sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556623060092DSYSHOsergeogr-2357Research ArticleФОРМИРОВАНИЕ СТОКА ВОЛГИFORMATION OF THE VOLGA RIVER FLOWО соотношении климатических и антропогенных факторов в изменении стока ВолгиOn the Ratio of Climatic and Anthropogenic Factors in the Change of the Volga River RunoffКоронкевичН. И.KoronkevichN. I.

Москва

Moscow

koronkevich@igras.ruГеоргиадиА. Г.GeorgiadiA. G.

Москва

Moscow

БарабановаЕ. А.BarabanovaE. A.

Москва

Moscow

КашутинаЕ. А.KashutinaE. A.

Москва

Moscow

МилюковаИ. П.MilyukovaI. P.

Москва

Moscow

Институт географии РАНРоссияInstitute of Geography, Russia Academy of SciencesRussian Federation202304022024876Гидроэкологические проблемы в бассейне Волги и их последствия для Каспия825834Copyright © Коронкевич Н.И., Георгиади А.Г., Барабанова Е.А., Кашутина Е.А., Милюкова И.П., 20242024Коронкевич Н.И., Георгиади А.Г., Барабанова Е.А., Кашутина Е.А., Милюкова И.П.Koronkevich N.I., Georgiadi A.G., Barabanova E.A., Kashutina E.A., Milyukova I.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/2357

Расчет вклада антропогенных и климатических факторов в изменение годового и сезонного стока Волги в створе Волгограда за периоды существенного антропогенного воздействия (1930–2020 и 2011–2020 гг.) по сравнению с условно-естественным периодом формирования стока (1879–1929 гг.) проведен в двух вариантах (двумя методами). Первый вариант базируется на сопоставлении антропогенного изменения стока, обусловленного влиянием водохранилищ и безвозвратным расходом при водопотреблении, с общим изменением стока за сравниваемые периоды. Во втором варианте с общим изменением стока сопоставляется восстанавливаемый условно-естественный сток в периоды существенного антропогенного воздействия, рассчитываемый по связи стока Волги со стоком рек-индикаторов климатических условий. При этом допускается, что климатические изменения в основном естественного происхождения. Выявлено, что влияние антропогенных и климатических факторов в происходящем общем уменьшении годового стока Волги по сравнению с условно-естественным периодом однонаправленно и сопоставимо. Оба варианта расчета дают близкие значения соотношения антропогенных и климатических факторов в общем изменении стока в 1930–2020 гг. Более существенны различия в расчетах на 2011–2020 гг. и в оценке сезонных изменений, наиболее заметно проявляющихся в весеннее половодье и зимой. В изменении стока весеннего половодья и зимой антропогенные и климатические факторы действуют в одном направлении, уменьшая сток весеннего половодья и увеличивая его зимой преимущественно за счет антропогенных факторов. Имеющиеся различия в соотношении факторов во многом можно объяснить ландшафтными преобразованиями в бассейне Волги, в том числе в бассейнах рек-индикаторов климатических условий, влияние которых на сток не учитывается в водохозяйственной статистике, хотя в последние десятилетия различные виды хозяйственной деятельности на водосборах в значительной степени компенсируют друг друга во влиянии на сток. Доля антропогенных факторов в изменении стока Волги меняется в широких пределах в зависимости от характера использования водных ресурсов, которое не всегда бывает рациональным. Неэкономное использование водных ресурсов увеличивает долю антропогенных факторов в общем изменении речного стока.

Two variants (methods) were used to calculate the contribution of anthropogenic and climatic factors to the change in the annual and seasonal runoff of the Volga River at Volgograd during periods of significant anthropogenic impact on waters (1930–2020 and 2011–2020) compared with the conditionally natural period of runoff formation (1879–1929). The first is based on comparing the anthropogenic change in runoff due to the influence of reservoirs and irretrievable water consumption with the total change in runoff for the comparison periods. In the second variant, the reconstructed conditionally natural runoff during periods of significant anthropogenic impact is compared with the total change in runoff, calculated by the relationship between the Volga River runoff and the runoff of rivers that are indicators of climatic conditions. It is assumed that climatic changes are mainly of natural origin. It is revealed that the influence of anthropogenic and climatic factors on the overall decrease in the annual runoff of the Volga River in comparison with the conditionally natural period is unidirectional and comparable. Both variants of the calculation give similar values for the ratio of anthropogenic and climatic factors in the total change in runoff in the 1930–2020 period. There are more significant differences in the calculations for the 2011–2020 period and in the assessment of seasonal changes, most noticeably manifested in the spring f lood and in the winter. Anthropogenic and climatic factors act in the same direction, reducing the f low of the spring f lood and increasing it in the winter, mainly due to anthropogenic factors. The existing differences in the ratio of factors can largely be explained by landscape transformations in the Volga River basin, including in river basins that are indicators of climatic conditions. The impact of such transformations on runoff is not taken into account in water management statistics, although in recent decades different types of economic activities in watersheds have largely offset each other in their impact on runoff. The share of anthropogenic factors in the Volga River runoff changes can vary widely depending on the type of water resources use which is be not always rational.

годовые и сезонные изменения речного стокаантропогенные и климатические факторыварианты и методы расчетаannual and seasonal changes in river runoffanthropogenic and climatic factorsvariants and calculation methodsИсследование выполнено в рамках темы государственного задания Института географии РАН FMGE- 2019-0007 (АААА-А19-119021990093-8)The study was carried out within the framework of the state assignment of the IG RAS FMGE-2019-0007 (AAAA19-119021990093-8)ReferencesАвакян А.Б. Народнохозяйственные и экологические последствия спуска водохранилищ // Гидротехн. стр-во. 1991. № 8. С. 1–8.Alekseevskii N.I., Frolova N.L., Antonova M.M., Igonina M.I. Assessment of the impact of climate change on the water regime and river flow of the Volga basin. Voda: Khim. Ekol., 2013, no. 4, pp. 3–12. (In Russ.).Алексеевский Н.И., Фролова Н.Л., Антонова М.М., Игонина М.И. Оценка влияния изменений климата на водный режим и сток рек бассейна Волги // Вода: химия и экология. 2013. № 4. С. 3–12.Asarin A.E. The modern regime of water inflow to the Volga delta and its possible changes. Vodnye Resursy, 1987, no. 3, pp. 5–12. (In Russ.).Асарин А.Е. Современный режим притока воды к дельте Волги и его возможные изменения // Водные ресурсы. 1987. № 3. С. 5–12.Avakyan A.B. Economic and ecological consequences of the dams draining. Gidrotekh. Stroitel., 1991, no. 8, pp. 1–8. (In Russ.).Болгов М.В., Коробкина Е.А., Трубецкова М.Д., Филимонова М.К., Филиппова И.А. Современные изменения минимального стока на реках бассейна р. Волга // Метеорология и гидрология. 2014. № 3. С. 75–85.Bolgov M.V., Korobkina E.A., Trubetskova M.D., Filimonova M.K., Filippova I.A. Present-day variations of the minimum runoff of the Volga basin rivers. Russ. Meteorol. Hydrol., 2014, vol. 39, pp. 187–194. https://doi.org/10.3103/S1068373914030078Водные ресурсы и водное хозяйство России: Стат. сб. М.: НИА-Природа, 2007–2019.Edel’shtein K.K. Vodokhranilishcha Rossii: ekologicheskie problemy, puti ikh resheniya [Reservoirs of Russia: Environmental Problems, Ways to Solve Them]. Moscow: GEOS Publ., 1998. 277 p.Водные ресурсы России и их использование / под ред. И.А. Шикломанова. СПб.: Государственный гидрологический ин-т, 2008. 600 с.Gel’fan A.N., Frolova N.L., Magritskii D.V., Kireeva M.B., Grigoriev V.Yu., Motovilov Yu.G., Gusev E.M. The impact of climate change on the annual and maximum flow of rivers in Russia: assessment and forecast. Fundam. Priklad. Klimatol., 2021, vol. 7, no. 1, pp. 36–79. (In Russ.). https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-1-36-79.Гельфан А.Н., Фролова Н.Л., Магрицкий Д.В., Киреева М.Б., Григорьев В.Ю., Мотовилов Ю.Г., Гусев Е.М. Влияние изменения климата на годовой и максимальный сток рек России: оценка и прогноз // Фундаментальная и прикладная климатология. 2021. Т. 7. № 1. С. 36–79. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-1-36-79Georgiadi A.G., Koronkevich N.I., Barabanova E.A., Kashutina E.A., Milyukova I.P. Contribution of Climatic and Anthropogenic Factors to Changes in the Flow of Large Rivers of the Russian Plain and Siberia. Dokl. Earth Sci., 2019, vol. 488, pp. 1211–1216. https://doi.org/10.1134/S1028334X19100106Георгиади А.Г., Коронкевич Н.И., Барабанова Е.А., Кашутина Е.А., Милюкова И.П. О вкладе климатических и антропогенных факторов в изменения стока крупных рек Русской равнины и Сибири // ДАН. 2019. Т. 488. № 5. С. 539–544.Georgiadi A.G., Koronkevich N.I., Milyukova I.P., Kashutina E.A., Barabanova E.A. Sovremennye i stsenarnye izmeneniya rechnogo stoka v basseinakh krupneishikh rek Rossii. Chast’ 2. Basseiny rek Volgi i Dona [Modern and Scenario Changes in the River Flow in the Basins of the Largest Rivers in Russia. Part 2. Basins of the Volga and Don Rivers]. Moscow: MAKS Press Publ., 2014. 214 p.Георгиади А.Г., Коронкевич Н.И., Милюкова И.П., Кашутина Е.А., Барабанова Е.А. Современные и сценарные изменения речного стока в бассейнах крупнейших рек России. Ч. 2. Бассейны рек Волги и Дона. М.: МАКС Пресс, 2014. 214 с.Koronkevich N.I. Vodnyi balans Russkoi ravniny i ego antropogennye izmeneniya [The Water Balance of the Russian Plain and its Anthropogenic Changes]. Moscow: Nauka Publ., 1990. 205 p.Государственный доклад “О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2018 году”. М.: НИА-Природа, 2019. 290 с.Koronkevich N.I., Barabanova E.A., Zaitseva I.S. Voda i chelovek [Water and Man]. Moscow: Pero Publ., 2022. 324 p.Зайцева И.С. Маловодные годы в бассейне Волги: природные и антропогенные факторы. М.: ИГ АН СССР, 1990. 184 с.Lavrov S.A., Kalyuzhnii I.L. Influence of climatic changes on the spring flood runoff and factors of its formation in the Volga basin. Vodn. Khoz. Ross. Probl. Tekhnol. Upravl., 2016, no. 6, pp. 42–60. (In Russ.).Коронкевич Н.И. Водный баланс Русской равнины и его антропогенные изменения. М.: Наука, 1990. 205 с.O sostoyanii i ispol’zovanii vodnykh resursov Rossiiskoi Federatsii v 2018 godu. Gosudarstvennyi doklad [On the State and Use of Water Resources of the Russian Federation in 2018. Government Report]. Moscow: NIA-Priroda Publ., 2019. 290 p.Коронкевич Н.И., Барабанова Е.А., Зайцева И.С. Вода и человек. М.: Изд-во “Перо”, 2022. 324 с.Popova V.V., Babina E.D., Georgiadi A.G. Climatic factors of the Volga runoff variability in the second half of the 20th–early 21st centuries. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2019, no. 4, pp. 63–72. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S2587-55662019463-72Лавров С.А., Калюжный И.Л. Влияние климатических изменений на сток весеннего половодья и факторы его формирования в бассейне Волги // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2016. № 6. С. 42–60.Resursy poverkhnostnykh i podzemnykh vod, ikh ispol’zovanie i kachestvo (Ezhegodnoe izdanie) [Surface and Groundwater Resources, Their Use and Quality (Annual Edition)]. Leningrad; St. Petersburg, 1982–2020.Попова В.В., Бабина Е.Д., Георгиади А.Г. Климатические факторы изменчивости стока Волги во второй половине ХХ–начале XXI вв. // Изв. РАН. Сер. геогр. 2019. № 4. С. 63–72. https://doi.org/10.31857/S2587-55662019463-72Shalabanov A.K., Roganov D.A. Praktikum po ekonometrike s primeneniem MS EXCEL. Lineinye modeli parnoi i mnozhestvennoi regressii [Workshop on Econometrics Using MS EXCEL. Linear Models of Paired and Multiple Regression]. Kazan: Acad. Management “TISBI” Publ., 2008. 53 p.Ресурсы поверхностных и подземных вод, их использование и качество: Ежегод. изд. Л., СПб.: 1982–2020.Shiklomanov I.A. Antropogennye izmeneniya vodnosti rek [Man’s Influence on the Quantitative Characteristics of Rivers]. Leningrad: Hydrometeoizdat Publ., 1979. 304 p.Шалабанов А.К., Роганов Д.А. Практикум по эконометрике с применением MS EXCEL. Линейные модели парной и множественной регрессии. Казань: Академия управления “ТИСБИ”, 2008. 53 с.Vodnye resursy Rossii i ikh ispol’zovanie [Water Resources of Russia and Their Use. Shiklomanov I.A., Ed. St. Petersburg: Gos. Gidrol. Inst. Publ., 2008. 600 p.Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 304 с.Vodnye resursy i vodnoe khozyaistvo Rossii (Statisticheskii sbornik) [Water Resources and Water Management of Russia (Statistical Handbook)]. Moscow: NIA-Priroda Publ., 2007–2019.Эдельштейн К.К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. М.: ГЕОС, 1998. 277 с.Zaitseva I.S. Malovodnye gody v basseine Volgi: prirodnye i antropogennye factory [Low-Water Years in the Volga Basin: Natural and Anthropogenic Factors]. Moscow: Inst. Geogr., Akad. Nauk SSSR Publ., 1990. 184 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.