Email this article 
Assessment of river runoff components in the Crimean Mountains. 1. Runoff of small rivers
- Authors: Gubareva T.S.1, Amelichev G.N.1,2, Gartsman B.I.1,3, Tokarev S.V.1,2, Vakhrushev B.A.1,2, Naumenko V.G.2, Amelichev E.G.1,2, Vakhrushev I.B.1,2
-
Affiliations:
- Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences
- Vernadsky Crimean Federal University
- Institute of Natural-Technical Systems
- Issue: Vol 51, No 6 (2024)
- Pages: 743-757
- Section: ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОДОДЕФИЦИТНЫХ РЕГИОНОВ
- URL: https://journal-vniispk.ru/0321-0596/article/view/281365
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0321059624060024
- EDN: https://elibrary.ru/VPSEMI
- ID: 281365
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
For experimental river basins in the Crimean Mountains, an assessment of the components of river flow was carried out based on the EMMA methodology. The following components of river runoff in karst watersheds are identified: epikarst waters, soil-slope waters and baseflow waters circulating at the contact with underlying impermeable rocks. A significant component of the flow of small rivers consists of epikarst waters. Their proportion in the gauging sections is increasing during floods, naturally increasing with increasing water discharge, obeying logarithmic dependencies. The proportions of baseflow water relative to the proportions of epikarst waters are decreasing.
About the authors
T. S. Gubareva
Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Moscow, 119333
G. N. Amelichev
Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences; Vernadsky Crimean Federal University
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Simferopol, 295007
B. I. Gartsman
Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences; Institute of Natural-Technical Systems
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Sevastopol, 299011
S. V. Tokarev
Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences; Vernadsky Crimean Federal University
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Simferopol, 295007
B. A. Vakhrushev
Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences; Vernadsky Crimean Federal University
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Simferopol, 295007
V. G. Naumenko
Vernadsky Crimean Federal University
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Simferopol, 295007
Ev. G. Amelichev
Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences; Vernadsky Crimean Federal University
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Simferopol, 295007
I. B. Vakhrushev
Institute of Water Problems, Russian Academy of Sciences; Vernadsky Crimean Federal University
Email: tgubareva@bk.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Simferopol, 295007
References
- Амеличев Г.Н., Вахрушев Б.А., Дублянский В.Н. Гид родинамика и эволюция спелеоморфогенеза Амткельской карстовой системы (Западная Абхазия) // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2007. Т. 3. № 2. С. 52–60.
- Вахрушев Б.А., Гигинейшвили Г.Н., Дублянский В.Н., Цвет А.Л. Гидрология и палеогидрология Амткельского карстового района // Тр. Геогр. общества Грузинской ССР. Тбилиси, 1990. Т. XVIII С. 31–39.
- Губарева Т.С., Амеличев Г.Н., Гарцман Б.И., Токарев С.В., Хрусталева Л.И., Морейдо В.М. Ионный состав генетических типов природных вод малых речных бассейнов Горного Крыма // Вод. ресурсы. 2024. В печати.
- Губарева Т.С., Болдескул А.Г., Трегубов О.Д., Тарбеева А.М., Шамов В.В., Лебедева Л.С., Луценко Т.Н. Экспресс-диагностика источников питания малой арктической реки по результатам краткосрочной гидрологической съемки (Чаунская низменность, Чукотка) // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. № 1. С. 15–27.
- Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Василенко Н.Г. Источники формирования речного стока в зоне многолетней мерзлоты: оценка методами трассерной гидрологии по данным режимных гидрохимических наблюдений // Криосфера Земли. 2018. Т. 22. № 1. С. 32–43.
- Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Ефимова Л.Е., Терский П.Н., Белякова П.А., Казачук А.А. Идентификация и оценка источников питания стока заболоченного водосбора в бассейне реки Западная Двина // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2022. Т. 4. № 2. С. 183–201.
- Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Солопов Н.В. Модель смешения четырех источников питания речного стока с использованием гидрохимических трассеров в задаче разделения гидрографа // Вод. ресурсы. 2018. Т. 45. № 6. С. 583–595.
- Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Шамов В.В., Болдескул А.Г., Кожевникова Н.К. Компоненты стока малых водосборов Сихотэ-Алиня: обобщение результатов полевых измерений и трассерного моделирования // Изв. РАН. Сер. географическая. 2019. № 6. С. 126–140.
- Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Шамов В.В., Болдескул А.Г., Кожевникова Н.К. Разделение гидрографа стока на генетические составляющие // Метеорология и гидрология. 2015. № 3. С. 97–108.
- Кичигина Н.В., Губарева Т.С., Шамов В.В., Гарцман Б.И. Трассерные исследования формирования речного стока в бассейне озера Байкал // География и природ. ресурсы. 2016. № S5. С. 60–69.
- Климчук А.Б. Эпикарст: гидрогеология, морфогенез и эволюция. Симферополь: Сонат, 2009. 111 c.
- Померанцев А.Л. Хемометрика в Excel: учебное пособие. Томск.: Изд-во Томского политех. ун-та, 2014. 435 с.
- Шамов В.В., Гарцман Б.И., Губарева Т.С., Кожевникова Н.К., Болдескул А.Г. Экспериментальные исследования генетической структуры стока с помощью химических трассеров: постановка задачи // Инженерные изыскания. 2013. № 1. С. 60–69.
- Blaen P.J., Hannah D.M., Brown L.E., Milner A.M. Water source dynamics of high Arctic river basins // Hydrol. Process. 2014. 28. P. 3521–3538.
- Bugaets A., Gartsman B., Gubareva T., Lupakov S., Kalugin A., Shamov V., Gonchukov L. Comparing the runoff decompositions of small experimental catchments: end-member mixing analysis (EMMA) vs. hydrological modelling // Water. 2023. V. 15. № 4. 752.
- Christophersen N., Hooper R.P. Multivariate analysis of streamflow chemical data: The use of principal component analysis for the end-member mixing problem // Water Resour. Res. 1992. V. 28. № 1. P. 99–107.
- Hooper R.P. Diagnostic tools for mixing models of stream water chemistry. // Water Resour. Res. 2003. V. 39. 1055. http://dx.doi.org/10.1029/2002WR001528
- Hugenschmidt C., Ingwersen J., Sangchan W., Sukvanachaikul Y., Duffner A., Uhlenbrook S., Streck T. A three-component hydrograph separation based on geochemical tracers in a tropical mountainous headwater catchment in northern Thailand // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2014. V. 18. P. 525–537.
- Joerin C., Beven K.J., Iorgulescu I., Musy A. Uncertainty in hydrograph separations based on geochemical mixing models // J. Hydrol. 2002. V. 255. P. 90–106.
- Klaus J., McDonnell J.J., Jackson C.R., Du E., Griffiths N.A. Where does streamwater come from in low-relief forested watersheds?: a dual-isotope approach // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2015. V. 19. P. 125–135.
- Liu F., Bales R.C., Conklin M.H., Conrad M.E. Streamflow generation from snowmelt in semi-arid, seasonally snow-covered, forested catchments, Valles Caldera, New Mexico // Water Resour. Res. 2008. V. 44. W12443. https://doi.org/10.1029/2007WR006728
- Munyaneza O., Wenninger J., Uhlenbrook S. Identification of runoff generation processes using hydrometric and tracer methods in a meso-scale catchment in Rwanda // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2012. V. 16. P. 1991–2004.
- Rahman K., Besacier-Monbertrand A.L., Castella E., Lods-Crozet B., Ilg C., Beguin O. Quantification of the daily dynamics of streamflow components in a small alpine watershed in Switzerland using end member mixing analysis // Environ. Earth Sci. 2015. V. 74. P. 4927–4937.
- Schmieder J., Hanzer F., Marke T., Garvelmann J., Warscher M., Kunstmann H., Strasser U. The importance of snowmelt spatiotemporal variability for isotope-based hydrograph separation in a high-elevation catchment // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2016. V. 20. P. 5015–5033.
- Scholl M.A., Shanley J.B., Murphy S.F., Willenbring J.K., Occhi M., González G. Stable-isotope and solute-chemistry approaches to flow characterization in a forested tropical watershed Luquillo Mountains, Puerto Rico //Appl. Geochem. 2015. V. 63. P. 484–497.
- Soulsby C., Petry J., Brewer M.J., Dunn S.M., Ott B., Malcolm I.A. Identifying and assessing uncertainty in hydrological pathways: a novel approach to end member mixing in a Scottish agricultural catchment // J. Hydrol. 2003. V. 274. P. 109–128.
- Viennet D., Lorette G., Labat D., Fournier M., Sebilo M., Araspin O., Crançon P. Mobile sources mixing model implementation for a better quantification of hydrochemical origins in allogenic karst Outlets: Application on the Ouysse Karst // System. Water. 2023. V. 15. 397. https://doi.org/10.3390/w15030397
- Wilson A.M., Williams M.W., Kayastha R.B., Racoviteanu A. Use of a hydrologic mixing model to examine the roles of meltwater, precipitation and groundwater in the Langtang River basin, Nepal //Ann. Glaciol. 2016. V. 57. P. 155–168.
- Wu J.K., Wu X.P., Hou D.J., Liu S.W., Zhang X.Y., Qin X. Streamwater hydrograph separation in an alpine glacier area in the Qilian Mountains, northwestern China // Hydrol. Sci. J. 2016. V. 61. P. 2399–2410.
Supplementary files
