ГИС гидроэкологической безопасности бассейна р. Селенги: структура, информационное наполнение и функциональные возможности

DOI: 10.35595/2414-9179-2023-1-29-88-103

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

С.В. Пьянков

Пермский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Букирева, д. 15, Пермь, Россия, 614990,
E-mail: pyankovsv@gmail.com

Е.Ж. Гармаев

Байкальский институт природопользования СО РАН,
ул. Сахьяновой, д. 6, г. Улан-Удэ, Республика Бурятия, Россия, 670047,
E-mail: garend1@yandex.ru

Р.К. Абдуллин

Пермский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Букирева, д. 15, Пермь, Россия, 614990

А.Н. Шихов

Пермский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Букирева, д. 15, Пермь, Россия, 614990

А.А. Аюржанаев

Байкальский институт природопользования СО РАН,
ул. Сахьяновой, д. 6, г. Улан-Удэ, Республика Бурятия, Россия, 670047

В.Н. Черных

Байкальский институт природопользования СО РАН,
ул. Сахьяновой, д. 6, г. Улан-Удэ, Республика Бурятия, Россия, 670047

Т.В. Судницына

Пермский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Букирева, д. 15, Пермь, Россия, 614990

Аннотация

Территория трансграничного бассейна р. Селенги — главного притока Байкала — характеризуется широким распространением опасных явлений климатической, гидрологической и геоморфологической природы. Для интеграции, отображения и анализа разнородных данных об этих явлениях, а также предоставления данных научному сообществу была разработана веб-ГИС «Гидроэкологическая безопасность бассейна р. Селенги». Структура веб-ГИС включает картографические слои и базы данных, которые характеризуют среднемноголетние и экстремальные климатические и гидрологические условия в бассейне р. Селенги, опасные природные процессы гидролого-геоморфологической природы, а также их негативное воздействие на ландшафты, населенные пункты и инфраструктуру. Для информационного наполнения веб-ГИС использовались как внешние базы данных и сервисы (многолетние ряды наблюдений метеостанций и гидропостов, данные проекта WorldClim, реанализ ERA5-Land), так и материалы, полученные в результате исследований авторов, которые ранее не публиковались. Программная реализация ГИС основана на открытых технологиях. Особенностью созданного веб-сервиса в сравнении с ранее опубликованными бассейновыми ГИС является развитый климатический блок, который позволяет оценивать различные проявления современного изменения климата в пределах бассейна р. Селенги. Также на сервисе впервые опубликованы данные о некоторых опасных природных процессах (таких, как сели или наледи). Перспективы развития и совершенствования веб-ГИС связаны с публикацией новых картографических слоев и баз данных, созданных авторами, с разработкой оценочных карт опасности и риска различных видов опасных гидрологических явлений, а также климатических характеристик на базе современного реанализа ERA5 и прогнозов будущего климата на XXI в. по различным сценариям.

Ключ. слова

веб-ГИС, бассейн р. Селенги, опасные гидрологические явления, изменения климата, картографирование

Список литературы

  1. Борисова Т.А. Геоэкологическая оценка природно-антропогенного риска в бассейне р. Селенга. Автореферат диссертации ... кандидата географических наук. Улан-Удэ, 2010. 23 с.
  2. Борщ С.В., Симонов Ю.А., Христофоров А.В. Система прогнозирования паводков и раннего оповещения о наводнениях на реках Черноморского побережья Кавказа и бассейна Кубани. Гидрометеорологические исследования и прогнозы, 2015. Спец. вып. 356. 247 с.
  3. Гармаев Е.Ж., Христофоров А.В. Водные ресурсы рек бассейна озера Байкал: основы их использования и охраны. Новосибирск: ГЕО, 2010. 227 с.
  4. Ермолаев О.П., Мальцев К.А., Мухарамова С.С., Харченко С.В., Веденеева Е.А. Картографическая модель речных бассейнов Европейской России. География и природные ресурсы, 2017. № 2. С. 27–36. DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2017-2(27-36).
  5. Калинин В.Г., Пьянков С.В. Применение геоинформационных технологий в гидрологических исследованиях: монография. Пермь: Алекс-Пресс, 2010. 2017 с.
  6. Фролова Н.Л., Белякова П.А., Григорьев В.Ю., Сазонов А.А., Зотов Л.В. Многолетние колебания стока рек в бассейне Селенги. Водные ресурсы, 2017. Т. 44. № 3. С. 243–255. DOI: 10.7868/S0321059617030105.
  7. Черных В.Н., Аюржанаев А.А., Жарникова М.А., Содномов Б.В., Шихов А.Н., Цыдыпов Б.З., Гармаев Е.Ж., Пьянков С.В. Картографирование наледей в трансграничном бассейне р. Чикой. Географический вестник, 2022. № 62 (3). С. 169–179. DOI: 10.17072/2079-7877-2022-3-169-179.
  8. Чернышов М.С. Природно-климатические и антропогенные факторы формирование уровенного режима озера Байкал. Автореферат диссертации ... кандидата географических наук. Иркутск, 2022. 22 с.
  9. Alexander L.V., Zhang X., Peterson T.C., Caesar J., Gleason B., Klein Tank A.M.G., Haylock M., Collins D., Trewin B., Rahimzadeh F., Tagipour A., Rupa Kumar K., Revadekar J., Griffiths G., Vincent L., Stephenson D.B., Burn J., Aguilar E., Brunet M., Taylor M., New M., Zhai P., Rusticucci M., Vazquez-Aguirre J.L. Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation. Journal of Geophysical Research, 2006. V. 111. D05109. DOI: 0.1029/2005JD006290.
  10. Ayzel G., Varentsova N., Erina O., Sokolov D., Kurochkina L., Moreydo V. OpenForecast: The First Open-Source Operational Runoff Forecasting System in Russia. Water, 2019. V. 11. No. 1546. DOI: 10.3390/w11081546.
  11. Bazhenova O.I., Bardash A.V., Makarov S.A., Opekunova M.Y., Tukhta S.A., Tyumentseva E.M. The functioning of erosion-channel systems of the river basins of the south of Eastern Siberia. Geosciences, 2020. V. 10. No. 176. DOI: 10.3390/geosciences10050176.
  12. Borsch S., Simonov Y., Khristoforov A., Semenova N., Koliy V., Ryseva E., Krovotyntsev V., Derugina V. Russian rivers streamflow forecasting using hydrograph extrapolation method. Hydrology, 2022. V. 9. No. 1. DOI: 10.3390/hydrology9010001.
  13. Bulygina O., Razuvaev V., Korshunova N., Groisman P. Climate variations and changes in extreme climate events in Russia. Environmental Research Letters, 2007. V. 2 (4). No. 045020. DOI: 10.1088/1748-9326/2/4/045020.
  14. Chernokulsky A., Kozlov F., Zolina O., Bulygina O., Mokhov I., Semenov V. Observed changes in convective and stratiform precipitation in Northern Eurasia over the last five decades. Environmental Research Letters, 2019. V. 14 (4). No. 045001. DOI: 10.1088/1748-9326/aafb82.
  15. Fick S.E., Hijmans R.J. WorldClim 2: New 1-km spatial resolution climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology, 2017. V. 37. P. 4302–4315. DOI: 10.1002/joc.5086.
  16. Frolov A.V., Asmus V.V., Borshch S.V., Vil’fand R.M., Zhabina I.I., Zatyagalova V.V., Krovotyntsev V.A., Kudryavtseva O.I., Leont’eva E.A., Simonov Y.A., Stepanov Y.A. GIS-Amur system of flood monitoring, forecasting, and early warning. Russian Meteorology and Hydrology, 2016. V. 41 (3). P. 157–169. DOI: 10.3103/S1068373916030018.
  17. Garmaev E.Z., P’yankov S.V., Shikhov A.N., Ayurzhanaev A.A., Sodnomov B.V., Abdullin R.K., Tsydypov B.Z., Andreev S.G., Chernykh V.N. Mapping modern climate change in the Selenga River basin. Russian Meteorology and Hydrology, 2022. V. 47 (3). P. 113–122. DOI: 10.3103/S1068373922020054.
  18. Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Turubanova S.A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S.V., Goetz S.J., Loveland T.R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C.O., Townshend J.R.G. et al. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change. Science, 2013. V. 342. P. 850–853. DOI: 10.1126/science.1244693.
  19. Harris I., Jones P.D., Osborn T.J., Lister D.H. Updated high-resolution grids of monthly climatic observations—the CRU TS3.10 Dataset. International Journal of Climatology, 2014. V. 34. P. 623–642. DOI: 10.1002/joc.3711.
  20. Kichigina N.V. Flood hazard on the rivers of the Baikal Region. Geography and Natural Resources, 2018. V. 39 (2). P. 120–129. DOI: 10.1134/S187537281802004X.
  21. Muñoz-Sabater J., Dutra E., Agustí-Panareda A., Albergel C., Arduini G., Balsamo G., Boussetta S., Choulga M., Harrigan S., Hersbach H., Martens B., Miralles D.G., Piles M., Rodríguez-Fernández N.J., Zsoter E., Buontempo C., Thépaut J.-N. ERA5-land: A state-of-the-art global reanalysis dataset for land applications. Earth System Science Data, 2021. V. 13 (9). P. 4349–4383. DOI: 10.5194/essd-13-4349-2021.
  22. Pyankov S., Shikhov A., Ayurzhanaev A., Chernykh V., Abdullin R., Shabalina T. Application of GIS technologies to assess hydrological and environmental safety of the Selenga River basin. Science and Global Challenges of the 21st Century—Science and Technology. Perm Forum 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, 2022. Springer, Cham. V. 342. DOI: 10.1007/978-3-030-89477-1_13.
  23. Sinyukovich V.N., Chernyshov M.S. Water regime of Lake Baikal under conditions of climate change and anthropogenic influence. Quaternary International, 2019. V. 524. P. 93–101. DOI: 10.1016/j.quaint.2019.05.023.
  24. Tsydypov B.Z., Sodnomov B.V., Chernykh V.N., Ilyin Y.M., Gurzhapov B.O., Ayurzhanaev A.A., Semenova M.V., Zharnikova M.A., Alymbaeva Z.B., Batotsyrenov E.A., Li F., Cheng H., Bazarzhapov T., Boldanov T., Dong S., Garmaev E.Z. Intensity assessment of еrosion-accumulative processes in the Selenga middle mountains (case study of the gully network of the Nizhnyaya Bulanka depression, Western Transbaikalia). Geosciences (Switzerland), 2020. V. 10 (10). P. 1–15. DOI: 10.3390/geosciences10100387.

Для цитирования: Пьянков С.В., Гармаев Е.Ж., Абдуллин Р.К., Шихов А.Н., Аюржанаев А.А., Черных В.Н., Судницына Т.В. ГИС гидроэкологической безопасности бассейна р. Селенги: структура, информационное наполнение и функциональные возможности. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2023. Т. 29. Ч. 1. С. 88–103 DOI: 10.35595/2414-9179-2023-1-29-88-103

For citation: Pyankov S.V., Garmaev E.Zh., Abdullin R.K., Shikhov A.N., Aurzhanaev A.A., Chernykh V. N., Sudnitsyna T.V. GIS of hydrological and environmental safety of the Selenga River Basin: structure, content and functionality. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2023. V. 29. Part 1. P. 88–103. DOI: 10.35595/2414-9179-2023-1-29-88-103 (in Russian)