Аннотация результатов, полученных в 2020 году
1. На основе справочных изданий и официальных интернет-архивов для основных рек региона исследований и их притоков, а также для административных регионов подготовлены компьютерные архивы массивов многолетних данных о расходах воды; среднегодовых и среднемесячных концентрациях химических веществ по стандартным наблюдениям ГСН; объемах сброса сточных вод разных категорий и загрязняющих веществ; данные (1990 - 2019 гг.) о структуре землепользования и посевной площади, внесению удобрений и урожайности зерновых культур в Курской области и др. 2.Разработана структура геоинформационной системы региона исследований. ГИС структурирована по основным объектам исследований: весь регион в целом; основные, модельные речные бассейны; природно-фоновые территории и административные регионы (Федеральные округа, субъекты РФ и административные районы). Каждый из объектов включает в себя геоинформационные слои: 1) физико-географических компонентов; климатических и гидрологических характеристик; 2) различных видов антропогенной нагрузки на водосборах и в руслах рек; 3) характеристик гидрологического состояния и его изменений. Базовое информационное обеспечение ГИС включает в себя пространственные данные разного масштаба, цифровые модели рельефа, данные дистанционного зондирования; массивы многолетних данных; сеть наблюдений. Подготовлен большой набор геоинформационных слоев для всего региона исследований и для бассейна р. Москва (одного из модельных речных бассейнов). 3.Анализ многолетних изменений гидроэкологических характеристик и обусловливающих их климатических и антропогенных факторов. Длительные периоды повышенного/пониженного годового и сезонного стока рек бассейна Дона в XIX–XXI вв. На основе разностно-интегральных кривых выявлены долговременные фазы повышенного/пониженного годового и сезонного стока Дона и его основных притоков за 1870–2010-е гг. (в границах региона исследований). Продолжительность фаз варьирует от 10 лет до многих десятилетий (для стока меженных сезонов Дона в створах Лиски и Казанская. Выявленные контрастные фазы характеризуются статистически значимой разницей сезонного стока, а на большинстве рек – и годового стока. Она составляет от 10 до >100%. Начиная с 1970-1980-х годов наблюдается длительный период пониженного стока половодья и годового стока, тогда как сток меженных сезонов характеризуется повышенным стоком. Эти длительные фазы годового и сезонного стока на реках бассейна р. Дон (и аналогичные фазы на реках бассейнов Волги и Днепра) совпали с длительным периодом значительных изменений антропогенных воздействий на водные ресурсы. Одна из характерных особенностей этого периода состоит в резком снижении антропогенной нагрузки на водные объекты региона, начиная с 1990-х гг. и ее стабилизацией с конца 1990 –х гг. и увеличение отдельных ее видов (особенно в результате развития сельского хозяйства и развития урбанизированных территорий с начала 2000-х гг.). Эти два фактора сыграли определяющую роль в произошедших изменениях экологического состояния водных ресурсов. Изменения гидроэкологических характеристик и обусловливающих их климатических и антропогенных факторов на примере бассейна р. Кудьма. На основе данных Росгидромета на примере бассейна р. Кудьмы определены основные составляющие воднобиогенного баланса речных водосборов в северной части лесостепной зоны в бассейне Волги, оценен вклад поверхностной и подземной составляющих стока в диффузный вынос минерального азота и фосфора. Дана оценка соотношению природных и антропогенных факторов в поступлении биогенных веществ на водосбор р. Кудьмы. Установлено, что к числу наиболее важных природных факторов относится опад лесной растительности, а антропогенных – отходы животноводства. Заметную роль в балансе азота на водосборе Кудьмы играют атмосферные осадки. Показано, что преобладает диффузный вынос биогенных веществ с поверхностным и подземным стоком. Установлено, что за счет изменившихся гидроклиматических условий, приведших к уменьшению поверхностного стока и значительному увеличению подземного стока, вынос с водосборной площади азота и фосфора в последние годы существенно вырос. Влияние современных изменений климата на составляющие водного и воднобиогенного баланса на территории Курской области Оценка годового воднобиогенного баланса в лесостепной зоне в бассейне Днепра и Дона на территории Курской области, сложившегося в последнее десятилетие показала, что доля природных факторов в приходной его части значительно меньше доли антропогенных факторов. Преобладает диффузный вынос биогенных веществ с речных водосборов над их выносом со сточными водами. Доля поступления азота со сточными водами в его выносе с суммарным стоком составляет лишь 7 %, еще меньше фосфора – 3%. Потепление климата привело к кардинальным изменениям в формировании водного и тесно с ним связанного воднобиогенного баланса. Они не имеют аналогов за весь период инструментальных наблюдений. Значительно снизилась роль поверхностного склонового стока и возросла роль инфильтрации и подземного стока в миграцию с водосборов биогенных и других химических веществ. Доля подземной составляющей стока в суммарном годовом выносе азота стала преобладать над поверхностной составляющей. Она достигла 60%. Достаточно высока она и в отношении фосфора – 50%. Влияние Иваньковского водохранилища на качество воды Волги По результатам выполненного анализа многолетних наблюдений проведена оценка влияния водохранилища на изменение качества воды и стока химических веществ. Установленные зависимости показывают, что изменение интенсивности водообмена водохранилища в годы с различной водностью оказывает доминирующее влияние на трансформацию химического стока Волги и Тверцы. Водохозяйственная нагрузка как фактор формирования качества вод рек Исследована многолетняя с 1993 г. изменчивость водохозяйственной нагрузки на речной сток Оки, Москвы, Клязьмы и Днепра до створа г. Смоленска в сопоставлении с ее изменчивостью вдоль русел Волги и Дона с использованием предложенного комплексного безразмерного показателя. Проведено сопоставление средних значений годовых водохозяйственных параметров за весь период 1993-2018 и последний период с 2012 по 2018 гг. Если рассматривать весь период времени, то р. Клязьма испытывала самую высокую нагрузку, потом р. Москва и Ока. Но в последний период произошло резкое снижение нагрузки на сток Клязьмы за счет увеличения доли очищенных сточных вод и р. Днепра за счет снижения водозабора. При этом в два раза возросла нагрузка на сток Оки. В настоящее время Москва является самой депрессивной рекой региона за счет самого высокого коэффициента использования (0,22 %) и сбросов загрязненных сточных вод (0,30 %). Верхнее течение Волги испытывает наиболее низкую нагрузку по сравнению с другими реками, при этом по величине комплексного показателя она примерно одинакова с р. Доном. В среднем по водосбору Волги в последний период произошло сокращение водохозяйственной нагрузки на 15-20 %, кроме створов Чебоксарского гидроузла и Жигулевской ГЭС. 4.На данном этапе работ по проекту основное внимание было уделено оценке экологического состояния рек в период летне-осенней межени. Установлено, что современная гидроэкологическая ситуация мало чем отличается в маловодных верхних и в связанных с ними многоводных нижних звеньях речной сети. Для большинства обследованных участков малых и средних рек наблюдается биогенное загрязнение, приводящее к ускоренному развитию эвтрофикации и ухудшению качества воды. Наиболее часто в речных водах встречалось превышение ПДК аммонийным азотом (в 43% отобранных проб) и фосфатами (48%). В основном биогенные вещества в летне-осеннюю межень мигрируют в реки с подземным стоком. В дренируемых реками грунтовых водах наиболее часто наблюдалось превышение ПДК нитратами (в 46% отобранных проб). Из результатов экспедиционных работ следует, что во время прохождения экстремальных дождевых паводков в бассейне р. Москва возможно ухудшение состояния речных вод и превышение ПДК в речной воде тяжелыми металлами (алюминием, марганцем, железом, медью). Установлено, что в лесостепной зоне в бассейнах Днепра, Дона и Волги преобладает диффузный (рассредоточенный по территории речных водосборов) вынос биогенных веществ с речных водосборов над их миграцией со сточными водами. Негативное влияние сточных вод на экологическое состояние речных вод весьма существенно на локальных участках рек в крупных населенных пунктах и в нескольких километрах ниже по течению. В последние десятилетия (с конца 1970-х – начала 1980-х гг.) вследствие потепления климата наблюдаются кардинальные изменения в формировании водного и тесно с ним связанного воднобиогенного баланса речных бассейнов в лесостепной зоне. Они не имеют аналогов за весь период инструментальных наблюдений. Особенно это касается значительно возросшей роли стока инфильтрационного происхождения (стока верховодки и подземного стока) в миграции биогенных веществ на фоне резкого сокращения роли поверхностного склонового стока. Доля подземной составляющей стока в суммарном годовом выносе биогенов стала преобладать над поверхностной составляющей. Особенно значительно возрос вынос биогенов с речных водосборов с подземной составляющей стока в маловодный период года. 5.Исследование выполнено на основе архива данных гидрохимических показателей, подготовленного участниками данного проекта по результатам маршрутной экспедиции, проведенной ими в августе 2019 г. в бассейне Верхнего и Среднего Дона и его основных притоков, в верхней части акватории Цимлянского водохранилища и Волго-Донском канале. Архив включает в себя данные о 90 гидрохимических показателях для 23 створов и содержит 2000 элементо-определений. Кроме концентраций главных ионов и биогенных элементов было оценено валовое содержание более 60 металлов. Концентрации 33 из них не превышали ошибки методов их лабораторного определения, для большинства других были существенно ниже ПДК. Содержание алюминия, ванадия, марганца, железа, молибдена и стронция превышало ПДК (для вод рыбохозяйственного значения) в большинстве обследованных створов на Дону и его притоках, а также в Цимлянском водохранилище и Волго-Донском канале. Концентрации сульфатов превышали ПДК в 1,5-2 раза (в притоках Дона (рр. Битюг, Хопер, Медведица, Иловля), а среди биогенов только концентрации фосфора фосфатов превышали ПДК в тех же притоках Дона и в среднем течении Дона (максимально более чем в два раза). Концентрации сульфатов и натрия значительно превышали ПДК только в канале. 6.Организованы и начаты регулярные наблюдения за гидрохимическим режимом в бассейнах рр. Волга-Тверь, Москва-Можайск и Сейм-Курск. Основная цель режимных наблюдений состоит в выявлении изменчивости качества речных вод в условно-естественном состоянии и под влиянием водохозяйственной деятельности на городских территориях в основные фазы гидрологического режима с учетом возможной трансформации под влиянием Иваньковского водохранилища. Подготовлен электронный архив полученных данных о гидрохимических показателях.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Проект направлен на исследование экологического состояния водных ресурсов рек и водоемов центрального региона Русской равнины (в том числе в верхнем течении Волги, включая реку Москву, Дона и Днепра). Особое внимание уделяется водосборам малых рек, для которых крайне недостаточно данных стационарных гидрологических и гидрохимических наблюдений. Выполняется оценка произошедших изменений речного стока, поверхностной и подземной его составляющих, гидрохимического режима рек и стока химических веществ, обусловленных влиянием климатических и антропогенных факторов. В 2021 г. исследования проводились по нескольким основным направлениям, по которым были получены приведенные ниже результаты. 1.Долговременные изменения водности рек и маловодье на реках. Водность рек, ее многолетние изменения, неравномерность ее сезонного распределения, наряду с антропогенными воздействиями, играют важнейшую роль в формировании химического состава вод, а, следовательно экологического состояния рек. Долговременные периоды (фазы) повышенных/пониженных значений гидрологических характеристик продолжительностью 10-15 и более лет, обусловленные изменениями климата - одна из основных особенностей его многолетних изменений. Были выявлены долговременные фазы повышенного/пониженного восстановленного (за вычетом антропогенных изменений) годового и сезонного стока реки Москвы в створах Можайский ГУ и г. Звенигород и ее притоков (Руза, Истра, Озерны и Яуза), продолжительность которых варьирует от 20-25 до 65 лет, средний сток отличается на 16-39% для половодья и года и от 35 до более 100% для зимнего и летне-осеннего периодов. Характеристики фаз аналогичны тем, что наблюдается в бассейне Дона и в верховьях Волги и Оки, а последовательность их смены происходит синхронно во всем этом регионе. На фоне длительных периодов повышенного/пониженного стока довольно часто (2-3 раза в десятилетие) на реках региона формируется маловодья, в условиях которых экологическая ситуация на реках и в водоемах существенно ухудшается. Поэтому наряду с анализом длительных периодов повышенного и пониженного стока было проведено исследование экстремальных маловодий на реках региона и их корреляции с экстремальными засухами на Русской равнине, начиная с 1970-х гг. в период современного глобального потепления. Исследованы особенности экстремально низких влагозапасов в почве во время экстремальных засух, которые представляют собой важную составляющую водных ресурсов и низкое содержание которых оказывает значительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и процессы влагооборота и круговорота химических веществ в речных бассейнах. 2.Большое внимание было уделено исследованию и оценке качества вод в начальном звене формирования водного стока и стока химических веществ и особенно малых рек в различных природных зонах и при разной антропогенной нагрузке. С этой целью была продолжена реализация трехлетней программы экспедиционных исследований, в рамках которой в лесной (бассейны рр. Верхней Волги до г. Углич, Москвы и Протвы) и лесостепной и степной (бассейны рр. Дон, Сейм и Тускарь) зонах проведена маршрутная гидрохимическая съемка и регулярные сезонные гидрохимические наблюдения. Основная задача маршрутных экспедиционных работ состояла в определении концентраций гидрохимических характеристик преимущественно малых, а также средних рек с близким к природному водным режимом и типичной ландшафтной структурой водосборов, а также рек, водосборы которых в разной степени преобразованы в результате антропогенного воздействия. Одна из основных задач заключается в изучении природно-фоновых концентраций широкого набора гидрохимических показателей как одной из основ для оценки экологического состояния рек и сопоставления с их с существующими критериями. Также были отобраны пробы для определения характеристик зообентоса и фитопланктона. Задача регулярных сезонных гидрохимических наблюдений состояла в исследовании сезонных особенностей изменения концентраций гидрохимических показателей и оценке влияния городов на качество речных вод на основе расширенного набора гидрохимических показателей. Полевые исследования позволили охватить около ста малых бассейнов, а также провести отбор проб поверхностного склонового стока в период формирования половодья, подземных вод для различных гидрологических сезонов, а также снежного покрова, почвы для оценки химического состава почвенных вод, и получить информацию о концентрации более ста ингредиентов (в разных районах состав и количество гидрохимических показателей был разным и зависел, в основном, от задач исследований). В результате были получены уникальные данные экспедиционных работ 2021 г., включающие в себя более 100 гидрохимических и 80 гидробиологических характеристик и подготовлен архив, который насчитывает более 10 тыс. единиц лабораторных гидрохимических и гидробиологических определений. Также подготовлен архив фотографий мест отбора проб воды во время проведения полевых работ, состоящий из несколько сотен фотопортретов ландшафтов и рек региона исследований. Получены следующие предварительные результаты: на основе определения характеристик макрозообентоса получена оценка экологического состояния малых рек бассейнов рр. Москва и Протва в пределах Можайского района Московской области; оценка уровня загрязнений речных вод указанных выше рек в 25 створах и осредненно по району исследований, основанная на среднегодовых природно-фоновых концентрациях, определенных для лесной зоны в целом, показала, что по концентрации рассмотренных биогенных элементов, органических и взвешенных веществ превышают природный фон в интервале от 100 до 70% створов. При этом природно-фоновые концентрации биогенных и органических веществ оказались близки к ПДК; в зимнюю межень в земледельческих районах лесостепной (Курская, и Воронежская области) и степной зон (Волгоградская область) качество воды в реках неудовлетворительное (для всех 17 обследованных участков рек зафиксировано превышение ПДК аммонийным азотом – в среднем в 3,5 раза), тогда как случаи загрязнения рек нитритами и фосфатами встречаются значительно реже; как в холодный, так и в теплый период года, минеральный азот поступает в реки рассматриваемой территории в основном с подземным стоком с их водосборов, а содержание азота в дренируемых речной сетью грунтовых водах, как правило, существенно выше, чем в речных водах во все сезоны года; выявлены особенности влияния на миграцию биогенов полей подсолнечника, залежей и лесопосадок. 3.Оценки современного экологического состояния водных объектов исследуемого региона разного пространственного масштаба и его многолетние и сезонные изменения в рамках проекта выполняются на основе отдельных критериев и их комплексов, характеризующих уровень экономического развития, включая отраслевую структуру хозяйства и водохозяйственного комплекса и антропогенную нагрузку на водные ресурсы (характеристики водопотребления и сброса сточных вод и загрязняющих веществ от сосредоточенных и диффузных источников), учитывая экологический и свободный сток; оценки качества вод на основе предельно-допустимых концентраций, комплексных показателей качества воды и гидробиологических показателей с учетом условно-природных фоновых концентраций, а также способности природных вод к самоочищению при разном уровне их антропогенного загрязнения. По этому направлению исследований получены следующие результаты. На основе комплексного показателя, учитывающего доли речного стока, расходуемого на водозабор и сбрасываемых в реки загрязненных сточные воды, а также долю загрязненных сточных вод, требующих очистки от объема сточных вод, которые подлежат очистке, оценена антропогенная нагрузка на основные реки региона исследований. Относительно высокую нагрузку испытывают верхние течения Волги (в створах Иваньковской и Угличской ГЭС и Дона (в створе г. Лиски). В первом случае основным отрицательным фактором является высокий коэффициент изъятия стока для переброски по каналу им. Москвы, а во втором случае плохая работа очистных сооружений (доля очищенных стоков за последнее десятилетие снизилась с 10 до 3 %). На таком же уровне находится нагрузка на нижнее течение Дона, выросшая в последнее десятилетие за счет маловодности климатического периода и увеличения сбросов загрязненных стоков. Самые высокие нагрузки испытывают реки Москва и Клязьма, для которых величины комплексного показателя достигали самых высоких в регионе значений за счет ряда негативных факторов. Но если для Клязьмы в последнее десятилетие наблюдается тенденция снижения нагрузки за счет повышения доли очищенных сточных вод и уменьшения сбросов загрязненных стоков (при увеличении коэффициента изъятия стока), то для р. Москвы в последнее десятилетие нагрузка резко выросла за счет ухудшения работы очистных сооружений. Временная изменчивость водохозяйственной нагрузки пространственно неоднородна. В центральной части Европейской России водохозяйственная нагрузка в последнее десятилетие выросла на водосборах рек Москвы и Дона в 2.5 раза, на водосборе р. Оки в 3 раза. Во всех случаях в результате недостаточной очистки сточных вод (снизилась доля очищенных стоков в 2-3 раза). При оценке речных водосборов в целом по замыкающим створам, самая благоприятная ситуация наблюдается в бассейне Хопра за счет самой низкой доли изъятия стока и низкой величине сбросов загрязненных вод. Дана оценка водно-экологической напряженности (отношение годовых объемов водозабора и речного стока) в субъектах РФ и основных речных бассейнах для двух временных срезов 1980-1990 гг. и 2010-х гг. на основе индекса водного стресса и кратности разбавления сточных вод. Годовой общий сток, а, следовательно, и экологический и свободный сток (годовой минус экологический сток) в областях ЦФО РФ в пределах региона наших исследований в течение 2000-х годов достаточно устойчив и характерен для долговременной фазы пониженного стока. Ресурсы среднемноголетнего годового речного стока в шестнадцати областях ЦФО РФ варьируют от 4.2 до 58.5 куб. км, тогда как диапазон их изменений для стока 75% обеспеченности составляет 2-47.5 куб. км, а 95% обеспеченности 1.4-36.5 куб. км. При этом свободный годовой сток значительно меньше и изменяется в пределах от 0.8 до 17.2 куб. км (для среднемноголетних условий), от 0.4 до 9.4 куб км (для стока 75% обеспеченности) и 0.2 до 3.6 куб. км (для стока 95%) обеспеченности). Объемы водозабора, хотя и уменьшились с 1990 г. по 2018 г. в разных областях в диапазоне от 40% до трех раз, он оказывается сопоставим с объемом среднемноголетнего годового стока и тем более с объемами годового стока 75 и 95% обеспеченности. А вот объем водозабора в одной из областей (Московской) превышает объем свободного стока 75% обеспеченности и в пяти областях 95% обеспеченности. При этом индекс водно-экологической напряженности (отношение объема водозабора к объему свободного стока) высоких (20-40%) и очень высоких (40-80) значений относительно среднемноголетнего свободного стока достигает в четырех, относительно стока 75% обеспеченности в шести, а относительно свободного стока 95% обеспеченности в большинстве (десяти) областей региона. Аналогичная картина наблюдается с кратностью разбавления сточных вод. Хотя она существенно возросла в 2018 г. по сравнению с 1990 г., даже относительно среднемноголетнего годового стока она относится к категории низкой (50-10 раз) и очень низкой (<10 раз) в трех, относительно годового стока 75% в шести, а относительно годового стока 95% обеспеченности в десяти областях из шестнадцати. На основе данных СКИОВО для водохозяйственных участков и результатов расчетов показателей антропогенной нагрузки и кратности разбавления сточных вод, требующих очистки показано, что территориальное распределение антропогенной нагрузки в бассейне р. Москва до г. Коломна крайне неравномерно. Кратность разбавления сточных вод изменяется от примерно 600 раз до менее двух раз для среднего многолетнего годового стока, а для стока 95% обеспеченности она существенно снижается, но остается также крайне неравномерной и изменяется по территории бассейна от 400 до одного раза. Относительно свободного стока размах изменений этого показателя еще более значительно сокращается для среднемноголетних условий (200-0.5 раз) и тем более для стока 95% обеспеченности (40-0.1 раз). То есть, вся территория бассейна р. Москва до г. Коломна при годовом свободном стоке соответствующем 95% обеспеченности, кроме бассейна р. Руза (кратность разбавления для которого равна в этих условиях 40 раз), характеризуется очень низкой кратностью разбавления сточных вод (до 10 раз). А три участка (бассейны рр. Пахра, Москва от Рублевского ГУ до с. Заозерье и от с. Заозерье до г. Коломна) при любых условиях характеризуются очень низкой кратностью разбавления, которая изменяется от 2 до 0.1 раза). Переброска стока по каналу им. Москвы приводит к существенному увеличению кратности разбавления в упомянутых выше частях бассейна, но и в этих условиях она не выходит за пределы категории очень низких значений. Характер территориального распределения суммарной нагрузки загрязняющими веществами с учетом их опасности аналогичен особенностям распределения кратности разбавления сточных вод. На основе анализа многолетних изменений комплекса показателей антропогенной нагрузки в бассейне р. Сейм, начиная с 1990-х годов показано, что резкое снижение объемов сброса сточных вод и других видов антропогенной нагрузки (внесение удобрений и других) за этот период не привели к сколько-нибудь заметному улучшению качества воды в реках этого бассейна к концу 1990-х годов и к настоящему времени в отношении биогенов. На основе анализа многолетних данных мониторинга состояния качества воды водохранилищ на постах Государственной сети наблюдений и Мосводоканала в период с середины 1970-1980-х гг. по 2019 гг., проведен сравнительный анализ показателей качества воды в верхних и нижних частях Иваньковского и Угличского водохранилищ и выявлены особенности их многолетних изменений и степень их сопряженности с многолетней динамикой объемов сброса сточных вод разных категорий, а также уровня их загрязненности, выраженной в предельно допустимых концентрациях рыбохозяйственного назначения и в интегральной форме на основе индекса загрязнения вод. Получена количественная оценка трансформации качества воды в Иваньковском водохранилище в зависимости от изменений химической нагрузки на основе расчетов на гидроэкологической модели ГМВ-МГУ. Показано, что регулирование стока Верхней Волги стока Иваньковским водохранилищем способствует улучшению качества воды Волжского источника водоснабжении г. Москвы. На основе многолетних данных о среднегодовых концентрациях 14 гидрохимических показателей (биогенов, органических веществ, металлов и других) в створах выше и ниже одиннадцати городов с разной численностью населения выявлены особенности влияния городов центральной России на качество речных вод в бассейнах рр. Волга, Дон и Днепр. Наиболее заметное увеличение (и тем самым, ухудшение качества речных вод) осредненных по всем рассмотренным одиннадцати городам среднемноголетних среднегодовых концентраций веществ ниже городов по сравнению с их содержанием на посту выше них выявлено для таких групп веществ, как тяжелые металлы, азотные соединения, фосфатоы и нефтепродукты. Значительно изменяются концентрации тяжелых металлов. Относительная разница концентраций кадмия и трехвалентного хрома может достигать 70%. Значительно увеличиваются также концентрации марганца, цинка, меди и железа. Среди других химических показателей города часто существенно увеличивают концентрации АСПАВ и фенолов. Из 154 рассмотренных пар сочетаний химическое вещество-город (14 веществ выше и ниже 11 городов) в 106 случаях наблюдается увеличение концентраций ниже города. При этом в 70 из них выявляется рост концентраций ниже города, когда и выше и ниже города они превышали ПДК, а вот заметное повышение концентраций (на 10% и более) зафиксировано в 41 случае. Выявлены сезонные особенности структуры химического состава речных вод и ее многолетние изменения в лесной (р. Днепр) и лесостепной и степной (р. Дон) зонах в условиях разной направленности и интенсивности антропогенных воздействий и пространственные особенности многолетних изменений среднегодовых концентраций ионов, биогенных элементов и других показателей химического состава речных вод в лесной (бассейн р. Днепр, включая Днепр в черте пгт Верхнеднепровский, р. Вязьма выше г. Вязьма и р. Вопь выше г. Ярцево) и лесостепной и степной зонах (бассейн р. Дон в двух створах в его верховьях и его притоки рр. Сосна, Красивая Меча, Медведица, Хопер). Завершена подготовка базовых слоев ГИС для всего региона исследований и для модельных речных бассейнов (ландшафты, растительность, почвы, гидрогеология и других), а также подготовлены слои, полученные в процессе реализации проекта (структура землепользования, экологический и свободный сток, антропогенная нагрузка на водные объекты и другие).

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проект направлен на исследование и оценку экологического состояния водных ресурсов рек и водоемов центрального региона Русской равнины (в том числе в верхнем течении Волги, включая реку Москву, Дона и Днепра) и основных тенденций его многолетней динамики под влиянием изменений климата и антропогенных воздействий. Основу оценок составляют результаты, полученные при проведении трехлетнего цикла полевых исследований, анализа многолетних гидрологических и гидрохимических наблюдений на постах ГСН, и материалов водохозяйственной статистики и Росстата, а также модельных расчетов. Особое внимание уделялось изучению первичного звена формирования водно-экологического состояния основных рек региона (малым рекам, склоновому стоку, поверхностной и подземной составляющим речного стока), для которых крайне недостаточно данных стационарных гидрологических и гидрохимических наблюдений. В 2022 г. исследования проводились по нескольким основным направлениям, по которым были получены приведенные ниже результаты. Результаты, полученные на основе материалов экспедиционных исследований. На основе классификации макрозообентоса по расширенному индексе Вудивисса, данных о землепользовнии для бассейнов малых рек в бассейне Волги до г. Углич определены природно-фоновые условия для оценки природных фоновых концентраций гидрохимических характеристик. В бассейнах этих рек, как правило, антропогенное воздействие минимально, что, в определенной степени, подтверждает обоснованность использования указанных выше значений расширенного индекса Вудивисса в качестве критерия природно-фоновых условий. Для малых рек Можайского района в качестве природных фоновых концентраций были использованы средние концентрации, рассчитанные на основе регионального обобщения полевых данных по около 100 малым речным бассейнам для региона Московско-Смоленской возвышенности и Мещерской низменности. Проведен анализ особенностей региональной изменчивости концентраций главных ионов, биогенных элементов, органических веществ, микроэлементов, растворенного кислорода и других характеристик малых рек в бассейнах рр. Волга, Ока, Москва (включая малые реки в границах г. Москва), Протва, Дон, Днепр. Для лесостепной, степной и южной части лесной зонах выявлена значимая роль поверхностного склонового стока в выносе с водосборов биогенных биогенных элементов (собенно, минерального фосфора. В период глобального потепления возросла роль в миграции биогенных элементов с увеличившимся подземным стоком. В грунтовых водах содержание минерального азота в 9 раз больше по сравнению со стекающими поверхностными склоновыми водами. Не зафиксировано превышение ПДК в речных водах региональными фоновыми значениями концентрации аммония, нитратов и нитритов. Ежегодно возобновляемым источником поступления биогенных веществ на речные водосборы является преимущественно растительность, а не поверхностный слой почвы. При современном уровне использования минеральных удобрений в лесостепной зоне с залежей биогенных веществ поступает в поверхностно-почвенные воды больше, чем с пашни. Выявлены особенности региональной изменчивости гидрохимических характеристик малых рек в бассейнах рр. Волга, Ока, Москва, Протва, Дон, Днепр. Определены гидрохимические показатели истоков основных рек. Их химический состав характеризуется умеренным превышением ПДК органическими веществами по ХПК (кроме истока Москвы, где превышение более чем в 6 раз). Вода истока Дона сильно минерализована. Для всех истоков характерно значительное превышение ПДК по Mn, Feобщ (кроме Дона), по меди и цинку (на Днепре и Москве). Наиболее вероятно, что высокие концентрации перечисленных веществ обусловлены, в основном, природными факторами. По этой причине вода истоков относится по ИЗВ к «загрязненной» (Дон), «грязной» (Днепр) и «очень грязной» (Москва). Результаты, основанные на обобщении многолетних гидрологических и гидрохимических данных наблюдений на постах ГСН, материалов водохозяйственной статистики, данных Росстата и модельных расчетов. В многолетних изменениях всех рассмотренных основных рек региона за весь более чем вековой (за исключением Сейма) период наблюдений выявлены две продолжительные контрастные (повышенного и пониженного стока гидрологических сезонов) фазы. При этом для половодья сначала наблюдалась фаза повышенного стока, которая в 1970-1980-х гг. (на Днепре в 1959 г.) сменилась на фазу пониженного стока. Для меженных периодов напротив сначала наблюдались фазы пониженного стока, а затем практически синхронно на всех рассмотренных реках в 1976-1979 гг. наступила фаза повышенного стока. Продолжительность долговременных фаз на этих реках изменяется от 28 до 99 лет. Разница в стоке контрастных фаз составляет (в процентах от фазы пониженного стока) от 18 до 144%. На основных реках региона выявлены очень значительные различия в частоте маловодных лет (сток 75 и 90-95% обеспеченности) для годового и сезонного стока в фазы повышенного/пониженного стока всех основных рек региона. В многолетних изменениях качества воды Волги по ИЗВ в период 2001-2009 гг. происходило его улучшение в относительно периода 1993-2000 гг., а в 2012-2019 гг. ухудшением относительно предшествующего периода, что коррелирует с длительным ходом концентрации меди (изменение в диапазоне (2.4-6 ПДК). Сказывается также рост в последнее десятилетие среднегодовой концентрации марганца до 15.6 ПДК. Вода в Оке и Дону сохраняет небольшую тенденцию к улучшению качества в основном за счет снижения концентраций меди с 4-5.2 ПДК до 3.6 и 2.7 ПДК соответственно. В бассейнах основных рек региона в многолетних изменениях (начиная с 1990- годов) годовых объемов водозаборов и сбросов сточных вод разных категорий выявлены тенденции их снижения. Почти по всем веществам проявляется тенденция сокращения сбросов - троекратно по БПК полному, двукратно по фосфору. В 1990-е гг. сбросы меди снизились на водосборах Волги и Оки соответственно с 500 до 13 и с 430 до 13 т. Сокращение сбросов азота аммонийного во многом сопряжено с увеличением сбросов нитратов, но соотношения не всегда и не везде сохраняются. На основе анализа данных наблюдений и результатов расчетов на гидроэкологической модели установлено, что: роль боковой приточности водохранилищ в формировании и трансформации качества воды Иваньковского и Угличского водохранилищ определяется долей водного притока в приходной части водного баланса, и сбросами из вышерасположенного водохранилища; степень влияния сбросов коммунальных сточных вод городов на качество воды водохранилищ колеблется в широком диапазоне. Балансовыми расчетами боковой приточности в водохранилища рассчитана эффективность очистки сточных вод до нормативных значений качества воды. Для основных речных бассейнов выявлены различия водно-экологической напряженности (ВЭН) и кратности разбавления сточных вод (всех и загрязненных сточных вод в годы средней и низкой водности (соответствующей 75 и 95% обеспеченности). Ситуация кардинально ухудшается в маловодные годы и при учете в расчетах экологического стока. Проведено районирование основных рек и субъектов РФ в пределах региона исследований по водно-экологической напряженности и кратности разбавления сточных вод для лет средней и низкой водности для полного и свободного стока; на основе данных по УКИЗВ за 2020 г. проведено районирование основных рек по характеру изменения уровня загрязнения по длине основных рек; по структуре загрязнения по длине основных рек на основе данных о покомпонентной структуре комплекса гидрохимических показателей (выраженных относительно их ПДК). Подготовлена ГИС для всего региона исследований и модельных районов, которая включает в себя около 200 геоинформационных слоев и 14 единых бесшовных мозаик космических снимков. ГИС разделена на 4 тематических блока. На основе выполненных в рамках проекта исследований разработаны рекомендации по направлениям развития научных исследований, мониторинга состояния водных объектов и информационного обеспечения.