Том 52, № 2 (2025)

Предложены подходы к региональному гидроэкологическому анализу, учитывающие взаимосвязь поверхностных и подземных вод. На примере Белгородской области выявлены особенности формирования ресурсов поверхностного и подземного стока в меняющихся климатических и хозяйственных условиях в лесостепной зоне Русской равнины. Установлены тенденции в использовании водных ресурсов. Оценено влияние на них сточных вод, стока с урбанизированных территорий и пахотных угодий. Показано, что весьма важную гидрологическую и экологическую роль играет изменение климатических условий, прежде всего рост температуры воздуха. Установлены изменения за последние годы (с 2008 по 2021 г.) речного стока, его поверхностной и подземной составляющих, выявлены их позитивные и негативные последствия. Важным резервом обеспечения населения водой высокого качества служат ресурсы подземных вод, которые освоены далеко не в полной мере. Для улучшения экологического состояния водных объектов весьма актуально совершенствование системы очистки сточных вод, создание мониторинга загрязнения водных объектов от диффузных источников и снижение безвозвратных потерь воды при ее использовании.

Обсуждены причины увеличения мутности воды по длине рукавов дельты р. Лены. На основе спутниковых снимков Landsat 5–9 c 2000 по 2022 г., полученных на даты, когда расходы воды в замыкающем створе р. Лены меняются от 17400 до 78100 м³/с (период открытого русла с июня по сентябрь), смоделированы распределения мутности воды по акватории дельты. Реанализ ERA5-Land, мониторинговые наблюдения на научно-исследовательской станции “остров Самойловский” и данные ДЗЗ использованы для оценки факторов изменений мутности воды: температуры воздуха, количества осадков, скорости ветра, потока солнечной радиации, температуры многолетнемерзлых пород; расходов и мутности воды в вершине дельты; интенсивности отступания берегов. Методами корреляционного анализа установлено, что возрастание мутности в рукавах дельты обусловлено совокупностью метеорологических факторов (температуры, осадков, ветра, радиации) и интенсивности разрушения берегов. Продольное увеличение мутности (в среднем за исследуемый период на 2–4% по длине дельты) объяснено возрастанием среднесуточной температуры воздуха и температуры мерзлоты. Преимущественное влияние температурных факторов установлено для участков проток, берега которых сложены ледовым комплексом, где выявлены статистически достоверные зависимости мутности воды от интенсивности разрушения берегов.

Рассмотрено влияние р. Чулышман на формирование картины плотностной стратификации Телецкого озера в летние месяцы. Актуальность данной проблемы определяется важностью исследования специфических особенностей процессов переноса примесей и загрязнений в условиях формирования термоклина и термобара и обновления вод в озере. При решении вышеупомянутых задач используются методы математического моделирования и данные натурных наблюдений. Для рассмотрения термогидродинамических процессов в глубоком Телецком озере и р. Чулышман на основе открытого пакета Delft3D построены компьютерные модели: для озера – усовершенствованная 3D-модель; течение р. Чулышман в его устьевой области описывается на основе плановой (2DH) модели. Выполнено сопряжение 3D- и 2DH-моделей во входном створе для Телецкого озера. Натурные наблюдения пространственной термической структуры водоема выполнены в летне-осенние месяцы 2010–2023 гг. Основные результаты выполненной работы следующие: выявленная сложная картина плотностной стратификации и плотностных течений в Телецком озере в период летнего нагревания водоема и основные факторы ее формирования; особенности распространения вод р. Чулышман в озере в летние месяцы.

На основе данных, полученных в период экспедиционных работ ЮНЦ РАН, с использованием статистического моделирования получены новые количественные оценки стока растворенного органического углерода, хлорофилла-a, общего взвешенного вещества, взвешенного органического углерода с водами р. Дон в Азовское море в маловодный период 2007–2020 гг. Статистические модели построены методом взвешенных регрессий по времени, расходу воды и сезону (Weighted Regressions on Time, Discharge, and Season – WRTDS), который обеспечивает одну из самых точных количественных оценок концентраций и потоков веществ на сегодняшний день. Рассмотрены сезонные и межгодовые особенности концентраций рассматриваемых веществ в реке, показана их связь с расходами воды. Выполнено сравнение стока органических веществ и взвесей Дона в современный маловодный период и другие периоды XX в.

Приведены результаты исследования связи гидрохимического состава с расходом воды по данным измерений на постах рек Крыма из гидрологических ежегодников. Для расчета тесноты связи использован ранговый коэффициент корреляции Спирмена. По характеру соотношения изменения расхода и состава воды выделены три группы рек с особенностями формирования стока: реки с отсутствием связи расхода воды с суммой ионов, жесткостью и содержанием органических веществ, реки с наличием связи с суммой ионов, жесткостью и содержанием органических веществ, реки с наличием связи только с суммой ионов. Пространственные различия состава воды исследованы методом кластерного анализа по материалам съемки в меженный период в июле 2022 г. на реках юго-западной части Крыма. В работе не рассматривались элементы, концентрация которых может зависеть от антропогенных факторов (содержание нитратов, фосфатов). Выявлены межбассейновые и внутрибассейновые различия состава воды в связи с различием геологического строения территории.

Проведены измерения рН, общей щелочности, гумусового вещества в июне 2005, 2006 гг. в водах Нижнего Амура между городами Комсомольск-на-Амуре и Николаевск-на-Амуре, на расстоянии 489 км выполнено 13 гидрохимических станций. В августе 2016 г. были выполнены гидрохимические наблюдения в устье р. Амур, которые включали измерения рН, общей щелочности, гумусового вещества, концентрации главных ионов речной воды (Na⁺, K+K+Ca²⁺Mg²⁺Cl^–Cl^–) и растворенного органического углерода. Установлена средняя годовая скорость химического выветривания в бассейне р. Амур, равная 10.7 т/(км²год). Выветривание пород и фотосинтез органического вещества приводят к изъятию СО₂ из атмосферы и формируют ежегодный экспорт атмосферного СО₂ рекой в морскую среду, равный 3.8×10⁶ тС/год. Установлено, что воды р. Амур выделяют СО₂ в атмосферу, ежегодная эмиссия СО₂ составляет 4.5×10⁶ тС/год. Баланс разнонаправленных процессов (экспорт СО₂ и эмиссия СО₂) показал, что экосистема р. Амур – слабый источник СО₂ в атмосферу. Ежегодный поток щелочности Амуром в морскую среду (1.65×10¹¹ моль/год) приводит к увеличению нормированной щелочности в поверхностном слое у восточных берегов о. Сахалин (Охотское море) и в северной части Японского моря.