GIS analysis of modern changes in the hydrographic characteristics of the river network on the Azo-Kuban plain (Eya river basin)
Authors: Погорелов А.В. , Липилин Д.А. , Яроцкая Е.В. 
Published: June 2023

На земли сельскохозяйственного назначения в Краснодарском крае приходится 62% территории, большая часть которой расположена на Азово-Кубанской равнине в бассейнах степных рек. Техногенная трансформация ландшафтов и речных систем Азово-Кубанской равнины происходит непрерывно, сопровождаясь изменениями гидрографических характеристик и нарушениями дренированности территории. Указанная трансформация и связанные с ней водно-балансовые изменения до сих пор остаются слабоизученными. Цель исследования. Количественная оценка и анализ происходящих преобразований водно-эрозионной сети на Азово-Кубанской равнине в бассейне р. Ея с использованием распространенных гидрографических характеристик. Методы исследования. При цифровом моделировании на базе глобальной ЦМР ASTERGDEM сети постоянных и временных водотоков, а также контуров водосборов реализован принятый в гидрологии и геомоделировании бассейновый подход. Распознавание типов землепользования (сельскохозяйственные угодья, населенные пункты, водные объекты, болота и лесополосы) и элементов речной сети в бассейне р. Ея выполнено по данным спутниковых снимков Landsat за период 1999–2021 гг. Дешифрирование спутниковых изображений, моделирование речной сети, картографирование и анализ пространственных данных проведены в среде полнофункциональной ГИС. Операционные территориальные единицы – частные речные бассейны в количестве 29 площадью от 70 до 609 км2. Результаты работы. Выполненные исследования позволили оценить динамику типов землепользования и гидрографических показателей (длина водотоков, густота эрозионной сети, распаханность и урбанизированность водосборов) в бассейне р. Ея на площади 8654 км2. Преобразования гидрографической сети проявляются в повсеместном сокращении длины водотоков и уменьшении плотности водно-эрозионной сети. В каждом из выделенных 29 частных бассейнов за 1999–2021 гг. произошло уменьшение длины водотоков. В целом в бассейне р. Ея общая длина водотоков уменьшилась с 3221 до 2675 км или на 17,1%. Причина – распашка склонов речных долин, иногда до уреза воды, и перепланировка поверхности водосборов; следствие – повсеместное отмирание верхних участков речной и балочной сети, сокращение площади пойм, занятой влаголюбивой растительностью. Полученные результаты закладывают основу для описания механизмов водного обмена и выявления гомеостатичности речных систем, обоснованного моделирования воздействия техногенных преобразований ландшафтов и гидрографических характеристик речных геосистем на водообменные процессы и водный баланс территории Азово-Кубанской равнины.

Agricultural land in the Krasnodar Territory accounts for 62% of the territory, most of which is located on the Azov-Kuban plain in the steppe river basins. Technogenic transformation of landscapes and river systems of the Azov-Kuban Plain occurs continuously, accompanied by changes in hydrographic characteristics and disturbances in drainage of the territory. This transformation and related water balance changes are still poorly understood. Aim. Quantitative assessment and analysis of ongoing transformations of the water-erosion network on the Azov-Kuban Plain in the basin of the river. Her using common hydrographic characteristics. Methods. In digital modeling based on the global ASTER GDEM DEM network of permanent and temporary watercourses, as well as watershed contours, the basin approach adopted in hydrology and geomodeling is implemented. Recognition of land use types (agricultural land, settlements, water bodies, swamps and forest belts) and elements of the river network in the river basin. It was performed c based on data from Landsat satellite images for the period 1999–2021. Interpretation of satellite images, modeling of the river network, mapping and analysis of spatial data were carried out in a full-featured GIS environment. Operational territorial units are 29 private river basins with area from 70 to 609 km2. Results. The performed studies made it possible to assess the dynamics of land use types and hydrographic indicators (the length of watercourses, the density of the erosion network, the plowing and urbanization of watersheds) in the basin of the river. It covers an area of 8654 km2. Transformations of the hydrographic network are manifested in the widespread reduction in the length of watercourses and a decrease in the density of the water-erosion network. In each of the allocated 29 private pools for 1999-2021. there was a decrease in the length of the streams. In general, in the river basin Its total length of watercourses decreased from 3221 to 2675 km or by 17.1%. The reason is the plowing of the slopes of river valleys, sometimes up to the water's edge, and the redevelopment of the surface of the watersheds; the consequence is the widespread death of the upper sections of the river and gully network, the reduction in the area of floodplains occupied by moisture-loving vegetation. The obtained results lay the foundation for describing the mechanisms of water exchange and identifying the homeostatic nature of river systems, for sound modeling of the impact of technogenic transformations of landscapes and hydrographic characteristics of river geosystems on water exchange processes and the water balance of the Azov-Kuban Plain.