Захист Магістерська Кравченко І.І._de0362f9-f65d-4131-9de1-c643ada19173

1.

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І
ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ
Факультет захисту рослин рослин, біотехнологій та
екології
Магістерська кваліфікаційна робота на тему: «Вплив
змін клімату на гідрологічні та гідрохімічні показники
річки Ворскла»
Виконав: студент Магістр ІІ-гого року навчання
Спеціальності «101 Екологія», ОПП «Екологія та охорона
навколишнього середовища»
Кравченко Ігор Іванович
Керівник: к.с.-г.н., доцент кафедри екології агросфери
та екологічного контролю
Ладика Марина Миколаївна

2.

АКТУАЛЬНІСТЬ
Тенденції до глобального потепління, спричиняють
значний вплив на водні ресурси та екосистеми. Річка
Ворскла – як елемент водного балансу лівобережної
частини України, зазнає суттєвих змін у гідрологічному
та хімічному складу (як і сама екосистема річки)
через зміни клімату. Вивчення цих змін є важливим для
збереження
стійкості
річкової
екосистеми,
збереженню
водних
ресурсів
та
мінімізації
негативного впливу кліматичних змін.

3.

Мета: проаналізувати гідрологічні і гідрохімічні показники річки Ворскла
та їх взаємозв’язок зі змінами клімату
Об’єкт дослідження – кліматичні зміни та їх вплив на гідрологічні та гідрохімічні
показники поверхневих вод річки Ворскла.
Предмет дослідження - температура повітря та опади на території басейну
річки Ворскла, гідрологічні параметри річки та гідрохімічні показники якості води.

4.

ЗАВДАННЯ
здійснити збір кліматичної, гідрологічної та гідрохімічної інформації по
трьох гідрологічних постах у межах річки Ворскла;
1
2
3
4
проаналізувати кліматичні зміни у басейні річки Ворскла;
встановити взаємозв’язок гідрохімічних та гідрологічних показників;
проаналізувати вплив змін клімату на гідрологічні та гідрохімічні
показники

5.

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
Збір, систематизація та подальший аналіз даних по басейну р.
Ворскла здійснювався з використанням даних державного моніторингу
якості поверхневих вод, а саме з даних гідрологічного фонду –
«Гідрохімічний бюлетень», «Щорічні дані про якість поверхневих вод суші»,
«таблиці метеорологічних постів» та даних з метеорологічного фонду –
«Таблиця метеорологічних спостережень» державного галузевого архіву
Центральної геофізичної обсерваторії ім. Бориса Срезневського (ЦГО).
Додатково було визначено зони, які є вразливими до (накопичення)
нітратів, згідно до наказу Міністерства захисту довкілля та природних
ресурсів України відповідно до 2 розділу, 7 пункту [76].

6.

КЛІМАТИЧНІ ЗМІНИ В БАСЕЙНІ РІЧКИ ВОРСКЛА
ТЕМПЕРАТУРА ПОВІТРЯ
12.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
1946
1948
1950
1952
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
Температура, 0С
10.0
Роки
Рис. 3.2. Зміна середньорічної температури у басейні річки Ворскла з
1946-2023 рр. у градусах Цельсія

7.

КЛІМАТИЧНІ ЗМІНИ В БАСЕЙНІ РІЧКИ ВОРСКЛА
ТЕМПЕРАТУРА ПОВІТРЯ

8.

КЛІМАТИЧНІ ЗМІНИ В БАСЕЙНІ РІЧКИ ВОРСКЛА
АТМОСФЕРНІ ОПАДИ

9.

КЛІМАТИЧНІ ЗМІНИ В БАСЕЙНІ РІЧКИ ВОРСКЛА
АТМОСФЕРНІ ОПАДИ

10.

1946
1948
1950
1952
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
мм
900.0
800.0
700.0
600.0
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
0.0
Роки
Рис. 3.5. Зміна опадів у басейні річки Ворскла з 1946-2023 рр., мм

11.

АНАЛІЗ ГІДРОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ
1800.0
1600.0
1200.0
1000.0
800.0
600.0
400.0
200.0
Рис. 3.6. Зміна річного стоку по річці Ворскла з 1966 по 2020 рр., км3 за рік
1000.0
500.0
0.0
Сер.за 1966-1970
Сер.за 1971-1980
Сер.за 1981-1990
Сер.за 1991-2000
Сер.за 2001-2010
Середні значення за десять років
Сер.за 2011-2020
Рис. 3.7. Зміна об’єму річного стоку по р. Ворскла за десятирічний період у км 3/рік
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
1981
1980
1979
1978
1977
1976
1975
1974
1973
1972
Роки
км3/рік
1971
1970
1969
1968
1967
0.0
1966
км3/рік
1400.0

12.

2018
2015
2012
2009
2006
2003
2000
1997
1994
1991
1988
1982
1985
1979
1976
1970
1973
1967
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
0.0
1946
1949
1952
1955
1958
1964
Роки
400.0
350.0
300.0
Рис. 3.8. Зміна рівнів води по р. Ворскла з 1946-2020 рр., см
250.0
см
См
АНАЛІЗ ГІДРОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ
200.0
150.0
100.0
50.0
0.0
Сер.за 1951- Сер.за 1961- Сер.за 1971- Сер.за 1981- Сер.за 1991- Сер.за 2001- Сер.за 20111960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
Середнє за десять років
Рис. 3.9. Зміна середніх рівнів води у річці Ворскла за
десятирічний період з 1951-2020 рр., см

13.

АНАЛІЗ ГІДРОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Роки
Рис. 3.10. Зміна середньо-річної температури води в р. Ворскла з 19832020 рр., градуси Цельсія
Температура, оС
Градуси Цельсія
14.0
11.5
11.0
10.5
10.0
9.5
Сер.за 1981-1990
Сер.за 1991-2000
Сер.за 2001-2010
Сер.за 2011-2020
Роки
Рис. 3.11. Зміна середньої температури води за десятирічний період по
р. Ворскла, градуси Цельсія

14.

ГІДРОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ РІЧКИ ВОРКСЛА
400
Вміст гідрокарбонат-йонів, мг/дм3
350
300
250
200
150
100
50
0
Сер.за 1961-1970
Сер.за 1971-1980
Сер.за 1981-1990
Сер.за 1991-2000
Сер.за 2001-2010
Сер.за 2011-2020
Роки
Рис. 3.14. Зміна середньорічних концентрацій гідрокарбонатів у р. Ворскла за десятирічні періоди з 1961 – 2020 рр., мг/дм3

15.

6.00
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
5.00
4.00
мг/дм3
3.00
2.00
1.00
Сер.за 19761980
Сер.за 19811990
Сер.за 19912000
Сер.за 20012010
Сер.за 20112020
0.00
1961
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
мг/дм3
ГІДРОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ РІЧКИ ВОРКСЛА
Роки
Роки
Рис. 3.16. Концентрації азоту амонійного по р. Ворскла за
Рис. 3.17. Річні концентрації нітратів у р. Ворскла з 1961 - 2024 рр.,
мг/дм3
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
50
40
мгО/дм3
мг/дм3
десятирічні періоди з 1976-2020 рр., мг/дм3
30
20
10
Роки
NO3
NH4
Рис. 3.18. Середньорічні концентрації нітратів та азотного амонію в
р. Ворскла з 1976-2024 рр., мг/дм3
0
1984-1995
2001-2010
2011-2020
2021-2024
Роки
Рис. 3.19. Показники змін біхроматної оксилюваності з 1984 – 2024
рр. по р. Ворскла, мгО/дм3

16.

ГІДРОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ РІЧКИ ВОРКСЛА
0.02000
мг/дм3
0.01500
0.01000
0.00500
0.00000
Роки
Рис. 3.23. Середньорічний вміст міді у водах р. Ворскла з 1976-2020 рр.,
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
мг/дм3
мгО/дм3
мг/дм3
Сер.за 1976- Сер.за 1981- Сер.за 1991- Сер.за 2001- Сер.за 2021- Сер.за 20111980
1990
2000
2010
2024
2021
Роки
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
Сер.за 1961- Сер.за 1971- Сер.за 1981- Сер.за 1991- Сер.за 2001- Сер.за 20111970
1980
1990
2000
2010
2020
Роки
Залізо загальне
Рис. 3.21. Зміна кисневого режиму по р. Ворскла за десятирічні періоди
з 1976 - 2024 рр. мгО/дм3
ГДК
Рис. 3.22. Зміна концентрації заліза загального в порівнянні до ГДК по р.
Ворскла з 1961-2020 рр., мг/дм3

17.

КОРЕЛЯЦІЙНИЙ АНАЛІЗ КЛІМАТИЧНИХ ЗМІН ТА ГІДРОЛОГІЧНИХ Й
ГІДРОХІМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ВОДИ Р. ВОРСКЛА

18.

КОРЕЛЯЦІЙНИЙ АНАЛІЗ КЛІМАТИЧНИХ ЗМІН ТА ГІДРОЛОГІЧНИХ Й
ГІДРОХІМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ВОДИ Р. ВОРСКЛА
12.0
900.0
800.0
700.0
8.0
600.0
500.0
6.0
400.0
4.0
Мм
Градуси цельсія
10.0
300.0
200.0
2.0
100.0
0.0
1946
1948
1950
1952
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
0.0
Роки
Температура повітря
Залізо загальне
Кремній
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
Температура повітря
БСК5
Роки
Кисень
2021
2018
2015
2012
2009
2006
2003
2000
1997
1994
1991
1988
1985
1982
1979
1976
1973
1970
1967
1964
0.0
1961
Роки
Температура
Градси цельсія, мг/дм3,
мгО2/дм3
22.0
20.0
18.0
16.0
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
2015
2017
2019
Грудиси цельсія, мг/дм3
Опади
Температура води
Рис. 3.24. Взаємозв’язок кліматичних показників із гідрологічними та гідрохімічними
показниками

19.

ВИСНОВКИ
1. Проведений аналіз кліматичних параметрів у басейні річки Ворскла
показав збільшення середньорічної температури на 1,2˚С, зменшення річної
кількості опадів у верхній частині на 48,5 мм та їх збільшення на 17,4 мм у
середній та нижній частині разом із їхнім перерозподілом по сезонах.
2. Встановлений значний взаємозв’язок гідрохімічних та гідрологічних
показників між собою, який показав що, при збільшенні рівнів води
відбувається зменшення мінералізації, вмісту важких металів та збільшення
біогенних речовин у воді, і навпаки. При підвищенні температури води, була
відмічена тенденція до збільшення вмісту кисню (особливо фосфатів) у ній і
зменшення концентрацій заліза.
Встановлено, що кореляційний взаємозв’язок між рівнями води та
нітритами складає (r = 0,32), аміаком (r = 0,44), БСК5 (r = 0,36) та фосфором
загальним (r = 0,33) відмічено найбільшу кореляції, що відповідає помірному
зв’язку.

20.

ВИСНОВКИ
3. Аналіз змін клімату на гідрологічні та гідрохімічні показники показав, що при збільшенні
температури повітря та зменшенні кількості опадів, відбувається зменшення стоку та рівнів води. Через це
відбувається збільшення вмісту важких металів, мінералізації та до скорочення органічних речовин.
Значний кореляційний зв’язок відмічається між атмосферними опадами та річковим стоком (r =
0,50), тобто при збільшенні кількості опадів, стік також починає збільшуватися. Помірний зв’язок відмічається
з рівнями води (r = – 0,38). Це показує певну залежність даного гідрологічного параметра від опадів.
Між атмосферними опадами і гідрохімічними показниками виявлено наступні показники кореляції:
хромом – 0,31 (помірний зв’язок), Слабкий зв’язок простежується з аміаком (r = – 0,17), нітритами (r = –
0,12), БСК5 (r = – 0,21), фосфатами (r = – 0,18) та фосфором загальним.
Між температурою повітря і окремими компонентами гідрохімічного складу існує значний
взаємозв’язок: мінералізацією (r = 0,6), хлоридами (r = 0,55) та натрієм (r = 0,50). При збільшенні
температури повітря, спостерігається збільшення концентрацій даних елементів. Слабкий обернений
зв’язок наявний з нітритами (r = -0,29), хромом (r = -0,27), кремнієм (r = -0,25), фосфором загальним (r = 0,24) та кислотністю (r = -0,15). У випадку з нітритами, їх зменшення концентрації при збільшенні
температури повітря пов’язане з використанням рослинами гігрофітів та гідатофітами сполук азоту.