Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences 1681-1208 85598 10.2205/2024es000950 fdpmrm ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ORIGINAL ARTICLES ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Features of the Hydrological Regime of the Chaika Lake System, Assessment of Water Quality and Bottom Sediments Особенности гидрологического режима озерной системы Чайка, оценка качества воды и донных отложений https://orcid.org/0000-0001-7391-6616 Истомин Александр Петрович Istomin Aleksandr Petrovich istomin-ap@vfanc.ru https://orcid.org/0000-0002-4579-7047 Межевова Алина Сергеевна Mezhevova Alina Sergeevna

кандидат сельскохозяйственных наук;

candidate of agricultural sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-1511-832X Истомин Сергей Александрович Istomin Sergey Aleksandrovich Хренов Игорь Дмитриевич Khrenov Igor Dmitrievich Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» Волгоград Россия Federal State Budget Scientific Institution “Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences” Volgograd Russian Federation Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» Волгоград Россия Federal State Budget Scientific Institution “Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences Volgograd Russian Federation Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» Волгоград Россия Federal State Budget Scientific Institution “Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences” Volgograd Russian Federation Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» Волгоград Россия Federal State Budget Scientific Institution “Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences” Volgograd Russian Federation 02 12 2024 02 12 2024 24 5 1 16 22 07 2024 05 11 2024 https://rjes.ru/en/nauka/article/85598/view

Проведена оценка состояния водных экосистем северной («высокой») части Волго-Ахтубинской поймы (на примере ерика Песчаный озерной системы Чайка). По результатам мониторинга 2021–2023 гг. изучен современный гидрологический режим озерной системы Чайка, подготовлены рекомендации по предупреждению деградации водных объектов, входящих в систему. Зафиксирована эффективность осуществления мероприятий по расчистке водных объектов поймы и строительству регулирующих водопропускных сооружений (ВПС). Выполнен мониторинг прохождения весеннего половодья на озерной системе Чайка, расположенной на территории Волго-Ахтубинской поймы. Выявлена зависимость направления тока воды по водным объектам озерной системы в зависимости от осуществления сбросных расходов через Волгоградский гидроузел и обводненности водных объектов Каширинского и Краснослободского водных трактов. Подготовлены рекомендации по управлению регулирующими водопропускными сооружениями с целью эффективного обводнения озерной системы Чайка с учетом гидрологического режима Краснослободского и Каширинского водных трактов. Проведено ретроспективное дешифрирование космических снимков Landsat-5, Landsat-7 и Sentinel-2, в результате которого выявлено деградированное озеро и предложены рекомендации для его восстановления. Проведены комплексные исследования воды и донных отложений, в том числе на загрязненность тяжелыми металлами и пестицидами. Выявлено, что концентрация некоторых из исследуемых элементов превышает норматив или близится к превышению. Даны рекомендации по дальнейшему наблюдению за состоянием водных объектов озерной системы Чайка, а так же предложен возможный вариант использования донных отложений.

An assessment of the state of aquatic ecosystems in the northern (“high”) part of the Volga-Akhtuba floodplain was carried out (using the Peschany erikk of the Chaika lake system as an example). Based on the results of monitoring in 2021–2023, the current hydrological regime of the Chaika lake system was studied, recommendations were prepared to prevent the degradation of water bodies included in the system. The effectiveness of measures to clear floodplain reservoirs and build regulating culverts was recorded. Monitoring of the passage of spring floods in the Chaika lake system, located on the territory of the Volga-Akhtuba floodplain, was carried out. A dependence was revealed between the direction of water movement through the reservoirs of the lake system depending on the discharge through the Volgograd hydroelectric power station and the water content of the reservoirs of the Kashirinsky and Krasnoslobodsky water conduits. Recommendations have been prepared for the management of regulating water-passing structures for the purpose of efficient irrigation of the Chaika lake system, taking into account the hydrological regime of the Krasnoslobodsk and Kashirinsky watercourses. Retrospective interpretation of Landsat-5, Landsat-7 and Sentinel-2 space images was conducted, as a result of which a degraded lake was identified and recommendations for its restoration were proposed. Comprehensive studies of water and bottom sediments were conducted, including for pollution by heavy metals and pesticides. It was revealed that the concentration of some studied elements exceeds the standard or is close to exceeding it. Recommendations are given for further monitoring of the state of water bodies of the Chaika lake system, as well as a possible option for using bottom sediments.

 национальный проект «Экология» качество воды донные отложения химический состав озерная система Чайка экологическая реабилитация national project “Ecology” water quality bottom sediments chemical composition Chaika lake system environmental rehabilitation Работа выполнена в рамках государственного задания №FNFE-2022- 0011 «Разработка новой методологии оптимального управления биоресурсами в агроландшафтах засушливой зоны РФ с использованием системно-динамического моделирования почвенно-гидрологических процессов, комплексной оценки влияния климатических изменений и антропогенных нагрузок на агробиологический потенциал и лесорастительные условия». The work was carried out within the framework of state assignment No. FNFE-2022-0011 "Development of a new methodology for optimal management of bioresources in agrolandscapes of the arid zone of the Russian Federation using system-dynamic modeling of soil-hydrological processes, a comprehensive assessment of the impact of climate change and anthropogenic loads on the agrobiological potential and forest growth conditions."

Архипов Б. А. Технологические и природные особенности становления и развития первых цивилизаций // Вестник Челябинского государственного университета. — 2017. — Т. 4, № 400. — С. 33—38 Arkhipov B. A. Technological and natural features of the formation and development of the first civilizations // Bulletin of the Chelyabinsk State University. — 2017. — Vol. 4, no. 400. — P. 33–38. Беляев А. И., Истомин А. П., Пугачева А. М. и др. Комплекс мер, направленных на сохранение уникальной экоси стемы Волго-Ахтубинской поймы на территории Волгоградской области // Трансграничные водные объекты: использование, управление, охрана: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. — Сочи : Лик, 2021. — С. 30—35. Belyaev A. I., Istomin A. P., Pugacheva A. M., et al. A set of measures aimed at preserving the unique ecosystem of the Volga-Akhtuba floodplain in the Volgograd region // Transboundary water bodies: use, management, protection: Collection of materials of the All-Russian scientific and practical conference with international participation. — Sochi : Lik, 2021. — P. 30–35. Беляев А. И., Пугачёва А. М., Истомин А. П. и др. Изучение современного гидрологического режима озерной системы "Чайка"на территории Волго-Ахтубинской поймы // Экология и промышленность России. — 2023. — Т. 27, № 7. — С. 60—65. — DOI: 10.18412/1816-0395-2023-7-60-65. Belyaev A. I., Pugacheva A. M., Istomin A. P., et al. Current Hydrological Conditions Research of the Chaika lake System in the Territory of the Volga-Akhtuba Floodland // Ecology and Industry of Russia. — 2023. — Vol. 27, no. 7. — P. 60–65. — DOI: 10.18412/1816-0395-2023-7-60-65 Болгов М. В., Шаталова К. Ю., Горелиц О. В. и др. Водно-экологические проблемы Волго-Ахтубинской поймы // Экосистемы: экология и динамика. — 2017. — 1(3). — С. 15—37. Bolgov M. V., Shatalova K. Y., Gorelits O. V., et al. Water-ecological problems of the Volga-Akhtuba floodplain // Ecosystems: ecology and dynamics. — 2017. — 1(3). — P. 15–37. Ветчинников А. А., Титова В. И., Баранов А. И. и др. Оценка возможности использования донных отложений пруда для рекультивации техногенно нарушенных почв // Агрохимический вестник. — 2018. — № 2. — С. 50—53. — DOI: 10.24411/0235-2516-2018-00028. Cenci R. M., Martin J.-M. Concentration and fate of trace metals in Mekong River Delta // Science of The Total Environment. — 2004. — Vol. 332, no. 1–3. — P. 167–182. — DOI: 10.1016/j.scitotenv.2004.01.018. Горелиц О. В., Землянов И. В. Современный механизм заливания территорий Волго-Ахтубинской поймы в период половодья (в пределах Волгоградской области) // Научный потенциал регионов на службу модернизации. — 2013. — Т. 2, № 5. — С. 9—18. Chen Y., Liu A., Cheng X. Quantifying economic impacts of climate change under nine future emission scenarios within CMIP6 // Science of The Total Environment. — 2020. — Vol. 703. — P. 134950. — DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.134950. Ильинский А. В., Евсенкин К. Н., Нефедов А. В. Обоснование экологически безопасного использования осадков сточных вод канализационных очистных сооружений жилищно-коммунального хозяйства // Агрохимический вестник. — 2020. — № 1. — С. 60—64. — DOI: 10.24411/1029-2551-2020-10009. Gorelits O. V., Zemlyanov I. V. Modern mechanism of flooding of the Volga-Akhtuba floodplain during flood periods (within the Volgograd region) // Scientific potential of regions for the service of modernization. — 2013. — Vol. 2, no. 5. — P. 9–18. Истомин А. П., Болгов М. В., Жихарев А. Г. и др. Гидрологические проблемы Волго-Ахтубинской поймы на примере Краснослободского тракта // Мелиорация и водное хозяйство. — 2023. — № 3. — С. 3—10. — DOI: 10.32962/0235-2524-2023-3-3-10. He G., Liu H., Wang J., et al. Energy-water security challenge: Impact of energy production on water sustainable developments in Northwest China in 2017 and 2030 // Science of The Total Environment. — 2021. — Vol. 766. — P. 144606. — DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.144606. Истомин А. П., Истомин С. А. Мониторинг обводнения Волго-Ахтубинской поймы (Среднеахтубинский муниципальный район Волгоградской области). — Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2024621617, 2024. Ilyinsky A. V., Evsenkin K. N., Nefedov A. V. Justification for the environmentally safe use of wastewater sludge from sewerage treatment facilities of housing and communal services // Agrochemical Bulletin. — 2020. — No. 1. — P. 60–64. — DOI: 10.24411/1029-2551-2020-10009. Катцов В. М., Семенов С. М. Второй оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. — Москва : Росгидромет, 2014. Istomin A. P., Istomin S. A. Monitoring of watering of the Volga-Akhtuba floodplain (Sredneakhtubinsky municipal district of the Volgograd region). — Certificate of state registration of the database No. 2024621617, 2024. Межевова А. С. Использование илового осадка сточных вод при возделывании сафлора красильного на светло каштановых почвах Волгоградской области // Юг России: экология, развитие. — 2020. — Т. 15, № 3. — С. 43— 52. — DOI: 10.18470/1992-1098-2020-3-43-52. Kattsov V. M., Semenov S. M. Second assessment report on climate change and its consequences on the territory of the Russian Federation. — Moscow : Roshydromet, 2014. Нормы и критерии оценки загрязненности донных отложений в водных объектах Санкт-Петербурга. Региональ ный норматив разработан в рамках российско-голландского сотрудничества по программе PSO 95/RF/3/1 «Извлечение и удаление загрязненных донных отложений в Санкт-Петербурге». — 1996. Kholodenko A. V., Istomin S. A., Kirillov S. N., et al. Changes in the spatial organization of the Volga-Akhtuba floodplain nature park // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. — 2022. — Vol. 979, no. 1. — P. 012138. — DOI: 10.1088/1755-1315/979/1/012138. Порфирьев Б. Н., Данилов-Данильян В. И., Катцов В. М. и др. Изменение климата и экономика России: тенденции, сценарии, прогнозы. — Москва : Научный консультант, 2022. Mezhevova A. S. Wastewater silt sludge application in the case of Carthamus tinctorius cultivation on light chestnut soils of the Volgograd Region, Russia // South of Russia: ecology, development. — 2020. — Vol. 15, no. 3. — P. 43–52. — DOI: 10.18470/1992-1098-2020-3-43-52. Сазонов В. Е., Истомин А. П., Калюжная Н. С. и др. Методологические и правовые аспекты Восстановления и экологической реабилитации водных объектов (на примере Волго-Ахтубинской поймы) // Грани познания. — 2015. — Т. 4, № 38. — С. 9—19. Norms and criteria for assessing the pollution of bottom sediments in water bodies of St. Petersburg. The regional standard was developed within the framework of Russian-Dutch cooperation under the program PSO 95/RF/3/1 "Extraction and disposal of contaminated sediments in St. Petersburg". — 1996. Терещенко Н. Н., Чужикова-Проскурнина О. Д., Проскурнин В. Ю. и др. Тяжелые металлы и металлоиды в воде и донных отложениях в реках биосферного заповедника Канзё (Вьетнам) // Водные ресурсы. — 2023. — Т. 50, №2. — С. 232—246. — DOI: 10.31857/S0321059623020153. Istomin A., Bolgov M. V., G.Zhikharev A., et al. Hydrological problems of the Volga-Akhtuba floodplain using the example of the Krasnoslobodsky tract // Melioration and water management. — 2023. — No. 3. — P. 3–10. — DOI: 10.32962/0235-2524-2023-3-3-10. Cenci R. M., Martin J.-M. Concentration and fate of trace metals in Mekong River Delta // Science of The Total Environment. — 2004. — Vol. 332, no. 1–3. — P. 167–182. — DOI: 10.1016/j.scitotenv.2004.01.018. Porfiryev B. N., Danilov-Danilyan V. I., Kattsov V. M., et al. Climate change and the Russian economy: trends, scenarios, forecasts. — Moscow : Scientific Consultant, 2022. Chen Y., Liu A., Cheng X. Quantifying economic impacts of climate change under nine future emission scenarios within CMIP6 // Science of The Total Environment. — 2020. — Vol. 703. — P. 134950. — DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019. 134950. Sazonov V. E., Istomin A. P., Kalyuzhnaya N. S., et al. Methodological and legal aspects of restoration and ecological rehabilitation of water bodies (on the example of the Volga-Akhtuba floodplain) // Facets of knowledge. — 2015. — Vol. 4, no. 38. — P. 9–19. He G., Liu H., Wang J., et al. Energy-water security challenge: Impact of energy production on water sustainable developments in Northwest China in 2017 and 2030 // Science of The Total Environment. — 2021. — Vol. 766. — P. 144606. — DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.144606. Tereshchenko N. N., Chuzhikova-Proskurnina O. D., Proskurnin V. Y., et al. Heavy Metals and Metalloids in Water and Bottom Sediments in the Rivers in the Can Gio Biospheric Reserve, Vietnam // Water Resources. — 2023. — Vol. 50, no. 2. — P. 232–246. — DOI: 10.31857/S0321059623020153. Kholodenko A. V., Istomin S. A., Kirillov S. N., et al. Changes in the spatial organization of the Volga-Akhtuba floodplain nature park // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. — 2022. — Vol. 979, no. 1. — P. 012138. — DOI: 10.1088/1755-1315/979/1/012138. Verheij S., Fokkens B., Buijse A. D. A pan-European survey to strengthen and improve policies and strategic planning regarding river continuity restoration. — European Centre for River Restoration, 2021. Verheij S., Fokkens B., Buijse A. D. A pan-European survey to strengthen and improve policies and strategic planning regarding river continuity restoration. — European Centre for River Restoration, 2021. Vetchinnikov A. A., Titova V. I., Baranov A. I., et al. Assessment of the possibility of using bottom sediments of a pond for the reclamation of technogenically disturbed soils // Agrochemical Bulletin. — 2018. — No. 2. — P. 50–53. — DOI: 10.24411/0235-2516-2018-00028. Zhao M., Jiang G., Ming G., et al. Analysis of the driving forces for changes in a regional energy sector’s water consumption // Water-Energy Nexus. — 2020a. — Vol. 3. — P. 103–109. — DOI: 10.1016/j.wen.2020.05.001. Zhao M., Jiang G., Ming G., et al. Analysis of the driving forces for changes in a regional energy sector’s water consumption // Water-Energy Nexus. — 2020a. — Vol. 3. — P. 103–109. — DOI: 10.1016/j.wen.2020.05.001. Zhao Z.-J., Chen X.-T., Liu C.-Y., et al. Global climate damage in 2 ∘C and 1.5 ∘C scenarios based on BCC_SESM model in IAM framework // Advances in Climate Change Research. — 2020b. — Vol. 11, no. 3. — P. 261–272. — DOI: 10.1016/j.accre.2020.09.008. Zhao Z.-J., Chen X.-T., Liu C.-Y., et al. Global climate damage in 2 ∘C and 1.5 ∘C scenarios based on BCC_SESM model in IAM framework // Advances in Climate Change Research. — 2020b. — Vol. 11, no. 3. — P. 261–272. — DOI: 10.1016/j.accre.2020.09.008. Zheng X., Huang G., Li J., et al. Development of a factorial water policy simulation approach from production and consumption perspectives // Water Research. — 2021. — Vol. 193. — P. 116892. — DOI: 10.1016/j.watres.2021.116892 Zheng X., Huang G., Li J., et al. Development of a factorial water policy simulation approach from production and consumption perspectives // Water Research. — 2021. — Vol. 193. — P. 116892. — DOI: 10.1016/j.watres.2021.116892