geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2025-67-1-95-104SERDOMgeology-1122Research ArticleГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИGEOPHYSICAL METHODS OF PROSPECTING AND EXPLORATIONПрименение методов дистанционного зондирования для оценки мутности вод Авачинской бухтыRemote sensing methods for water quality analysis in Avachа bayhttps://orcid.org/0009-0004-8921-8184КорольковаА. И.KorolkovaA. I.

Королькова Александра Игоревна — студентка экологического факультета

23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997

Alexandra I. Korolkova — student at the Faculty of Ecology

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997

korolkovaa94@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5294-8878ИвановА. А.IvanovА. A.

Иванов Андрей Александрович — кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геофизики

23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997

Andrey A. Ivanov — Cand. Sci. (Geol.-Mineral.), Assoc. Prof., Department of Geophysics

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997

biwolf@mail.ruФГБОУ ВО «Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе»РоссияSergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological ProspectingRussian Federation20251704202567195104Copyright © Королькова А.И., Иванов А.А., 20252025Королькова А.И., Иванов А.А.Korolkova A.I., Ivanov А.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/1122

Введение. Оценка пространственного распределения взвешенных веществ является одной из ключевых задач для мониторинга экологического состояния акваторий. Избыточное содержание органических частиц, минералов и мелкой взвеси, находящихся в толще воды, может оказать негативное воздействие на экосистемы, снижая прозрачность воды и тем самым ухудшая условия для процесса фотосинтеза. Цель исследования. Определение мутности морских вод и пространственного распределения взвешенных веществ в прибрежной части акватории Авачинской бухты с помощью дистанционных методов исследования. Материалы и методы. Для мониторинга морской среды активно используются методы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Методы дистанционного зондирования позволяют эффективно определять ключевые параметры, такие как уровень мутности, содержание хлорофилла, температура воды на поверхности и т.п. Современные спутниковые системы, такие как Sentinel-2, дают возможность получать мультиспектральные изображения, на основе которых рассчитываются спектральные индексы. В данной работе для оценки качества вод будет использован нормализованный разностный индекс мутности (NDTI). Результаты. Особую роль в формировании зон с повышенной мутностью играет не только антропогенное воздействие, но и геологическое строение территории. Для Авачинской бухты это также зона влияния Авачинско-Корякской и других групп вулканов. В весенне-летний период, во время активного таяния снегов и дождей, происходит повышенный сток рек Авача и Паратунка, которые несут с собой продукты вулканизма, что увеличивает содержание взвешенных веществ в воде. Проанализировано пространственное распределение нормализованного разностного индекса мутности NDTI и составлены карты, отражающие качество морской воды. Заключение. Карты пространственного распределения индекса NDTI, построенные за некоторые годы, показали, что основная область повышенной мутности возникает в дельте рек Авача и Паратунка и прибрежных частях Авачинской бухты.

Background. Assessment of the spatial distribution of suspended matter is an essential task in monitoring the ecological state of marine waters. Excessive contents of organic particles, minerals, and fine suspended matter may have a negative impact on ecosystems, reducing water clarity and thereby deteriorating the conditions necessary for photosynthesis. Aim. To assess the sea water turbidity and the spatial distribution of suspended matter in the coastal part of the Avacha Bay using remote sensing methods. Materials and methods. Remote sensing methods are widely used to monitor the state of marine environments through various parameters, such as water turbidity, chlorophyll content, surface water temperature, etc. Modern satellite systems, e.g., Sentinel-2, provide multispectral images for further calculation of spectral indices. In this work, water turbidity was assessed using the normalized difference turbidity index (NDTI). Results. The areas of increased turbidity are formed due to not only anthropogenic impact, but   also the geological structure of the environment. The Avacha Bay is a zone under the influence of the Avacha-Koryaksky and other groups of volcanoes. In the spring and summer periods, during active melting of snow and rain precipitation, an intensified flow of the Avacha and Paratunka rivers carrying waterborne volcanic products increases the content of suspended solids in the water. The spatial distribution of NDTI was analyzed, and the maps of water turbidity were compiled. Conclusion. The constructed maps of the spatial distribution of the NDTI index for a number of years showed that the delta of the Avacha and Paratunka rivers, as well as the coastal parts of the Avacha Bay, are associated with increased water turbidity.

взвешенные веществадистанционное зондированиеспектральные индексысостояние морских водsuspended matterremote sensingspectral indicesstate of sea watersReferencesДмитриев В.Д. Крупномасштабное геоморфологическое картирование для оценки влияния сейсмогенных процессов на рельеф (на примере г. Петропавловска-Камчатского). Проблемы геоморфологического картирования. Л., 1975. С. 113—115.Dmitriev V.D. Large-scale geomorphological mapping to assess the impact of seismogenic processes on the relief (on the example of Petropavlovsk-Kamchatsky). Problems of geomorphological mapping. Leningrad, 1975. P. 113—115 (In Russ.).Дмитриев В.Д., Ежов Б.В. К вопросу о происхождении Авачинской губы. Вопросы географии Камчатки. 1977. № 7. С. 45—48.Dmitriev V.D., Ezhov B.V. On the origin of Avacha Bay. Questions of Kamchatka geography. Petropavlovsk-Kamchatsky. 1977. No. 7. P. 45—48 (In Russ.).Есин Е.В., Чалов С.Р. Экологическая классификация рек вулканических территорий Камчатки. Чтения памяти Владимира Яковлевича Леванидова. 2014. № 6. С. 220—238.Esin E.V., Chalov S.R., Ecological classification of rivers of volcanic territories of Kamchatka. Readings in memory of Vladimir Yakovlevich Levanidov. 2014. No. 6. P. 220—238 (In Russ.).Захарков С.П., Лепская Е.В., Тепнин О.Б., Штрайхерт Е.А., Гордейчук Т.Н. Первичная продукция Авачинской бухты летом 2017 г. Вестник ДВО РАН. 2020. № 1(209). С. 83—89.Zakharkov S.P., Lepskaya E.V., Tepnin O.B., Shtraichert E.A., Gordeychuk T.N. Primary production of Avacha Bay in summer 2017. Bulletin of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences. 2020. No. 1(209). P. 83—89 (In Russ.).Козодеров В.В., Дмитриев Е.В. Обработка многоспектральных и гиперспектральных аэрокосмических изображений: информационно-прикладные аспекты. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 4. С. 134—141.Kozoderov V.V., Dmitriev E.V. Processing of multispectral and hyperspectral aerospace images: information and applied aspects. Modern problems of remote sensing of the Earth from space. 2010. Vol. 7. No. 4. P. 134—141 (In Russ.).Кравцова А.В., Ваулина К.Д. Характеристика экологического состояния Аргазинского водохранилища методом спектральных индексов. Географическое пространство: сбалансированное развитие природы и общества: мат-лы III междунар. науч. практ. конф., Челябинск, 13—15 октября 2023 года. Челябинск: Край Ра, 2023. С. 124—131.Kravtsova A.V., Vaulina R.D. Characteristics of the ecological state of the Argazinskoye Reservoir using the spectral indices method. Geographical space: balanced development of nature and society: Proceedings of the III International scientific and practical conference, Chelyabinsk, October 13—15, 2023. Chelyabinsk: Kray Ra, 2023. P. 124—131 (In Russ.).Куликова Е.В., Куликов Ю.А., Горбунова Н.С. Возможность использования ГИС-технологий и спектральных вегетационных индексов при мониторинговых исследованиях почв. Модели и техно логии природообустройства (региональный аспект). 2022. № 2(15). С. 140—145.Kulikova E.V., Kulikov Yu.A., Gorbunova N.S., Possibility of using GIS technologies and spectral vegetation indices in monitoring studies of soils. Models and technologies of nature management (regional aspect). 2022. No. 2(15). P. 140—145 (In Russ.).Масуренков Ю.П., Егорова И.А., Пузанков М.Ю. Авачинская группа вулканов. Активные вулканы игидротермальные системы Камчатки. Путеводитель научных экскурсий. Петропавловск-Камчатский: ИВ ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 107—134.Masurenkov Yu.P., Egorova I.A., Puzankov M.Yu. Avacha group of volcanoes // Active volcanoes and hydrothermal systems of Kamchatka. Guide to scientific excursions. Petropavlovsk-Kamchatsky: IV DVNC AN USSR. P. 107—134 (In Russ.).Морозова В.А. Расчет индексов для выявления и анализа характеристик водных объектов с помощью данных дистанционного зондирования. Современные проблемы территориального развития. 2019. № 2. С. 1—8.Morozova V.A. Calculation of indices for identification and analysis of characteristics of water bodies using remote sensing data. Modern problems of territorial development. 2019. No. 2. P. 1—8 (In Russ.).Пафилина М.А. Вертикальное расчленение рельефа сопок Никольская и Сигнальная (побережье Авачинской бухты, Камчатка). Теория и практика современных гуманитарных и естественных наук: мат-лы ежег. межрегион. науч.-практ. конф., Петропавловск-Камчатский, 11 февраля 2011 года. Вып. 1: в 3-х частях, Часть 3. Петропавловск Камчатский: Камчатский государственный университет им. Витуса Беринга, 2012. С. 72—74.Pafilina M.A. Vertical dissection of the relief of the Nikolskaya and Signalnaya hills (Avacha Bay coast, Kamchatka). Theory and practice of modern humanitarian and natural sciences: materials of the annual interregional scientific and practical conference, Petropavlovsk-Kamchatsky, February 11, 2011. Issue 1: in 3 parts, Part 3. Petropavlovsk-Kamchatsky: Vitus Bering Kamchatka State University, 2012. P. 72—74 (In Russ.).Семкин П.Ю., Павлова Г.Ю., Барабанщиков Ю.А. Гидрохимические характеристики бухт Вилючинская и Авачинская (Восточная Камчатка) под влиянием материкового стока с вулканических территорий / Вулканизм и связанные с ним процессы: мат-лы XXVI ежег. науч. конф., посв. Дню вулканолога, Петропавловск-Камчатский, 30—31 марта 2023 года. Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 2023. С. 215—218.Semkin P.Yu., Pavlova G.Yu., Barabanshchikov Yu.A., Hydrochemical characteristics of Vilyuchinskaya and Avacha Bays (Eastern Kamchatka) under the influence of continental runoff from volcanic territories. Volcanism and related processes: Proceedings of the XXVI annual scientific conference dedicated to the Day of the Volcanologist, Petropavlovsk-Kamchatsky, March 30—31, 2023. Petropavlovsk-Kamchatsky: Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS, 2023. P. 215—218 (In Russ.).Фролова Ю.В., Блюмкина М.Е., Большаков И.Е., Ермолинский А.Б. Сравнительная петрофизическая характеристика вулканогенных пород мелового и миоценового возраста Авачинской губы. Вулканизм и связанные с ним процессы: мат-лы XXIII ежег. науч. конф., посв. Дню вулканолога, Петропавловск-Камчатский, 30 марта 2020 года. Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 2020. С. 68—71.Frolova Yu.V., Blyumkina M.E., Bolshakov I.E., Ermolinsky A.B. Comparative petrophysical characteristics of Cretaceous and Miocene volcanogenicrocks of Avacha Bay. Volcanism and related processes: Proceedings of the XXIII annual scientific conference dedicated to the Volcanologist Day, Petropavlovsk-Kamchatsky, March 30, 2020. Petropavlovsk-Kamchatsky: Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS, 2020. P. 68—71 (In Russ.).Dogliotti A.I., Ruddick K.G., Nechad B. A Single Algorithm to Retrieve Turbidity from Remotely Sensed Data in all Coastal and Estuarine Waters. Remote Sensing of Environment. 2015. Vol. 156. P. 157—168.Dogliotti A.I., Ruddick K.G., Nechad B. A Single Algorithm to Retrieve Turbidity from Remotely Sensed Data in all Coastal and Estuarine Waters. Remote Sensing of Environment. 2015. Vol. 156. P. 157—168.Lizcano-Sandoval L., Anastasiou C., Montes E., Raulerson G., Sherwood E., Muller-Karger F.E. Seagrass distribution, areal cover, and changes (1990—2021) in coastal waters off West-Central Florida, USA Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2022 P. 1—11.Lizcano-Sandoval L., Anastasiou C., Montes E., Raulerson G., Sherwood E., Muller-Karger F.E. Seagrass distribution, areal cover, and changes (1990—2021) in coastal waters off West-Central Florida, USA Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2022. P. 1—11.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.