CC BY
26
ЭКОЛОГИЯ
УДК 504.4.062.2:556.52 D01:10.30977/BUL.2219-5548.2018.81.0.86
ПРОГНОЗ ЕКОЛОГ1ЧНОГО СТАНУ Р1ЧКИ УДИ З УРАХУВАННЯМ КЛ1МАТИЧНИХ ЗМ1Н У ХАРК1ВСЬК1Й ОБЛАСТ1
Рибалова О.В., Бригада О.В., Тесленко В.С., Нацюнальний ун1верситет цивильного захисту УкраУни
Анотаця. Вперше подано довгостроковий прогноз змш кл1мату в ХарювсъкШ област1 та еко-лог1чного стану р1чки Уди методом Холъта-Уттерса. Прогнозування еколог1чного стану най-бшъш забрудненог р1чки Уди, з урахуванням змш кл1мату в ХарювсъкШ област1, дастъ змогу визначити еколог1чну складову цтъових показниюв якост1 поверхневих вод i розробити науко-во-обгрунтовану водоохоронну стратегт, що являе собою практичну цттстъ роботи.
Ключов1 слова: екологiчний стан, змши miмату, прогноз, метод Холъта-Уттерса, рiчка Уди, Харювсъка областъ.
Вступ
Харювська область вщноситься до мало-забезпечених водними ресурсами, але як один з найбшьших промислових цен^в Укра!ни потребуе !х у достатнш кшькосп та добро! якосп, тому прогнозування еколопч-ного стану одше! з найбшьш забруднених рiчок - рiчки Уди, з урахуванням ктматич-них змш, е дуже актуальною задачею.
Аналiз еколопчного стану рiчок Харюв-сько! областi свiдчить про досягнуту межу використання !х водних ресурсiв. Методи нормування антропогенного навантаження на воднi об'екти, основанi на ппешчнш регламента^!, не дозволяють оцiнити можли-вiсть використання водних ресуршв з дотри-манням рiвноважного стану водних екосис-тем. Для розробки науково обгрунтовано! водоохоронно! стратеги необхщно врахову-вати як природш, так i антропогеннi чинники впливу на еколопчний стан водних об'екпв, а також технологiчнi й фiнансовi можливостi, соцiальнi потреби регiону. Прогнозш показ-ники можуть бути прийнят як екологiчна складова цiльових показниюв якостi поверх-невих вод.
Дослiдження змiн климату показали тен-денцiю щодо тдвищення температури в Ха-ркiвськiй обласп, зменшення кiлькостi опа-дiв, що мае безумовний вплив на функщону-вання водних екосистем. Прогнозування кль матичних змш i екологiчного стану рiчки Уди спрямоване на впровадження ггератив-ного пiдходу до управлшня якiстю поверхне-вих вод у водоохоронну практику Укра!ни та
11 адаптацiю до еколопчного законодавства кра!н ЕС, що визначае актуальнють ще! пуб-лшацп.
Аналiз публiкацiй
У доповiдi Мiжурядовоl групи експертiв з питань змши клiмату (МГЕЗК) [1] робиться висновок, що з кшця Х1Х столптя техногеннi iндукованi викиди парникових газiв сприяли збiльшенню глобальних поверхневих температур вщ приблизно 0,3 до 0,6 °С. На основi сценарда майбутнiх викидiв парникових га-зiв та аерозолiв МГЕЗК очiкуеться подаль-ший прирiст температури на 2 °С до 2100 року. Рослини, тварини, природш й кероваш екосистеми та населеш пункти чутливi до змши ктмату. Глобальне потеплiння впливае на вс аспекти управлiння водними ресурсами. Зростання температури, втрата сшгових покритпв, пiдвищення рiвня моря - лише деяю з наслщюв змiни клiмату, якi мають велик наслiдки для управлiння водними ресурсами.
Висновки доповда «Глобальш змши на-вколишнього середовища: загроза здоров'ю людини», якi опублiкованi 1нститутом Все-свiтнього спостереження та Фонду Оргашза-ци Об'еднаних Нацiй [2], стверджують, що змiни, якi вiдбуваються у ктмат та екосис-темах, загрожують здоров'ю людини (доступ адекватних харчових ресуршв, чистого повь тря, чисто! води та безпечного житла) i на даний момент е найбшьшою проблемою XXI столггтя.
Ефекти вщ змiни клiмату вже вщчувають-ся на погiршеннi стану навколишнього природного середовища, якосп людського життя та у багатьох галузях економши. Незважаю-чи на те, що певнi прибутки вщ змiни ктма-ту вiдчутнi в деяких кра!нах свiту, безумов-но, бшьшють кра!н матимуть негативнi нас-лiдки, причому прибутки та збитки не будуть рiвномiрно розподiленi [3].
Забезпечення потреб населення, промис-ловосп, житлово-комунального i сiльського господарства яюсною водою е проблемою майже для вшх кра!н свiту, бо споживання води у свт постiйно зростае майже в три рази з 1950 року, i з прогнозованим шдви-щенням температури ця проблема загострю-еться.
Вiдповiдно до дослiджень [4] прогнозу-еться збiльшення використання води на вшх континентах, що в умовах змш клiмату стае великою проблемою.
Посуха, надмiрне зниження рiвня шдзем-них вод i опустелювання, ерозiя грунту, за-бруднення компонентiв навколишнього природного середовища - найбшьша проблема, яка сто!ть перед свiтом, що зачшае всi регю-ни земно! кулг
Дослiдження [5] спрямоване на ощнку впливу змiни клiмату на режим руху рiчок в Сврош. При прогнозi враховуються рiзнi характеристики потоку та визначаються рiзно-манiтнi динамiки для кожно! окремо! кима-тично! зони в Сврош. Для моделювання су-часних режимiв природного потоку та май-бутшх режимiв потоку при змiнi ктмату за-стосовуеться глобальна гiдрологiчна модель WaterGAP3 для поточних та майбутшх умов (2050-тi рр.) [5].
Результати дослщження [5] вказують на те, що в европейському масштабi очшуеться, що змiни клiмату значно змшюють пдроло-гiчний режим рiчок. Особливо це стосуеться Середземномор'я з причини зменшення кшь-костi опадiв протягом року та в зош бореаль-ного клiмату через збiльшення кшькосп опа-дiв та пiдвищення температури. У помiрнiй клiматичнiй зонi вплив збшьшуеться вiд оке-анiчного до континентального.
Зростання температури може потенцшно збшьшити швидкiсть випаровування на по-верхнi та трансшрацп рослинами, що приз-водить до зменшення стоку в рiчках [6].
Змша клiмату прискорить гiдрологiчний цикл зi зростанням iнтенсивностi дощiв та частотою екстремальних погодних явищ [7]. Ус цi наслiдки будуть взаемодiяти по-
pi3HOMy в рiзних клiматичних зонах, що ви-кликае cyTTeBi змши в режимах руху pi40K з великими географiчними розбiжностями в напрямках та причинах.
Поруч i3 кшьюсними проблемами водних ресyрсiв, якiсть води також принципово пов'язана з режимом течи, як описано в [8], особливо коли рiчки забруднеш спчними водами або дифузними джерелами. Модифь кацп режиму потоку впливають на транспор-тування та концентрацiю хiмiчних речовин, поживних речовин, солей, кисню та органiч-них речовин, а також температуру води [9,10]. Крiм того, форма рiчок може бути змшена внаслiдок накопичення вiдкладень та змши процесiв ерозп.
Дослiдження [11] показали, що у глобальному вимiрi втрата бiорiзноманiття вщбува-еться значно швидше протягом останнiх 30 роюв. Показник змiн складу риб, птахiв, реп-тилiй, амфiбiй та популяцш ссавцiв, якi жи-вуть на прюноводнш водi, знизився з 1970 року на 37 % [12]. Ц цифри викликають три-вогу, тому Рамкова Директива €С (WARTER) 200/60 / СЕС [13] вимагае вщ сво!х держав-членiв захищати та вщновлю-вати воднi об'екти в Сврош з метою досяг-нення «доброго еколопчного статусу» для бшьшосп рiчок.
Сyчаснi дослiдження впливу змш ктмату на стан водних екосистем показали актуаль-нiсть i необхiднiсть прогнозування ктматич-них змiн i еколопчного стану рiчки Уди, з метою вдосконалення системи управлшня якiстю поверхневих вод та !! адаптацiею до еколопчного законодавства кра!н СС.
Мета i постановка завдання
Метою ще! публшацп е прогнозування екологiчного стану рiчки Уди з урахуванням ктматичних змiн у Харкiвськiй областi для наукового обгрунтування водоохоронно! стратеги. Для досягнення поставлено! мети необхщно виршити настyпнi завдання:
- оцiнити еколопчний стан р. ^версь-кий Донець та р. Уди в межах Харювсько! обласп;
- прогнозування змш температури та об-сягiв опадiв у Харкiвськiй областi на основi багаторiчних спостережень за цими показни-ками;
- прогнозування якосп р. Уди з урахуванням ктматичних змш за методом Холь-та-Уiнтерса.
Прогноз еколопчного стану р. Уди
Клiмат Харкова мае середню континента-льнiсть. Середньорiчна температура - 8,1 °С, середньорiчна кiлькiсть опадiв - 515 мм, се-редньорiчна швидюсть вiтру - 4,0 м/с, серед-ньорiчна вологiсть повiтря - 74 %.
Харюв розташований на п'ятьох пагорбах i мае перепад висот мiж верхньою й ниж-ньою крапками бшьше 115 метрiв. Тому хо-лодне повiтря взимку рухаеться з верхнiх точок униз, звичайно, в долини рiчок, i зни-жуе там температуру.
Опади в мют випадають досить рiвномiр-но. Як i у всьому помiрному поясi, опадiв випадае найбшьше в лiтнi мiсяцi; пов'язане це, головним чином, з перемщенням Сонця по еклштищ, його високе положення над об-рiем стимулюе випар вологи й формування дощiв i гроз. Самий вологий мюяць - липень, у нормi якого 67 мм опадiв.
У цшому зволоження мiста недостатньо, випаровуванiсть перевищуе зволоження. Тому мюто iнодi зустрiчаеться iз проблемою недостатнього зволоження грунту (грунтово! посухи). Атмосферна посуха - порiвняно ча-сте явище й може бути неодноразово протя-гом року.
Невелию й середнi вiдхилення вiд норми бувають часто, чггко в межах норми температура повпря звичайно не лежить. Вщхили-тися вщ норми температура може в будь-якому напрямку й у будь-який час року.
У цшому ж лгго стало суттево бiльш жарким, а зими - бшьш м'якими. Так, вересень i травень стали в бшьшосп рокiв додатковими лiтнiми мюяцями; таким чином, тривалiсть клiматичного лгга в мiстi продовжуе зростати й наближаеться до 5 мiсяцiв. Листопад i бе-резень же звичайно мають середню плюсову температуру. Середня температура лютого практично пiдiйшла впритул до шчнево!: ви-кликане це зниженням активносп Атлантики в передвесняний перюд.
Прогноз змiни температури в Харювськш областi на основi спостереження за серед-ньорiчною температурою за перюд з 1969 року по 2016 рш показав тдвищення температури на 1,7 °С з 9,9 °С в 2016 роцi до 11,6 °С в 2025 рощ (рис. 1).
Прогноз змши обсяпв опадiв до 2025 року в Харювськш областi на основi спостереження за перюд з 1969 року по 2015 рш показав незначне зменшення опадiв на 31,7 мм з 536,5 мм в 2015 рощ до 504,78 в 2025 рощ (рис. 2).
Температура в Харювськш облает
14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00
Г|>> Г|>> ф) ф) Г|>> Г|>> Г|>>
-Температура в Харквськш обласп
Рис. 1. Прогноз змши температури до 2025 року в Харювськш обласп
Рiчнi опади
900,00 800,00 700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00
к? х? х? х? х? х? х? х? ^
С\ч Су> Су> к? П.4
# л4 „<й- „^ „^
-Рiчнi опади
Рис. 2. Прогноз змши опадiв до 2025 року в
Харювськш обласп
Оцiнка екологiчного стану басейну р. Сь верський Донець у межах Харювсько! облас-тi здiйснена за методикою [14]. Рангування поспв спостереження за еколопчним станом басейну р. ^верський Донець в Харкiвськiй обласп показало, що в найпршому сташ зна-ходиться рiчка Уди в с. Хорошево та смт. Есхар. Значення еколопчного iндексу 1е на постах спостереження в с. Хорошево та смт. Есхар вщповщае 5-й категори (незадовь льна якiсть) i 3-му класу (задовшьний стан).
Оцiнка ризику для здоров'я населення при рекреацшному водокористуванш показала, що в найгiршому сташ знаходиться р. Уди в смт. Есхар [15, 16].
Таким чином, ощнка еколопчного шдексу та ризику для здоров'я населення при рекреацшному водокористуванш басейну рiчки ^верський Донець показала, що найпрша яюсть води спостертаеться в р. Уди в смт. Есхар. Саме з ще! причини для бшьш детального дослщження було обрано цю рiчку.
Басейн р. Уди е одшею з найбшьших приток рiчки Сiверський Донець та мае транс-кордонний характер. Загальна довжина рiчки - 164 км, з них 127 км протшае територiею Харювсько! областi. Загальна площа водоз-бору - 3894 км2, з них 3460 км2 знаходяться в Харювськш обласп [17].
Рiчка Уди мае багато приток, серед яких найбшьшими е рiчки: Лопань (довжина -96 км, площа водозбiрного басейну -2000 км2) з притокою Харкiв (78 км, 1120 км2), Рогозянка (25 км, 164 км2), Роган-ка (31 км, 189 км2), Студенок (15 км, 80 км2) та iншi [17]. Рiчки басейну р. Уди найбшьш багатоводш. Живлення р. Уди в основному сшгове, меншу роль вадграе дощове та грун-тове живлення. В перiод весняного сшгота-нення, звичайно на початку березня, русло швидко наповнюеться, рiчка виходить зi сво-1х берегiв та розливаеться на луговш терасi, перетворюючись на велику рiчку [17].
Рiчка Уди протiкае територiею центрального економiчного регiону в п'ятьох адмшю-тративних районах Харювсько! областi, що спричиняе негативний вплив на 11 якiсний стан.
Оцiнка екологiчного стану басейну р. Уди в Чугу1вському райош Харювсько! областi за перюд з 1964 по 2015 рк, в основному, вщ-повiдае 4-й категори за екологiчною класи-фкащею [14] (рис. 3) [18, 19].
^ОС^Г^С^ООООООСЛСЛСЛСЛООО'—I.—I
с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^ооооо
.—I,—I,—I ,—I,—I,—I,—I,—I,—I,—I,—С^С^С^С^С^
Рис. 3. Динамка змши екологiчного шдексу р. Уди в смт. Есхар за перюд з 1964 по 2015 рк
Динамка змш середньорiчноl температу-ри в Харкiвськiй област та середнього еко-логiчного шдексу в р. Уди (смт. Есхар) за перюд з 1969 року по 2015 рк представлено на рис. 4. Визначення коефщента кореляци впливу середньорiчноl температури в Хар-кiвськiй областi на модуль стоку в р. Уди в смт. Есхар за перюд з 1969 року по 2015 рк показав, що модуль стоку мае залежнють вщ температури повпря. Змши ктмату в Хар-ювськш областi впливають на гiдрологiчний режим рiчки Уди в смт. Есхар. Для визначення причин забруднення рiчки потрiбно дослщжувати також iншi фактори впливу (антропогенний тиск, ращональнють викори-стання водозбiрноl площi, дифузнi джерела забруднення тощо).
—Температура —Еколопчний 1ндекс
Рис. 4. Динамiка змш середньорiчноl температури в Харювськш областi та середнього еколопчного iндексу в р. Уди (смт. Есхар) за перюд з 1969 р. по 2015 р.
Дослщження помюячних i середньорiчних коливань вмюту окремих показникiв еколоп-чного стану в р. Уди в смт. Есхар за перюд з 1998 року по 2015 рк показали, що вони рiз-ко змшювались протягом роюв, тому для прогнозу рiчки обрано метод потршного екс-понентного згладжування тимчасового ряду Хольта-Уштерса, який дозволяе робити як середньостроков^ так i довгостроковi про-гнози, оскiльки вiн здатний виявляти мкрот-ренди у моменти часу, безпосередньо попе-реднi прогнозним, i екстраполювати цi трен-ди на майбутне [20]. Прогноз еколопчного стану р. Уди в смт. Есхар показав, що за зна-ченням середнього еколопчного шдексу в 2025 рощ вщповщатиме 5-й категори (посе-реднш стан), III клас - задовшьний стан. Прогноз екологiчного стану р. Уди в смт. Есхар показав, що за значенням максимального еколопчного шдексу в 2030 рощ вщповщатиме 7-й категори, V класу - дуже поганий стан (рис. 5).
Рис. 5. Динамка змш максимального еколопчного шдексу в р. Уди (смт. Есхар) за перюд з 1969 р. по 2030 р.
Максимальний еколопчний шдекс в р. Уди
8,00 _ 7,0
6,00
4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ф ^ ^ <£» <£» <Г <Г <£»
-Максимальний еколопчний шдекс в р. Уди
5
Розрахунки прогнозних гiдрохiмiчних по-казниюв якостi поверхневих вод р. Уди показали, що бiльшiсть показниюв не вiдповiда-ють вимогам рибогосподарського водокорис-тування (табл. 1).
Вимоги укра!нського еколопчного зако-нодавства дотримання ГДК для рибогоспо-дарського водокористування успадкованi вщ водоохоронно! полiтики колишнього Радян-
ського Союзу i суперечать iтеративному тд-ходу до управлiння якiстю поверхневих вод кра!н Свропейського Союзу [21].
В Укра!ш вiднесення водойм до рибогос-подарського водокористування часто здшс-нюеться апрiорi, незалежно вiд того, чи вщ-повiдае фактична яюсть вод рибогосподарсь-ким ГДК.
Таблиця 1 - В1дпов1дшсть сучасних 1 прогнозних пдрох1м1чних показник1в якосп р1чки Уди вимогам рибогосподарського 1 господарсько-побутового водокористування
Найменування показника В1дпов1дн1сть су-часних концентра-цш ГДКрг В1дпов1дшсть су-часних концентра-цш ГДКгп В1дпов1дшсть прогнозних кон-центрацш ГДКрг В1дпов1дшсть про-гнозних концент-рацш ГДКгп
Сухий залишок 0,76 0,76 0,81 0,81
Сульфати 2,13 0,43 2,11 0,42
Хлориди 0,26 0,22 0,28 0,24
Азот амоншний 3,31 0,65 4,26 0,83
Азот н1тритний 10,60 0,21 5,25 0,11
Азот нггратний 0,53 0,47 0,40 0,36
Фосфати 18,59 0,90 18,65 0,91
БСК5 1,82 0,91 1,07 0,53
Амон1й сольовий 3,32 3,32 4,26 4,26
М1дь 7,00 0,01 9,10 0,01
Нафтопродукти 4,00 0,67 4,40 0,73
Зал1зо загальне 2,30 0,77 2,70 0,90
Магн1й 0,64 0,51 0,68 0,54
Хром +6 2,80 0,06 2,50 0,05
СПАР 0,30 0,06 0,70 0,14
Ряд рибогосподарських i саштарно-гiгiенiчних ГДК радянсько! епохи вщповща-ють майже недоторканш якостi вод з дуже низькими рiвнями порушення внаслiдок антропогенно! дiяльностi. Хоча досягнення якосп поверхневих вод, 6лизько! до !хнього природного стану, е надзвичайно амбщшною метою, укра!нське екологiчне законодавство вимагае негайного дотримання ГДК для ри-богосподарського водокористування.
Так, даш табл. показали, що не вщповща-ють ГДК рибогосподарського водокористу-вання гiдрохiмiчнi показники яюсного стану р. Уди в 2015 рощ, а також прогнозш пдро-хiмiчнi показники на 2025 рш. Тобто постае питання, чи змшити вид водокористування, чи оцiнити технолопчш можливостi й фшан-совi ресурси для досягнення нормативiв ри-богосподарського водокористування.
У кра!нах-членах Свропейського Союзу, на вщмшу вiд укра!нського екологiчного за-конодавства i практики управлiння водоохо-
ронною дiяльнiстю, впроваджено ператив-ний шдхщ до управлiння якiстю поверхневих вод, який передбачае встановлення загальних цшей, конкретних цiльових показникiв, по-годжених i бажаних видiв водокористування й функцш, з урахуванням iснуючо! та прогнозно! якосп вод i наявних фiнансових ре-сурсiв та технолопчних можливостей.
Програмою управлiння яюстю вод на пе-рiод вщ п'яти до десяти рокiв повинш перед-бачатися цiльовi показники iз установленими строками !хнього досягнення по класах водо-користування для конкретних водних об'ек-тiв i заходи для !хнього виконання. Якщо аналiз економiчно! доцiльностi показуе, що виконати деяю цiльовi показники у встанов-лений термш неможливо, вони повиннi бути переглянуп у бiк зм'якшення вимог [21, 22].
У наш час, коли наша кра!на прагне до вступу в €С, необхщною е адаптацiя укра!н-ського еколопчного законодавства до зако-нодавства кра!н-члешв Свропейського Сою-
зу. Сучасна практика застосування ГДК для ощнювання якостi поверхневих вод i розроб-ки гранично допустимих скидiв (ГДС) для точкових джерел забруднення суперечить основним принципам Водно! Рамково! Дире-ктиви (ВРД), яка розглядае пдробюлопчш параметри як ефективш показники забруд-нення й значущi для функцiонування екосис-тем, оскшьки для опису i прогнозування стану водних екосистем фiзико-хiмiчних пара-метрiв не досить.
В основi гранично допустимих скидiв по-виннi лежати найкращi доступнi техшчш ме-тоди або передбаченi законодавством норма-тиви скидiв (технiчний шдхщ), за винятком випадкiв, коли застосовний норматив / цшьо-вий показник якосп поверхневих вод накла-дае бшьш твердi обмеження на скидання (т-дхiд на основi якосп навколишнього середо-вища).
Для управлшня якiстю поверхневих вод транскордонних рiчкових басейнiв основним нормативним документом е Конвенщя ЕЭК ООН по охорош й використанню трансгра-ничних водотоюв i мiжнародних озер (Хель-сшю, 1992 р.). Вона спецiально спрямована на посилення заходiв на рiвнi кра!н по охо-ронi трансграничних поверхневих i грунто-вих вод i управлiнню ними на принципах еколопчно! стабiльностi. Сторонами Водно! конвенцп е наступнi кра!ни ССКЦА: Азербайджан, Бшорусь, Казахстан, Молдова, Ро-сiйська Федерацiя, Укра!на й Узбекистан. I! стаття 3 закликае кра!ни «визначати там, де це доцшьно, цiльовi показники якостi вод i затверджувати критерi!' якостi вод для запо-бiгання, обмеження й скорочення трансграничного впливу».
Прогнознi показники еколопчного стану рiчки Уди можна використовувати в якосп еколопчно! складово! цшьових iндикаторiв водоохоронно! стратегi!.
Висновки
Басейн р. Уди е одшею з найбшьших приток рiчки Сiверський Донець, мае транскор-донний характер i протiкае територiею великого шдус^ального центру, який здшснюе на рiчку антропогенний тиск, тому прогноз !! екологiчного стану з урахуванням ктматич-них змiн у Харювськш областi е дуже актуальною задачею.
Ощнка екологiчного стану басейну р. ^верський Донець у межах Харювсько! областi показала, що в найпршому станi зна-ходиться рiчка Уди в с. Хорошево та
смт. Есхар. Значення еколопчного шдексу 1е на постах спостереження в с. Хорошево та смт. Есхар вщповщае 5-й категори (незадовь льна якiсть).
Оцiнка екологiчного стану р. Уди в Чугу-!вському районi Харкiвськоi за перiод з 1964 по 2015 рш показала, що рiчка знаходиться в поганому сташ. Значення середнього еколопчного iндексу вiдповiдаe 4-й категорii за еколопчною класифiкацieю.
Прогноз змiни температури в Харкiвськiй областi на основi спостереження за серед-ньорiчною температурою за перюд з 1969 року по 2016 рш показав шдвищення температури на 1,7 °С з 9,9 °С в 2016 рощ до 11,6 °С в 2025 рощ.
Прогноз змши обсяпв опадiв до 2022 року в Харювськш областi на основi спостереження за перюд з 1969 року по 2015 рш показав незначне зменшення опадiв на 31,7 мм з 536,5 мм в 2015 рощ до 504,78 в 2022 рощ
На основi дослщжень ктматичних змш у Харювськш областi i екологiчного стану рiч-ки Уди в смт. Есхар за перюд з 1969 року по 2015 рш встановлено, що змши ктмату впливають на пдролопчний режим рiчки.
У статтi вперше представлено прогноз якостi р. Уди з урахуванням ктматичних змiн методом Хольта-Уштерса. Аналiз i су-часного, i прогнозного стану показав необ-хщшсть впровадження iтеративного пiдходу до управлшня яюстю поверхневих вод.
Лiтература
1. Impacturi ale schimbarilor climatice in
Europa-2008. Evaluare pe baza de indicatori, AEM Report NO. 4/2008 AEM.
2. Global Environmental Change: The Threat to
Human Health, published by Worldwatch Institute and United Nations Foundation (Myers, 2009).
3. Holmes J. Climate change and water
resources, WaterAid 288701, May 2007.
4. World water resources at the beginning of the
21 st century: Summary of the monograph prepared in the framework of IHP UNESCO, State Hydrological Institute.
5. Schneider C. How will climate change modify
river flow regimes in Europe? / C. Schneider Hydrol. Earth Syst. Sci., 17, 325-339, 2013 www.hydrol-earth-syst-
sci.net/17/325/ 2013.
6. Frederick K.D. Climate change and water re-
sources / K.D. Frederick, D.C. Major, Climatic Change, 37, 7-23, 1997.
7. Milly P.C.D. Stationarity Is Dead: Whither
Water Management? / P.C.D. Milly, J. Be-tancourt, M. Falkenmark and ed. Science, 2008, 319.- P. 573-574.
8. Nilsson C. Linking flow regime and water
quality in rivers: a challenge to adaptive catchment management / C. Nilsson, B.M. Renof'alt/ Ecol. Soc., 13, available at: http://www.ecologyandsociety.org/ articles/2588.html (last access: August 2012), 2008.
9. Florke M. Will climate change affect the
electricity production sector? / M. Florke, I. Barlund,"E. Kynast. A European study, Water Clim. Chang., 3. - P. 44-54.
10. Florke M. Pan-European freshwater resources in a changing environment: how will the Black Sea region develop? / M. Florke, I. Barlund, C. Schneider, E. Kynast. Water Sci. Technol., 2012. 12.5, P. -563-572,
11. Jenkins M. Prospects for biodiversity / M. Jenkins // Science. - 2003. - 302. -P.1175-1177. _ _ _
12. Grooten M. Living Planet Report 2012: biodiversity, biocapacity and better choices (WWF) / M. Grooten, R. Almond, R. McLellan, Available at: http://wwf.panda.org/about our earth/all publications/ living planet report/ (last access: 27 June 2012), 2012.
13. Водна Рамкова Директива €С 2000/60 €С. Основш термши та ix визначення. EU Water Framework Directive 2000/60 €С Definitions of Main Terms - Кшв, 2006. - 240 с.
14. Романенко В.Д. Методика еколопчно].' ощнки якосп поверхневих вод за вщпо-вщними категорiями / В.Д. Романенко,
B.М. Жукинський, О.П. Оксдак та ш. -К.: Символ-Т, 1998. - 28 с.
15. Рибалова О.В. Визначення еколопчно].' небезпеки водокористування басейну р. ^верський Донець в Харювськш облас-т / О.В. Рибалова, С.В. Белан, О.В. Коз-ловська // Вестник ХНАДУ: сб. науч. тр. - 2013. - Вип. 60. - С. 128-132.
16. Еколопчна небезпека рекреацшного во-докористування басейну рiчки ^версь-кий Донець в Чугу]_'вському районi Хар-ювсько].' обласп / О.В. Рибалова,
C.В. Белан, О.В. Козловська, О.О. Ромашова // Всеукрашська наук.-практ. конф. (26 квггня 2013, м. Кшв). - Кшв, 2013. - С. 16-18.
17. Комплексш експедицшш дослщження еколопчного стану водних об'ектiв ба-
сейну р. Уди (суббасейну р. ^верський Донець) / О.Г. Васенко, М.Л. Лунгу, Ю.А. 1льевськая, О.В. Климов та ш. /Пiд ред. О.Г. Васенко. - Х.: ВД «Райдер», 2006. - 156 с.
18. Рибалова О.В. Порiвняльний аналiз роз-
витку деградацiйних процесiв в водотоках басейну рiчки Уди в Харювськш об-ластi /О.В. Рибалова, В.С. Тесленко // Materials of the XII International scientific and practical inference Conduct of modern science-2016 .Vol. 18. Geography and geology. Chemistry and chemical technology. Mathematics. Physics. Sheffield. Science and education LTD. -Р. 20-27.
19. Рибалова О.В. Еколопчний стан басейну
рiчки Уди в Харювськш обласп / О.В. Рибалова, В.С. Тесленко // Пробле-ми та перспективи забезпечення цившь-ного захисту: матерiали мiжнародноi науково-практично! конференци моло-дих учених. - Харюв: НУЦЗУ, 2017. -С.448.
20. Winters P.R. Forecasting sales by exponen-
tially weighted moving averages / P.R. Winters // Management Science. -1960. - Vol. 6. - №3.
21. Rybalova O. Development of a procedure
for assessing the environmental risk of the surface water status deterioration / O. Rybalova, S. Artemiev // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2017. - Vol. 5/10 (89). - P. 67-76.
22. Рибалова О.В. Загальш принципи визна-
чення комплексу водоохоронних заходiв / О.В. Рибалова, В.С. Тесленко // Еколопчна i техногенна безпека. Охорона водного i пов пряного басейшв. Ути-лiзацiя вiдходiв (студентська секщя): матерiали щорiчноi мiжнародноi науко-во-техшчно! конференци, Харюв, 25-26 квггня 2017. - С. 122-124.
References
1. Impacturi ale schimbarilor climatice in
Europa-2008. Evaluare pe baza de indicatori, AEM Report NO. 4/2008 AEM.
2. Global Environmental Change: The Threat to
Human Health, published by Worldwatch Institute and United Nations Foundation (Myers, 2009).
3. Holmes, J. (2007). Climate change and water
resources, WaterAid 288701, May 2007.
4. Summary of the monograph «World water
resources at the beginning of the 21 st century» prepared in the framework of IHP
BecTHUK XHAfly, Bun. 81, 2018
93
UNESCO, State Hydrological Institute Email: [email protected]
5. Schneider, C., Laizé, CLR, Acreman, MC,
Flörke, M. (2013). How will climate change modify river flow regimes in Europe? Hydrol. Earth Syst. Sci., 17, 325339, www.hydrol-earth-syst-sci.net/17/ 325/ 2013/ doi:10.5194/hess-17-325-2013.
6. Frederick, K.D., Major, D.C. (1997). Climate
change and water resources, Climatic Change, 37, 7-23.
7. Milly, P.C.D., Betancourt, J., Falkenmark,
M., Hirsch, R.M., Kundzewicz, Z.W., Lettenmaier, D.P., and Stouffer, R.J. (2008). Stationarity Is Dead: Whither Water Management?, Science, 319, 573574, doi:10.1126/science.1151915.
8. Nilsson, C., Renof'alt, B.M. (2008). Linking
flow regime and water quality in rivers: a challenge to adaptive catchment management, Ecol. Soc., 13, available at: http://www.ecologyandsociety.org/articles/ 2588.html.
9. Florke," M., Barlund," I., and Kynast, E.
(2012). Will climate change affect the electricity production sector? A European study, Water Clim. Chang., 3, 44-54, doi:10.2166/wcc.2012.066.
10. Florke," M., Barlund," I., Schneider, C., Kynast, E. (2012). Pan-European freshwater resources in a changing environment: how will the Black Sea region develop?, Water Sci. Technol., 12.5, 563-572.
11. Jenkins, M. (2003). Prospects for biodiversity, Science, 302, 1175-1177._
12. Grooten, M., Almond, R., and McLellan, R.
(2012). Living Planet Report 2012: biodiversity, biocapacity and better choices (WWF), avail-ableat:http://wwf.panda.org/ about our earth/all publications/living planet report/ (last access: 27 June 2012).
13. EU Water Framework Directive 2000/60 GC
Definitions of Main Terms. Kyiv, 2006, 240.
14. Romanenko, V.D., Zhukynskyj, V.M., Oksiiuk, O.P. (1998). Metodyka ekolo-hichnoi otsinky iakosti poverkhnevykh vod za vidpovidnymy katehoriiamy [Methodology of ecological assessment of surface water quality according to the relevant categories]. Kyiv: Symvol-T, 28 [in Ukrainian].
15. Rybalova, O.V., Bielan S.V., Kozlov-ska O.V. (2013). Vyznachennia ekolohich-noi nebezpeky vodokorystuvannia basejnu r. Siverskyj Donets v Kharkivskij oblasti [Determination of the environmental haz-
ard of water use in the basin of the Sev-ersky Donets River in the Kharkiv region]. Vestnyk Kharkovskoho natsyonal'noho avtomobylno-dorozhnoho unyversyteta -Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University. Kharkov, 60, 128-132 [in Ukrainian].
16. Rybalova, O.V., Bielan, S.V., Kozlovska, O.V., Romashova, O.O. (2013). Ekolo-hichna nebezpeka rekreatsijnoho vodokorystuvannia basejnu richky Sivers'kyj Donets v Chuhuivs'komu rajoni Kharkivskoi oblasti [Ecological danger of recreational water use of the Siversky Donets River basin in the Chuguevsky district of the Kharkiv region]. Vseukrainska nauk.-prakt. konf. [All-Ukrainian scientific-practical conference] (26 kvitnia 2013, m. Kyiv). Kyiv, 16-18 [in Ukrainian].
17. Vasenko, O.H., Lunhu, M.L., Ilievskaia, Yu.A., Klymov, O.V. ta in. (2006). Kompleksni ekspedytsijni doslidzhennia ekolohichnoho stanu vodnykh obiektiv basejnu r. Udy (subbasejnu r. Siverskyj Donets) [Complex expeditionary studies of the ecological state of water bodies of the Udy river basin (sub-basin of the river Si-versky Donets)]. Pid red. O.H. Vasenko. Kh.: VD «Rajder», 156 [in Ukrainian].
18. Rybalova, O.V., Teslenko, V.S. Poriv-nial'nyj analiz rozvytku dehradatsijnykh protsesiv v vodotokakh basejnu richky Udy v Kharkivs'kij oblasti [Comparative analysis of the degradation processes in the Udy river basins in the Kharkiv region]. Materials of the XII International scientific and practical sonference Conduct of modern science-2016, 18. Geography and geology. Chemistry and chemical technology. Mathematics. Physics. Sheffield. Science and education LTD, 20-27 [in Ukrainian].
19. Rybalova, O.V., Teslenko, V.S. Ekolo-hichnyj stan basejnu richky Udy v Kharkivs'kij oblasti [The ecological state of the Udy river basin in the Kharkiv region].
Problemy ta perspektyvy zabezpechennia tsyvil'noho zakhystu: materialy mizhna-rodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii molodykh uchenykh - Problems and perspectives of providing civil protection: materials of the international scientific-practical conference of young scientists. Kharkiv: NUTsZU, 448 [in Ukrainian].
20. Winters, P.R. (1960). Forecasting sales by
exponentially weighted moving averages. Management Science, 6, 3.
21. Rybalova, O., Artemiev, S. Development of
a procedure for assessing the environmental risk of the surface water status deterioration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5/10 (89), 67-76.
22. Rybalova, O.V., Teslenko, V.S. (2017). Zahalni pryntsypy vyznachennia komp-leksu vodookhoronnykh zakhodiv [General principles for defining a complex of water protection measures]. Ekolohichna i tekhnohenna bezpeka. Okhorona vodnoho i povitrianoho basejniv. Utylizatsiia vidkhodiv (studentska sektsiia): Materialy schorichnoi mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii - Ecological and technogenic safety. Protection of water and air basins. Waste utilization (student section): Materials of the annual international scientific and technical conference, Kharkiv, 122-124 [in Ukrainian].
Рибалова Ольга Володимирiвна, к.т.н., доц., кафедра охорони пращ та техноген-но-еколопчнот безпеки, +38-067-417-47-89, [email protected]
Бригада Олена Володимирiвна, к.т.н., доц., кафедра охорони пращ та техноген-но-еколопчнот безпеки, +38-050-822-71-17, [email protected]
Тесленко Вiкторiя Сергнвна, студентка, +38-096-862-38-44, [email protected] Нащональний ушверситет цившьного за-хисту Укратни, 61023, м. Хар^в, Укратна, вул. Чернишевська, 94.
ПРОГНОЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ УДЫ С УЧЕТОМ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ХАРЬКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Рыбалова О.В., Бригада Е. В., Тесленко В.С.,
Национальный университет гражданской защиты Украины
Аннотация. Впервые представлен долгосрочный прогноз изменений климата в Харьковской области и экологического состояния реки Уды методом Хольта-Уинтерса. Прогнозирование экологического состояния наиболее загрязненной реки Уды с учетом изменений климата в Харьковской области позволит определить экологическую составляющую целевых показателей качества поверхностных вод и разработать научно-обоснованную водоохранную стратегию, что представляет практическую ценность работы.
Ключевые слова: экологическое состояние, изменения климата, прогноз, метод Хольта-Уинтерса, река Уды, Харьковская область.
FORECASTING ECOLOGICAL STATE OF THE UDY RIVER CONSIDERING CLIMATE CHANGE IN KHARKIV REGION
Rybalova O., Brigada E., Teslenko V., National University of Civil Defence of Ukraine
Abstract. Problem. An analysis of the ecological state of rivers in Kharkiv region shows that the limit for using their water resources has been reached. Methods for rationing anthropogenic load on water bodies, based on sanitation and hygiene regulations, do not allow assessing the possibility of using water resources with observation of the equilibrium state of aquatic ecosystems. Recent studies on the impact of climate change on the state of aquatic ecosystems have shown the urgency of the need for forecasting climate change and the ecological state of the Udy River for the purpose of improving the system of surface water quality management and its adaption to EU environmental legislation. Goal. The purpose of the article is to forecast the ecological state of the Udy River considering climate change in tKharkiv region for providing scientific substantiation of the water conservation strategy. Methodology. The Holt-Winters method has been used in the work. It provides an opportunity to predict time series when there is a trend and seasonality in the data structure. The advantage of this method is the ability to make a long-range forecast. Results. The assessment of the ecological state of the Siversky Donets River basin located in Kharkiv region has been carried out. It has shown that the Udy River running through village Khoroshevo and urban area Eskhar is in the worst state. According to the assessment of the ecological state of the Udy River basin in the Chuhuevsky district of Kharkiv region, which has been performed for the period from 1964 to 2015, the river is in poor state. The forecast of changes in rainfall until 2022 in Kharkiv region performed on the basis of observations for the period from 1969 to 2015 has shown a slight decrease in precipitation by 31.7 mm from 536.5 mm in 2015 to 504.78 mm in 2022. On the basis of the research on climate change in Kharkiv region and the ecological state of the Udy River in urban area Eskhar (1969-2015) it has been found out that climate change has a significant impact on the hydrological regime of the river. Originality. The quality prediction for the Udy River is presented in the article for the first time considering climate change by the Holt-Winters method. The analysis of the current and the projected state has revealed the need to implement an iterative approach to surface water quality management. Practical value. The projection data of the ecological state of the Udy River can be used as ecological component of the target indicators of the water conservation strategy.
Key words: ecological state, climate change, forecast, Holt-Winters method, the Udy River, Kharkiv region.
