Муйского хребтов. Согласно Положению о заповедниках РФ и Устава заповедника "Джергинский" основной целью его деятельности является сохранение в естественном состоянии природного комплекса истоков реки Баргузин и Икатского хребта, изучения естественного хода природных процессов и явлений, генофонда растений и животных, типичных и уникальных экосистем, разработки научных основ охраны природы. Гидрологическая ситуация в районе заповедника сложна. Это обусловлено геологическими особенностями территории, крайней пересеченностью рельефа, а также особенностями атмосферного и подземного влагооборота. Речная сеть довольно густая и представлена основной водной артерией – р. Баргузин с многочисленными притоками, из которых наиболее крупные – Ковыли, Джирга и др. Особо ценные водные объекты в районе заповедника – река Баргузин и ее притоки с многочисленными живописными водопадами. Один из таких водопадов находится недалеко от границ заповедника – в долине р. Талинга – правого притока р. Баргузин (Баргузинский хребет). Из узкого каменного жерла 149

вода с высоты 15 м свободно падает вниз. Уникально образование, расположенное в заболоченном понижении долины р. Аргада – левого притока р. Баргузин – недалеко от с. Аргада и известное под названием Аргадинский гидролакконит. Оно представляет собой бугор вспучивания высотой 3 м. Забайкальский национальный парк располагается на территории Баргузинского района в средней части восточного побережья оз. Байкал. Это горно-котловинная гольцово-таежная территория. Здесь близко соседствуют альпийские луга и горные тундры Баргузинского хребта и п-ва Святой Нос, горная тайга склонов Байкальской впадины, сухие сосновые боры с дюнами вдоль побережья Баргузинского залива. Живописны берега Байкала – песчаные пляжи Баргузинского залива с массивами развеваемых песков, поросшими сосной, кедром и кедровым стлаником, изрезанный многочисленными бухтами Чивыркуйский залив со скалистыми степными островами в его акватории. Площадь национального парка составляет 269.1 тыс. га, все земли находятся в собственности национального парка. В составе территории парка 37 тыс. га акватории оз. Байкал (13.8% общей площади парка). На территории национального парка протекает множество небольших рек. Все они имеют замкнутые бассейны и несут свои воды в Байкал. Наиболее значительные из них Большая и Малая Черемшаны, Большой Чивыркуй. Самые крупные озера – Арангатуй и Малый Арангатуй – расположены на Чивыркуйском перешейке и соединены с Чивыркуйским заливом. На территории национального парка имеются выходы термальных вод – источники Змеиный, Нечаевский, Кулиные болота. Баргузинский залив – самый крупный залив озера Байкал. Он вдается в глубь суши на 30 км и имеет площадь около 700 км2. Максимальная температура воды в Баргузинском заливе доходит до +22оС. Чивыркуйский залив расположен севернее Баргузинского залива и углубляется в сушу между материком и полуостровом Святой Нос на 26 км, при ширине от 6 до 12 км. Глубина большей части залива не превышает 10 м, поэтому воды его 150

хорошо прогреваются, достигая в начале августа температуры от 19 до 22оС. Несколько озер находятся на перешейке Мягкая Карга, соединяющим полуостров Святой Нос с материком. Первоначально перешеек представлял собой довольно глубокий залив (мощность рыхлых отложений по геофизическим данным до 0.5 км) с расчлененным кристаллическим ложем. Ныне перешеек вдоль Баргузинского залива покрыт серией песчаных валов высотой до 1.0-1.5 м и расстояниями между гребнями 2050 м, образованными выбросами на берег песка и гальки. Их общее время формирования от 3 до 15 тыс. лет (Кислов, 1999). Углубления заняты озерцами и болотами. Озеро Арангатуй занимает на перешейке Малая Карга площадь 54.2 км2, со средней глубиной 10-12 м. Озеро окружено мохово-осоковыми болотами с многочисленными мочажинами. С востока и юго-востока к озеру подступает сильно заболоченный разреженный лиственничный лес с березовым редколесьем, ерником и багульником. Озера Бормашовые находятся на юго-западном окончании перешейка Малая Карга. До поднятия уровня Байкала плотиной Иркутской ГЭС это была цепочка не соединенных друг с другом озер: Южное, Малое, Большое Бормашовое или Соленое, Светлое. Все озера были содовыми. После поднятия уровня Байкала на 1 м, уровень Бормашовых озер оказался ниже, а затем, вероятно, выровнялся с Байкалом за счет фильтрации через береговой вал из Баргузинского залива и поступления вод с водосборной площади и через болота из оз. Арангатуй. В результате произошло значительное опреснение вод, но сохранилась щелочная среда. Площадь некоторых из озерков увеличилась, и одно из них получило название Светлое. Озеро Малое объединилось с Южным и стало называться Малым. В настоящее время Большое Бормашовое озеро имеет овальную форму вытянутую с юга на север. Южный берег является песчано-галечным береговым валом, который разделяяет озера Бормашовое от озера Малого. По этому перешейку в настоящее время проходит дорога Усть-Баргузин – Глинка – Монахово – Курбулик. На западном и особенно на 151

восточном берегах в летний период располагаются стоянки отдыха. По данным 1991 г. длина Бормашового озера составляет 1500 м, ширина – 1200 м, площадь – 1.28 км2, при максимальной глубине 3.3 м (Фокин, 1991). Вода и грязевые растворы Бормашового озера по данным 2000 г. имели слабощелочную реакцию, содержание взвешенных частиц в воде незначительно. Вода слабо минерализована, по ионному составу относится к гидрокарбонатному натриево-кальциевой. В целом, за период с 1958 по 2000 гг. произошло уменьшение минерализации озера в 2.5 раза (с 1.97 до 0.76 мг/дм3), снизилось рН, заметное понизилось содержание ионов натрия и калия (с 620.4 до 191.0 мг/дм3) при увеличении содержания ионов магния и кальция. По своим лечебным свойствам вода и грязи Бормашового озера аналогичны грязям санатория Куениерму в Прибалтике. Основными формами высшей водной растительности в озере Бормашевое являются уруть мутовчатая и рдест пронзеннолистный. Макрофиты не образуют сплошного пояса зарослей. Отдельные куртинки урути и рдеста распространены на глубине до 1 м до перехода песчаных грунтов в иловые. Ведущее положение в перифитоне на высшей водной растительности занимают нитчатые зеленые водоросли (Cladophora и Ulothrix), которые, в свою очередь, обильно покрыты микроэпифитами из цианобактерий (Calothrix и Phormidium) и некоторых диатомовых (Сocconeis и Rhoicosphenia) водорослей. Местное население широко использует воду и иловые отложения этого озера для лечения заболеваний суставов и периферической нервной системы. Змеиный источник расположен в бухте Змеиная Чивыркуйского залива, в 90 км от с. Баргузин и в 20 км от с. Курбулик. Разгрузка горячих вод Змеиного источника приурочена к зоне разлома в гранитовых гнейсах. Дебит источника незначительный и составляет 0.3 л/сек, который складывается из расходов нескольких отдельных грифонов. Основной выход отмечен у подошвы южного склона хребта полуострова Святой Нос, каптирован деревянным срубом и имеет дебит 0.2 л/сек при температуре воды 40-45°С, в 152

зависимости от времени года, рН равен 8.9-9.1. Состав воды гидрокарбонатно-сульфатный натриевый, общая минерализация 0.3 г/дм3. В воде содержатся сероводород – 23.2 мг/дм3, фтор – 8.5 мг/дм3 и кремниевая кислота – 130 мг/дм3. Вода имеет запах и привкус сероводорода, его запах ощущается в 500-600 метрах от источника. Источник имеет гидрокарбонатно-сульфатнонатриевый состав. Таблица 35 Максимальные значения физико-химических параметров в Змеином источнике Время отбора

Место отбора

Т, оС

рН

1997, октябрь

грифон ручей грифон ручей

44.6 35.0 41.9 40.6

8.9 9.2 9.6 9.8

1999, июль

М, г/дм3 0.4 0.5

- не определяли

Поблизости от основного источника наблюдаются выходы термальной воды через донные отложения озера. Вода с запахом и привкусом сероводорода, содержание которого от 10 до 23 мг/дм3. Выходы горячей лечебной воды хорошо обустроены. Имеются две ванны разной глубины; одна из них специально приспособлена для детей. Горячие целебные ванны рекомендуется принимать для лечения и профилактики радикулита, заболеваний опорно-двигательной системы. Они благотворно влияют на состояние кожи. Свое название источник получил из-за неядовитых полозов, которые иногда появляются здесь. Развалы коренных пород вблизи источника и горячая вода – благоприятная среда для их обитания. Источник Кулиные болота находится на территории Забайкальского национального парка, в северной части Чивыркуйского перешейка, соединяющего полуостров Святой Нос с материковой частью суши. Выходы горячих подземных вод, расположены между одним из отрогов полуострова Святой Нос и горой Коврижкой. Здесь находится серия грифонов, вокруг которых появились многочисленные минеральные озера. Для 153

района характерен почти бессточный водный режим, широкое распространение болот, накопление мощной массы минерального вещества, развитие кочкарника, осоки и т.п. Озера, образовавшиеся в местах выходов термальных источников, распространены на рыхлом современном аллювиальном и озерноболотном покрове. Как правило, они имеют округлые и овальные очертания, их глубина 0.5-5 м, площадь колеблется от нескольких десятков до 300 м2. Самые крупные из них тяготеют к горе Коврижка. Озера приурочены к северо-восточному разлому и располагаются по обе его стороны. По химическому составу термальные воды источника Кулиные болота преимущественно сульфатные натриевые. Воды относятся к Питателевскому типу хлоридно-гидрокарбонатнонатриевых гидротерм, характеризуются повышенной концентрацией хлора (до 29 мг/дм3), фтора (до 18 мг/дм3) и кремнекислоты (до 170 мг/дм3). В газовом составе преобладает азот (84-92%), значительно содержание метана (до 14%). В сезоны активного поступления атмосферных осадков в озерах повышается содержание гидрокарбонат-иона, и на короткое время этот компонент может оказаться на первом месте среди анионов. По мере усиления роли эндогенной составляющей преобладающим становится сульфат-ион. Температура воды на поверхности озер 20-30°С. Как показывает детальный температурный срез на одном из озер, приуроченном к тектонически-активной трещине, температура вод уже на глубине 0.5 м поднимается до 65°С, а максимальное зафиксированное ее значение достигает 71°С. В озерах и на окружающих их болотах наблюдаются многочисленные газовые струи. В зимнее время донные осадки и вода озер выбрасываются газами на поверхность льда. В местах подтока газовых струй температура озерных вод повышенная, что свидетельствует о глубинности и взаимосвязи их происхождения. Небольшие минеральные озера и заболоченность распространяются далеко на юго-запад вдоль зоны разлома, идущей по предгорьям полуострова Святой Нос. Специальные детальные исследования показали, что кроме родникового выхода 154

отмечается и рассеянная скрытая разгрузка гидротерм (Дзюба и др., 2002). СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ Аршан (бур.) – минеральный источник. Гипертрофное озеро – озеро, содержащие в воде избыточное количество органического вещества. Гнейс – горная кристаллическая порода, состоящая из полевого шпата, кварца, слюды и некоторых других минералов. Грифон – выход термального источника. Гуджир или хужир (бур.) – высолы солей, образующиеся на берегах или на дне высохшего озера. Евтрофное озеро – озеро с большим поступлением питательных веществ, большим содержанием органического вещества, продуцирование которого ведет к пересыщению кислородом в поверхностном слое воды. Литораль – побережье и береговая отмель озера Мезотрофное озеро – озеро со средними трофическими условиями. Микроэлементы – вещества, находящиеся в воде в малых количествах (менее 1 мг/дм3), к примеру, бром, йод, фтор, литий, железо, никель, цинк, кадмий и др. Минерализация – содержание всех растворенных в воде веществ (ионов биологически активных элементов – калия, натрия, кальция, брома, йода, мышьяка, железа и др.), исключая газы, выражается в г/дм3 или в мг/дм3. Различают: слабоминерализованные воды (1-2 г/дм3), малой (>2 г/дм3), средней (>5 г/дм3), высокой (>15 г/дм3) минерализации, рассольные воды (35-150 г/дм3) и 3 крепкорассольные (>150 г/ м ). Для внутреннего применения используют минеральные воды с минерализацией до 10-20 г/дм3. Мочажины – болотные понижения, покрытые сфагновым мхом и заросшие травянистой растительностью Олиготрофное озеро – озеро с малым количеством питательных веществ и малой продукцией органического вещества. 155

Перифитон – животные и растения гидробионты, прикрепившиеся к стеблям и листьям высших водных растений или другой поверхности, возвышающейся над дном водоема. Пелагиаль – глубоководная часть озера. Подлеморье – так на Байкале называют участки горных склонов от центральных водораздельных гребней хребтов до Байкала; Подлеморье есть и севернее устья реки Большой Чивыркуй и южнее устья реки Баргузин, однако, именно Подлеморье севернее реки Большой Чивыркуй прочно вошло в литературу как географическое название определенного района после соболиной экспедиции Г.Г. Доппельмаира. Рапа – вода минеральных (соленых) озер, лиманов и искусственных водоемов, представляющая собой насыщенный солевой раствор, лечебное действие общих и местных рапных ванн обусловлено гидростатическим эффектом рапной массы, температурным воздействием и влиянием растворенных в рапе солей рН – водородный показатель, равный для нейтральных растворов 7 (для кислых и щелочных соответственно меньше и больше), по водородному показателю воды делят на сильнокислые (рН < 5.5), слабокислые (5.5-6.8), нейтральные (6.8-7.2), слабощелочные (7.2-8.5) и сильно-щелочные (рН>8.5). Сапропели – иловые отложения главным образом пресных водоемов, содержащие большое количество органических веществ, используются для грязелечения Сульфидные грязи – иловые отложения минеральных приморских и материковых озер, богаты сульфидами железа и водорастворимыми солями; представляют собой пластичную массу черного или темно-серого цвета. Травертин – особые карбонатные породы, которые обычно формируются за счет перенасыщения гидротермальных вод кальцитом и выпадением его из раствора, наибольший вклад в образование травертинов вносят цианобактерии, которые удаляют неорганический углерод из раствора и, тем самым, смещают карбонатное равновесие.

156

СОДЕРЖАНИЕ Введение ……………………………………………………………….. 3 География и природа Баргузинской котловины……………………… 6 Климат…………………………………………………………………... 13 Геологическое строение……………………………….......................... 16 Гидрогеологические условия……………………….............................. 17 Водные системы………………………………………………………... 22 Реки……………………………………………………………………… 22 Водный режим реки Баргузин………………………………………… 23 Формирование стока рек бассейна р. Баргузин……………………… 27 Опасные гидрологические процессы..................................................... 41 Озера Баргузинской котловины……………………….......................... 44 Минеральные источники Баргузинской котловины………………… 54 Микроэлементный и изотопный состав минеральных источников… 61 Типы минеральных вод:……………………………………………….. 72 Микробные сообщества гидротерм…………………………………… 92 Бальнеологическое использование минеральных источников……… 107 Болота…………………………………………………………………… 111 Заключение……………………………………………………………… 127 Список литературы …............................................................................. 130 Приложение…………………………………………………………….. 139 Историческая справка………………………………………………….. 139 157

Особо охраняемые природные территории…………………………... 143 Словарь терминов………………………………………………………. 149

Научное издание Баир Бадмабазарович Намсараев Вячеслав Викторович Хахинов Ендон Жамьянович Гармаев Дарима Дондоковна Бархутова Зоригто Баирович Намсараев Алексей Максимович Плюснин

ВОДНЫЕ СИСТЕМЫ БАРГУЗИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ

Свидетельство РПУ-У №1020300970106 от 08.10.02

158

Подписано в печать 29.11.07. Формат 60 х 84 1/16. Уч.-изд.л. 6,63. Усл.печ.л. 8,95. Тираж 100. Заказ № . Издательство Бурятского госуниверситета 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24 а

159