https://doi.org/10.15407/conf_UHMI_CGO_2024.069
Фахівці Українського гідрометеорологічного інституту продовжують вивчати стан території колишнього Каховського водосховища. Влітку 2023 року після російського підриву греблі почалося осушення водосховища.
Найбільші водойми сконцентрувалися в північно-східній частині водосховища (т. зв. «Кінське плесо»). Кілька великих водойм є і в північно-західній частині водосховища. Вони залишаються сполученими з руслом р. Дніпро і наповнюються під час зростання рівня води в Дніпрі.
Метою дослідження є ГІС-моделювання зростання площі затоплення території колишнього Каховського водосховища при збільшенні рівня води в р. Дніпро під час весняного водопілля.
Методика дослідження. Актуальний стан Каховського водосховища оцінювався із використанням космічних знімків Sentinel-2A, які можна завантажити з геопорталу https://dataspace.copernicus.eu/. Рельєф оточуючої території було отримано із даних аерофотознімання території України на грант від Світового банку в 2008 р. Цей рельєф включав висоту поверхні води Каховського водосховища у системі координат УСК-2000. Рельєф дна Каховського водосховища в абсолютних відмітках висот було отримано шляхом вирахування із висоти поверхні води глибин цієї водойми, отриманих після виконання гідрозйомки цієї водойми. ГІС-моделювання затоплення виконувалося із врахуванням кількох станів наповнення колишнього водосховища шляхом в різні періоди часу по матриці абсолютних висот дна водосховища. Відомості про рівні води було отримано із спостережень на гідропостах, розміщених поблизу села Разумовка і міст Запоріжжя, Нікополь, Берислав і Каховка до спорудження Каховської ГЕС (до 1955 р.), тобто на «первинному» руслі р.Дніпро впродовж 1952—1954 рр.
Результати. Після сходу головних об’ємів води, на його території утворились численні водойми, сполучені водотоками між собою і з основним руслом р. Дніпро. Впродовж червня—липня ці водойми поступово зникали, починаючи з дрібних. На 14-17 серпня зафіксовано мінімум площі, покритої залишковими водоймами. Він склав 392,8 кв. км., що дорівняю 18% від початкової площі водосховища (це з урахуванням площі русла р. Дніпро). Восени підвищення рівня води в Дніпрі привело до збільшення площі і глибини залишкових водойм. Суттєво збільшилися великі водойми в північній частині колишнього водосховища. Водночас площа дрібних водойм росла несуттєво. З чого можемо зробити висновок, що коливання рівня води річки на них впливає несуттєво, лише опосередковано – через рівень ґрунтових вод. Відповідно, навіть без проведення топографічної зйомки рельєфу можемо сказати, що значна частина території колишнього водосховища розміщена нижче рівня води в Дніпрі. Із коливанням останнього частина території підлягатиме затопленню і осушенню. Каскад водосховищ, які залишилися вище по Дніпру, не зможуть повністю стабілізувати витрати води. Відповідно, у довгостроковій перспективі ми матимемо періодично затоплювану територію площею, імовірно, до половини Каховського водосховища (2155 кв. км.), тобто понад 1 тис км2, з відповідною рослинністю і фауною (комарі, земноводні, гризуни тощо).
Однак вищеописані карти зроблені на кінець осені, на них не показано весняне водопілля. Сніг, накопичений за зиму і дощі приведуть до суттєвого підвищення стоку, а відтак і рівня води.
За даними щоденних спостережень було побудовано графіки, аналізуючи які, можна помітити, що суттєве підвищення рівня води на гідропостах триває з квітня по липень. Це пов’язано з весняним водопіллям. Значення цього підвищення різне за амплітудою, однак можна оцінити, що середнє підвищення рівня води складає 200 см.
На сьогодні, враховуючи зміни клімату — більш м’яку і малосніжну зиму, зменшення кількості опадів і глобальне потепління, можна припустити, що весняне водопілля розпочнеться у березні, та і підвищення рівня води навряд чи перевищить 1 м. Імовірніше за все, рівень води в Дніпрі в межах Каховського водосховища підвищиться максимум на 60—70 см відносно рівня води в листопаді 2023 р. Тим не менше, фахівці розрахували кілька сценаріїв розвитку подій.
На основі даних гідрографічної зйомки, виконаної ще за існування Каховського водосховища і рельєфу місцевості було отримано відмітки дна водосховища у системі координат УСК-2000. По отриманим висотам проведено ізогіпси (через 0,5 м). Відповідно, при підвищенні рівня води в р. Дніпро на 0,5 м зона затоплення просуватиметься до наступної ізогіпси. Оскільки рівень води в Дніпрі підвищується повільно, впродовж кількох тижнів, можна знехтувати гідродинамічним опором (в’язкістю води) в межах певних ділянок водосховища (для всього водосховища цей показник враховувався).
Результати ГІС-моделювання можливого рівня затоплення за різних умов весняного водопілля території колишнього Каховського водосховища представлено на рис. 1. На цій карті показані результати затоплення при підвищенні рівня води в Дніпрі відносно рівня, який спостерігався станом на листопад 2023 р. Тобто після початку весняного водопілля, коли рівень води в р. Дніпро зросте на 0,5 м., площа затоплених територій зросте до значень, які на карті зафарбовані світло-синім кольором (перший пункт в легенді). Відповідно, за максимально можливого підвищення рівня води в Дніпрі (що малоймовірно) буде затоплена вся зафарбована територія (пункт 4 в легенді карти).
Ці результати були перевірені. Опрацювання нових космічних знімків, зроблених 6 березня 2024 р., показало зростання зони затоплення території водосховища більш ніж удвічі, до 888,5 кв.км. (41% від початкової площі водосховища). Це при тому, що рівень води у Дніпрі зріс орієнтовно на 30 см. Ще один аргумент відносно ведення агробізнесу на осушеній території.
Накладення контурів водойм на модель затоплення показало співпадіння в загальних рисах. Слід зауважити, що модель не містить мікрорельєфу, на створення якого потрібно затратити велику кількість роботи, а лише узагальнений рельєф дна, тому контури водойм такі порізані, а контури рівня затоплення згладжені.
11 березня територія водосховища була вільна від хмар і вдалося отримати дані від супутника Sentinel-2A. Можна помітити подальше зростання, хоча й невелике, затопленої площі. Остання наближається до 50%. Все ж, ця вода не доступна ні для зрошення, ні для господарського використання.
Рис. 1. Карта зон затоплення території колишнього водосховища при підвищенні рівнів води
По результатах цього дослідження можна зробити кілька висновків.
1. Територія Каховського водосховища непридатна для використання в господарстві України ні в я кому вигляді, крім як для відновлення Каховського водосховища в повному обсязі.
2. Площа затоплених територій коливатиметься залежно від рівня води у Дніпрі, сягаючи 50% площі водосховища.
3. Створення гребель, на зразок «Кінського плеса», нераціональне, оскільки не приведе до створення «міні-водосховища» для господарських потреб і використання решти території для агробізнесу. Як ми можемо бачити, великі водойми, які з’єднані з руслом р. Дніпро, розташовані по всій території водосховища і підвищення рівня води в Дніпрі приводить до відповідного їх збільшення.
4. На початок весняного водопілля територія водосховища зазнаватиме затоплення, а в сухий літній сезон – осушення. Це приведе до утворення на території України специфічного біоценозу, який не має цінності для господарства і населення навколишніх районів.
Ключові слова: Каховське водосховище, весняне водопілля, затоплення, рівень води.