Грант РФФИ и Администрации Волгоградской области, проект № 19-45-343002 р_мол_а «Закономерности формирования абразионно-аккумулятивных пересыпей во входных створах заливов озерного участка Волгоградского водохранилища»
Руководитель проекта:
Баранова М.С., ассистент кафедры «Математики, информатики и естественных наук».Исполнители проекта:
Кочеткова А.И., к.б.н., доцент кафедры «Математики, информатики и естественных наук»,
Брызгалина Е.С., старший преподаватель кафедры «Математики, информатики и естественных наук»,
Объедкова О.А., ведущий специалист Волгоградского ЦГМС, филиала ФГБУ «Северо-Кавказское УГМС»,
Леонтьев Д.А., младший научный сотрудник ОНиМД,
Михайлова Е.А., студентка 2-го курса направления подготовки «Экология и природопользование» кафедры «Математики, информатики и естественных наук»,
Фотина Е.С., студентка 2-го курса направления подготовки «Экология и природопользование» кафедры «Математики, информатики и естественных наук»,
Курыкин А.А., студент 4-го курса направления подготовки «Экология и природопользование» кафедры «Математики, информатики и естественных наук»,
Строганов А.В., студент 4-го курса направления подготовки «Экология и природопользование» кафедры «Математики, информатики и естественных наук».
Проект направлен на решение фундаментальной геоэкологической задачи: выявление закономерностей формирования абразионно-аккумулятивных пересыпей во входных створах заливов озерного участка одного из водохранилищ зоны недостаточного увлажнения России - Волгоградского водохранилища. Процесс перекрытия устьевых створов абразионно-аккумулятивными пересыпями (перемычками) приводит к потере ряда заливов водохранилища как части кормовой базы, зон нереста, нагула молоди гидробионтов и экологической среды их обитания; а также к потере рабочих водозаборных станций в заливах, причалов стоянок маломерных судов. Изучение процесса перекрытия входных створов заливов пересыпями необходимо для выявления закономерностей данного процесса и для последующего прогнозирования и предотвращения начала активного отчленения заливов.
Цель проекта: выявить закономерности формирования абразионно-аккумулятивных пересыпей во входных створах заливов озерного участка одного из водохранилищ зоны недостаточного увлажнения России - Волгоградского водохранилища.
Задачи, направленные на достижение поставленной цели:
- Проанализировать и обобщить архивные материалы, в том числе и полевые, имеющиеся в распоряжении научного коллектива проекта.
- Классифицировать заливы Волгоградского водохранилища: по геологическому строению берегов, прилегающих к устьям заливов (по литературным данным); по площади и объему залива (расчет по литературным данным, спутниковым снимкам, архивным полевым материалам).
- Провести полевые экспедиционные исследования ряда репрезентативных заливов и их устьевых абразионно-аккумулятивных пересыпей в 2019-2020 гг. (в пределах озерного участка Волгоградского водохранилища).
- Проанализировать и обобщить данные полевых исследований за 2019-2020 гг., сформулировать результаты проведенной работы.
- Внести полученные результаты в атрибутивные базы данных по заливам в геоинформационной системе.
- По данным полевых исследований 2019-2020 гг. и по имеющимся архивным материалам получить следующие результаты:
- ряд закономерностей формирования пересыпей в устьевых створах заливов Волгоградского водохранилища;
- атрибутивные базы данных по заливам в геоинформационной системе;
- классификации заливов по геологическому строению берегов, прилегающих к их устьям;
- по площади и объему залива;
- пространственно-временную динамику развития абразионно-аккумулятивных пересыпей;
- принципиальные отличия процесса формирования пересыпей на право- и левобережье водоема;
- общую оценку экологического состояния заливов Волгоградского водохранилища;
- ряд научных публикаций, в том числе и в изданиях, рекомендованных ВАК.
- Подготовка итогового отчета по проекту с результатами 2019-2020 гг.
Полевой этап исследования включает в себя:
- батиметрическую съемку (гидростатическое нивелирование) продольных и поперечных профилей заливов и прилегающих к пересыпям частей открытой акватории Волгоградского водохранилища на свале глубин (для выявления морфометрических особенностей и расчета площадей и объемов акваторий заливов по полевым данным);
- геометрическое нивелирование абразионно-аккумулятивных пересыпей для последующего получения продольных и поперечных профилей перемычки, а также разницы уровней «залив - водохранилище»;
- оконтуривание внешней и внутренней частей перемычек с помощью GPS-приемника (для расчета площадей и объемов пересыпей);
- визуальное описание видового состава растительности, в том числе и высшей водной на пересыпи и в мелководной части залива, прилегающей к перемычке (для выявления стадий развития перемычек; экологического состояния залива);
- определение процента зарастания пересыпи (для выявления стадий развития перемычек );
- отбор проб наносов с пересыпей на гранулометрический анализ (для выявления крупности фракций, участвующих в строительстве данных абразионно-аккумулятивных образований);
- отбор проб воды внутри акваторий заливов и на акватории водохранилища вблизи перемычек на гидрохимический анализ(для выявления экологического состояния залива; разницы в качестве воды внутри залива и на прилегающей к пересыпи части акватории водохранилища);
- техническое фотографирование участков работ (для получения наглядного фотографического материала).
В первый год исследования проведены основные этапы реализации проекта за 2019 год. Участниками проекта были проанализированы и обобщены архмвные материалы: материалы экспедиционных исследований проекта «Волжский плавучий университет» 2008, 2010-2016 гг., спутниковые снимки Landsat 1986-2016 гг. и Google Планета Земля 2002-2018 гг., результаты обработки полевых материалов 2008, 2010-2016 гг., альбом планов «Сталинградская электростанция на реке Волге. Альбом планов судового хода на участке от плотины до Балаково» (1958 г.), «Атлас единой глубоководной системы европейской части РСФСР. Река Волга. От Саратовского гидроузла до Астрахани» (1988 г.).
На полевом этапе реализации проекта были обследованы следующие заливы Волгоградского водохранилища: Бахченный овраг-1, Бахченный овраг-2, Бирючья балка, Крестищенская балка, залив без названия в 3,5 км к северо-востоку от залива Крестищенская балка, Суводский Яр, Другалка, Большой, Мостовой (закрытые), Песчаный, Карагачева балка, залив без названия в 7 км к северу от залива Карагачева балка (завершающая стадия отделения), Рубежный, Беленький (активная стадия отделения), Верхний Ураков, Нижний Ураков (начальная стадия отделения), Камышинский (антропогенное воздействие).
Основные результаты:
Участниками проекта была проведена классификация берегов Волгоградского водохранилища, прилегающих к устьям заливов по литологическому составу, по первоначальному объему и площади (при создании Волгоградского водохранилища). Объемы 1958 г. некоторых заливов Волгоградского водохранилища были сопоставлены с современными объемами (таблица 1).
Таблица 1
Объемы и площади заливов озерного участка Волгоградского водохранилища
| № п/п | Название залива, год исследования | Берег, стадия отделения на момент обследования | Современный объем залива, тыс. м3 |
Площадь, га (на 2016 г.) |
Объем залива (по картам 1958 г.,) тыс. м3 |
| 1 | Бахченный овраг-1, 2019 | Правый, закрыт | 18,25 | 1,02 | 122,24 |
| 2 | Бахченный овраг-2, 2019 | Правый, закрыт | 2,74 | 0,35 | 94,81 |
| 3 | Крестищенская балка, 2019 | Правый, закрыт | 152,16 | 5,28 | 602,46 |
| 4 | Залив в 3,5 км к северо-востоку от залива Крестищенская балка , 2019 | Правый, закрыт | 0,19 | 0,13 | 18,41 |
| 5 | Рубежный , 2019 | Правый, активная | 55,85 | 2,32 | 99,08 |
| 6 | Суводский Яр, 2019 | Правый, закрыт | 7,96 | 0,56 | 68,67 |
| 7 | Карагачева балка , 2019 | Левый, завершающая | 168,77 | 12,78 | 1492,44 |
| 8 | Залив в 0,7 км к северу от залива Карагачева балка, 2019 | Левый, завершающая | 0,36 | 0,27 | 9,78 |
| 9 | Песчаный, 2019 | Левый, завершающая | 453,75 | 30,94 | 1821,57 |
| 10 | Бирючья балка, 2019 | Левый, закрыт | 42,78 | 4,28 | 468,26 |
| 11 | Жаркова, 2016 | Правый, закрыт | 2,08 | 0,42 | 94,21 |
| 12 | Длинный Липовый, 2016 | Правый, закрыт | 14,66 | 1,04 | 32,24 |
| 13 | Верхний Ураков, 2015 | Правый, начальная | 576,14 | 22,17 | 934,91 |
| 14 | Другалка, 2014 | Правый, активная1 | 82,50 | 6,15 | 248,04 |
| 15 | Мостовой, 2014 | Правый, закрыт | 2,43 | 0,24 | 87,83 |
| 16 | Большой, 2014 | Правый, закрыт | 63,72 | 9,18 | 518,95 |
| 17 | Даниловский, 2013 | Правый, начальная | 277,48 | 13,83 | 556,76 |
| 18 | Гусева, 2013 | Правый, начальная | 35,26 | 1,93 | 92,71 |
| 19 | Ростовый, 2013 | Правый, закрыт | 15,48 | 1,05 | 62,03 |
| 20 | Нижний Ураков, 2013 | Правый, начальная | 702,96 | 26,88 | 1296,91 |
| 21 | Камышинский, 2009 | Правый, антропогенное воздействие | 4973,62 | 141,76 | 6760,18 |
| 22 | Томатный, 2008 | Левый, завершающая1 | 3,22 | 0,74 | 132,64 |
| 23 | Каранчев2, 2008 | Левый, завершающая | 150,08 | 12,52 | 801,35 |
| 24 | Бориков2, 2008 | Левый, закрыт | 78,18 | 4,65 | 393,03 |
2 – заливы Каранчев и Бориков являются заливами устья реки Еруслан.
Участниками проекта была проведена батиметрическая съемка абразионно-аккумулятивных пересыпей и заливов, результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2
| № п/п | Название залива | Объем пересыпи на 1 погонный метр, тыс. м3 | Общий объем пересыпи, тыс. м3 | Протяженность пересыпи, м | Год отделения залива |
| 1 | Даниловский | 0,80 | 177,47 | 265,2 | - |
| 2 | Гусева | 1,05 | 39,79 | 238,2 | - |
| 3 | Ростовый | 2,63 | 255,23 | 265,9 | 1995 |
| 4 | Нижний Ураков | 1,43 | 449,30 | 782,5 | - |
| 5 | Другалка | 1,08 | 102,21 | 430,3 | 2018 |
| 6 | Мостовой | 0,70 | 38,95 | 171,1 | 1991 |
| 7 | Большой | 2,66 | 532,11 | 379,5 | 2006 |
| 8 | Верхний Ураков | 2,24 | 363,40 | 810,3 | - |
| 9 | Жаркова | 2,72 | 287,88 | 314,2 | До 1986 |
| 10 | Длинный Липовый | 1,59 | 157,45 | 235,6 | 2006 |
| 11 | Бахченный овраг-1 | 1,50 | 134,84 | 231,2 | 1991 |
| 12 | Бахченный овраг-2 | 2,44 | 226,81 | 312,1 | До 1986 |
| 13 | Крестищенская балка | 5,77 | 905,68 | 683,5 | 1991 |
| 14 | Залив в 3,5 км к северо-востоку от залива Крестищенская балка | 4,17 | 241,91 | 467,6 | 2016 |
| 15 | Рубежный | 0,59 | 37,75 | 123,7 | - |
| 16 | Суводский Яр | 1,72 | 188,88 | 555,0 | До 1986 |
| 17 | Карагачева балка | 5,71 | 1353,48 | 844,6 | - |
| 18 | Залив в 0,7 км к северу от залива Карагачева балка | 0,86 | 49,65 | 422,9 | До 1986 |
| 19 | Песчаный | 7,39 | 1900,14 | 966,1 | - |
| 20 | Бирючья балка | 1,13 | 62,29 | 468,4 | 1991 |
Были выявлены некоторые гидрохимические особенности заливов озерного участка Волгоградского водохранилища за 2008-2019 гг. Для закрытых правобережных заливов можно отметить значительное превышение концентрации Na++K+ как в воде самих заливов, так и в воде возле ААП над концентрациями данных ионов в воде открытой акватории Волгоградского водохранилища. Эта закономерность актуальна и для залива, находящегося на активной стадии отделения - Рубежного. В закрытых заливах левобережья вода примерно в 2 раза более минерализована по сравнению с водой Волгоградского водохранилища. При этом наибольший вклад в повышение минерализации вносят ионы кальция и иногда магния (в заливах Томатный и Бориков, но не Na++K+, как в правобережных заливах. В анионном составе на фоне повышения концентрации гидрокарбонатов значительно возросли также концентрации хлоридов и иногда сульфатов.
Абразионно-аккумулятивные пересыпи заливов на 75-90% заросли древесно-кустарниковой, травянистой и высшей водной растительностью. Почвенный покров на пересыпях сформирован. При отборе проб грунта, со стороны залива чувствуется запах сероводорода.
Развернутый отчет грант РФФИ и Администрации Волгоградской области 19-45-343002 р_мол_а https://cloud.mail.ru/public/46y3/46PpbMSc2
Список публикаций
- Баранова М.С., Кочеткова А.И., Филиппов О.В., Брызгалина Е.С., Фотина О.С., Михайлова Е.А., Курыкин А.А. Морфометрические характеристики устьевых абразионно-аккумулятивных пересыпей и заливов озерного участка Волгоградского водохранилища // Географический вестник = Geographical bulletin. 2020. №1(52). С. 70–83. doi 10/17072/2079-7877-2020-1-70-83 URL: http://press.psu.ru/index.php/geogr/article/view/3197
- Baranova M.S. The main formative material of bay's estuarial abrasion-accumulative jumpers and it's interconnection with the lithological composition of Volgograd reservoir coasts // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 321, VII International Scientific Practical Conference "Modern problems of reservoirs and their catchments" 30 May to 2 June 2019, Perm State University, Russian Federation, 2019, p. 012001, doi:10.1088/1755-1315/321/1/012001 URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/321/1/012001
- Баранова М.С., Кочеткова А.И., Брызгалина Е.С., Объедкова О.А., Леонтьев Д.А. Применение цифровых технологий для исследования заливов Волгоградского водохранилища // Сборник Всероссийской конференции с международным участием «Цифровая география», 2020 (находится в печати) URL: https://cloud.mail.ru/public/47KK/3H7o7Bqmn
- Баранова М.С., Кочеткова А.И., Леонтьев Д.А., Брызгалина Е.С., Объедкова О.А. Периоды отделения и классификация заливов Волгоградского водохранилища по первоначальному объему // Научные ведомости БелГУ. Серия: Естественные науки, 2020 (находится в печати) URL: https://cloud.mail.ru/public/5gHA/3nomTxCor
- Баранова М.С., Кочеткова А.И., Анохин В.М., Брызгалина Е.С., Объедкова О.А., Леонтьев Д.А., Фотина Е.С., Михайлова Е.А., Курыкин А.А., Строганов А.В. Закономерности формирования абразионно-аккумулятивных пересыпей во входных створах заливов озерного участка Волгоградского водохранилища: итоги первого года реализации исследования // Проблемы устойчивого развития и эколого-экономической безопасности регионов: XV Всероссийская конф. с международ. участием г. Волжский, 9 апр. 2020 г., г.Волгоград, 10 апр.2020 г. : сб. ст. – Волгоград : Волгогр. науч. изд-во,. 2020. (находится в печати). URL: https://cloud.mail.ru/public/EdR1/56pmGsY5H
- Кочеткова А.И., Брызгалина Е.С., Баранова М.С., Филиппов О.В., Курашов Е.А. Флористический состав фитоценозов абразионно-аккумулятивных пересыпей озерного участка Волгоградского водохранилища // Проблемы устойчивого развития и эколого-экономической безопасности регионов: XV Всероссийская конф. с международ. участием г. Волжский, 9 апр. 2020 г., г.Волгоград, 10 апр.2020 г. : сб. ст. – Волгоград : Волгогр. науч. изд-во,. 2020. (находится в печати). URL: https://cloud.mail.ru/public/3YjH/4TvmjEoCc
