Мартинюк М. О. Повені на річках басейну Вісли в межах України, методика визначення їх характеристик та оцінка ризиків

Дисертаційна робота присвячена дослідженню та оцінці ризиків затоплення при проходженні максимального стоку весняних водопіль та дощових паводків в українській частині басейну р. Вісла. У роботі виконаний збір, підготовка та аналіз гідрологічних, метеорологічних вихідних даних та даних дистанційного зондування Землі, що використані при розрахунках максимального стоку весняних водопіль та дощових паводків у досліджуваному басейні, а також подальшого гідрологічного моделювання затоплення окремих ділянок водозбору, які мають потенційно значні ризики затоплення (ТПЗРЗ). Проведена оцінка однорідності та стаціонарності рядів даних максимального стоку (максимальних витрат води та шарів стоку) весняного водопілля та дощових паводків річок басейну р. Вісла, визначена циклічність коливань стоку, а також виконана статистична обробка вихідних гідрологічних даних від початку спостережень до 2015 року, включно. Визначення максимального стоку річок басейну р. Вісла в межах України виконане з використанням операторної моделі, розробленої вченими Одеського державного екологічного університету. З метою обґрунтування параметрів регіональної методики, виконаний розрахунок характеристик максимального стоку рідкісної імовірності перевищення, як весняного водопілля, так і дощових паводків. Результатом розрахунків є характеристики схилового припливу (шари стоку паводків і весняного водопілля, тривалість припливу зі схилів до руслової мережі, та максимальні модулі схилового припливу) географічно узагальнені за територією досліджуваного басейну з використанням GIS-технологій, а також розрахункові рівняння для визначення трансформаційних функцій максимального стоку різного походження (руслове добігання, русло-заплавне регулювання). Обґрунтована регіональна методика дозволяє визначати характеристики максимального стоку рідкісної імовірності перевищення весняних водопіль і дощових паводків за відсутності даних гідрологічних спостережень на території досліджуваного басейну. Порівняння розрахункових максимальних модулів стоку та витрат води підчас проходження паводків рідкісної ймовірності перевищення з максимальними спостереженими та результатами статистичної оброки показало, що представлена методика є теоретично та практично обґрунтованою; точність розрахунків характеристик максимального стоку рідкісної імовірності перевищення для весняних водопіль склала ± 8,84%, а для дощових паводків ± 18,3%. Оцінка ризиків затоплення проведена для ТПЗРЗ, що були визначені згідно Плану управління ризиками затоплення на окремих територіях у межах району басейну річки Вісла на 2023-2030. У дисертаційному дослідженні проаналізовані існуючі методи та моделі, що використовуються у світовій практиці при визначені зон затоплення. Виконане гідрологічне моделювання зон затоплення з використанням програмного забезпечення HEC-RAS, розробленого Корпусом інженерів-гідрологів Військово-морських сил США. У якості вихідних даних при моделюванні використана побудована цифрова модель рельєфу, дані промірних робіт та розрахункові гідрографи. Цифрова модель рельєфу (ЦМР) досліджуваної території розроблена з використанням програмного забезпечення QGIS за SRTM знімками, отриманими з ресурсу EarthExplorer а також за даними проекту HydroSHEDS, проведеному Всесвітнім фондом дикої природи США з метою створення цифрових шарів даних для підтримки широкомасштабних гідроекологічних досліджень. Розрахункові гідрографи побудовані для весняних водопіль та дощових паводків за методикою, наведеною у СНіП 2.01.14-83 та удосконаленою Є.Д. Гопченко та С.В. Авгайтісом, при цьому окремі параметри обґрунтовані на даних річок досліджуваного регіону басейну р. Вісли. У роботі проведений порівняльний аналіз розрахункових гідрографів з фактичними за характерні роки (за роки з максимальною спостереженою витратою води весняного водопілля та дощових паводків), який показав високу збіжність форми гідрографів та об’ємів стоку. Моделювання площі затоплення на території з наявністю даних гідрологічних спостережень проведене на прикладі р. Рата – с. Волиця. Виконане порівняння площі затоплення під час проходження максимальних витрат весняних водопіль і дощових паводків за розрахунковим та фактичним гідрографом, яке показало значну залежність площі затоплення від рельєфу місцевості та характеру підстильної поверхні. Проведена оцінка ризиків затоплення для р.Рата – с. Пристань за відсутності спостережень за річковим стоком. Визначена кількість об’єктів, що потрапили до зони затоплення, включаючи будівлі, житлові будинки, культурні пам’ятки, промислові об’єкти, сільськогосподарські території, дороги та мости, величина ризику затоплення помірна. Представлена методика може бути використана для інших річок басейну р. Вісла з метою визначення величини ризику затоплення ТПЗРЗ та рекомендується з метою подальшої імплементації Паводкової директиви ЄС в Україні та впровадження плану управління ризиками затоплення на окремих територіях у межах району басейну річки Вісла на 2023-2030 роки.