Анализируются многолетние и внутригодовые колебания уровня грунтовых вод в заповеднике Каменная Степь в Воронежской области по данным мониторинга Докучаевского колодца. Этот колодец является уникальным пунктом мониторинга грунтовых вод с наиболее длинным периодом наблюдений в России и Европе, составляющих уже 130 лет. Особенность формирования подземных вод четвертичного горизонта, который каптирует колодец, состоит в том, что внутригодовой и многолетний режим уровней грунтовых вод определяется динамикой инфильтрационного водообмена между подземными водами и поверхностью. Проведенный анализ основан на обширном фактическом материале включая многолетние ряды гидрогеологических наблюдений и базу метеорологической данных. Использован комплекс методов и подходов: статистические методы, корреляционный анализ, расчеты водного баланса по программе SURFBAL и др. По результатам кросскорреляционного анализа уровней воды в колодце и других наблюдательных скважин на четвертичный горизонт выявлено, что Докучаевский колодец является репрезентативным пунктом наблюдений для оценки закономерностей колебаний уровней грунтовых вод в Каменной Степи. На основе анализа временных рядов выявлено, что наблюденная динамика уровня воды в колодце наследует в многолетнем разрезе ход основных режимообразующих факторов — осадков и потенциальной эвапотранспирации, определяющих профицит или дефицит влаги для формирования инфильтрационного питания. С динамикой именно этих факторов связано отмечаемое в последние 15 лет экстремальное снижение уровней воды в колодце вплоть до его частичного осушения в 2020–2022 гг. На основе модельных исследований показано, что постепенно происходит трансформация внутригодового режима колебаний уровня воды в колодце в конце XX и начале XXI века по сравнению с серединой XX века в связи с изменениями условий весенне-зимнего впитывания влаги с поверхности земли и формирования инфильтрационного питания. Однако она не так существенна, как, например, трансформация гидрографов рек в бассейне Дона.
We analyze long-term and annual groundwater level fluctuations in the Kamennaya Steppe Nature Reserve in Voronezh Region based on monitoring data from the Dokuchaev pit. This pit is a unique groundwater monitoring site with the longest observation period in Russia and Europe, amounting to 130 years. The specific feature of groundwater formation of the Quaternary horizon, which captures the pit is that the annual and multi-year regime of groundwater levels is determined by the dynamics of infiltration water exchange between groundwater and the surface. The analysis is based on an extensive factual record, including long-term series of hydrogeological observations and meteorological database. A set of methods and approaches was used: statistical methods, correlation analysis, SURFBAL water balance calculations, etc. Cross-correlation analysis of water levels in the pit and other observation wells on the Quaternary horizon revealed that the Dokuchaev pit is a representative observation point to assess the patterns of fluctuations in groundwater levels in the Kamennaya Steppe. Based on the analysis of time series it was found that the observed dynamics of water level in the pit follows the course of the main regime-forming factors — precipitation and potential evapotranspiration, determining the excess or deficit of moisture for infiltration in a multi-year framework. Extreme decrease of water level in the pit to its partial drying in 2020–2022, observed during last 15 years, relates to dynamics of these factors. Based on model studies, it is shown that there is a gradual transformation of annual regime of fluctuations of water level in the pit in the late 20th and early 21st century compared with the mid-20th century due to changes in conditions of spring-winter absorption of moisture from the surface of the earth and the formation of infiltration feeding. However, it is not as significant as, for example, the transformation of river hydrographs in the Don basin.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.