Научная статья на тему 'ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ОПАСНЫХ БЕРЕГОВЫХ ПРОЦЕССОВ ВОДООХРАННОЙ ЗОНЫ ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА'

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ОПАСНЫХ БЕРЕГОВЫХ ПРОЦЕССОВ ВОДООХРАННОЙ ЗОНЫ ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
106
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОПАСНЫЕ БЕРЕГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ / ГУСТОТА ЭРОЗИОННОЙ СЕТИ / ОРТОФОТОПЛАН / БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ / ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ РЕЛЬЕФА

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Ивлиева Ольга Васильевна, Беспалова Людмила Александровна, Глинка Вадим Васильевич, Сердюк Лариса Владимировна, Чмыхов Александр Анатольевич

Объектом исследований является водоохранная зона (ВЗ) Цимлянского водохранилища, предметом - оценка интенсивности проявления опасных береговых процессов водохранилища: абразиионно-опозневой, эрозионной деятельности. Разработана и апробирована методика проведения мониторинга эрозионных процессов ВЗ водных объектов с использованием программно-аппаратного комплекса, созданного на базе беспилотных летательных аппаратов и ГИС-технологий. Определен оптимальный тип цифровых моделей рельефа для оценки густоты эрозионной сети, определения типов берегов и интенсивности проявления абразионных и оползневых процессов, измерения морфометрических характеристик эрозионных форм рельефа. Выделены типы эрозионных форм рельефа и проведено районирование территории ВЗ Цимлянского водохранилища по густоте эрозионного расчленения. Исследования показали, что преобладающими эрозионными формами рельефа ВЗ Цимлянского водохранилища являются овраги и балки. Максимальное среднее значение густоты эрозионной сети рельефа в границах административных районов побережья водохранилища приходится на Суровикинский район. В Калачёвском районе отмечается максимальное значение густоты эрозионной сети в пределах ВЗ Цимлянского водохранилища.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Ивлиева Ольга Васильевна, Беспалова Людмила Александровна, Глинка Вадим Васильевич, Сердюк Лариса Владимировна, Чмыхов Александр Анатольевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES TO ASSESS THE INTENSITY OF MANIFESTATION OF DANGEROUS COASTAL PROCESSES IN THE WATER PROTECTION ZONE OF THE TSIMLYANSK RESERVOIR

The water protection zone of the Tsimlyansk reservoir was chosen as the object of research. The subject of the study was the assessment of the intensity of manifestation of dangerous coastal processes of the reservoir: abrasion-latency, erosion activity. A method for monitoring erosion processes in water protection zones of water bodies using a software and hardware complex based on unmanned aerial vehicles and GIS technologies has been developed and tested. The optimal type of digital elevation models has been determined for assessing the density of the erosion network, determining the types of banks and the intensity of manifestation of abrasion and landslide processes, measuring the morphometric characteristics of erosional landforms. The types of erosional landforms were determined and the zoning of the territory of the water protection zone of the Tsimlyansk reservoir was carried out according to the density of the erosional dissection of the relief. Studies have shown that the predominant erosional forms of the relief of the water protection zone of the Tsimlyansk reservoir are ravines and gullies. The maximum average value of the density of the erosional network of the relief within the boundaries of the administrative districts of the reservoir coast falls on the Surovikinsky district. In the Kalachevsky district, the maximum value of the density of the erosion network is noted within the water protection zone of the Tsimlyansk reservoir.

Текст научной работы на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ОПАСНЫХ БЕРЕГОВЫХ ПРОЦЕССОВ ВОДООХРАННОЙ ЗОНЫ ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА»

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

УДК 502.171:546.212:574.58

doi 10.18522/1026-2237-2021 -2-56-65

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ОПАСНЫХ БЕРЕГОВЫХ ПРОЦЕССОВ ВОДООХРАННОЙ ЗОНЫ ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

© 2021 г. О.В. Ивлиева1'2, Л.А. Беспалова1'2, В.В. Глинка1, Л.В. Сердюк1, А.А. Чмыхов1

1Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр,

Ростов-на-Дону, Россия, 2Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

THE USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES TO ASSESS THE INTENSITY OF MANIFESTATION OF DANGEROUS COASTAL PROCESSES IN THE WATER PROTECTION ZONE OF THE TSIMLYANSK RESERVOIR

O.V. Ivlieva1'2, L.A. Bespalova1'2, V. V. Glinka1, L.V. Serdyuk1, A.A. Chmykhov1

1Russian Information-Analytic and Research Water Economy Centre, Rostov-on-Don, Russia, 2Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia

Ивлиева Ольга Васильевна - доктор географических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр, ул. Филимоновская, 174, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия; профессор, кафедра туризма, Высшая школа бизнеса, Южный федеральный университет, ул. 23-я линия, 43, г. Ростов-на-Дону, 344019, Россия, e-mail: ivleva.o@mail.ru

Беспалова Людмила Александровна - доктор географических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр, ул. Филимоновская, 174, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия; профессор, кафедра океанологии, Институт наук о Земле, Южный федеральный университет, ул. Зорге, 40, г. Ростов-на-Дону, 344090, Россия, e-mail: bespalowaliudmila@yandex.ru

Глинка Вадим Васильевич - ведущий инженер, Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр, ул. Филимоновская, 174, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия; аспирант, Южный федеральный университет, ул. Зорге, 40, г. Ростов-на-Дону, 344090, Россия, e-mail: arhangel-vadim@mail.ru

Сердюк Лариса Владимировна - кандидат географических наук, главный специалист, Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр, ул. Филимоновская, 174, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия, e-mail: larisa-kropyanko@yandex.ru

Olga V. Ivlieva - Doctor of Geography, Associate Professor, Leading Researcher, Russian Information-Analytic and Research Water Economy Centre, Filimonovskaya St., 174, Rostov-on-Don, 344000, Russia; Professor, Department of Tourism, Higher Business School, Southern Federal University, 23-ya Liniya St., 43, Rostov-on-Don, 344019, Russia, e-mail: ivleva.o@mail. ru

Lyudmila A. Bespalova - Doctor of Geography, Associate Professor, Leading Researcher, Russian Information-Analytic and Research Water Economy Centre, Filimonovskaya St., 174, Rostov-on-Don, 344000, Russia; Professor, Department of Oceanology, Institute of Earth Sciences, Southern Federal University, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090, Russia, e-mail: bespalowaliudmila@yandex.ru

Vadim V. Glinka - Leading Engineer, Russian Information-Analytical and Research Water Management Center, Filimonovskaya St., 174, Rostov-on-Don, 344000, Russia; Postgraduate, Southern Federal University, Zorge St., 40, Rostov-on-Don, 344090, Russia, e-mail: arhangel-vadim@mail.ru

Larisa V. Serdyuk - Candidate of Geography, Main Specialist, Russian Information-Analytic and Research Water Economy Centre, Filimonovskaya St., 174, Rostov-on-Don, 344000, Russia, e-mail: larisa-kropyanko@yandex.ru

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

Чмыхов Александр Анатольевич - заведующий отделом разработки автоматизированных информационных систем и информационных технологий в водном хозяйстве, Российский информационно-аналитический и научно-исследовательский водохозяйственный центр, ул. Филимоновская, 174, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия, e-mail: rwec@rwec.ru

Alexander A. Chmykhov - Division Head of the Development of the Automated Information Systems and Information Technologies in the Water Management, Russian Information-Analytic and Research Water Economy Centre, Filimonovskaya St., 174, Rostov-on-Don, 344000, Russia, e-mail: rwec@rwec.ru

Объектом исследований является водоохранная зона (ВЗ) Цимлянского водохранилища, предметом - оценка интенсивности проявления опасных береговых процессов водохранилища: абразиионно-опозневой, эрозионной деятельности. Разработана и апробирована методика проведения мониторинга эрозионных процессов ВЗ водных объектов с использованием программно-аппаратного комплекса, созданного на базе беспилотных летательных аппаратов и ГИС-технологий. Определен оптимальный тип цифровых моделей рельефа для оценки густоты эрозионной сети, определения типов берегов и интенсивности проявления абразионных и оползневых процессов, измерения морфомет-рических характеристик эрозионных форм рельефа. Выделены типы эрозионных форм рельефа и проведено районирование территории ВЗ Цимлянского водохранилища по густоте эрозионного расчленения. Исследования показали, что преобладающими эрозионными формами рельефа ВЗ Цимлянского водохранилища являются овраги и балки. Максимальное среднее значение густоты эрозионной сети рельефа в границах административных районов побережья водохранилища приходится на Суровикинский район. В Калачёвском районе отмечается максимальное значение густоты эрозионной сети в пределах ВЗ Цимлянского водохранилища.

Ключевые слова: опасные береговые процессы, густота эрозионной сети, ортофотоплан, беспилотный летательный аппарат, цифровая модель рельефа.

The water protection zone of the Tsimlyansk reservoir was chosen as the object of research. The subject of the study was the assessment of the intensity of manifestation of dangerous coastal processes of the reservoir: abrasion-latency, erosion activity. A method for monitoring erosion processes in water protection zones of water bodies using a software and hardware complex based on unmanned aerial vehicles and GIS technologies has been developed and tested. The optimal type of digital elevation models has been determined for assessing the density of the erosion network, determining the types of banks and the intensity of manifestation of abrasion and landslide processes, measuring the morphometric characteristics of erosional land-forms. The types of erosional landforms were determined and the zoning of the territory of the water protection zone of the Tsimlyansk reservoir was carried out according to the density of the erosional dissection of the relief. Studies have shown that the predominant erosional forms of the relief of the water protection zone of the Tsimlyansk reservoir are ravines and gullies. The maximum average value of the density of the erosional network of the relief within the boundaries of the administrative districts of the reservoir coast falls on the Surovikinsky district. In the Kalachevsky district, the maximum value of the density of the erosion network is noted within the water protection zone of the Tsimlyansk reservoir.

Keywords: dangerous coastal processes, density of the erosion network, orthophotomap, unmanned aerial vehicle, digital elevation model.

Согласно действующим нормативно-правовым актам, информация о значении густоты эрозионной сети водоохранной зоны (ВЗ) должна в обязательном порядке представляться органами, осуществляющими мониторинг водных объектов, для внесения в автоматизированную информационную систему государственного мониторинга [1].

Целью данного исследования являлись разработка и апробация методики комплексного мониторинга опасных береговых процессов (ОБП) с использованием беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и ГИС-технологий.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- выделены типы берегов и интенсивность проявления абразионных и оползневых процессов Цимлянского водохранилища;

- определена густота эрозионной сети территории ВЗ побережья водохранилища;

- установлены типы эрозионных форм рельефа, проведено измерение морфометрических характеристик эрозионных форм рельефа;

- выполнено районирование территории ВЗ Цимлянского водохранилища по густоте эрозионного расчленения.

Материалы и методы

Отработка методик осуществлялась на берегах Цимлянского водохранилища с применением БЛА Phantom 3 Advanced и Phantom 4 Pro. Обработка и анализ полученных материалов с БЛА выполнялись при помощи инструментария Agisoft Metashape и ArcGIS. Данные исследования позволяют определять тип берега, его морфологические и морфометриче-ские характеристики (высота обрыва, уклон склона, ширина пляжа и др.), характер и направленность бе-

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

реговых процессов, дать анализ распространения эрозионных форм ВЗ водохранилища [2].

На основе серии фотоснимков, выполненных БЛА, по цифровым моделям рельефа (ЦМР) и орто-фотопланам, созданным в программе Agisoft PhotoScan, определены типы эрозионных форм рельефа. Первым этапом работы являлось визуальное дешифрирование эрозионных форм рельефа исследуемой территории по фотоматериалам (маркировка всех тальвегов для дальнейших расчетов). В дальнейшем создавался слой площадей территорий для расчета густоты эрозионной сети. Проводилось измерение морфометрических характеристик эрозионных форм рельефа, была определена густота эрозионной сети (I) побережья ВЗ Цимлянского водохранилища. Для выявления участков ВЗ водного объекта, различающихся по степени горизонтального расчленения, проводилось деление её территории на небольшие (элементарные) сегменты. Для каждого элементарного сегмента по разработанной авторами методике определялись площадь, длина тальвегов, расположенных в его границах эрозионных форм и рассчитывалась величина I: I=L/P, где L - длина эрозионной сети на площади Р.

С помощью данной формулы вычислялась средняя густота эрозионного расчленения рельефа (ГЭР). Для этого определялась суммарная длина

тальвегов всех эрозионных форм, присутствующих на исследуемом участке, полученная сумма делилась на площадь данного участка, км2. Данная методика была апробирована Российским информационно-аналитическим и научно-исследовательским водохозяйственным центром (ФГБУ РосИНИВХЦ) в 2017-2018 гг. при изучении отдельных участков побережья Цимлянского водохранилища [3-5].

Всего в 2017-2019 гг. выполнено 992 полёта, в результате которых суммарная протяжённость обследованных участков ВЗ Цимлянского водохранилища составила более 700 км.

Результаты исследования

Определение типов берегов и интенсивности проявления абразионных и оползневых процессов осуществляется на основе визуального анализа материалов фото- и видеосъёмки, выполненной с БЛА, в том числе панорамных фотоснимков, а также продуктов обработки фотоматериалов в Agisoft Metashape: ортофотопланов, отражающих вид ВЗ и берегов сверху, и проекций вида сбоку, построенных по материалам съёмок, выполненных камерой с наклонным или субгоризонтально ориентированным объективом (рис. 1).

Рис. 1. Пример различных материалов съёмок с БЛА для определения типа берега / Fig. 1. Example of different materials from PLA (pilot-less aircraft) surveys to determine a bank type

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

Для точного определения типовой принадлежности берега проводился анализ не только фотоматериалов, отражающих морфологию поверхности береговой зоны, но и данных по стратиграфии, литологии, гидрогеологии участка и другой информации [6].

В качестве основного материала для определения морфометрических характеристик субвертикальных береговых обрывов использовался ортофотоплан (вид сверху). На этих же ортофотопланах, вид сверху, отслеживались измерения линейных и площадных параметров береговых обрывов, используется последовательный ряд инструментов программы Agisoft Metashape (ломаная линия ^ измерить ^ плановые ^ профиль ^ полигон и др.). Примечательно, что полученные ортофотопланы могут быть проанализированы и в других ГИС-ориентиро-ванных программах, например ArcGIS.

Для определения высоты берегового обрыва, уклонов склона, ширины пляжа и морфологических особенностей берега на ортофотоплане строились поперечные профили (рис. 2). Сопоставление и ана-

лиз полученных разновременных съемок на данном участке берега позволили оценить интенсивность проявления ОБП.

Для примера был взят показательный профиль на участке с проявлением активных абразионных процессов. На основе четырех серий измерений установлено, что скорость абразии составляет в среднем 2,5 м/год (рис. 3).

Для получения информации о продвижении береговой линии в плане проводились сравнения ортофо-топланов береговой зоны водохранилища, которые были построены по сериям снимков, полученных в различные временные интервалы [7].

Визуальное сопоставление разновременных ор-тофотопланов не всегда позволяет выявить все изменения положения бровки берегового уступа, тем более произвести их количественную оценку. Поэтому для выявления произошедших изменений положения береговой линии осуществлялось относительное взаимное позиционирование ортофотопла-нов, при выполнении которого ортофотопланы привязывали друг к другу по опорным точкам.

Обследование БЛА 01.08.2018 Обследование БЛА 03.08.2019

Рис. 2. Пример фрагмента разновременных ортофотопланов с поперечным профилем абразионного берега / Fig. 2. A fragment example of orthophotomaps taking maps place at different times with diametrical profiles of the abrasion bank

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

Рис. 3. Примеры сопоставления поперечных профилей, полученных при помощи Agisoft PhotoScan / Fig. 3. Examples of comparison of diametrical profiles received by the help of Agisoft PhotoScan

Для сравнения привязанных данным способом ортофотопланов в ПО ArcMap использовали следующие приёмы:

- мерцающие снимки (flicker) - поочерёдное отражение на экране дисплея совмещённых по репер-ным точкам разновременных ортофотопланов;

- метод сдвига (swipe) - изображение на одном ортофотоплане смещается относительно изображения на ортофотоплане, снятого с временным интервалом;

- маркировка бровки уступа - выполняется оцифровка бровки уступа на двух ортофотопланах, после чего положение линии бровки (с указанием даты проведения съёмки) сравнивают, используя один из ортофотопланов в качестве подложки или без неё (рис. 4). Последний метод позволяет не только визуализировать произошедшие изменения положения бровки берегового уступа, но и выполнить различные измерения (величина смещения (расстояние), площадь разрушенных земель и объем обвалившегося грунта).

Подобные съемки позволяют наглядно оценить интенсивность продвижения береговой линии в

плане и интенсивность ОБП на значительной территории.

Отработка методики мониторинга с БЛА за оползневыми процессами выполнялась в районе х. Алдабульского в течение 2017-2018 гг. Объект исследования - крупный блоковый оползень в активном состоянии. Анализ ортофотопланов и поперечных профилей оползневого тела показал, что первоначально происходило увеличение протяжённости оползневой зоны вдоль границы берегового уступа. За первые два месяца наблюдения длина берега, вовлечённого в оползневой процесс, увеличилась со 100 до 165 м (рис. 5). Затем движение в этом направлении прекратилось. Но вертикальные смещения оползня (оседание) продолжались и даже активизировались, что подтверждается сравнением поперечных профилей (рис. 5).

Помимо визуализации процессов деградации оползневого склона данная программа (метод) позволяет измерить ряд морфометрических характеристик оползня (высота стенки отрыва, количество ступеней и др.), а также определить площадь и объёмы оползневого тела.

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

Овражная (линейная эрозия) - сложный релье-фообразующий процесс формирования и развития отрицательных форм рельефа под действием временных русловых потоков. При этом основными формами являются овраги, отличающиеся многообразием морфометрических и морфологических характеристик. Помимо оврагов широкое развитие получили эрозионные борозды (рытвины) и промоины, которые в эволюционной схеме формирования оврагов обычно рассматриваются как промежуточные, однако являются неотъемлемой частью эрозионных процессов. Комбинации эрозионных форм на исследуемой территории имеют определенные отличия от участка к участку, обусловлено это слагающими породами, наличием растительности, особенностью водных потоков: так, на одной территории основной формой может выступать овраг, на другой - множественные рытвины и борозды.

Внутри каждой ячейки по морфологическим особенностям рельефа были выделены следующие типы эрозионных форм и рассчитана протяженность их тальвегов:

- реки и ручьи (Ь1);

- борозды и рытвины (Ь2);

- овраги и балки (Ь3).

По протяженности эрозионные формы рельефа были выделены в отдельную в пределах ВЗ водохранилища (в пределах ВЗ ^4), и рассчитывалась протяженность тальвегов выделенных эрозионных форм, которые выходили за границы ВЗ (ВЗ (Ь5)). Протяженности тальвегов каждого типа эрозионных форм рельефа суммировались (таблица).

По результатам проведенных работ сделано районирование территории ВЗ Цимлянского водохранилища по густоте эрозионного расчленения рельефа. Для детального анализа густоты эрозионной сети ВЗ Цимлянского водохранилища в соответствии с методикой, изложенной выше, была разбита на ячейки длиной 1 км. Выделение ячеек осуществлялось в пределах каждого района.

ВЗ Цимлянского водохранилища, согласно разбивке диапазона значений I на 16 классов, окрашена от темно-зеленого до желтого цвета. Густота эрозионной сети ВЗ Цимлянского водохранилища изменялась от 0 до 30 км/км2 (рис. 6).

Рис. 4. Изменение положения бровки берегового обрыва на восточной окраине х. Кривского за разные периоды наблюдений / Fig. 4. Changing of the edge location of the bank precipice on the eastern outskirts of Krivsky Khutor

in different observation periods

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

Рис. 5. Изменение амплитуды вертикального смещения верхней плоскости блокового оползня в районе х. Алдабульского с 2,2 (20.09.2017) до 3 м (19.04.2018) / Fig. 5. Changing of vertical displacement amplitude for the upper plane of the side landslide in the region of the Aldabulsky khutor from 2.2 on September 20, 2017 by 3 m on April 19, 2018

Основные характеристики эрозионных форм рельефа территории ВЗ Цимлянского водохранилища / Principal characteristics of the relief erosion forms for the territory of the Tsimlyansk reservoir water protection zone

Район Площадь P, км2 Реки и ручьи L1, км Борозды и рытвины L2, км Овраги и балки L3, км В пределах ВЗ L4, км Выходит за границу ВЗ L5, км Сумма тальвегов L, км ГЭР I

Дубовский 17,82 3,05 14,52 124,85 94,43 48,96 142,42 7,99

Октябрьский 17,36 2,77 11,20 33,48 18,08 29,39 47,45 2,73

Суровикинский 31,98 5,04 24,78 189,70 103,57 114,00 541,52 16,93

Цимлянский 52,98 3,68 11,83 143,03 100,27 58,10 158,53 3,11

Котельниковский* 15,24 0 10,36 83,29 64,78 26,36 93,66 6,15

Калачёвский* 38,65 5,12 50,94 168,95 143,19 82,47 225,01 5,82

Чернышковский * 13,25 2,16 7,63 27,70 20,40 17,36 37,49 2,83

* отснята не вся территория ВЗ.

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

Рис. 6. Районирование территории ВЗ Цимлянского водохранилища по густоте эрозионного расчленения / Fig. 6. Division into districts of the territory for the Tsimlyansk reservoir water protection zone by the density of erosion dismemberment

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

Проведенные исследования показали, что преобладающими эрозионными формами рельефа ВЗ Цимлянского водохранилища являются овраги и балки. Большинство выделенных эрозионных форм находятся в основном в пределах ВЗ водохранилища (таблица, рис. 6). Максимальное среднее значение густоты эрозионной расчлененности рельефа в границах административных районов приходится на Суровикинский район, где овраги и балки получили самое широкое распространение. Однако данные густоты эрозионной расчлененности рельефа в границах административных районов сильно усреднены, например, на территории ВЗ Суровикинского района присутствуют отрезки побережья, имеющие значение ГЭР как равные нулю, так и с довольно высоким значением ГЭР - 28,2. Октябрьский район, что хорошо видно на врезке рис. 6, имеет, напротив, значения густоты эрозионной сети достаточно однородные и самые низкие в пределах побережья значения ГЭР - 2,7. Калачёвский район по среднему значению показателя ГЭР занимает промежуточное положение среди всех административных районов -5,82, однако именно в этом районе на небольшом отрезке побережья отмечается максимальное значение (40,87) густоты эрозионной сети в пределах ВЗ Цимлянского водохранилища (рис. 6).

Одной из важных задач геоэкологического мониторинга является наблюдение за проявлением экзогенных геологических процессов на берегах водохранилищ. Особенно это актуально на берегах с отсутствием регулярной наблюдательной реперной сети, с низкой транспортной доступностью. Отсутствие данных о проявлении экзогенных геологических процессов в ВЗ берегов водохранилищ не позволяет объективно оценить интенсивность проявления этих процессов, последствия для состояния экосистемы водохранилища, затрудняет составление обоснованного плана мероприятий по предупреждению негативных последствий. Действующий порядок осуществления наблюдений не позволяет получать оперативную информацию в экстремальных ситуациях на участках, не обеспеченных створами наблюдений. Использование БЛА в настоящее время является перспективным методом мониторинга ВЗ водных объектов.

Литература

1. Об утверждении форм и порядка представления сведений, полученных в результате наблюдений за водными объектами, заинтересованными федеральными органами исполнительной власти, собственниками водных объектов и водопользователями : приказ МПР РФ от 6 февраля 2008 г. № 30 // Справочно-правовая система «Консультант плюс».

2. Косолапое А.Е., Скрипка Г.И., Беспалова Л.А., Ивлиева О.В., Филатов А.А. Исследование морфологических и морфометрических особенностей берегов Цимлянского водохранилища с использованием беспилотных летательных аппаратов и ГИС-технологий // Аридные экосистемы. 2018. Т. 24, № 3(24). С. 36-42.

3. Ивлиева О.В., Беспалова Л.А., Сердюк Л.В. Оценка густоты эрозионной сети водоохранной зоны Цимлянского водохранилища с использованием современных информационных технологий и беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в целях совершенствования методов государственного мониторинга // Водохранилища Российской Федерации: современные экологические проблемы, состояние, управление : сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. Новочеркасск: Лик, 2019. С. 288-295.

4. Ивлиева О.В., Скрипка Г.И., Беспалова Л.А., Ка-лиманов Т.А., Чмыхов А.А. Мониторинг опасных экзогенных геологических процессов водоохранной зоны Цимлянского водохранилища с использованием беспилотных летательных аппаратов // Водные ресурсы России: современное состояние и управление : сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., 8-14 октября: в 2 т. Новочеркасск: Лик, 2018. Т. I. С. 313-317.

5. Скрипка Г.И., Ивлиева О.В., Беспалова Л.А., Сердюк Л.В., Калиманов Т.А. Мониторинг эрозионных процессов водоохранной зоны Цимлянского водохранилища с помощью программно-аппаратного комплекса // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2019. № 3. С 64-78.

6. Руководство пользователя Agisoft PhotoScan: Professional Edition. URL: http://www.agisoft.com/pdf/pho toscan-pro_1_2_ru.pdf (дата обращения: 10.03.2017).

7. Никифоров А.А. Обработка материалов аэрофотосъёмки, полученных с помощью беспилотного летательного аппарата // Информационные системы и технологии: теория и практика : сб. науч. тр. СПб.: СПбГЛТУ, 2017. № 9. С. 194-197.

References

1. On approval of forms and order for presenting the information received as results of observations on water bodies by the concerned federal agencies of the executive power, water body owners and water users. Order of the RF Ministry of Natural Resources of February 6, 2008 No. 30. Legal reference system "Consultant Plus". (in Russian).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Kosolapov A.E., Skripka G.I., Bespalova L.A., Ivlieva O.V., Filatov A.A. (2018). Research into morphological and morphometrical peculiarities of the Tsimlyansk reservoir banks using pilotless aircraft and GIS-technologies. Aridnye ekosistemy, vol. 24, No. 3 (76), pp. 36-42. (in Russian).

3. Ivlieva O.V., Bespalova L.A., Serdyuk L.V. (2019). Assessement of erosion network density for the Tsimlyansk reservoir water protection zone using modern information technologies and pilotless aircrafts (PLA) to improve state

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2021. No. 2

monitoring methods. The Russian Federation water reservoirs: up-to-date ecological problems, state, management. All-Russian Scientific and Practical Conference. Novocherkassk, Lik Publ., pp. 288-295. (in Russian).

4. Ivlieva O. V., Skripka G. I., Bespalova L. A., Ka-limanov T. A., Chmikhov A. A. (2018). Monitoring of dangerous exogenetic geological processes of the Tsimlyansk reservoir water protection zone using pilotless aircrafts. Water resources of Russia: modern state and management. Proceedings of All-Russian scientific and practical conference, Sochi, October 8-14, 2018. In 2 vol. Novocherkassk, Lik Publ., vol. 1, pp. 313-317. (in Russian).

5. Skripka G.I., Ivlieva O.V., Bespalova L.A., Ser-dyuk L.V., Kalimanov T.A. (2019). Monitoring of erosion

Поступила в редакцию /Received

processes in the Tsimlyansk reservoir water protection zone by the help of software and hardware complex. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki (Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science), No. 3, pp. 64-78. (in Russian).

6. Agisoft PhotoScan users manual. Professional edition. Available at: http://www.agisoft.com/pdf/pho toscan-pro_1_2_ru.pdf (accessed March 10, 2017). (in Russian).

7. Nikiforov A.A. (2017). Processing aerial survey materials received by the help of a pilotless aircraft. Information systems and technologies: theory and practice. Saint Petersburg, Saint Petersburg State Forest Technological University Press, No. 9, pp. 194-197. (in Russian).

4 февраля 2Q21 г. /February 4, 2Q21

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.