Express-Diagnostics of the Water Sources of a Small Arctic River by the Results of Short-Time Hydrological Survey, Chaunskaya Lowland, Chukotka

T. S. Gubareva; Губарева Т. С.; A. G. Boldeskul; Болдескул А. Г.; O. D. Tregubov; Трегубов О. Д.; A. M. Tarbeeva; Тарбеева А. М.; V. V. Shamov; Шамов В. В.; L. S. Lebedeva; Лебедева Л. С.; T. N. Lutsenko; Луценко Т. Н.

doi:10.31857/S032105962301008X

Express-Diagnostics of the Water Sources of a Small Arctic River by the Results of Short-Time Hydrological Survey, Chaunskaya Lowland, Chukotka

Authors: Gubareva T.S.¹^,2, Boldeskul A.G.², Tregubov O.D.³, Tarbeeva A.M.⁴, Shamov V.V.²^,5, Lebedeva L.S.⁵, Lutsenko T.N.²
Affiliations:
1. Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences, 119333, Moscow, Russia
2. Pacific Geographical Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, 690041, Vladivostok, Russia
3. North-East Interdisciplinary Scientific Research Institute, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, 685000, Magadan, Russia
4. Moscow State University, 119991, Moscow, Russia
5. Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 677010, Yakutsk, Russia
Issue: Vol 50, No 1 (2023)
Pages: 15-27
Section: ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И РЕЖИМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
URL: https://journals.eco-vector.com/0321-0596/article/view/660022
DOI: https://doi.org/10.31857/S032105962301008X
EDN: https://elibrary.ru/EDDQMP
ID: 660022

Cite item

Full Text

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The article gives the results of generalization of a short-time expedition hydrological–hydrochemical survey in an arctic river basin in the northeastern part of Chaunskaya Lowland in the northern Chukotka, carried out in July 2020. At a scale of a small Yanranaivaam River basin, the structure of water masses was analyzed, and the catchments of individual tributaries with intense development of cryogenic processes were identified; these processes have an effect on water chemistry, in particular, in a higher concentration of hydrocarbonate ions, dissolved ferrum, and dissolved organic carbon. Two-tracer mixing model was used to identify and evaluate the contributions of water sources and their spatial relationships at the moment of survey. The main river water sources are atmospheric waters (mostly snowmelt water), slope soil water of the seasonally thawed layer (STL), and melt water of bald-mountain ice. The dominating water source in the catchments of the middle and upper parts of the basin is atmospheric water (67–78%), and that in the catchments of the lower part of the basin is STL soil water (59–64%). River recharge by meltwater of bald-mountain ice is typical of the entire basin, and at the moment of survey it accounted for 10–14% of the total.

Keywords

arctic river basin, hydrochemical survey, water sources, two-tracer mixing model

References

Васильев А.А., Никитин К.А., Стрелецкая И.Д., Облогов Г.Е., Задорожная Н.А. Современные тренды эволюции криолитозоны Российской Арктики при климатических изменениях // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2019. Вып. 6. С. 16‒20.
Геокриологическая карта СССР. Масштаб 1 : : 2 500 000 / Под ред. К.А. Кондратьева, В.Е. Афанасенко, А.В. Гаврилов и др. Винница: Винницкая картогр. ф-ка, 1996. 16 л.
Глотов В.Е., Глотова Л.П. Подземные воды класса на северо-востоке России (горные районы криолитозоны) // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2016. № 2. С. 19‒28.
Государственная геологическая карта РФ. Геологическая карта. Масштаб 1 : 1 000 000. Лист R-58(60) Билибино / Составил Г.Ф. Журавлев. СПб.: ВСЕГЕИ, 1998.
Государственная геологическая карта РФ. Карта четвертичных образований. Масштаб 1 : 1 000 000. Лист R-58(60) Билибино / Составили Л.П. Дубкова, С.Л. Казаринов. СПб.: ВСЕГЕИ, 1998.
Гравис Г.Ф. Гольцовый лед и закономерности его образования // Подземный лед. М.: Изд-во МГУ, 1965. С. 100‒111.
Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Солопов Н.В. Модель смешения четырех источников питания речного стока с использованием гидрохимических трассеров в задаче разделения гидрографа // Вод. ресурсы. 2018. № 6. С. 583‒595.
Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Шамов В.В., Болдескул А.Г., Кожевникова Н.К. Разделение гидрографа стока на генетические составляющие // Метеорология и гидрология. 2015. № 3. С. 97‒108.
Ефимов В.А., Чалов С.Р. и др. Оценка стока воды, концентраций наносов и химических веществ в устье реки Колымы по результатам полевых исследований 2019 г. // Четвертые Виноградовские чтения. СПб.: Изд-во ВВМ, 2020. С. 1064‒1069.
Кириллов В.А., Осинцев В.А., Рытиков Н.В. Отчет о производстве поисков пресных вод в бассейне р. Янранайвеем для водоснабжения пос. Янранай за 1973 год // Геологический отчет. № 2866. Магадан, 1974. 159 с.
Колосов Р.А., Прокушкин А.С. Гидрохимический режим рек криолитозоны Среднесибирского плоскогорья // Тр. III Всерос. науч. конфер. с междун. участием. Водные и экологические проблемы Сибири и Центральной Азии. Барнаул: ИВЭП СО РАН, 2017. С. 114‒121.
Конищев В.Н. Реакция вечной мерзлоты на потепление климата // Вестн. МГУ. Сер. 5, География. 2009. № 4. С. 10‒20.
Конищев В.Н., Рогов В.В. Влияние криогенеза на сток растворенного вещества реками в криолитозоне // Криосфера Земли. 2006. № 4. С. 3–8.
Лебедева Л.С., Ефремов В.С., Христофоров И.И. и др. Талики и формирование речного стока на малом водосборе в сплошной криолитозоне Центральной Якутии // III Виноградовские чтения. Грани гидрологии. СПб.: Наукоемкие технологии, 2018. С. 62‒65.
Марков М.Л. Оценка влияния криогенных явлеий и процессов на питание рек России подземным водами // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2020. Т. 2. Вып. 2. С. 112‒122.
Свистов П.Ф., Семенец Е.С., Павлова М.Т. Атмосферные осадки: 60 лет регулярных наблюдений // Природа. 2018. №. 8. С. 51‒57.
Семенец Е.С., Свистов П.Ф., Талаш А.С. Химический состав атмосферных осадков Российского Заполярья // Изв. Томского политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. С. 27‒36.
Тананаев Н.И., Лебедева Л.С. Органическая составляющая взвешенного вещества малых водотоков Енисейского севера в летне-осенний период // География и природ. ресурсы. 2018. № 2. С. 87‒95.
Тарбеева А.М., Трегубов О.Д., Лебедева Л.С. Структура склоновой ложбинной сети криолитозоны в окрестностях г. Анадыря // Геоморфология. 2021. № 1. С. 109‒120.
Трегубов О.Д. Об устойчивости тундр к техногенному воздействию и глобальным изменениям среды // Вестн. ДВО РАН. 2010. № 4. С. 79‒89.
Трегубов О.Д., Гарцман Б.И., Тарбеева А.М. и др. Пространственная и временнáя динамика источников питания и водного режима реки Угольная-Дионисия (Анадырская низменность, Чукотка) // Вод. ресурсы. 2021. № 4. С. 427‒438.
Тумской В.Е. Особенности криолитогенеза отложений северной Якутии в среднем неоплейстоцене–голоцене // Криосфера Земли. 2012. № 1. С. 12–21.
Cristophersen N., Hopper R.P. Multivariate analysis of stream water chemical data: the use of principal component analysis for the end-member mixing problem // Water Resour. Res. 1992. V. 28. № 1. P. 99‒107.
Hooper R.P. Diagnostic tools for mixing models of stream water chemistry // Water Resour. Res. 2003. V. 38. №. 3. https://doi.org/10.1029/2002WR001528
Kane D.L., Hinzman L.D., Benson C.S., Liston G.E. Snow hydrology of a headwater Arctic basin // Wat. Resour. Res. 1991. V. 27. № 6. P. 1099–1109.
McNamara J.P., Kane D.L., Hinzman L.D. An analysis of streamflow hydrology in the Kuparuk River Basin, Arctic Alaska: a nested watershed approach // J. Hydrol. 1998. V. 206. № 1‒2. P. 39–57.
Tarbeeva A., Lebedeva L., Efremov V., Shamov V., Makarieva O. Water tracks in the lower Lena river basin // E3S Web of Conferences. 2020. V. 163. P. 04007. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016304007
Woo M.-K. Permafrost Hydrology. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2012. 563 p.