CC BY
44
И. В. Чумакова, Е. Г. Мишвелов, Е. В. Деревягин // Научные исследования: от теории к практике: материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. (Чебоксары, 31 дек. 2015 г.). Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2015. № 5 (6). С. 25-26.
Monitoring the coastline of Otkaznenskoe reservoir using remote sensing data
Malofeev D.
Мониторинг береговой линии Отказненского водохранилища с использованием материалов дистанционного зондирования Земли
Малофеев Д. А.
Малофеев Денис Алексеевич /Malofeev Denis - студент магистратуры, кафедра экологии и природопользования, Институт математики и естественных наук, Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
Аннотация: в статье рассматриваются возможности использования материалов дистанционного зондирования в мониторинге береговой линии на примере Отказненского водохранилища. Анализируется динамика изменения береговой линии Отказненского водохранилища в период с 1981 по 2014 гг. Abstract: the article considers the possibility of using remote sensing data to monitor the coastline on the example Otkaznenskoe reservoir. We have analyzed the dynamics of change Otkaznenskoe reservoir shoreline between 1981 and 2014.
Ключевые слова: водохранилище, береговая линия. Keywords: reservoir, coastline.
Искусственные водные объекты, в том числе водохранилища, являются динамическими геосистемами, которые особенно подвержены процессам трансформации и деформации береговой зоны. Мониторинг берегов водохранилищ является частью обязательного государственного мониторинга водных объектов в соответствие с постановлением Правительства РФ от 10.04. 2007 г. N219 [4]. Отказненское водохранилище было устроено в 1966 г. в Советском районе Ставропольского края для регулирования стока р. Кумы. В процессе эксплуатации водохранилище обмелело, и сократилась его акватория [2]. В связи с данными обстоятельствами мониторинг береговой линии Отказненского водохранилища является актуальным.
Традиционно мониторинг береговой линии водохранилища проводится с помощью визуальных наблюдений и геодезических изысканий. Но такой подход сопровождается субъективной оценкой состояния береговой линии, и требует значительных материальных, временных и трудовых затрат. В настоящее время интенсивное развитие методов дистанционного зондирования Земли привело к тому, что в мониторинге береговой линии и зоны водохранилища можно использовать космические снимки высокого разрешения. С их помощью становится возможным не только оперативный мониторинг береговой линии водохранилища, но и создание карт современного состояния береговой зоны, динамики экзогенных геологических процессов, инфраструктуры в достаточно короткие сроки [1; 3; 5].
Положение и устойчивость береговой линии определяется процессами абразии (механического разрушения берега под воздействием волн), аккумуляции (скопления наносов, приносимых волнами и прибоем, а также с течением реки) и характером антропогенного воздействия.
Нами был проведен мониторинг береговой линии Отказненского водохранилища с 1981 г. с использованием картографических материалов (топографическая карта 1981 г., масштаба 1:100000) и космических снимков со спутников QuickBird (дата съемки 08.2003 г., с пространственным разрешением 0,60 м) и KOMPSAT-3 (дата съемки 03.2014 г., с пространственным разрешением 0,70 м). Выбор этих данных дистанционного зондирования был обусловлен наличием хорошего пространственного разрешения, поскольку Отказненское водохранилище и прилегающая к нему территория имеют сравнительно небольшие размеры. Также изучаемые объекты на данных космических снимках, хорошо различимы как в мультиспектральном режиме, так и в видимом диапазоне. Все картографические и дистанционные материалы были трансформированы в одну проекцию и сведены к одному масштабу с помощью ГИС MapInfo Pro 15.0.
В результате детального изучения картографических материалов и дешифрирования космических снимков нам удалось получить следующие результаты. В период эксплуатации площадь акватории Отказненского водохранилища значительно сократилась, образовался обособленный водоем в юго-восточной части. К 2014 г. площадь Отказненского водохранилища сократилась на 40 % (по сравнению с 1981 г.), а мёртвый объем водохранилища заилился на 81%. Соответственно береговая
линия претерпевала изменения. Здесь можно отметить тенденцию изменения положения береговой линии водохранилища в процессе сокращения площади водохранилища (рисунок 1).
Нами также выяснено, что восточный берег подвержен механическому разрушению, т.е. абразии под воздействием волно-ветровых и оползневых процессов (рисунок 1). По состоянию на 2014 г. протяженность абразионного берега водохранилища составила 5,54 км (в том числе 1,7 км в образовавшемся водоеме). По сравнению с 1981 г. длина абразионного берега сократилась, в 1981 г. она составляла 7,5 км. Данное обстоятельство легко объясняется сокращением площади самого водохранилища. А вот длина аккумулятивного берега водохранилища увеличилась к 2014 г. по сравнению с 1981 г. на 5 км. Увеличение длины береговой линии и аккумулятивного берега происходит за счет накопления наносов рекой Кумой.
Рис. 1. Карта-схема изменения положения береговой линии Отказненского водохранилища с 1981 по 2014 гг.
Таким образом, картографические материалы и данные дистанционного зондирования Земли позволяют отследить изменения и трансформацию береговой линии водохранилищ. Нашими исследованиями было установлено, что в период эксплуатации Отказненского водохранилища с 1981 по 2014 гг. вместе с сокращением площади водохранилища, значительно изменилась береговая линия, уменьшилась протяженность абразионного берега, но увеличилась протяженность аккумулятивного берега. Данное обстоятельство объясняется процессом аккумуляции наносов, которые поступают в Отказненское водохранилище из р. Кумы в его южной и центральной частях.
Литература
1. Борзое С. М. Использование разновременных спутниковых данных для контроля состояния берегов искусственных водоемов / С. М. Борзов, О. Р. Бикинеева // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2014. Т. 11. № 1. С. 182-189.
2. Доклад о состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2014 году. Ставрополь: МПР СК, 2015. 160 с.
3. Курбатова И. Е. Космический мониторинг береговой зоны Краснодарского водохранилища // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2008. В. 5. Т. 2. С 523-528.
4. Положение об осуществлении государственного мониторинга водных объектов. [Электронный ресурс]: [утверждено постановлением Правительства РФ от 10.04. 2007 г. N219; в ред. постановления Правительства РФ от 18.04.2014 г. N360] // [Электронный ресурс]: Официальный интернет-портал правовой информации (www.pravo.gov.ru) Режим доступа: http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?docbody=&nd=102113274&rdk=&backlink=1 (дата обращения 01.06.2016).
5. Хабидое А. Ш. Организация мониторинга береговой зоны и дна Новосибирского водохранилища / А. Ш. Хабидов, К. В. Марусин, Е. А. Федорова, А. Л. Хомчановский [и др.] // Известия АлтГУ, 2012. № 3 - 1. С. 142-146.
