Разработка методической базы и цифровых технологий поддержки принятия решений по обеспечению водной безопасности Крыма (в рамках госзадания с ИВП РАН, 2021-2023 гг.)
Комплексные научные исследования водных ресурсов Крыма – самого вододефицитного региона нашей страны – не проводились вот уже более пятидесяти лет. Высокая пространственно-временная изменчивость природно-климатических условий на относительно небольшой площади, особенности геологического строения, рельефа и гидрографической сети не только определяют условия формирования речного стока, но и формируют своеобразные региональные черты водных объектов и характер связанных с круговоротом воды природных процессов, представляющие безусловный научный интерес.
Целями научно-исследовательской работы, рассчитанной на три года являются получение современных представлений о механизмах формирования водных ресурсов Крымского полуострова, актуализация данных об их состоянии и использовании, а также разработка методической базы цифровых информационных технологий поддержки принятия решений в задачах водообеспечения населения и экономики Крыма с использованием моделей формирования и прогнозирования состояния водных ресурсов при возможных сценариях изменения климата и социально-экономического развития региона.
Работа сотрудников и студентов кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ была направлена на изучение режима, химического состава и взаимосвязи поверхностных и подземных вод, в том числе в условиях изменения климата и карстообразования. Работы проводились совместно с кафедрой гидрогеологии и Институтом водных проблем РАН по теме «Разработка методической базы и цифровых технологий поддержки принятия решений по обеспечению водной безопасности Крыма».
Проведены систематические работы по учащенному измерению расходов воды и отбору проб воды на химический анализ с охватом всех фаз водного режима водотоков – от глубокой межени до летних дождевых и зимних снегодождевых паводков для выяснения механизмов формирования речного стока и выяснения соотношения его генетических составляющих.
.png)
Анализ имеющихся данных для рек с относительно естественным режимом показал, что сток рек горной и предгорной частей Крыма за 1950–2018 гг. вырос на 20–60%. Однако, значимость этих изменений в большинстве случае лежит в диапазоне от 1 до 10%. Кроме того, величина этих изменений распределена крайне неравномерно. За исключением осени (наименее водного сезона) изменение стока за отдельные сезоны по величине близко к изменению в целом за год. Изменение величины осеннего стока в процентном соотношении превышает изменение годового стока в 2–3 раза. Это привело к росту степени зарегулированности сезонного стока. По году перелома выделяется центральная часть горных и предгорных районов Крыма, где год перелома тяготеет к 1980-ым гг., и северо-восточная и юго-западная части, для которых год перелома тяготеет к середине 1990-ых гг. Для весеннего стока год перелома на всей рассматриваемой территории тяготеет к 1980-ым гг. При этом наиболее заметным был рост осенью, а наименее летом. В тоже время основной вклад в рост годовых расходов внесли весна и зима как наиболее водные сезоны.
Детальное изучение изменения стока по длине рек позволило выявить феномен локального увеличения водности рек Кача и Бельбек в пределах палеоценовых отложений при пересечении второй грады и возможные потери стока в пределах таврического флиша – переслаивающихся горных пород, включающих тонкослоистые песчаники, алевролиты и аргиллиты, которые сформировались в верхнем триасе- нижней юре (T3-J2).
Исследования гидрохимического состава речных вод выявили большую пространственную неоднородность, связанную с особенностями геологического строения территории. Наименьшую минерализацию и цветность воды имеют верховья основных притоков Салгира (Аян, Ангара, Биюк-Карасу. Танасу) и бассейн Бельбека, хотя в его верховьях имеются водотоки с повышенной минерализацией и сульфатным составом. Существенно больше минерализация – в бассейне Качи. Достаточно пестрый химический состав имеют реки ЮБК. В бассейне Качи также выявлено по-вышенное содержание нитратов (близкое к значению ПДК) в районе с. Верхоречье на р. Марте и с.Долинное.
В бассейнах Альмы и Качи в среднем течении расположены Партизанское, Альминское и Бахчисарайское водохранилище, аккумулирующие сток, поступающий с верховьев водосбора, поэтому в нижнем бьефе эти реки формируют свой сток практически заново, уже выйдя за пределы второй гряды на эоценовых, миоценовых и плиоценовых отложениях (известняки, глины, пески). Для них характерно наличие значимой связи цветности и минерализации с расходом воды, что говорит о большей доле поверхностного притока. Это подтверждает и уменьшение прозрачности по длине реки, которое не связано с увеличением расхода воды (для Бельбека, Качи и Альмы прирост стока от среднего течения к устью не наблюдается). То есть в этих зонах реки наиболее уязвимы к поступающему с водосбора загрязнению.
