natureПриродопользованиеNature Management2079-3928Институт природопользования НАН Беларусиnature-166Research ArticleГЕОГРАФИЯ. ГЕОЭКОЛОГИЯGEOGRAPHY. GEOECOLOGYГИС-моделирование потоковых ландшафтно-геохимических систем в урболанд- шафтах г. БобруйскаGIS modeling of flow landscape and geochemical systems in urban landscapes of BobruiskКухлевскийЕ. А.KukhlevskiE. A.

Егор Александрович Кухлевский, аспирант

факультет географии и геоинформатики; кафедра почвоведения и геоинформационных систем

220030; ул. Ленинградская, 16; Минск

Egor А. Kukhlevski, Postgraduate student

Faculty of Geography and Geoinformatics; Department of Soil Science and Geographic Information Systems

220030; 16, Leningradskaya St.; Minsk

kyhlevskiegor@gmail.comКарпиченкоА. А.KarpichenkaA. A.

Александр Александрович Карпиченко, кандидат географических наук, доцент, заведующий кафедрой

факультет географии и геоинформатики; кафедра физической географии мира и образовательных технологий

220030; ул. Ленинградская, 16; Минск

Aliaksandr А. Karpichenka, Ph. D. (Geography), Associate Professor, Head of the Department

Faculty of Geography and Geoinformatics; Department of Physical Geography of the World and Educational Technologies

220030; 16, Leningradskaya St.; Minsk

karpi@bsu.byБелорусский государственный университетБеларусьBelarusian State UniversityBelarus20260708202601148159Copyright © Кухлевский Е.А., Карпиченко А.А., 20262026Кухлевский Е.А., Карпиченко А.А.Kukhlevski E.A., Karpichenka A.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.nature-journal.by/jour/article/view/166

   В статье изложена методика и представлены результаты ГИС-моделирования потоковых ландшафтно-геохимических систем г. Бобруйска с использованием ArcGIS Pro (модуль Arc Hydro).

   Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления особенностей миграции химических элементов в антропогенно изменённой городской среде, где поверхностный сток регулируется инженерной инфраструктурой.

   Цель работы – выделить и картографировать локальные водосборы на территории города как основу анализа потоковых ландшафтно-геохимических систем, выявления, интерпретации и прогноза аномалий техногенных веществ в компонентах урболандшафтов.

   Методика исследований включала обработку цифровой модели рельефа, поэтапное выделение направлений и аккумуляции стока, идентификацию водотоков, векторизацию и ручную корректировку границ водосборов, а также увязку полученных полигонов с коллекторной сетью города. По результатам ГИС-моделирования создана схема исходных природообусловленных локальных водосборов на территории г. Бобруйска, полученная в результате автоматической генерации границ водосборов. На основе данной схемы путём её интеграции с коллекторной сетью города создана схема современной структуры водосборов на территории города с выделением 11 водосборных бассейнов, формирующих систему потоковых ландшафтно-геохимических систем города.

   This article presents the methodology and results of GIS modeling of flow landscape-geochemical systems in the city of Bobruisk using ArcGIS Pro (ArcHydro module).

   The relevance of the study stems from the need to identify migration patterns of chemical elements in an anthropogenically modified urban environment where surface runoff is regulated by utility infrastructure.

   The goal of the study is to identify and map local watersheds within the city as a basis for analyzing flow landscape geochemical systems, identifying, interpreting and predicting anomalies of technogenic substances in urban landscape components.

   The research methodology included processing of digital elevation models (DEM), step-by-step identification of flow directions and accumulation, stream identification, vectorization, manual adjustment of catchment boundaries, linking the resulting polygons to the city's drainage network. Based on GIS modeling results, a map of original naturally conditioned local watersheds in Bobruisk city was created by automatic generation of watershed boundary. This map was integrated with the city drainage network to create a map of current catchment structures. It identified 11 watersheds forming the city landscape-geochemical system.

урболандшафтыводосборные бассейныпотоковые ландшафтно-геохимические системыГИСмодуль ArcHydroливневая канализацияurban landscapeswatershedsflow landscape-geochemical systemsGISArcHydro modulestorm sewersReferencesDemetriades, A. Urban Topsoil Geochemical Mapping Manual (URGE II). EuroGeoSurveys / A. Demetriades, M. Birke. – Brussels, 2015. – 52 p.Demetriades A., Birke M. Urban Topsoil Geochemical Mapping Manual (URGE II). EuroGeoSurveys. Brussels Publ., 2015, 52 p.Хомич, В. С. О методах изучения и оценки загрязнения почв в Беларуси / В. С. Хомич // Природопользование. – 2023. – № 2. – С. 98–106.Khomich V. S. O metodah izucheniya i ocenki zagryazneniya pochv v Belarusi [About the methods of studying and assessing soil pollution in Belarus]. Prirodopol’zovanie = Nature Management, 2023, no. 2, pp. 98–106. (in Russian)Глазовская, М. А. Геохимические основы типологии и методики исследования природных ландшафтов / М. А. Глазовская. – М. : Изд-во МГУ, 1964. – 229 с.Glazovskaya M. A. Geohimicheskie osnovy tipologii i metodiki issledovaniya prirodnyh landshaftov [Geochemical foundations of typology and methods for studying natural landscapes]. Moscow, MSU Publishing House, 1964, 229 p. (in Russian)Курбатова, А. С. Ландшафтно-экологические основы формирования градостроительных структур / А. С. Курбатова. – М. : Маджента, 2004. – 400 с.Kurbatova A. S. Landshaftno-ekologicheskie osnovy formirovaniya gradostroitel’nyh struktur [Landscape-ecological foundations of forming urban structures]. Moscow, Madzhenta Publ., 2004, 400 p. (in Russian)Глазовская, М. А. Геохимические барьеры в почвах равнин, их типология, функциональные особенности и экологическое значение / М. А. Глазовская // Вестник Московского университета. Серия 5, География. – 2012. – № 1. – С. 8–14.Glazovskaya M. A. Geohimicheskie bar’ery v pochvah ravnin, ih tipologiya, funkcional’nye osobennosti i ekologicheskoe znachenie [Geochemical barriers in plain soils, their typology, functional features, and ecological significance]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5, Geografiya = Bulletin of Moscow University. Series 5. Geography, 2012, no. 1, pp. 8–14. (in Russian)Кухлевский, Е. А. Анализ пространственного распределения кислотности почв г. Бобруйска / Е. А. Кухлевский, А. А. Карпиченко // ГИС-технологии в науках о Земле : материалы Респ. науч.-практ. семинара студентов и молодых ученых, Минск, 16 нояб. 2022 г. / Бел. гос. ун-т ; редкол.: А. А. Сазонов (гл. ред.) [и др.]. – Мн. : БГУ, 2022. – С. 187–190.Kukhlevsky E. A., Karpichenko A. A. Analiz prostranstvennogo raspredeleniya kislotnosti pochv g. Bobrujska [Analysis of the spatial distribution of soil acidity in Bobruisk]. GIS-tekhnologii v naukah o Zemle : materialy Respublikanskogo nauchno-prakticheskogo seminara studentov i molodyh uchenyh, Minsk, 16 noyabrya 2022 g. [GIS technologies in Earth sciences : Proceedings of the Republican scientific and practical seminar of students and young scientists, Minsk, November 16, 2022]. Belarusian State University; ed. board: A. A. Sazonov (ed.-in-chief) [et al.], Minsk, BSU Publ., 2022, pp. 187–190. (in Russian)Путилина, В. С. Адсорбция тяжелых металлов почвами и горными породами. Характеристики сорбента, условия, параметры и механизмы адсорбции : аналит. обзор / В. С. Путилина, И. В. Галицкая, Т. И. Юганова. – Новосибирск : ГПНТБ СО РАН, 2009. – 155 с.Putilina V. S., Galitskaya I. V., Yuganova T. I. Adsorbciya tyazhelyh metallov pochvami i gornymi porodami. Harakteristiki sorbenta, usloviya, parametry i mekhanizmy adsorbcii : analiticheskij obzor [Adsorption of Heavy Metals by soils and rocks. sorbent characteristics, conditions, parameters, and adsorption mechanisms : Analytical review]. Novosibirsk, GPNTPB SB RAS Publ., 2009, 155 p. (in Russian)Овчарова, Е. П. Оценка трансформации пространственной структуры водосборов урбанизированной территории с применением гидрологического моделирования в ГИС на примере г. Минска / Е. П. Овчарова, С. В. Алисиевич, Н. В. Ковальчик // Журнал Белорусского государственного университета. География. Геология. – 2025. – № 1. – С. 24–34.Ovcharova E. P., Alisevich S. V., Kovalchik N. V. Ocenka transformacii prostranstvennoj struktury vodosborov urbanizirovannoj territorii s prime-neniem gidrologicheskogo modelirovaniya v GIS na primere g. Minska [Assessment of the transformation of the spatial structure of watersheds in urbanized areas using hydrological modeling in GIS (case study of Minsk)]. Zhurnal Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Geografiya. Geologiya = Journal of Belarusian State University. Geography. Geology, 2025, no. 1, pp. 24–34. (in Russian)Maidment, D. Arc Hydro : Overview of Terrain Preprocessing Workflows / D. Maidment, D. Djokic D. – Redlands, CA : Esri, 2019. – 18 p.Maidment D., Djokic D. Arc Hydro: Overview of Terrain Preprocessing Workflows. Redlands, CA, Esri Publ., 2019, 18 p.Груздков, Д. Ю. Оценка миграции тяжелых металлов в почвах / Д. Ю. Груздков, Л. А. Ширкин, Т. А. Трифонова // Вестник Московского университета. Серия 17, Почвоведение. – 2009. – № 4. – С. 40–45.Gruzdkov, D. Yu., Shirkin L. A., Trifonova T. A. Ocenka migracii tyazhelyh metallov v pochvah [Assessment of heavy metal migration in soils]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 17, Pochvovedenie = Bulletin of Moscow University. Series 17. Soil Science, 2009, no. 4, pp. 40–45. (in Russian)Басалай, Е. Н. Влияние городских очистных сооружений на природные воды и почвы / Е. Н. Басалай, В. С. Хомич. – Мн. : Бел. навука, 2025. – 201 с.Basalai E. N., Khomich V. S. Vliyanie gorodskih ochistnyh sooruzhenij na prirodnye vody i pochvy [Impact of urban wastewater treatment facilities on natural waters and soils]. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ., 2025, 201 p. (in Russian)

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