Оцінка масштабів забруднення моря внаслідок руйнування дамби Каховського водосховища на основі результатів моделювання
Анотація
Обговорюється проблема визначення можливих зон акумуляції в донних відкладах північно-західної частини Чорного моря забруднюючих речовин, що надійшли до моря в червні 2023 року з водами річки Дніпро внаслідок руйнування греблі Каховського водосховища. Актуальність проблеми визначається тим, що ці зони є потенційними довготривалими джерелами вторинного забруднення морського середовища. Їхня попередня ідентифікація необхідна для планування моніторингу якості морського середовища після завершення воєнних дій з метою оцінювання шкоди, завданої природним ресурсам моря, та врахування під час обґрунтування шляхів для досягнення доброго екологічного стану морських акваторій. Оскільки через військові дії, що тривають, проведення контактних досліджень у відкритому морі та на деяких ділянках прибережної зони неможливе, то для визначення цих зон використовуються результати чисельного математичного моделювання. Приймається гіпотеза, що зони акумуляції забруднювальних речовин в донних відкладах відповідають тим областям акваторії моря, де їхня концентрація в водах придонного шару була високою. Для вирішення вищезазначеної задачі використовувалась гідротермодинамічна модель Delft3D-Flow Flexible Mesh (Deltares). Моделювалося поширення умовної домішки нейтральної плавучості та завісі, що надходила із забрудненими перехідними водами з Дніпровсько-Бузького лиману протягом червня 2023 року. Стік Дніпра задавався на основі спостережених у порту Херсон змін відміток рівня води. При моделюванні умовна концентрація домішки нейтральної плавучості у гирлі річки Дніпро (Херсон) приймалася рівною 1 умовній одиниці, а завісі – 100. Гравітаційна швидкість осадження частинок завісі приймалася рівною 5×10-5 м с-1. Мінливість метеорологічних умов на верхній (з атмосферою) границі розрахункової області задавалася на основі даних, зчитаних з архіву прогнозів глобальної моделі прогнозу погоди GFS. Результати дослідження дали змогу оцінити просторові масштаби та відносний рівень забруднення морських вод не тільки в поверхневому шарі моря, що можна зробити на основі супутникової інформації, а й у придонному шарі акваторії північно-західної частини Чорного моря. Це дало змогу виділити зони, де забруднення донних відкладів може бути значним, і вони можуть бути потенційним джерелом вторинного забруднення морського середовища в майбутньому внаслідок ресуспендування. У таких зонах рекомендовано провести контрольний моніторинг забруднення вод і донних відкладів після завершення військових дій.
Завантаження
Посилання
Vasyliuk, O.V. & Kolodezhna, V.V. (Eds.) (2025). Destruction of the Kakhovka Reservoir: Environmental Consequences. Chernivtsi: Druk Art publ. Available at: https://uncg.org.ua/wp-content/uploads/2025/02/znyshhennya-kahovskogo-vodoshovyshha-naslidky-dlya-dovkillya-2025.pdf [in Ukrainian]
Ilyin Yuriy. (2023). Spreading of the extreme water discharge from the Dnipro-Buh estuary into the Black Sea in June 2023 by satellite observations data. Meteorology. Hydrology. Environmental monitoring, 2(4), 62-74. http://doi.org/10.15407/Meteorology2023.04.062
Kushnir, D.V., Tuchkovenko, Y.S., Popov, Y.I. (2019). Results of adaptation and verification of the coupled numerical models set for predicting the variation of oceanographic features in the North-Western part of the Black Sea. Ukrainian Hydrometeorological Journal, 23, 95-108. https://doi.org/10.31481/uhmj.23.2019.09 [in Ukrainian]
Minіcheva, G.G., Bondarenko, O.S., Bogatova, Yu.I., Bolshakov, V.M., Bushuev, S.G., Harkusha, O.P., Diatlov, S.E., Kalashnik, K.S., Koshelev, O.V., Kudrenko, S.A., Kulakova, I.I., Marynets, H.V., Migas, R.V., Martyniuk, M.O., Nikonova, S.E., Rybalko, O.A., Synyogub, I.A., Sokolov, E.V., Stadnichenko, S.V., … Son, M.O. (2023). Reaction of the marine ecosystem to the consequences of destruction of the Kakhovka reservoir dam. Marine ecological journal, 1-2, 52-68. https://doi.org/10.47143/1684-1557/2023.1-2.6 [in Ukrainian]
Tuchkovenko, Yu.S., Kushnir, D.V., Goncharenko, R.V., Tytiuk, T.G. & Shchyptsov, О.A. (2020) An automatized modeling complex to support the activity of the Naval Forces of Ukraine by providing the operational forecasts of oceanographic conditions. Collection of the Scientific Papers of the Centre for Military and Strategic Studies of the National Defence University of Ukraine, 3 (70), 75-83. https://doi.org/10.33099/2304-2745/2020-3-70/75-83 [in Ukrainian]
Tuchkovenko, Yu.S., Kushnir, D.V., Ovcharuk, V.A., Sokolov, A.V., Komorin, V.N. (2023). Characteristics of Black Sea dispersion of freshened and polluted transitional waters from the Dnipro-Bug estuary after destruction of the Kakhovka Reservoir dam. Ukrainian hydrometeorological journal, 32, 95-114. https://doi.org/10.31481/uhmj.32.2023.07 [in Ukrainian]
Tuchkovenko, Yu.S., Kushnir, D.V., Torgonskyi, A.V. & Komorin, V.M. (2024). The impact of the destruction of the Kakhovka reservoir dam on the oceanographic conditions in the north-western part of the Black Sea according to the results of modeling. Ukrainian hydrometeorological journal, 33, 66-80. https://doi.org/10.31481/uhmj.33.2024.05 [in Ukrainian]
Tuchkovenko Yu. and Stepanenko S. (2023) The impact of destruction of the Kakhovka dam on the environmental status of the Odesa area of the Black Sea. Problems of Water supply, Sewerage and Hydraulics, 44, 71-80. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2023.44.71-80 [in Ukrainian]
Jansen, E., Martins, D., Stefanizzi, L., Ciliberti, S. A., Gunduz, M., Ilicak, M., Lecci, R., Cretí, S., Causio, S., Aydoğdu, A., Lima, L., Palermo, F., Peneva, E. L., Coppini, G., Masina, S., Pinardi, N., Palazov, A., & Valchev, N. (2022). Black Sea Physical Analysis and Forecast (Copernicus Marine Service BS-Currents, EAS5 system) (Version 1) Copernicus Monitoring Environment Marine Service (CMEMS). https://doi.org/10.25423/cmcc/blksea_analysisforecast_phy_007_001_eas5 (accessed June 17, 2024)
Jiang, D., Khokhlov, V., Tuchkovenko, Y., Kushnir, D., Ovcharuk, V., Spyrakos, E., Stanica, A., Slabakova, V., & Tyler, A. (2025). The biogeochemical response of the north-western Black Sea to the Kakhovka Dam breach. Communications Earth & Environment, 6 (185). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02153-z
Delft 3D FM Suite: D-Flow Flexible Mesh. Deltares (2025). Homepage. Met kennis meer impact. Deltares.nl https://www.deltares.nl/en/software-and-data/products/delft3d-fm-suite/modules/d-flow-flexible-mesh (accessed May 10, 2025).
Deltares (2025). Delft3D-FLOW– Simulation of multi-dimensional hydrodynamic flows and transport phenomena, including sediments. User Manual. Hydro-Morphodynamics, Version: 4.05, Revision: 80522. Delft, the Netherlands. Available at: https://content.oss.deltares.nl/delft3d4/Delft3D-FLOW_User_Manual.pdf
Deltares (2025). D-Flow Flexible Mesh. Computational Cores and User Interface. User Manual, Version: 2025, Revision: 80547. Delft, the Netherlands Available at: https://content.oss.deltares.nl/delft3dfm2d3d/D-Flow_FM_User_Manual.pdf
Kvach, Y., Stepien, C.A., Minicheva, G.G., & Tkachenko, P. (2025). Biodiversity effects of the Russia–Ukraine War and the Kakhovka Dam destruction: ecological consequences and predictions for marine, estuarine, and freshwater communities in the northern Black Sea. Ecological Processes, 14 (22). https://doi.org/10.1186/s13717-025-00577-1
Minicheva, G.G., Garkusha, O.P., Kalashnik, K.S., Marinets, G.V. & Sokolov, Y.V. (2025) Response of the Black Sea Planktonic and Benthic Algae to the Consequences of the Kakhovka Reservoir Dam on the Dnipro River (Ukraine) Destruction. International Journal on Algae, 27(2), 157–176.
NASA. (2019). Worldview: Explore Your Dynamic Planet. Nasa.gov. https://worldview.earthdata.nasa.gov (accessed Oct 10, 2023)
National Centers for Environmental Prediction, National Weather Service, NOAA, U.S. Department of Commerce. (2015). NCEP GFS 0.25 Degree Global Forecast Grids Historical Archive. NSF National Center for Atmospheric Research. https://doi.org/10.5065/D65D8PWK (accessed June 17, 2024)
Phillips, N. A. (1957) A co-ordinate system having some special advantages for numerical forecasting. Journal of Meteorology, 14, 184–185.
Shumilova, O., Sukhodolov, A., Osadcha, N., Oreshchenko, A., Constantinescu, G., Afanasyev, S., Koken, M., Osadchyi, V., Rhoads, B., Tockner, K., Monaghan, M.T., Schröder, B., Nabyvanets, J., Wolter, C., Lietytska, O., van de Koppel, J., Magas, N., Jähnig, S.C., Lakisova, V., … Grossart, H.P. (2025) Environmental effects of the Kakhovka Dam destruction by warfare in Ukraine. Science, 387 (6739), 1181–1186. https://doi.org/10.1126/science.adn8655
Smith, S.D. and Banke, E.G. (1975). Variation of the sea surface drag coefficient with wind speed. Quarterly Joournal of the Royal Meteorological Society, 101. 665–673.
The GFS Atmospheric Model description. (2024). Noaa.gov. https://www.emc.ncep.noaa.gov/gmb/moorthi/gam.html (accessed June 17, 2024)
Tuchkovenko, Y. & Kushnir, D. (2021) Using the Modern Modelling Complex for Operational Forecasting of Oceanographic Conditions in the Ukrainian Part of the Sea of Azov – the Black Sea Basin. ISIT 2021: II International Scientific and Practical Conference «Intellectual Systems and Information Technologies». CEUR Workshop Proceedings (CEUR-WS.org). Odesa, Ukraine. Available at: https://ceur-ws.org/Vol-3126/paper26.pdf
Vishnevskyi, 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
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
