CC BY
454. Позняк В. Г., Пазизин И. В. Рыбы бассейна реки Лабы // Биосфера и человек. Майкоп, 2001. С. 204-206.
5. Троицкий С. К., Цуникова Е. П. Рыбы Бассейнов Нижнего Дона и Кубани. Ростов-на-Дону, 1988. 112 с.
6. Плотников Г. К. Ихтиофауна различных водных экосистем Северо-Западного Кавказа. Краснодар, 2001. 166 с.
7. Костин В. П., Плотников Г.К. Фаунистическое районирование Краснодарского края // Фауна и экология некоторых видов беспозвоночных и позвоночных животных Предкавказья. Краснодар, 1990. С.86-95.
УДК 504.54
DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10103
ГЕОИНФОРМАЦИОННО-КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ РЕКИ УСЕНЬ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
1 2 2 2 И.Р. Рахматуллина , З.З. Рахматуллин , А.А. Кашапова , Р.Р. Валиахметова
'Башкирский государственный педагогический университет им. М.Акмуллы, Уфа, Россия
2Башкирский государственный аграрный университет, Уфа, Россия
e-mail: 1 [email protected];[email protected]
Аннотация. Статья посвящена вопросам моделирования территории речного бассейна на основе цифровой модели рельефа. В качестве объекта исследования выступает бассейн реки Усень Республики Башкортостан.
Ключевые слова: морфометрические показатели рельефа, гидрологический анализ, SAGA GIS.
CATCHMENT AREA GIS-MAPPING STUDIES OF THE RIVER USEN IN
BASHKORTOSTAN REPUBLIC 1 2 1 1 I.R. Rakhmatullina , Z.Z. Rakhmatullin , A.A. Kashapova , R.R. Valiakhmetova
'Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla, Ufa, Russia
2Bashkir State Agrarian University, Ufa, Russia
e-mail: 1 [email protected];[email protected]
Annotation. The article is devoted to river basin modeling using digital elevation model. The object of the
study is the Usen river basin of the Republic of Bashkortostan.
Key words: morphometric parameters of relief, hydrological analysis, SAGA GIS
Водосборные бассейны - это геосистемы, в которых в качестве интегрирующего элемента выступают водные потоки. Ведущая роль в перераспределении водных потоков принадлежит рельефу. С развитием ГИС-технологий и дистанционного зондирования Земли стало доступным представление рельефа в виде цифровых моделей рельефа (ЦМР) и их анализ для решения гидрологических задач.
ЦМР позволяет определить большое число морфометрических и гидрографических характеристик рек и их бассейнов - направление стока, наличие тальвегов и водоразделов, площади водосборов, порядки и уклоны водотоков и т.д. Точность автоматизированного определения гидрографических характеристик зависит от характера рельефа, а также от разрешения ЦМР.
В качестве объекта исследования выбрана территория бассейна реки Усень, протекающей по территории Туймазинского и Белебеевского районов Республики Башкортостан. Река Усень - правый приток реки Ик (р.Кама). Длина реки - 147 км, площадь водосбора - 2460 км2 [1].
В работе использован фрагмент глобальной цифровой модели рельефа Shuttle radar topographic mission - SRTM-3 [2]. Обработка ЦМР и расчет морфометрических характеристик рельефа осуществлялись в программном продукте SAGA GIS (System for Automated Geoscientific Analyses) ver. 6.3.0 [3, 4].
Цифровая модель рельефа, которая используется при определении гидрографических характеристик рек и их бассейнов, должна быть гидрологически корректной. Это означает, что в ЦМР должны отсутствовать фиктивные точки стока (фиктивные депрессии), а потоковые линии (тальвеги) должны совпадать с исходными отрезками речной сети. Проведение гидрологической коррекции - это заполнение локальных понижений, представляющих собой небольшие артефактные, не существующие замкнутые впадины на ЦМР, появление которых обычно связано с неточностью исходных данных. Для проведения гидрологической коррекции воспользовались инструментом Terrain Analysis - Preprocessing - Fill Sinks (Planchon / Darboux, 2001).
Области с наименьшими значениями высот накапливают больший сток, чем области с максимальными высотами. Растр суммарного стока - это так называемая матрица аккумуляции стока, в которой каждой ячейке присваивается значение, равное числу стекающих в него ячеек. Построение растра суммарного стока произвели с помощью инструмента Terrain Analysis - Hydrology -Flow Accumulation (Top-Down), в результате сформировался растр суммарного стока, в котором каждый пиксель отображает то количество ячеек, по которым перемещается условный водный поток к данной ячейке. Таким образом, максимальные значения кумулятивного стока имеют ячейки, соответствующие крупным водотокам.
Сеть водотоков или дренажная сеть - это генерализованная сеть водотоков, в котором показываются только крупные водотоки. Её построение произвели с помощью инструмента Terrain Analysis - Channel - Channel Network. При этом в настройках инструмента указали, что в формировании сети водотоков должны участвовать ячейки, собирающие сток с 30 млн ячеек и выше.
На основе сети водотоков произвели построение водосборной площади с помощью инструмента Terrain Analysis - Channel - Watershed Basins (Extended). В результате сформировались 2 растра - бассейны и суббассейны, и 4 векторных слоя - бассейны (Basins), суббассейны (Subbasins), истоки (Heads), и точки слияния (Mouths). Визуальное сравнение бассейна реки, полученного таким образом с ранее опубликованными картографическими материалами на эту территорию, позволяет сделать вывод о достоверности построений.
C помощью инструмента Terrain Analysis - Morphometry - Slope, Aspect, Curvature построили растры уклонов, экспозиции склонов, различной кривизны земной поверхности. Среди них общая кривизна - General Curvature, вертикальная (профильная) кривизна - Profile Curvature, горизонтальная (плановая) кривизна - Plan Curvature, тангенциальная кривизна - Tangential Curvature, продольная кривизна - Longitudinal Curvature, поперечная кривизна - Cross-Sectional Curvature, минимальная кривизна - Minimal Curvature, максимальная кривизна - Maximal Curvature, полная кривизна - Total Curvature, кривизна линии потока - Flow Line Curvature.
Чтобы оценить особенности эрозионных процессов были построены показатели, основанные на двух производных морфометрических параметрах - водосборной площади и уклоне местности. Это индекс мощности линейной эрозии (Terrain Analysis - Hydrology - Stream Power Index), индекс для оценки топографических предпосылок к развитию плоскостного смыва (Terrain Analysis - Hydrology - LS Factor), топографический индекс влажности (Terrain Analysis - Hydrology -Topographic Wetness Index).
Таким образом, существующий инструментарий геоинформационных систем позволяет провести первичный этап исследований водосборных площадей рек на основе цифровых моделей рельефа. Следующим этапом должна стать качественная интерпретация количественных геомор-фометрических показателей рельефа и их сравнение с реальной ситуацией.
Литература
1. Атлас Республики Башкортостан [Карты]. - Уфа: Китап, 2005. - 420 с.
2. CGIAR-CSI SRTM 90m DEM Digital Elevation Database [Электронный ресурс] // URL: http://srtm.csi.cgiar.org/ (Дата обращения 29.06.2018).
3. SAGA - System for Automated Geoscientific Analyses [Электронный ресурс] // URL: http://www.saga-gis.org/en/index.html (Дата обращения 29.06.2018).
4. Conrad, O. System for Automated Geoscientific Analyses (SAGA) v. 2.1.4 [Электронный ресурс] / O. Conrad, B. Bechtel, M. Bock, H. Dietrich, E. Fischer, L. Gerlitz, J. Wehberg, V. Wichmann, J. Bohner // Geosci. Model Dev., 8, 1991-2007, doi:10.5194/gmd-8-1991-2015, URL: http://www.geosci-model-dev.net/8/1991/2015/gmd-8-1991-2015.html (Дата обращения 29.06.2018).
УДК 556.555.8
DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10104
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОД ВОДОХРАНИЛИЩА В ПЕРИОД МАССОВОГО РАЗВИТИЯ
ФИТОПЛАНКТОНА А.В. Рахуба
Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, Россия е-mail: [email protected]
Аннотация: Рассматриваются вопросы формирования качества воды в морфометрически разных районах Куйбышевского водохранилища. Показаны результаты экспедиционных наблюдений гидрохимических показателей в периоды весеннего половодья и летней межени. Ключевые слова: качество воды, гидрохимические показатели, фитопланктон, «цветение воды»
SPACE-TEMPORARY DYNAMICS FOR THE FORMATION OF WATER QUALITY OF WATER RESERVOIRS IN THE PERIOD OF MASS DEVELOPMENT OF PHYTOPLANKTON А-V. Rakhuba
Institute of Ecology of Volga River Basin of the Russian Academy of Sciences, Togliatti, Russia
е-mail: [email protected]
Annotation. The problems of formation of water quality in morphometrically different areas of the Kuibyshev reservoir are considered. The results of expedition observations of hydrochemical indicators during the periods of spring flood and summer meadows are shown.
Key words: water quality, hydrochemical indicators, phytoplankton, "flowering of water"
На сегодняшний день одна из острых экологических проблем озер, водохранилищ и искусственных водоемов - это ухудшение качества воды в период массового развития фитопланктона. В водохранилищах Волжского каскада негативные последствия «цветения» воды, прежде всего, связаны с жизнедеятельностью сине-зеленых водорослей, интенсивность роста которых определяется пространственно-временными особенностями гидрологического режима, термической неоднородностью водных масс, глубиной режима сработки водохранилища и количеством биогенных веществ, поступающих со стоком притоков [1-6].
В 2017 году на научно-исследовательском судне «Биолог» ИЭВБ РАН было проведено две экспедиции в Куйбышевском водохранилище. Первая экспедиция состоялась в период половодья с 21 по 30 июля, вторая - с 25 июля по 3 августа в период летней межени. Основной задачей экспедиций являлась оценка современного состояния и наиболее важных особенностей пространственно-временного распределения абиотических и биотических компонент экосистемы Куйбышевско-
