Научный архив: статьи

Нижняя Волга является важнейшим местом нереста ценных видов рыб и играет значительную роль в рыбном хозяйстве России. Однако антропогенные факторы в сочетании с климатическими изменениями приводят к деградации среды обитания и условий естественного нереста, что создает угрозу для сохранения биоразнообразия и долгосрочной устойчивости популяций полупроходных рыб. Цель исследования – оценить роль климатического и антропогенного воздействий на воспроизводство полупроходных рыб Волго-Каспийского рыбохозяйственного района. Методы исследования заключаются в оценке и анализе многолетних данных режимных наблюдений на гидрологических постах Нижней Волги с 1936 по 2022 год, основных тенденций изменений стока, а также параметров, характеризующих условия нереста. Результаты. Проведена оценка характеристик водного стока и других параметров, определяющих условия нереста полупроходных видов рыб (на примере леща) в естественных условиях и в период зарегулированного стока. Предложены меры по восстановлению рыбного хозяйства данного района.

Несмотря на повышенные значения естественных ресурсов подземных вод на изучаемой территории, в настоящее время в отдельных населенных пунктах остро ощущается нехватка качественных вод для хозяйственно-питьевых нужд. Приведенные в статье новые гидрологические и гидрогеологические материалы подтверждают научные выводы, сделанные более 50 лет назад. Методы. Проведен сбор и анализ данных, содержащихся в монографиях и отчетах научных и производственных организаций разных ведомств. Представлены гидрографы речного стока, материалы по минимальному и подземному стоку рек, химизму подземных и речных вод, тепловые космические снимки. При оценке подземного притока в реки применялись гидрометрические, гидрохимические и термометрические методы. Результаты. Анализ гидрографов речного стока за разные по водности годы выявил зависимость меженного летнего стока исследуемых рек от обьема и интенсивности предыдущего весеннего половодья и количества атмосферных осадков, выпадающих в теплый период.

Природная взаимосвязь между подземными и поверхностными водами нередко нарушается на урбанизированных территориях вследствие техногенно загрязненных сбросов на рельеф местности. Вовлекаясь в процессы инфильтрации, они загрязняют водоносные горизонты, а при последующем подземном стоке – также и поверхностные водные объекты. В результате, в частности, снижается качество воды Москвы-реки – крупнейшего водоисточника столицы. Поэтому актуально обнаружение зон повышенных промышленных и бытовых сбросов на рельеф. Методы. В работе использованы методы сопоставления состава и свойств поверхностных и подземных вод, такие как коинтеграция, аугментация данных, кластеризация, а также проведены вычислительные эксперименты. Результаты. Обнаружены причинно-следственные связи концентрации нефтепродуктов и фенолов, исследуемых на прибрежных скважинах ЮЗАО Москвы и на расположенном ниже створе Бабьегор Москвы-реки. Несмотря на безусловное превышение расхода речной воды над подземным стоком, результат оказался достоверным, поскольку был подтвержден независимыми статистическими методами исследования, позволившими выявить подобие как регулярных, так и нерегулярных данных исследованных временных рядов. Таким образом, разработаны новые подходы к выявлению зон сбросов отходов производства и потребления на рельеф.

Расчет величин стока с естественных и урбанизированных ландшафтов осуществляется на основе гидрологических характеристик и сведений о состоянии поверхности водосборов – залесенности, распаханности, урбанизации и пр. Если состояние водосбора можно оценить по различным картографическим источникам, дистанционным методам зондирования, цифровым моделям и т. д., то для определения характеристик стока необходимо реализовывать различные процедуры обобщения данных мониторинга в зависимости от гидрометеорологической изученности территории. Методы. Инженерные методы гидрологического расчета хорошо известны и стандартизированы, однако при определении характеристик смыва загрязняющих веществ возникает необходимость получения детальных (подробных) оценок, и эта задача может решаться методами математического моделирования стока. В этом случае необходимо располагать методикой задания характеристик ливневой деятельности или водоотдачи из снега, которые можно использовать при расчете событий заданной обеспеченности (слоев стока и максимальных расходов дождевого паводка и весеннего половодья). Такие методы предложены на основе специальных подходов к обработке данных наблюдений, рассматриваемых на примере расчета половодного и паводочного стока в бассейне р. Казанки. Результаты. Метод реализован на примере моделирования формирования стока с водосбора р. Казанки. Получены расчетные значения слоев паводочного и половодного стока. Предложен расчетный график дождя и определены другие параметры, необходимые для последующего расчета смыва и эрозии почв.

Целью работы является актуализация сведений о водных объектах Калининградской области. Для повышения достоверности сведений о гидрометрических параметрах водотоков предлагается обратить особое внимание на источники информации, находящиеся в открытом доступе. Это позволит предотвратить нарушения водоохранного законодательства, обусловленные некорректным определением ширины водоохранных зон. Методы. Работа основана на трассировке русел водотоков и установлении с использованием картографических и аэрокосмических изображений сложившейся к настоящему времени береговой черты водоемов. Результаты. Выявлены существенные расхождения фактических параметров водотоков с официальными данными (до 15–40 % и более), названы основные причины, обусловившие такие различия. Проведенное исследование показало вероятность ошибочного определения ширины водоохранных зон вследствие использования некорректных сведений о протяженности водотоков при хозяйственном освоении территории. Ряд проблем связан с методологическими сложностями типизации водных объектов в их исторически сложившихся категориях. Необходима полноценная ревизия водного фонда Калининградской области, которая позволит создать современный региональный кадастр водных объектов с учетом иерархии гидрографической сети, включая малые водотоки.

Результаты данного исследования необходимы для проектирования биотехнологий по очищению воды от поллютантов. Обнаружено, что некоторые виды макрофитов можно использовать для удаления ацетона из воды. Методы. Изучено изменение концентраций ацетона в воде модельных систем (микрокосмов). В микрокосмах инкубировали высшие водные растения Ceratophyllum demersum L., Elodea Canadensis Mchk., Utricularia vulgaris L. Концентрации ацетона составляли 11 мг/л (5 ПДК) и 22 мг/л (10 ПДК). Температура инкубации находилась в диапазоне 20 ± 7 °C, наблюдения продолжались 10 дней (240 ч). Концентрации ацетона измеряли методом хромато-масс-спектрометрии. Результаты. Впервые доказано, что концентрации ацетона снижались быстрее в присутствии растений, чем в контрольных микрокосмах, что свидетельствовало о фиторемедиационном потенциале растений. В микрокосмах с C. demersum концентрации ацетона составляли значения ниже 2,2 мг/л (1 ПДК) после пяти суток инкубации. Ацетон в концентрации 11 мг/л не оказывал летального или визуально заметного воздействия на C. demersum. Установлено, что элодея (E. canadensis) более чувствительна (до 20 % отмерших побегов) к ацетону, чем роголистник (C. demersum) и пузырчатка (U. vulgaris). Самым устойчивым оказался C. demersum. В присутствии роголистника (C. demersum) снижение концентраций ацетона (ниже 1 ПДК) составило больше 70 % (по сравнению с контролем без растений) во всех микрокосмах спустя 5 суток. Роголистник (отсутствие фитотоксичности) и пузырчатка (5 % и меньше мертвых побегов) сохранили жизнеспособность при загрязнении пресноводной среды ацетоном и могут использоваться для фиторемедиации. Полученные результаты расширяют знания о фитотоксичности ацетона и фиторемедиационном потенциале высших водных растений, что необходимо для разработки фитотехнологий по очищению воды от загрязнений.

Актуальность. Обеспечение радиационной безопасности населения требует создания высокочувствительных методик определения природных и техногенных радионуклидов в воздухе, воде и пищевых продуктах. Для оперативного контроля удельной активности Cs-137 в природных водах применяются сорбенты на основе ферроцианидов переходных металлов. В данной работе представлены результаты исследования сорбции цезия сорбентами серии АНФЕЖ, представляющими сорбционно-активную фазу ферроцианида железа, нанесенную на древесные опилки и делигнифицированную целлюлозу. Методы. Эксперименты по сорбции цезия на сорбентах серии АНФЕЖ проводили в статических и динамических условиях. В динамических экспериментах использовали сорбционную колонку с внутренним диаметром 0,5 см. Наличие цезия определяли с помощью масс-спектрометрии либо по радиоактивному индикатору Cs-137 с помощью гамма-спектрометрии. Для определения эффективности регистрации Cs-137 насыщенные сорбенты измеряли на гамма-бета-спектрометре «Атомтех МКС- 1315 АТ». Результаты. Результаты статических экспериментов показали, что сорбенты АНФЕЖ способны извлекать Cs-137 из водных проб с рН от 4 до 9 с коэффициентами распределения от 1,5·104 до 2·105 мл/г. По результатам экспериментов по извлечению цезия в динамических условиях установлено, что оба исследованных сорбента извлекают порядка 99 % цезия из проб пресных вод (рН 4–9) при скорости пропускания до 200 мл/мин·см2. При сопоставимых сорбционных характеристиках сорбент АНФЕЖ-БЛ на основе делигнифицированной целлюлозы обеспечивает эффективность регистрации гамма- и бета-излучения в 1,8 раза выше, чем сорбент АНФЕЖ, за счет использования основы с меньшей плотностью.

Актуальность. Оценка вклада разных источников (процессов, территорий) в загрязнение рек, в частности взвесями, является важнейшей составляющей выработки мероприятий для снижения негативного воздействия на речную систему. В России эта методика только получает развитие, хотя давно является ключевой в городском хозяйстве многих стран. В статье представлен анализ применения метода трассировки источников наносов (известного как «фингерпринтинг» от англ. fingerprinting) и его адаптация для урбанизированного водосбора с использованием разных статистических алгоритмов, анализируются типовые источники загрязнения городских рек. Методы. Метод апробирован для бассейна р. Сетуни, расположенного в московской агломерации, и основан на отборе проб субстратов в источниках и в контрольной точке, лабораторном анализе на содержание макро- и микроэлементов во взвешенных наносах, выборе репрезентативных трассеров, а также непосредственно моделировании долевого вклада источников с привлечением статистических моделей сепарации смеси, таких как FingerPro, simmr, MixSIAR, Sed_SAT, SIFT. Результаты. Предложена унификация терминов, используемых при реализации данного метода. Рассмотрены результаты трехчленного деления проб на водосборе: почвы на участках открытого грунта, дорожная пыль, береговая эрозия. Сделан вывод, что в большинстве урбанизированных бассейнов основным источником взвеси являются береговые уступы, а процесс эрозии берегов – ключевым фактором формирования взвеси, что определяет актуальность мер по стабилизации береговой линии.

Актуальность. Усиливающаяся под негативным воздействием внешних факторов социально-эколого-экономическая асимметрия регионов приводит не только к снижению их резильентности и устойчивости к внешним шокам, разбалансированности структуры индустриальных ландшафтов, но также к неравномерности динамики их системообразующих секторов, в т. ч. и водохозяйственного комплекса. Поскольку водохозяйственный комплекс является одновременно инфраструктурной и производственной системой, речь идет как о тактическом значении водных ресурсов, так и об их определяющей роли в качестве стратегического ресурса. В контексте тактического управления важное значение имеет текущее состояние водного бассейна региона, в стратегическом аспекте – научно обоснованные прогнозы необходимых для развития региона запасов воды. Методы. Для разработки концепции стратегического управления развитием индустриального ландшафта региона и его водохозяйственного комплекса методологическая база исследования сформирована путем конвергенции ряда теорий и подходов – регионально-бассейнового, сбалансированного роста, системно-динамического и ресурсно-целевого – для создания многоуровневой системы управления использованием ресурсного потенциала макрорегиона и входящих в состав его регионов водохозяйственных комплексов. Результаты. Определен вклад авторов в развитие теорий пространственного индустриального развития на основе исследования водных ресурсов как важного элемента индустриального ландшафта региона и ключевой составляющей стратегии сбалансированного развития, обусловленного тесной корреляцией производственной и водохозяйственной систем. С использованием инструментария системной динамики выявлены структурные сдвиги в объемах водных ресурсов в разрезе специализаций регионов Южного федерального округа, которые могут служить основой при принятии стратегических управленческих решений по рациональному водопользованию и эффективному использованию ресурсов водного бассейна региона.

В статье представлен комплексный анализ пространственно-временной изменчивости температурного режима и режима осадков на территории Вьетнама за период 1991–2024 гг. с использованием ряда климатических индексов. Установлено, что среднегодовые температуры демонстрируют статистически значимый рост с максимальной интенсивностью потепления до 0,6 °C/10 лет в центральных регионах. Выявлен рост минимальных температур (до 0,4 °C/10 лет) и значительное увеличение количества тропических ночей (индекс TR), особенно в горных районах (до +30 дней/10 лет). Индекс абсолютных годовых максимумов (TXx) показывает резкое повышение (до +1,5 °C/10 лет) в центральных и северных регионах. Наибольший рост количества жарких дней (SU35, Tmax > 35 °C) обнаружен в северной и центральной частях Вьетнама (до +25 дней/10 лет). Анализ осадков выявил положительные и статистически значимые тренды годовых сумм осадков, особенно на наветренных склонах хребта Чыонгшон (до 70 мм/год). Наблюдаются увеличение числа дней с сильными (R10mm) и очень сильными (R20mm) осадками, а также рост индекса интенсивности осадков (SDII) в центральной части страны. Это указывает на интенсификацию экстремальных ливневых явлений. Результаты свидетельствуют о значительной трансформации климата Вьетнама, характеризующейся усилением гидрологического цикла и потеплением, что создает новые риски, связанные с тепловым стрессом и экстремальными осадками.

Дана биотопическая, фитоценотическая и флористическая характеристика природного комплекса пицундскососново-высокоможжевеловых лесов и сопутствующих им биотопов Горного Крыма. В составе комплекса выявлены сообщества 14 классов растительности и 26 биотопов, относящихся к пяти типам высшего иерархического уровня EUNIS habitat classification. Флора включает 647 видов из 310 родов 69 семейств сосудистых растений. Выделено пять подкомплексов: 1 — массивы плотных бескарбонатных пород; 2 — эрозионные ландшафты на среднеюрских тяжёлых глинах; 3 — известняковые массивы Юго-Восточного Крыма; 4 — известняковые массивы Юго-Западного Крыма; 5 — эрозионные ландшафты на флише таврической серии и средней юры. Для каждого подкомплекса приведены картосхема распространения в Крыму, перечни местообитаний, классов растительности, специфические и дифференцирующие виды флоры, оценено флористическое богатство. Установлено, что наибольшим биотопическим и фитоценотическим разнообразием и флористическим богатством характеризуется подкомплекс известняковых массивов Юго-Западного Крыма, а самым своеобразным по составу и структуре компонентов является подкомплекс эрозионных ландшафтов на тяжёлых глинах.

Проверяется синхронизация опасных гидрометеорологических явлений с максимумами-максиморумами приливных сил Луны и Солнца. В качестве индикаторов последних используются циклы лунно-солнечных затмений - Сарос и Экселигмос. Сравниваются уровни половодий на реках Урал, Тобол, Ишим, Вагай и Ока в 2024 и 1970 гг. Показано, что катастрофическим уровням половодий 2024 г. предшествовали рекордные уровни половодий в 1970 г. С этим же циклом Экселигмос связаны жестокие засухи 1921 и 1975 гг. в Поволжье и аномальные морозы 1924 и 1978 гг. в Москве.