CHEMICAL COMPOSITION OF THE WATER OF LARGE EAST SIBERIAN RIVERS AND ITS DEPENDENCE ON THE THICKNESS OF SEASONALLY THAWED LAYER IN THE CATCHMENTS
Authors: ГАБЫШЕВА О.И. , ГАБЫШЕВ В.А. , ЯКШИНА И.А. 
Published: September 2024

На основе наблюдений, проведенных в 2007-2011 гг. в период летней межени на 12 наиболее крупных реках Восточной Сибири (Лена, Алдан, Колыма, Вилюй, Индигирка, Яна, Витим, Оленёк, Олёкма, Анабар, Чара, Амга), охарактеризованы основные особенности химического состава и физических показателей их вод. Установлено, что для исследованных рек характерен благоприятный кислородный режим, относительно высокие показатели химического потребления кислорода и цветности, повышенная концентрация железа общего, иона аммония и невысокое содержание солей. На территории Восточной Сибири многолетняя мерзлота имеет повсеместное распространение. Мощность залегающего над ней слоя сезонного протаивания пород сильно варьирует на различных участках водосборов региона. С применением метода канонических корреляций определено, что содержание в водах исследованных рек ряда компонентов солевого состава (жесткости, ионов кальция, магния, гидрокарбонатов, сульфат-ионов и суммы солей) зависит от мощности сезонноталого слоя. При этом на участках водосборов с наиболее мощным сезонноталым слоем для рек характерна максимальная концентрация данных компонентов солевого состава. Это объясняется тем, что мерзлота образует барьер на пути проникновения поверхностного стока в глубокие минеральные горизонты, препятствуя насыщению воды ионами минеральных веществ

Based on observations on 12 largest rivers of East Siberia (Lena, Vilyuy, Kolyma, Aldan, Olenek, Vitim, Indigirka, Amga, Olekma, Anabar, Yana, and Chara) during summer low-water runoff in 2007-2011, the main features of the chemical composition and physical properties of river water have been determined. It is found that favorable oxygen regime, higher chemical oxygen demand and color of water, higher concentration of total iron and ammonium ions, and moderate salinity are characteristic of the investigated rivers. The territory of East Siberia is characterized by an ubiquitous distribution of permafrost. The thickness of seasonally thawed layer within river catchments is extremely variable in the studied region. Using canonical-correlation analysis, it was found that concentrations of specific components of ionic constituents (water hardness, calcium, magnesium, bicarbonates, sulfate ions, and salinity) depend on the active layer thickness (ALT). Herewith, the deeper the active layer in a catchment, the higher the concentration of mentioned components of ionic constituents. This pattern is explained by the fact that permafrost serves as a confining barrier that prevents infiltration of surface water through deep mineral horizons thus restricting water saturation with mineral ions. The increase in ALT noted in recent decades in the permafrost zone of the northern hemisphere may continue in the current century. Therefore, knowledge of how the concentration of soluble biogeochemical constituents in the rivers depends on ALT of permafrost in the catchments is valuable for assessment of potential changes in the chemical composition of river water in the permafrost zone in the future.