Исследователи из Центра наук об окружающей среде Университета Мэриленда завершили исследование влияния плотины Коновинго на качество воды в Чесапикском заливе. Ученые обобщили полевые наблюдения, результаты моделирования и данные долгосрочного мониторинга, чтобы лучше понять потенциальное воздействие загрязнения питательными веществами, связанного с переносом отложений из-за плотины в залив.
«Этот синтез важен для того, чтобы привнести лучшие научные данные в управленческие решения залива, учитывая всю систему Саскуэханна-Коновинго-верхний залив и объединяя идеи из нескольких связанных исследований», - сказал Питер Гудвин, президент Центра Университета Мэриленда. для наук об окружающей среде.«Поскольку большинство рек в мире перекрыты плотинами, понимание потенциального воздействия на соседние эстуарии имеет большое значение для международного научного и управленческого сообщества».
Плотины изначально лишают экосистемы нижнего течения как отложений, так и твердых питательных веществ, удерживая их в резервуарах вверх по течению. В конце концов, однако, эти резервуары заполняются, увеличивая доставку отложений и питательных веществ в экосистемы нижнего течения, особенно во время штормов, когда накопленные отложения могут быть размыты. С момента своего строительства в 1928 году плотина Коновинго улавливала большую часть наносов водораздела реки Саскуэханна и связанных с ними твердых частиц азота и фосфора, прежде чем они попадут в Чесапикский залив. Однако его емкость для хранения значительно уменьшилась, что вызывает вопросы о потенциальном воздействии на экосистемы залива.
Обзор
Ученые обнаружили, что наибольшее воздействие отложений и взвешенных питательных веществ в заливе происходит во время паводков, например во время сильных штормов, которые происходят менее чем в 10% случаев. Нагрузки, доставляемые в верхнюю часть Чесапикского залива во время маловодья, с конца 1970-х годов уменьшились, а нагрузки во время сильных штормов увеличились. Большая часть этих материалов остается в верхней части залива, но некоторые из них могут быть перенесены в среднюю часть залива во время сильных штормов, где их питательные вещества могут стать биодоступными.
«Хотя штормовые явления могут иметь серьезные краткосрочные последствия, залив на самом деле очень устойчив, что примечательно», - сказала ведущий автор исследования Синди Палинкас, доцент Центра экологических наук Университета Мэриленда. «Если мы делаем все правильно, он может справиться со случайным большим количеством осадка».
Нагрузка отложений и взвешенных питательных веществ уменьшилась с конца 1970-х годов для нормального речного стока и увеличилась для ливневых стоков. Во время несобытийных потоков большая часть наносов, доставленных мимо Коновинго, поступает из водораздела Саскуэханна. Наносы и связанные с ними питательные вещества снизились с 1978 года (первый полный год данных мониторинга) для речных стоков, не связанных с событиями. Это снижение отражает усилия по снижению нагрузки на водораздел за счет установки БМП.
Во время стока отложений и связанных с ними питательных веществ со временем увеличивались, что согласуется с уменьшением порога размыва в водохранилище. Это также согласуется с уменьшением улавливания отложений водораздела при их прохождении через водохранилище. Как более низкий порог размывания, так и уменьшение захвата, вероятно, вызывают наблюдаемое увеличение.
Потенциальное воздействие отложений водохранилища на качество воды в заливе ограничено из-за низкой реакционной способности размываемого материала, что снижает воздействие общей биогенной нагрузки даже во время сильных штормов. Большая часть этого материала будет осаждаться в водах с низкой соленостью в верхней части залива, где темпы выделения азота и фосфора из отложений в воду невелики.
Однако потоки событий могут переносить мелкие отложения водохранилища в район средней части залива, где летом вода более соленая и менее насыщенная кислородом. Эти условия могут обеспечить более высокие темпы высвобождения питательных веществ из отложений.
Большая часть отложений откладывается в верхней части залива с минимальным переносом в среднюю часть залива, возможным только во время штормовых явлений. Увеличение потоков во время сильных штормов может переносить некоторое количество материала в район средней части залива, но эти события перераспределяются в более длительных временных масштабах.
Хотя крупные события могут иметь значительные краткосрочные последствия, залив устойчив в долгосрочной перспективе из-за продолжающегося восстановления и временных промежутков между событиями. Сильные штормы могут доставить в залив огромное количество наносов, но они случаются нечасто (менее 10% дней с 1978 г.). Поступление наносов в район средней части залива, где вода более соленая и более благоприятная для выделения питательных веществ из наносов, относительно невелика по величине, что сводит к минимуму потенциальное воздействие на качество воды в заливе.
Этот проект синтеза был поддержан Мэрилендским морским грантом, Фондом Грейс Б. Керр и Exelon через Департамент природных ресурсов Мэриленда.