Factors of Long-Term Water Level Fluctuations in the Transboundary Khanka Lake (the South of the Russian Far East)
Authors
- Ruslan S. Shaiguzov Pacific Geographical Institute FEB RAS https://orcid.org/0009-0001-3246-0955
- Vladimir V. Shamov Pacific Geographical Institute FEB RAS https://orcid.org/0000-0001-9310-1836
- Sergey Yu. Lupakov Pacific Geographical Institute FEB RAS
DOI:
https://doi.org/10.34753/HS.2025.7.4.333+ Keywords
+ Abstract
The reasons of high water level in Lake Khanka that have been observed over the past decade, the ratio of natural and anthropogenic contributions to water level rise, and the role of groundwater runoff remain the key issues in studying the hydrological regime of this lake. We have estimated the impact of precipitation and river inflow on long-term water level fluctuations in the lake with the linear correlation of the current annual average water level with the summary values of these water balance constituents over different durations of previous years. For the period from 1951 to 2020, water level is closely correlated with precipitation amounts from 4 to 9 years (the maximum correlation is 0.82 for 6 years) and with river inflow from 3 to 6 years (0.81 for 5 years). The synchronicity with some delay in water level relative to these constituents is observed in the difference integral curves of the corresponding comparisons. Thus, the water level in Lake Khanka largely depends on the previous long-term moistening of its catchment, determined by the cycles of monsoon circulation of varying intensity. We assume that for 3 years (after which the water level -inflow connection becomes close) groundwater accumulates in the lake catchment and then gradually discharges into the lake. This is reflected in the long-term dynamics of water level in the lake and in the correlation of annual river inflow with precipitation, which decreases non-linearly in the form of 3-year periods as total precipitation increases in the past. Thereby long-term groundwater discharge into Lake Khanka also contributes to water level fluctuations.
+ Author Biographies
Leading Engineer, Pacific Geographical Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia, SPIN-code: 7093-9888, https://orcid.org/0009-0001-3246-0955 D.Sc. (Geography), Chief Researcher, Pacific Geographical Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia, SPIN-code: 4913-0239, https://orcid.org/0000-0001-9310-1836 Ph.D (Geography), Leading Researcher, Pacific Geographical Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia, SPIN: 9365-4537, https://orcid.org/0000-0002-5804-2604
Ruslan S. Shaiguzov
Vladimir V. Shamov
Sergey Yu. Lupakov
+ References
1. Трансграничное озеро Ханка: причины повышения уровня и экологические угрозы / Отв. ред. Ю.Н. Журавлёв, С.В. Клышевская. Владивосток: Дальнаука, 2016. 286 с.
Transboundary Khanka Lake: causes of water rise and ecological threats. In Zhuravlev, Yu.N., and Klyshevskaya, S.V. (eds.). Vladivostok, Dalnauka, 2016. 286 p.
2. Трансграничное озеро Ханка: современное состояние и перспективы развития / Отв. ред. С.В. Клышевская, Т.В. Никулина. Владивосток: ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, 2021. 296 с.
Transboundary Khanka Lake: current state and prospects of development of the region. In Klyshevskaya, S.V., and Nikulina, T.V. (eds.). Vladivostok, Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity FEB RAS, 2021. 296 p.
3. Васьковский М.Г. Гидрологический режим озера Ханка. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 175 с.
4. Водный баланс озера Ханка и его изменения под влиянием природных и антропогенных факторов / Под ред. В.Ю. Георгиевского. СПб.: Государственный гидрологический институт, 2022. 272 с.
The water balance of the Khanka Lake and its changes under the influence of natural and anthropogenic factors. In Georgievsky V.Y. (ed.). St. Petersburg, State Hydrological Institute, 2022. 272 p.
5. Ананьева Е.Е. Озеро Ханка: колебания уровня и их причины // Астраханский вестник экологического образования. 2016. № 4. С. 48–57.
Ananyeva E.Ye. Lake Khanka: level fluctuations and their causes. Astrakhan Bulletin of Ecological Education, 2016, no. 4, pp. 48–57.
6. Бортин Н.Н., Горчаков А.М. Причины экстремально высокого уровня воды трансграничного озера Ханка // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2016. № 4. С. 62–84.
Bortin N.N., Gorchakov A.M. The reasons for the extremely high water level of the transboundary Lake Khanka. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management, 2016, no. 4, pp. 62–84.
7. Раков А.А. Колебания уровня воды в озере Ханка в связи с изменениями базиса эрозии рек Сунгача и Уссури // Трансграничное озеро Ханка: причины повышения воды и экологические угрозы. Владивосток: Дальнаука, 2016. С. 223–233.
Rakov A.A. Fluctuations in the water level in Lake Khanka due to changes in the erosion basis of the Sungacha and Ussuri rivers. Transboundary Khanka Lake: causes of water rise and ecological threats. Vladivostok, Dalnauka, 2016, pp. 223–233.
8. Xiangcan J., Pingyang Z. Lake Xingkai/Khanka. Experience and Lessons Learned Brief. World Lake Database International Lake Environment Committee (ILEC). Kusatsu, 2006, pp. 447–459. Available at: https://wldb.ilec.or.jp/Lake/ASI-220/datalist.
9. Pekel J.F., Cottam A., Gorelick N., Belward A.S. High-resolution mapping of global surface water and its long-term changes. Nature, 2016, no. 540, pp. 418–422. DOI: https://doi.org/10.1038/nature20584.
10. Xiao F., Wang X., Fu C. Impacts of land use/land cover and climate change on hydrological cycle in the Xiaoxingkai Lake Basin. Journal of Hydrology: Regional Studies, 2023, no. 47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2023.101422.
11. Баканов К.Г. Многолетний режим уровня озера Ханка. Автореф. дисс. … канд. тех. наук. М.: Институт водных проблем АН СССР, 1988. 20 с.
12. Diagnostic Analysis of the Lake Xingkai/Khanka basin (People’s Republic of China and Russian Federation). In Nakamura T., Xiangcan J., Kachur A. et al. (eds.). Nairobi, UNEP, 2001. 136 p.
13. Чудаева В.А. Миграция химических элементов в водах Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2002. 392 с.
14. Махинов А.Н., Ким В.И. Возможные причины колебаний уровня воды в озере Ханка // Трансграничное озеро Ханка: причины повышения воды и экологические угрозы. Владивосток: Дальнаука, 2016. С. 25–30.
Makhinov A.N., Kim V.I. Possible causes of fluctuations in the water level in Lake Khanka. Transboundary Khanka Lake: causes of water rise and ecological threats. Vladivostok, Dalnauka, 2016, pp. 25–30.
15. Бортин Н.Н., Горчаков А.М., Кролевецкая Ю.В. Последствия антропогенного преобразования в трансграничном бассейне озера Ханка // Озёра Евразии: проблемы и пути их решения: Материалы II Международной конференции. Казань: Академия наук Республики Татарстан, 2019. С. 40–46.
Bortin N.N., Gorchakov A.M., Kroleveckaja Y.V. Effects of anthropogenic transformation in a transboundary Lake Xingkai/Khanka basin. Lakes of Eurasia: Problems and Solutions. Proceeding of the Second International Conference, Kazan, 2019, pp. 40–46.
16. Журавлёв Ю.Н., Клышевская С.В. Проблема регулирования воды в бассейне озера Ханка (Приморский край) // Вестник ДВО РАН. 2015. № 5. С. 40–52.
Zhuravlev Yu.N., Klyshevskaya S.V. The problem of regulation of the water level in the pool of the Khanka Lake (Primorsky Territory). Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences, 2015, no. 5, pp. 40–52.
17. Коломиец А.Г., Герасименко М.Д., Шестаков Н.В. GNSS наблюдения за движениями земной коры в бассейне озера Ханка // Трансграничное озеро Ханка: современное состояние и перспективы развития. Владивосток: ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, 2021. С. 45–47.
Kolomiets A.G., Gerasimenko M.D., Shestakov N.V. GNSS observations of the Earth’s crust movements in the Khanka Lake basin. Transboundary Khanka Lake: current state and prospects of development of the region. Vladivostok, Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity FEB RAS, 2021, pp. 45–47.
18. Современные возможности и перспективы прогнозирования гидрологического режима бассейна озера Ханка с помощью физико-математического моделирования / А.Н. Бугаец, Ю.Г. Мотовилов, Б.И. Гарцман, А.С. Калугин, Л.В. Гончуков, О.В. Соколов, Н.Л. Фролова, Л.В. Зотов, В.Ю. Григорьев, А.А. Соколов, С.М. Краснопеев, В.В. Шамов, В.И. Ознобихин // Трансграничное озеро Ханка: причины повышения воды и экологические угрозы. Владивосток: Дальнаука, 2016. С. 108–114.
Bugaets A.N., Motovilov Yu.G., Gartsman B.I., Kalugin A.S., Gonchukov L.V., Sokolov O.V., Frolova N.L., Zotov L.V., Grigoriev V.Yu., Sokolov A.A., Krasnopeev S.M., Shamov V.V., Oznobikhin V.I. Modern possibilities and prospects of forecasting hydrological Lake Khanka basin regime using physical and mathematical modeling. Transboundary Khanka Lake: causes of water rise and ecological threats. Vladivostok, Dalnauka, 2016, pp. 108–114.
19. Георгиевский В.Ю., Шалыгин А.Л., Болгов М.В., Коробкина Е.А. Многолетние изменения уровня озера Ханка и проблемы его регулирования // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2017. № 3. С. 69–88. DOI: 10.35567/1999-4508-2017-3-5.
Georgievsky V.Y., Shalygin A.L., Bolgov M.V., Korobkina E.A. Long-term changes in the level of Lake Khanka and problems of its regulation. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management, 2017, no. 3, pp. 69–88. DOI: 10.35567/1999-4508-2017-3-5.
20. К вопросу о колебаниях уровня озера Ханка / Ю.Н. Журавлёв, С.В. Клышевская, П.А. Новикова, М.А. Гузев, Е.Ю. Никитина, Я.О. Тимофеева // Вестник ДВО РАН. 2018. № 4. С. 88–94.
Zhuravlev Yu.N., Klyshevskaya S.V., Novikova P.A., Guzev M.A., Nikitina E.Y., Timofeeva Ya.O. Study of the Khanka Lake fluctuations. Vestnik of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 2018, no. 4, pp. 88–94.
21. Сперанская Н.А., Фуксова Т.В. Многолетние изменения основных составляющих водного режима озера Ханка // Метеорология и гидрология. 2018. № 8. С. 53–64. DOI: 10.3103/S1068373918080058.
Speranskaya N.A., Fuksova T.V. Long-term changes in the main components of the water regime of Lake Khanka. Russian Meteorology and Hydrology, 2018, vol. 43, no. 8, pp. 530–538.
DOI: 10.3103/S1068373918080058.
22. Балонишникова Ж.А., Цыценко К.В., Крамарева Л.С. Использование водных ресурсов в бассейне озера Ханка // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2019. № 3. С. 38–70. DOI: 10.35567/1999-4508-2019-3-3.
Balonishnikova J.A., Tsytsenko K.V., Kramareva L.S. Water resources use in the basin of the Lake Khanka. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management, 2019, no. 3, pp. 38–70. DOI: 10.35567/1999-4508-2019-3-3.
23. Зуенко Ю.И., Шаповалов М.Е., Курносова А.С. Современные изменения уровня озера Ханка и их последствия для промысловых ресурсов // Известия ТИНРО. 2020. № 4. С. 935–350. DOI: 10.26428/1606-9919-2020-200-935-950.
Zuenko Y.I., Shapovalov M.E., Kurnosova A.S. Recent changes of water level in Lake Khanka and their consequences for its fisheries resources. Izvestiya TINRO, 2020, no. 4, pp. 935–950. DOI: 10.26428/1606-9919-2020-200-935-950.
24. Махинов А.Н. Озеро Ханка: подъём уровня воды, его масштабы и последствия // Природа. 2020. № 11. С. 37–45. DOI: 10.7868/S0032874X20110046.
Makhinov A.N. Lake Khanka: rise in water level, its scale and consequences. Priroda, 2020, no. 11, pp. 37–45. DOI: 10.7868/S0032874X20110046.
25. Болгов М.В., Коробкина Е.А. Оценка характеристик уровенного режима трансграничного озера Ханка в результате реализации проектных решений по расчистке истока реки Сунгача // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2022. № 2. С. 53–67. DOI: 10.35567/19994508_2022_2_5.
Bolgov M.V., Korobkina E.A. Assessment of the characteristics of the level regime of the transboundary Lake Khanka as a result of the implementation of project solutions for clearing the source of the Sungacha River. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management, 2022, no. 2, pp. 53–67. DOI: 10.35567/19994508_2022_2_5.
26. Рынков В.С. Подземные воды Дальнего Востока: учеб. пособие. Владивосток: ДВПИ, 1988. 88 с.
27. Караванов К.П. Подземные воды как источник водоснабжения в Приморском крае: препринт. Хабаровск: Институт водных и экологических проблем ХНЦ ДВО РАН, 1995. 37 с.
28. Росликова В.И., Рыбачук Н.А., Короткий А.М. Атлас почв юга Дальнего Востока России (Приханкайская низменность). Владивосток: Дальнаука, 2010. 247 с.
29. Bugaets A.N., Lupakov S.Yu., Gonchukov L.V., Shamov V.V. Analysis of the relationship between the dynamics of genetic components of river flow and water levels of Lake Khanka. Water Resources, 2025, no. 5. pp. 843–852. DOI: 10.1134/S0097807824605776.
30. Iwaki M., Yamashiki Y., Toda T., Jiao C., Kumagai M. Estimation of the Average Retention Time of Precipitation at the Surface of a Catchment Area for Lake Biwa. Water, 2021, no. 13(12). DOI: 10.3390/w13121711.
31. Harris I., Osborn T.J., Jones P.D., Lister D.H. Version 4 of the CRU TS monthly high-resolution gridded multivariate climate dataset. Scientific Data, 2020, no. 7. DOI: 10.1038/s41597-020-0453-3.
32. Владимиров А.М. Гидрологические расчёты: учебник. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 366 с.
33. Методические рекомендации по определению расчётных гидрологических характеристик при недостаточности данных гидрометрических наблюдений / Государственный гидрологический институт. СПб., 2004. 67 с.
34. Методические рекомендации по оценке однородности гидрологических характеристик и определению их расчётных значений по неоднородным данным / Государственный гидрологический институт. СПб.: Нестор-История, 2010. 162 с.
35. Дружинин В.С., Сикан А.В. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации: учебное пособие. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2001. 168 с.
36. Moriasi D.N. Model evaluation Guidelines for Systematic Quantification of Accuracy in Watershed Simulations. Transactions of the ASABE, 2007, no. 3(50), pp. 885–900. DOI: 10.13031/2013.23153.
37. Борщ С.В., Христофоров А.В. Оценка качества прогнозов речного стока // Труды гидрометеорологического научно-исследовательского центра РФ. 2015. Вып. 355. 200 с.
Borsch S.V., Khristoforov A.V. Hydrologic flow forecast verification. Proceedings of the Hydrometeorological Research Center of the Russian Federation, 2015, vol. 355, 200 p.
38. Борщ С.В., Симонов Ю.А., Христофоров А.В. Эффективность моделирования и прогнозирования речного стока // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2020. № 1 (375). С. 176–189. DOI: 10.37162/2618-9631-2020-1-176-189.
Borsch S.V., Simonov Y.A., Khristoforov A.V. Efficiency of streamflow modeling and forecasting. Hydrometeorological Studies and Forecasts, 2020, vol. 375, no. 1, pp. 176–189. DOI: 10.37162/2618-9631-2020-1-176-189.
39. Лучшева А.А. Практическая гидрология: учеб. пособие. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 440 с.
40. Zhongpei L., Xiaoqing L., Zhipeng H., Runxiang C., Yuping H., Lin W. Time lag effect of precipitation on groundwater level based on wavelet analysis in the People’s Victory Canal irrigation area, China. Scientific Reports, 2025, no. 15, 13 p. DOI: 10.1038/s41598-025-96644-w.
41. Выручалкина Т.Ю., Филатов Н.Н., Дианский Н.А., Гусев А.В. О прогнозе многолетних изменений уровня воды крупных озёр // Труды Карельского научного центра РАН. 2016. № 9. С. 3–16. DOI: 10.17076/lim480.
Vyruchalkina T.Yu., Filatov N.N., Diansky N.A., Gusev A.V. On forecasting long-term variations of water level in large lakes. Proceedings of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2016, no. 9, pp. 3–16. DOI: 10.17076/lim480.
+ Read article online
