рус eng
««ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «NAUKI O ZEMLE»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «EARTH SCIENCES»
ISSN 2073-3402 (Print)

Список выпусков > Серия «Науки о Земле». 2025. Том 54

Натурные испытания автономного измерителя вертикального распределения гидрофизических параметров на озере Байкал

Автор(ы)

И. А. Асламов1, К. М. Кучер1, М. Ю. Шиховцев1,2, Р. Р. Миргазов3, М. М. Макаров1

1 Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск, Россия

2 Институт динамики систем и теории управления им. В. М. Матросова СО РАН, г. Иркутск, Россия

3 Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия

Аннотация
Рассмотрен автономный измеритель вертикального распределения гидрофизических параметров, предназначенный для продолжительного мониторинга процессов в водных объектах. Особое внимание уделено проведению натурных испытаний разработанных приборов в прибрежной зоне оз. Байкал и подробному анализу полученных гидрофизических данных. Отмечено, что разработанный измеритель реализует синхронную регистрацию вертикального распределения температуры, подводной освещенности, уровня воды и интенсивности волнения. Модульная архитектура устройства на основе распределенной измерительной системы и блока регистрации с термокомпенсированными часами реального времени и энергоэффективной системой питания обеспечивает временную согласованность данных при частоте дискретизации до 1 Гц и автономную работу более года. Также подробно описаны технические решения, включая выбор сенсоров, особенности схемотехники, конструктивную реализацию и метрологические характеристики. Приведены результаты натурных испытаний двух опытных образцов, установленных летом – осенью 2024 г. в прибрежной зоне Южного Байкала. Полученные данные позволили зарегистрировать широкий спектр гидрофизических процессов: от формирования плотностной стратификации, сменяющейся вертикальным перемешиванием, до эпизодов прибрежного апвеллинга и перестройки режима сейшевых колебаний. Совместный анализ температурных профилей и гидрооптических показаний продемонстрировал высокую чувствительность прибора к динамике водных масс и их прозрачности. Результаты натурных испытаний подтверждают, что разработанный измеритель является эффективным, экономически доступным и технологически инновационным инструментом для комплексного гидрофизического мониторинга. Его применение открывает возможности для расширения сети наблюдений на оз. Байкал и получения длительных согласованных рядов данных, необходимых как для мониторинга происходящих в озере гидрофизических процессов, так и для выявления по мере накопления данных долгосрочных климатических тенденций.
Об авторах

Асламов Илья Александрович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Лимнологический институт СО РАН Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3 e-mail: ilya_aslamov@bk.ru 

Кучер Константин Мирославович, главный специалист по электронике Лимнологический институт СО РАН Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3 e-mail: kost@hlserver.lin.irk.ru 

Шиховцев Максим Юрьевич, кандидат географических наук, младший научный сотрудник Лимнологический институт СО РАН Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3 младший научный сотрудник Институт динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 134 e-mail: max97irk@yandex.ru 

Миргазов Рашид Рамзельевич, старший научный сотрудник Иркутский государственный университет Россия, 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1 e-mail: mrashid777@rambler.ru 

Макаров Михаил Михайлович, кандидат географических наук, старший научный сотрудник Лимнологический институт СО РАН Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3 e-mail: mmmsoft@hlserver.lin.irk.ru 

Ссылка для цитирования
Натурные испытания автономного измерителя вертикального распределения гидрофизических параметров на озере Байкал / И. А. Асламов, К. М. Кучер, М. Ю. Шиховцев, Р. Р. Миргазов, М. М. Макаров // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2025. Т. 54. С. 22–38. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2025.54.22
Ключевые слова
температура воды, уровень воды, волнение, освещенность, термокоса, мониторинг, Байкал.
УДК
556.024:556.043:556.08:556.551(571.53)
DOI
https://doi.org/10.26516/2073-3402.2025.54.22
Литература
  1. Гершанович Д. Е., Муромцев А. М. Океанологические основы биохимической продуктивности Мирового океана. Л. : Гидрометеоиздат, 1982. 319 с. 
  2. Гусев А. М. Основы океанологии. М. : Изд-во МГУ, 1987. 247 с.
  3. Измайлова А. В., Фуксова Т. В., Дубровская К. А. Многолетние изменения основных составляющих приходной части водного баланса крупнейших водохранилищ азиатской территории России // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 3. С. 14–16. https://doi.org/10.35567/19994508_2023_3_4
  4. Карнаухова Г. А. Обстановки осадконакопления и особенности состава донных отложений в Ангарских водохранилищах // Отечественная геология. 2019. № 3. С. 74–82. 
  5. Подлипенская Л. Е., Бакуменко Ю. С. Исследование процессов эвтрофикации и самоочищения водоемов // Экологический вестник Донбасса. 2021. № 1. С. 10–18. 
  6. Смирнов Г. В., Оленин А. Л. Морские информационно-измерительные системы и новые каналы измерения гидрофизических параметров // Океанология. 2015. Т. 55, № 2. С. 321–325. 
  7. Automated high frequency monitoring of Lake Maggiore through in situ sensors: system design, field test and data quality control / R. Tiberti, R. Caroni, M. Cannata [et al.] // Journal of Limnology. 2021. Vol. 80. N 2. 
  8. Automatic High Frequency Monitoring for Improved Lake and Reservoir Management / R. Marcé, G. George, P. Buscarinu [et al.] // Environmental Science & Technology. 2016. Vol. 50. N 20. P. 10780–10794. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b01604 
  9. Characteristics of Lake Baikal summer phytoplankton and autotrophic picoplankton / O. I. Belykh, G. V. Pomazkina, I. V. Tikhonova [et al.] // International Journal on Algae. 2007. Vol. 9, No. 3. P. 247–263. 
  10. Coastal Erosion as a Major Sediment Source in the Inner Gulf of Thailand: Implications for Carbon Dynamics in Tropical Coastal Ocean Systems / B. Wei, S. Kusch, T. J. J. Hanebuth [et al.] // Geophysical Research Letters. 2025. Vol. 52, N 10. Art. e2025GL115606. 
  11. Coastal Observation Using a Vertical Profiling System at the Southern Coast of Korea / Y. Park, S. Seo, D. G. Kim [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2021. Vol. 8. 
  12. Contributions of Tropical Cyclones and Internal Tides to Deep Near‐Inertial Kinetic Energy Under Eddy Modulation / Z. Zhang, J. Gao, J. Wang, F. Wang // Geophysical Research Letters. 2024. Vol. 51, N 24. P. 1–9. 
  13. Gaisky P. V., Kozlov I. E. Thermoprofilemeter for measuring the vertical temperature distribution in the upper 100-meter layer of the sea and its testing in the Arctic basin // Ecol. Saf. Coast. Shelf Zones Sea. 2023. N 1. P. 137–145. 
  14. Golubkov M., Golubkov S. Patterns of the relationship between the Secchi disk depth and the optical characteristics of water in the Neva Estuary (Baltic Sea): the influence of environmental variables // Frontiers in Marine Science. 2024. Vol. 11. P. 1265382–1265397.
  15. LevelWAN: a cost-effective, open-source IoT system for water level monitoring in highly dynamic aquatic environments / I. Cherif, F. Cherqui, F. Perret [et al.] // HardwareX. 2025. Vol. 23. Art. e00685. 
  16. Liu M., Park J., Santamarina J.C. Stratified water columns: homogenization and interface evolution // Scientific Reports. 2024. Vol. 14. Art. 11453. https://doi.org/10.1038/s41598-024-62035-w
  17. Makarov M. M., Aslamov I. A., Gnatovsky R. Yu. Environmental Monitoring of the Littoral Zone of Lake Baikal Using a Network of Automatic Hydro-Meteorological Stations: Development and Trial Run // Sensors. 2021. Vol. 21, N 22. P. 7659–7673. https://doi.org/10.3390/s21227659
  18. Measurements of dune erosion processes during the RealDune/REFLEX experiments / P. van Wiechen, J. Rutten, S. de Vries [et al.] // Scientific data. 2024. Vol. 11, N 1. P. 421–439. 
  19. Rising water temperature in rivers: Ecological impacts and future resilience / M. F. Johnson, L. K. Albertson, A. C. Algar [et al.] // Wiley Interdisciplinary Reviews Water. 2024. Vol. 11, N 4. Art. e1724. 
  20. Ryabov E., Tarashansky B. Monitoring of optical properties of deep lake water // Journal of Instrumentation. 2021. Vol. 16. Art. C09001. https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/09/C09001 
  21. Seiche oscillations in Lake Baikal / S. V. Smirnov, K. M. Kucher, N. G. Granin [et al.] // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2014. Vol. 50, N 1. P. 92–102. https://doi.org/10.1134/S0001433813050125
  22. Stefanidis K., Papastergiadou E. Ecological Monitoring and Assessment of Freshwater Ecosystems: New Trends and Future Challenges // Water. 2024. Vol. 16, N 11. P. 1460–1468.

Полная версия (русская)