Assessment of river flow in southwestern Crimea given natural and anthropogenic changes
Authors
- Roza Ya. Minkovskaya Marine Hydrophysical Institute of RAS
- Svetlana V. Narivonchik Marine Hydrophysical Institute of RAS
- Irina A. Svishcheva Marine Hydrophysical Institute of RAS
- Dmitriy A. Antonenkov Marine Hydrophysical Institute of RAS
- Alexander N. Demidov Sevastopol Branch of the N.N. Zubov State Oceanographic Institute
DOI:
https://doi.org/10.34753/HS.2024.6.2.191+ Keywords
+ Abstract
The variability of river flow in southwestern Crimea depends on natural and anthropogenic basin factors that are often overlooked when assessing the standards of water flow and inflow to the estuaries of the rivers. Data from Russian Hydrometeorological Service's gauging stations (2 on each river), located 7–38 km upstream from the tops of the sea estuaries, are insufficient to obtain reliable estimates of flow, balance calculations, and forecasts of dangerous processes and phenomena below the stationary observation points. The aim of the study is to identify patterns of variability in the flow of the Chernaya, Belbek, Kacha and Alma rivers from the sources to the tops of the estuaries from the beginning of regular observations to the present. Materials and methods. Statistical analysis methods and mathematical modeling based on the hydraulic flow model developed at the Marine Hydrophysical Institute of the Russian Academy of Sciences were used. The data of hydrometeorological observations of the network units of the Crimean Hydrometeorological Service in river basins for 1931–2020 and the results of special studies of the Marine Hydrophysical Institute of the Russian Academy of Sciences in 2017-2024 in the lower reaches of rivers were summarized. At the same time, the natural cyclicity of river flow and changes in the level of anthropogenic load were taken into account. Conclusions. In the actual climatic period (1991–2020) the regulated river flow had no significant trends. The flow modulus decreased by 40–85 % with an increase in the basin area due to a continuous karst formation, lack of lateral inflow, climate warming and an increase in anthropogenic load. It has been established that in recent years, the flow discrepancies between the lower hydrometeorological posts and the openings at the tops of the sea mouths of these rivers have varied from 25 to -90 %. The satisfactory results agreement of the river flow variability modeling with field data makes it possible to assess its transformation in any site of the riverbeds, predict peak flow and improve the quality of balance assessments of the conditions of the river mouths and the adjacent part of the sea with increased water intake, flow variations and climate change.
+ Author Biographies
Doctor of Geographical Sciences, senior Researcher of the Shelf Hydrophysics Department, Federal State Budget Scientific Institution Federal Research Center “Marine Hydrophysical Institute of RAS” SPIN-code 3912-8140, ORCID ID 0000-0002-7936-3490, Scopus ID 56422395100, WoS, Researcher ID IQW-1459-2023 Senior Engineer of the Shelf Hydrophysics Department at Federal State Budget Scientific Institution Federal Research Center “Marine Hydrophysical Institute of RAS” SPIN-code 4398-0782, ORCID ID 0009-0004-1428-8284 Junior Research Scientist of the Shelf Hydrophysics Department, Federal State Budget Scientific Institution Federal Research Center “Marine Hydrophysical Institute of RAS” SPIN-code 6929-1045, ORCID ID 0000-0003-1501-3720, Scopus ID 57212347523, ResearcherID: M-4451-2018 phD, senior researcher, Marine Hydrophysical Institute of RAS SPIN-code 8056-1570, ORCID ID 0000-0003-2601-7751, Scopus ID 6508261173, Researcher ID V-7284-2019 research assistant, Sevastopol Branch of the N.N. Zubov State Oceanographic Institute
Roza Ya. Minkovskaya
Svetlana V. Narivonchik
Irina A. Svishcheva
Dmitriy A. Antonenkov
Alexander N. Demidov
+ References
Беликов В.В., Алексюк А.И. Основы численного моделирования динамики речных потоков: учебное пособие. М., 2020. 329 с.
Богуцкая Е.М., Косицкий А.Г., Айбулатов Д.Н., Гречушникова М.Г. Средний многолетний сток рек юго-западной части Крымского полуострова // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2020. № 2. С. 37–51. DOI: 10.35567/1999-4508-2020-2-3.
Болгов М.В., Зайцева А.В. Оценка местного стока рек республики Крым // Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения: сборник научных трудов: посвящается Году экологии в России и 50-летию Института водных проблем РАН (г. Сочи, 02–07 октября 2017 года). Новочеркасск: ООО “Лик”, 2017. С. 116–120.
Бортновский З.В. Водный сток как индикатор ландшафтно-экологических условий бассейнов малых рек // Географическая среда и живые системы. 2021. № 1. С. 42–52. DOI:10.18384/2712-7621-2021-1-42-52.
Водогрецкий В.Е. Антропогенное изменение стока малых рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 176 с.
Гидрометеорологические условия морей Украины в 2 т. Том 2: Черное море / Ильин Ю.П., Репетин Л.Н., Белокопытов В.Н., Горячкин Ю.Н., Дьяков Н.Н., Кубряков А.А., Станичный С.В. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2012. 421 с.
Государственный водный кадастр. Основные гидрологические характеристики. Т. 6. Вып. 4. Крым / Под ред. А.М. Цукановой. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 120 с.
Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М.: Финансы и статистика, 2004. 656 с.
Иванов В.А., Прусов А.В. Речной сток юга Украины: количественные оценки паводков, принципы управления и прогноз. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. 232 с.
Иванютин Н.М. Комплексная оценка пригодности вод реки Альма для целей ирригации // Экология и строительство. 2019. № 4. С. 22–32. DOI 10.35688/2413-8452-2019-04-003.
Косицкий А.Г., Богуцкая Е.М., Гречушникова М.Г., Григорьев В.Ю., Сазонов А.А., Харламов М.А., Фролова Н.Л. Оценка собственных возобновляемых водных ресурсов Крымского полуострова // Водные ресурсы. 2022. Т. 49. № 4. С. 423–436. DOI: 10.31857/S0321059622040113.
Котеров А.Н., Ушенкова Л.Н., Зубенкова Э.С., Калинина М.В., Бирюков А.П., Ласточкина Е.М., Молодцова Д.В., Вайнсон А.А. Сила связи. Сообщение 2. Градации величины корреляции // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Т. 64, № 6. С. 12–24. DOI: 10.12737/1024-6177-2019-64-6-12-24.
Лучшева А.А. Практическая гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 424 с.
Магрицкий Д.В. Пространственно-временные характеристики наводнений на Черноморском побережье Российской Федерации // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2014. № 6. С. 39–47.
Методические рекомендации по оценке однородности гидрологических характеристик и определению их расчетных значений по неоднородным данным. СПб.: Нестор-История, 2010. 162 с.
Миньковская Р.Я. Комплексные исследования разнотипных морских устьев рек (на примере морских устьев рек северо-западной части Черного моря). Севастополь: ИП Стрижак М.В., 2020. 364 с. DOI: 10.22449/978-5-6043409-2-9
Наривончик С.В. Миньковская Р.Я. Дьяков Н.Н. Мальченко Ю.А. Щербаченко С.В. Изменчивость солёности воды устьевого взморья реки Черной (Севастопольский регион) в современный климатический период // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2022. Т. 4. № 4. С. 359–380. DOI: 10.34753/HS.2022.4.4.359.
Обязов В.А., Виноградов А.Ю. Изменения стока рек Крымского полуострова во второй половине XX – начале XXI веков // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2022. Т. 4. № 1. С. 38–51. DOI: 10.34753/HS.2022.4.1.38.
Олиферов А. Н. О водной проблеме в Крыму // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах: Материалы VI Международной научной конференции (г. Белгород, 12–16 октября 2015 г.) / Ответственный за выпуск Голеусов П.В. Белгород: Политерра, 2015. С. 275–277.
Олиферов А.Н., Тимченко З.В. Экодинамика водных ресурсов Крыма // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2005. № 1. С. 115–125.
Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статистические методы в метеорологии / Пер. с англ. И.П. Гейбера, В.А. Шнайдмана; Под ред. Л.С. Гандина, Р.Л. Кагана. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 209 с.
Поверхностные водные объекты Крыма (справочник) / А.А. Лисовский, В.А. Новик, З.В. Тимченко, З.Р. Мустафаева, под ред. З.В. Тимченко. Симферополь: Рескомводхоз АРК, 2004. 113 с.
Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 6. Украина и Молдавия. Вып. 4. Крым / Под ред. М.М. Айзенберга, М.С. Каганера. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 344 с.
Руководство по климатологической практике. Женева: Всемирная Метеорологическая Организация, ВМО-№100, 2018. 169 с.
Сергеев Д.А. Использование современных методов анемометрии по изображениям частиц (PIV-методов) при лабораторном моделировании геофизических течений // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 4–2. С. 522–524.
Табунщик В.А. Бассейны рек северо-западного склона Крымских гор (Западный Булганак, Альма, Кача, Бельбек, Чёрная): современное состояние и преобразованность // Изучение водных и наземных экосистем: история и современность: Тезисы докладов II Международной научно-практической конференции (г. Севастополь, 05–09 сентября 2022 г.) Севастополь: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН», 2022. С. 145.
Тимченко З.В. Водные ресурсы и экологическое состояние малых рек Крыма. Симферополь: Доля, 2002. 152 с.
Тимченко З.В. Обобщение наблюдаемых на реках Крыма максимумов и минимумов годового стока // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия: География. 2008. Т. 21 (60). № 3. С. 349–358.
Тимченко З. В. Расчёт характеристик изменчивости годового стока рек Крыма с известными расходами карстовых источников при отсутствии гидрометрических наблюдений // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия: География. 2009. Т. 22 (61), № 2. С. 148–153.
Устойчивый Крым. Водные ресурсы / Гл. ред. В.С. Тарасенко. Симферополь: Таврида, 2003. 413 с.
Antonenkov D.A. A method for determining water flow in small rivers based on processing water surface video images // Water Resources, 2024, Vol. 51, No. 6, pp. 922–927. DOI: 10.1134/S0097807824701112.
Fekete B.M., Vörösmarty C.J., Grabs W. Global Composite Runoff Fields Based on Observed River Discharge and Simulated Water Balances. Koblenz: WMO–Global Runoff Data Centre, 1999. 109 p.
Identification of river basins within northwestern slope of Crimean Mountains using various digital elevation models (ASTER GDEM, ALOS World 3D, Copernicus DEM, and SRTM DEM) / V. Tabunshchik, R. Gorbunov, T. Gorbunova [et al.] // Frontiers in Earth Science. 2023. V. 11. P. 1218823. DOI: 10.3389/feart.2023.1218823.
Pettitt A.N. A non-parametric approach to the change point problem // Journal of the Royal Statistical Society. Series C (Applied Statistics). Published By: Oxford University Press 1979. V. 28. № 2. P. 126–135. DOI: 10.2307/2346729.
Schumm S.A. River response to baselevel change: Implications for sequence stratigraphy // The Journal of Geology. 1993. V. 101 (2). Р. 279–294. DOI: 10.1086/648221
Shapiro S.S., Wilk M.B. An analysis of variance test for normality (complete samples) // Biometrika. 1965. V. 52. Iss. 3–4. P. 591–611. DOI: 10.1093/biomet/52.3-4.591
+ Read article online
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Hydrosphere. Hazard processes and phenomena
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.