Понимание истории реки — ключ к прогнозированию её реакции

Новое исследование учёных из Университета Гриффита представило метрику для описания взаимосвязи между расходом воды и её качеством, что помогает понять реакцию водных систем на паводки. Работа, опубликованная в Journal of Hydrology, вводит новый показатель — HARP (Hysteresis Area, Residual and Peaks), который объясняет, как концентрация загрязняющих веществ меняется в зависимости от расхода реки.

Это важно, поскольку во время паводков концентрации загрязнителей могут достигать уровней, опасных для экосистем и здоровья человека. Явление гистерезиса, при котором состояние системы запаздывает относительно воздействующего фактора, означает, что концентрация загрязняющих веществ в реке сильно зависит от предыстории водосбора: недавних осадков, влажности почвы и уровня грунтовых вод. Например, высокие уровни загрязнителей могут смываться в реку в начале шторма, а затем, даже при схожем расходе воды, их концентрация резко падает.

«Гистерезис может создать ложное впечатление об устойчивости экосистемы, пока не произойдёт быстрый и часто катастрофический переход в другое состояние, когда система больше не может выдерживать кумулятивные эффекты стрессора», — поясняет соавтор работы доктор Цзин Лу. Способность описывать гистерезис критически важна для понимания движущих факторов поведения системы, включая историю воздействий. Новый инструмент HARP, простой в расчёте, даёт представление о динамике паводковых событий, изменениях качества воды и потенциале смены режимов, позволяя сравнивать эти изменения в пределах одной реки и между разными водотоками.