Водный режим реки Днепр, как основной водной артерии нашей области, достаточно хорошо изучен. В настоящее время действует четыре государственных водомерных поста: с.с. Болшево, Соловьево, гг. Дорогобуж и Смоленск. Существуют водомерные посты и на притоках Днепра: р.р. Вязьма, Сож, Вопь, Хмара.

Наблюдения за уровнями и расходами воды у гг. Дорогобуж и Смоленск ведутся с 1881 г., у с. Болшево – с 1932 г. Наблюдения у с. Соловьево ведутся только за уровнями воды с 1881 г.

Водный режим характеризуется прежде всего наличием и временем паводков, половодий и меженей на реке в течение года. На реках Смоленской области отмечаются весеннее половодье, низкие летняя и зимняя межени, не ежегодные дождевые паводки, прерывающие летнюю межень.

Питание рек идет главным образом за счет весеннего таяния снегов, меньшая роль принадлежит дождевым и грунтовым водам. На р. Днепр у г. Смоленска доля грунтового питания составляет 19% среднего годового стока.

На величину стока влияют также гидрографические факторы: величина площади водосбора, форма бассейна, средний уклон водотока, средняя высота бассейна, лесистость, заболоченность, озерность бассейна.

Кроме вышеперечисленных факторов на водность рек влияет и водохозяйственная деятельность в бассейне. Речная вода используется в основном на технологические цели предприятий. Наибольшее ее потребление из р. Днепр в районе г. Дорогобужа, где расположены предприятия энергетики (Дорогобужская ТЭЦ) и химии (АО «Дорогобуж»).

Годовое потребление воды этими двумя предприятиями составляет – более 140 млн. м³, из них 131 млн. м³ использует Дорогобужская ТЭЦ. Сточные воды системы охлаждения Дорогобужской ТЭЦ сбрасываются в р. Днепр с температурой на 8 – 12 градусов превышающей температуру природной воды. Нарушение температурного режима может привести к изменению гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических процессов. Наиболее эффективным мероприятием по снижению теплового воздействия сточных вод на водный объект считается организация технического водоснабжения ТЭЦ по оборотной системе водоснабжения.

Кроме того, выполненный Комитетом природных ресурсов по Смоленской области, водохозяйственный баланс года – 95% обеспеченности р. Днепр в месте водозабора Дорогобужской ТЭЦ показал, что в сухой год возможен забор части санитарного стока в периоды с июня по сентябрь и с декабря по февраль.

Естественный режим колебания водности р. Днепр не отвечает требованиям водопользования (ТЭЦ) и требует внутригодового перераспределения водных ресурсов, т. к. большая часть стока проходит в период половодья. Было рекомендовано создать регулируемую ёмкость для аккумуляции в нем стока в период половодья (с марта по май).

В связи с тем, что преобладающее значение в питании рек имеют весенние талые воды, наивысшие уровни и наибольшие расходы воды наблюдаются в период половодья. Половодье является важнейшей фазой гидрологического режима, во время которого проходит от 50 до 70% годового стока. Вскрытие рек происходит почти одновременно по всей территории Смоленской области в среднем в конце марта – начале апреля. В отдельные годы вскрытие и очищение рек ото льда наблюдается раньше или позднее средних сроков. Заканчивается половодье в конце мая – начале июня. Продолжительность половодья в среднем составляет 60 – 70 дней.

Высота наивысшего весеннего уровня на большем протяжении реки Днепр 4 – 7 м над наинизшим, а на участке, где пойма узкая, в частности в районе с. Соловьево и г. Смоленска от 8,5 до 10,5 м. Выход воды на пойму начинается за 3 – 4 дня до прохождения пика половодья и прекращается через 5 – 10 дней после него.

Пойма р. Днепр в районе с. Болшево и г. Дорогобужа затапливается при уровне воды 250 – 300 см. Продолжительность затопления изменяется в среднем от 10 – 15 дней у с. Болшево до 25 – 27 дней у г. Дорогобужа. У г. Смоленска пойма затапливается при уровне 700 см. Продолжительность разлива в среднем 20 – 30 дней. В 1958 г. наивысший уровень у г. Смоленска достигал 1045 см.

Наибольший расход воды р. Днепр у с. Болшево – 83,7 м³/с наблюдался 11.04.1999 г.; у г. Дорогобужа – 1550 м³/с 24.04.1908 г.; у г. Смоленска – 1820 м³/с.

Особых катастрофических явлений в период половодья не наблюдалось.

Летом и осенью реки имеют смешанное дождевое и грунтовое питание. Летне-осенняя межень на рассматриваемой территории обычно наступает в середине мая и заканчивается в третьей декаде ноября. Почти ежегодно летне-осенняя межень прерывается дождевыми паводками в среднем высотой 1,6–2,8 м. Наибольшей высотой и продолжительностью отличаются паводки, проходящие в конце лета и осенью. Наибольшие подъемы уровней воды от выпавших дождей наблюдались в 1917, 1933, 1962 гг.

На реке Днепр у с. Болшево подъем уровня воды достигал 3,47 м (21.07.1962 г.); у г. Дорогобужа – 5,60 м (23. 07,1962 г.); у г. Смоленска – 5,03 м (27.09.1933 г.).

В целом же по высоте паводки уступают весеннему половодью, хотя изредка достигают высоты среднего весеннего максимума. Продолжительность паводков разнообразна и, в зависимости от характера дождей, колеблется от 4 – 6 до 30 – 40 дней. В летне-осенний период поймы затопляются очень редко.

Наименьший расход периода открытого русла на р. Днепр у с. Болшево 0,013 м³/с наблюдался 05 – 10.09.1968 г.; у г. Дорогобужа – 5,20 м³/с – 19.07. – 20.08.1920 г.; у г. Смоленска 10,3 м³/с – 01.09.1901 г.

Зимняя межень более устойчивая, продолжается 3 – 4 месяца. Зимние паводки наблюдаются не ежегодно. Наименьший расход зимнего периода на р. Днепр у с. Болшево 0,002 м³/с наблюдался 26.02, 17.03.1933 г.; у г. Дорогобужа 2.83 м³/с – 28.01.1945 г.; у г. Смоленска 6,24 м³/с – 11.12.1901 г.

Таким образом, самые малые расходы чаще всего наблюдаются зимой, когда река питается только за счет подземных (грунтовых) вод, гидрологическое и гидрохимическое состояние которых будет рассмотрено ниже.

Годовой сток в верховье Днепра у с. Болшево в 2000 г. увеличился на 22% по сравнению с 1999 г. и на 57% по сравнению со среднемноголетним. У г. Дорогобужа увеличение годового стока в 2000 г. по сравнению с 1999 г. произошло на 3% и на 32% по сравнению со среднемноголетним. У г. Смоленска в 2000 г. годовой сток уменьшился по сравнению с 1999 г. на 5%, а по сравнению с многолетним увеличился на 11%. Уменьшение стока у г. Смоленска в 2000 г. произошло из-за неточной экстраполяции многолетней кривой зависимости расходов воды от уровней, так как при высоких уровнях воды (выше 700 см) измерение расходов воды не проводилось.

В целом в 1999–2000 гг. водность рек бассейна Днепра была выше среднемноголетних значений за счет весеннего половодья.

В результате интенсивного использования водных ресурсов не только изменяются количество воды, пригодной для той или иной области хозяйственной деятельности, но и происходит изменение ее качества. Объясняется это тем, что большинство рек является одновременно источниками водоснабжения и приемниками хозяйственно-бытовых, производственных и сельскохозяйственных стоков. Судить о качественных характеристиках воды можно путем сопоставления измеренных показателей с нормативными, характеризующими предельно допустимую концентрацию того или иного вещества в воде водного объекта.

Мониторингом качества поверхностных вод на территории области в 2000 году были охвачены река Днепр, 14 рек ее бассейна (Улица, Мощенка, Лемна, Вопец, Вопь, Нагать, Стабна, Ольшанка, Малая Березина, Свиная, Сож, Остер, Ипуть, Десна), р. Западная Двина, р.р. Лосьмина, Гжать, Держа, Угра в бассейне Волги. Далее приводятся гидрохимические показатели некоторых из них, представленные в «Информационном бюллетене о состоянии поверхностных водных объектов, водохозяйственных систем и сооружений на территории Смоленской области за 2000 год», относящихся к бассейну Днепра.

Река Днепр. На Днепре наблюдения велись наиболее полно. Контроль осуществлялся в 9 пунктах наблюдений (№№8, 9, 10, 12, 18, 21, 22, 23, 28) федерального, территориального и локального уровней.

В районе Дорогобужского промузла отборы проб воды в р. Днепр проводились в створах №№8, 9, 10, 12. Согласно полученным данным, органолептические показатели воды р. Днепр, в основном, соответствуют нормативам, за исключением показателя прозрачности в створах 9 и 10 – 27 см (при норме 30 см).

Показатели ХПК возрастают от 12,2 мг/л в створе выше устья р. Вычевки до 23,3 мг/л (1,5 ПДК) в створе ниже г. Дорогобужа. Концентрации БПК₅ также увеличиваются от створа №8 к створу №12 (от 1,9 мг/л до 2,6 мг/л, максимальное значение отмечено в створе №12 – 4,89 мг/л (2,4 ПДК). Из биогенных загрязнителей отмечены концентрации азота нитритов, превышающие ПДК в 4 раза в створе №12 ниже г. Дорогобужа. Из тяжелых металлов превышают ПДК концентрации железа общего, марганца, меди. Необходимо учесть тот факт, что в пунктах наблюдения ГНС Росгидромета, где велись регулярные наблюдения, не определялись концентрации тяжелых металлов. Поэтому оценка воды р. Днепр по этим показателям ведется по данным наблюдений ТЦ «Геомониторинг-Смоленск».

Содержание марганца в водах р. Днепра в створах 9, 10 выше ПДК в 5,8–6,6 раза (0,078–0,089 мг/л), а концентрации меди в этих пунктах наблюдений составили соответственно 0,082 мг/л (61 ПДК) и 0,026 мг/л (19,5 ПДК).

Железо общее (0,14–0,93 мг/л) превышает ПДК на всем участке реки в районе Дорогобужского промузла, максимальные концентрации (6,9 ПДК) отмечены в створе ниже г. Дорогобужа.

Из органических веществ в этих пунктах наблюдений отмечаются фенолы (0,014 – 0,002 мг/л), максимальное содержание (2 ПДК) – в створе ниже г. Дорогобужа.

Ниже по течению р. Днепр в районе г. Смоленска, где оценка качества воды велась в пунктах наблюдений №№18, 21, 22, 23 сохраняются высокие показатели:

ХПК от 17,6 мг/л выше г. Смоленска (створ №18) до 24,1 мг/л ниже г. Смоленска (створ №22);

БПК₅ от 2,28 мг/л в створе №18 до 3,2 мг/л в створах №№22, 23.

Воды р. Днепр на этом участке характеризуются высокими концентрациями биогенных загрязняющих веществ: азота аммония – 0,58 мг/л (1,5 ПДК) в г. Смоленске и азота нитритов – 0,045 мг/л (2,2 ПДК) ниже очистных сооружений «Красный Бор» (створ №23).

Тяжелые металлы представлены железом общим, медью и марганцем. Устойчиво высокие показатели железа во всех пунктах наблюдений (0,1 – 0,98 мг/л), максимальное содержание – 9,8 ПДК в створе №11 в г. Смоленске, в створе №22 этот показатель несколько ниже (5,6 ПДК).

Концентрации марганца и меди, определяемые только в пунктах наблюдений ТНС, составили:

медь – 0,049 – 0,09 мг/л (3,6 – 9 ПДК), максимальное значение – в створе №23;

марганец – 0,035 мг/л (26 ПДК) в створе №22 ниже г. Смоленска.

Содержание фенолов в водах р. Днепр увеличивается ниже г. Смоленска до 0,002 мг/л (2ПДК).

К завершающему створу на границе с Беларусью р. Днепр приходит с высокими концентрациями ХПК (22,4 – 24,5 мг/л) и БПК₅ – до 2,7 мг/л.

Сохраняется повышенное содержание в воде азота нитритов 0,044 мг/л (2,2 ПДК). Концентрации меди не уменьшаются, максимальное содержание – 0,039 мг/л (29 ПДК). Максимальное содержание железа – 0,8 мг/л (6 ПДК), показатели марганца – 0,051 – 0,063 мг/л (3,9 – 4,7 ПДК).

Концентрация фенолов в замыкающем створе устанавливается на уровне ПДК.

По всей длине р. Днепр концентрации взвешенных веществ колеблются в пределах 2,3 – 10,14 мг/л, значительного повышения концентрации в местах сбросов сточных вод не отмечено.

Показатели минерализации, общей жесткости, РН, окисляемости – в пределах ПДК.

Ионообразующий состав стабилен на всем протяжении реки с незначительными колебаниями и ростом вниз по течению, значительно ниже ПДК:

кальций 35,3 – 61,08 мг/л;

магний 10 – 26,64 мг/л;

натрий, калий 3,75 – 15,5 мг/л;

хлориды 11,2 – 17,3 мг/л;

сульфаты 10,5 – 30,85 мг/л;

гидрокарбонаты 174 – 214,06 мг/л.

Присутствие таких тяжелых металлов, как цинк и кадмий, в концентрациях ниже ПДК, отмечается на всем протяжении реки, а свинец, никель и трехвалентный хром наблюдаются, начиная со створа №22 (ниже г. Смоленска) также в пределах ПДК.

Таким образом, на основе приведенных данных можно сделать следующие выводы:

Концентрация биогенных загрязнителей в водах реки Днепр (азота нитритов, азота аммония) в створах ниже г. Дорогобужа и ниже г. Смоленска высокая, превышающая ПДК практически по всем показателям, что указывает на значительную антропогенную нагрузку на этих участках реки и недостаточную очистку сточных вод, сбрасываемых в Днепр;

Повышенные показатели ХПК и БПК₅ практически на всем протяжении реки говорят о значительном загрязнении органическими веществами.

Анализ данных мониторинга качества поверхностных вод за период с 1994 по 2000 год свидетельствует о том, что наряду с антропогенным загрязнением солями тяжелых металлов существует значительное природное загрязнение р. Днепр, о чем свидетельствует наличие фоновых концентраций железа общего, меди и марганца, превышающих ПДК.

Судя по имеющимся результатам наблюдений в 2000 г. уровень загрязнения р. Днепр не снизился, но, несмотря на значительное существующее загрязнение, река, в основном, не утратила самоочищающей способности. Повышение концентраций загрязняющих веществ наблюдается преимущественно в местах сосредоточения промышленности и населения. (2).

Река Ипуть. Гидрохимические наблюдения велись в створах №№34 (территориальный уровень) на границе с Беларусью (вход), 35 (локальный уровень) в п. Ершичи (выше в/з ОАО «Ершичилен»), 36 на границе с Брянской областью (выход).

В пробе, отобранной в створе №34, концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК по 11 показателям. Здесь были отмечены: недостаток растворенного кислорода (5,2 ПДК), низкий показатель прозрачности (7,5 ПДК), повышенные концентрации ХПК (6,6 ПДК) и БПК₅ (5,1 ПДК).

Зафиксированы высокие концентрации тяжелых металлов: железа общего (82,1 ПДК), марганца (144,9 ПДК), меди (39,8 ПДК), цинка (2,1 ПДК), а также азота аммония (4,0 ПДК), фенолов (6,0 ПДК) и фосфора фосфатов (4,0 ПДК).

В створе №34 сохраняются устойчиво высокие показатели ХПК (3,3 ПДК) и БПК₅ (6,2 ПДК).

Повышенные концентрации загрязняющих веществ на входе объясняются антропогенным загрязнением и природными условиями (сильная зарастаемость русла, болотистая местность, тяжелые грунты).

К створу №35, на границе с Брянской областью, происходит снижение всех загрязняющих компонентов от входа на территорию области до выхода, что говорит о неплохой самоочищающей способности реки. Показатели загрязнения на выходе: железо общее (2,1 ПДК), марганец (4,4 ПДК), медь (8,3 ПДК).

Река Десна. Отбор проб воды в р. Десна проводился в створах №37 (локальный уровень) в г. Ельня, ниже сброса очистных сооружений КЭЧ и №38 (территориальный уровень) на границе с Брянской областью.

Отмечается значительное загрязнение вод реки в районе г. Ельни, что свидетельствует о не совсем удовлетворительной работе очистных сооружений. Показатели загрязнения: ХПК – 2,5 ПДК, БПК₅ – 3,3 ПДК, азот аммония – 2,5 ПДК, железо общее – 4,6 ПДК.

На границе с Брянской областью, несмотря на значительную очищающую способность водохранилища Смоленской АЭС, сохраняются высокие концентрации тяжелых металлов: железа общего (3,2 ПДК), марганца (8,3 ПДК), меди (27,8 ПДК), а также фенолов (8,3 ПДК).

На участке между створами №37 и №38 сказывается влияние очистных сооружений в п. Екимовичи.

Река Улица. На р. Улице гидрохимические наблюдения велись в ее нижнем течении в створах №№2, 3 (локальный уровень) в г. Вязьме.

Согласно имеющимся данным, из общего числа анализируемых ингредиентов, концентрации вредных загрязняющих веществ превышают ПДК по 10 показателям. Показатели ХПК и БПК₅ колеблются соответственно в пределах 1,3 – 3,8 ПДК и 1,75 – 8,5 ПДК.

Концентрации биогенных загрязнителей превышают ПДК во всех отобранных пробах: азота аммония (1,8 – 50 ПДК) и фосфора фосфатов (2,8 – 6,5 ПДК).

Содержание тяжелых металлов в воде р. Улица по-прежнему высокое: железа общего 1,3 – 1,8 ПДК, марганца 4 – 13,3 ПДК, меди – 49 ПДК, цинка – 4,4 ПДК.

Загрязнения органическими веществами остается на уровне прошлых лет: фенолы – 1,5 ПДК, нефтепродукты – 4 – 4,2 ПДК.

Сбросы сточных вод ООО «ВКП-ЛТД» Вяземское кожевенное производство, заводов «Программатор» и «Графит», локомотивного и вагонного депо, а также отсутствие санитарных попусков через створ гидроузла Улицкого водохранилища, фактически превращают р. Улица в ее нижнем течении в сточную канаву. (3.1.).

Река Вопь. Наблюдения велись в створах №14 (г. Ярцево, выше водозабора УМП «Ярцевский ХБК») и №15 (г. Ярцево, ниже сброса очистных сооружений ЗАО «Двигатель).

В районе г. Ярцево наблюдались повышенные концентрации азота аммония – 1,06 мг/л (2,7 ПДК), ХПК – 28,5 мг/л (1,9 ПДК), БПК₅ – 4,2 мг/л (2,1 ПДК), железа – 0,64 мг/л (6,4 ПДК).

В створе ниже города сохраняются высокие показатели ХПК (1,3 ПДК), БПК₅ (1,4 ПДК), железа (1,8 ПДК), а также меди (25 ПДК) и марганца (19 ПДК), что говорит о неэффективной работе очистных сооружений. (3.2.).

Река Вопец. Наблюдения велись в створе №7 (локальный уровень) в г. Сафоново, ниже сброса очистных сооружений.

По-прежнему река остается одной из самых загрязненных рек области.

Высокие концентрации азота аммония (9 ПДК), фосфора фосфатов (1,8 ПДК), марганца (9 ПДК), меди (7,5 ПДК), нефтепродуктов (4,7 ПДК), ХПК (1,2 ПДК), БПК₅ (1,95 ПДК) свидетельствуют о неудовлетворительной работе очистных сооружений г. Сафоново.

Река Остер. Наблюдения за качественным составом вод р. Остер велись в створе №32 (локальный уровень) в г. Рославле ниже сброса очистных сооружений РААЗ, и в створе №33 (территориальный уровень) на границе с Беларусью.

В створе №32 отмечено повышенное содержание железа общего (2,6 ПДК), также превышают ПДК показатели ХПК (в 1,6 раза) и БПК₅ (в 5,7 раза), что говорит о неэффективной работе очистных сооружений г. Рославля.

В пограничном створе №33, как и в 1999 году, наблюдаются высокие концентрации тяжелых металлов: железа общего (1,7 ПДК), марганца (5,2 ПДК), меди (9,0 ПДК) (3.3.).

Смоленский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды на основе данных своих наблюдений осуществляет комплексную оценку качества поверхностных вод. Проводятся расчеты индекса загрязненности вод по двум главным рекам Смоленской области: Днепру и Западной Двине. На реке Днепр оценка качества вод ведется по двум створам: выше г. Смоленска и ниже г. Смоленска. Данные мониторинга за 2000 год не были представлены. Согласно имеющимся сведениям в 1999 году воды реки Днепр выше г. Смоленска характеризуются как чистые (II класс), ниже г. Смоленска – как умеренно загрязненные (III класс).

Таким образом, обобщая результаты мониторинга состояния реки Днепр и основных ее притоков, можно сделать следующий вывод: в целом заметного улучшения качественного состава данных рек в 2000 году не наблюдалось. Данные наблюдений показывают, что уже в верхнем течении многие реки Смоленской области загрязнены солями железа, марганца и меди, концентрации которых значительно превышают ПДК. Из чего следует, что помимо сильного и негативного антропогенного воздействия на воды рек области, существует и природное загрязнение вод.

Повышенные концентрации загрязняющих веществ в водных объектах наблюдаются преимущественно в пределах городов с развитым промышленным комплексом: Дорогобуж, Смоленск (р. Днепр), Вязьма (рр. Вязьма и Вопец), Сафоново (р. Вопец), Ярцево (р. Вопь), Рославль (р. Остер).

Самыми загрязненными реками области остаются, как и в прежние годы, реки Улица, Вязьма и Вопец.

По результатам ведения мониторинга за период с 2000 по 2005 гг. произошло лишь незначительное улучшение, однако общая обстановка остается достаточно напряженной. Самоочищающаяся способность крупнейших рек сохранилась, в то время как малые реки, подвергающиеся длительному антропогенному воздействию, частично или полностью ее утратили (реки Улица, Вопец, Вязьма, Березина, Катынка и др.). Согласно принятой классификации качество вод изменяется от умеренно – загрязненной класс качества III) до грязной (класс качества V). Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод являются легкоокисляемые органические вещества (БПК), биогенные вещества, соли тяжелых металлов (железо, марганец, медь и др.).