Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 1. С. 242-252
Исследование влияния режима работы ГЭС на перераспределение фитопланктона в верхнем водном слое в приплотинном участке Горьковского водохранилища
Д.В. Доброхотова
1, 2 , И.А. Капустин
1, 2 , А.А. Мольков
1, 2 , Г.В. Лещёв
1, 2 1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского , Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 09.02.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-1-242-252
В период с июля по сентябрь в водохранилищах Волжского каскада наблюдается активное «цветение» вод, при этом по акватории фитопланктон распределяется неоднородно. В настоящей работе в ходе серии подспутниковых экспериментов в южной части Горьковского вдхр. впервые была проведена качественная оценка вклада в перераспределение водорослей таких геофизических факторов, как режим работы гидроэлектростанции (ГЭС) и неоднородные течения, возникающие в условиях переменного сброса воды. На основе экспериментальных данных за 1, 2 и 10 августа 2018 г., включающих измерения полей течения, ветра и оценки концентрации хлорофилла а, оптических спутниковых изображений Sentinel-2/MSI (англ. Multispectral Instrument), Sentinel-3/OLCI (англ. Ocean and Land Colour Instrument) и Landsat-8/OLI (англ. Operational Land Imager) за 1–5 и 10 августа, а также данных ГЭС о почасовом расходе воды было предложено предварительное описание эффекта перераспределения фитопланктона, учитывающее особенности течений в водохранилище. При пиковом суточном сбросе фитопланктон выносится из впадающих в водохранилище рек и сосредотачивается в старом русле Волги. При слабом ветре, характерном для начала августа, на дальнейшее распространение и локальное перераспределение фитопланктона влияют неоднородные течения, возникающие в условиях переменного сброса воды через ГЭС, а именно зарегулированный русловой поток, обратные течения и круговороты. Предварительные результаты показывают, что в типичный период первой декады августа распределение фитопланктона обладает высокой пространственно-временной изменчивостью.
Ключевые слова: фитопланктон, неоднородные течения, речные выносы, расход жидкости через ГЭС, оптические спутниковые изображения, Горьковское водохранилище
Полный текстСписок литературы:
- Алеев М. Ю. Биоконвекция у морских планктонных водорослей // Экология моря. 1991. Т. 38. С. 99–107.
- Буторин Н. В. Гидрологические процессы и динамика водных масс в водохранилищах Волжского каскада. Л.: Наука, 1969. 322 с.
- Капустин И. А., Мольков А. А. Структура течений и глубины в озерной части Горьковского водохранилища // Метеорология и гидрология. 2019. № 7. С. 110–117.
- Капустин И. А., Ермошкин А. В., Богатов Н. А., Мольков А. А. Об оценке вклада приводного ветра в кинематику сликов на морской поверхности в условиях ограниченных разгонов волнения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. T. 16. № 2. С. 63–172. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-163-172.
- Капустин И. А., Вострякова Д. В., Мольков А. А., Даниличева О. А., Лещёв Г. В., Ермаков С. А. (2021а) Натурные подспутниковые наблюдения конвергентных течений в приповерхностном слое воды по их пенным образам // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 1. С. 188–196. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-188-196.
- Капустин И. А., Ермаков С. А., Смирнова М. В., Вострякова Д. В., Мольков А. А., Чебан Е. Ю., Лещёв Г. В. (2021б) О формировании изолированной линзы речного стока круговоротом в Горьковском водохранилище // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 214–221. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-214-221.
- Корнева Л. Г. Фитопланктон водохранилищ бассейна Волги. Кострома: Костромской печатный дом, 2015. 284 с.
- Лаврова О. Ю., Соловьев Д. М., Строчков А. Я., Шендрик В. Д. Спутниковый мониторинг интенсивного цветения водорослей в Рыбинском водохранилище // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 3. С. 54–72.
- Мольков А. А., Капустин И. А., Ермаков С. А., Сергиевская И. А., Шомина О. В., Лазарева Т. Н., Даниличева О. А., Лещев Г. В. Гидрофизическая лаборатория ИПФ РАН «Геофизик» как эффективный инструмент лимнологического мониторинга // Науч. проблемы оздоровления российских рек и пути их решения: сб. ст. 2019. С. 214–218.
- Мольков А. А., Пелевин В. В., Федоров С. В., Корчёмкина Е. Н. Новый метод спутникового мониторинга оптически сложных внутренних водоемов с высокой пространственно-временной изменчивостью оптических свойств воды // Докл. Российской акад. наук. Физика, техн. науки. 2020. T. 492. № 1. C. 33–34.
- Петряхина Е. В., Селезнев В. А. Влияние недельного режима регулирования водного стока Волги на массовое развитие фитопланктона // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2016. Т. 25. № 1. С. 170–175.
- Эдельштейн К. К. Водные массы озерной части Горьковского водохранилища // Динамика вод. масс водохранилищ: сб. ст. М.; Л.: Наука, 1965. С. 29–38.
- Экологические проблемы верхней Волги. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. 427 с.
- Ansper A., Alikas K. Retrieval of Chlorophyll a from Sentinel-2 MSI Data for the European Union Water Framework Directive Reporting Purposes // Remote Sensing. 2018. V. 11. No. 1. Art. No. 64.
- Ermakov S. A., Kapustin I. A., Lazareva T. N., Sergievskaya I. A., Andriyanova N. V. On the Possibilities of Radar Probing of Eutrophication Zones in Water Reservoir // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2013. V. 49. No. 3. P. 307–314. DOI: 10.1134/S0001433813030055.
- Nalley J. O., O’Donnell D. R., Litchman E. Temperature effects on growth rates and fatty acid content in freshwater algae and cyanobacteria // Algal Research. 2018. V. 35. P. 500–507. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.09.018.
- Stal L. J. Cyanobacterial mats and stromatolites // Ecology of Cyanobacteria II. 2012. P. 65–125. DOI: 10.1007/978-94-007-3855-3.