CC BY
0
ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЧНОГО БАССЕЙНА РЕКИ
БУЗУЛУК
А.А. Шапрова, студент
Волгоградский государственный университет (Россия, г. Волгоград)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-5-5-231-234
Аннотация. В данной статье рассмотрен геоинформационный метод моделирования водосборного бассейна р. Бузулук. Интеграция картографических данных в ГИС помогла в полной мере отобразить границу водосбора, найти ее общую площадь и протяженность, также геоморфологическим методом был проанализирован порядок водотоков.
Ключевые слова: природные условия, речной бассейн, ГИС-технологии, водосборная область, водотоки, цифровая модель рельефа, Хоперско-Бузулукская низменность.
Выделение схожих гидрологических зон обусловлено несколькими факторами, главным из которых является возможность оценки условий неисследованных водоемов через сравнение с уже известными. Это помогает обнаружить основные географические законы, связанные со структурой и работой речных систем. На их формирование влияет множество природных условий, включая климат, почву, геологические данные и геоморфологию. Все эти элементы вместе создают полную картину водосборных бассейнов.
Речной бассейн представляет собой единую геоэкологическую систему, стержнем которой является река, а связующими элементами - текущие воды. Речные бассейны - это территории, с которых вода стекает в определенную реку. Они играют важную роль в формировании и развитии речных систем, а также в обеспечении водных ресурсов для различных видов деятельности, таких как сельское хозяйство, промышленность и транспорт.
Изучение речных бассейнов включает в себя множество подходов и методов. Один из наиболее распространенных - использование геоинформационных систем для анализа данных о речных бассейнах. Одним из основных преимуществ геоинформационного моделирования является возможность создания точных и детализированных моделей речных бассейнов, которые могут использоваться для планирования и управления различными видами деятельности, связанными с использованием
водных ресурсов. Кроме того, модели могут быть адаптированы для различных целей, таких как оценка воздействия на окружающую среду, планирование водопользования и управление водными ресурсами на местном и региональном уровнях [1].
ГИС создают принципиально новую среду для исследований речного бассейна как геосистемы, позволяя наиболее рационально описывать ее компоненты путем картографирования и устанавливая отношения и связи между ними.
При моделировании речного бассейна р. Бузулук были задействованы картографические данные. Они представлены цифровой моделью рельефа, которая формируется на основе данных ЦММ SRTM ArcSecond пространственного разрешения 30 метров. На данную территорию исследования приходится четыре плитки SRTM ArcSecond [2] с кодировками N51E043, N50E043, N51E042, N50E042 получены с помощью сервиса Earthexplorer геологической службы США [3].
Для построения водосбора и определения порядка водотоков были выбраны программы QGIS 3.22 и SAGA GIS 9.0.2. С помощью пространственного анализа Spatial Analist: Гидрология - Заполнение (для удаления некорректных понижений рельефа) - Направление стока - Суммарный сток - Водосборная область.
В результате исследования были построены 2 карты: водосбор р. Бузулук
(рис. 1) и порядок водотоков на основе данных с ЦМР (рис. 2).
Цифровое моделирование рельефа -важный инструмент для геоинформационных систем, используемый для создания точных моделей рельефа. Эти модели представляют трехмерные объекты в виде набора точек с высотами и значениями ап-
В результате исследования был смоделирован водосборный бассейн р. Бузулук. Общая площадь водосбора 9299,1 км2. Общая протяженность границ водосбора -886,9 км. Смоделировано 1870 водотоков (до границ пересечения).
Водосборная область занимает большую часть Хоперско-Бузулукской низменности, в основном центральную и северную часть. Структура бассейна - древовидная, а форма больше напоминает треугольник. Граница водосбора проходит
пликат в регулярной или нерегулярной сетке, что позволяет детально изучить поверхность и ее характеристики. ЦМР также может включать записи горизонталей или других изолиний, что обеспечивает еще более глубокое понимание рельефа [4].
по овражно-балочным системам, таким как: Хоперка, Маркина, Переездная, Сви-нухс, Тростянская, Камышовые Пруды, Водяная, Чернореченская, Коновая, Качалина, Свиная, Сорокина. Рельеф водосборной области представлен Роговской, Водяной, Соленой, Гришиной, Одарюш-ной, Бездушной, Сухой Каравочкой, Солонкой, Чесноковской, Черной, Журавкой, Блохиной и Кирпичной балками. Высоты на данной территории колеблются от 100 до 200 метров.
Рис. 1. Карта водосбора р. Бузулук
Рис. 2. Карта порядка водотоков р. Бузулук
Вычисление порядка водотоков может производиться 2 методами: географическим и геоморфологическим. Географический метод подразумевает, что реки первого порядка - это главные реки, которые имеют наибольшее количество притоков. Реки второго порядка - это притоки главных рек, которые также имеют притоки и т.д. А геоморфологический метод с точностью наоборот, тут главная река - это река шестого порядка и т.д. В нашем случае для исследования территории больше подхо-
Из всего вышеприведенного, можно сделать вывод, что моделирование водосборных бассейнов позволяет изучать и прогнозировать гидрологические процессы, оценивать влияние различных факто-
дит геоморфологический метод вычисления водотоков.
Исходя из данных в нижеприведенной таблице, видно, что преобладают водотоки низкого порядка, что говорит о тектоническом поднятии территории. Геологический разрез сложен несколькими комплексами, сформировавшимися при разных тектонических режимах: доплатформенном (кристаллический фундамент), промежуточном и платформенном.
ров (климатических, геологических, антропогенных) на водные ресурсы, анализировать воздействие хозяйственной деятельности человека на водные объекты и их экосистемы.
Таблица 1. Длина водотоков
Порядок водотоков Количество водотоков Суммарная длина
1 941 24,5611
2 456 12,2241
3 236 5,72853
4 144 3,06289
5 44 1,07656
6 49 1,15592
Библиографический список
1. Пьянков, С.В. Гидрография. Создание цифровых моделей рельефа для определения гидрографических характеристик рек и их водосборов: учебное пособие / С.В. Пьянков, В.Г. Калинин; Пермский государственный национальный исследовательский университет - Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2014. - 63 с.
2. Earthexplorer // United States Geological Survey: official website. - 2022. - URL: https://earthexplorer.usgs.gov/ (дата обращения 01.04.2024).
3. Shuttle Radar Topography Mission// Jet Propulsion Laboratory: official website. - 2022. -URL: https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/ (дата обращения 02.04.2024).
4. Капралов, Е.Г. Геоинформатика : учебное пособие / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова -Москва: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 2008. -384 с.
GEOINFORMATION MODELING OF THE BUZULUK RIVER BASIN
A.A. Shaprova, Student Volgograd State University (Russia, Volgograd)
Abstract. In this article, the geoinformation method of modeling the drainage basin of the Buzuluk river is considered. The integration of cartographic data into GIS helped to fully display the boundary of the catchment area, find its total area and extent, and the order of watercourses was also analyzed using the geomorphological method.
Keywords: natural conditions, river basin, GIS-technologies, catchment area, watercourses, digital terrain model, Khopersko-Buzuluk lowland.
