Актуальность. Рыбное хозяйство Нижнего Дона находится в кризисном состоянии. Основная причина – нарушение процессов естественного воспроизводства рыб, вызванное отсутствием обводнения пойменных нерестилищ вследствие снижения объемов весеннего стока р. Дон. Причиной этого, по мнению многих исследователей, является создание Цимлянского водохранилища, ежегодно изымающего значительную часть весеннего стока, а также отмечаемый в современный период маловодный цикл водности р. Дон. Цель исследования – оценить роль гидротехнического регулирования, а также климатического снижения весеннего стока р. Дон и степень его влияния на воспроизводство рыб АзовоДонского рыбохозяйственного района. Методы. Применен методологический подход, позволивший впервые отдельно оценить влияние Цимлянского гидроузла на воспроизводство рыб на Нижнем Дону, с одной стороны, и климатического снижения весеннего стока – с другой. Основой этого метода является расчет площадей пойменных нерестилищ в районе гидрологического поста Раздорская при рассмотрении гипотетического сценария, предполагающего отсутствие Цимлянского гидроузла. Результаты показали, что влияние климата меньше, чем влияние водохранилища, но сопоставимо с ним. Площади пойменных нерестилищ (в районе исследования) под воздействием водохранилища уменьшаются в 2,9 раза, а под влиянием климатического снижения весеннего стока – в 2,1 раза.
Актуальность работы обусловлена увеличением материального ущерба, связанного с наводнениями при половодьях и дождевых паводках на р. Оби, которые наблюдаются регулярно. Отдельные районы г. Барнаула подвержены затоплениям даже при максимальных уровнях воды, близких к среднемноголетним. Статистический и историко-географический анализ наводнений за период наблюдений дает представление об изменении их повторяемости, генезиса, класса опасности под влиянием климатических изменений. Методы. Комплексный историко-географический и статистический анализ наводнений на р. Оби за период инструментальных наблюдений (1894–2020 гг.): их генезиса, вероятности превышения и силы воздействия. Для анализа тенденций, связанных с влиянием изменений климата, выполнен комплексный статистический анализ максимальных уровней воды (как основной характеристики наводнений). Он включает: анализ однородности гидрологических рядов; расчет ординат и построение кривых обеспеченности в условиях нестационарности; анализ частоты возникновения наводнений разной обеспеченности и генезиса до начала климатических изменений (1976 г.) и в современный период. Результаты. За период с 1894 по 2020 г. наблюдается общее снижение максимальных уровней воды. Тренд статистически значим на уровне 1 %. Это связано с перераспределением стока внутри года в результате климатических изменений: ростом зимнего меженного стока и уменьшением талой составляющей в стоке половодья. Установлено, что с началом климатических изменений частота наводнений снизилась вдвое, а наводнение обеспеченностью ниже 10 % наблюдалось только однажды, в результате дождевого паводка в 2014 г. Более половины наводнений в черте г. Барнаула происходит от снеготаяния в период половодья, однако после 1976 г. доля таких наводнений уменьшилась. В то же время вдвое выросла доля быстроразвивающихся наводнений вследствие дождевых паводков.
На примере Аргазинского водохранилища рассмотрены экологические последствия снижения уровня водохранилища многолетнего регулирования, расположенного на территории горнопромышленного техногенеза. Особенностью водоема является наличие техногенных сульфидсодержащих донных отложений в зоне переменного подпора. Цели исследования – описание процессов, оказывающих влияние на качество воды, и оценка масштабов возможного загрязнения водохранилища в периоды его низких уровней. Методы. Исследование включает анализ данных дистанционного зондирования Земли, гидрологических и гидрографических условий, количественный химический анализ проб воды. Результаты. Установлено, что сработка водохранилища ниже 2,5 м от нормального подпорного уровня приводит к осушению техногенных донных отложений. В зоне осушки протекают процессы гипергенных преобразований сульфидсодержащих отложений, приводящие к выносу загрязняющих веществ в водоем. Основной поток загрязняющих веществ в водохранилище транспортирует сток р. Миасс, в связи с чем расход и содержание поллютантов в реке являются определяющими факторами загрязнения питьевого источника. Наиболее интенсивное поступление меди, цинка, марганца и железа в водоем наблюдается во время ливневых осадков при величине площади осушки техногенных отложений ~ 10 % от площади зеркала водоема. В данных условиях качество воды не соответствует санитарно-гигиеническим нормативам по железу и марганцу, содержание цинка и меди превышает фоновые значения от 2 до 40 раз.
Статья посвящена комплексной эколого-геохимической оценке состояния р. Уруп в зоне влияния отработанного хвостохранилища Урупского горно-обогатительного комбината (ГОК). Актуальность исследования обусловлена долгосрочным негативным воздействием хвостохранилища на водную экосистему, что проявляется в накоплении тяжелых металлов в воде и донных отложениях, а также в ухудшении качества воды, используемой для водоснабжения и рыбохозяйственной деятельности. Методы. Выполнены полевые работы по отбору проб воды и донных отложений на шести участках реки, а также лабораторные анализы с использованием атомно-абсорбционной спектрометрии для определения концентраций тяжелых металлов (Zn, Cu, Pb, Cd, Ni, Co, Fe, Mn). Для оценки загрязнения применялись индекс загрязненности воды (ИЗВ), коэффициент концентрации (Kc), коэффициент донной аккумуляции (КДА) и суммарный показатель загрязнения (Zc). Результаты. Установлено значительное превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) тяжелых металлов в воде, особенно для Pb (до 119,7 × ПДК), Zn (до 158 × ПДК) и Cu (до 43,5 × ПДК). Класс качества воды варьировал от VII («чрезвычайно грязная») вблизи хвостохранилища до V («грязная») на удаленных участках. Донные отложения характеризовались высоким уровнем аккумуляции Fe, Mn и Zn, что свидетельствует о хроническом загрязнении. Выводы исследования подчеркивают необходимость постоянного мониторинга и внедрения мер по снижению техногенной нагрузки, включая реабилитацию территории хвостохранилища.
Гидрологическое исследование посвящено изучению причин происходящего сокращения естественных водных ресурсов и водообмена Суздальских озер на территории Санкт-Петербурга. Методы. Сравнение характеристик основных элементов водного баланса озер в 1970-е годы и в 2024 г. с использованием данных эпизодических наблюдений за уровнем и расходами воды в гидросистеме Суздальских озер. Оценка изменений характеристик водного режима и водообмена выполнена с помощью статистических методов анализа гидрометеорологических характеристик. Результаты. Выявлены климатообусловленные и антропогенные причины происходящего снижения естественных водных ресурсов водоемов в летний меженный период.
Проблема взаимовлияния поверхностных и подземных вод приобретает особую значимость для агропромышленных регионов, в которых происходит интенсивная эксплуатация водоносных горизонтов как для хозяйственного и питьевого водоснабжения, так и при дренировании воды в зоне действия горнодобывающих предприятий. Именно к таким регионам относится Белгородская область, для которой проведена сравнительная эколого-гидрогеохимическая оценка подземных вод в двух контрастных сельских поселениях c сильной техногенной нагрузкой, включающей воздействие горнодобывающего комплекса, и фоновой территорией, где доминирует агропромышленное производство. Методы. Эмпирическая основа исследования для оценки экологического состояния подземных вод обеспечена массивом данных по содержанию макро- и микроэлементов в подземных водах из водозаборных скважин, колодцев, водонапорных башен. Результаты. Подземные воды верхне-нижнемелового комплекса, которые по химическому составу относятся к гидрокарбонатно-сульфатным кальциевым и имеют минерализацию 0,5–0,6 г/л, наиболее широко используются для снабжения водой промышленных предприятий и городов, сельских поселений и животноводческих комплексов. Установлено, что воды этого комплекса для фоновой территории имеют показатели микроэлементов, не превышающие предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных для питьевых вод, тогда как для территории c техногенным прессингом основными загрязнителями выступают свинец, кадмий и медь. Влияние разных типов антропогенных нагрузок и их интенсивности проявляется в изменении природного режима водоносных горизонтов, скорости процессов выщелачивания и дальнейшего загрязнения, что определяет целесообразность разработки и внедрения дифференцированных комплексов мероприятий для поддержания качества подземных вод.
В условиях глобальных климатических изменений особую значимость приобретает изучение динамики водного режима рек как одного из ключевых компонентов состояния водных ресурсов. Рациональное водопользование и адаптация водохозяйственных систем требуют понимания закономерностей изменения стока, обусловленного как природными, так и антропогенными факторами. Целью исследования является выявление особенностей многолетней динамики стока р. Чумыш в условиях изменяющегося климата и антропогенного воздействия с акцентом на внутригодовое перераспределение стока. Методы. Выполнен анализ метеорологических и гидрологических данных за период 1943–2021 гг.: проверена стационарность временных рядов, проведена оценка линейных трендов, построены разностно-интегральные кривые и рассчитаны коэффициенты естественной зарегулированности. Также проведены корреляционный и кросс-корреляционный анализы для выявления взаимосвязей между климатическими параметрами и стоком. Результаты. Установлено статистически значимое повышение температуры воздуха, особенно выраженное в холодный период, что сопровождается увеличением зимнего стока, снижением объемов весеннего половодья и максимальных расходов воды. Следствием этого является рост коэффициентов естественной зарегулированности. Антропогенное воздействие, включая регулирование стока и водозабор, оценивается как слабое и не оказывающее существенного влияния на водный режим р. Чумыш. Полученные данные подтверждают преобладающее влияние климатических факторов и могут быть использованы при разработке мер адаптации водного объекта к климатическим изменениям.
В условиях глобального потепления климата оценка изменения гидрологического режима водохранилищ Волжско-Камского каскада, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, рыбного хозяйства и рекреации, весьма актуальна. В качестве объекта исследования выбрано самое крупное в каскаде Куйбышевское водохранилище с сезонным регулированием водного стока Волги. Основная цель – количественная оценка межгодовых и сезонных изменений уровня воды водохранилища за период 1958–2024 гг. Методы. Для исследования создана база данных инструментальных наблюдений за уровнем воды водохранилища и расходом воды в створе Жигулевского гидроузла, через который проходит 97 % водного стока р. Волги. При обработке исходного материала использованы методы статистического анализа временных рядов, включающие регрессионный и корреляционный анализы. Достоверность оценок определялась с помощью критерия Фишера. Результаты. Установлена устойчивая тенденция повышения среднего уровня воды Куйбышевского водохранилища за счет увеличения уровня воды в зимнюю межень и весеннее половодье. В соответствии с линейным трендом среднегодовой уровень воды за 67-летний период повысился на 0,93 м при темпе 0,14 м/10 лет. Между уровнем воды в водохранилище и расходом воды р. Волги установлена связь с коэффициентом корреляции 0,55. Изменение уровня воды по гидрологическим сезонам крайне неравномерно. Повышение уровня воды за 67-летний период также происходило неравномерно. Основным фактором повышения уровня воды является смена режима сезонного регулирования водного стока Волги в створе Жигулевского гидроузла. В результате амплитуда сезонных колебаний уровня воды уменьшилась в два раза с 4,6 м до 2,3 м за счет его значительного повышения в зимнюю межень и весеннее половодье. Столь существенные изменения уровня воды в период зимней межени и в начале весеннего половодья привели к изменению морфометрических характеристик Куйбышевского водохранилища. Наибольшее увеличение площади и объема водохранилища наблюдалось в марте и составило 26 % и 32 % соответственно.
Исследование посвящено разработке научно обоснованных подходов к трансграничному распределению стока в бассейне р. Урал с учетом экосистемных потребностей и международного опыта по сохранению водных экосистем. В условиях усиливающейся конкуренции за водные ресурсы и климатических изменений все более актуален переход от распределения фиксированных объемов воды к гибким и экосистемно ориентированным решениям. На основе анализа международной практики, положений действующего соглашения о совместном использовании и охране водных объектов в бассейне р. Урал и оценки состояния его водных экосистем показана необходимость пересмотра устоявшихся механизмов распределения водных ресурсов. Методы. Работа основана на анализе международной практики по распределению трансграничного стока, статистической обработке восстановленных рядов гидрологических наблюдений, комплексной оценке состояния водных экосистем с использованием абиотических и биотических индикаторов, а также применении методов критических гидрологических условий и эколого-гидрологического нормирования для расчета экологического стока. Результаты. Предложен подход к обоснованию экологического стока как ключевого элемента в системе распределения трансграничных водных ресурсов. На основе оценки состояния экосистем бассейна р. Урал сформулированы цели реализации экологического стока, включающие резервирование части стока для поддержания и восстановления экосистем, адаптацию к климатическим изменениям и сохранение биоразнообразия. Определены оценочные объемы экологического стока вблизи границы России и Казахстана, которые могут служить основой при планировании совместных решений по распределению водных ресурсов с учетом экосистемных потребностей. Результаты могут быть использованы в работе межправительственных комиссий и экспертных групп при уточнении механизмов трансграничного вододеления.
Надежность гидрологических прогнозов существенно влияет на решение задач повышения устойчивости функционирования системы технического и питьевого водоснабжения. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения точности прогнозирования стока воды, что имеет ключевое значение для управления водными ресурсами, гидроэнергетики и предотвращения паводковых рисков. В настоящей работе предложены методы снижения неопределенности прогнозов, основанные на двух направлениях: оптимизации математической модели за счет исключения малозначимых гидрометеорологических показателей и повышении точности вероятностных оценок ключевых факторов. Методы. Для анализа нечетких данных введен показатель информативности, позволяющий количественно оценить степень неопределенности наблюдений. Дополнительно определено свойство информационной критичности, характеризующее показатели с низкой информативностью, но высокой значимостью для прогноза, что требует экономически обоснованного сбора дополнительных данных. Результаты. Разработан комбинированный метод снижения неопределенности, интегрирующий анализ информационной критичности и оптимизацию модели. Результаты показывают, что применение данного подхода позволяет минимизировать ошибки прогнозирования за счет рационального использования данных и учета нечетких оценок. Представлен пример прогнозирования уровней воды р. Надым в створе г. Надым с использованием метода снижения информационной критичности нечетких оценок. Исследование вносит вклад в развитие методов гидрологического прогнозирования, предлагая практические инструменты для повышения их точности.
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.