FACTOR ANALYSIS OF THE STATE OF SURFACE WATERS IN THE DNIPRO BASIN
DOI:
https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-1-189-70-79Keywords:
surface waters, monitoring, water directives, remote sensing, Kremenchuk Reservoir, DniproAbstract
Monitoring wind-wave erosion (abrasion) of the shores of the Dnipro basin is crucial, as continuous erosion gradually causes shoreline retreat. This process can lead to land loss and pose a threat to infrastructure. Abrasion landforms such as cliffs, escarpments, marine terraces, niches, and platforms may develop. Shoreline erosion increases the number of suspended particles in the water, affecting water quality and ecosystems by raising turbidity.
Geoinformation monitoring of surface waters is an essential area of scientific research that combines the use of Geographic Information Systems (GIS) and remote sensing (RS) to assess and manage water resource quality. Water monitoring in Ukraine is regulated by the Water Code, along with various legislative acts and government resolutions.
Using satellite data visualization on the Giovanni portal, we analyzed the correlation between water temperature in the Kremenchuk Reservoir and chlorophyll concentration (an indicator of the number of photosynthesizing microorganisms in the aquatic environment, including algal blooms). The dependence of these indicators is high in the southern part of the reservoir, reaching 0.6–0.8, where both temperature and chlorophyll concentration are significantly elevated. The average correlation coefficient for the entire Kremenchuk Reservoir is 0.40.
To determine the contours of the reservoir's shoreline, we used images from July 2024 (Sentinel-2) and July 1994 (Landsat 4-5) obtained via the EO Browser. These images were used to forecast and characterize shoreline changes. By processing the 2024 and 1994 images and displaying the Normalized Difference Water Index (NDWI), we calculated the reservoir's surface area and found that over 30 years, it has decreased by 9,086.03 hectares.
To determine the depth of the Kremenchuk Reservoir, we downloaded data from the GEBCO Gridded Bathymetry Data 2023. Based on these data, a 3D model of the reservoir bed was constructed using QGIS and Autodesk Civil 3D, displaying contour lines and characteristic elevation points of the reservoir bottom. The most accurate and appropriate method for bathymetric surveying is airborne LiDAR scanning, which performs precise scanning and mapping.
Continuous monitoring of water bodies using remote sensing methods, especially in the context of environmental aggression, war, and ongoing violations by economic entities, enables prompt responses to environmental violations and challenges.
References
Kreta, D., Klymenko, V., & Anpilova, Y. (2018). Засоби ДЗЗ та ГІС для просторового аналізу якості поверхневих вод та забруднення ґрунтів. Екологічна безпека та природокористування, 28(4), 120–127. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2018.4.120-127
Про затвердження Порядку здійснення державного моніторингу вод. «Постанова КМУ від 19 вересня 2018 р. №758. (із змінами «Постанови КМ №1065 (від 4.12.19 р., №826, 09.09.20 р., №922 від 01.09.2021 р.)
Моніторинг довкілля. Аналітична записка щодо стану та перспектив розвитку державної системи моніторингу довкілля // Команда підтримки реформ Міндовкілля. – Київ, 2023. – 119 с.
Свиридов Ю.В. Комплексна оцінка та прогнозування якості води української частини річки Дунай із використанням геоінформаційної технології: дис. На здобуття наук. Ступеня доктора філософії: спец. 101 «Екологія» / Ю.В. Свиридов. – Харків, 2021. – 140 с.
Порядок розроблення плану управління річковим басейном /Пост. КМУ від 18 травня 2017 р. №336.
Про затвердження програм державного моніторингу вод. Наказ Міндовкілля №410, від 31.11.2020.
Про виконання Регіональної цільової програми розвитку водного господарства та екологічного оздоровлення басейну річки Дніпро у Полтавській області на період до 2021 року [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://oblrada-pl.gov.ua/sites/default/files/field/docs/14_15.pdf
Положення про моніторинг земель: Постанова КМ України, від 20.08.1993 р., № 661.
Рогач С.М. Зарубіжний досвід регулювання сфери природокористування // Науковий вісник Ужгородського національного університету. Вип. 26. част.2. 2019 стор. 54-59.
Водна стратегія України, Розпорядження Кабінету Міністрів України №1134-р від 9 грудня 2022 р.
«Методика визначення зон, вразливих до накопичення нітратів», Наказ Міндовкілля від 15 квітня 2021 р., № 244.
Загальнодержавна цільова програма…» Закон України від 24 травня 2012 р. №4836-IV.
Директива 2020/2184 Європейського парламенту та Ради від 16 грудня 2020 р.
Закон України «Про забезпечення санітарного епідеміологічного благополуччя населення», від 24.02.94 р.
Степова О.В., Рома В.В. / Навчальний посібник «Моніторинг поверхневих вод» - Полтава: Полт.НТУ, 2017. 82 с.
О.В. Лотоцька, Л.О. Бицюра «Моніторинг поверхневих водних ресурсів в Україні, та його законодавча основа // Вісник соціальної гігієни та організації охорони здоров’я України. 2021. №2 (88).
Мокін В.Б., Слободенюк О.В., Давидюк О.М., Шундяк Д.О. «Інформаційна технологія пошуку джерел підвищеного забруднення річки з використанням моделі PROPNET», Вісник ВПІ, вст. 4, с. 15-24, Верес 2020.
Дубняк С.С. Засади еколого-гідрологічного моніторингу рівнинних водосховищ // Наукові праці Укр. НДГМІ. 2003. – Вип. 251.
Giovanni. The Bridge Between Data and Science. Avilable online: https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/
Дистанційне зондування Землі: аналіз космічних знімків у геоінформаційних системах: навч.-метод. посіб. / С. О. Довгий, С. М. Бабійчук, Т. Л. Кучма та ін. – Київ: Національний центр «Мала академія наук України», 2020. – 268 с.
Sentinel Hub EO Browser. Avilable online: https://www.sentinel-hub.com/explore/eobrowser/
Grided Bathymetry Data GEBCO. Avilable online: https://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
The authors who publish in this collection agree with the following terms:
• The authors reserve the right to authorship of their work and give the magazine the right to first publish this work under the terms of license CC BY-NC-ND 4.0 (with the Designation of Authorship - Non-Commercial - Without Derivatives 4.0 International), which allows others to freely distribute the published work with a mandatory reference to the authors of the original work and the first publication of the work in this magazine.
• Authors have the right to make independent extra-exclusive work agreements in the form in which they were published by this magazine (for example, posting work in an electronic repository of an institution or publishing as part of a monograph), provided that the link to the first publication of the work in this journal is maintained. .
• Journal policy allows and encourages the publication of manuscripts on the Internet (for example, in institutions' repositories or on personal websites), both before the publication of this manuscript and during its editorial work, as it contributes to the emergence of productive scientific discussion and positively affects the efficiency and dynamics of the citation of the published work (see The Effect of Open Access).
