Моделирование временных изменений цветности воды водоисточника
Authors: Мирасбеков Р. , Ялалетдинова А.В. , Ялалетдинов Р.Ф. , Важдаев К.В. , Аллабердин А.Б. , Юсупов А.М. 
Published: October 2024

Проведена обработка временных рядов цветности воды в створе поверхностного водозабора за 28-летний период (1994–2021 годы). Полученные результаты сравнивали с результатами проведенного ранее исследования за 18 лет (1997–2014 годы). Определены новые закономерности изменения цветности воды (28 лет), которые отличаются от проведенных ранее исследований (18 лет). Определено, что внутригодовые сезонные изменения цветности воды, отмеченные ранее (18 лет), сохраняются и в периоде за 28 лет, однако значения этого показателя для одних и тех же месяцев отличаются. Установлено, что среднегодовые значения показателя изменяются стохастически; в реке отмечаются периоды снижения цветности воды (1998–2009 годы, 2016–2021 годы), а также периоды, когда значения показателя растут (1995–1998 годы, 2009–2015 годы). Выявлено, что тенденция снижения значений показателя продолжается и в новом периоде (28 лет), однако происходит медленнее по сравнению с 18-летним периодом. По-видимому, тенденция увеличения значений цветности воды в период 2009–2015 годов оказывает некоторое влияние на уравнение тренда всего периода, а также на изменение вклада компонент временного ряда по сравнению с 18-летним периодом. Анализом временных рядов (построение аддитивной модели со среднегодовым методом сглаживания) установлено, что для 28-летнего периода вклад в значения цветности воды сезонной величины снизился и составил более 49,6%. Также выявлено довольно значимое увеличение вклада случайной величины (с 27,8 до 46,2%). Анализ и сравнение различных периодов (1998–2009, 2009–2015 и 2016–2021 годы) указывает, что качество воды водоисточника по цветности формируется под влиянием разных факторов. Увеличение вкладов сезонной и случайной компонент приводит к росту или снижению значений показателя. Дифференцирование годового цикла водоисточника на периоды, которым присущи схожие тенденции изменения цветности воды, выявило различия во временных рамках по сравнению с 18-летним периодом. Это может быть свидетельством того, что, помимо природных факторов, на цветность воды может оказываться влияние и со стороны городской агломерации.

The time series of water color at the surface water intake were processed for a 28-year period (1994–2021). The attained results were compared with the results of a previous study for 18 years (1997–2014). New patterns of water color variations (28 years) were identified that differ from those of the earlier studies (18 years). It was determined that the annual seasonal changes in water color noted earlier (18 years) existed also over the 28-year period; however, the values of this indicator for the same months differed. It was found that the average annual values of the indicator changed stochastically; periods of the water color reduction were noted (1998–2009, 2016–2021) alongside with the periods of the indicator value increase (1995–1998, 2009–2015). It was revealed that the downward trend in the indicator values continued for another period of 28 years; however, more slowly compared to the 18-year period. Apparently, the upward trend in water color values in the period 2009–2015 had certain effect on the trend equation for the entire period, as well as on the changes in the contribution of the time series components compared to the 18-year period. The analysis of the time series (additive modelling with the average annual smoothing method) revealed that for the 28-year period, the contribution of the seasonal value to the water color values decreased and amounted more than 49.6%. A fairly significant increase in the contribution of the random variable (from 27.8 to 46.2%) was also noted. The analysis and comparison of different periods (1998–2009, 2009–2015 and 2016–2021) shows that the quality of water in the source by color is affected by different factors. An increase in the contributions of the seasonal and random components leads to an increase or decrease in the indicator values. Differentiation of the annual cycle of the water source into the periods characterized by similar trends in water color variations revealed differences in the time frames compared to the 18-year period. This may be evidence that, in addition to natural factors, water color may also be affected by the urban agglomeration.