Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-5-210-221

Ключевые слова: remote sensing, reservoir silting, shoreline position, river sediments, дистанционное зондирование, заиливание водохранилищ, landsat, урез воды, речные отложения

Аннотация: Шардаринское вдхр. (Казахстан) с объёмом 5,2 км³, построенное в 1967 г. на р. Сырдарье в бассейне Аральского моря, является последним в цепи Нарын-Сырдарьинского каскада ГЭС. Нижняя, равнинная, часть речного бассейна р. Сырдарьи сложена лёссовидными супесями и суглинками. Это приводит к размыванию русла реки и формированию стока взвешенных и донных наносов, которые попадают в ложе Шардаринского вдхр. Водохранилище работает в ирригационном режиме и почти ежегодно срабатывается ниже горизонта мёртвого объёма. При этом осушается значительная часть дна резервуара и появляется возможность спутниковой диагностики долговременных изменений его рельефа, связанных с процессами заиливания. Снимки Landsat-5 TM, Landsat-7, ETM и Landsat-8 OLI двух периодов: 1999- 2002 гг. (13 сцен) и 2020-2021 гг. (21 сцена) - использовались для мониторинга распространения водного зеркала водохранилища при различных уровнях воды. На базе этой информации были созданы 3D-модели рельефа дна по состоянию на 1999-2002 и 2020-2021 гг. Водное зеркало распознавалось с помощью нормализованного разностного водного индекса NDWI (англ. Normalized Difference Water Index). Информация по уровням воды бралась из данных гидрологического поста «вдхр. Шардаринское - г. Шардара» РГП «Казгидромет» в день пролёта спутника. Изменения в распространении водного зеркала водохранилища на различных высотах, произошедшие за 20 лет, позволили оценить активность процессов заиливания дна резервуара. В результате проведённых исследований были зарегистрированы разнонаправленные тенденции. Изменения водного режима водохранилища, и в частности строительство в 2011 г. ирригационного машинного канала с водозабором в верхней, юго-восточной, части водохранилища, привело к размыву части речных отложений в этой зоне. В целом степень заиливания периодически осушаемой части дна Шардаринского вдхр. за последние 20 лет оказалась незначительной, всего (+4,4 см), что соответствует скорости накопления речных наносов в 1,3±0,5 млн м³ в год. По всей видимости, этому положению способствует техническая возможность и регулярная практика срабатывания водохранилища ниже горизонта мёртвого объёма, а также строительство машинного канала, откачивающего воду и взвеси из верхней части резервуара. The Shardara Reservoir (Kazakhstan) with a volume of 5.2 km³, built in 1967 on the Syrdarya River in the Aral Sea basin, is the last in the chain of the Naryn-Syrdarya cascade of hydroelectric power plants. The lower, flat part of the river basin is composed of loess-like sandy loams and loams. This leads, due to the erosion of the riverbed, to the formation of a significant runoff of suspended and bottom sediments in the Syrdarya River, which enter into the Shardara Reservoir bed. The Reservoir operates in irrigation mode and is triggered almost annually below the dead volume horizon. In this case, a significant part of the Reservoir bottom is drained and satellite diagnostics of long-term changes in its relief becomes possible, which is associated with the activity of silting processes. Landsat-5 TM, Landsat-7 ETM+ and Landsat-8 OLI data of two periods: 1999-2002 (13 scenes) and 2020-2021 (21 scenes) were used to monitor the distribution of the Reservoir water mirror at different water levels The Normalized Water Difference Index (NDWI) was used to recognize the Reservoir water mirror. The shorelines altitude was equated to the average daily water level altitude in the Reservoir, registered at the RSE Kazhydromet hydro station, ID-16910 (Res. Shardara - Shardara city) on the day of the satellite overpass. Changes in the distribution of the Reservoir water mirror at various water levels that occurred over 20 years allowed us to assess the activity of the processes of silting of the Reservoir bottom. As a result of the conducted research, multidirectional silting trends were registered. Changes in the Reservoir water regime, and in particular, the construction in 2011 of an additional irrigation canal with water intake in the southeastern part of the Reservoir, led to the erosion of a part of river sediments in this zone. In general, the silting degree of the periodically drained bottom of the Shardara Reservoir over the past 20 years has turned out to be insignificant, only (+4.4 cm), which corresponds to the rate of accumulation of river sediments of 1.3±0.5 million m³ per year. Apparently, this is facilitated by the technical possibility and regular practice of triggering the Reservoir below the horizon of the dead volume, as well as the construction of a machine channel pumping water and suspensions from the upper part of the Reservoir.

Журнал: Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса

Выпуск журнала: Т. 19, № 5

Номера страниц: 210-221

ISSN журнала: 20707401

Место издания: Москва

Издатель: Институт космических исследований Российской академии наук

• Абаев Н. Н. (РГП«Казгидромет»)
• Сагатдинова Г. Н. (Институт информационных и вычислительных технологий)
• Маглинец Ю. А. (Институт космических и информационных технологий СФУ)
• Терехов А. Г. (Институт информационных и вычислительных технологий)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)