Дистанційне оцінювання просторово-часової трансформації Каховського водосховища після руйнування греблі за даними Sentinel-2
Анотація
Мета. Виявити та охарактеризувати просторово-часову трансформацію Каховського водосховища та прилеглих ландшафтів після руйнування греблі Каховської ГЕС 6 червня 2023 року за даними дистанційного зондування Землі шляхом індикації змін відкритої водної поверхні, просторової структури осушеного ложа водосховища та ознак ранньосукцесійного заростання оголених донних відкладів у післяаварійний період.
Методи. Індексний, порівняльно-часовий, візуально-дешифрувальний та частотний аналізи даних дистанційного зондування Землі.
Результати. Інформаційною основа дослідження – малохмарні сцени Sentinel-2 MSI рівня L2A за 2023 рік, отримані через Copernicus Data Space Ecosystem. Для індикації відкритої водної поверхні розраховано NDWI, а для виявлення фотосинтетично активного рослинного покриву – NDVI. Просторово-часові зміни оцінювали шляхом зіставлення ключових часових зрізів до та після руйнування греблі Каховської ГЕС, візуального дешифрування зображень у природних кольорах і аналізу частотного розподілу значень пікселів.За даними NDWI встановлено різке скорочення та фрагментацію відкритої водної поверхні Каховського водосховища протягом перших тижнів після руйнування греблі. Суцільне водне дзеркало, характерне для передаварійного стану водосховища, трансформувалося у вузьке русло Дніпра, систему залишкових водойм і значні площі оголених донних відкладів. Аналіз NDVI за осінній період 2023 року виявив появу фотосинтетично активного рослинного покриву на частині осушеного ложа водосховища. Додатні значення NDVI та зміщення частотного розподілу пікселів у бік вегетованих поверхонь свідчать про швидке піонерне заростання ділянок, які до руйнування греблі перебували під водою.
Висновки. Руйнування Каховської ГЕС спричинило швидку перебудову гідроекосистеми нижнього Дніпра з переходом від штучного водного об'єкта до складної мозаїки руслових, болотних, лучних і оголених субстратних ділянок. Дані Sentinel-2 у поєднанні з індексами NDWI та NDVI дають змогу об'єктивно документувати такі зміни навіть за відсутності безпечного доступу до території дослідження. Виявлене ранньосукцесійне заростання осушеного ложа водосховища має неоднозначне екологічне значення: воно може свідчити про часткове відновлення заплавних біотопів, але водночас супроводжується ризиками вторинного забруднення, пилового перенесення донних відкладів, пожежної небезпеки та неконтрольованої трансформації ландшафтів. Подальший моніторинг території потребує поєднання оптичних і радарних супутникових даних, часових рядів NDWI/NDVI та, за можливості, наземної валідації.
Завантаження
Посилання
Poff, N. L., Allan, J. D., Bain, M. B., …& Stromberg, J. C. (1997). The natural flow regime. BioScience, 47(11), 769-784. https://doi.org/10.2307/1313099
Tockner, K., & Stanford, J. A. (2002). Riverine flood plains: Present state and future trends. Environ-mental Conservation, 29(3), 308-330. https://doi.org/10.1017/S037689290200022X
Afanasyev, S. O. (2018). Problems and development of studies of the ecological state of hydroecosystems of Ukraine in the context of implementing EU environmental directives. Hydrobiological Journal, 54(6), 3–17. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/gbj_2018_54_6_3
Osadchyi, V.I. (2025). Kakhovka Reservoir after the disaster: current status, challenges, and recovery strategy (transcript of scientific report at the meeting of the Presidium of NAS of Ukraine, April 16, 2025). Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. (7): 62-68. https://doi.org/10.15407/visn2025.07.062
United Nations Environment Programme. (2023). Rapid environmental assessment of Kakhovka Dam breach, Ukraine, 2023. UNEP. https://www.unep.org/resources/report/rapid-environmental-assessment-kakhovka-dam-breach-ukraine-2023
Shumilova, O., Tockner, K., Sukhodolov, A., Khilchevskyi, V., De Meester, L., Stepanenko, S., Trokhy-menko, G., Hernández-Agüero, J. A., & Gleick, P. (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
Spears, B. M., Harpham, Q., Brown, E., …& Wood, M. D. (2024). A rapid environmental risk assessment of the Kakhovka Dam breach during the Ukraine conflict. Nature Ecology & Evolution, 8, 834-836. https://doi.org/10.1038/s41559-024-02373-0
Shumilova, O., Sukhodolov, A., Osadcha, N., … & 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
Oreshchenko, A. (2024). Analytical materials of the Ukrainian Hydrometeorological Institute on the explosion of the Kakhovka HPP by the Russian Federation and the desiccation of the Kakhovka Reser-voir. Ukrainian Hydrometeorological Institute. https://uhmi.org.ua/pub/books/Kakhovka-reservoir-annual.pdf
Lillesand, T. M., Kiefer, R. W., & Chipman, J. W. (2015). Remote sensing and image interpretation (7th ed.). John Wiley & Sons. https://www.academia.edu/165199688/Lillesand_T_Kiefer_R_W_and_Chipman_J_2015_Remote_Sensing_and_Image_Interpretation_7th_ed_John_Wiley_and_Sons_New_York
Drusch, M., Del Bello, U., Carlier, S., & Bargellini, P. (2012). Sentinel-2: ESA's Optical High-Resolution Mission for GMES operational services. Remote Sensing of Environment, 120, 25-36. https://doi.org/10.1016/j.rse.2011.11.026
Copernicus Data Space Ecosystem. (n.d.). Sentinel-2 Documentation. Retrieved April 27, 2026, from https://documentation.dataspace.copernicus.eu/Data/SentinelMissions/Sentinel2.html
European Space Agency. (2025). Copernicus Browser guide. https://www.esa.int/Education/Copernicus_Browser_guide
McFeeters, S. K. (1996). 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
Xu, H. (2006). Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water fea-tures in remotely sensed imagery. International Journal of Remote Sensing, 27(14), 3025-3033. https://doi.org/10.1080/01431160600589179
Feyisa, G. L., Meilby, H., Fensholt, R., & Proud, S. R. (2014). Automated Water Extraction Index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery. Remote Sensing of Environment, 140, 23-35. https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.08.029
Huang, C., Chen, Y., Zhang, S., & Wu, J. (2018). Detecting, extracting, and monitoring surface water from space using optical sensors: A review. Reviews of Geophysics, 56(2), 333-360. https://doi.org/10.1029/2018RG000598
Tucker, C. J. (1979). Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sensing of Environment, 8(2), 127-150. https://doi.org/10.1016/0034-4257(79)90013-0
Sagan, V., Peterson, K. T., Maimaitijiang, M., … & Adams, C. (2020). Monitoring inland water quality using remote sensing: Potential and limitations of spectral indices, bio-optical simulations, machine learning, and cloud computing. Earth-Science Reviews, 205, 103187. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103187
Yao, F., Livneh, B., Rajagopalan, B., & Berge-Nguyen, M. (2023). Satellites reveal widespread decline in global lake water storage. Science, 380(6646), 743-749. https://doi.org/10.1126/science.abo2812
Lischenko, L., & Filipovych, V. (2024). Operational satellite geomonitoring of the consequences of the destruction of the Kakhovka hydroelectric power plant dam. Ukrainian Journal of Remote Sensing, 11(1), 21-31. https://doi.org/10.36023/ujrs.2024.11.1.257
Lischenko, L., Kozlova, A., & Andreiev, A. (2025). Mapping of the spatiotemporal transformations of the former Kakhovka reservoir bed after dam destruction using Sentinel-2 satellite imagery. Ukrainian Journal of Remote Sensing, 12(4), 29-37. https://doi.org/10.36023/ujrs.2025.12.4.296
Kozlova, A., Lischenko, L., Andreiev, A., Lubskyi, M., & Lysenko, A. (2024). Water occurrence map-ping of Kakhovka Reservoir after the Dam destruction. International Conference of Young Profession-als “GeoTerrace-2024”, 1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2024510066
Sazonenko, Y., Pidgorodetska, L., Kolos, L., & Fedorov, O. (2024). Analysis of spatial and temporal changes in the water surface area of the Kakhovka Reservoir based on satellite data. International Con-ference of Young Professionals “GeoTerrace-2024”, 1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2024510069
Yang, Q., Shen, X., He, K., & Anagnostou, E. N. (2024). Pre-failure operational anomalies of the Kakhovka Dam revealed by satellite data. Communications Earth & Environment, 5, 230. https://doi.org/10.1038/s43247-024-01397-5
Tellman, B., Sullivan, J. A., Kuhn, C., & Slayback, D. A. (2021). Satellite imaging reveals increased proportion of population exposed to floods. Nature, 596, 80-86. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03695-w
Авторське право (c) 2026 Maksymenko V. O., Bezsonnyi V. L.
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
