Оценка затопляемости поймы Нижней Волги от Волгограда до Астрахани по данным дистанционного зондирования

Одним из современных направлений мониторинга пойменных экосистем Нижней Волги является оценка затопляемости в условиях регулируемого речного стока. Оценке затопляемости пойменных территорий по данным дистанционного зондирования Земли посвящено значительное число исследований (ГОИН, 2013; Савельева, Усачев, 1985; Филиппов и др., 2005; Преснякова и др., 2017, Wolfshaar et al., 2011; Middelkoop et al., 2017). Как правило, эти работы фокусируются на определении площадей затопления в отдельные годы или на отдельных участках. Однако вопросы, касающиеся пространственно-временной реакции затопляемости на сбросы, до настоящего времени оставались недостаточно изученными. В частности, отсутствуют исследования, охватывающие всю пойму от Волгограда до Астрахани, а также сравнительный анализ реакции различных ее сегментов. Особенно заметен пробел в систематических оценках за последние десять лет. Появление спутников Sentinel-2 в 2015 году, обеспечивающих съемку с высоким пространственным разрешением и частой повторяемостью, открыло возможность регулярного мониторинга динамики затопления. Это позволяет впервые выполнить комплексную оценку затопляемости всей Волго-Ахтубинской поймы в увязке с режимом сбросов за период 2016–2024 гг. Именно эти обстоятельства определяют актуальность настоящего исследования.
Цель работы – оценить современные характеристики затопляемости Волго-Ахтубинской поймы в нижнем бьефе Волжской ГЭС в зависимости от величины сбросов.
В основе исследования лежит использование мультиспектральных изображений Sentinel-2 и расчет нормализованного разностного водного индекса (NDWI). Выделены три репрезентативных полигона поймы – верхний, средний и нижний, для которых по 132 датам в период половодья рассчитаны площади затопления. Дополнительно средний и нижний полигоны разделены на левобережный и правобережный сегменты, чтобы оценить влияние волжских и ахтубинских вод на затопляемость поймы на одинаковом удалении от ГЭС. Полученные значения площади сопоставлены со среднесуточными сбросами с учетом временных лагов. Было установлено, что реакция на изменение сбросов нарастает по мере удаления от ГЭС. Построенные зависимости площади затопления от водосбросов с разделением на фазы подъема и спада половодья позволили выявить гистерезисный характер связи. Сравнение левобережных и правобережных сегментов указывает на выраженную неоднородность гидрологической реакции даже внутри поймы. Результаты демонстрируют высокую эффективность методов дистанционного зондирования для оценки воздействия сбросов и могут быть использованы при планировании водохозяйственных мероприятий на Нижней Волге.