Цифровая модель озерной системы Тургояк, Южный Урал

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. 

1. Андреева М.А. (1973). Озера Среднего и Южного Урала: моногр. Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 270 с.

2. 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.

3. 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.2016.50.177

4. Аулов 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.

5. 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.

6. Григорьев С.А., Васина Ю.В. (2020). Мегалитический комплекс и поселения Острова Веры. Челябинск: Абрис, 307 с.

7. Дерягин 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.

8. 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.

9. Захаров С.Г. (2018). Озеро Тургояк — украшение земли уральской. Уральский следопыт, 11, с. 16–23.

10. Захаров С.Г. (2020). Динамика экологического состояния озера Тургояк. Известия Русского географического общества, 152(1), с. 56–65. https://doi.org/10.31857/S0869607120010085

11. Косарева 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.2023.4.563-576

12. Масленникова 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/10.24930/1681-9004-2018-18-6-914-927

13. Мишуткина 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.

14. Петров 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.

15. Потахин М.С., Зобков, М.Б., Беляев, П.Ю. (2024). Новая цифровая батиметрическая модель Онежского озера (Верхне-Свирского водохранилища): разработка, верификация, применение. Вестник СанктПетербургского университета. Науки о Земле, 69(1), с. 85–107. https://doi.org/10.21638/spbu07.2024.105

16. Рогозин А.Г., Такачев В.А. (1998). О некоторых гидрологических особенностях озера Тургояк. Изв. Челябинского научного центра, 1, с. 70–75.

17. Сначёв 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/10.33623/0579-9406-2020-1-12-20

18. Тургояк. Озеро-памятник природы и окрестности. (1993). Ред. Терентьев, М.М., Моисеев, А.П. Челябинск: Рифей, с. 132.

19. 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.

20. Шагалов Е.С. (1999). К петрографии и геохимии пород Тургоякского массива (Южный Урал). Ежегодник-1999, ИГиГ УрО РАН. Екатеринбург, с. 129–156.

21. ESRI 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.htm

22. Grigoriev S., Vasina Yu. (2019). The Megaliths of Vera Island in the Southern Urals. Archaeopress. https://doi.org/10.2307/j.ctvndv6hm

23. Hakanson 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_3

24. 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/10.1088/1755-1315/958/1/012002

25. Lewis W.M. (2009). Ecological zonation in lakes – Encyclopedia of Inland Waters. https://doi.org/10.1016/B978-012370626-3.00209-X

26. 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/s11356-021-15625-4

27. Menberu 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

28. 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.2023.100111

29. 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_3

30. Special Protection Natural Areas of Russia (2024). Lake Turgoyak. https://oopt.gov74.ru/oopt/overview/oopt/ozeroturgoyak.htm

31. 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.3360050107

32. The European space agency (2024). DEM – Global and European Digital Elevation Model (COP-DEM). https://spacedata.copernicus.eu/collections/copernicus-digital-elevation-model

33. Zakharov 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