2026-3

VSNiP

Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University

Вопросы современной науки и практики. Университет имени В.И. Вернадского

2541-853X 1990-9047

ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»

10.17277/voprosy.2026.03.pp.065-077

13376

Version of Record

Trial Assessment of Ecological Risk of Eutrophication of Small Rivers in Urbanized Area (Case Study of Yaroslavl)

Пробная оценка экологического риска эвтрофикации малых рек урбанизированной территории (на примере г. Ярославля)

Safiullin

Eduard

Ladygina

Olga

Nasibov

Tabriz

Yaroslavl State Technical University, Yaroslavl, Russian Federation Associate Professorat the Institute of Civil Engineering and Transport, Yaroslavl State Technical University, Yaroslavl, Russian Federation Yaroslavl State Technical University, Yaroslavl, Russian Federation

nutrients urban infrastructure integral risk small rivers NDCI Sentinel-2 eutrophication.

биогенные элементы городская инфраструктура интегральный риск малые реки показатель NDCI спутник Sentinel-2 эвтрофикация.

2026

3 квартал 2026 года

3 3

2026

Eduard Safiullin, Olga Ladygina, Tabriz Nasibov

The paper presents the results of pilot testing of a comprehensive methodology for assessing eutrophication risk in small tributaries of the Volga within Yaroslavl. The relevance is due to increasing anthropogenic pressure from urbanization and diffuse nutrient inputs. The authors propose and verify an original integral risk index combining three components: hydrochemical parameters (hazard quotient for nitrogen and phosphorus compounds), trophic status by phosphorus, and the satellite derived Normalized Difference Chlorophyll Index (NDCI) from Sentinel 2. The empirical base includes field samples from three seasons of 2025 at six water courses. The study demonstrates the high informativeness of remote sensing: NDCI reliably detects phytoplankton blooms even when hydrochemical standards are met, as shown for the Kotorosl River.

Представлены результаты апробации комплексной методики оценки риска эвтрофикации малых рек – притоков Волги в городской черте Ярославля. Актуальность исследования обусловлена возрастающей антропогенной нагрузкой на поверхностные водные объекты, связанной с урбанизацией и распределенным поступлением биогенных элементов. Предложен и верифицирован оригинальный интегральный индекс экологического риска, который объединяет три компонента: гидрохимические показатели, трофический статус по фосфору и спутниковый индекс хлорофилла, рассчитываемый по данным спутника Sentinel-2. Эмпирическая база исследования включает данные полевых проб, отобранных в трех сезонах 2025 года на шести водотоках. Продемонстрирована высокая информативность спутникового зондирования.

1. Selishchev E.N. Territorial'naya organizatsiya obshchestva i upravleniye v regionakh: Materialy XII Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem [Territorial organization of society and management in the regions: Proceedings of the XII All-Russian scientific-practical conference with international participation], Voronezh, 2018, pp. 110-113. (In Russ.)

2. Kryzhanovskaya G.V., Sharova I.S., Bezuglova M.S., et al. [Geoecological assessment of the current impact of the urban environment on the quality of river waters], Geologiya, geografiya i global'naya energiya [Geology, Geography and Global Energy], 2021, no. 1(80), pp. 131-137. (In Russ.)

3. Slabunova A.V., Surovikina A.P. [On the problem of diffuse pollution of water bodies], Melioratsiya i gidrotekhnika [Land Reclamation and Hydraulic Engineering], 2020, no. 2(38), pp. 124-139. doi: 10.31774/2222-1816-2020-2-124-139 (In Russ., abstract in Eng.)

4. Mishra S., Mishra D.R. Normalized difference chlorophyll index: A novel model for remote estimation of chlorophyll-a concentration in turbid productive waters. Remote Sensing of Environment, 2012, vol. 117, pp. 394-406. doi: 10.1016/j.rse.2011.10.016

5. Ledneva N.Kh., Loktionova E.G. Sovremennyye problemy etnoekologii i traditsionnogo prirodopol'zovaniya: materialy vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem [Modern problems of ethnoecology and traditional nature management: Proceedings of the All-Russian scientific-practical conference with international participation], Ulan-Ude, 2007, pp. 129-131. (In Russ.)

6. Cavallini E., Viaroli P., Naldi M., Saccò M., Scibona A., Barbieri E., Franceschini S., Nizzoli D. Seasonal Variability and Hydrological Patterns Influence the Long-Term Trends of Nutrient Loads in the River Po. Water, 2024, vol. 16, no. 18, art. 2628. doi: 10.3390/w16182628

7. Eimers M.C., Anderson J.P., Paterson A.M., Williams A.J., Fred D. Seasonal and spatial patterns in phosphorus and nitrogen delivery: Implications for monitoring and management, Journal of Great Lakes Research, 2025, vol. 51, no. 6, art. 102581. doi: 10.1016/j.jglr.2025.102581

8. Safiullin E.M., Ladygina O.V. [Application of geographic information systems in assessing the ecological state of rivers], Ekologiya i prirodopol'zovaniye: prikladnyye aspekty [Ecology and nature management: applied aspects], Ufa, 2025, pp. 117-122.

(In Russ.)

9. Mishra S., Stumpf R.P., Schaeffer B., Werdell P.J., Loftin K.A., Meredith A. Evaluation of a satellite-based cyanobacteria bloom detection algorithm using field-measured Microcystin data, The Science of The Total Environment, 2021, vol. 774,

art. 145462 doi:10.1016/j.scitotenv.2021.145462

10. Gorbunova T.L. [Use of biotic indices IMC and qimc to assess the ecological state of watercourses in the mountain and foothill cluster on the example of rivers in the Greater Sochi area], Innovatsii i investitsii [Innovations and Investments], 2019, no. 2, pp. 110-117. (In Russ., abstract in Eng.)

1. Селищев, Е. Н. Географический анализ урбанизированного развития Ярославской области / Е. Н. Селищев // Территориальная организация общества и управление в регионах : материалы XII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Воронеж, 17–18 мая 2018 года. – Воронеж, 2018. – С. 110–113.

2. Геоэкологическая оценка современного влияния урбосреды на качество речных вод / Г. В. Крыжановская, И. С. Шарова, М. С. Безуглова [и др.] // Геология, география и глобальная энергия. – 2021. – № 1(80). – С. 131–137.

3. Слабунова, А. В. О проблеме диффузного загрязнения водных объектов / А. В. Слабунова, А. П. Суровикина // Мелиорация и гидротехника. – 2020. – № 2(38). – С. 124–139. doi: 10.31774/2222-1816-2020-2-124-139

4. Mishra, S. Normalized difference chlorophyll index: A novel model for remote estimation of chlorophyll-a concentration in turbid productive waters / S. Mishra, D. R. Mishra // Remote Sensing of Environment. – 2012. – Vol. 117. – P. 394–406. doi: 10.1016/j.rse.2011.10.016

5. Леднева, Н. Х. Антропогенное влияние на биогеохимик) азота и фосфора в городских водных объектах (на примере городов Санкт-Петербург и Астрахань) / Н. Х. Леднева, Е. Г. Локтионова // Современные проблемы этноэкологии и традиционного природопользования : материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Улан-Удэ, 06–07 декабря 2007 года. – Улан-Удэ, 2007. – С. 129–131.

6. Seasonal Variability and Hydrological Patterns Influence the Long-Term Trends of Nutrient Loads in the River Po / E. Cavallini, P. Viaroli, M. Naldi, M. Saccò, A. Scibona, E. Barbieri, S. Franceschini, D. Nizzoli // Water. – 2024. – Vol. 16, No. 18. – Art. 2628. doi: 10.3390/w16182628

7. Seasonal and spatial patterns in phosphorus and nitrogen delivery: Implications for monitoring and management / M. C. Eimers, J. P. Anderson, A. M. Paterson, A. J. Williams, D. Fred // Journal of Great Lakes Research. – 2025. – Vol. 51, No. 6. – Art. 102581. doi: 10.1016/j.jglr.2025.102581

8. Сафиуллин, Э. М. Применение геоинформационных систем при оценке экологического состояния рек / Э. М. Сафиуллин, О. В. Ладыгина // Экология и природопользование: прикладные аспекты : сборник трудов конференции. – Уфа, 2025. – С. 117–122.

9. Evaluation of a satellite-based cyanobacteria bloom detection algorithm using field-measured Microcystin data / S. Mishra, R. P. Stumpf, B. Schaeffer, P. J. Werdell, K. A. Loftin, A. Meredith // The Science of The Total Environment. – 2021. – Vol. 774. – Art. 145462. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.145462

10. Горбунова, Т. Л. Использование биотических индексов IMC и QIMC для оценки экологического состояния водотоков горного и предгорного кластера на примере рек на территории большого Сочи / Т. Л. Горбунова // Инновации и инвестиции. – 2019. – № 2. – C. 110–117.