Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-5-346-356
Ключевые слова: water temperature, Yenisei, Landsat-8/9, remote sensing, hydroposts, analytical modeling, температура воды, енисей, дзз, гидропосты, аналитическое моделирование
Аннотация: Зарегулирование стока реки Енисей Красноярской ГЭС привело к значительным изменениям гидротермического режима в нижнем бьефе. Существующая система мониторинга температуры воды, основанная на дискретных измерениях на гидропостах, не обеспечивает достаточной пространственно-временной детализации, необходимой для современных задач соцПоказать полностьюиально-экономического развития бассейна Енисея и арктических территорий Красноярского края. В данной работе предложен комплексный подход, сочетающий методы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и аналитического моделирования для оценки температурного режима реки. В качестве данных ДЗЗ использованы материалы тепловой инфракрасной съёмки Landsat-8/-9 C2 L2SP (англ. Collection 2 Level 2 Science Product), обеспечивающие высокую точность за счёт учёта атмосферных параметров. Аналитическое моделирование гидротермического режима выполнено на основе решения уравнения теплопроводности, где учитывались солнечная и тепловая инфракрасная радиация, конвекция и испарение. Морфометрические характеристики русла получены по спутниковым снимкам высокого разрешения QuickBird. Результаты показали высокую степень согласованности расчётной температуры данным гидропостов, а также результатам вычислений температуры воды по спутниковым данным Landsat. Предложенный подход позволит существенно улучшить пространственно-временное разрешение мониторинга температурного режима реки. Вместе с тем был выявлен ряд ограничений, связанных периодичностью спутниковой съёмки, облачностью и пространственным разрешением тепловых каналов Landsat. Regulation of the Yenisei River flow by the Krasnoyarsk Hydroelectric Power Plant has led to significant changes in the hydrothermal regime in the lower pool. The existing water temperature monitoring system based on discrete measurements at gauging stations does not provide sufficient spatiotemporal detailing to address current tasks of socio-economic development of the Yenisei basin and the Arctic territories of the Krasnoyarsk Krai. The paper proposes an integrated approach combining remote sensing and analytical modeling methods to assess the river temperature regime. The remote sensing data were obtained from thermal infrared surveys of Landsat-8/-9 (Collection 2 Level 2 Science Product) that provide high accuracy data due to the inclusion of atmospheric parameters. The analytical modeling of the hydrothermal regime was performed based on solution of the heat conduction equation, taking into account solar and thermal infrared radiation, convection and evaporation. Morphometric characteristics of the riverbed were obtained from high-resolution QuickBird satellite images. The results showed a high degree of consistency between the calculated temperatures and the data from the hydrographic posts, as well as the results of water temperature calculations based on Landsat satellite data. The proposed approach allows for a significant improvement in the spatial and temporal resolution of river temperature monitoring. However, a number of limitations related to the frequency of satellite imaging, cloudiness, and spatial resolution of Landsat thermal channels were identified.
Журнал: Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
Выпуск журнала: Т. 22, № 5
Номера страниц: 346-356
ISSN журнала: 20707401
Место издания: Москва
Издатель: Институт космических исследований РАН