Исследование зависимости величины паводка от усредненной высоты снежного покрова для бассейна реки Жабай

Изучение взаимосвязи величины паводков и высоты снежного покрова проводилось на примере бассейна реки Жабай, расположенного в Акмолинской области в районе города Атбасар. Река Жаба́й является правым притоком реки Ишим длиной 196 км, в свою очередь имеющей 14 притоков. Площадь водосборного бассейна составляет 8800 км². Это компактный речной бассейн, целиком охватываемый одним снимком Sentinel-1 или Sentinel-2. За последние 7 лет здесь наблюдались в 2014, 2019 и 2020 году достаточно сильные по местным меркам паводки, а в 2017 году был очень сильный паводок, приведший к затоплению некоторых районов города Атбасар. Такого паводка давно не наблюдалось. Плюсом выбранного полигона является и его отдаленность от крупных городов и промышленных предприятий. Все это создает хорошие условия для исследования поставленной задачи.
Величину паводка оценивали с помощью оптических (Sentinel-2) и радарных (Sentinel-1) данных среднего разрешения, а также данных низкого разрешения MODIS. Данные среднего разрешения только в последние годы обеспечивают достаточную полноту сезонного временного ряда. Поэтому в качестве базовых использовали данные MODIS, которые позволили рассмотреть временной интервал с 2014 по 2020 годы.
Оценка величины паводка определялась по следующей схеме. Вначале формировались по каждому году периода наблюдения сезонные временные ряды ежедневных зон затопления, получаемых по радарным и оптическим данным. Затем по сезонному ряду определялась годовая суммарная зона затопления, представляющая собой все территории, которые затапливались в рассматриваемом году. Величина площадей этих суммарных зон и образует динамику паводков за рассматриваемый период в виде численного ряда по годам.
Усредненную высоту снежного покрова для бассейна реки Жабай определяли на основе усреднения ежедневных данных, полученных с суточной базы данных «Snow Depth» с разрешением 1 км из интерактивной системы FEWS NET EWX Viewer. Усреднение проводилось по территории водосборного бассейна реки Жабай. В результате получали для каждого года кривую изменения средней высоты снежного покрова бассейна реки Жабай по дням с января по апрель.
Сравнение этих двух временных рядов позволило установить следующий факт. Показано, что при достижении усредненной высоты снежного покрова в конце января - феврале величины 60 см и выше, всегда был сильный паводок. Это касалось 2014, 2017 и 2020 года. Это можно сказать достаточное, но не необходимое условие, так как паводок 2019 года такой величины не достигал и был обусловлен другими факторами. Это могло быть следствием очень раннего начала паводка и быстрого (в течение недели) таяния снега.

Работы финансируются в рамках целевой программы BR05336383 Аэрокосмического комитета Министерства цифрового развития, инноваций и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан.