Физико-географическая и гидрологическая характеристика Лахтинской губы
2.1. Гидрографическое описание.
Лахтинская губа расположена в 80 км к югу от г. Петрозаводска по дороге Петрозаводск – Вознесенье, в 1 км к востоку от дороги или в 3 км к северу от пос. Шелтозеро, в устье р. Шелтозерка. От основной автомагистрали Петрозаводск-Вознесенье на 80-ом километре к губе подходит грунтовая автодорога длиной 1 км (рис. 1). Водосбор губы в основном представлен залесенной местностью и в хозяйственном отношении не используется.
Площадь водосбора губы, определенная по карте 1 : 25000, составляет 9,6 км2. С запада в губу впадает ручей. Площадь зеркала губы, определенная по результатам промерных работ –1,6 км2. Длина губы с запада на восток до створа причал-мыс Лахтинский – 1,6 км, средняя ширина 1 км. Максимальная глубина – 6,6 м на выходе из губы (рис. 2)., средняя – 3,0 м.
Объем водной массы определен в 4,8 млн..м3. По площади водосбора губы и установленном среднем многолетнем модуле стока 10,8 л/с км2 средний годовой объем притока в губу составит 3,3 млн.м3, а коэффициент условного водообмена (КУВ) будет равняться 0,7. Такая характеристика водообмена справедлива для замкнутых водных пространств, приток водных масс в которые определяется только площадью водосбора. Лахтинская же губа, связанная с Онежским озером проливом шириной 1,2 км и максимальной глубиной 5-6 м, за счет различных течений (ветровых, волновых, сейшевых, плотностных) имеет значительный водообмен с Онежским озером и ее КУВ в десятки раз превышает расчетный.
Водная растительность в губе не выражена и практически отсутствует. Дно плотное, глинисто-песчаное. Берега низкие, заболоченные, западный – песчаный, северный и южный – каменистые с выходом скальных пород на поверхность. В 60-70-е годы губа широко использовалась для регулярного судоходства. Проводились дноуглубительные и обстановочные работы. В настоящее время в хозяйственном отношении губа практически не используется, за исключением любительского лова рыбы и маломерного флота.
При подходе к губе со стороны открытой части Онежского озера 10-ти метровая изобата располагается на расстоянии 1,0-1,5 км от входа в нее, а в 20-ти метровая на расстоянии 2,0-3,0 км (рис. 1).
Донные грунты на этих глубинах представлены мелкими песками. Из капитальных сооружений в губе можно отметить ряжевый причал длиной 50 и шириной 25 м, расположенный на южном берегу при входе в губу.
2.2. Гидрологическая изученность.
Анализ литературных и научных фондовых материалов позволяет утверждать, что в гидрологическом отношении Лахтинская губа не изучена. Поэтому характеристика ее в данном отчете дается на основании проработок картографического материала, картографического обследования и выполнения гидрологических работ, с использованием данных наблюдений и режимных характеристик, выполненных Онежской экспедицией АН СССР в 1964-67 годы [28] и комплексных исследований Отдела водных проблем Карельского филиала АН СССР [29].
Нами выполнены промеры глубин Лахтинской губы в масштабе 1 : 10000, проведены наблюдения над течениями и ледовым режимом, а также за состоянием качества ее водных масс.
2.3. Гидрологический режим.
2.3.1 Уровни
Уровенный режим Онежского озера, являющегося Верхне-Свирским водохранилищем с многолетним регулированием стока, характеризуется типовым графиком хода уровней в течение года.
Весенний подъем уровней начинается в апреле и длится 2,0-2,5 месяца до середины-конца июня. Максимальные уровни наблюдается в среднем 25 июня, при этом они повышаются в среднем на 0,6 м над минимальным зимним горизонтом. По данным наблюдений [29], средний максимальный уровень за период 1953-1980 гг. по ближайшему водомерному посту Вознесенье составил 33,42 м БС при максимальной отметке 33,80 и минимальной 32,89 м БС. Затем начинается медленный спад уровней до марта - апреля будущего года. Летней межени на озере не наблюдается. Минимальные зимние уровни воды на озере за указанный период наблюдений в среднем равняются 32,7 при наивысшей отметке 33,12 и наименьший 32,38 м БС.
Как энергетическое водохранилище озеро имеет следующие установленные уровенные характеристики:
- нормальный подпорный уровень (НПУ) – 33,5 м БС;
- наивысший подпорный уровень – 34,0 м БС;
- наименьший подпорный уровень – 32,2 м БС.
Максимальная многолетняя амплитуда уровней может составить 1,8 м.
2.3.2 Термика и ледовые являения
Онежское озеро при общем рассмотрении относится к крупным глубоким водоемам умеренных широт и дважды в год – весной и осенью интенсивно перемешивается от поверхности до дна. Это сравнительно холодноводный водоем. Воды, находящиеся на горизонтах ниже 30 м, лишь в сентябре – октябре прогреваются до температуры 6-8о, а в более глубоких слоях до 5-6о С. Период летней прямой стратификации с температурой выше 4о С длится около 4 месяцев. Только на непродолжительное время (1,5-2 месяца) слои воды, находящиеся на горизонтах до глубины 20 м, приобретают температуру выше 12-15о С. Максимальные температуры поверхности воды, отмеченные в июле-августе, в редкие годы превышают 21-22о и только в исключительных случаях на очень короткое время (1-3 суток) возрастают до 24-25о С.
Возможное распределение температуры воды по глубине за безледоставный период представлено в таблице 1.
Таблица 2.3.1
Средняя температура воды по горизонтам и слоям основного плеса Онежского озера за 1964-1967 гг.
(по материалам Онежской экспедиции АН СССР [28])
| Дата | Горизонты | Слои | |||||
| 0 м | 10 м | 20 м | 30 м | 0-10 м | 10-20 м | 20-30 м | |
| 15/6 | 5,6 | 4,4 | 4,0 | 3,7 | 4,8 | 4,0 | 3,8 |
| 01/7 | 10,3 | 7,0 | 4,8 | 4,5 | 8,5 | 5,8 | 4,9 |
| 15/7 | 13,3 | 9,2 | 6,1 | 4,8 | 11,6 | 7,4 | 5,5 |
| 01/8 | 16,0 | 12,3 | 6,9 | 6,2 | 14,4 | 8,9 | 5,7 |
| 15/8 | 14,2 | 12,6 | 8,9 | 6,5 | 13,6 | 10,9 | 7,4 |
| 01/9 | 12,9 | 12,2 | 9,9 | 6,9 | 12,7 | 11,3 | 8,3 |
| 15/9 | 11,9 | 11,7 | 10,2 | 7,5 | 11,8 | 11,3 | 8,7 |
| 01/10 | 9,2 | 9,4 | 9,1 | 8,2 | 9,4 | 9,4 | 8,5 |
| 15/10 | 7,9 | 8,1 | 7,9 | 7,6 | 8,0 | 8,1 | 7,8 |
| 01/11 | 6,5 | 6,4 | 6,4 | 6,5 | 6,2 | 6,4 | 6,6 |
| 15/11 | 4,0 | 4,6 | 5,0 | 5,6 | 4,3 | 4,8 | 5,3 |
По аналогии с изученными районами Онежского озера температурный режим Лахтинской губы можно описать следующим образом. Подледное прогревание водных масс губы начинается в конце марта – начале апреля. К этому времени нулевая поверхностная температура воды плавно повышается до 2о у дна. Средняя дата прохождения поверхностной температуры воды через 0,2о 29 апреля, а уже в среднем 14 мая после схода льда она достигает 4о С, причем в результате интенсивного ветрового перемешивания температура поверхностных и придонных горизонтов практически одинакова. Летний прогрев водных масс губы происходит в условиях незначительной прямой стратификации, когда температура поверхностных слоев у дна (5-6 м) отличается только на 3-4оС от придонных. В середине июня температура поверхности переходит через 10о С. Средняя месячная температура поверхности воды в мае – 7,9о, в июне – 11,6о, в июле – 15,2о, в августе – 15,1о, в сентябре – 10,9о С. Наивысшая температура может достигать в среднем 21,5о при максимальных значениях 26,2о С [29]. В среднем в конце сентября температура воды переходит через 10о, а к первому октября через 4о С. В этот же период температура поверхностных и придонных слоев практически не отличается. Замерзает губа в среднем в конце ноября – начале декабря.
Формирование ледяного покрова в губе происходит в основном спокойно. Постепенное нарастание ледяного покрова и увеличение его толщины идет от берегов к отрытой части озера. И при спокойной, относительно безветренной погоде, ледяной покров настолько укрепляется, что не взламывается осенними штормами.
При восточных ветрах зона осеннего взлома льда со значительными торосами может проходить по внешней мелководной границе Лахтинской губы на расстоянии 700-800 м от створа причал – м. Лахтинский (рис. 2). Несомненно, что в отдельные годы, когда в период раннего ледостава преобладают восточные ветры, ледяной покров может взламываться. Однако, в силу его малой толщины (5-10 см) и незначительной площади, сравнительно больших давлений на выростные сооружения он создать не может.
Средняя толщина льда в конце декабря составляет 26 см, а в январе 46 см. максимальная толщина льда наблюдается в конце апреля и в среднем составляет 55-60 см, достигая в отдельные суровые зимы 70-90 см.
В весенний период вскрытие губы, как правило, происходит спокойно. Лед под действием тепла и стоковых течений разрушается на месте. Однако в отдельные годы, под действием восточных ветров можно ожидать значительный ледоход в губе, когда она забивается мелким разрушенным льдом, принесенным от устья р. Шелтозерки.
2.3.3 Волнения
Как известно, под воздействием ветра на водном пространстве образуется волна, высота и длина которой зависят от скорости ветра, длины разгона и глубины водоема. При распространении волн из открытой части водоема в прибрежную мелководную зону происходит трансформация, как правило, уменьшение волн.
Расчет волнения в рассматриваемом районе Онежского озера выполнен на основании рекомендаций СНиП 2.0604-82 «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения [30] и «Руководства по расчету элементов гидрологического режима в прибрежной зоне морей и устьев рек при инженерных изысканиях» [31].
Наибольшее волнение в губе Лахтинская и на подходах к ней наблюдается при восточных ветрах, когда длина разгона наибольшая и составляет около 50 км. На изобате 20 м средняя высота волны при ветре 25 м/с (5 % обеспеченности) может достигать 2,1 м. Период волны и ее длина составляют соответсвенно 6,2 с и 69 м. Наличие при входе в губу мелководной зоны с глубинами 1-3 м значительно гасит волнение и, как показывают полевые наблюдения и анализ картографического материала, наибольшее волнение в Лахтинской губе может развиваться при юго-восточных ветрах от мыса Сухой Нос. Длина разгона волны составляет 6 км. При подходе к губе глубины изменяются от 10-15 м до 5-8 м, а высота волны достигает 1,2 м, а с учетом снижения ее при входе в губу (узкий бассейн), она составляет 1 м. Как показывает сравнительный анализ, расчетная высота волны хорошо согласуется с натуральными наблюдениями. Построенный в 50-60-е годы ряжевый причал в губе с отметкой верха на 1,0-1,2 м выше горизонта воды устойчиво стоит до настоящего времени и по опросным данным при сильных штормах волны только доходят до его верха.
2.3.4 Течения
Течения относятся к числу важнейших динамических характеристик водоемов, которым принадлежит главная роль в процессах переноса и разбавления как сточных вод, так и загрязняющих веществ. Течения подразделяются на ветровые, стоковые, сейшевые и плотностные. Несмотря на значительную изученность режима течений Онежского озера к настоящему времени не существует достоверных типовых схем течений в озере, хотя и установлено, что определяющими в период открытого водоема являются ветровые течения, а при ледоставе стоковые и сейшевые [29].
Анализ ветрового режима над Онежским озером в рассматриваемом районе показывает, что в безледоставный период (май-октябрь) здесь наблюдаются ветры практически всех румбов с преобладанием западных и юго-западных; роза ветров представлена на рисунке 2. Средняя месячная скорость их не превышает 4-5 м/с, а процент штилей составляет 9 %.
Различными исследованиями [31, 32] было установлено, что для приближенной оценки скорости ветрового течения в поверхностном слое можно принять соотношение, что скорость течения на два порядка ниже скорости ветра, т.е. скорости ветра 5 м/с соответствует скорость течения 5 см/с, а среднюю скорость дрейфового ветрового течения можно принять равной 031 от поверхностной, т.е. порядка 2 см/с. Установлено также, что ветровые течения, как правило, наблюдаются в верхней 1/3 глубины водоема, а компенсаторное течение, направленное на встречу ему, занимает нижние 2/3 глубины.
Схему ветровых течений в губе Лахтинская можно представить следующим образом. Под действием ветра со скоростью около 5 м/с в губе развиваются дрейфовые течения в слое до 3 м со средней скоростью 2 см/с. Глубже в губу поступает компенсационное течение. Если принять среднюю ширину губы равной 1 км, а глубину дрейфовых течений 3 м, то его поперечная площадь составит около 3000 м2 при средней скорости такого течения 2 см/с. При этом расход водных масс потока может достигать 60 м3/с, а их объем за безледоставный период (май-октябрь) 939 млн.м3. Показатель условного водообмена губы за этот период как соотношение объема притока к объему губы составит 195, т.е. водные массы губы обновляются в течение безледоставного периода 195 раз.
В зимний период основную роль в динамике вод Онежского озера играют стоковые течения, а расчетные скорости стоковых течений на горизонте 5 м будут на порядок меньше ветровых и составят 0,1 м/с [29]. При этом поперечная площадь потока водных масс в губе Лахта составит 5000 м2 (1000 м х 5 м), расход воды - 5 м3/с (5000 м3х 0,001 м/с), а объем водной массы из губы - 78 млн.м3 (5м3/с х 6 мес. х 2,6х106). Следовательно, показатель условного водообмена губы составит около 16. Таким образом, КУВ Лахтинской губы за год, как среднее значение за ледоставный и безледоставный периоды, можно принять равным 105.
2.4. Рыбохозяйственная характеристика
Ихтиоценоз Лахтинской губы и прилегающего к ней района типичен для Онежского озера. Рыбное население представлено сиговыми (сиги, ряпушка), лососевыми (лосось, форель), окуневыми (судак, окунь), щуковыми (щука), карповыми (в основном плотва, лещ), а также рядом других видов, которые только нагуливаются в губе Лахта. Нерестилищ ценных видов рыб в губе Лахта нет. Паразитологическая ситуация не вызывает опасений для работы форелевого хозяйства. Организованный промысел в губе отсутствует, существует лишь любительский лов рыбы.
2 5. Обоснование размера акватории
В соответствии с рыбоводно-технологическими требованиями [33] акватория,необходимая под планируемые к установке три модуля составит:для первого модуля 6,7 га,для второго модуля-3,7 га и для третьего модуля 6,2 га.Таким образом общая площадь акватории рыбоводного хозяйства составит 16,6 га.
,
3. Гидрохимическая характеристика губы Лахта
Онежского озера
Воды Онежского озера имеют олиготрофный характер и достаточно высокое качество в большинстве районов: они высокопрозрачные, мягкие, чистые, маломинерализованные и малоокрашенные, вследствие низкого содержания органических веществ, бедны биогенными элементами и хорошо насыщенны кислородом. Онежские воды характеризуются относительным постоянством химического состава и малой амплитудой внутри- и межгодовых колебаний.
Гидрохимический режим губы Лахта, вследствие хорошей гидравлической связи с открытой частью Онежского озера, практически идентичен режиму основного плеса.
Воды губы (табл 3.1) относятся к гидрокарбонатному классу группе кальция, их общая жесткость не превышает 0,52 мг экв/л. Цветность вод около 20-25о в периоды волнений может повышаться до 40-50о. Активная реакция среды близка к нейтральной и изменяется от 7,0 до 7,8. Газовые условия благоприятны на протяжении всего года: содержание кислорода составляет не менее 9,5 мг/л. Содержание биогенных элементов низко: максимальные концентрации общего железа составляют 0,2 мг/л, минерального фосфора – 0,01 мг/л. Из неорганических форм азота преобладает аммонийный; концентрации которого изменяются от 0,05 до 0,33 мг/л.
Таким образом, химические показатели воды соответствуют ОСТу 15.372-67 [15] и благоприятствуют выращиванию форели.
Таблица 3.1
Гидрохимическая характеристика губы Лахта Онежского озера
| Показатели | Время года | |||||||
| зима | весна | лето | осень | |||||
| колеб | средн. | колеб | средн. | колеб | средн. | колеб | средн. | |
| Цветность, град. | 24-25 | 24,5 | 17-19 | 48-53 | 50,5 | 18-20 | ||
| Взвешенные вещества, мг/л | 0,2 | 0,2 | 1,4-2,0 | 1,7 | 0,2 | |||
| рН | 7,0-7,35 | 7,2 | 7,45-7,50 | 7,47 | 7,5-7,8 | 7,6 | 7,36-7,55 | 7,45 |
| О2, мг/л | 11,6-13,8 | 12,7 | 11,9-12,8 | 12,4 | 9,5-11,8 | 10,8 | 11,1-11,2 | 11,1 |
| HCO3-, мг/л | 21,0-21,3 | 21,2 | 19,9-20,0 | 20,0 | 17,4-18,0 | 17,7 | 18,8-20,0 | 19,4 |
| SO42-, мг/л | 12,0-12,5 | 12,3 | 7,7-8,6 | 8,2 | 8,6-9,1 | 8,9 | 7,7-8,2 | 8,0 |
| Cl-, мг/л | 1,8 | 1,9 | 1,6 | 1,4 | ||||
| Са2+, мг/л | 5,6-5,8 | 5,7 | 5,2 | 4,8-5,0 | 4,9 | 5,4-5,6 | 5,5 | |
| Мg2+, мг/л | 2,5-2,8 | 2,7 | 2,6 | 2,0-2,2 | 2,1 | 2,1-2,4 | 2,2 | |
| Na++K+, мг/л | 3,5-3,8 | 3,7 | 1,8-2,2 | 2,0 | 2,0-2,2 | 2,1 | 1,2-2,0 | 1,6 |
| S ионов, мг/л | 46,7-47,7 | 47,2 | 39,1-40,5 | 39,8 | 36,8-38 | 37,4 | 37,9-38,3 | 38,1 |
| Жесткость oбщ., мг-экв./л | 0,49-0,52 | 0,51 | 0,47 | 0,42-0,44 | 0,43 | 0,44-0,48 | 0,46 | |
| ПО, мгО/л | 5,6-7,7 | 6,7 | 4,8-7,0 | 5,9 | 10,1 | 5,1-6,3 | 5,7 | |
| ХПК, гО/м3 | 15,0-16,4 | 16,1 | 10,6-11,4 | 11,0 | 15,0-17,0 | 16,0 | 12,7-14,3 | 13,5 |
| БПК5, мгО/л | 1,05-1,65 | 1,31 | 0,80-1,60 | 1,28 | 0,95-1,65 | 1,30 | 0,55-1,20 | 0,94 |
| БПК20, мгО/л | 1,62-2,54 | 2,08 | 1,23-2,46 | 1,85 | 1,46-2,54 | 2,00 | 0,85-1,85 | 1,35 |
| NO3 Азот, мг/л NO2 NH4 | 0,190-0,213 0,005-0,006 0,05-0,09 | 0,21 0,006 0,07 | 0,07-0,09 0,06-0,33 | 0,08 0,006 0,22 | 0,04-0,14 0,05-0,30 | 0,11 0,006 0,12 | 0,18-0,21 0,09-0,14 | 0,19 0,006 0,11 |
| Фосфаты, мг/л | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | ||||
| Железо общее, мг/л | 0,05-0,16 | 0,09 | 0,06-0,07 | 0,07 | 0,08-0,13 | 0,11 | 0,15-0,21 | 0,18 |
| Нефтепродуты, мг/л | <0,05 | <0,05 | <0,05 | <0,05 |
4. Характеристика радужной форели
и условий ее выращивания
Радужная форель, как объект выращивания, характеризуется пластичностью, быстрым ростом, высокой степенью конверсии корма, относительно коротким для лососевых периодом инкубации икры, а также возможностью проведения нереста практически в любое время года при помощи создания оптимального температурного режима для производителей. Эти качества позволили ей стать основным объектом аквакультуры в странах Европы.
Форель условно относится к объектам холодноводного рыбоводства, хотя диапазон комфортных для ее роста температур достаточно широк. Температурный оптимум для радужной форели находится в пределах 9-180С, рыба питается и растет при температурах воды от 4 до 200С. При температурах воды ниже 40С и выше 200С интенсивность ее питания, а, следовательно, и роста, снижается. Дискомфортные для форели температуры находятся за пределами 200С, а летальная температура в зависимости от температуры акклимации составляет от 24,9 до 26,30С. При высоких температурах воды содержание растворенного в воде кислорода при выращивании форели должно быть не меньше 9 мг/л.
Радужная форель безболезненно переносит суточный перепад температур в 50С и выше, но в пределах температурного градиента предпочитает определенную температуру.
Нерест форели происходит при температуре воды от 4 до 100С, скорость эмбрионального развития зависит от температуры инкубации и изменяется от 210 до 325 градусо-дней или от 105 до 25 суток (табл. 4.1), причем повышение температуры воды сокращает продолжительность инкубации, но увеличивает сумму необходимого тепла (градусо-дней) для развития икры.
Таблица 4.1
Продолжительность инкубации икры радужной форели в зависимости от температуры воды (0С)
| Показатели | Температура воды, 0С | ||||
| Продолжительность инкубации икры, сутки | |||||
| Сумма необходимого тепла для инкубации икры, градусо-дни |
Оптимальная температура эмбрионального развития находится в диапазоне 6-130С, для выдерживания и выращивания личинок – 8-130С, а допустимые температуры в эти периоды онтогенеза составляют от 3 до 180С.
Радужная форель весьма требовательна к уровню содержания растворенного кислорода в воде, оптимальная концентрация которого должна составлять не менее 9 мг/л. Форель хорошо переносит насыщение воды чистым кислородом до 50 мг/л. Летальная концентрация кислорода в воде для нее составляет 2,5 мг/л.
В течение всего выращивания форели и, особенно, в периоды интенсивного кормления необходим постоянный контроль за концентрацией кислорода в вырастных емкостях на входе и вытоке, поскольку именно содержание кислорода лимитирует объемы выращивания рыбы. Концентрация кислорода на вытоке при нормальных росте рыбы и уровне конверсии корма должна быть при температуре воды 50С – не менее 5,0 мг/л, 100С – не менее 6,0 мг/л, 150С – не менее 7,0 мг/л и 200С – не менее 8,0 мг/л.
В таблице 4.2 приведено удельное потребление кислорода (кгО2/т рыбы в сутки) в зависимости от размеров рыбы и температуры воды при кормлении по полным нормам, соответствующим этим температурам.
Таблица 4.2
Потребление кислорода (кгО2/т рыбыхсутки) в зависимости размеров рыбы и температуры воды.
| Масса рыбы, г | Температура воды, 0С | |||||||||
| 0-0,3 | 7,7 | 9,2 | 10,8 | 12,7 | 14,8 | 16,9 | 19,1 | 21,2 | 23,0 | 24,1 |
| 0-0,5 | 6,9 | 8,2 | 9,8 | 11,5 | 13,3 | 15,2 | 17,2 | 19,1 | 20,7 | 21,6 |
| 0,5-2,0 | 4,9 | 5,9 | 7,0 | 8,2 | 9,5 | 10,9 | 12,3 | 13,7 | 14,8 | 15,5 |
| 2,0-4,0 | 4,1 | 4,9 | 5,8 | 6,8 | 7,9 | 9,1 | 10,3 | 11,4 | 12,3 | 12,9 |
| 4-5 | 3,8 | 4,5 | 5,4 | 6,3 | 7,3 | 8,4 | 9,5 | 10,5 | 11,4 | 11,9 |
| 5-15 | 3,2 | 3,8 | 4,5 | 5,3 | 6,2 | 7,1 | 8,0 | 8,9 | 9,6 | 10,1 |
| 15-50 | 2,8 | 3,3 | 4,0 | 4,6 | 5,4 | 6,2 | 6,9 | 7,6 | 8,2 | 8,4 |
| 50-150 | 2,5 | 3,1 | 3,6 | 4,3 | 4,9 | 5,6 | 6,3 | 6,9 | 7,3 | 7,4 |
| 150-400 | 2,1 | 2,5 | 2,9 | 3,5 | 4,0 | 4,6 | 5,1 | 5,6 | 5,9 | 6,0 |
| 400-600 | 1,8 | 2,2 | 2,6 | 3,1 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 4,9 | 5,2 | 5,3 |
| 600-1000 | 1,7 | 2,0 | 2,4 | 2,8 | 3,2 | 3,7 | 4,1 | 4,5 | 4,7 | 4,8 |
| 1000-1400 | 1,5 | 1,8 | 2,2 | 2,6 | 3,0 | 3,4 | 3,8 | 4,1 | 4,4 | 4,4 |
| 1400-2000 | 1,4 | 1,7 | 2,0 | 2,4 | 2,8 | 3,1 | 3,5 | 3,8 | 4,1 | 4,1 |
| 2000-3000 | 1,3 | 1,6 | 1,9 | 2,2 | 2,5 | 2,9 | 3,2 | 3,5 | 3,7 | 3,8 |
Количество необходимого кислорода при выращивании форели на входе в каждом конкретном случае можно рассчитать по уравнению кислородного баланса:
0,9 x (О2’’ – O2’) x Q = O2 x P, где
О2’’ – концентрация кислорода на входе в вырастные емкости, г/м3;
О2’ – концентрация кислорода на выходе из вырастных емкостей, г/м3;
Q – расход воды в рыбоводной емкости, м3/сут.;
О2 – удельное потребление кислорода форелью в зависимости от ее размеров и температуры воды при кормлении по полным нормам, кг/тхсутки;
Р – масса выращиваемой форели, кг.
Кроме того, по уравнению кислородного баланса можно рассчитать возможную массу выращиваемой рыбы при известном расходе воды, температуре и концентрации кислорода на входе, или минимальный расход воды для выращивания определенной ихтиомассы форели при заданных параметрах содержания кислорода.
Содержание двуокиси углерода при выращивании форели в оптимальных условиях не должно превышать 10 мг/л, хотя форель и переносит концентрацию углекислоты в воде до 50 мг/л при значительном замедлении роста и увеличении коэффициента конверсии корма. ОСТом 05.372-87 [15] предельно допустимое значение углекислоты в воде определено в 30 мг/л.
При выращивании форели предпочтительнее использовать воду с реакцией среды 7-8; вполне удовлетворительна для форели вода с рН в пределах 6,5-8,5, а критическими для форели являются значения рН ниже 4,5 и выше 9. При пониженном содержании в воде ионов кальция, натрия и хлора токсичные величины рН для форели возрастают в кислотном диапазоне. Присутствие в водах гидроокиси железа уменьшает устойчивость форели к пониженным значениям рН. Содержание в водах железа более 1,5 мг/л приводит к гибели форели при рН ниже 7. В целом, темп роста форели в кислых водах ниже, чем в щелочных, а при постоянном уровне рН в границах его оптимальных величин выше, чем при переменном.
Биогенные элементы азот и фосфор не оказывают токсического действия на форель при достаточно высоких значениях, и их предельно допустимые концентрации определяются не потребностями форели, а требованиями к качеству среды. Так, для форели, согласно ОСТу 15.372-87 [15], допустимое содержание в воде фосфатов составляет 0,3 мгР/л, нитритов 0,1 мгN/л. Требования к водоемам рыбохозяйственных категорий по этим показателям более жесткие: ПДК по нитритному азоту составляет 0,08 мгN/л, по минеральному фосфору 0,05-0,15 мгР/л в зависимости от рыбохозяйственной категории водоема. Аналогичная картина наблюдается и по БПК5.
Неионизированный аммиак (NH3) для форели вреден и ОСТом 15.372-87 [15] установлена его ПДК при значении 0,05 мг/л, а для икры 0,01 мг/л, желательно – его полное отсутствие.
Негативное воздействие аммиака на рыб увеличивается с возрастанием температуры и повышением рН воды. Так увеличение реакции среды от 7,0 до 7,3 или повышение температуры на 100С удваивает токсичность аммиака. Допустимые значения содержания аммиака в воде при выращивании форели в различных кислородных и температурных условиях, а также жесткости воды приведены в таблице 4.3.
Таблица 4.3
Допустимые значения содержания аммиака при выращивании форели в зависимости от гидрохимических показателей
| Показатели | Аммиак растворенный, г/м3 | Кислород растворенный, г/м3 | Температура, 0С | Жесткость, ммоль/м3 |
| норма | 0,01-0,07 | 8+2 | 18-22 | более 1,5 х 10-3 |
| Кратковременно допустимые на 1-2 суток | 1,0-1,5 | 18 +5 | до 20 | более 1,0 х 10-3 |
| Временно допустимые 3-5 суток | 0,1-0,2 | 7+2 | До 20 | более 1,0 х 10-3 |
Для форели опасны даже относительно невысокие концентрации соединений железа в воде. Так, гидроокись железа образует на жабрах бурый налет, вызывает удушье у рыб. Особенно опасно для форели закисное железо. Однако при достаточно высоком насыщении воды кислородом оно окисляется и выпадает в осадок.
Сероводород также опасен для рыб, поскольку сульфиды, проникая в организм, уменьшают способность тканей усваивать кислород. Его летальная концентрация для форели 0,86 мг/л. Следует отметить, что на окисление 1 мг H2S требуется около 2,5 мг О2. Также сероводород может связываться гидроокисью железа и утилизироваться серобактериями. ОСТом 15.372-87 [15] предусмотрено отсутствие сероводорода в воде для выращивания форели и инкубации ее икры.
Хлор в виде хлорноватистой кислоты и хлораминов токсичен для форели, причем его токсичность возрастает при снижении концентрации растворенного кислорода в воде. Летальная концентрация хлора для форели 4 мкг HOCl/л, а ОСТом 15.372-87 [15] предусмотрено его полное отсутствие в водах для форелевых хозяйств.
Максимальное содержание взвешенных веществ в водах при выращивании форели составляет не более 10 мг/л. Отмечено, что концентрации взвесей до 100 мг/л, не влияя на выживаемость форели, снижают интенсивность ее питания вплоть до полного прекращения.
Предельный показатель цветности воды, установленный ОСТом 15.372-87 [15] для северо-западной части России в 100 градусов вряд ли приемлем для большинства водоемов, имеющих болотистое питание и достаточно высокую цветность. По нашему мнению, цветность до 200 градусов не отражается негативно на результатах выращивания форели.
Фенолы оказывают вредное влияние на форель как из-за непосредственной токсичности, так и в силу их высокой окисляемости, приводящей к снижению концентрации растворенного кислорода в воде. Кроме того, они придают мясу рыбы неприятный привкус. Токсичность фенолов возрастает с уменьшением содержания растворенного в воде кислорода, снижением температуры и увеличением минерализации воды. Пороговая концентрация фенолов 0,5 мг/л, а при температуре воды 50С – 0,25 мг/л.
Токсичность цинка обусловлена ионом цинка и, возможно, также взвешенным цинком, присутствующим в виде основного карбоната или гидроокиси в суспензии. Токсичность цинка зависит от состава воды и уменьшается при увеличении жесткости, температуры, минерализации, содержания взвесей и увеличивается при уменьшении концентрации растворенного в воде кислорода. Максимальные концентрации растворенного цинка в воде должны составлять 0,3 мгZn/л.
Токсичность меди связана с двухвалентным ионом и возрастает при снижении жесткости воды, температуры и содержания растворенного кислорода и уменьшается в присутствии гумусовых кислот, аминокислот и взвесей. Максимально допустимая концентрация меди 1,0 мкгCu/л.
Кадмий в низких концентрациях содержится в песчаных и сланцевых почвах, из которых он медленно выщелачивается в поверхностные воды, входит в состав некоторых фосфорных удобрений, а также широко используется в промышленности, особенно при гальванопокрытии, и поэтому часто присутствует в промышленных отходах. Концентрации кадмия в незагрязненных пресных водах обычно составляют 0,01-0,5 мкг/л, а максимальная концентрация, не оказывающая негативного влияния на радужную форель, находится в интервале 0,5-2,0 мкг/л.
В целом, требования форели к химическому составу водной среды определяются ОСТом 15.372-87 [15] и приведены в таблице 4.4. Наряду с ними, в таблице приведены ПДК этих же веществ для водоемов различных категорий согласно “Правилам охраны поверхностных вод'' [5] и ''Перечню рыбохозяйственных нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение” [25].
Таблица 4.4
Требования форели к химическому составу воды и ПДК вредных веществ для рыбохозяйственных водоемов [15, 5, 25]
| Наименование показателей | Значения показателей | |||
| Для инкубации икры | Технологическая норма при выращивании форели | Допустимые значения при выращивании форели | Рыбо-хозяйственная ПДК | |
| Температура, 0С | 6-10 | до 20 | ||
| Прозрачность, м | не менее 2 | не менее 1,5 | ||
| Цветность, град. | не более 30 | не более 100 | ||
| Взвешенные вещества, г/м3 | не более 5,0 | не более 10 | не более 30 | + 0,25 к фону* + 0,75 к фону*** |
| рН, ед. рН | 7,0-8,0 | 7,0-8,0 | 6,5-8,5 | 6,5-8,5 |
| Кислород , г/м3 | 9-11 | не ниже 9,0 | не ниже 6,0 | не ниже 6,0 |
| Диоксид углерода, г/м3 | ||||
| Сероводород, г/м3 | отсутствие | |||
| Аммиак, г/м3 | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Перманганатная окисляемость, гО/м3 | ||||
| Бихроматная окисляемость, гО/м3 | ||||
| БПК5, гО2/м3 | 2,0 | 5,0 | 8,0 | 2,0 |
| БПК20, гО2/м3 | 3,0 | |||
| Аммоний, гN/м3 | 0,75 | 0,2 | 0,5 | 0,5 |
| Нитраты, гN/м3 | 0,5 | 1,0 | ||
| Нитриты, гN/м3 | 0,02 | 0,1 | 0,08 | |
| Фосфаты, гР/м3 | 0,05 | 0,3 | 0,05* 0,15** 0,2*** | |
| Железо общее, гFe/м3 | 0,5 | 0,1 | ||
| Железо закисное, гFe/м3 | отсутствие | 0,1 |
* - водоем высшей рыбохозяйственной категории;
** - водоем первой рыбохозяйственной категории;
*** - водоем второй рыбохозяйственной категории.
Предельные концентрации вредных веществ (нефтепродуктов, СПАВ, гербицидов, инсектицидов, некоторых тяжелые металлов и других), не вошедших в ОСТ 15-372.87 [9], определены в “Перечне рыбохозяйственных нормативов: предельно-безопасных концентраций (ПДК) и ориентировочно-безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.” [25].
По образу жизни форель – сумеречная рыба и в естественных условиях избегает участков водоемов, ярко освещенных прямыми солнечными лучами. В личиночный период развития у форели проявляется отрицательный фототаксис, который сменяется на положительный на этапе смешанного питания. Для нормального развития эмбрионов оптимальной освещенностью является 0,2-20 лк, предельной – 200 лк. Рассеянный свет как ускоритель роста может быть использован на последних этапах эмбрионального развития, при выдерживании личинок и подращивании мальков.
При выращивании товарной рыбы в закрытых помещениях освещенность должна находиться в пределах 200-600 лк в течение 3-4 час, а продолжительность светового дня составлять 12-20 час.