Ecological and economic risks of water use under conditions of climate transformation and water regime

Authors

  • Vera A. Dmitrieva Voronezh State University
  • Silas Hatungimana Voronezh State University

DOI:

https://doi.org/10.34753/HS.2023.5.3.278
+ Keywords

Central Black Earth Region, rivers, water regime, climate, water use, ecological and economic risks

+ Abstract

Using the example of the regions of the Central Black Earth Region, the main features of the water regime of rivers formed as a result of climate change and the associated potential environmental and economic risks of water use are considered. For a region with pronounced agricultural and industrial components in the economy, the hydroecological state of rivers and artificial reservoirs as sources of water supply is relevant. The purpose of this study is to analyze the transformation of water content of river flows in the Central Black Earth Region and the potential risks of water use under changing natural and climatic conditions. The initial database was formed on the basis of open and accessible sources of hydrometeorological and water management information. The materials were processed using traditional methods of hydrometeorological statistics, hydrological analogy, and graphic interpretation of the results. It has been established that in the first decade of the current century, trends in water use continued to reduce the volume of water consumption. As an example, the volumes of fresh water intake are considered. In the second decade, the quantitative withdrawal of water stabilized. There is an active transformation of water content on the rivers. In the water regime, a decrease in runoff volumes and flood maximums, an increase in winter runoff and summer-autumn low water were noted. A special feature of the water regime is the formation of abnormally high rain floods in 2016 and 2022. The changes are associated with climate fluctuations. In the exceptionally low-water year 2020, the maximum flood water flow of 211 m3/s was recorded, which is 53 times less than the historical maximum of 1888, equal to 11200 m3/s. One of the reasons for low floods is the condition of the soil on the eve of snowmelt, its moisture content and freezing depth. The lack of water in the current years is fraught with environmental and economic risks associated both with a lack of water during scarce seasons of water consumption, for example, in the agricultural industry in the summer of 2020, and with the filling of small artificial reservoirs that play an important role in agricultural water use. When the volume of flood flow is reduced, the ecological function of the water flow and its diluting ability are inhibited.

+ Author Biographies

Vera A. Dmitrieva, Voronezh State University

Dr. Sci. (Geogr.), Professor at the Department of Nature Management, Faculty of Geography, Geoecology and Tourism, Voronezh State University, Voronezh, Russian Federation

ORCID: 0000-0002-8464-3593

Silas Hatungimana, Voronezh State University

postgraduate student of the Department of Environmental Management, Faculty of Geography, Geoecology and Tourism, Voronezh State University. Voronezh, Russian Federation

+ References

Бедрицкий А.И., Куролап С.А., Вильфанд Р.М., Дмитриева В.А. Стратегические направления обеспечения экологической и гидрометеорологической безопасности России в условиях современных климатических изменений // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2019. №4. С. 514. DOI: 10.17308/geo.2019.4/2706.

Буковский М.Е., Чернова М.А. Оценка изменения летнего стока рек Донского бассейна на территории Тамбовской области за последние полвека // Экология речных бассейнов: труды IX Международной научно-практической конференции. 2018. С. 3339.

Водные ресурсы России и их использование: монография / Ред. И.А. Шикломанов. СПб.: Гос. гидрол. ин-т.. 2008. 600 с.

Водный кадастр Российской Федерации. Ресурсы поверхностных и подземных вод, их использование и качество. Ежегодное издание. 2020 год. 153 c. URL: ttp://www.hydrology.ru/sites/ default/files/Books/vodnye_resursy_2020.pdf (дата обращения: 25.10.2023).

Демин А.П. Водообеспечение населения и объектов экономики в бассейне реки Дон: современное состояние и проблемы // Водные ресурсы. 2020. Т.47 (6). С. 767778. DOI: 10.31857/S0321059620060048.

Джамалов Р.Г., Киреева М.Б., Косолапов А.Е., Фролова Н.Л. Водные ресурсы бассейна Дона и их экологические состояние: монография. М.: ГЕОС, 2017. 204 с.

Дмитриева В.А. Водные ресурсы Воронежской области в условиях меняющихся климата и хозяйственной деятельности. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2015. 192 с.

Дмитриева В. А. Современные изменения водного режима и морфометрии рек Верхнедонского бассейна // Известия Российской академии наук, Сер. географическая. 2020. №1. С. 103–113. DOI: 10.31857/S25875 56620010070

Дмитриева В.А., Бучик С.В. Природные аномалии водности рек Верхнедонского бассейна и их гидроэкологические последствия // Естественные и технические науки. Москва, 2019. №2 (128). С. 153–156.

Дмитриева В.А., Бучик С.В. Гидроэкологические трансформации и экологический сток в бассейне Верхнего Дона: монография. Воронеж: «Цифровая полиграфия», 2023. 150 с.

Дмитриева В.А., Сушков А.И. Температурный режим Воронежской области в условиях меняющегося климата // Вестник Воронежского университета. Серия: География. Геоэкология. 2023. №2. С. 5663. DOI: 10.17308/geo/1609-0683/2023/2/56-63.

Дмитриева В.А., Сушков А.И., Закусилов В.П. Климатическая обусловленность современных гидроэкологических процессов в речных потоках бассейна Верхнего Дона // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2022. № 2. С. 118127. DOI: 10.17308/ geo.2022.2/9318.

Кумани М.В., Шульгина Д.В., Киселев В.В. Многолетняя динамика основных элементов стока рек в пределах Центрального Черноземья // Региональные геосистемы. 2021. 45 (4). С. 617631. DOI: 10.52575/2712-7443-2021-45-4-617-631.

Коронкевич Н.И., Георгиади А.Г., Ясинский С.В. О гидрологических изменениях // Вопросы географии. Сб. 145: Гидрологические изменения / Ред. Котляков, Н.И. Коронкевич. М.: Кодекс. 2018. С. 15–34.

Магрицкий Д.В., Евстигнеев В.М., Юмина Н.М. и др. Изменения стока в бассейне р. Урал // Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. 2018. №1. С. 90101.

Научно-прикладной справочник: Многолетние колебания и изменчивость водных ресурсов и основных характеристик стока рек Российской Федерации / Ред. В.Ю. Георгиевский. СПб.: ООО "РИАЛ", 2021. 190 с.

Сивохип Ж.Т., Павлейчик В.М., Чибилёв А.А. Изменение водного режима рек бассейна реки Урал // Доклады РАН. Науки о Земле. 2019. Том 488. №5. C.103107. DOI: 10.31857/S0869-56524885.

Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 124 с.

Юмина Н.М., Магрицкий Д.В. Обоснование и анализ статистических зависимостей годового стока рек бассейна Урала от метеорологических показателей // Вопросы степеведения. 2023. №2. C. 1325. DOI: 10.24412/2712-8628-2023-3-13-25.

+ Read article online

Downloads

Download data is not yet available.

Published

2024-04-26

How to Cite

Dmitrieva, V. A., & Hatungimana, S. (2024). Ecological and economic risks of water use under conditions of climate transformation and water regime. Hydrosphere. Hazard Processes and Phenomena, 5(3), 278–290. https://doi.org/10.34753/HS.2023.5.3.278

Issue

Section

Ecological problems and hazards in the hydrosphere
Loading...