Особливості формування підземного стоку до р. Головесні (басейн р. Десна) за посушливий період 2007-2021 рр.
Анотація
Мета. Проаналізувати особливості динаміки підземного стоку на водозборі р. Головесні – правобережної притоки р. Десна, за посушливий період 2007-2021 рр. та виявити ознаки впливу змін клімату на режим ґрунтових вод.
Методи. Гідродинамічний скінчено-різницевий метод розрахунків питомих витрат ґрунтових вод за даними режимних спостережень за рівнями ґрунтових і поверхневих вод, гідродинамічний метод розрахунку складових балансу ґрунтових вод.
Результати. Розраховано питомі витрати ґрунтових вод до р. Головесня за даними спостережень по двох свердловинах та на гідрометричному посту за 2007-2021 рр.; визначено частку стоку ґрунтових вод в загальному стоці річки, виявлено зміни в динаміці інфільтраційного живлення та припливу ґрунтових вод до річки, що можуть бути пов’язані із знаком заряду статичного електричного поля приземного шару атмосфери, підвищенням температури повітря, збільшенням обсягів утримання вологи в зоні аерації після зниження РГВ.
Підземний стік до річки значною мірою компенсує втрати та стабілізує річковий стік у маловодні роки та під час гідрологічної посухи. Частка участі ґрунтових вод в загальному стоці р. Головесня за період відчутних кліматичних змін 2010-2020 рр. зростала від 37 до 60%. До 2016 р. хронологічні графіки демонструють більш чіткі сезонні закономірності: повторюваність коливань підземного стоку за весняний та осінній сезони; протилежні коливання витрат взимку та весною і відносно стабільний літній стік; характерні для осені максимальні, а для літа завжди мінімальні значення запасів та інфільтраційного живлення ґрунтових вод. У багатоводному 2016 р. інфільтраційне живлення і запаси ґрунтових вод за осінь та зиму різко зменшуються та набувають від’ємних значень внаслідок значного зниження РГВ в попередній період, несприятливого ходу температури та розподілу опадів, посилення відтоку до річки. У 2017-2021 рр. сезонні відмінності у живленні річки ґрунтовими водами майже нівелюються: роль ґрунтового живлення за літній період зростає, за весняний та осінній сезони зменшується.
Висновки. Виявлено зміни в живленні та розвантаженні ґрунтових вод, особливо в період після 2015 р., які можна трактувати як наслідки впливу несприятливих погодно-кліматичних умов у 2014-2015 рр. За 2018-2021 рр. відбулось зменшення ресурсів ґрунтових та поверхневих вод, що відповідає ознакам гідрологічної посухи.
Завантаження
Посилання
Van Loon, A.F. (2015). Hydrological drought explained. WIREs Water, 2 (4), 359-392. https://doi.org/10.1002/wat2.1085
Mirchi, A., Di Baldassarre, G., Madani, K., & Alborzi, A. (2021). Anthropogenic Drought: Definition, Challenges,and,Opportunities. Reviews of Geophysics,59 (2), 1-23. https://doi.org/10.1029/2019RG000683
Shevchenko O.L., Lobodzinskyi O.V., Nasedkin I.Yu., Chornomorets Yu.О., & Shkliarenko V.V. (2024). Decomposition of river hydrographs taking into account data of hydrogeological observations. Geological journal, 1, 32-46. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2024.1.288190 (In Ukrainian)
Conrad, L., Fernald, A., Guldan, S., & Ochoa, C. (2022). A water balancing act: water balances highlight the benefits of community-based adaptive management in Northern New Mexico, USA. Hydrology, 9, 64. https://doi.org/10.3390/hydrology9040064
Saha, G., & Quinn, M. (2020). Integrated surface water and groundwater analysis under the effects of climate change, hydraulic fracturing and its associated activities: a case study from North western Al-berta, Canada. Hydrology, 7, 70. https://doi.org/10.3390/hydrology7040070
Chang, S., & Chung, I. (2021). Water budget analysis considering surface water–groundwater interac-tions in the exploitation of seasonally varying agricultural groundwater. Hydrology, 8, 60. https://doi.org/10.3390/hydrology8020060
Othman, A. (2024). Monitoring the response of Saudi Arabia's largest fossil aquifer system to climate variability, Journal of Taibah University for Science, 18 (1), 2331991, https://doi.org/10.1080/16583655.2024.2331991
Shevchenko, О.L., & Streltsov, A.O. (2023). Principles of calculations and arrangement of local drain-age systems in private building territories. Land reclamation and water management, 2, 38-49. https://doi.org/10.31073/mivg202302-364
Shveikina, Yu.V., Eshchenko, N.D., & Shveikina, I.I. (Eds.). (1986). Long-term characteristics of the hydrometeorological regime of small catchment areas in Ukraine (observation materials from the Desnyanskaya WBS, Boguslavskaya FEHB, Veliko-Anadolskaya WBS). (In Russian)
Osypov V., Osadcha N., Hlotka D., & Osadchyi V. (2018). The Desna river daily multi-site streamflow modeling using SWAT with detail snow melt adjustment. Journal of Geography and Geology. 10 (3), 92-110 https://doi.org/10.5539/jgg.v10n3p92
Geological map of the USSR, Scale 1:200000, Dneprovo-Donetskaya series, М-36-III. (1974). Кyiv. (In Russian)
Mc Donald, M.G., &Harbaugh, A.W. (1988). A modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model. U.S. Geological Survey. https://doi.org/10.3133/twri06A1
El-Rawy, M., Batelaan, O., Buis, K., Anibas, C., Mohammed, G., Zijl, W., & Salem, A. (2020). Analytical and Numerical Groundwater Flow Solutions for the FEMME-Modeling Environment. Hydrology, 7, 27. https://doi.org/10.3390/hydrology7020027
Shevchenko, O.L., Kozytskyi, O.M., Nasedkin, I.Yu., Ryabtseva, G.P., Bublyas, V.M., Ivanushkina, N.I., Osadcha, N.M., & Syzonenko, V.P. (2011). Patterns of migration of man-made radionuclides on recla-mation systems of the Chernobyl Exclusion Zone (based on research results from 1986-2004). Kher-son: Ukraine. (In Ukrainian)
Shpak, I.S. (1961). Regime of soil moisture and groundwater in the Golovesnya river basin. Proceed-ings of UkrNIHMI, 30. 53-66. (In Russian)
Yeshchenko, N.D. (1967). Water balance of small catchment areas of the Pridesnyanskaya runoff sta-tion. Proceedings of UkrNIHMI, 66, 24-34. (In Russian)
Van Lanen, H.A.J., Wanders, N., Tallaksen, L.M. & Van Loon, A.F. (2013). Hydrological drought across the world: impact of climate and physical catchment structure. Hydrol Earth Syst Sci, 17, 1715–1732. https://doi.org/10.5194/hess-17-1715-2013
Pechlivanidis, I.G., Arheimer, B., Donnelly, C., Hundecha, Y., Huang, S., Aich, V., Samaniego, L., Eis-ner, S., & Shi P. (2017). Analysis of hydrological extremes at different hydro-climatic regimes under present and future conditions. Clim. Chang., 141, 467–481. https://doi.org/10.1007/s10584-016-1723-0
Lobodzinskyi O.V., & Danko K.Yu. (2023). Determination and assessment of changes in the types of recharging of the rivers of the Horyn river basin. Hydrology, hydrochemistry and hydroecology. 2(68), 33-42. https://doi.org/10.17721/2306-5680.2023.2.4 (In Ukrainian)
Chornomorets, Yu.O., & Grebin’, V.V. (2010). Long-term dynamics of the recharging regime of the Desna River. Hydrology, hydrochemistry and hydroecology, 3 (20), 59-67. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/glghge_2010_3_8 (In Ukrainian)
Blyshchyk, I.A. (2019). Conditions for the formation of spring flood runoff in small catchments of the Prydesnian water balance station. Work on Bachelor's degree. Odesa. Odessa State Environmental Uni-versity. Retrieved from http://eprints.library.odeku.edu.ua/id/eprint/6146/1/BlishchikIA_Umomy_formuvannya_B_2019.pdf (In Ukrainian)
Shevchenko, O., Bublyas, V., & Oshurok, D. (2023). Analysis of geophysical, meteorological and hy-drogeological data to explain discrepancies between infiltration and precipitation. Bulletin of Taras Shevchenko Kyiv National University (Geology). 1 (100), 111-123. http://doi.org/10.17721/1728-2713.100.13 (In Ukrainian)
Bublyas, V.M. (2017). Electrical phenomena of the atmosphere and lithosphere and their role in geo-logical processes. Actual problems and prospects for the development of geology: science and produc-tion: Materials of the IV International. geol. forum for the 60th anniversary of UkrDGRI. Kyiv: Ukraine. 19-24. Retrieved from https://geonews.com.ua/uploaded_files/geoforum_2017.pdf (In Ukrainian)
Авторське право (c) 2024 О. Л. Шевченко , В. В. Шкляренко
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).
