Журнал гидрогеологии и гидрологической инженерии

Мониторинг рек в бассейнах Амазонки и Дуная с использованием многоцелевой спутниковой радиолокационной альтиметрии

Мостафави М., Рухи Ш., Эмади Р. и Тораби Азад М.

«Голубая мраморная» планета под названием Земля на 70% покрыта водой. Пресная вода занимает около 2,5% поверхности Земли, и только 0,26% пресной воды можно найти в реках и озерах. Реки являются важнейшим источником пресной воды для человека, поэтому для мониторинга количества и качества воды в реках требуется надежная система. Уровень и расход воды являются двумя важными параметрами такого мониторинга. Спутниковые альтиметрические измерения позволяют гидрологам измерять расход и запасы по всему бассейну, что намного проще, чем отслеживать изменения с помощью сетей датчиков на месте. Это исследование проводилось на реках Амазонка (крупнейший речной бассейн в мире) и Дунай (второй по величине речной бассейн в Европе). Альтиметрические данные, используемые для этого исследования, получены ESA (18 Гц Envisat) и CNES (40 Гц SARAL). Для получения данных об изменении уровня воды были обработаны 12 возможных сценариев (ретрекеры Ocean, Ice-1, Ice-2 и Sea-Ice с использованием значений ALL, MEDIAN и MEAN). После удаления выбросов уровень воды из каждого сценария был проверен по имеющимся на месте измерениям, чтобы найти наиболее надежную оценку уровня воды. Затем сток рек в разных сегментах был оценен по лучшему сценарию, т. е. сценарию, который приводит к минимальному RMS для уровня воды. Чтобы проверить эффективность оценок, мы использовали среднеквадратичное значение (RMS) и коэффициент Нэша-Сатклиффа (NS) для уровня воды и расхода. За одним исключением, RMS уровня воды составляет от 37 до 72 см. Хорошее соответствие между альтиметрическими и данными на месте наблюдалось для станции Джатуарана на реке Амазонка. В основном уровень воды из значений MEDIAN следует уровню воды на месте измерения лучше, чем значения MEAN и ALL. Ошибки полученного временного ряда уровня воды дают в среднем около 55 см для Амазонки и 62 см для бассейна реки Дунай с лучшими результатами ниже 40 см на станции Джатуарана с использованием данных SARAL. Также наилучшие результаты по сбросу были получены для станций Будапешт (данные SARAL) и Баха (данные Envisat) с учетом RMS и Джатуарана (данные SARAL) с учетом NS.