Обзор исследований площадей заливания и водного баланса дельты Волги в половодье

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обзор исследований площадей заливания дельты Волги (Fобщ) и водного баланса дельты Волги (ВБ) в половодье представляет собой базу накопленных знаний об особенностях Fобщ и ВБ в половодье и методах их исследования. Проанализированы достоинства и недостатки этих методов. Выявлено, что исследования Fобщ и ВБ в половодье не завершены, получены лишь ориентировочные ежедневные Fобщ и ориентировочные ежедневные параметры ВБ за некоторые половодья. Поэтому особенности Fобщ и ВБ в половодья разной водности так и не выявлены в полной мере. Методы исследований менялись и совершенствовались, поэтому точность полученных разными методами ориентировочных ежедневных Fобщ и ориентировочных ежедневных параметров ВБ за разные половодья существенно различается. Результаты таких расчетов невозможно анализировать в совокупности. Результатами таких расчетов невозможно будет дополнить обладающие высокой точностью будущие исследования. Однако благодаря появлению новых технологий и большого количества спутниковых данных разработанные методики можно внедрять в новейшие исследования, получая высокоточные результаты. Вследствие чего остаются нерешенными следующие задачи: рассчитать с хорошей точностью ежедневные Fобщ и ежедневные параметры ВБ за половодья разной водности, применив высокотехнологичные методы с использованием большого количества космоснимков; выявить пространственно-временные закономерности и отличительные особенности половодий разной водности по ежедневным Fобщ и по ежедневным параметрам ВБ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. С. Зилитинкевич

Институт водных проблем Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: vodanavolge@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Албул И.П. Применение формулы ГГИ для расчета испарения с водной поверхности при различном составе исходной информации // Вестник СПбГУ. 2012. Вып. 3. С. 125–136.
  2. Байдин С.С. Линдберг Ф.Н. Самойлов И.В. Гидрология дельты Волги. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. 331 с.
  3. Байдин С.С. Процессы дельтообразования и гидрографическая сеть дельты Волги // Труды ГОИН. 1959. Вып. 45. С. 5–51.
  4. Байдин С.С. Сток и уровни дельты Волги. М.: Гидрометеоиздат, 1962. 337 с.
  5. Байдин С.С. О заливаемости дельты Волги в условиях зарегулированного стока // Труды ГОИН. 1967. Вып. 89. С. 67–71.
  6. Байдин С.С. Основы методов расчета заливаемости дельт рек водами половодья // Труды ГОИН. 1991. Вып. 198. С. 47–63.
  7. Бармин А.Н. Волго-Ахтубинская пойма и дельта реки Волги: динамика травянистого растительного покрова в меняющихся природных и антропогенных условиях. Дис. докт. геогр. наук. Волгоград, 2002. 306 с.
  8. Болгов М.В., Шаталова К.Ю., Горелиц О.В., Землянов И.В. Водно-экологические проблемы Волго-Ахтубинской поймы // Экосистемы: экология и динамика. 2017. Т. 1. № 3. С. 15–37.
  9. Болгов М.В., Красножон Г.Ф., Шаталова К.Ю. Компьютерная гидродинамическая модель Нижней Волги // Водные ресурсы. 2014. Т. 41. № 1. С. 10–23.
  10. Браславский А.П. Усовершенствованная формула для расчета испарения с поверхности водных объектов // Тез. докл. V Всеооюз. гидрол. съезда. Секция озер и водохранилищ. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С. 35–36.
  11. Браславский А.П., Остроумова Л.П. Расчет испарения воды с поверхности оз. Балхаш // Труды КазНИГМИ. 1988. Вып. 101. С. 52–78.
  12. Браславский А.П., Остроумова Л.П. Оценка точности современных формул, предложенных для расчета слоя испарения с поверхности водных объектов // Труды КазНИГМИ. 1991. Вып. 107. С. 16–45.
  13. Браславский А.П., Шергина К.Б., Гураева В.Ф. Исследование суммарного испарения с зарослей тростника // Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства. 1973. Вып. 10. С. 132–142.
  14. Брумштейн Ю.М., Плужникова Е.Н., Неживая Ю.Н., Серкалиева Д.Е., Водопьянов А.Е. Паводок в дельтовых районах Астраханской области: взгляд с позиций сельских жителей // Астраханский вестник экологического образования. 2013. № 2(24). С. 147–151.
  15. Бубер А.А., Бородычев В.В., Талызов А.А. Разработка гидродинамической модели дельты реки Волги и Западных подстепных ильменей // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2017. № 2(46). С. 271–283.
  16. Бухарицин П.И., Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Устойчивое водообеспечение Западных подстепных ильменей дельты Волги. Beau Bassin: Lambert academic publishing, 2017. 127 с.
  17. Валов М.В., Бармин А.Н. Современные тенденции изменения гидрологических условий в дельте реки Волги // Международная научно-практическая конференция “Региональные проблемы водопользования в изменяющихся климатических условиях”. Уфа, 2014. С. 96–99.
  18. Васильченко О.М., Чавычалова Н.И., Пономарев С.В. Влияние объема стока и режима половодья на качественные характеристики молоди леща в восточных и западных частях дельты реки Волги // Вестник АГТУ. Сер. Рыбное хозяйство. 2019. № 2. С. 22–32.
  19. Винокурова А.Г., Чермошенцев А.Ю. Определение зон паводкового подтопления по данным радиолокационной съемки со спутника Sentinel-1 // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2020. С. 67–72.
  20. Гельбух Т.М. Суммарное испарение с зарослей тростника в зоне недостаточного увлажнения // Труды ГГИ. 1964. Вып. 92.
  21. Гинзбург А.И., Костяной А.Г. Тенденции изменений гидрометеорологических параметров Каспийского моря в современный период (1990-е – 2017 гг.) // Соврем. пробл. ДЗЗ из космоса. 2018. Т. 15. № 7. С. 195–207.
  22. Голубев В.С., Федорова Т.Г. Методы измерения и расчета испарения с водной поверхности // Методы изучения и расчета водного баланса. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. С. 249–265.
  23. Горелиц О.В., Землянов И.В. Исследование сезонных процессов в устьевой области Волги с использованием данных дистанционного зондирования // Водные рес. 2005. Т. 32. № 3. С. 261–273.
  24. Горелиц О.В., Полонский В.Ф. Заливание дельты Волги и влияние на него изменений уровня Каспийского моря // Метеорология и гидрология. 1997. № 10. С. 85–97.
  25. Дерибизова С.Б. Гидрологические и водохозяйственные аспекты Или-Балхашской проблемы // Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 310 с.
  26. Евдокимов С.И., Михалап С.Г. Определение физического смысла комбинации каналов снимков Landsat для мониторинга состояния наземных и водных экосистем // Вестник Псковского государственного университета. 2015. № 7. С. 21–32.
  27. Елисеева И.И. Статистика: учебник для академического бакалавриата. М.: Изд. Юрайт, 2014. 674 с.
  28. Елсаков В.В., Плюснин С.Н., Щанов В.М. Технологии дистанционного зондирования в исследовании свойств растительных сообществ бассейна р. Новая Нерута // Вестник Инст. биолог. Коми НЦ УрО РАН. 2006. № 2(100). С. 315–319.
  29. Занозин В.В. Морфологическая структура ландшафтов Астраханской области как основа развития рекреационной деятельности // Южно-Росс. вест. геол., геогр. и глобальн. энерг. 2003. № 2. С. 51–54.
  30. Катаев М.Ю., Бекеров А.А. Методика обнаружения водных объектов по многоспектральным спутниковым измерениям // Доклады ТУСУР. 2017. Т. 20. № 4. С. 105–108.
  31. Кашкин В.Б., Сухинин А.И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений. М.: Логос, 2001. 264 с.
  32. Кузин В.Н. Гидрогеологический очерк дельты Волги // Труды ГОИН. 1951. Вып. 18 (30). С. 249–276.
  33. Кузин П.С. Потери стока Волги в районе Волго-Ахтубинской поймы и дельты // Метеорология и гидрология. 1939. № 9. С. 80–85.
  34. Кузнецов В.И., Голубев В.С., Федорова Т.Г. Указания по расчету испарения с поверхности водоемов. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 85 с.
  35. Михайлов В.Н., Коротаев В.Н., Полонский В.Ф. и др. Гидролого-морфологические процессы в устьевой области Волги и их изменения под влиянием колебаний уровня Каспийского моря // Геоморфология. 1993. № 4. С. 97–107.
  36. Орлянкин В.Н., Алешина А.Р. Использование матриц высот SRTM в предварительных расчетах и картографировании глубин потенциального паводкового затопления речных пойм // Исследование Земли из космоса. 2019. № 5. С. 72–81.
  37. Остроумова Л.П. Расчет испарения с водной поверхности // Актуальные проблемы гидрометеорологии озера Балхаш и Прибалхашья. СПб.: Гидрометеоиздат, 1995. С. 24–36.
  38. Остроумова Л.П. Расчет испарения с поверхности водных объектов в устьевых областях рек южных морей России // Метеорология и гидрология. 2004. № 9. С. 81–96.
  39. Остроумова Л.П., Михайлова В.Я. К расчету испарения с поверхности Краснодарского водохранилища // Труды ГОИН. 2008. № 211. С. 249–272.
  40. Остроумова Л.П., Фалеева О.С. Оценка потерь воды на испарение с водной поверхности в устьевой области Волги // Труды ГОИН. 2007. № 210. С. 285–299.
  41. Пахучий В.В., Пахучая Л.М. Опыт использования вегетационных индексов при комплексных исследованиях на объектах гидролесомелиорации // Вест. Поволж. гос. тех. универ. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2014. № 1(21). С. 33–41.
  42. Подоляко С.А. Об урожайности молоди некоторых видов рыб дельты Волги в полоях Астраханского государственного заповедника в 2012–2013 годах // Астр. вест. экол. образ. 2014. № 2(28). С. 52–55.
  43. Полонский В.Ф. Ландшафтное районирование дельты Волги с учетом ее хозяйственной освоенности и характера затопления в половодье // Тезисы докладов Всероссийского конгресса работников водного хозяйства. Москва, 2003. С. 209–210.
  44. Полонский В.Ф., Горелиц О.В. Оценка регулирующей роли дельты Волги при пропуске половодья // Гидрометеорологические аспекты проблемы Каспийского моря и его бассейна. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. С. 65–77.
  45. Полонский В.Ф., Лупачев Ю.В., Скриптунов Н.А. Гидролого-морфологические процессы в устьях рек и методы их расчета (прогноза). Спб.: Гидрометеоиздат, 1992. 383 с.
  46. Полонский В.Ф., Михайлов В.Н., Скриптунов Н.А. и др. Устьевая область Волги: гидролого-морфологические процессы, режим загрязняющих веществ и влияние колебаний уровня Каспийского моря. М.: ГЕОС, 1998. 280 с.
  47. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Новая водно-балансовая модель дельты Волги, как средство для оптимального управления ее водным режимом // Экологические системы и приборы. 2005. № 12. С. 37–48.
  48. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Изучение параметров затопления дельты Волги и ее водно-балансовое моделирование // Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции “Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления”. Астрахань, 2008. С. 263–273.
  49. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Гидрологические основы водообеспечения западных подстепных ильменей в дельте Волги при различных гидрографах половодья // Сборник докладов конференции “Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях”. Москва, 2009. С. 52–56.
  50. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Исследование процессов затопления, расчет и оценка изменений составляющих водного баланса дельты Волги в половодье // Материалы международной научной конференции “Изменение климата и водного баланса Каспийского региона”. Астрахань, 2011. С. 119–127.
  51. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П., Бухарицин П.И., Синенко Л.Г. Водообеспечение западных подстепных ильменей дельты Волги в условиях изменяющегося объема речного стока и возрастающего антропогенного воздействия на экосистему // Проблемы и перспективы современной науки: сб. науч. тр. Томск, 2009. Т. 2. № 1. С. 71–76.
  52. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 952 с.
  53. Родионова Н.В. Анализ изображений Sentinel 1 для весеннего паводка в Алтайском крае в апреле 2015 г. и Рязанской области в апреле 2016 г. // Совр. пробл. ДЗЗ из косм. 2017. Т. 14. № 1. С. 136–146.
  54. Рыбак В.С. О возможном заливании дельты Волги при работе вододелителя // Труды ГОИН. 1973а. Вып. 116. С. 104–112.
  55. Рыбак В.С. Потери стока воды в Волго-Ахтубинской пойме и в дельте Волги // Труды ГОИН. 1973б. Вып. 116. С. 82–96.
  56. Тертычная А.С., Тертычный К.С., Хоперсков А.В. Метод определения береговых линий водных объектов на основе обработки данных дистанционного зондирования Landsat ETM // Соврем. пробл. ДЗЗ из косм. 2023. Т. 20. № 5. С. 28–38.
  57. Цыценко К.В., Шалыгин А.Л. Оценка заливаемости дельты Волги в современных условиях // Метеорология и гидрология. 2002. № 2. С. 80–87.
  58. Цыценко К.В., Шалыгин А.Л. Оценка заливаемости дельты Волги c использованием спутниковой информации // Гидрометеорологические аспекты проблемы Каспийского моря и его бассейна. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. С. 78–86.
  59. Шикломанов И.А. Гидрологические аспекты проблемы Каспийского моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 77 с.
  60. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Берденгалиева А.Н., Выприцкий А.А. Динамика площадей водоемов Западного ильменно-бугрового района дельты Волги // Совр. пробл. ДЗЗ из косм. 2021. Т. 18. № 4. С. 285–290.
  61. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Богодухов М.А., Ворушилов И.И., Сайгин И.А. Классификация пойменных земель Нижней Волги на основе многолетних данных дистанционного зондирования и гидрологической информации // Совр. пробл. ДЗЗ из косм. 2023. Т. 20. № 3. С. 119–135.
  62. Шумова Н.А. Изменение экологически значимых параметров гидрологического режима Нижней Волги при зарегулировании стока // Аридные экосистемы. 2014. Т. 20. № 3(60). С. 33–47.
  63. Buma W.G., Lee L.I., Seo J.Y. Recent surface water extent of Lake Chad from multispectral sensors and GRACE // Sensors. 2018. V. 18. P. 1–24.
  64. Dero Q.Y., Yari E., Charrahy Z. Global warming, environmental security and its geo-economic dimensions case study: Caspian Sea level changes on the balance of transit channels // Jour. of Environ. Heal. Sci. and Engin. 2020. V. 18(2).
  65. Du Xiao, Wang Shixin, Zhou Yi et al. Construction and validation of a new model for unified surface water capacity based on MODIS data // Geomatics and Information Science of Wuhan University. 2007. Vol. 32. No. 3. Р. 205–208.
  66. Du Y., Zhang Y., Ling F., Wang Q., Li W., Li X. Water bodies’ mapping from Sentinel-2 imagery with Modified Normalized Difference Water Index at 10-m spatial resolution produced by sharpening the SWIR band // Remote Sensing. 2016. V. 8. P. 1–19.
  67. Farr T.G., Rosen P.A. et al. The Shuttle Radar Topography Mission // Rev. Geophys. 2007. V. 45(2). P. 1–33.
  68. Feyisa G.L., Meilby H., Fensholt R., Proud S.R. Automated Water Extraction Index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery // Remote Sens. Environ. 2014. V. 140. P. 23–35.
  69. Fraser R.S., Kaufman Y.J. The relative importance of aerosol scattering and absorption in remote sensing // IEEE Geosci. Remote Sens. 1985. V. GE-23. P. 615–633.
  70. Gao B.C. NDWI – a normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space // Remote Sens. Environ. 1996. V. 58. P. 257–266.
  71. Hunt E.R., Rock B.N. Detection of changes in leaf water content using near- and middle-infrared reflectances // Remote Sens. of Eviron. 1989. № 30. P. 43–54.
  72. Hunt E.R., Rock B.N., Nobel P.S. Measurement of leaf relative water content by infrared reflectance // Remote Sensing of Environment. 1987. V. 22(3). P. 429–435.
  73. Kwang C., Jnr E.M.O., Amoah A.S. Comparing of Landsat 8 and Sentinel 2A using water extraction indexes over Volta River // J. Geogr. Geol. 2017. V. 10. P. 1–7.
  74. McFeeters S.K. The use of normalized difference water index (NDWI) in the delineation of open water features // International Journal of Remote Sensing. 1996. V. 17. P. 1425–1432.
  75. Pekel J.-F., Cottam A., Gorelick N., Belward A.S. High-resolution mapping of global surface water and its long-term changes // Nature. 2016. V. 540. P. 418–422.
  76. Rouse J., Haas R., Schell J. and Deering D. Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with ERTS // Third ERTS Symposium, NASA (1973): 309–317.
  77. Schultz G.A. Remote Sensing and GIS from the perspective of hydrological systems and process dynamics // HydroGIS 96: Application of geographic information systems in hydrology and water resourses. IAHS publ. No. 235. 1996. P. 637–647.
  78. Singh K.V., Setia R., Sahoo S., Prasad A., Pateriya B. Evaluation of NDWI and MNDWI for assessment of waterlogging by integrating digital elevation model and groundwater level // Geocarto Int. 2015. V. 30(6). P. 650–661.
  79. Sobek-rural. Delft Hydraulics Software manual. Delft, 2004. 250 p.
  80. Su Z. Remote sensing applied to hydrology: the Sauer river basin study // Proc. Ruhr-Universitat Bochum, Germany. 1996. No. 15. 190 p.
  81. Sun F., Sun W., Chen J., Gong P. Comparison and improvement of methods for identifying waterbodies in remotely sensed imagery // Int. J. Remote Sens. 2012. V. 33. P. 6854–6875.
  82. Szabo S., Gacsi Z., Balazs B. Specific features of NDVI, NDWI and MNDWI as reflected in land cover categories // Landsc. & Environ. Ser. 2016. V. 10. P. 194–202.
  83. Xu H. Modification of Normalised Difference Water Index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery // International Journal of Remote Sensing. 2006. V. 27. № 14. P. 3025–3033.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Дельта Волги и Каспийское море на карте https://earth.google.com/.

Скачать (427KB)
3. Рис. 2. Аа, Аб, Ав, Ба, Бб, Бв, Ва, Вб, Вв – 9 районов дельты Волги (Б – восточная часть, А – западная часть, В – западные подстепные ильмени, а – верхняя зона, б – средняя зона, в – нижняя зона); 1 – вершина дельты Волги; 2 – Волжский вододелитель; 3 – вододелительная дамба; 4 – южная граница верхней зоны дельты; 5 – южная граница средней зоны дельты; 6 – границы систем магистральных рукавов дельты; 7 – морской край дельты; 8 – банки (коллекторы стока) у морского края дельты; 9 – южная граница отмелой зоны устьевого взморья; 10 – магистральные каналы в отмелой зоне устьевого взморья; 11 – южная граница островной подзоны отмелой зоны устьевого взморья (Горелиц, Полонский, 1997; Полонский и др., 1998).

Скачать (507KB)
4. Рис. 3. Районирование дельты Волги, разработанное В.Ф. Полонским (2003). Выполнено на основе космической съемки спутника Landsat-7. I-XVI – номера районов дельты Волги, XVII – отмелая зона устьевого взморья дельты Волги. Белыми прямоугольниками обозначены гидрологические посты. 1–12 – номера гидрологических постов (с. Верхнее Лебяжье (1), г. Астрахань (2), с. Икряное (3), с. Оля (4), с. Килинчи (5), г. Камызяк (6), с. Караульное (7), с. Каралат (8), с. Зеленга (9), с. Красный Яр (10), пос. Володарский (11), с. Большой Могой (12)). В круг обведены номера метеостанций (МС): 1 – МС Астрахань, 2 – МС Зеленга, 3 – МС Лиман.

Скачать (171KB)
5. Рис. 4. Снимки половодья в ДВ спутников Landsat-8 (а) с разрешением 30 м и MODIS Aqua (б) с разрешением 500 м (требуется использование каналов 1–7 для синтеза цветного изображения и расчета спектральных индексов для отделения воды от суши).

Скачать (565KB)
6. Рис. 5. Волго-Ахтубинская пойма и ДВ на снимке спутника Envisat.

Скачать (747KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».