Natural and anthropogenic changes in river suspended sediment runoff in the Indigirka River basin

封面

如何引用文章

全文:

详细

The hydrometeorological conditions of river flow formation and the state of permafrost in the Indigirka River basin have changed since the 1990s. An increase of water runoff in the basin (by 20% or less) and water temperature (by 0.5–1°C) was a reaction to these changes. Therefore, an increase in sediment yield was to be expected. But that didn’t happen. It decreased by 6–33% in the 1990s and 2000s. But, subsequently, sediment yield increased by 50–220%. The reasons for the lack of positive dynamics could be negative processes in the mining industry since the 1990s, as well as changes in the monitoring system. Therefore, the objectives of the study were to analyze the gauge hydrological data, the long-term dynamics of water and sediment runoff, the stream temperature of rivers in the Indigirka River basin, the features of local mining, and the assessment of the contribution of anthropogenic and natural factors to the long-term variability of sediment runoff. Materials from 22 hydrological gauges in the Indigirka basin, satellite images, and various mining industry data were the information basis of this research. The rivers and areas in the Indigirka River basin affected by mining have been identified. The analytical links between the annual sediment runoff and its hydrological factors were substantiated. It was found that the negative processes in the mining industry at the turn of the 20th and 21st centuries explain less than 20–40% of the decrease of sediment runoff, the rest of the decrease in runoff is due to natural hydrological changes. After, a significant increase in sediment runoff was provided by both hydrometeorological and anthropogenic factors. For the first time, a comprehensive analysis of the reliability of stationary observation data has been carried out; a GIS of developed deposits and disturbed floodplain-channel complexes has been created.

作者简介

D. Magritsky

Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University

Email: magdima@yandex.ru
Moscow, Russia

D. Shkolnyi

Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

P. Ilyushina

Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

参考

  1. Алексеевский Н.И., Сидорчук А.Ю. Ускоренная эрозия в нарушенных горными работами ландшафтах (на примере бассейнов рек Омолоя и Яны) // Экологические проблемы эрозии почв и русловых процессов. М., 1992. С. 187–198.
  2. Бабич Д.Б., Коротаев В.Н., Магрицкий Д.В., Михайлов В.Н. Нижняя Индигирка: устьевые и русловые процессы. М.: ГЕОС, 2001. 202 с.
  3. Батугина Н.С., Ноговицын Р.Р. Добыча золота в Республике Саха (Якутия). Тенденции и перспективы // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2021. № 1-6 (175). С. 75–80.
  4. Бобровицкая Н.Н. Водноэрозионные процессы на склонах и сток наносов рек в современных условиях // Труды VI Всероссийского гидрологического съезда. М., 2008. С. 228–233.
  5. Боровиков В.П. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере. СПб.: ПИТЕР, 2003. 688 с.
  6. ВСН 01-73. Указания по расчету стока наносов. Л., 1973. 28 с.
  7. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М, 2014. 1018 с.
  8. Геоэкологическое состояние арктического побережья России и безопасность природопользования / под ред. Н.И. Алексеевского. М.: ГЕОС, 2007. 585 с.
  9. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1984. 261 с.
  10. Ефремов Э.И., Никифорова В.В. Отраслевые особенности и территориальные аспекты развития сырьевой экономики Республики Саха (Якутия). СПб.: “Реноме”, 2014. 224 с.
  11. Замана Л.В., Вахнина И.Л. Влияние россыпной золотодобычи на природные комплексы речных долин бассейна р. Амур (Восточное Забайкалье, Россия) // Геосферные исследования. 2020. № 2. С. 83–89.
  12. Захарова Т.Г. Изменение качества речных вод в результате развития горнодобывающих предприятий // Антропогенное воздействие на водные ресурсы Якутии. Якутск, 1984. С. 36–39.
  13. Золотые реки: Выпуск 1. Амурский бассейн / под ред. Е.А. Симонова. Владивосток: WWF, 2012 г. 120 с.
  14. Иванов В.В. Трансформация природных комплексов при недропользовании в условиях Якутии. Новосибирск: Наука, 2015. 248 с.
  15. Кадастр к карте наледей Северо-Востока СССР масштаба 1:2000000. Магадан: ЦКТЭ СВ ГУ, 1958. 398 с.
  16. Костромин М.В., Юргенсон Г.А., Позлутко С.Г. Проблемы дражной разработки континентальных россыпей. Новосибирск: Наука, 2007. 180 с.
  17. Лисицына К.Н. Сток взвешенных наносов Сибири // Тр. ГГИ. 1974. Вып. 210. С. 48–72.
  18. Магрицкий Д.В. Факторы и закономерности пространственной и многолетней изменчивости поступления речных наносов в моря Российской Арктики // Вопросы географии. Сер. География полярных регионов. 2016. Вып. 142. С.444–466.
  19. Магрицкий Д.В. Климатические изменения на северо-востоке азиатской части России // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции “Современные тенденции и перспективы развития гидрометеорологии в России”. Иркутск, 2023. С. 345–353.
  20. Магрицкий Д.В. Климатически обусловленные и антропогенные изменения стока взвешенных наносов главных арктических рек Сибири и Дальнего Востока РФ // Труды IV Всероссийской конференции “Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития”. СПб., 2020. С. 248–253.
  21. Магрицкий Д.В. Сток наносов рек бассейна Алдана и горнодобывающая деятельность // Известия РГО. 2023. № 2. С. 73–87.
  22. Макарьева О.М., Шихов А.Н., Осташов А.А., Нестерова Н.В. Наледи бассейна р.Индигирка по современным снимкам Landsat и историческим данным // Лед и снег. 2019. Т. 59. № 2. С. 201–212.
  23. Макарьева О.М., Шихов А.Н., Землянскова А.А., Алексеев В.Р., Нестерова Н.В., Осташов А.А. Гигантские наледи-тарыны Северо-Востока России по данным Кадастра (1958 г.) и космическим снимкам 1973–2021 гг. // Криосфера Земли, 2023, т. XXVII, № 6, с. 27–39.
  24. Матвеев А.И., Еремеева Н.Г. Технологическая оценка месторождений олова Якутии. Новосибирск: акад. Изд. “Гео”, 2011. 119 с.
  25. Миронова С.И. Результаты научно-практических исследований нарушенных земель Якутии // 2021. № 5. С. 128–132.
  26. Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 6. Часть III. Составление и подготовка к печати гидрологического ежегодника. Л., 1958. 290 с.
  27. Научно-прикладной справочник: Многолетние колебания и изменчивость водных ресурсов и основных характеристик стока рек РФ. СПб., 2021. 190 с.
  28. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 17. Лено-Индигирский район. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 652 с.
  29. СКИОВО. Схема комплексного использования и охраны водных объектов бассейна р. Индигирка. Книга 1. М.: ООО “ВЕД”, 2011. 196 с.
  30. Сток наносов, его изучение и географическое распределение / под общ. ред. А.В. Караушева. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 240 с.
  31. Фролова Н.Л., Магрицкий Д.В., Киреева М.Б., Григорьев В.Ю., Гельфан А.Н., Сазонов А.А., Шевченко А.И. Сток рек России при происходящих и прогнозируемых изменениях климата: обзор публикаций. 1. Оценка изменений водного режима рек России по данным наблюдений // Водные ресурсы. 2022. Том 4. № 3. С. 251–269.
  32. Чалов С.Р., Прокопьева К.Н., Школьный Д.И., Цыпленков А.С. Воздействие отработанных месторождений россыпной платины на речную систему р. Вывенки (Камчатский край) // Известия ИГУ. 2023. Том 45. С. 127–149.
  33. Якутия. М.: Наука, 1965. 467 с.
  34. Costard F., Dupeyrat L., Gautier E., Carey-Gailhardis E. Fluvial thermal erosion investigations along a rapidly eroding river bank: Application to the Lena River (Central Siberia) // Earth Surf. Process. Landforms. 2003. No 28. Pp. 1349–1359.
  35. Dogliotti A.I., Ruddick K.G., Nechad B., Doxaran D., Knaeps E. A single algorithm to retrieve turbidity from remotely-sensed data in all coastal and estuarine waters // Remote Sensing of Environment. 2015. Vol. 156. Pp. 157–168. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.09.020
  36. Klein K.P., Lantuit H., Heim B., Doxaran D., Juhls B., Nitze I., Walch D., Poste A., Søreide Janne E. The Arctic Nearshore Turbidity Algorithm (ANTA) — A multi sensor turbidity algorithm for Arctic nearshore environments // Science of Remote Sensing. 2021. Vol. 4. https://doi.org/10.1016/j.srs.2021.100036
  37. Magritsky D.V., Vasilenko A.N., Frolova N.L. and Shevchenko A.I. Temporal and spatial patterns of changes in thermal regime of the rivers in the Northeast of the Asian part of Russia. 1. Assessment of Changes in the Water Temperature // Water Resources. 2023 (а). Vol. 50, No. 2. Pp. 190–201.
  38. Magritsky D.V., Vasilenko A.N., Frolova N.L. Temporal and spatial patterns of changes in thermal regime of the rivers in the Northeast of the Asian part of Russia. 2. Changes in the Heat Flux // Water Resources. 2023(б). Vol. 50. No. 2. Pp. 202–214.
  39. Shikhov A., Ilyushina P., Makarieva O., Zemlianskova A., Mozgina M. Satellite-based mapping of gold-mining-related land-cover changes in the Magadan Region, Northeast Russia // Remote Sensing. 2023. Vol. 15. No 14: 3564.
  40. Shkolnyi D., Magritsky D., Chalov S. Impact of open-cast placer mining on sediment transport across Far Eastern rivers of Russia // International Journal of Sediment Research. 2024. Vol. 39. No. 5. Pp. 702–713.
  41. Streletskiy D.A., Maslakov A., Grosse G., Shiklomanov N.I., Farquharson L., Zwieback S., Iwahana G., Bartsch A., Liu Liu, Strozzi T., Lee H., Debolskiy M.V. Thawing permafrost is subsiding in the Northern Hemisphere- review and perspectives // Environmental Research Letters. 2025. Vol. 20. No 1. Pp. 1–16.
  42. Tao H., Song K., Wen Z., Liu G., Shang Y., Fang C., Wang Q. Remote sensing of total suspended matter of inland waters: Past, current status, and future directions // Ecological Informatics. 2025. Vol. 86. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2025.103062
  43. Vasilenko A., Frolova N., Grigoriev V.Y., Magritsky D., Shevchenko A., Winde F. Spatio-temporal variability of water temperature of arctic rivers in Russia over the past 60 years // Appl. Sci. 2024. No 14:10942. Pp. 1–27.
  44. Vasilenko A.N., Magritsky D.V., Frolova N.L., Shevchenko A.I. Features of a long-term heat flux formation of the large Russian Arctic rivers and its transformations in estuaries under the influence of climate-induced and dam-induced effects // Geography, Environment, Sustainability. 2022. No 4(15). Pp. 158–170. http://atlaspacket.vsegei.ru/#ab5af961d7b653251 — открытая Геоинформационная система: Атлас “Недра России” (дата обращения: 02.11.2023).
  45. https://minpriroda.sakha.gov.ru/ — официальный сайт Министерства экологии, природопользования и лесного хозяйства Республики Саха (Якутия) (дата обращения: 21.03.2025).
  46. https://earthengine.google.com/ — интернет-платформа Google Earth Engine (дата обращения: 27.03.2025).
  47. http://hydroweb.meteo.ru — Информационный портал «Гидрологическая сеть Росгидромета и Белгидромета. Реки, каналы, озера и водохранилища» (дата обращения: 27.03.2025).
  48. https://gold.1prime.ru — ПРАЙМ ЗОЛОТО — Вестник золотопромышленника, отраслевой портал агентства “Прайм” (дата обращения: 07.07.2025).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025