Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods
Application of the stable isotope method in the balance equations used to calculate separation of the runoff hydrograph from the Djankuat Glacier basin is demonstrated. Simultaneous solution of equations of water, isotope and ion balances is applied to estimate contributions of different components...
Published in: | Ice and Snow |
---|---|
Main Authors: | , , , , , , , , , , , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
IGRAS
2016
|
Subjects: | |
Online Access: | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/295 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-161-168 |
id |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/295 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Ice and Snow (E-Journal) |
op_collection_id |
ftjias |
language |
Russian |
topic |
Caucasus hydrograph separation snow melt stable isotope изотопный состав;Кавказ;снежный покров;таяние |
spellingShingle |
Caucasus hydrograph separation snow melt stable isotope изотопный состав;Кавказ;снежный покров;таяние Yu. Chizhova N. E. Rets P. Yu. Vasil'chuk K. I. Tokarev V. N. Budantseva A. M. Kireeva B. Ю. Чижова Н. Е. Рец П. Ю. Васильчук К. И. Токарев В. Н. Буданцева А. М. Киреева Б. Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods |
topic_facet |
Caucasus hydrograph separation snow melt stable isotope изотопный состав;Кавказ;снежный покров;таяние |
description |
Application of the stable isotope method in the balance equations used to calculate separation of the runoff hydrograph from the Djankuat Glacier basin is demonstrated. Simultaneous solution of equations of water, isotope and ion balances is applied to estimate contributions of different components and processes to formation of the Djankuat River runoff regime. For June 2014, we made calculations for the purpose to separate contributions of the spring (isotopically weighted) snow and winter (isotopically depleted) snow. Field works in the glacial basin Djankuat were performed during two ablation seasons, i.e. from June to September of 2013 and 2014. Two approaches were used when calculating separation of the runoff hydrograph by means of solution of systems of equations for isotopic and ion balances: 1) taking account of the isotope fractionation during snow melting, and 2) with no account for the fractionation. Separation of the hydrograph for June 2014 have shown that about 15–20% of the Djankuat River runoff is formed by spring snow melting, sometimes increasing up to 36%. Contribution of spring meltwater to the total runoff increases when the isotope fractionation during the snow melting is taken into account for the calculations. In this case, the contribution of spring snow changes from 30 to 50%. Рассмотрено применение метода стабильных изотопов в балансовых расчётах расчленения гидрографа стока с ледника Джанкуат. Изученные изотопные вариации стока на замыкающем створе р. Джанкуат для двух сезонов абляции 2013 и 2014 г. совместно с измерениями δ18О и минерализации различных источников питания р. Джанкуат (атмосферные осадки, снег разных сезонов, фирн, лёд и грунтовые воды) позволили расчленить гидрограф стока 2014 г. Применялись два методических подхода к расчётам: разделение гидрографа стока решением систем уравнений ионного и изотопного баланса с учётом изотопного фракционирования при таянии снега и без учёта фракционирования. Установлена величина погрешности расчётов с использованием значений δ18О и ... |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
Yu. Chizhova N. E. Rets P. Yu. Vasil'chuk K. I. Tokarev V. N. Budantseva A. M. Kireeva B. Ю. Чижова Н. Е. Рец П. Ю. Васильчук К. И. Токарев В. Н. Буданцева А. М. Киреева Б. |
author_facet |
Yu. Chizhova N. E. Rets P. Yu. Vasil'chuk K. I. Tokarev V. N. Budantseva A. M. Kireeva B. Ю. Чижова Н. Е. Рец П. Ю. Васильчук К. И. Токарев В. Н. Буданцева А. М. Киреева Б. |
author_sort |
Yu. Chizhova N. |
title |
Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods |
title_short |
Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods |
title_full |
Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods |
title_fullStr |
Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods |
title_full_unstemmed |
Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods |
title_sort |
two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods |
publisher |
IGRAS |
publishDate |
2016 |
url |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/295 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-161-168 |
genre |
The Cryosphere |
genre_facet |
The Cryosphere |
op_source |
Ice and Snow; Том 56, № 2 (2016); 161-168 Лёд и Снег; Том 56, № 2 (2016); 161-168 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2016-2 |
op_relation |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/295/162 Васильчук Ю.К., Котляков В.М. Основы изотопной геокриологии и гляциологии. М.: Изд‑во МГУ, 2000. 616 с. Васильчук Ю.К., Рец Е.П., Чижова Ю.Н., Токарев И.В., Фролова Н.Л., Буданцева Н.А., Киреева М.Б., Лошакова Н.А. Расчленение гидрографа стока реки Джанкуат, Центральный Кавказ с помощью изотопных методов // Водные ресурсы. 2016. № 4. С. 58–69. Лаврентьев И.И., Кутузов С.С., Петраков Д.А., Попов Г.А., Поповнин В.В. Толщина, объём льда и подлёдный рельеф ледника Джанкуат (Центральный Кавказ) // Лёд и Снег. 2014. № 4 (128). С. 7–19. Михаленко В.Н. Глубинное строение ледников тропических и умеренных широт. М.: Изд‑во ЛКИ, 2008. 320 с. Чижова Ю.Н., Буданцева Н.А., Рец Е.П., Лошакова Н.А., Поповнин В.В., Васильчук Ю.К. Вариации изотопно-кислородного состава талого стока ледника Джанкуат на Центральном Кавказе // Вестн. МГУ. Сер. 5. География. 2014. № 6. С. 48–56. Bhatia M.P., Das S.B., Kujawinskie E.B., Henderson P., Burke A., Charette M.A. Seasonal evolution of water contributions to discharge from a Greenland outlet glacier: insight from a new isotope-mixing model // Journ. of Glaciology. 2011. V. 57. № 205. P. 929–941. Cable J., Ogle K., Williams D. Contribution of glacier meltwater to streamflow in the Wind River Range, Wyoming, inferred via a Bayesian mixing model applied to isotopic measurements // Hydrological Processes. 2011. V. 25. № 14. P. 2228–2236. Carey S.K., Quinton W.L. Evaluating runoff generation during summer using hydrometric, stable isotope and hydrochemical methods in a discontinuous permafrost alpine catchment // Hydrological Processes. 2005. V. 19. P. 95–114. Dinçer T., Payne B.R., Flowkowski T., Martinec J., Tongiorgi E. Snowmelt runoff from measurements of Tritium and Oxygen‑18 // Water Resources Research. 1970. V. 6. P. 110–124. Herrmann A., Stichler W. Groundwater-runoff relationships // Catena. 1980. V. 7. P. 251–263. Mikhalenko V., Sokratov S., Kutuzov S., Ginot P., Legrand M., Preunkert S., Lavrentiev I., Kozachek A., Ekaykin A., Faïn X., Lim S., Schotterer U., Lipenkov V., Toropov P. Investigation of a deep ice core from the Elbrus western plateau, the Caucasus, Russia // The Cryosphere. 2015. № 9. P. 2253–2270. Ohlanders N., Rodrigues M., McPhee J. Stable water isotope variation in a Central Andean watershed dominated by glacier and snowmelt // Hydrology and Earth System Sciences. 2013. V. 17. P. 1035–1050. Taylor S., Feng X., Kirchner J.W., Osterhuber R., Klaue B., Renshaw C.E. Isotopic evolution of a seasonal snowpack and its melt // Water Resource Research. 2001. V. 37. № 3. P. 759–769. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/295 doi:10.15356/2076-6734-2016-2-161-168 |
op_rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
op_rightsnorm |
CC-BY |
op_doi |
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-161-168 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2 |
container_title |
Ice and Snow |
container_volume |
56 |
container_issue |
2 |
container_start_page |
161 |
op_container_end_page |
168 |
_version_ |
1766216806447448064 |
spelling |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/295 2023-05-15T18:32:35+02:00 Two approaches to hydrograph separation of the glacial river runoff using isotopic methods Два подхода к расчёту расчленения гидрографа стока реки с ледниковым питанием с помощью изотопных методов Yu. Chizhova N. E. Rets P. Yu. Vasil'chuk K. I. Tokarev V. N. Budantseva A. M. Kireeva B. Ю. Чижова Н. Е. Рец П. Ю. Васильчук К. И. Токарев В. Н. Буданцева А. М. Киреева Б. 2016-05-10 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/295 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-161-168 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/295/162 Васильчук Ю.К., Котляков В.М. Основы изотопной геокриологии и гляциологии. М.: Изд‑во МГУ, 2000. 616 с. Васильчук Ю.К., Рец Е.П., Чижова Ю.Н., Токарев И.В., Фролова Н.Л., Буданцева Н.А., Киреева М.Б., Лошакова Н.А. Расчленение гидрографа стока реки Джанкуат, Центральный Кавказ с помощью изотопных методов // Водные ресурсы. 2016. № 4. С. 58–69. Лаврентьев И.И., Кутузов С.С., Петраков Д.А., Попов Г.А., Поповнин В.В. Толщина, объём льда и подлёдный рельеф ледника Джанкуат (Центральный Кавказ) // Лёд и Снег. 2014. № 4 (128). С. 7–19. Михаленко В.Н. Глубинное строение ледников тропических и умеренных широт. М.: Изд‑во ЛКИ, 2008. 320 с. Чижова Ю.Н., Буданцева Н.А., Рец Е.П., Лошакова Н.А., Поповнин В.В., Васильчук Ю.К. Вариации изотопно-кислородного состава талого стока ледника Джанкуат на Центральном Кавказе // Вестн. МГУ. Сер. 5. География. 2014. № 6. С. 48–56. Bhatia M.P., Das S.B., Kujawinskie E.B., Henderson P., Burke A., Charette M.A. Seasonal evolution of water contributions to discharge from a Greenland outlet glacier: insight from a new isotope-mixing model // Journ. of Glaciology. 2011. V. 57. № 205. P. 929–941. Cable J., Ogle K., Williams D. Contribution of glacier meltwater to streamflow in the Wind River Range, Wyoming, inferred via a Bayesian mixing model applied to isotopic measurements // Hydrological Processes. 2011. V. 25. № 14. P. 2228–2236. Carey S.K., Quinton W.L. Evaluating runoff generation during summer using hydrometric, stable isotope and hydrochemical methods in a discontinuous permafrost alpine catchment // Hydrological Processes. 2005. V. 19. P. 95–114. Dinçer T., Payne B.R., Flowkowski T., Martinec J., Tongiorgi E. Snowmelt runoff from measurements of Tritium and Oxygen‑18 // Water Resources Research. 1970. V. 6. P. 110–124. Herrmann A., Stichler W. Groundwater-runoff relationships // Catena. 1980. V. 7. P. 251–263. Mikhalenko V., Sokratov S., Kutuzov S., Ginot P., Legrand M., Preunkert S., Lavrentiev I., Kozachek A., Ekaykin A., Faïn X., Lim S., Schotterer U., Lipenkov V., Toropov P. Investigation of a deep ice core from the Elbrus western plateau, the Caucasus, Russia // The Cryosphere. 2015. № 9. P. 2253–2270. Ohlanders N., Rodrigues M., McPhee J. Stable water isotope variation in a Central Andean watershed dominated by glacier and snowmelt // Hydrology and Earth System Sciences. 2013. V. 17. P. 1035–1050. Taylor S., Feng X., Kirchner J.W., Osterhuber R., Klaue B., Renshaw C.E. Isotopic evolution of a seasonal snowpack and its melt // Water Resource Research. 2001. V. 37. № 3. P. 759–769. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/295 doi:10.15356/2076-6734-2016-2-161-168 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Ice and Snow; Том 56, № 2 (2016); 161-168 Лёд и Снег; Том 56, № 2 (2016); 161-168 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2016-2 Caucasus hydrograph separation snow melt stable isotope изотопный состав;Кавказ;снежный покров;таяние info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2016 ftjias https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-161-168 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2 2022-12-20T13:30:26Z Application of the stable isotope method in the balance equations used to calculate separation of the runoff hydrograph from the Djankuat Glacier basin is demonstrated. Simultaneous solution of equations of water, isotope and ion balances is applied to estimate contributions of different components and processes to formation of the Djankuat River runoff regime. For June 2014, we made calculations for the purpose to separate contributions of the spring (isotopically weighted) snow and winter (isotopically depleted) snow. Field works in the glacial basin Djankuat were performed during two ablation seasons, i.e. from June to September of 2013 and 2014. Two approaches were used when calculating separation of the runoff hydrograph by means of solution of systems of equations for isotopic and ion balances: 1) taking account of the isotope fractionation during snow melting, and 2) with no account for the fractionation. Separation of the hydrograph for June 2014 have shown that about 15–20% of the Djankuat River runoff is formed by spring snow melting, sometimes increasing up to 36%. Contribution of spring meltwater to the total runoff increases when the isotope fractionation during the snow melting is taken into account for the calculations. In this case, the contribution of spring snow changes from 30 to 50%. Рассмотрено применение метода стабильных изотопов в балансовых расчётах расчленения гидрографа стока с ледника Джанкуат. Изученные изотопные вариации стока на замыкающем створе р. Джанкуат для двух сезонов абляции 2013 и 2014 г. совместно с измерениями δ18О и минерализации различных источников питания р. Джанкуат (атмосферные осадки, снег разных сезонов, фирн, лёд и грунтовые воды) позволили расчленить гидрограф стока 2014 г. Применялись два методических подхода к расчётам: разделение гидрографа стока решением систем уравнений ионного и изотопного баланса с учётом изотопного фракционирования при таянии снега и без учёта фракционирования. Установлена величина погрешности расчётов с использованием значений δ18О и ... Article in Journal/Newspaper The Cryosphere Ice and Snow (E-Journal) Ice and Snow 56 2 161 168 |