Тема: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОДНОГО БАЛАНСА И РЕЖИМА БЕССТОЧНЫХ ОЗЕР НА ПРИМЕРЕ ОЗЕРА ЧАД В ЦЕНТРАЛЬНОЙ АФРИКЕ И ОЗЕРА ЧАПЫ В НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Актуальность исследования
Бессточные озера, не имеющие поверхностного стока, представляют собой уникальные природные объекты, чей водный баланс формируется под влиянием осадков, испарения и подземного притока. Их устойчивость к внешним воздействиям крайне ограничена, что делает их уязвимыми к климатическим изменениям и антропогенной деятельности. Изучение таких озер, как Чад (Центральная Африка) и Чаны (Западная Сибирь, Россия), приобретает особую значимость в контексте глобального потепления и роста нагрузки на водные ресурсы. Эти водоемы являются индикаторами экологических изменений: их динамика отражает как естественные климатические циклы, так и последствия хозяйственного освоения территорий [1]. Например, озеро Чад за последние 60 лет потеряло 90% своей площади, что связывают с сочетанием засух и нерационального использования воды для орошения [2]. Озеро Чаны, в свою очередь, сталкивается с проблемой эвтрофикации из-за сельскохозяйственного загрязнения [3]. Сравнительный анализ их гидрологических характеристик позволяет выявить общие закономерности и региональные особенности, что необходимо для разработки стратегий устойчивого управления водными ресурсами.
Цель и задачи исследования:
Целью работы является проведение сравнительного анализа гидрологических характеристик бессточных озер Чад и Чаны на основе формирования водного баланса озер. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
1. Охарактеризовать (по литературным источникам) историю и эволюцию изучаемых озер хозяйственной деятельности на их водосборах;
2. Привести анализ гидрометеорологических данных по стационарным и спутниковым наблюдениям и создать информационную базу для выполнения исследований;
3. Изучить условия формирования водного баланса исследуемых водосборов и рассчитать составляющие водного баланса двух озер;
4. Оценить влияние колебаний (изменений) климата и хозяйственной деятельности на водный баланс озер.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования выступают бессточные озера Чад и Чаны. Предметом исследования являются их гидрологические характеристики, включая механизмы формирования водного баланса, роль ландшафтов и антропогенных факторов.
Практическая значимость
Результаты исследования использованы:
1. Для разработки мер по адаптации к климатическим изменениям в аридных и семиаридных регионах.
2. В управлении водными ресурсами бассейнов Чада и Чаны, включая регулирование стока и сокращение антропогенной нагрузки.
3. В образовательных программах, посвященных устойчивому развитию и сохранению экосистем.
Структура работы
Введение раскрывает актуальность, цели и методы исследования. Глава 1 посвящена истории и эволюции изучаемых озер и хозяйственной деятельности на их водосборах. Глава 2 описывает анализ гидрометеорологических данных по стационарным и спутниковым наблюдениям и создает информационную базу. Глава 3 содержит расчет водного баланса. Глава 4 оценивается влияние климатических колебаний и хозяйственной деятельности на водный баланс озер. В заключении подведены выводы и предложены рекомендации.
Купить

В настоящей диссертации приведены результаты сравнительного анализа водного баланса бессточных озер на примере озера Чад в Центрально-Африке и озера Чаны в Новосибирской области. Проведен анализ значительных исторических колебаний уровня, а также подробное исследование месячных показателей за последние 15 лет.
Изучение составляющих водного баланса, позволило определить ключевые особенности современных изменений уровня воды.
Выполнено прогнозирование уровня воды двух озер методом авторегрессии с шагом 3 месяца в программе StatSoftSTATISTICA на 2023 год.
Методы:
1. По литературным источникам показаны история и эволюция, изучаемых озер Чад и Чаны, хозяйственная деятельность на их водосборах
2. Выполнен анализ состава гидрометеорологических данных по стационарным и спутниковым наблюдениям и создана информационную базу для выполнения исследований
Максимальное значение уровня воды оз. Чад наблюдается в сухой период (октябрь - декабрь) и составляет 281 м, а минимальное значение - в сезон дождей (май-июль) и поступает 279 м. В оз. Чаны максимум наблюдался весной (107 м в апреле 2022 г.), а минимум --зимний период (106 м).
3. Исследование ландшафтной структуры озер показало, что наиболее разнообразная структура характерна для бассейна озера Чад, который имеет огромную протяженность с юга на север (1200 км) и включает большое число природных зон и ландшафтов, от северных засушливых пустынь, до увлажненных тропических ландшафтов, откуда поступает основное водное питание озера Чад, имея в виду бассейн р. Шари, где слой осадков достигает в сезон дождей 1200 мм в месяц. В бассейне озера Чаны разнообразие природных зон (зон увлажнения) не столь велико и бассейн расположен в основном природные зоны степей и лесостепей умеренного пояса, где на равнинной территории наблюдаются меньшие контрасты теплообеспеченности и увлажненности. При этом климат отличается сезонностью, когда многоводные условия питания озера наблюдаются весной, а в остальные сезоны водное питание озера минимальное.
4. По данным наблюдений за составляющими водного баланса рассчитаны главные компоненты, определяющие приток и расходную составляющую, определяющие режим оз. Чад и Чаны, показать, сколько чего в водном балансе: река, приток 85%, осадки на зеркало озера - 15%. У озера Чаны приток 58%, осадки на зеркало озера - 42%. Расходная составляющая выражена главным образом испарением с зеркала озер, где оно очень велико, особенно в оз. Чад.
5. Климат существенно влияет на водный баланс, определяя межгодовые и сезонные колебания, в которых резко выражены многоводные и маловодные фазы, приводящие к большой изменчивости уровней воды как в сезонном, так и в многолетнем масштабах, приводя неустойчивости водного режима озер и, при длительных маловодьях, даже к возможности высыхания озер или их крупных частей.
6. Опасность практически полного исчезновения водной массы изучаемых озер со временем может сильно увеличиваться как в результате возможного усиления засушливости климата, так и неграмотной хозяйственной деятельности человека. Поэтому необходимо оптимизировать антропогенные воздействия, чтобы избежать экологических катастроф.
7. Нужно обязательно вести мониторинг состояния озер и своевременно решать проблемы водообеспечения населения и хозяйства, в том числе и с помощью регулирования водных ресурсов путем строительства гидротехнических сооружений.
Изучение практических данных по гидрометеорологическим наблюдениям и расчетам компонентов водного баланса по месяцам за период с 2011 до 2022 гг. позволяет сделать вывод о росте уровня воды озера Чад на 2 м, а после небольшого роста уровня в оз. Чаны (1 м) наблюдалась тенденция снижение за последний год.
Полагаем, что данная работа в существующем виде обладает значительной ценностью для рационального управления ресурсами и защиты экосистемы этих сравниваемых озер. Она способна послужить прочной базой для последующих научных изысканий.
Купить