Hydrosphere. Hazard processes and phenomena
Not a member yet
170 research outputs found
Sort by
Моделирование речной сети на основе двухпараметрической модели и регионального обобщения параметров (на примере черноморского побережья Кавказа)
No full textModern enhancement of hydrological models, which are key tools for studying near-surface moisture circulation processes, under conditions of a variable climate, complex terrain geometry, and limited observational data, requires a comprehensive expansion of both theoretical and informational foundations. The most significant research task is the holistic development of methods and technologies for analyzing the structure of river systems and the morphology of their basins. The goal and foundation of the research is the development of methods and technologies for modeling river networks based on digital elevation models (DEMs).
The study examines the possibility of constructing a regional river network model, including for unstudied basins, using modern methods and technologies of structural-hydrographic analysis of river systems. Modeling was performed using the FABDEM DEM in the ArcMap 10.8.2 environment, using a custom add-in tool for the ArcGIS Desktop environment that implements a unified algorithm for determining stream sources and constructing river networks based on selecting a threshold value of the initiation function (criterion index). In this study, a model with two calibrated parameters was applied to address the problem of "short" tributaries in river network modeling. Using the example of the Black Sea coast of the Caucasus, the capabilities of modeling a river network with two parameters were demonstrated using various options for initiation functions, and the most suitable ones were selected using a ranking method. Differences in river network modeling in basins with varying elevation characteristics were analyzed, and the advantage of the comprehensive energy index (CEI) for modeling river networks in mid- and low-mountain areas was shown. The feasibility of modeling river networks based on regional generalizations of model parameters was demonstrated.Гидрологические модели — ключевой инструмент исследования процессов приземного влагооборота в условиях изменчивого климата и ограниченности данных наблюдений. Развитие гидрологического моделирования требует комплексного расширения как его теоретических основ, так и информационного обеспечения, перспективы которого, в частности, связаны с развитием структурно-гидрографического анализа речных систем. В рамках этого направления важной задачей является развитие методов и технологии моделирования речной сети на основе цифровых моделей рельефа.
Рассматривается возможность построения региональной модели речной сети, в том числе для неизученных бассейнов, с помощью современных методов и технологий структурно-гидрографического анализа речных систем. Моделирование выполнялось на основе ЦМР FABDEM в среде ArcMap 10.8.2, с использованием авторского инструмента-надстройки для среды ArcGIS Desktop, реализующего единый алгоритм определения истоков водотоков и построения речной сети на основе подбора порогового значения функции инициации (критериального индекса). В данном исследовании применена модель с двумя калибруемыми параметрами для решения проблемы «коротких» притоков при моделировании речной сети. На примере черноморского побережья Кавказа показаны возможности моделирования речной сети с двумя параметрами при использовании различных вариантов функций инициации, с помощью метода ранжирования выбраны наилучшие из них. Проанализированы различия в моделировании речных сетей в бассейнах с различными высотными характеристиками, показано преимущество комплексного энергетического индекса (CEI) для моделирования речной сети в средне- и низкогорных областях. Показана возможность моделирования речных сетей на основе региональных обобщений параметров модели
Особенности формирования зажоров и заторов льда на реке Вага
No full textThe article examines the conditions for the formation of ice jams and ice dams on the Vaga River and their variability over a long period. The initial data included observations at hydrological posts, daily records of water levels and ice conditions, cartographic and archival materials, and satellite images. The analysis of the locations of ice jams and ice dams on the Vaga River was carried out using cartographic materials and navigation charts; the characteristics of the conditions for the formation of ice jams and ice dams over a long-term period were determined using spatial-temporal graphs of water levels. The formation of ice jams and ice dams is an integral part of the ice regime of the Vaga River and is observed in practice. Water level rises caused by blockages do not exceed marks above the dangerous phenomena and unfavorable phenomena levels; the ice-jamming rises in water levels at the Shenkursk and Pasva posts in some years exceed the dangerous phenomena and unfavorable phenomena marks. Ice jam rises in water levels are small compared to spring flood water levels and, as a rule, occur during the rising phase of spring floods. The locations of ice jams and ice dams are constant and do not change over a long period. Most often, they form in places where free transport of ice is disrupted: near bends, at the at the upstream ends of islands and in narrowings of the river, at the mouth of the Vaga River. Ice jams can persist for several months, while ice dams on the Vaga River are short-lived, lasting on average no more than 1–2 days. Ice dams are local in nature and, as a rule, the destruction of one dam does not lead to the formation of the next one downstream. In some years, when the river opens up inconsistently from the bottom upstream (against the current), ice dams may form at the edge of the ice cover. If the Northern Dvina River opens later, ice dams will form at the mouth of the Vaga River.
Keywords: ice jam; ice dam; ice congestion; river section; ice regime; level regime.В статье рассмотрены условия формирования заторов и зажоров льда на реке Вага и их изменчивость за многолетний период. В качестве исходных данных использовались материалы наблюдений на гидрологических постах, ежедневые уровни воды и ледовая обстановка, картографические и архивные материалы, спутниковые снимки. Анализ мест формирования зажоров и заторов льда на реке Вага выполнен по данным картографических материалов и лоций, особенности условий формирования зажорно-заторных явлений за многолетний период определялись по пространственно-временным графикам уровней воды.
Формирование зажоров и заторов льда являются неотъемлемой частью ледового режима реки Вага и наблюдаются практически ежегодно. Подъемы уровней воды, вызванные зажорами льда, не превышают отметок выше отметок опасных явлений (ОЯ) и неблагоприятных явлений (НЯ), заторные подъёмы уровня воды по постам с. Шенкурск и г. Пасьва в отдельные годы превышают отметки ОЯ и НЯ. Заторные подъёмы уровней воды невелики и, как правило, формируются на фазе подъёма весеннего половодья. Места формирования зажоров заторов льда постоянны и не изменились за многолетний период. Чаще всего они формируются на участках нарушения свободного транспорта льда: у излучин, приверхов островов, сужении реки в устьевом участке реки Вага. Продолжительность зажоров льда достигает несколько месяцем и, в то время как заторы льда на реке Вага быстротечны, их продолжительность в среднем не превышает 1–2 дней. Заторы льда локальны и, как правило, разрушение одного затора не приводит к формированию следующего ниже по течению; В некоторые годы, когда вскрытие реки проходит не последовательно снизу вверх (против течения), возможно формирование заторов льда у кромки ледяного покрова; при условии более позднего вскрытия р. Северная Двина заторы льда формируются на устьевом участке р. Вага
Влияние стока реки Черной (Севастопольский регион) на устьевое взморье во время паводков
Get PDFData on the effect of the Chernaya River runoff on the estuarine coast during floods of various genesis were obtained based on long-term (1991–2023) and operational (2024) information from the Shelf Hydrophysics Department of Marine Hydrophysical Institute of the Russian Academy of Sciences. It was found that floods of natural and anthropogenic origin had the greatest impact on the surface water layer of the Sevastopol Bay under the conditions of regulation of river runoff by the Chernaya River reservoir. For example, an emergency discharge into the lower reaches of the reservoir in January 2024 caused the desalination of the surface water layer of a significant part of the estuarine coast up to 2–17 ‰, which has not been noted in field observations over the last 30 years. During this flood, water from the adjacent part of the Black Sea with a salinity of 18–20 ‰ entered the western part of Sevastopol Bay. In the frontal zone, the horizontal gradients of water salinity reached 2–6 ‰ per km. In addition, that flood caused geomorphological changes at the estuary section of the river, flooding of adjacent territories, which required significant funds to eliminate the negative consequences for the environment, population and economy. A comparative analysis of the average long-term salinity distribution at the surface water layer of the estuarine coast, performed taking into account the natural cyclicity of hydrometeorological characteristics, indicates the emerging salinization of the coastal water area of Sevastopol, and the analysis of salinity anomalies indicates its dependence on freshwater discharges from the Chernaya River reservoir.На основе многолетней (1991–2023 гг.) и оперативной (2024 г.) информации Отдела гидрофизики шельфа МГИ РАН получены данные о влиянии стока р. Черной на устьевое взморье в период паводков различного генезиса. Установлено, что наибольшее влияние на поверхностный слой воды Севастопольской бухты, в условиях регулирования речного стока Чернореченским водохранилищем, оказывали паводки природно-антропогенного происхождения. Например, аварийный сброс в нижний бьеф водохранилища в январе 2024 г., вызвал распреснение поверхностного слоя воды значительной части устьевого взморья до 2–17 ‰, что в последние 30 лет по натурным наблюдениям не отмечалось. В период этого паводка в западную часть Севастопольской бухты поступала вода из прилегающей части Черного моря соленостью 18–20 ‰. Во фронтальной зоне горизонтальные градиенты солености воды достигали 2–6 ‰ на км. Кроме того, рассматриваемый паводок вызвал геоморфологические изменения устьевого участка реки, затопление прилегающих территорий, что потребовало значительных средств для ликвидации негативных последствий его влияния на среду, население и хозяйство. Сравнительный анализ средних многолетних распределений солености поверхностного слоя воды устьевого взморья, выполненный с учетом природной цикличности гидрометеорологических характеристик, свидетельствует о наметившемся осолонении прибрежной акватории г. Севастополя, а анализ аномалий солености – об её зависимости от сбросов пресной воды из Чернореченского водохранилища. 
Оценка стока рек юго-западного Крыма с учетом природно-антропогенных изменений
Get PDFThe variability of river flow in southwestern Crimea depends on natural and anthropogenic basin factors that are often overlooked when assessing the standards of water flow and inflow to the estuaries of the rivers. Data from Russian Hydrometeorological Service\u27s gauging stations (2 on each river), located 7–38 km upstream from the tops of the sea estuaries, are insufficient to obtain reliable estimates of flow, balance calculations, and forecasts of dangerous processes and phenomena below the stationary observation points.
The aim of the study is to identify patterns of variability in the flow of the Chernaya, Belbek, Kacha and Alma rivers from the sources to the tops of the estuaries from the beginning of regular observations to the present.
Materials and methods. Statistical analysis methods and mathematical modeling based on the hydraulic flow model developed at the Marine Hydrophysical Institute of the Russian Academy of Sciences were used. The data of hydrometeorological observations of the network units of the Crimean Hydrometeorological Service in river basins for 1931–2020 and the results of special studies of the Marine Hydrophysical Institute of the Russian Academy of Sciences in 2017-2024 in the lower reaches of rivers were summarized. At the same time, the natural cyclicity of river flow and changes in the level of anthropogenic load were taken into account.
Conclusions. In the actual climatic period (1991–2020) the regulated river flow had no significant trends. The flow modulus decreased by 40–85 % with an increase in the basin area due to a continuous karst formation, lack of lateral inflow, climate warming and an increase in anthropogenic load. It has been established that in recent years, the flow discrepancies between the lower hydrometeorological posts and the openings at the tops of the sea mouths of these rivers have varied from 25 to -90 %. The satisfactory results agreement of the river flow variability modeling with field data makes it possible to assess its transformation in any site of the riverbeds, predict peak flow and improve the quality of balance assessments of the conditions of the river mouths and the adjacent part of the sea with increased water intake, flow variations and climate change.Изменчивость стока рек юго-западного Крыма зависит от природных и антропогенных бассейновых факторов, которые в основном не учитываются при оценке норм стока и поступления воды на устьевые взморья рек. Данные гидропостов Росгидромета (по 2 на каждой реке), находящихся в 7–38 км от вершин морских устьев рек, недостаточны для получения достоверных оценок стока, балансовых расчетов, а также прогноза опасных процессов и явлений ниже пунктов стационарных наблюдений.
Цель работы – выявить закономерности изменчивости стока рек Черная, Бельбек, Кача и Альма от истоков до вершин устьев с начала регулярных наблюдений до настоящего времени.
Материалы и методы. Использовались статистические методы анализа и математическое моделирование на основе гидравлической модели стока, разработанной в МГИ РАН. Обобщались данные гидрометеорологических наблюдений сетевых подразделений Крымского УГМС в бассейнах рек за 1931–2020 гг. и результаты специальных исследований МГИ РАН в 2017–2024 гг. в низовьях рек. При этом учитывались природная цикличность речного стока и изменение уровня антропогенной нагрузки.
Выводы. В современный климатический период (1991–2020 гг.) зарегулированный сток рек значимых тенденций не имел. Модуль стока уменьшался на 40–85 % при увеличении площади бассейна из-за закарстованности, дефицита боковой приточности, потепления климата и увеличения антропогенной нагрузки. Установлено, что в последние годы невязки стока между нижними гидропостами Росгидромета и створами в вершинах морских устьев указанных рек изменялись от 25 до -90 %. Удовлетвори-тельное совпадение результатов моделирования изменчивости речного стока с натурными данными позволяет оценить его трансформацию в любом створе русловой сети, давать прогноз паводочного стока, а также повысить качество балансовых оценок состояния устьев рек и прилегающей части моря при увеличении водозабора, вариациях стока и изменении климата
История изучения метелевого переноса снега: международные аспекты и вызовы
No full textThis article addresses the history of research on blowing snow transport, its significance, and the interdisciplinary dimensions of this field. To provide a comprehensive account of the international history of blowing snow transport studies, approximately 3,000 publications in multiple languages related to blowing snow transport were reviewed using various methodological approaches. The current state of research in this area was assessed, and conclusions were drawn regarding prevailing challenges and potential avenues for their resolution. Furthermore, the study analyzed the usage of principal terms in both Russian and English, identified discrepancies in the interpretation of certain terms, and proposed a standardized set of definitions to promote consistency in terminology for international scientific communication.Статья посвящена истории изучения метелевого переноса снега, его значимости и междисциплинарным аспектам исследования. Для составления по возможности полной картины международной истории изучения метелевого переноса снега было изучено разными методами около 3000 работ на нескольких языках по темам связанным с метелевым снегопереносом. Была собрана информация по текущему состоянию развития направления, были сделаны выводы по актуальным проблемам и возможным путям их решения. Также были проанализированы варианты употребления основных терминов на русском и английском языках, найдены несоответствия в понимании некоторых терминов и предложен вариант стандартизации определений для единообразного применения терминов в международном общении
Климатические и не климатические факторы формирования стока в бассейне реки Битюг
Get PDFAs a result of the study, the peculiarities of trends in changing the characteristics of the regional water balance have been revealed on the example of the Bityug River basin, which is a large tributary of the Don River. Significant changes have occurred in the inflow and outflow components of the water balance, as well as in the ratio of surface and groundwater in the territory under consideration.
The amount of effective precipitation causing surface runoff decreased by ~18 % and the annual runoff layer of the Bityug River by 10−20 mm. The total runoff layer of the spring flood of the Bityug River decreased by an average of 1.6 times. The effect of increasing winter runoff due to the increase in the melt component and winter liquid precipitation, improvement of groundwater supply in winter as a result of increased infiltration capacity of soils reached its limit by 2007, caused by prolonged low-water periods, after which there is a decrease in river and groundwater levels.
The duration of the period between the minimum fall-winter and minimum pre-spring water levels and the period of highest groundwater recharge decreased by 29−30 days on average, indicating accelerated depletion of groundwater storage during the off-season period of the year due to decreased recharge.
Significant intra-seasonal changes in the regime of snow accumulation and snowmelt have occurred. The duration of the locking layer has decreased 2−3 times since the 1990s. According to observations at the Kamennaya Steppe water balance station, the moisture content of the upper meter layer has decreased by 35−40 mm on average in the last decade. The main reasons for the observed changes are intra-annual redistribution of precipitation and increase in air temperature, as a result of which the duration of the period of evaporation from the soil surface has increased.
Since 1981, the annual groundwater supply of the Bityug River has become comparable to the maximum runoff and even exceeds it in some years after 2007. The contribution of annual groundwater supply of rivers to the annual runoff has increased since 1980 by 1.7−2 times.
Intensive anthropogenic load of different nature on surface and water bodies prevents their restoration after water deficit periods.В результате исследования выявлены особенности тенденций изменения характеристик регионального водного баланса на примере бассейна р. Битюг, являющего крупным притоком р. Дон. Произошли существенные изменения приходной и расходной составляющих водного баланса, а также соотношения поверхностных и подземных вод на рассматриваемой территории.
Выявлено снижение количества эффективных осадков, обусловливающих поверхностный сток, на ~18 % и годового слоя стока р. Битюг на 10−20 мм. Суммарный слой стока весеннего половодья р. Битюг уменьшился в среднем в 1,6 раза. Эффект повышения зимнего стока за счет увеличения талой составляющей и зимних жидких осадков, улучшение питания подземных вод в зимний период в результате увеличения инфильтрационной способности почвогрунтов достиг своего предела к 2007 г., вызванного длительными маловодными периодами, после чего наблюдается снижение уровней речных и подземных вод.
Продолжительность периода между минимальными осенне-зимними и минимальными предвесенними уровнями воды и периода наибольшего пополнения подземных вод сократилась в среднем на 29−30 дней, что указывает на ускорение истощения запасов подземных вод в межсезонный период года в связи со снижением объемов питания.
Произошли существенные внутрисезонные изменения режима снегонакопления и снеготаяния. Продолжительность существования запирающего слоя с 1990-х годов уменьшилась в 2−3 раза. По данным наблюдений на воднобалан-совой станции Каменная Степь увлажнение верхнего метрового слоя в последнее десятилетие уменьшилось в среднем на 35−40 мм. Основными причинами наблюдаемых изменений являются внутригодовое перераспределение осадков и повышение температуры воздуха, в результате чего возросла продолжительность периода испарения с поверхности почвы.
С 1981 г. годовое подземное питание р. Битюг стало сопоставимо с максимальным стоком и даже превышает его в отдельные годы после 2007 г. Вклад годового подземного питания рек в годовой сток увеличился с 1980 г. в 1,7−2 раза.
Интенсивная антропогенная нагрузка разного характера на поверхностные и водные объекты препятствует их восстановлению после периодов с дефицитом водности
Биоэкологические исследования озера Манжерокское
No full textBioecological analysis was carried out in the subglacial environment. Water samples were taken both from the subglacial layer (0–20 cm) and from the bottom using a Ruttner bathometer. Dominant spe-cies were identified if their abundance or biomass exceeded 10 %. Using the assigned identifiers, phy-toplankton were taxonomically identified and a Shannon diversity index was estimated using abun-dance. The lake phytoplankton was found to be biologically active due to dominance of cryptophyte flagellates, thus indicating positive environmental factors; the chlorophyll ‘a’ concentration, the main green pigment in water, reached values up to 2.79 mg/m3 in the lake and up to 15.73 mg/m3 in the creek, specific for hypereutrophic waters. Algae abundance in the lake and the outflowing creek reaches significant values from 1500 to 3500 thousand cells per litre of water, due to the high concen-tration of primarily blue-green algae (Microcystis aeruginosa, Microcystis pulverea, Merismopedia punctata, Gloeocapsa magma). The algal biomass is also high, ranging from 7.1 to 15.9 grams per cu-bic metre, excluding sampling point 1, where the values were lower than those indicated. The ecologi-cal state analysis of the under-ice phytoplankton has revealed the lake water to have an alkaline envi-ronmental reaction and increased organic pollution. The most beneficial conditions for vegetation were in the Ozerny creek (Shannon index 5.98 bits/ex). Биоэкологический анализ был проведен в подледной среде. Пробы воды отбирали как из подледного слоя (0–20 см), так и со дна с использованием батометра Руттнера. Доминирующие виды определялись в случае, если их численность или биомасса превышала 10%. Используя установленные определители, фитопланктон был таксономически идентифицирован, и с использованием численности был рассчитан индекс разнообразия Шеннона. Установлено, что фитопланктон озера характеризуется высоким уровнем биологической активности благодаря преобладанию криптофитовых флагеллят, что свидетельствует о благоприятных условиях окружающей среды.; концентрация хлорофилла «а» – основного зеленого пигмента в воде достигала значений до 2,79 мг/м3 в озере и до 15,73 мг/м3 в ручье, характерных для гиперэвтрофных водоемов. Численность водорослей в озере и вытекающем ручье достигает значительных величин от 1500 до 3500 тысяч клеток на литр воды, что является следствием высокой концентрации преимущественно сине-зелёных водорослей (Microcystis aeruginosa, Microcystis pulverea, Merismopedia punctata, Gloeocapsa magma). Биомасса водорослей также высока и варьирует от 7,1 до 15,9 г/м3, исключая точку отбора проб №1, где значения были ниже указанных показателей. Анализ экологического состояния по подледному фитопланктону показывает, что вода озера, имеет щелочную реакцию среды и повышенное органическое загрязнение. Наиболее благоприятные условия для вегетирования сложились в ручье Озерный (индекс Шеннона 5,98 бит/экз.)
Многолетняя динамика уровней воды бессточных озер Чаны и Сартлан, включая период нестационарной климатической ситуации
No full textСтатья посвящена изучению закономерностей многолетних колебаний уровней воды бессточных озер Чаны и Сартлан, расположенных на юге Западной Сибири. Как известно, уровень воды является интегральным показателем состояния водных ресурсов водоема, и изучение его динамики является важной научной задачей, позволяющей предсказать и смягчить неблагоприятные водохозяйственные и экологические ситуации, возникающие как при резком снижении (осушение береговой террасы), так и резком повышении (затопление прибрежных территорий) уровней озер. На основании данных стандартных гидрометеорологических наблюдений и их корректировки, и использования климатических архивов, получены расчетные многолетние ряды среднегодовых и среднемесячных значений уровней воды рассматриваемых озер, а также температуры воздуха и сумм осадков в районах их расположения. Выявлены закономерности многолетних колебаний указанных характеристик за период с 1944 по 2020 гг. и дана количественная оценка изменений уровней озер за период c 1979 по 2020 гг. в условиях нестационарной климатической ситуацииСтатья посвящена изучению закономерностей многолетних колебаний уровней воды бессточных озер Чаны и Сартлан, расположенных на юге Западной Сибири. Как известно, уровень воды является интегральным показателем состояния водных ресурсов водоема, и изучение его динамики является важной научной задачей, позволяющей предсказать и смягчить неблагоприятные водохозяйственные и экологические ситуации, возникающие как при резком снижении (осушение береговой террасы), так и резком повышении (затопление прибрежных территорий) уровней озер. На основании данных стандартных гидрометеорологических наблюдений и их корректировки, и использования климатических архивов, получены расчетные многолетние ряды среднегодовых и среднемесячных значений уровней воды рассматриваемых озер, а также температуры воздуха и сумм осадков в районах их расположения. Выявлены закономерности многолетних колебаний указанных характеристик за период с 1944 по 2020 гг. и дана количественная оценка изменений уровней озер за период c 1979 по 2020 гг. в условиях нестационарной климатической ситуаци
О климатобусловленных и антропогенных изменениях взаимодействия поверхностных и подземных вод в Центрально-Черноземной зоне России
No full textThe ongoing climate warming is leading to changes in groundwater supply and discharge into rivers. In the Don River basin, the influence of various anthropogenic factors is added to the climate-related factors of surface and groundwater interaction. These include presence of tens of thousands of ponds in the upper parts of the hydrographic network, intensive overgrowth of small rivers, and irretrievable withdrawal of water resources growing with economic development. Since water exchange between groundwater and surface water bodies is dependent on their hydraulic connection, the response of groundwater level regime, its flow, and discharge into rivers to climate change and economic activities in the catchments varies. The water flow regulation system in this region was designed for a previous “quasi-stationary” climatic period. At present, with warming winters, the spring flood has significantly decreased. with its volume now almost equivalent to the regulating capacity of existing ponds. Therefore, the proportion of water retained in the upper links of the hydrographic network has increased, not only due to ponds but also because of the intensively overgrown beds of small rivers. As a result of these factors, coupled with the increasing irretrievable water resources withdrawal from the basin due to regional economic development and rising water consumption for greater crop yields across large areas, the groundwater drainage base in the rivers is being lowered. This has led to a continuous decrease in river levels since the early XXI century. In the future, this decline in groundwater levels may result in the degradation of the upper links of the hydrographic network, an increased risk of the aeration zone “drying up”, and a reduction of moisture content in the productive meter layer of soil with subsequent reduction of yields in the chernozem zone.Происходящее потепление климата приводит к изменениям питания и разгрузки подземных вод в реки. На реках бассейна р. Дон к климатообусловленным факторам взаимодействия поверхностных и подземных вод добавляется влияние различных антропогенных факторов. К ним относятся десятки тысяч прудов в верхних звеньях гидрографической сети, интенсивное зарастание малых рек, растущее с развитием экономики безвозвратное изъятие водных ресурсов. Так как водообмен подземных вод с поверхностными водными объектами зависит от их гидравлической связи, то и реакция режима уровня подземных вод, их сток и разгрузка в реки на изменение климата и хозяйственную деятельность на водосборах проявляется по-разному. Система регулирования стока в этом регионе создавалась для функционирования в предшествующий «квазистационарный» климатический период. В настоящее время, при потеплении зим, существенно снизилось весеннее половодье. Его объем почти сравнялся с регулирующей емкостью прудов. Поэтому выросла доля воды, удерживаемой в верхних звеньях гидрографической сети не только прудами, но и в интенсивно зарастающими руслами малых рек. В результате этого, а также увеличения безвозвратного изъятия водных ресурсов из бассейна с развитием экономики региона и повышения водопотребления при росте урожайности на больших площадях, здесь происходит понижение базиса дренирования подземных вод в реках и, начиная с первых лет XXI века, снижается их уровень. В перспективе следствием снижения уровней подземных вод может стать деградация верхних звеньев гидрографической сети, рост рисков «подсушки» зоны аэрации, уменьшение увлажненности продуктивного метрового слоя почвы с последующим снижением урожайности черноземной зоны
Геоэкологическое картографирование и оценка хозяйственно освоенных территорий Забайкальского края, подверженных наводнениям
No full textFloods are dangerous natural phenomena that severely impact on the economies and significantly reduce the quality of life for affected population. According to statistical data, the number of these phenomena in Russia has a noticeable upward trend. The consequences of past floods in Transbaikalia highlight a critical issue: when there’s a prolonged absence of flood treats, territories are often developed and built upon, leading to severe when floods inevitably occur. To develop preventive measures and mitigate to reduce the negative impact of floods on vulnerable areas, space-based monitoring of the Earth\u27s surface is currently being used to monitor, assess and forecast possible flood damage, followed by mapping. However, the major challenge lies in the insufficient effectiveness of existing mapping methods and underestimation of risks in territorial planning during long periods of absence of floods. Current methods of automatic decryption of infrastructure and buildings have low accuracy and performance, and the method of visual decryption is time-consuming. The purpose of the study is to develop an operational methodology for mapping and identifying urbanized and residential areas of the Trans-Baikal Territory that are prone to flooding. The methodological basis is a comprehensive analysis of temporary changes in the ratio of land areas, built-up areas and flood zones in settlements of the Trans-Baikal Territory using remote sensing data processed using artificial intelligence algorithms (convolutional neural network). The results of the study demonstrate a steady trend of increasing the proportion of buildings in flood zones in a number of analyzed settlements in the Trans-Baikal Territory. The developed geoecological mapping technique has proven effective and can be scaled to areas with pre-existing flood zones, as well as in the absence of hydrological observations. Creating maps of the economic development within flood-prone areas enables monitoring of buildings in hazardous settlement zones. This is particularly crucial given that manual and visual decryption methods are ineffective for such tasks.Наводнения являются опасными природными явлениями, оказывающими серьёзное негативное влияние на экономику и существенно снижающими качество жизни населения. По статистическим данным отмечается, что количество данных явлений в России имеет заметную тенденцию к росту. Последствия наводнений в Забайкалье показывает, что при длительном отсутствии угрозы затопления, территории зачастую активно застраиваются и осваиваются, что приводит к серьёзному ущербу. Для выработки превентивных мероприятий по снижению негативного воздействия наводнений на уязвимые территории, в настоящее время применяется космический мониторинг земной поверхности для наблюдения, оценки и прогноза возможного ущерба от наводнений с последующим картографированием. Однако основная проблема заключается в недостаточной эффективности существующих методов картографирования и недооценке рисков при территориальном планировании в длительные периоды отсутствия наводнений. Существующие методы автоматического дешифрирования объектов инфраструктуры и застройки имеют низкую точность и производительность, а метод визуального дешифрирования является трудоемким. Целью исследования является разработка оперативной методики картографирования и выявления урбанизированных и селитебных территорий Забайкальского края, подверженных наводнениям. Методологическую основу составляет комплексный анализ временных изменений соотношения площадей земельных участков, застроенных территорий и зон затопления в населенных пунктах Забайкальского края с использованием данных дистанционного зондирования Земли, обработанных при помощи алгоритмов искусственного интеллекта (сверточной нейронной сети). Результаты исследования демонстрируют устойчивую тенденцию увеличения доли застройки в зонах затопления в ряде анализируемых населенных пунктах Забайкальского края. Разработанная методика геоэкологического картографирования доказала свою эффективность и может быть масштабирована на территории с уже разработанными зонами затопления, а также при отсутствии гидрологических наблюдений. Создание карт хозяйственной освоенности паводкоопасных территорий позволяет осуществлять мониторинг застройки в опасных зонах населенного пункта. Это особенно важно, так как ручные и визуальные методы дешифрирования неэффективны для таких задач