Географический и геоэкологический анализ обширных территорий суши, располагающихся в гумидном климате Земли и повсеместно расчлененных густой сетью рек, удобнее всего осуществлять на основе бассейнового подхода. Бассейны рек являются естественными геосистемными, образованиями в большинстве своем с четко выраженными границами и направлениями вещественно-энергетических потоков. Кроме того, мозаика бассейнов позволяет обоснованно переходить на разномасштабные уровни изучения территорий благодаря своей иерархичности.

Работы по формированию специализированной ГИС и Геопортала на бассейны малых рек России начались в 2015 г. на кафедре ландшафтной экологии Казанского федерального университета в рамках работ по грантам Российского Научного Фонда и Русского географического общества.

С 2022 г. все работы по актуализации информации и созданию новых тематических слоев проводятся по Программе стратегического академического лидерства "Приоритет-2030" Российской Федерации

Наш геопортал ‑ это открытый ресурс для доступа к геоинформации, накопленной в ГИС проекта. Пространственная детальность геоданных соответствует картографическому масштабу 1:1 000 000.

Авторы: проф. Ермолаев О.П. – автор идеи и научный руководитель

Состав команды: доц. Мухарамова С.С., доц. Мальцев К.А., доц. Иванов М.А., проф. Савельев А.А., доц. Гафуров А.М. (разработчик геопортала с 2020 г.)

2015-2017 гг.: инж. Гаязов А.И., инж. Гилязов А.Ф., доц. Мозжерин В.В., проф. Лисецкий Ф.Н., ст.преп. Маринина О.А., асс. Харченко С.В., доц. Ермолаева П.О.

Контакты: oyermol@gmail.com

При цитировании и использовании данных, размещенных на геопортале, рекомендуется в научных статьях ссылаться на публикации:

· Yermolaev O.P., Mukharamova S.S., Maltsev K.A. Geography and Geoecology of Russia in the Mosaic of River Basins//Geography and Natural Resources. - 2023. - Vol.44, Is.3. - P.208-214.

· Mukharamova S., Saveliev A., Ivanov M., Gafurov A., Yermolaev O. Estimating the Soil Erosion Cover-Management Factor at the European Part of Russia // ISPRS International Journal of Geo-Information ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2021, 10, 645. https://doi.org/10.3390/ijgi10100645.

· K. Maltsev, O. Yermolaev Assessment of soil loss by water erosion in small river basins in Russia // Catena. 2020. V. 195, p.104726. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104726.

· Yermolaev O., Mukharamova S. Statistical Analysis and Modeling of Suspended Sediment Yield Dependence on Environmental Conditions//Water 2023, 15, 2639. https://doi.org/10.3390/w15142639.

· Yermolaev O., Mukharamova S., Vedeneeva E. River runoff modeling in the European territory of Russia//Supplementary data to this article can be found online at https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105327.

«Бассейны» - базовый слой ГИС проекта, содержащий 101293 полигональных объектов - картографических моделей бассейнов малых рек и межприточных пространств. Границы бассейнов выделялись с использованием авторской методики на основе цифровой модели рельефа GMTED2010 (Global Multi-resolution Terrain Elevation Data 2010) (пространственная детальность 250 м) и цифровой карты гидрографической сети масштаба 1:1000000. Предварительная обработка модели рельефа включала создание единой мозаики из фрагментов GMTED2010, коррекцию с использованием карты гидросети, устранение локальных «западин», присутствующих в исходной модели. Границы бассейнов строились в автоматическом режиме по алгоритму, реализованному в программе Whitebox GAT. Векторная геометрия границ, представленная после автоматического выделения с точностью до линейного размера ячейки растра, корректировалась с помощью процедур сглаживания полилиний. Топологическая согласованность геометрии рек и границ бассейнов в устьях рек («схождение» границы бассейна к конечному узлу полилинии, представляющей реку) дорабатывалась в автоматическом и, частично, ручном режимах. Выделение бассейнов проведено планарно, то есть выделены бассейны рек и межприточные пространства – всего 101293 объектов.

Атрибутика объектов слоя включает характеристики рельефа в бассейнах, различные климатические показатели, модельные оценки факторов эрозии почв в бассейнах и интенсивности смыва почвы на склонах бассейнов.

Морфометрические характеристики рельефа в бассейнах (средняя высота, размах высот, средняя крутизна склонов, средняя экспозиция склонов, длины линий тока, эрозионный потенциал рельефа) оценены на основе модели рельефа GMTED2010.

Климатические показатели в бассейнах оценены по данным метеостанций Росгидромета. Сведения о местоположении метеостанций и данные ежедневных наблюдений за температурой воздуха и количеством осадков получены из архивов открытых данных ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД». На их основе для метеостанций, обеспеченных данными, рассчитаны 16 климатических показателей:

-    средняя годовая температура воздуха;

-    средняя температура воздуха в январе;

-    средняя температура воздуха в июле;

-    среднее многолетнее максимумов температуры за год;

-    среднее многолетнее минимумов температуры за год;

-    среднее многолетнее амплитуды температуры воздуха за год;

-    среднее квадратическое отклонение температуры воздуха за год;

-    среднее многолетнее число дней с температурой воздуха ниже +8 град. (продолжительность отопительного сезона);

-    «суровость» климата - повторяемость сильных морозов (процент дней с температурой воздуха -30 град. и ниже в холодный период года);

-    сумма активных температур (сумма среднесуточных температур воздуха за дни, когда температура превышает +10 град.);

-    среднее годовое количество осадков;

-    среднее количество осадков в мае-августе;

-    среднее количество осадков за холодный период года;

-    среднее количество осадков за теплый период года;

-    коэффициент вариации годового количества осадков;

-    гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова.

Обработка проводилась за период с 1960 по 2020 гг. После чего выполнена пространственная интерполяция показателей на всю территории исследования (с использованием метода Multilevel B-spline Approximation) и обобщение их значений на бассейны рек.

Расчет эрозии:

Оценка интенсивности эрозии почвы за период ливневого поверхностного стока выполнялась на базе модели, даваемой универсальным уравнением потерь почвы (USLE/RUSLE) - смыв почвы Ar (т/га в год) определяется композицией факторов эрозии: 

A_r = R·K·LS·C·P,

где R – фактор осадков (эрозионный потенциал дождевых осадков); K – фактор эродируемости почвы; LS – фактор рельефа (эрозионный потенциал рельефа); C – фактор растительности (хозяйственно-агрономический); P – фактор эффективности противоэрозионных мер (не учитывался).

Для оценки потерь почвы от стока талых вод применялась методика научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ (значительно модифицированная методика Государственного гидрологического института). Эрозионные потери почвы As (т/га в год) моделируются зависимостями от факторов талого смыва: 

A_s = f₁(L,K,H)∙C_sf₂(S),

где L – длина склона; K – фактор эродируемости почвы; С_s – фактор растительности в период снеготаяния; S – уклон склона; H – слой поверхностного склонового стока во время снеготаяния, определяемый величинами максимальных предвесенних запасов воды в снеге (H_s) и коэффициентом стока в период снеготаяния (k_s). Коэффициент стока в этой модели зависит от уклона склона S: k_s=DS^E, где параметры D и E задаются в зависимости от ГМС почвы (глины, тяжелые суглинки, суглинки, супеси) и от природной зоны (лесная, лесостепь, степь ). 

Годовую интенсивность почвенной эрозии A (т/га в год) получаем суммированием интенсивностей смыва почв при дождевом и при талом стоке:

A = A_r+A_s

В качестве операционно-территориальных единиц анализа и модельных расчетов использовались ячейки растровой сетки с шагом 250 м (в равновеликой проекции Альберса), покрывающей исследуемую территорию. Результирующие оценки факторов эрозии и интенсивности эрозии почвы обобщаются на бассейны малых рек.

«Изучаемая область» - Азиатская часть России (южнее 60° с.ш.).

Набор файлов слоя «Бассейны» в формате ESRI Shape и метаданные:

СКАЧАТЬ

ЛИЦЕНЗИЯ ДАННЫХ

Вы можете использовать набор открытых данных в соответствии с правилами, утверждаемыми настоящей лицензией:

Потребителю набора открытых данных предоставляется бессрочное, бесплатное, неэксклюзивное, не требующее заключения договора право использовать открытые данные в соответствии со следующим соглашением.

1) Начало использования открытых данных является действием, подтверждающим согласие Пользователя с условиями соглашения.

2) Пользователь вправе использовать (в том числе повторно) открытые данные свободно, бессрочно, безвозмездно и без ограничения территории использования, в том числе имеет право воспроизводить, копировать, публиковать, передавать, перегруппировывать открытые данные и объединять их с другой информацией, использовать открытые данные в коммерческих целях.

3) При использовании открытых данных Пользователь обязан соблюдать следующие условия:

А) использовать открытые данные только в законных целях;

Б) убедиться, что он не искажает открытые данные при их использовании;

В) гарантировать бесплатность открытых данных в соответствии с Лицензией;

Г) указывать ссылку на источник информации при использовании открытых данных (обязан размещать упоминание об источнике посредством предоставления URL http://bassepr.kpfu.ru/, содержащего исходный вариант открытых данных, и ссылки на публикации:

§  Ermolaev O.P., Mal’tsev K.A., Mukharamova S.S., Kharchenko S.V., Vedeneeva E.A. Cartographic Model of River Basins of European Russia // Geography and Natural Resources. – 2017. - Vol. 38. - No. 2. - P.131-138.

§  Ermolaev O. P., Mal'tsev K. A., Ivanov M.A. Automated Construction of the Boundaries of Basin Geosystems for the Volga Federal District // Geography and Natural Resources. – 2014. - Vol. 35. - No. 3. - P. 222-228.)

§ Mukharamova S., Saveliev A., Ivanov M., Gafurov A., Yermolaev O. Estimating the Soil Erosion Cover-Management Factor at the European Part of Russia // ISPRS International Journal of Geo-Information ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2021, 10, 645. https://doi.org/10.3390/ijgi10100645. 

§ K. Maltsev, O. Yermolaev Assessment of soil loss by water erosion in small river basins in Russia // Catena. 2020. V. 195, p.104726. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104726. 

4) При несоблюдении Пользователем условий соглашения права, предоставленные Пользователю в соответствии с соглашением, автоматически прекращаются.

Совместимость Лицензии

Настоящая лицензия не противоречит лицензиям CC-BY (Creative Commons) и ODC-BY (Open Knowledge Foundation), а также Типовым условиям использования общедоступной информации, размещаемой в информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" в форме открытых данных.