«

»

ЕКОЛОГО-ГІДРОЛОГІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РІЧКОВОГО СТОКУ В УМОВАХ ЗМІНИ КЛІМАТУ ЗА ДОПОМОГОЮ ЧИСЕЛЬНОЇ МОДЕЛІ SWIM

Дідовець Ю.1,3, Сніжко С.1 , д.г.н., професор, Krysanova V.2, Dr.,

Bronstert A. 3, Dr. Prof.,  Лобанова А.2

Київський національний університет імені Тараса Шевченка1,

Potsdam Institute for Climate Impact Research2,

University of Potsdam3


Водно-тепловий баланс річкових басейнів є надто чутливим до кліматичних змін. Підвищення температури повітря, зміна в характері опадів  впливають на гідрологічний режим річок, збільшують частоту повеней та засух, що робить вразливим сільське господарство, енергетику, транспорт та соціальну сферу, які залежать від водних ресурсів.

В умовах зміни клімату з’являється потреба в зменшені потенційно можливих ризиків та збитків, в створенні стратегії адаптивних заходів в управлінні водними ресурсами. Для цього інформація про зміни водних ресурсів у майбутньому, яка може бути отримана лише з використанням  сучасних кліматичних та гідрологічних моделей.

В Україні виконано ряд оцінок зміни водного стоку в майбутньому [1,2], проте більшість з них не використовує сучасних чисельних гідрологічних моделей і отримані результати вимагають  подальшого уточнення.

В даному дослідженні за допомогою чисельної еколого-гідрологічної модель SWIM (Soil and Water Integrated Model) [9] було оцінено  можливі зміни водних ресурсів у різних регіонах України на прикладі трьох гідрологічних басейнів: р.Тетерев, р.Самара та р.Західний Буг.

Модель  SWIM – тривало-часова просторова модель, яка включає в себе гідрологічні процеси, вегетативні процеси, рух донних відкладів  кругообіг азоту та фосфору  в межах річкового басейну [4].  SWIM включає також додаткові модулі для покращення якості моделювання в умовах значного впливу на гідрологічний режим басейну —  водойм, боліт, іригації  тощо.

Для моделювання було використано ряд просторових даних: цифрова модель рельєфу басейну, карти ґрунтів з відповідною класифікацією та землекористування.

Необхідні для моделювання метеорологічні дані були отримані з  європейського проекту WATCH-Forcing-Data-ERA-Interim (щоденні дані середньої, мінімальної, максимальної температури повітря, вологості, опадів та радіації).

Калібрація моделі була здійснена з використанням даних щоденних спостережень Гідрометеорологічної служби України. Для оцінки результатів отриманих в результатів калібрацї та валідації в  SWIM використовувались коефіцієнти Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE)  та Percent Bias (Pbias).

Для моделювання річкового стоку за допомогою моделі SWIM було використано регіональні кліматичні сценарії з європейського міждисциплінарного проекту IMPRESSIONS (Impacts and Risks from High-End Scenarios: Strategies for Innovative Solutions) [3] та 7 кліматичних проекції з RCP 4.5 та RCP 8.5.

Результати моделювання водного стоку  для трьох часових періодів та місяців гідрологічного року представлені на рис 1.

Рисунок 1 — Результати моделювання водного стоку досліджуваних річок


Список використаної літератури

  1. Сніжко С., Яцюк М., Купріков І., Шевченко О., Струтинська В., Краковська С., Паламарчук Л., Шедеменко І. Оцінка можливих змін водних ресурсів місцевого стоку  в Україні в ХХІ столітті.-Водне господарство України, №6 (102), 2012. – 8-15 с.
  2. Степаненко С.М., Польовий А.М., Лобода Н.С. та ін. Кліматичні зміни та їх вплив на сфери економіки України. –Одеса: ТЕС. — 2015. -520 с.
  3. Impacts And Risks From High-End Scenarios: Strategies For Innovative Solutions http://www.impressions-project.eu/.
  4. Krysanova. V., Hattermann F., Wechsung F. Development of the ecohydrological model SWIM forregional impact studies and vulnerability assessment/ Hydrol. Process. 2005. 19, P.763–783.