SPATIAL ANALYSIS OF THE FLOODED LAND AREA OF THE KHERSON REGION NATURE RESERVE USING REMOTE SENSING DATA

Іryna  STAKHIV; Vitalii  ZATSERKOVNYI; Mauro  DE DONATIS; Tetiana  PASTUSHENKO; Sofiya  HORDIICHUK; Tetiana  MALIK

doi:10.17721/1728-2713.109.14

Автор(и)

Ірина СТАХІВ Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна https://orcid.org/0009-0007-3090-6988
Віталій ЗАЦЕРКОВНИЙ Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна https://orcid.org/0009-0003-5187-6125
Мауро ДЕ ДОНАТІС Університет Урбіно "Карла Бо", Урбіно, Італія https://orcid.org/0000-0002-9721-1095
Тетяна ПАСТУШЕНКО Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0001-9826-5004
Софія ГОРДІЙЧУК Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна https://orcid.org/0009-0004-0231-8394
Тетяна МАЛІК Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-1362-8433

DOI:

https://doi.org/10.17721/1728-2713.109.14

Ключові слова:

підтоплені землі, ДЗЗ, Каховське водосховище, природно-заповідний фонд

Анотація

Вступ. Війна, яка триває в Україні, стала найбільшим збройним конфліктом у світі за останнє десятиліття, що спричинив безпрецедентні руйнування та спустошення природних ландшафтів країни. Катастрофа, спричинена вибухом на Каховській ГЕС, завдала непоправної шкоди екологічно важливим і цінним землям природно-заповідного фонду Херсонської області. Метою роботи було дослідження площ підтоплених земель природно-заповідного фонду Херсонської області, що постраждали внаслідок руйнування дамби Каховської ГЕС за допомогою даних дистанційного зондування Землі.

Методи. Висвітлено особливості використання дистанційного зондування (ДЗ) для геоінформаційного моделювання впливу наслідків підриву дамби Каховської ГЕС на землі природно-заповідного фонду Херсонської області. Також для роботи використано дані Міністерства захисту довкілля та природних ресурсів України, Open Street Map, супутникові знімки Landsat 8. Для оброблення даних застосовано метод геоінформаційного моделювання в середовищі QGIS, Sentinel Hub, ArcGIS.

Результати. В ході дослідження встановлено, що понад 80 % площі затоплення зазнала половина із досліджуваних природно-заповідних об'єктів (19). В роботі особливу увагу приділено Національному природному парку "Нижньодніпровський", який є найбільшим за площею і фактично розташований на лінії бойового зіткнення. Площа затоплення склала 89 %, що говорить про шкоду, яку спричинило затоплення. У тексті описано алгоритм обробки геопросторових даних, Landsat. Для аналізу змін, що зазнали ландшафти парку, оцінено зміни вегетаційних індексів.

Висновки. В роботі зроблено висновок про необхідність подальшого моніторингу та розробки комплексних заходів з реабілітації постраждалих територій. Запропоновано використовувати результати моделювання для планування заходів із захисту та відновлення природних комплексів в умовах таких техногенних катастроф. Отримані результати стануть підґрунтям для подальших досліджень, що включатимуть вивчення динаміки змін стану площ земель природно-заповідного фонду. Такий підхід дасть змогу більш повно оцінити наслідки події та розробити ефективні заходи для відновлення та збереження цих земель.

Посилання

Afanasyev, С. О. (2023). About the Ecological Consequences of the Destruction of the Kakhovska HPP Dam: Transcript of scientific report at the meeting of the Presidium of NAS of Ukraine, September 6, 2023. Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine, 11, 71–80 [in Ukrainian]. [Афанасьєв, С. О. (2023). Про екологічні наслідки руйнування греблі Каховської ГЕС: Стенограма доповіді на засіданні Президії НАН України 6 вересня 2023 року. Вісник НАН України, 11, 71–80]. https://doi.org/10.15407/visn2023.11.071

Biswas, A. K. (2000). Scientific assessment of the long-term environmental consequences of war. The Environmental Consequences of War: Legal, Economic, and Scientific Perspectives (pp. 303–315). https://thirdworldcentre.org/wp-content/uploads/2020/07/RPP-Jan-3-00-Scientific-Assessment-of-theLong-Term-Environmental-Consequences-of-War.pdf

Dorosh, Y., Ibatullin, S., Dorosh, O., Sakal, O., & Dorosh, A. (2023). The use of geoinformation technologies in determining the area of flooded lands as a result of the destruction of the Kakhovskaya HPP dam. Land management, cadastre and land monitoring, 3, 98–109 [in Ukrainian]. [Дорош, Й. М., Ібатуллін, Ш. І., Дорош, О. С., Сакаль, О. В., & Дорош, А. Й. (2023). Застосування геоінформаційних технологій при визначенні площ підтоплених земель унаслідок руйнування дамби Каховської ГЕС. Землеустрій, кадастр і моніторинг земель, 3, 98–109].

EOS Data Analytics (2022). https://eos.com/

Francis, R. A. (2011). The impacts of modern warfare on freshwater ecosystems. Environmental Management, 48(5), 985–999. https://doi.org/10.1007/s00267-011-9746-9

Hordiichuk, S., Chernov, A., Liashenko, D., & Stakhiv, I. (2024, October). Geoinformation Modelling of the Lower Dnipro National Nature Park Conditions as a Consequence of the Kakhovka Dam Destruction. In International Conference of Young Professionals "GeoTerrace-2024" (Vol. 2024, No. 1, pp. 1–5). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2024510044

Hussona, J. (2019). The reverberating effects of explosive violence on agriculture in Afghanistan. Action on Armed Violence (AOAV). https://aoav.org.uk/2019/the-reverberating-effects-of-explosive-violence-onagriculture-in-afghanistan

Kastridis, A., Theodosiou, G., & Fotiadis, G. (2021). Investigation of flood management and mitigation measures in ungauged NATURA protected watersheds. Hydrology, 8(4), 170. https://doi.org/10.3390/hydrology8040170

Kourgialas, N. N., & Karatzas, G. P. (2011). Flood management and a GIS modelling method to assess flood-hazard areas–a case study. Hydrological Sciences Journal, 56(2), 212–225. https://doi.org/10.1080/02626667.2011.555836

Khan, M. The Environmental Impacts of War and Conflict K4D Helpdesk Report (Institute of Development Studies, 2022). https://doi.org/10.19088/K4D.2022.060

Latrubesse, E. M., Park, E., Sieh, K., Dang, T., Lin, Y. N., & Yun, S. H. (2020). Dam failure and a catastrophic flood in the Mekong basin (Bolaven Plateau), southern Laos, 2018. Geomorphology, 362, 107221.

Magas, N. I., Khorenzhenko, G. V., Zamuruyeva, K. M., Beshevets, Y. V., Ryndyuk, S. I., Barkar, V. Yu., ... & Bondar, M. V. (2023). Analysis of the hydrological situation in the Dnipro-Buzka estuary region, as a result of the destruction of the Kakhovskaya HPP dam. Environmental sciences, 4(49), 15–25 [in Ukrainian]. [Магась, Н. І., Хоренженко, Г. В., Замуруєва, К. М., Бешевець, Ю. В., Риндюк, С. І., Баркар, В. Ю., ... & Бондар, М. В. (2023). Аналіз гідрологічної ситуації у Дніпровсько-Бузькій гирловій області, внаслідок руйнування греблі Каховської ГЕС. Екологічні науки, 4(49), 15–25].

Mason, M., Zeitoun, M., & El Sheikh, R. (2011). Conflict and social vulnerability to climate change: Lessons from Gaza. Climate and Development, 3(4), 285–297. https://doi.org/10.1080/17565529.2011.618386

McFeeters, S.K. (1995). The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features. International journal of remote sensing, 17(7), 1425–1432. https://doi.org/10.1080/01431169608948714

Ministry of Environmental Protection and Natural Resources of Ukraine. (2020). Environmental passports [in Ukrainian]. [Міністерство захисту до-вкілля та природних ресурсів України (2020). Екологічні паспорти]. https://mepr.gov.ua/diyalnist/napryamky/ekologichnyjmonitoryng/ekologichni-pasporty/

Raster to Polygon (2021). https://desktop.arcgis.com/en/arcmap/latest/tools/conversion-toolbox/raster-to-polygon.htm).

Shumilova, O., Tockner, K., Sukhodolov, A. et al. (2023). Impact of the Russia–Ukraine armed conflict on water resources and water infrastructure. Nature Sustainability, 6, 578–586. https://doi.org/10.1038/s41893-023-01068-x

Strokal, V. P., Berezhniak, Ye. M., Naumovska, O. I., Vagaliuk, L. V., Ladyka, M. M., Serbeniuk, G. A., Palamarchuk, S. P., Pavliuk, S. D. (2023). The implications of the RussianUkrainian war on the state of natural resources in Ukraine. Publishing Center of NUBiP of Ukraine, 2023 [in Ukrainian]. [Стро-каль, В.П., Бережняк, Є. М., Наумовська, О. І., Вагалюк, Л. В., Ладика, М. М., Сербенюк, Г. А., Паламарчук, С. П., Павлюк, С. Д. (2023). Вплив російсь-кої агресії на стан природних ресурсів України. Видавничий центр НУБіП України, 2023]. https://dglib.nubip.edu.ua/server/api/core/bitstreams/32ec0615-2e20-462c-9c79-8836a26bf618/content

Strokal, V., & Kovpak, A. (2022). Military conflicts and water: consequences and risks. Ecological sciences: a scientific and practical journal, 5(44), 94–102 [in Ukrainian]. [Строкаль В.П., Ковпак А.В. Воєнні конфлікти та вода: наслідки й ризики. Екологічні науки: науково практичний журнал, 5(44), 94–102]. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2022.eco.5-44.14

Tavus, B., Kocaman, S., & Gokceoglu, C. (2022). Flood damage assessment with Sentinel-1 and Sentinel-2 data after Sardoba dam break with GLCM features and Random Forest method. Science of The Total Environment, 816, 151585.

Tignino, M. (2011). The right to water and sanitation in post-conflict peacebuilding. Water International, 36(2), 242–249. https://doi.org/10.1080/02508060.2011.561523

Tomchenko, O. V., Khyzhniak, A. V., Sheviakina, N. A., Zahorodnia, S. A., Yelistratova, L. A., Yakovenko, M. I., & Stakhiv, I. R. (2023). Assessment and monitoring of fires caused by the War in Ukraine on Landscape scale. Journal of Landscape Ecology, 16(2), 76–97. https://doi.org/10.2478/jlecol-2023-0011

Tomchenko, O., Magas, N., Yakovenko, M., & Stakhiv, I. (2023, November). Comparative Analysis of the Shallowing of the Kakhovska Reservoir Based on the Data of Rs (Remote Sensing). In 17th International Conference Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment (Vol. 2023, No. 1, pp. 1–5). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023520147

Tsiupa, I. & Plichko, L. (2023). Study of Dynamics of Changes in the Kakhovka Reservoir Based on Remote Sensing Data. 17th International Conference Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment (Nov. 2023, Vol. 2023, pp. 1–5). https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023520170

Tymochko, T. (2009). Land flooding as a threat to national interests. All-Ukrainian Environmental League. https://www.ecoleague.net/pro-vel/misiiavel/vystupypublikatsii/2009/item/53-pidtoplennia-zahroza-natsionalnyminteresam [in Ukrainian]. [Тимочко, Т. (2009). Підтоплення земель, як за-гроза національним інтересам. Всеукраїнська екологічна ліга].

Valle Júnior, R. F. do, Siqueira, H. E., Valera, C. A., Oliveira, C. F., Sanches Fernandes, L. F., Moura, J. P., & Pacheco, F. A. L. (2019). Diagnosis of degraded pastures using an improved NDVI-based remote sensing approach: An application to the Environmental Protection Area of Uberaba River Basin (Minas Gerais, Brazil). Remote Sensing Applications: Society and Environment, 14, 20–33. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2019.02.001

Vyshnevskyi, V., Shevchuk, S., Komorin, V., Oleynik, Y., & Gleick, P. (2023). The destruction of the Kakhovka dam and its consequences. Water International, 48(5), 631–647. https://doi.org/10.1080/02508060.2023.2247679