Стаття

Інтеграція супутникового моніторингу для прогнозування паводкових ризиків на прикладі Дністровського протипаводкового полігону

Денис Зорін, Катерина Сисак
Анотація

Актуальність дослідження полягає в розробці, вдосконаленні та практичному впровадженні геоінформаційного підходу до прогнозування паводкових ризиків у межах Дністровського протипаводкового полігону шляхом інтеграції супутникового моніторингу, просторового аналізу та інтерполяційних методів. Дослідження було спрямоване на створення ефективної системи виявлення потенційно небезпечних зон, аналізу забруднення паводкових вод та оцінки впливу кліматичних змін на гідрометеорологічні процеси з метою підвищення екологічної безпеки та забезпечення сталого управління ризиками на рівні територіальних громад. Виконано картографування четвертинних відкладів, геоморфологічних рівнів і ландшафтної структури, а також побудовано прогнозну карту затоплення територій за підйому води на 1, 3, 5 і 10-12 метрів. Остаточним результатом стала 3D-карта, яка представлена як інтерпольована поверхня, створена з використанням методу зворотних зважених відстаней. Підібрано оптимальні інтервали значення і розміру осередків: отриманий результат дозволяє не тільки аналізувати ризики затоплення, але й оформлювати звіти з візуалізацією даних, які зберігаються у вигляді графічних зображень. Уперше для Дністровської долини та суміжних територій Поділля й Прикарпаття була створена карта екологічного ризику затоплення Дністровського протипаводкового полігону катастрофічними паводками. Дослідження показало, що процес затоплення долини Дністра відбувається послідовно: спочатку затоплюється низька заплава (підйом води +1 м), потім середня (+3 м), висока (+5 м) заплави і, нарешті, перша надзаплавна тераса (+10-12 м). На основі виявлених закономірностей було розроблено систему прогнозування підйому вод під час паводків. Окрім прогнозування, ця система виконує функцію оповіщення населення про катастрофічні прояви водних стихій

Завантажити статтю

Отримано 18.12.2024

Доопрацьовано 15.04.2025

Прийнято 02.06.2025

https://doi.org/10.63341/esbur/1.2025.76
Сторінки 76-88

ЦИТУВАТИ

Zorin, D., & Sysak, K. (2025). Integration of satellite monitoring for flood risks forecasting on the example of the Dnister’s Flood Surveying Site. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 16(1), 76-88. https://doi.org/10.63341/esbur/1.2025.76

Використані джерела

  1. Adamenko, O., Zorin, D., & Mosiuk, M. (2020). Environmental situation of Dniester Regional Landscape Park. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series Geology. Geography. Ecology, 53, 227-238. doi: 10.26565/2410-7360-2020-53-17.
  2. Adamenko, O., Zorin, D., & Radlowska, K. (2022). Forecasting of disaster floods in Dniester valley. Environmental Safety and Natural Resources, 42(2), 112-120. doi: 10.32347/2411-4049.2022.2.112-120.
  3. Ali, S.A., Parvin, F., Pham, Q.B., Vojtek, M., Vojteková, J., Costache, R., Linh, N.T., Nguyen, H.Q., Ahmad, A., & Ghorbani, M.A. (2020). GIS-based comparative assessment of flood susceptibility mapping using hybrid multi-criteria decision-making approach, naïve Bayes tree, bivariate statistics and logistic regression: A case of Topľa basin, Slovakia. Ecological Indicators, 117, article number 106620. doi: 10.1016/j.ecolind.2020.106620.
  4. Balch, J., et al. (2020). Social-environmental extremes: Rethinking extraordinary events as outcomes of interacting biophysical and social systems. Earth’s Future, 8(7), article number e2019EF001319. doi: 10.1029/2019EF001319.
  5. Bilas, G., et al. (2022). Land suitability analysis as a tool for evaluating soil-improving cropping systems. Land, 11(12), article number 2200. doi: 10.3390/land11122200.
  6. Davybida, L., Worsa-Kozak, M., Górniak-Zimroz, J., & Michalak, A. (2021). Spatial and temporal trend analysis of meteorological, hydrological and hydrogeological data (by the example of the San River basin). In International conference of young professionals “GeoTerrace-2021” (pp. 1-5). Lviv: European Association of Geoscientists & Engineers. doi: 10.3997/2214-4609.20215K3039.
  7. Dzyba, A., & Kyriienko, V. (2024). Recovery of Velykyi Luh through ecological restoration of the Kakhovka Reservoir. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 15(1), 25-40. doi: 10.31548/forest/1.2024.25.
  8. Halochkin, M.K. (2022). Theoretical principles and methods of hydrological modeling of flood zones using materials of remote sensing of the earth and geoinformation systems. (PhD dissertation, National University “Lviv Polytechnic”, Lviv, Ukraine).
  9. Hnatushenko, V.V., & Kashtan, V.Y. (2021). Automated pansharpening information technology of satellite images. Radio Electronics, Computer Science, Control, 2(57), 123-133. doi: 10.15588/1607-3274-2021-2-13.
  10. Kozlowski, T., Noran, O., & Trevathan, J. (2023). Designing an evaluation framework for IoT environmental monitoring systems. Procedia Computer Science, 219, 220-227. doi: 10.1016/j.procs.2023.01.284.
  11. Kuzmenko, E.D., Davybida, L.I., Bagriy, S.M., & Chepurnyi, I.V. (2019). Analysis and modeling of the hydrogeodynamic situation within the Stebnyk Deposit of potassium salts. Mineral Resources of Ukraine, 4, 30-37. doi: 10.31996/mru.2019.4.30-37.
  12. Lou, Y., Wang, P., Li, Y., Wang, L., Chen, C., Li, J., & Hu, T. (2023). Management of the designed risk level of urban drainage system in the future: Evidence from Haining city, China. Journal of Environmental Management, 351, article number 119846. doi: 10.1016/j.jenvman.2023.119846.
  13. Lysytsia, P., & Mudrak, O. (2022). Ecological monitoring of agricultural landscapes of Ralynivsk urban territorial community – the priority of their balanced use. Ecologically Balanced Development of Society: State, Problems, Prospects, 4, 146-154.
  14. Malkova, Y.O., et al. (2023). Isotope composition of groundwater and surface waters in the area of the Dombrovsky quarry of Kalush-Golinsk Deposit of potassium salts. Journal of Environmental Radioactivity, 257, article number 107083. doi: 10.1016/j.jenvrad.2022.107083.
  15. Mamo, S., Berhanu, B., & Melesse, A.M. (2019). Historical flood events and hydrological extremes in Ethiopia. In A.M. Melesse, W. Abtew & G. Senay (Eds.), Extreme hydrology and climate variability (pp. 379-384). Amsterdam: Elsevier. doi: 10.1016/B978-0-12-815998-9.00029-4.
  16. Moss, C., Lukac, M., Harris, F., Outhwaite, C.L., Scheelbeek, P.F.D., Green, R., Morales Berstein, F., & Dangour, A.D. (2020). The effects of crop diversity and crop type on biological diversity in agricultural landscapes: A systematic review protocol. Wellcome Open Research, 4, article number 101. doi: 10.12688/wellcomeopenres.15343.2.
  17. Myrontsov, M. (2020). Electrometry effective inverse problem solving method. Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects. doi: 10.3997/2214-4609.2020geo090.
  18. Sosonna, N., Panasiuk, M., Malkova, Y., Kovalenko, I., Bagriy, S., & Buzynnyi, M. (2023). Mathematical model of hydrogeological conditions and forecasts of groundwater salinization under the influence of Dombrovsky Quarry of Kalush-Golinsky Potassium Salt Deposit. In 17th international conference monitoring of geological processes and ecological condition of the environment (pp. 1-5). Kyiv: European Association of Geoscientists & Engineers. doi: 10.3997/2214-4609.2023520185.
  19. Stetsenko, M.P. (Ed.). (1999). Conservation business in Ukraine on the threshold of millennia (current state, problems and development strategy). Kaniv: Ukrainian Phytosociological Centre.
  20. Sysak, K.O. (2024). The environmental audit of atmospheric air within the territory of Ivano-Frankivsk Region (under the example of Ivano-Frankivskcement corporation). In XII international scientific and practical conference “New problems of science and ways of their solution” (pp. 127-130). Paris: SC. Scientific Conferences. doi: 10.5281/zenodo.11454394.
  21. Trigub, V., & Domuschi, S. (2023). Ecotoxicological assessment of the influence of fuel stations on the pollution of urban soils with heavy metals. Odesa National University Herald. Geography and Geology, 28(1(42)), 68-83. doi: 10.18524/2303-9914.2023.1(42).282237.
  22. Wang, J., Zuo, R., & Liu, Q. (2024). Mapping geochemical anomalies by accounting for the uncertainty of mineralization-related elemental associations. Solid Earth, 15(6), 731-746. doi: 10.5194/se-15-731-2024.
  23. Zorin, D. (2022). Electronic cartographic GIS models of the environmental state of the Dniester Canyon. Environmental Safety and Natural Resources, 43(3), 110-118. doi: 10.32347/2411-4049.2022.3.110-118.