georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2025.2.20geores-560Research ArticleГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯGEOLOGICAL, GEOCHEMICAL AND GEOPHYSICAL RESEARCHЦифровая модель озерной системы Тургояк, Южный УралDigital Model of the Turgoyak Lake System, Southern UralsЧерноваИ. Ю.ChernovaI. Yu.

Инна Юрьевна Чернова – кандидат геол.-минерал. наук, доцент кафедры геофизики и геоинформационных технологий Института геологии и нефтегазовых технологий

420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Inna Yu. Chernova – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Associate Professor of the Department of Geophysics and Geoinformation Technologies

4/5, Kremlevskaya str., Kazan, 420008

inna.chernova@kpfu.ruКосареваЛ. Р.KosarevaL. R.

Лина Раисовна Косарева – кандидат геол.-минерал. наук, старший научный сотрудник НИЦ «Цифровая Земля» Института геологии и нефтегазовых технологий

420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Lina R. Kosareva – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Scientific and Research Center “Digital Earth”

4/5, Kremlevskaya str., Kazan, 420008

lina.kosareva@mail.ruНургалиеваН. Г.NourgalievaN. G.

Нурия Гавазовна Нургалиева – доктор геол.-минерал. наук, профессор кафедры геологии нефти и газа Института геологии и нефтегазовых технологий

420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Nouria G. Nourgalieva – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Professor, Department of Oil and Gas Geology, Institute of Geology and Petroleum Technology

4/5, Kremlevskaya str., Kazan, 420008

nurgal07@mail.ruЧерноваО. С.ChernovaO. S.

Ольга Сергеевна Чернова – младший научный сотрудник, Научный центр мирового уровня рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты, НИЛ изучения бассейнов нефтегазонакопления Института геологии и нефтегазовых технологий

420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Olga S. Chernova – Junior Researcher, World-Class Scientific Center Rational Development of Liquid Hydrocarbon Reserves of the Planet, Research Laboratory for the Study of Oil and Gas Accumulation Basins

4/5, Kremlevskaya str., Kazan, 420008

OSChernova@kpfu.ruКазанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan Federal UniversityRussian Federation202516072025272264–280Copyright © Чернова И.Ю., Косарева Л.Р., Нургалиева Н.Г., Чернова О.С., 20252025Чернова И.Ю., Косарева Л.Р., Нургалиева Н.Г., Чернова О.С.Chernova I.Y., Kosareva L.R., Nourgalieva N.G., Chernova O.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/560

Донные отложения озера Тургояк (Южный Урал, Россия) формировались на протяжении позднего плейстоцена и голоцена. Литогенез озерных осадков контролируется морфометрией озера, положением дренажных сетей, вертикальной зональностью и термическим состоянием водной толщи, а также ветровым воздействием.

В связи с этим актуальным является анализ картографических материалов, по которым можно представить геологическое строение района озера, характер рельефа, дренажных сетей, водосборов и водоразделов. Все эти аспекты важны для оценки роли источников и путей транспортировки, а также механизмов распределения материала, образующего озерные осадки. Изучение озерных отложений ценно для генетической интерпретации осадочных последовательностей в свете палеоклиматических и палеоэкологических трендов и событий.

В данной статье представлена цифровая модель рельефа озера Тургояк и его обрамления. Цифровое моделирование реализовано в среде ГИС на основе доступных картографических материалов по геологическому строению, топографии местности и батиметрии озера. Наложение модели водосбора на геологические карты дочетвертичных образований и четвертичных отложений позволило сделать предположение о вещественном составе материала, сносимого в озеро.

Создание аналогичных цифровых моделей для озерных систем Урала и других регионов России и мира открывает возможности на новом уровне систематизировать информацию и использовать ее для различных реконструктивных целей. 

The sediments of Lake Turgoyak (Southern Urals, Russia) have been accumulating throughout the Late Pleistocene and the Holocene. Sedimentation is controlled by the lake’s morphometry, drainage systems, vertical zoning, thermal state of the water, and wind action.Therefore, analysis of cartographic materials illustrating the area’s geology, topography, drainage systems, watersheds (catchment areas) and drainage divides is relevant in this regard. All these aspects are important for assessing the role of sediment sources and transportation routes, as well as deposition mechanisms and sediment distribution within the lake. The study of lake deposits provides valuable insights for genetic interpretation of sedimentary sequences in the context of paleoclimatic and paleoecological trends and events.This study presents a digital model of Lake Turgoyak and its surroundings. The model was developed using GIS software, incorporating available geological, topographical, and bathymetric maps. Overlaying watershed models onto geological maps of pre-Quaternary and Quaternary deposits enabled assumptions about the material composition of sediment transported into the lake.Developing similar digital models for lake systems in the Urals, other regions of Russia, and worldwide opens opportunities to systematize information at a new level and utilize it for various reconstructive purposes.

озеро ТургоякЮжный Уралцифровая модель рельефагеоинформационные системыгидрологияозерное осадконакоплениеlake TurgoyakSouthern UralsDigital Elevation ModelGeographic Information Systemshydrologylake sedimentationРабота выполнена за счет средств субсидии, выделенной Казанскому федеральному университету для выполнения государственного задания проект № FZSM-2023-0023 в сфере научной деятельности.This work was supported by a subsidy allocated to Kazan Federal University for the implementation of a state assignment (Project No. FZSM-2023-0023) in the field of scientific activityReferencesАндреева М.А. (1973). Озера Среднего и Южного Урала: моногр. Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 270 с.Andreeva M.A. (1973). Lakes of the Middle and Southern Urals. Chelyabinsk: Yuzh.-Ural. Publ. (In Russ.)Артаев О.Н., Баянов Н.Г. (2015). Морфометрия Мухтоловских озёр. Опыт построения моделей озёрных котловин в ГИС. Труды Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича, 14, с. 199–211.Artaev O.N., Bayanov N.G. (2015). Morfometriya Muhtolovskih ozyor. Opyt postroeniya modelej ozyornyh kotlovin v GIS. Trudy Mordovskogo gosudarstvennogo prirodnogo zapovednika im. P.G. Smidovicha, (14), pp. 199–211. (In Russ.)Асташин и др. (2016). Морфометрические характеристики озёр Паровое, Кругленькое, Глубокое Государственного природного биологического заказника «Пустынский» (Нижегородская область). Международный научно-исследовательский журнал, 8(50), с. 49–54. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.50.177Astashin A.E., Badin M.M., Kartashov A.Yu., Goryachev A.S., Voznesenskaya M.V., Karabanov A.D., Pashkin M.N. (2016). Morphometric Characteristics of The Lakes Parovoe, Kruglenkoe, Glubokoe Of The State Natural Biological Wildlife Area “Pustynsky” (Nizhny Novgorod Region). International Research Journal, 8(50), pp. 49–54. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.50.177Аулов Б.Н., Владимирцева Ю.А., Гвоздик Н.И., Королькова З.Г., Левин Ф.Д., Липаева А.В., Поташова М.Н., Самозванцев В.А. (2015). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-40-XII – Златоуст. Объяснительная записка. М.: МФ ВСЕГЕИ (Министерство природных ресурсов РФ ФГУНПП «Аэрогеология», ВСЕГЕИ), 365 с.Aulov B.N., Vladimirceva Yu.A., Gvozdik N.I., Korolkova Z. G., Levin F. D., Lipaeva A. V., Potashova M. N., Samozvantsev V. A. (2015). State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1:200,000. Second edition. South Ural series. Sheet N-40-XII – Chrysostom. Explanatory note. Moscow: VSEGEI, 365 p. (In Russ.)Гаврилкина С.В., Кораблева О.Е., Митюхляев Д.В., Рогозин А.Г., Танаева Г.В., Ткачев В.А., Шиманский Л.И. (1998). Экология озера Тургояк. Миасс: ИГЗ УрO РАН, 154 с.Gavrilkina S.V., Korableva O.E., Mityuhlyaev D.V., Rogozin A.G., Tanaeva G.V., Tkachev V.A., Shimanskij L.I. (1998). Ecology of Lake Turgoyak. Miass: Institute of Geographical Zoology Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. (In Russ.)Григорьев С.А., Васина Ю.В. (2020). Мегалитический комплекс и поселения Острова Веры. Челябинск: Абрис, 307 с.Grigoriev S., Vasina Yu. (2019). The Megaliths of Vera Island in the Southern Urals. Archaeopress. https://doi.org/10.2307/j.ctvndv6hmДерягин В.В. (2018). Стратификация донных отложений у северного и южного побережий озера Тургояк (Южный Урал). Проблемы географии Урала и сопредельных территорий. Материалы международной научнопрактической конференции. Челябинск: Край Ра, с. 94–100.Grigoriev S. A., Vasina Yu. V. (2020). Megalithic complex and settlements of the Island of Vera. Chelyabinsk: Abris, 307 p. (In Russ.)Диянова О.П., Дерягин В.В. (2010). Литолого-геоморфологические особенности побережий некоторых озер Южного Урала и Зауралья. Вестник МГОУ. Серия: Естественные науки, 2, с. 106–112.Deryagin V.V. (2018). Stratification of bottom sediments near the northern and southern shores of Lake Turgoyak (Southern Urals). Proc. Conf.: Problems of the geography of the Urals and adjacent territories. Chelyabinsk: Krai Ra, pp. 94–100. (In Russ.)Захаров С.Г. (2018). Озеро Тургояк — украшение земли уральской. Уральский следопыт, 11, с. 16–23.Diyanova O.P., Deryagin V.V. (2010). Lithologic-geomorphological characteristics of some lakes of South Urals and the Trans-Ural. Bulletin of the Moscow Region State University. Series Natural Sciences, (2), pp. 106–112. (In Russ.)Захаров С.Г. (2020). Динамика экологического состояния озера Тургояк. Известия Русского географического общества, 152(1), с. 56–65. https://doi.org/10.31857/S0869607120010085ESRI ArcGIS Pro (2024). An overview of the Spatial Analyst. https://pro.arcgis.com/en/pro-app/3.0/tool-reference/spatial-analyst/an-overviewof-the-spatial-analyst-toolbox.htmКосарева Л.Р., Нургалиева Н.Г., Нургалиев Д.К., Ли Х.-Ч., Крылов П.С., Кузина Д.М., Антоненко В.В. (2023). Предварительные магнитно-минералогические исследования неоплейстоцен-голоценовых осадков озера Тургояк. Ученые записки Казанского университета. Серия естественные науки, 165(4), с. 563–576. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2023.4.563-576Hakanson L. (2012). Sedimentation Processes in Lakes. In: Bengtsson L, Herschy RW, Fairbridge RW (eds) Encyclopedia of Lakes and Reservoirs. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4410-6_3Масленникова А.В., Удачин В.Н., Дерягин В.В., Штенберг М.В. (2018). Реконструкция этапов развития озера Тургояк (Южный Урал) в голоцене. Литосфера, 18(6), с. 914–927. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-6-914-927Kosareva L.R., Nurgalieva N.G., Nurgaliev D.K., Li H, Krylov P.S., Kuzina D.M., Antonenko V.V. (2023). Preliminary Magnetic Mineralogical Studies of the Neopleistocene-Holocene Sediments from Lake Turgoyak. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 165(4), pp. 563-576. (In Russ.) https://doi.org/10.26907/2542-064X.2023.4.563-576Мишуткина М.Ю., Кагарманова М.У., Рожнова Е.С. (2021). Экспедиция «Тургояк-2021» в сборнике: Географическое пространство: сбалансированное развитие природы и общества. Материалы II Международной научно-практической конференции. Челябинск, с. 110–114.Kostryukova A., Mashkova I., Belov S., Shchelkanova E., Trofimenko V., Kargina V. (2022). Assessing relationship of degradation of coastal zones and phytoplankton species structure of Lake Uvildy and Lake Turgoyak (South ural, russia) IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. https://doi.org/10.1088/1755-1315/958/1/012002Петров В.И., Шалагинов А.Э., Пунегов Б.Н. Горлова Л.И., Забелкина Л.Г., Григорова Т.Б., Никольский В.Ю., Шалагинова Т.И., Петрова А.С., Середа В.В. (2015). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-41-VII. Объяснительная записка. М.: МФ ВСЕГЕИ, с. 168.Lewis W.M. (2009). Ecological zonation in lakes – Encyclopedia of Inland Waters. https://doi.org/10.1016/B978-012370626-3.00209-XПотахин М.С., Зобков, М.Б., Беляев, П.Ю. (2024). Новая цифровая батиметрическая модель Онежского озера (Верхне-Свирского водохранилища): разработка, верификация, применение. Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 69(1), с. 85–107. https://doi.org/10.21638/spbu07.2024.105Maslennikova A.V., Udachin V.N., Deryagin V.V., Shtenberg M.V. (2018). Reconstruction of Turgoyak lake (the Southern Urals) ecosystem changes in Holocene. Lithosphere (Russia), 18(6), pp. 914–927. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-6-914-927Рогозин А.Г., Такачев В.А. (1998). О некоторых гидрологических особенностях озера Тургояк. Изв. Челябинского научного центра, 1, с. 70–75.Masoud A.A., El-Horiny M.M., Khairy H.M., El-Sheekh M.M. (2021). Phytoplankton dynamics and renewable energy potential inducedby the environmental conditions of Lake Burullus, Egypt. Environmental Science and Pollution Research. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15625-4Сначёв А.В., Сначёв В.И., Романовская М.А. (2020). Геология, условия образования и рудоносность Тургоякского гранитного массива и углеродистых отложений его западного обрамления (Южный Урал). Вестн. Моск. Ун-та., 4(1), с. 12–20. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2020-1-12-20Menberu Z., Mogesse B., Reddythota D. (2021). Assessment of morphometric changes in Lake Hawassa by using surface and bathymetric maps. Journal of Hydrology: Regional Studies. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2021.100852 Mishutkina M.Yu., Kagarmanova M.U., Rozhnova E.S. (2021).Тургояк. Озеро-памятник природы и окрестности. (1993). Ред. Терентьев, М.М., Моисеев, А.П. Челябинск: Рифей, с. 132.Expedition “Turgoyak-2021”. Proc. II International Scientific and Practical Conference: Geographical space: balanced development of nature and society. Chelyabinsk, pp. 110–114. (In Russ.)Ферштатер Г.Б., Шагалов Е.С., Беа Ф., Монтеро П. (2000). Тургоякско-Сыростанская группа гранитоидных массивов зоны Главного Уральского глубинного разлома. Магматические и метаморфические образования Урала и их металлогения. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, с. 129–158.Petrov V.I, Shalaginov A.E., Punegov B.N. Gorlova L. I., Zabelkina L. G., Grigorova T. B., Nikolsky V. Yu., Shalaginova T. I., Petrova A. S., Sereda V. V. (2015). State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1:200 000. Second Edition. South Ural Series. Sheet N-41-VII. Explanatory Note. Moscow: VSEGEI, 168 р. (In Russ.)Шагалов Е.С. (1999). К петрографии и геохимии пород Тургоякского массива (Южный Урал). Ежегодник-1999, ИГиГ УрО РАН. Екатеринбург, с. 129–156.Qin Y., Zhang Ch., Lu P. (2023). A fully automatic framework for subpixel mapping of thermokarst lakes using Sentinel-2 images. Science of Remote Sensing. https://doi.org/10.1016/j.srs.2023.100111ESRI ArcGIS Pro (2024). An overview of the Spatial Analyst. https://pro.arcgis.com/en/pro-app/3.0/tool-reference/spatial-analyst/an-overviewof-the-spatial-analyst-toolbox.htmRogozin A.G., Takachev V.A. (1998). On some hydrological features of Lake Turgoyak. Izvestiya Chelyabinskogo Nauchnogo Tsentra, (1), pp. 70–75, (In Russ)Grigoriev S., Vasina Yu. (2019). The Megaliths of Vera Island in the Southern Urals. Archaeopress. https://doi.org/10.2307/j.ctvndv6hmRongali G., Tiwari K.C., Vishwas P. (2024). Mapping of Glacial Lakes and Glacial Lake Outburst Flood in Lahul and Spiti District Using Remote Sensing and GIS. In: Biswas B, Ghute BB (eds) Flood Risk Management. Springer Natural Hazards. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-97-2688-2_3Hakanson L. (2012). Sedimentation Processes in Lakes. In: Bengtsson L, Herschy RW, Fairbridge RW (eds) Encyclopedia of Lakes and Reservoirs. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4410-6_3Snachev A.V., Snachev V.I., Romanovskaya M.A. (2020). Geology, formation conditions, and ore content of the Turgoyak granite massif and carbonaceous deposits of its western framing (South Ural). Moscow University Bulletin. Series 4. Geology, (1), pp. 12–20. (In Russ.) https://doi.org/10.33623/0579-9406-2020-1-12-20Kostryukova A., Mashkova I., Belov S., Shchelkanova E., Trofimenko V., Kargina V. (2022). Assessing relationship of degradation of coastal zones and phytoplankton species structure of Lake Uvildy and Lake Turgoyak (South Ural, Russia) IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. https://doi.org/10.1088/1755-1315/958/1/012002Special Protection Natural Areas of Russia (2024). Lake Turgoyak. (In Russ.) https://oopt.gov74.ru/oopt/overview/oopt/ozeroturgoyak.htmLewis W.M. (2009). Ecological zonation in lakes – Encyclopedia of Inland Waters. https://doi.org/10.1016/B978-012370626-3.00209-XTarboton DG, Bras RL, Rodriguez-Iturbe I (1991). On the Extraction of Channel Networks from Digital Elevation Data. Hydrological Processes, 5, pp. 81–100. https://doi.org/10.1002/hyp.3360050107Masoud A.A., El-Horiny M.M., Khairy H.M., El-Sheekh M.M. (2021). Phytoplankton dynamics and renewable energy potential inducedby the environmental conditions of Lake Burullus, Egypt. Environmental Science and Pollution Research. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15625-4The European space agency (2024). DEM – Global and European Digital Elevation Model (COP-DEM). https://spacedata.copernicus.eu/collections/copernicus-digital-elevation-modelMenberu Z., Mogesse B., Reddythota D. (2021). Assessment of morphometric changes in Lake Hawassa by using surface and bathymetric maps. Journal of Hydrology: Regional Studies. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2021.100852Turgoyak. The lake is a natural monument and its surroundings (1993). Ed. Terentyev M.M., Moiseev A.P. Chelyabinsk: Rifey. (In Russ.)Qin Y., Zhang Ch., Lu P. (2023). A fully automatic framework for subpixel mapping of thermokarst lakes using Sentinel-2 images. Science of Remote Sensing. https://doi.org/10.1016/j.srs.2023.100111Fershtater G.B., Shagalov E.S., Bea F., Montero P. (2000). TurgoyakSyrostan group of granitoid massifs of the Main Ural deep fault zone. Magmatic and metamorphic formations of the Urals and their metallogeny. Ekaterinburg: IGiG UB RAS, pp. 129–158. (In Russ.)Rongali G., Tiwari K.C., Vishwas P. (2024). Mapping of Glacial Lakes and Glacial Lake Outburst Flood in Lahul and Spiti District Using Remote Sensing and GIS. In: Biswas B, Ghute BB (eds) Flood Risk Management. Springer Natural Hazards. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-97-2688-2_3Shagalov E.S. (1999). On the petrography and geochemistry of rocks of the Turgoyak massif (Southern Urals). Yearbook-1999. Ekaterinburg: IGiG UrO RAN, pp. 129–156 (In Russ.)Special Protection Natural Areas of Russia (2024). Lake Turgoyak. https://oopt.gov74.ru/oopt/overview/oopt/ozeroturgoyak.htmZakharov S.G. (2018). Lake Turgoyak — the adornment of the Ural land. Uralskiy sledopyt, (11), pp. 16–23. (In Russ.)Tarboton DG, Bras RL, Rodriguez-Iturbe I (1991). On the Extraction of Channel Networks from Digital Elevation Data. Hydrological Processes, 5, pp. 81–100. https://doi.org/10.1002/hyp.3360050107Zakharov S.G. (2020). Dynamics of environmental status of the lake Turgoyak. Proceedings of the Russian Geographical Society, 152(1), pp. 56–65. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0869607120010085The European space agency (2024). DEM – Global and European Digital Elevation Model (COP-DEM). https://spacedata.copernicus.eu/collections/copernicus-digital-elevation-modelZakharov S.G. (2021). Anthropogenic eutrophication of lakes Turgoyak and Bolshoi Kisegach. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. https://doi.org/10.1088/1755-1315/834/1/012048Zakharov S.G. (2021). Anthropogenic eutrophication of lakes Turgoyak and Bolshoi Kisegach. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. https://doi.org/10.1088/1755-1315/834/1/012048Zakharov S.G. (2021). Anthropogenic eutrophication of lakes Turgoyak and Bolshoi Kisegach. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. https://doi.org/10.1088/1755-1315/834/1/012048

The authors declare that there are no conflicts of interest present.