Spatiotemporal variability of ion flux in the Kuban River basin
Authors: Комаров Р.С. , Решетняк О.С. 
Published: September 2024

Актуальность работы. Исследование стока растворенных веществ (в том числе ионного стока рек) имеет важное значение в глобальном масштабе. Происходящие изменения в окружающей среде оказывают влияние на процессы формирования химического состава и качества речных вод в бассейне Кубани. Цель работы. Проанализировать пространственно-временную изменчивость ионного стока в пределах бассейна р. Кубани. Методы исследования. Исследование проведено на основе многолетних гидрологических и гидрохимических данных государственной наблюдательной сети Росгидромета за период с 1990 по 2020 гг. Статистически значимые тенденции ионного стока определялись с помощью коэффициента ранговой корреляции Кендалла. Теснота связи между водным и ионным стоком находилась с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Для выделения характерных периодов ионного стока использовался графоаналитический метод нормализованных разностно-интегральных кривых. Существенность различий выделенных временных интервалов проверялась с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Результаты работы. По длине реки Кубани величина ионного стока последовательно возрастала и достигала максимальных значений в нижнем течении. Среди притоков наибольшие величины абсолютных значений ионного стока характерны для рр. Лабы и Белой. При рассмотрении пространственного распределения модулей стока была обнаружена неоднородность интенсивности выноса ионов в пределах водосбора р. Кубани, обусловленная совокупным влиянием природных и техногенных факторов. Анализ многолетних колебаний ионного стока показал, что чаще всего определяющим фактором в его динамике был водный сток. Наблюдались статистически достоверные тенденции изменчивости ионного стока в нижнем течении р. Кубани, ее дельте и рр. Пшиш и Псекупс. Существенные изменения в выносе ионов через рук. Протока связаны с сокращением водного стока на фоне продолжающегося уменьшения минерализации воды

Relevance. The study of dissolved substances flow (including ion flux of rivers) is important on a global scale. The ongoing environmental changes have an impact on the processes of formation of the chemical composition and water quality in the Kuban basin. Aim. To analyze the spatiotemporal variability of ion flux within the Kuban River basin. Research methods. The study was based on long-term hydrological and hydrochemical data from the Roshydromet State Observation Network for the period from 1990 to 2020. Statistically significant trends in ion flux were determined using the Kendall rank correlation coefficient. The strength of the relationship between water and ion flux was found using the Spearman rank correlation coefficient. The graphical-analytical method of normalized difference-integral curves was used to identify characteristic periods of ion flux. The significance of the differences between the identified time intervals was tested using the nonparametric Mann-Whitney U-test. Results. Along the length of the Kuban River, the ion flux value consistently increased and reached its maximum values in the lower reaches. Among the tributaries, the highest absolute values of ion flux are characteristic of the Laba and Belaya rivers. The spatial distribution of ion flux modules revealed a heterogeneity of ion discharge intensity within the Kuban River basin, which is caused by the combined influence of natural and anthropogenic factors. The analysis of long-term fluctuations of ion flux showed that the most frequent determining factor in its dynamics was water runoff. Statistically significant trends in the variability of ion flux were observed in the lower reaches of the Kuban River, its delta, and the Pshish and Psekups rivers. A decreasing linear trend is characteristic of the majority of the identified trends. Significant changes in ion flux through the Protoka branch are associated with a decrease in water runoff against the background of a continuing decrease in water mineralization