Расчет выноса биогенных элементов с речного водосбора проводится в два этапа. Сначала выполняется расчет стока, а далее, используя полученные значения стоковых характеристик, вычисляется вынос биогенных элементов на основе математических моделей, описанных ниже.

Гидрологическая модель формирования стока с водосбора ILHM - Institute of Limnology Hydrological Model (Свидетельство о государственной регистрации № 2015614210 от 09.04.2015 г.) разработана в Институте озероведения РАН [Кондратьев, Шмакова, 2019] и предназначена для расчетов гидрографов талого и дождевого стока с водосбора, а также уровня воды в водоеме. Модель имеет концептуальную основу и описывает процессы снегонакопления и снеготаяния, испарения и увлажнения почв зоны аэрации, формирования стока, а также регулирование стока водоемами в пределах однородного водосбора, характеристики которого принимаются постоянными для всей его площади. Модель может работать как с месячным шагом по времени, так и с годовым. В процессе моделирования водосбор представляется в виде однородной имитирующей емкости, накапливающей поступающую воду и затем постепенно ее отдающей.

Модель выноса растворенных химических веществ с водосбора и формирования внешней нагрузки на водоем со стороны водосбора ILLM – Institute of Limnology Load Model создана в Институте озероведения РАН (Свидетельство о государственной регистрации № 2014612519 от 27.02.2014) [Кондратьев, Шмакова, 2019; Брюханов и др., 2018]. Разработка модели выполнялась на основе отечественного и зарубежного опыта моделирования стока и выноса химических веществ с водосборных территорий, поступления растворенных примесей в водоемы, а также рекомендаций ХЕЛКОМ по оценке нагрузки на водные объекты бассейна Балтийского моря. Модель предназначена для решения задач, связанных с количественной оценкой внешней нагрузки на водоемы, сформированной точечными и рассредоточенными источниками загрязнения, и прогнозом ее изменения под влиянием возможных антропогенных и климатических изменений. Модель учитывает вклад точечных и рассредоточенных источников в формирование биогенной нагрузки на водосбор, позволяет рассчитывать вынос примесей с водосбора с учетом влияния гидрологических факторов и удержания биогенных веществ водосбором и гидрографической сетью.

Методика расчета выноса биогенных веществ (азота и фосфора) от источников различного происхождения (в том числе диффузных) для неоднородных водосборов бассейна Куйбышевского водохранилища

Приближенная оценка средней многолетней биогенной нагрузки на Куйбышевское водохранилище с правобережной части водосбора (площадь – 30878 км², средний слой стока 74 мм/год) и с левобережной части водосбора (площадь – 60207 км², средний слой стока 125 мм/год).