Статьи в выпуске: 6
Острота проблем управления гидрологическими и русловыми процессами и оценки социальных последствий водопользования на реках неуклонно возрастает. Изучение экспертного и общественного восприятия негативных проявлений гидрологических и русловых процессов является важной составной частью совершенствования управленческих решений в этой области. Методы. Для выявления экспертного и общественного мнения относительно управления гидрологическими и русловыми процессами проведен опрос ведущих специалистов данной сферы, а также интервью местного населения, попадающего под воздействие этих негативных процессов. Исследование территориально привязано к Якутскому водохозяйственному узлу. Результаты. Получены результаты по трем основным блокам вопросов управления гидрологическими и русловыми процессами в пределах Якутского водохозяйственного узла: характер антропогенного воздействия на русло реки и социальные эффекты этого воздействия, эффективность способов управления неблагоприятными гидрологическими и русловыми процессами, основные проблемы стратегического планирования водохозяйственной деятельности региона. Изучение экспертного мнения позволило выявить основные болевые точки, связанные с негативным воздействием гидрологических и русловых процессов. Опрос местного населения показал, что его вовлеченность в решение рассматриваемых проблем недостаточна, а отношение к сложившейся ситуации характеризуется малой информированностью, наложенной на невысокую готовность к активному участию в долгосрочном решении водохозяйственных проблем.
В настоящее время основные исследования модуля стока и динамики его изменений ведутся на средних и больших реках российской части бассейна реки Урал, изученность же модуля стока малых рек этого бассейна крайне мала. Учитывая возрастающее ухудшение экологического состояния рек, влияющее в первую очередь на годовой модуль стока воды именно на малых реках, изучение процессов его формирования, изменчивости и внутригодовых изменений становятся важнейшей задачей гидрологии. Методы. В основе исследования лежит всесторонний анализ годового модуля стока воды малых рек российской части бассейна реки Урал. Сформирована база данных картографической и гидрологической информации. Выполнено картирование изменений годового модуля стока малых рек, что ранее не применялось к количественным характеристикам стока малых рек. Результаты. Рассмотрены изменения модуля стока воды малых рек в бассейне реки Урал при практически полном отсутствии изученности его изменений. Проанализированы характеристики модуля стока малых рек до и после начала глобальных гидрологических изменений. Выявлены пространственно-временные тенденции в изменении модуля стока воды малых рек бассейна Урала. Определена граница аномальности малых рек по площади бассейна – по величине речного бассейна в 500 км2.
В статье представлены результаты геостатистического исследования грунтовых вод Юго-Западного административного округа Москвы, проведенного в целях выявления возможностей и рисков подземного водопользования в этом районе. Методы. Применялись как традиционные технологии, так и индекс Морана для оценки характера пространственной связности. С помощью удельного комбинаторного индекса загрязненности (УКИЗВ) получены и оценены состав и свойства воды, что позволит опираться на данные УКИЗВ при питьевом водопользовании. Результаты. Выявлено, что временные ряды контролируемых показателей вариабельны настолько, что их стандартное отклонение часто превышает среднее значение. При оценке коэффициентов корреляции концентрации химических веществ в пунктах наблюдения обнаружено синхронное повышение/ понижение значений целого ряда контролируемых показателей, например концентрации алюминия на ряде скважин и родников. Очевидны причины подобной согласованности в случае близости точек наблюдения, тогда как при их значительном удалении друг от друга такой эффект можно объяснить исключительно фактом быстрого внутрипластового массопереноса загрязненной воды. Обнаружена высокая парная корреляция (r = 0,94) концентрации ряда загрязняющих веществ, например Al с Mn, NO3, причиной этого предположительно являются совместные сбросы указанных веществ промышленными предприятиями Москвы с одновременным проникновением сточных вод в грунт, сочетающимся с их массопереносом. Исследовано образование гидрохимических «фаций» рассматриваемого участка Теплостанской возвышенности в разные годы: наблюдение за темпом их деформации позволило получить картографическую информацию о формировании качества грунтовых вод и возможности их хозяйственного использования.
Нижний Енисей является частью территории Российской Арктики, которая в современных климатических условиях становится все более чувствительной к их изменениям. Со сроками и продолжительностью ледовых явлений на реках Арктической зоны связаны многие виды хозяйственной деятельности. Методы. Для анализа межгодовых изменений характеристик ледового режима Нижнего Енисея (протяженностью от г. Енисейска до г. Дудинка) за период с 1938 по 2021 г. была создана электронная база данных с показателями продолжительности ледостава, датами начала и окончания ледовых явлений, а также максимальными уровнями воды во время фазы вскрытия (ледохода). В статье отражен методический подход в выделении трендовых составляющих за периоды наблюдений в 1938–1975 гг. и 1976–2021 гг., а также выявлено направление изменения продолжительности ледовых явлений и ледостава с проверкой уравнения тренда на статистическую однородность. Результаты. Установлено, что ледовые явления после 1975 г. стали наступать позже и заканчиваться раньше в среднем на 2–3 дня; ледостав стал наступать позже на 3–5 дней, разрушаться раньше на неделю. Анализ максимальных уровней воды в фазу вскрытия выявил, что эти показатели имеют тренд на снижение. Анализ изменчивости продолжительности ледовых явлений и ледостава обнаружил, что обе характеристики уменьшаются после 1975 года: продолжительность ледовых явлений сократилась на 2–5 дней, продолжительность ледостава – более чем на неделю.
Влажность почв является важнейшей гидрофизической характеристикой при описании и расчетах инфильтрационных потерь дождевого и весеннего стока, испарения. Динамика увлажнения почв неразрывно связана с изменением климатических характеристик, одновременно влажность является значимым компонентом климата, поскольку она определяет исходящие конвективные потоки тепла и влаги с поверхности суши в атмосферу, формирующие климат планеты. Методы. Для анализа закономерностей изменения влажности почв под воздействием климатических изменений использованы многолетние наблюдения за влагообменом на воднобалансовых станциях России, а также физически обоснованная математическая модель вертикального тепло-влагопереноса. Проведены численные эксперименты по оценке влияния всех основных метеофакторов, обусловливающих динамику изменения влажности за период 1952–2019 гг. Результаты. В ходе анализа экспериментальных данных установлено, что в период 1960–1990 гг. наблюдался повсеместный рост влажности почв на европейской части России как в летний, так и в осенний сезоны. В последующем, вплоть до настоящего времени, положительные тренды изменчивости влагозапасов сменились отрицательными или их величина значительно упала.
При решении обратных задач восстановления пространственного распределения расходных характеристик диффузного стока загрязнителей на участках малых рек неизбежно возникает вопрос, связанный с необходимым числом расчетных точек. Для проведения корректного математического анализа число используемых расчетных точек должно быть весьма значительным (сотни). Реальный натурный эксперимент, как правило, ограничивается небольшим количеством точек (десятками). Однако в настоящее время влияние числа расчетных точек на устойчивость решения обратных задач для уравнения переноса консервативных загрязнителей мало изучено, хотя этот вопрос является ключевым при сопоставлении данных математического расчета и натурных измерений. В представленной работе проведен анализ влияния числа измерений концентрации растворенного загрязнителя на величину его полного массового расхода в процессе диффузного стока на участках малых рек. Методы. Расчет проводился на основе метода Монте-Карло при рандомизации значений концентрации загрязнителя. Результаты. В ходе реализации численного эксперимента для заданного набора тестовых функций установлено, что устойчивые значения искомых параметров (полный массовый расход и число Пекле) зависят от количества расчетных точек, определяющих пространственное распределение концентрации загрязнителя на исследуемом участке. Выяснено, что устойчивые значения параметров определяются числом точек, в пять – десять раз превосходящим число неизвестных коэффициентов аппроксимирующего полинома. Проанализирована зависимость значений искомых параметров от числа расчетных точек для результатов натурных измерений.