Формирование водного стока малой городской реки Сетуни (Москва)

   Рост московского мегаполиса определил глубокие изменения гидрологических процессов рек, расположенных в черте города. В статье на основе данных мониторинга на реке Сетуни, осуществлявшегося на сети станций в бассейне в 2019–2024 гг., проводится оценка формирования речного стока в условиях урбанизации. Распространение непроницаемых поверхностей (от 25 до почти 40 % водосборов разных постов), влияние промышленных и коммунальных стоков объясняет формирование особого типа водного режима, который характеризуется определяющей ролью летних дождевых паводков по сравнению с половодьем, их большим количеством (до 29 в год) и малым временем бассейнового добегания. С применением модели расчленения стока GrWat выявлено, что двукратное увеличение плотности жилых районов и непроницаемых территорий вниз по течению реки не влияет на соотношение источников питания реки. Свойствами формирующегося водного режима являются размытие сезонной структуры гидрографа и трансформация грунтовой составляющей стока в техногенно преобразованную, отличающуюся большим по сравнению с естественными условиями объемом стока. В разные годы на разных станциях она определяет от 50 до 75 % годового стока, объем весеннего половодья – от 3,8 до 16,7 %, а дождевого стока – от 20 до 33,3 %. По сравнению со второй половиной XX в., увеличение больше чем на 15 % (на 30 км²) площади селитебных территорий, зимние оттепели, в том числе вызванные региональными климатическими изменениями, определили двукратное снижение водности весеннего половодья и почти десятикратный рост повторяемости паводков. Все это приводит к ежегодным наводнениям в долине реки и ущербам инфраструктуре города, что определяет актуальность результатов мониторинга для городского хозяйства.

1. Болгов М.В., Филиппова И.А., Харламов М.А. Современные изменения гидрологического режима и водообеспечение Московского региона // Метеорология и гидрология. 2020. № 8. С. 29–36.

2. Брусова Н.Е., Кузнецова И.Н., Нахаев М.И. Особенности режима осадков в Московском регионе в 2008–2017 гг. // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2019. № 1. С. 127–172.

3. Власов Д.В., Кукушкина О.В., Кошелева Н.Е. и др. Уровни и факторы накопления металлов и металлоидов в придорожных почвах, дорожной пыли и их фракции РМ10 в Западном округе Москвы // Почвоведение. 2022. № 5. С. 538–555.

4. Горбаренко А.В., Варенцова Н.А., Киреева М.Б. Трансформация стока весеннего половодья и паводков в бассейне верхней Волги под влиянием климатических изменений // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2021. № 4. С. 6–28. DOI: 10.35567/1999-4508-2021-4-1.

5. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Поповичева О.Б. и др. Загрязнение Московского мегаполиса: мониторинг химического состава микрочастиц в системе атмосфера – снег – дорожная пыль – почвы – поверхностные воды // Метеорология и гидрология. 2023. № 5. С. 5–19.

6. Коронкевич Н.И., Барабанова Е.А., Георгиади А.Г. и др. Оценка антропогенных воздействий на водные ресурсы России // Вестник РАН. 2019. Т. 89. № 6. С. 603–614.

7. Коронкевич Н.И., Мельник К.С. Трансформация стока под влиянием ландшафтных изменений в бассейне реки Москвы и на территории города Москвы // Водные ресурсы. 2015. Т. 42. № 2. С. 133–143. DOI: 10.7868/S0321059615020066.

8. Крюков В.А., Голубева Е.И. Оценка изменений природоохранных режимов городской ООПТ в ГИС-среде // ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий : материалы Международной конф. 2021. Т. 27. Ч. 3. С. 323–334. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-323-334.

9. Рец Е.П., Киреева М.Б., Самсонов Т.Е. и др. Алгоритм автоматизированного расчленения гидрографа по методу Б.И. Куделина GrWat: проблемы и перспективы // Водные ресурсы. 2022. Т. 49. № 1. С. 27–42. DOI: 10.31857/S032105962201014X.

10. Стулов Е.А. Влияние города Москвы на усиление летних осадков // Метеорология и гидрология. 1993. № 11. С. 34–41.

11. Цыпленков А.С., Черницова О.В., Кошелева Н.Е. и др. ГИС-моделирование баланса наносов и загрязняющих веществ в бассейне р. Сетунь (Москва). Инженерная экология – 2021 (Москва, 1–3 дек. 2021 г.) : доклады Международного симпозиума. М., 2021. С. 172–176.

12. Чалов С.Р., Платонов В.С., Морейдо В.М. и др. Реакция водного стока малой городской реки на экстремальные дождевые осадки на территории Москвы в 2020 и 2021 гг. // Метеорология и гидрология. 2023. № 2. С. 69–79. DOI: 10.52002/0130-2906-2023-2-69-79.

13. Чижова Ю.Н., Рец Е.П., Тебенькова Н.А. и др. Двухкомпонентное расчленение гидрографа реки Протвы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2021. № 6. С. 62–76.

14. Ярынич Ю.И., Варенцов М.И., Платонов В.С. и др. Влияние московского мегаполиса на осадки теплого периода в зависимости от крупномасштабных атмосферных условий // Водные ресурсы. 2023. Т. 50. № 5. С. 550–560. DOI: 10.31857/S0321059623600151.

15. Chalov S.R., Platonov V.S., Erina O.N. et al. Rainstorms impacts water, sediment and trace elements loads in an urbanized catchment within Moscow city: case study of summer 2020 and 2021, Theoretical and applied climatology, 2023, vol. 151, p. 871–889, DOI: 10.1007/s00704-022-04298-9.

16. Kong D., McVicar T.R., Xiao M. et al. Phenofit: An R package for extracting vegetation phenology from time series remote sensing, Methods Ecol. Evol., 2022, vol. 13, no. 7, p. 1508–1527, DOI: 10.1111/2041-210X.13870.

17. Savitzky A., Golay M.J.E. Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures, Anal. Chem., 1964, vol. 36, no. 8, p. 1627–1639.

18. Sokolov D.I., Erina O.N., Tereshina M.A. et al. Impact of Mozhaysk Dam on the Moscow river sediment transport, Geogr. Environ. Sustain., 2020, vol. 13, no. 4, p. 24–31, DOI: 10.24057/2071-9388-2019-150.

19. Tereshina M.A., Erina O.N., Sokolov D.I. et al. Nutrient dynamics along the Moskva River under heavy pollution and limited self-purification capacity, E3S Web of Conferences, 2020, vol. 163, p. 05014.

20. Varentsov M.I., Wouters H., Platonov V.S. et al. Megacity-induced mesoclimatic effects in the lower atmosphere: A modeling study for multiple summers over Moscow, Russia, Atmosphere (Basel), 2018, vol. 9, no. 2, p. 50, DOI: 10.3390/atmos9020050.

21. OpenStreetMap, URL: https://www.openstreetmap.org/ (дата обращения 11. 02. 2024).

22. Samsonov T. GrWat: River Hydrograph Separation and Analysis. R package version 0.0.4.9000, URL: https://tsamsonov.github.io/grwat/, https://github.com/tsamsonov/grwat (дата обращения 11. 02. 2024).