The quality characteristic of the Russia rivers runoff, transboundary with Belarus, Ukraine, Kazakhstan and its relationship with basin geosystems
Authors: Румянцева Э.А. , Бобровицкая Н.Н. 
Published: July 2024

В связи с использованием природных ресурсов в трансграничных зонах России особое значение в современных условиях имеют геоэкологические проблемы. Целью данной работы явилось изучение взаимосвязи долей объёмов речного стока воды, имеющих сверхнормативные концентрации загрязняющих веществ, с функционированием региональных бассейновых геосистем. Для этой цели были использованы две характеристики качества стока, разработанные в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Государственный гидрологический институт» (ФГБУ «ГГИ»). Первая характеристика – это относительные объёмы стока (Vзаг%), загрязнённые единичными компонентами. Вторая представлена частичными объёмами стока, различающимися совокупностью загрязняющих веществ, оценёнными по классам и разрядам в соответствии с РД 52.24.643-2002[1]. Расчёты проведены с помощью автоматизированного программного комплекса, разработанного в ФГБУ «ГГИ», по данным режимных наблюдений Управлений гидрометеорологической службы для восемнадцати трансграничных рек. Обе характеристики были усреднены за весь период наблюдений 1993-2013 гг. Для решения поставленной задачи применен факторный анализ. Показано, что два главных фактора, содержание которых выражено через флуктуации Vзаг% для двенадцати разных единичных гидрохимических компонентов, объединяют реки по их принадлежности к соответствующей водной системе или бассейну, то есть связаны с функционированием бассейновой геосистемы. Применение второй характеристики стока позволило оценить загрязнённость стока рек в этих геосистемах. Показано, что в основном все реки, сток которых относится к загрязнённому, то есть второму и третьему классу разряда «а», текут из России в соседние государства. Все реки, трансграничные с Украиной и Казахстаном, сток которых отнесён к четвертому классу разрядов «а», «б» и «в», несут свои более грязные воды из сопредельных государств в Россию. [1]РД 52.24.643-2002. Метод комплексной оценки степени загрязнённости поверхностных вод по гидрохимическим показателям. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 48 с. <!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:"Cambria Math"; panose-1:2 4 5 3 5 4 6 3 2 4; mso-font-charset:1; mso-generic-font-family:roman; mso-font-format:other; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:0 0 0 0 0 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-unhide:no; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; line-height:150%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; mso-bidi-font-size:11.0pt; font-family:"Times New Roman",serif; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-fareast-language:EN-US;} a:link, span.MsoHyperlink {mso-style-priority:99; color:blue; mso-themecolor:hyperlink; text-decoration:underline; text-underline:single;} a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed {mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; color:purple; mso-themecolor:followedhyperlink; text-decoration:underline; text-underline:single;} p.a, li.a, div.a {mso-style-name:"Названия подразделов статьи"; mso-style-unhide:no; mso-style-qformat:yes; mso-style-link:"Названия подразделов статьи Знак"; mso-style-next:Обычный; margin-top:12.0pt; margin-right:0cm; margin-bottom:12.0pt; margin-left:0cm; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; text-indent:42.55pt; line-height:150%; mso-pagination:widow-orphan; page-break-after:avoid; mso-hyphenate:none; font-size:13.0pt; font-family:"Times New Roman",serif; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; color:black; mso-fareast-language:EN-US; font-weight:bold; mso-bidi-font-weight:normal;} span.a0 {mso-style-name:"Названия подразделов статьи Знак"; mso-style-unhide:no; mso-style-locked:yes; mso-style-link:"Названия подразделов статьи"; mso-ansi-font-size:13.0pt; mso-bidi-font-size:13.0pt; font-family:"Times New Roman",serif; mso-ascii-font-family:"Times New Roman"; mso-hansi-font-family:"Times New Roman"; color:black; font-weight:bold; mso-bidi-font-weight:normal;} span.citation {mso-style-name:citation; mso-style-unhide:no;} .MsoChpDefault {mso-style-type:export-only; mso-default-props:yes; font-family:"Calibri",sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-fareast-language:EN-US;} .MsoPapDefault {mso-style-type:export-only; margin-bottom:10.0pt; line-height:115%;} @page WordSection1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:2.0cm 42.5pt 2.0cm 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.WordSection1 {page:WordSection1;} --> Литература Головина О.И. Геоэкологические проблемы поверхностных вод Курской области // Научно-исследовательские публикации. 2015. Т. 1. № 3 (23). С. 44-51. Государственный водный кадастр: Основные гидрологические характеристики (за 1971-1975 гг. и весь период наблюдений): в 20-ти т. Т. 15. Алтай, Западная Сибирь и Северный Казахстан: в 3 вып. Вып. 3. Нижний Иртыш и Нижняя Обь / Под ред. Н.Н. Романченко. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 129 с. Государственный водный кадастр: Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши: в 20-ти т. Т. 1. РСФСР: в 26 вып. Вып. 2. Бассейн Днепра. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 148 с. Езерова Н.Н., Киреева М.Б., Фролова Н.Л. Паводочный сток и его роль в изменении современного водного режима рек Европейской территории России // Сборник трудов конференции «Вторые Виноградовские чтения «Искусство гидрологии» (г. Санкт-Петербург, 18-22 ноября 2015 г.). СПб: СПбГУ, 2018. С. 228-231. Иберла К. Факторный анализ / Пер. с нем. В.М. Ивановой. М.: Статистика, 1980. 398 с. Караушев А.В., Скакальский Б.Г. Актуальные проблемы исследования качества поверхностных вод // Метеорология и гидрология. 1973. № 10. С. 73-81. Караушев А.В., Скакальский Б.Г. Проблемы мониторинга качества поверхностных вод суши // Проблемы современной гидрологии: сборник статей. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 94-105. Корнилов А.Г., Колмыков С.Н., Кичигин Е.В. Гордеев Л.Ю. Сравнительная характеристика воздействия горнодобывающих предприятий КМА на экологическую ситуацию рек Белгородской области // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. №6. С. 134-139. Лобода Н.С., Пилипюк В.В. Оценка экологического состояния рек Псёл и Ворскла по уровню использования вод в трансграничной зоне «Россия – Украина» // Вестник Одесского государственного экологического университета. 2012. Вып.14. С. 151-159. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод / Под ред. А.В. Караушева. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 288 с. Ресурсы поверхностных вод СССР. Гидрологическая изученность: в 20 т. Т. 7. Донской район. Бассейн р. Дона без бассейна р. Север. Донца / под ред. Д.Д. Мордухай-Болтовского. Л.: Гидрометеоиздат, 1964. 267 с. Ресурсы поверхностных вод СССР: Гидрологическая изученность: в 20 т. Т. 12. Нижнее Поволжье и Западный Казахстан: в 2 вып. Вып. 2. Урало-Эмбинский район / под ред. З.Г. Марковой. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 152 с. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики: в 20 т. Том 6. Украина и Молдавия: в 4 вып. Вып. 3. Бассейн р. Северского Донца и реки Приазовья. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 543 с. Ресурсы поверхностных вод СССР: Гидрологическая изученность: в 20 т. Т. 11. Средний Урал и Приуралье: в 2 вып. Вып. 2. Тобол. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 280 с. Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н. Методика интегральной оценки многолетних изменений качества речного стока на примере р. Ворскла // Метеорология и гидрология. 2012. №5. С. 85-95. Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н., Ильин Е.В. Новый подход к автоматизированному расчёту частичных объёмов речного стока разной степени загрязнения (на примере р. Селенга) // Метеорология и гидрология. 2014. №6. С. 51-60. Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н., Сухоногова Е.С. Единая оценка количества и качества водного стока реки Сейм с помощью новой автоматизированной технологии // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2020. Т. 2. Вып. 1. С. 53-70. DOI: 10.34753/HS.2020.2.1.53 Скакальский Б.Г. Оценка качества речных вод // Методы расчёта речного стока: Международные высшие гидрологические курсы ЮНЕСКО при МГУ: в 2 частях. Часть 1. М.: изд. МГУ (МКГК ЮНЕСКО), 1980. С. 98-112. Фролова Н.Л., Киреева М.Б., Джамалов Р.Г., Рец Е.П., Телегина Е.А. Изменения водного режима и сезонного стока рек ЕТР и их влияние на экстремальные гидрологические ситуации // Сборник трудов IV всероссийской научной конференции с международным участием «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов» (г. Москва, 15-18 сентября 2015 года). М.: ИВП РАН, 2015. С. 345-348.
The aim of this work was to study the relationship between the parts of river water flow volumes that have excess pollutant concentrations and the functioning of regional basin geosystems. For this purpose, two flow quality characteristics were used. The first characteristic is the relative volumes of runoff (Vpoll%) contaminated with single components. The second one is represented by partial volumes of runoff, differing in the totality of pollutants, estimated by classes and categories in accordance with Guidance Document 52.24.643-20021. The calculations were carried out using an automated software package developed at the FSBI «SHI» according to regime observations of the Hydrometeorological Service of Roshydromet for eighteen transboundary rivers over the entire observation period of 1993-2013. To solve assigned problem factor analysis was applied. The two main factors, the content of which is expressed through fluctuations of Vpoll% for twelve different individual hydro-chemical components, unite the rivers by their belonging to the corresponding water system or basin, that is, of the basin geosystem. Application of the second runoff characteristic made it possible to assess the pollution of river runoff in these geosystems. It was revealed that basically all the rivers whose runoff belongs to the polluted, that is, the second and third class of category “a”, flow from Russia to neighboring states. All rivers trans-boundary with Ukraine and Kazakhstan, the flow of which is assigned to the fourth class of categories “a”, “b” and “c”, carry their more dirty waters from neighboring states to Russia. References Ezerova N.N., Kireeva M.B., Frolova N.L. Pavodochnyy stok i yego rol' v izmenenii sovremennogo vodnogo rezhima rek Yevropeyskoy territorii Rossii [Flood runoff and its role in changing the modern water regime of rivers in the European territory of Russia]. Sbornik trudov konferentsii «Vtorye Vinogradovskie chteniya «Iskusstvo gidrologii» (g. Sankt-Peterburg, 18-22 noyabrya 2015) [Proceedings of the conference "The Second Vinogradov Readings" The Art of Hydrology "(St. Petersburg, November 18-22, 2015)]. St. Petersburg, Publ. of St. Petersburg State University, p. 228-231. (In Russian). Frolova N.L., Kireeva M.B., Dzhamalov R.G., Retz E.P, Telegina E.A. Izmeneniya vodnogo rezhima i sezonnogo stoka rek ETR i ikh vliyanie na ekstremal'nye gidrologicheskie situatsii [Water regime and seasonal flow changes and their impact on the extreme hydrological events]. Sbornik trudov chetvertoi vserossiiskoi nauchnoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem «Fundamental'nye problemy vody i vodnykh resursov» (g. Moskva, 15-18 sentyabrya 2015) [Proceedings of Fourth Russian Scientiﬁc Conference «Fundamental Problems of Water and Water resources» (Moscow, September 15-18, 2015)]. Moscow, Publ. IVP RAN, 2015, pp. 345-348. (In Russian; abstract in English). Golovina O.I. Geoekologicheskie problemy poverkhnostnykh vod Kurskoi oblasti [Geoenvironmental problems of surface water Kursk region]. Nauchno-Issledovatel'skie Publikatsii [Journal of Scientific Research Publications], 2015, vol. 1. no. 3 (23), pp. 44-50. (In Russian, abstract in English). Gosudarstvennyi vodnyi kadastr: Osnovnye gidrologicheskie kharakteristiki (za 1971-1975 gg. i ves' period nablyudenii): v 20-ti tomakh. Tom 15. Altai, Zapadnaya Sibir' i Severnyi Kazakhstan: v 3 vypuskakh. Vypusk 3. Nizhnii Irtysh i Nizhnyaya Ob' [State Water Cadastre: Basic hydrological characteristics (for 1971-1975 and the entire observation period): in 20 volumes. Volume 15. Altai, Western Siberia and Northern Kazakhstan: in 3 issues. Issue 3. Lower Irtysh and Lower Ob]. Ed. N.N. Romanchenko. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1978. 129 p. (In Russian). Gosudarstvennyi vodnyi kadastr: Mnogoletnie dannye o rezhime i resursakh poverkhnostnykh vod sushi: v 20-ti tomakh. Tom 1. RSFSR: v 26 vypuskakh. Vypusk 2. Bassein Dnepra [State Water Cadastre: Long-term data on the regime and resources of land surface waters: in 20 volumes. Volume 1. RSFSR: in 26 issues. Issue 2. Dnieper basin]. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1984. 148 s. (In Russian). Karaushev A.V., Skakal'skii B.G. Aktual'nye problemy issledovaniya kachestva poverkhnostnykh vod [Actual problems of surface water quality research]. Meteorologiya i gidrologiya [Russian Meteorology and hydrology], 1973, no. 10, pp. 73-81. (In Russian). Karaushev A.V., Skakal'skii B.G. Problemy monitoringa kachestva poverkhnostnykh vod sushi [Problems of monitoring land surface water quality]. Problemy sovremennoi gidrologii: sbornik statei [Problems of Modern Hydrology: collection of Articles]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1979, pp. 94-105. (In Russian). Kornilov A.G., Kolmykov S.N., Kichigin E.V., Gordeev L.J. Sravnitel'naya kharakteristika vozdeystviya gornodobyvayushchikh predpriyatiy KMA na ekologicheskuyu situatsiyu rek Belgorodskoy oblasti [Comparative analysis of Kursk magnetic anomaly mining enterprises impact on ecological situation of rivers of Belgorod region]. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten' [Mining informational and analytical bulletin], 2010, no. 6, p.134-139. (In Russian). Karaushev A.V. (ed.). Metodicheskie osnovy otsenki i reglamentirovaniya antropogennogo vliyaniya na kachestvo poverkhnostnykh vod [Methodological foundations for assessing and regulating the anthropogenic impact on surface water quality]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1987. 288 p. (In Russian). Loboda N.S., Pilipyuk V.V. Otsenka ekologicheskogo sostoyaniya rek Psel i Vorskla po urovnyu ispol'zovaniya vod v transgranichnoi zone «Rossiya – Ukraina» [Estimation of the ecological state of the rivers of Psel and Vorskla on level of the use in transformal area “Russia - Ukraine”]. Vestnik Odesskogo gosudarstvennogo ekologicheskogo universiteta [Bulletin of Odessa State Environmental University], 2012, iss. 14, pp. 151-159. (In Russian; abstract in English) Resursy poverkhnostnykh vod SSSR. Gidrologicheskaya izuchennost': v 20 vol. Vol 7. Donskoi raion. Bassein r. Dona bez basseina r. Sever. Dontsa. [Surface water resources of the USSR. Hydrological study: in 20 volumes. Volume 7. Don region. River basin Don without a pool r. North. Donets]. Mordukhai-Boltovskii D.D. (ed.). Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1964. 267 p. (In Russian). Resursy poverkhnostnykh vod SSSR. Gidrologicheskaya izuchennost': v 20 vol. Vol 12. Nizhnee Povolzh'e i Zapadnyi Kazakhstan: v 2 vyp. Vyp. 2. Uralo-Embinskii raion. [Surface water resources of the USSR. Hydrological study: in 20 volumes. Volume 12. Lower Volga region and Western Kazakhstan: in 2 issues. Issue 2. Ural-Emba region]. Markova Z.G. (ed.). Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1966. 152 p. (In Russian). Resursy poverkhnostnykh vod SSSR. Osnovnye gidrologicheskie kharakteristiki: v 20 vol. Vol. 6. Ukraina i Moldaviya: v 4 vyp. Vyp. 3. Bassein r. Severskogo Dontsa i reki Priazov'ya [Surface water resources of the USSR. Main hydrological characteristics: in 20 volumes. Volume 6. Ukraine and Moldova: in 4 issues. Issue 3. The pool r. Seversky Donets and the Azov River]. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1975. 543 p. (In Russian). Resursy poverkhnostnykh vod SSSR. Gidrologicheskaya izuchennost': v 20 vol. Vol. 11. Srednii Ural i Priural'e: v 2 vyp. Vyp. 2. Tobol. [Surface water resources of the USSR. Hydrological study: in 20 volumes. Volume 11. Middle Urals and Urals: in 2 issues. Issue 2. Tobol]. Markova Z.G. (ed.). Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1980. 280 p. (In Russian). Rumyantseva E.A., Bobrovitskaya N.N. Technique of integral assessment of long-term variations of streamflow quality by the example of the Vorskla River. Russian Meteorology and Hydrology, 2012, vol. 37, no. 5, pp. 346-353. DOI: 10.3103/S1068373912050081 (Russ. ed.: Rumyantseva E.A., Bobrovitskaya N.N. Metodika integral'noi otsenki mnogoletnikh izmenenii kachestva rechnogo stoka na primere reki Vorskla. Meteorologija i gidrologija, 2012, no. 5, pp. 85-95). Rumyantseva E.A., Bobrovitskaya N.N., Il'in E.V. A new approach to the automatic computation of partial volumes of river runoff with various degrees of pollution (a case study for the Selenga River). Russian Meteorology and Hydrology, 2014, vol. 39, no. 6, pp. 395-401. DOI: 10.3103/S1068373914060053 (Russ. ed.: Rumyantseva E.A., Bobrovitskaya N.N., Il'in E.V. Novyi podkhod k avtomatizirovannomu raschetu chastichnykh ob"emov rechnogo stoka raznoi stepeni zagryazneniya (na primere r. Selenga). Meteorologija i gidrologija, 2014, no. 6, pp. 51-60). Rumyantseva E.А., Bobrovitskaya N.N., Sukhonogova E.S. Edinaya otsenka kolichestva i kachestva vodnogo stoka reki Seim s pomoshch'yu novoi avtomatizirovannoi tekhnologii [A unified assessment of the quantity and quality of the Seim river water flow using new automated technology]. Gidrosfera. Opasnye protsessy i yavleniya [Hydrosphere. Hazard processes and phenomena], 2020, vol. 2, iss. 1, pp. 53-70. (In Russian; abstract in English). DOI: 10.34753/HS.2020.2.1.53 Skakal'skii B.G. Otsenka kachestva rechnykh vod [River water quality assessment]. Metody rascheta rechnogo stoka: Mezhdunarodnye vysshie gidrologicheskie kursy YuNESKO pri MGU: v 2 chastyakh. Chast' 1. [Methods for calculating river flow: UNESCO International Higher Hydrological Courses at Moscow State University: in 2 parts. Part 1.]. Moscow, MGU Publ. (MKGK YuNESKO), 1980, pp. 98-112. (In Russian). Überla K. Faktorenanalyse. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1977. 400 p. (Russ. ed.: Iberla K. Faktornyi analiz. Moscow, Statistika Publ., 1980. 398 p.)