В статье рассматривается трансформация природоохранного сопровождения гидротехнического строительства в условиях климатической нестационарности, при которой инженерные решения, опирающиеся на предпосылку стационарности гидрологических рядов, утрачивают надежность и приводят к недооценке как аварийных, так и кумулятивных экологических рисков. Показано, что усиление экстремальности стока и перераспределение внутригодовых расходов изменяют гидравлическую структуру потока в нижних бьефах, активизируют русловые и береговые процессы и формируют нелинейную нагрузку на прибрежные биоценозы и инфраструктуру. На основе системного анализа взаимодействия сооружений с компонентами природной среды и статистико-вероятностного, стохастического моделирования обработаны многолетние наблюдения 1965–2023 гг. по расходам воды, температуре, ледовым явлениям и транспорту наносов, сопоставленные с проектными и эксплуатационными материалами и данными экологического мониторинга; геоинформационные технологии использованы для пространственного выявления зон уязвимости. Числовые ряды для водохранилища демонстрируют стохастическую зависимость между пиковыми паводковыми расходами и объемами смыва грунта с ускорением эрозии при росте экстремальных расходов, а также вариабельность коэффициента водообмена, влияющую на самоочищающую способность и санитарное состояние акватории. Отдельно проанализирована климатически обусловленная деградация материалов: рост числа переходов через 0 °C интенсифицирует морозное разрушение бетона, а изменения увлажнения и уровней грунтовых вод усложняют фильтрационный режим, что подтверждается неоднородностью карбонизации и отклонениями фильтрационных расходов, включая критические значения на отдельных элементах плотины. Экономическое сопоставление адаптационных мер выявляет преимущество интеллектуального мониторинга и автоматизации, обеспечивающих наибольшее снижение аварийного риска и предотвращенного ущерба при умеренных капитальных затратах. Обоснована архитектура комплексной адаптивной системы, интегрирующей предиктивный мониторинг, инженерную защиту и обновляемые регуляторные решения; моделирование указывает на потенциал снижения интегрального экологического риска на 25–30% при росте эксплуатационных затрат на 10–12%, а практическая применимость связана с развитием цифровых двойников и региональных климатических стратегий для речных бассейнов.
The article examines the transformation of environmental protection support for hydraulic engineering construction under conditions of climatic non-stationarity, in which engineering solutions based on the assumption of stationarity of hydrological series lose reliability and lead to underestimation of both emergency and cumulative ecological risks. It is shown that the intensification of runoff extremity and the redistribution of intra-annual flows alter the hydraulic structure of the flow in the lower pools, activate channel and bank processes, and form a nonlinear load on coastal biocenoses and infrastructure. Based on a systems analysis of the interaction of structures with components of the natural environment and statistical-probabilistic, stochastic modeling, long-term observations from 1965–2023 on water discharges, temperature, ice phenomena, and sediment transport were processed, compared with design and operational materials and ecological monitoring data; geoinformation technologies were used for spatial identification of vulnerability zones. Numerical series for the reservoir demonstrate stochastic dependence between peak flood discharges and volumes of soil washout with acceleration of erosion at increasing extreme discharges, as well as variability of the water exchange coefficient affecting the self-purification capacity and sanitary condition of the water area. The climate-induced degradation of materials is analyzed separately: an increase in the number of transitions through 0 °C intensifies freeze-thaw damage to concrete, while changes in moisture and groundwater levels complicate the filtration regime, which is confirmed by heterogeneity of carbonation and deviations in filtration discharges, including critical values on individual dam elements. Economic comparison of adaptation measures reveals the advantage of intelligent monitoring and automation, providing the greatest reduction in accident risk and prevented damage at moderate capital costs. The architecture of a comprehensive adaptive system is justified, integrating predictive monitoring, engineering protection, and updatable regulatory solutions; modeling indicates the potential for reducing integral ecological risk by 25–30% with an increase in operational costs by 10–12%, and practical applicability is associated with the development of digital twins and regional climate strategies for river basins.