Model analysis of observed and predicted climate changes of groundwater recharge in the basin of a small river
https://doi.org/10.33623/0579-9406-2019-3-78-86
Abstract
The analysis of the connection of groundwater recharge in the basin of a small river with the current and expected climatic changes in the European territory of Russia is carried out using the catchment basin of Zhizdra river Kaluga region as an example. The analysis was based on the modeling of the processes of transformation of moisture on the earth surface and moisture transfer in the aeration zone. The results of global climate predictions for five models of the general circulation of the atmosphere and ocean (GCM) from the CMI5 family were applied for the forecast in the second half of the 21st century using the LARSWG5 forecast weather conditions generator. The simulation results show that despite the fact that all the GCM used predict a warming in the region at 2–6 ᵒC, the difference in the predicted recharge is still significantly large, which is associated with the difference in the predicted dryness index.
About the Authors
S. P. PozdniakovRussian Federation
Faculty of Geology. 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1
S. O. Grinevsky
Russian Federation
Faculty of Geology. 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1
E. A. Dediulina
Russian Federation
Faculty of Geology. 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1
V. N. Samartsev
Russian Federation
Faculty of Geology. 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1
References
1. Болгов М.В., Коробкина Е.А., Трубецкова М.Д. и др. Современные изменения минимального стока на реках бассейна р. Волга // Метеорология и гидрология. 2014. № 3. С. 75–85.
2. Григорьев В.Ю., Фролова Н.Л., Джамалов Р.Г. Изменение водного баланса крупных речных бассейнов европейской части России // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2018. № 4. С. 36–47.
3. Гриневский С.О. Схематизация строения и параметров зоны аэрации для моделирования инфильтрационного питания подземных вод // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2010. № 6. С. 56–67.
4. Гриневский С.О. Моделирование поглощения влаги корнями растений при расчетах влагопереноса в зоне аэрации и инфильтрационного питания подземных вод // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2011. № 3. С. 41–52.
5. Гриневский С.О., Новоселова М.В. Закономерности формирования инфильтрационного питания подземных вод // Водн. ресурсы. 2011. Т. 38, № 2. С. 169–180.
6. Гриневский С.О., Поздняков С.П. Принципы региональной оценки инфильтрационного питания подземных вод на основе геогидрологических моделей // Водн. ресурсы. 2010. Т. 37, № 5. С. 543–557.
7. Гриневский С.О., Поздняков С.П. Ретроспективный анализ влияния климатических изменений на формирование ресурсов подземных вод // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2017. № 2. С. 42–50.
8. Джамалов Р.Г., Фролова Н.Л., Телегина Е.А. Изменение зимнего стока рек европейской части России // Водн. ресурсы. 2015. Т. 42, № 6. С. 581–588.
9. Джамалов Р.Г., Фролова Н.Л., Рец Е.П., Бугров А.А. Особенности формирования современных ресурсов подземных вод европейской части России // Водн. ресурсы. 2015. Т. 42, № 5. С. 457–466.
10. Поздняков С.П., Гриневский С.О., Дедюлина Е.А., Кореко Е.С. Чувствительность моделирования сезонного промерзания к расчетной модели теплопроводности снежного покрова // Снег и лед. 2019. № 1.
11. Grinevskiy S.O., Pozdniakov S.P. The use of hydrus-1d for groundwater recharge estimation in boreal environments // Proceed. of the 4th Intern. Conference «HYDRUS Software Applications to Subsurface Flow and Contaminant Transport Problems», March 21–22, 2013. Dept. of Soil Science and Geology, Czech University of Life Sciences Prague, Czech Republic, 2013.
12. Leterme B., Mallants D., Jacques D. Sensitivity of groundwater recharge using climatic analogues and HydruS-1d // Hydrology and Earth System Sci. 2012. Vol. 16. P. 2485–2497. http: doi.org/10.5194/hess-16-2485-2012
13. Lu X., Jin M., van Genuchten M.Th., Wang B. Ground water recharge at five representative sites in the Hebei Plain of china: case study // Ground Water. 2011. Vol. 49, N 2. P. 286–294.
14. Pozdniakov S.P., Shestakov V.M. Analysis of groundwater discharge with a lumped-parameter model, using a case study from Tajikistan // Hydrogeol. J. 1998. Vol. 6, N 2. P. 226–232.
15. Pozdniakov S.P., Vasilevskiy P.Y., Grinevskiy S.O. Estimation of groundwater recharge by flow in vadose zone simulation at the watershed with different landscapes and soil profiles // Engineer. Geol. and Hydrogeol. Bulgarian academy of Sciences. 2015. N 29. P. 47–58.
16. Raftery A.E., Zimmer A., Frierson D.M.W., Startz R. et al. Less than 2 degrees C warming by 2100 unlikely // Nature Climate Change. 2017. 07.31. (online).
17. Riahi K., Rao S., Krey V. et al. Scenario of Comparatively High Greenhouse Gas Emissions. Climatic Change. 2011. Vol. 109, N 33. https: doi.org/10.1007/s10584-011-0149-y.
18. Semenov M.A, Stratonovitch P. Adapting wheat ideotypes for climate change: accounting for uncertainties in CMIP5 climate projections // Climate Res. 2015. Vol. 65. P. 123–139. http: //doi.org/10.3354/cr01297.
19. Semenov M.A, Stratonovitch P. The use of multi-model ensembles from global climate models for impact assessments of climate change // Climate Res. 2010. Vol. 41. P. 1–14.
20. Šimůnek J. Estimating groundwater recharge using HYDRUS-1D // Engineering geology and Hydrogeology. Bulgarian academy of Sciences. 2015. N 29. P. 25–36.
21. Šimůnek J., Šejna M., Saito H. et al. The HYDRUS-1D software package for simulating the one-dimensional movement of water, heat and multiple solutes in variably-saturated media. Ver. 4.08. // Prepr. Depart. of Environ. Sci. University of California Riverside. California, Riverside, 2009. 296 р.
Review
For citations:
Pozdniakov S.P., Grinevsky S.O., Dediulina E.A., Samartsev V.N. Model analysis of observed and predicted climate changes of groundwater recharge in the basin of a small river. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2019;(3):78-86. (In Russ.) https://doi.org/10.33623/0579-9406-2019-3-78-86












