---
title: "Баланс прісної води Криму 2025: результати незалежного супутникового моніторингу"
language: uk
content_profile: environmental_analysis
section: ""
structure_profile: "unclassified"
archive_status: "active"
hub: ""
ai_mode: "include"
canonical: "https://zeleniy-list.od.ua/balans-prisnoyi-vody-krymu-2025-rezultaty-nezalezhnogo-suputnykovogo-monitoryngu/"
translations: "[]"
published: "2025-07-28 22:20:51"
modified: "2025-08-06 19:09:08"
---

# Баланс прісної води Криму 2025: результати незалежного супутникового моніторингу

## Резюме

?️ ЗМІСТ / КАРТА СТРУКТУРИ ? Мета дослідження ? Розшифровка величин і формул — ? Об’ємні показники— ? Відносні показники— ?️ Спектральні індекси (Sentinel‑2) ? Контекст і актуальність — Об’єкт дослідження— ✅ Ключові результати (стисло)— ? Методологічна новизна— ? Ключові інновації ?️ Гідроінфраструктура Криму 1️⃣ Штучно наливні (степові) каскади2️⃣ Природно…

## Повний аналіз

?️ ЗМІСТ / КАРТА СТРУКТУРИ

? Мета дослідження

? Розшифровка величин і формул

— ? Об’ємні показники— ? Відносні показники— ?️ Спектральні індекси (Sentinel‑2)

? Контекст і актуальність

— Об’єкт дослідження— ✅ Ключові результати (стисло)— ? Методологічна новизна— ? Ключові інновації

?️ Гідроінфраструктура Криму

1️⃣ Штучно наливні (степові) каскади2️⃣ Природно-наливні резервуари3️⃣ Локальні резервуари4️⃣ Ключові гідротехнічні елементи5️⃣ Екологічні функції каскадів і наслідки деградації

? Історія створення системи

1️⃣ Будівництво Північно-Кримського каналу2️⃣ Гідрологічні показники (до 2014 року)3️⃣ Ефект для агросистем4️⃣ Кліматичний вплив5️⃣ Чаші, створені до ПКК? Екологічна ціна створення ПКК

⚔️ Коли вода стала зброєю

2️⃣ Екологічні наслідки3️⃣ Спроби компенсації4️⃣ Екологічний зсув

? Наукова методологія розрахунків

1️⃣ Дані та індикатори2️⃣ Вибірка та стан ложа3️⃣ Алгоритм обробки супутникових даних ? Крок 1. Відбір сцен ? Крок 2. Визначення водної поверхні ? Крок 3. Оцінка мінералізації і стану ложа ?️ Оцінка площі деградації чаші ? Класифікація статусів ? Крок 4. Перенесення на DEM ? Визначення h₀ — рівня урізу води ? Крок 5. Моделювання профілю дна ? Визначення h_d — профілю дна ? Крок 6. Обчислення об’єму

4️⃣ Седиментація і розрахунок V_live

 ? Оцінка коефіцієнта втрат (K_sed) ? Розрахунок реального корисного об’єму (V_live)

5️⃣ Фактичний баланс і коефіцієнти

 ? Коефіцієнт наповнення (K_dem) ? Фактичний корисний об’єм (V_act) ? Процентні показники

6️⃣ Класифікація чаш

7️⃣ Очікувана похибка8️⃣ Обґрунтування методу

? Баланс прісної води (липень 2025)

1️⃣ Підхід до розрахунків каскадного балансу2️⃣ Східний каскад3️⃣ Центральний каскад4️⃣ Південний сегмент5️⃣ Степовий каскад

? Висновки та екологічна оцінка

1️⃣ Стан водної системи2️⃣ Якість води3️⃣ Екологічні ризики☠️ Ризики вторинного засолення4️⃣ Екосистемні наслідки ?️ Степовий каскад ?️ Центральний каскад ⛰️ Південний сегмент ?️ Східний каскад5️⃣ Методологічне значення

? Джерела даних і методик

 Вступ

Оцінка стану водних ресурсів Криму є критично важливою для розуміння масштабів деградації екосистем півострова, зокрема втрати біорізноманіття, деградації біогеоценозів і засолення ґрунтів. Через тривалу окупацію Криму російською федерацією (з 2014 року), єдиним надійним джерелом об’єктивної інформації лишаються системи супутникового дистанційного зондування (ДЗЗ).

Це дослідження — результат спільної роботи ГО «Зелений лист» та ГО «Національний екологічний центр України». Воно базується на супутникових знімках Sentinel‑2, цифрових моделях рельєфу ArcticDEM та ALOS AW3D, а також на архівних гідрологічних і паспортних даних.

Метою роботи є створення кількісно підтвердженої картини стану водної інфраструктури Криму станом на липень 2025 року, з урахуванням водного балансу, якості води, стану лож водосховищ і пов’язаних екосистемних ризиків.

? Мета дослідження

Це не лише обчислення об’ємів води — дослідження охоплює цілий комплекс екологічних, гідрологічних та інфраструктурних показників, необхідних для формування стратегічної оцінки ризиків.

? Ключові завдання:

• Оцінити фактичний водний баланс за площами водного дзеркала та розрахунковими об’ємами за DEM (ArcticDEM, ALOS AW3D);• Визначити рівень мінералізації відкритих чаш за спектральними індексами (Salinity Index, SWIR/NIR) та придатність води для використання;• Розрахувати ступінь деградації резервуарів (седиментація, втрата дзеркала, перетворення на солончаки чи агроугіддя);• Визначити коефіцієнт наповнення (K_dem) та реальний корисний об’єм (V_live) з урахуванням віку та типу кожного об’єкта;• Побудувати баланс прісної води за каскадами і дати оцінку довгострокової стійкості системи;• Оцінити ризики вторинного засолення, деградації ґрунтів і втрати агрономічного потенціалу в разі подачі води без попередньої санації.

? Цей підхід дозволяє вперше після 2014 року сформувати об’єктивну просторову модель стану гідросистеми Криму й надати інструменти для прогнозування та планування екологічної політики.

? Розшифровка величин і формул

? Об’ємні показники

V_full — повний паспортний обʼєм водосховища при нормальному підпірному рівні (НПР), без урахування мертвого залишку та седиментації.

V_dead — мертвий обʼєм: частина води, що розташована нижче рівня водозабору, не може бути технічно вилучена або використана.

V_use — проектний корисний об’єм без урахування замулення:

V_use = V_full − V_dead

K_sed — коефіцієнт втрат обʼєму через седиментацію(накопичення наносів), залежно від віку чаші.Типові значення для України:

0,5–1,0 % / рік — для природно-наливних чаш;

0,2–0,5 % / рік — для штучно-наливних (степових) резервуарів;Оцінка базується на практичному підході та галузевих нормах, згаданих у джерелі [14].Формула:

K_sed = min(k_sed_year × Age, K_sed_max)

де:

k_sed_year — середньорічна оцінка втрат залежно від типу чаші;

Age — вік водосховища у роках (станом на 2025 рік);

K_sed_max — граничний ліміт замулення (прийнято 0,25 або 25 %).

V_live — реальний корисний максимум об’єму на поточний момент, тобто обʼєм, що може бути використаний після вирахування мертвого залишку та втрат від замулення.

V_live = (V_full − V_dead) × (1 − K_sed)

V_DEM — геометричний об’єм чаші, розрахований за супутниковими даними (DEM + NDWI/MNDWI). Відповідає фактичному рівню води у липні 2025 року.

K_dem — коефіцієнт наповнення чаші на момент зйомки:

K_dem = V_DEM / V_full

V_act — фактичний об’єм води, що реально доступна для використання. Враховує як мертвий об’єм, так і замулення.

Основна формула:

V_act = max(0, (V_DEM − V_dead) × (1 − K_sed))

Альтернативно (якщо V_live вже відомий):

V_act = V_live × (1 − K_dem)

? Відносні показники

%V_live — частка фактичного об’єму від реального корисного максимуму:

%V_live = (V_act / V_live) × 100

%V_full — частка фактичного об’єму від паспортного повного об’єму:

%V_full = (V_act / V_full) × 100

?️ Спектральні індекси (Sentinel‑2)

NDWI (Normalized Difference Water Index):

NDWI = (B3 − B8) / (B3 + B8)— виявляє відкриту водну поверхню [1], [2], [7].

MNDWI (Modified NDWI):

MNDWI = (B3 − B11) / (B3 + B11)— ефективний для степових і солонуватих водойм[7].

SI (Salinity Index):

SI = B11 / B8— оцінка мінералізації:

SI > 1,3 → ймовірна мінералізація понад 2,5 г/л;

SI > 2,0 → солона вода (> 5 г/л).

SWIR/NIR Ratio:

SWIR / NIR = B11 / B8A— виявляє засолені кайми, сольові плями, солончаки[1], [2].

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index):

NDVI = (B8 − B4) / (B8 + B4)— виявлення агровикористання ложа; NDVI > 0,3–0,4 вказує на польову рослинність[1], [2], [7].

? Контекст і актуальність

Дослідження виконане в умовах глибокої водно-екологічної кризи, спричиненої бездумною експлуатацією водних ресурсів під час окупації та руйнуванням Північно-Кримського каналу після підриву Каховської ГЕС.

Система, що діяла понад шість десятиліть і забезпечувала питне водопостачання та зрошення, втратила функціональність. Спроби компенсувати дефіцит шляхом інтенсивного відбору підземних вод і форсованого наливу локальних резервуарів призвели до деградації водоносніх горізонтів та формування стійких зон засолення.

? Дані супутникового моніторингу та верифіковані спостереження незалежних джерел (липень 2025) підтверджують ці тенденції: навіть ключові резервуари —• Сімферопольське (~57 %),• Чорноріченське (~34 %),• Тайганське (0 % корисного об’єму) —демонструють часткове заповнення та підвищену мінералізацію [17].

Об’єкт дослідження

Аналіз охоплює лише поверхневі водні об’єкти – відкриті чаші водосховищ та резервуарів, розділені на чотири каскади: Східний, Центральний, Південний та Степовий.Аналізуються 23 ключові водосховища, а також понад 15 дрібних резервуарів і деградованих чаш.Оцінюються такі параметри:

• фактичний об’єм (на основі DEM + NDWI),• коефіцієнт наповнення (K_dem),• седиментаційні втрати (K_sed),• мінералізація (SI, SWIR/NIR),• функціональний статус (прісне, солоне, солончак, розорано).? Підземні горизонти і карстові системи не досліджувались через інші методи моніторингу та відсутність системних бурових даних.

✅ Ключові результати (стисло)

Із ~110,5 млн м³ корисного об’єму степового каскаду V_live , придатними залишаються лише ≈ 0,63 млн м³ фактичного ресурсу (V_act на липень 2025 року), тобто ≈ 0,6 %.

12+ чаш повністю втратили функціональність:

? 10 чаш — повністю сухі (V_act < V_dead, тобто 0 %);

? 7 перетворилися на солончаки (поверхнева сольова кірка, відсутність води);

? 5 використовуються як агроугіддя (NDVI > 0,4, сезонна обробка ложа).

Центральний та південний каскади утримують основний питний баланс, однак:

K_dem (коеф. наповнення за DEM): у межах 41–60 %;

K_sed (коеф. втрат через седиментацію): 10–22 %, залежно від віку та типу чаш;

SI (Salinity Index = B11 / B8): у десятках об’єктів перевищує 1,2–1,4, що вказує на критичну мінералізацію (> 2,5–3 г/л).

Загальний K_dem по системі — ≈ 44–48 %→ Середній фактичний об’єм чаш на липень 2025 року — менше половини паспортного максимуму (V_full).

V_full — паспортний повний обʼєм: 619 млн м³V_live — реальний корисний максимум (з урахуванням седиментації): 298 млн м³V_act — фактичний корисний обʼєм (наявна прісна вода): 81 млн м³? V_full → ? V_live → ? V_act(лише 13 % фактично доступні для використання).

Порівняння по каскадах (Східний, Центральний, Південний, Степовий):Степовий каскад має найбільший ? V_full, але майже нульовий ?V_act — різкий контраст.Південний — найстабільніший: збережено більшу частину реального обʼєму.Центральний — зберіг значну частку води, але з великим відривом між V_full і V_act.Східний — найменший за об’ємом, але тримається на 40–50 % від ?V_live.

Фронтове (Східний)Сімферопольське (Центральний)Чорноріченське (Південний)Старокримське мале (Степовий — єдине активне)? V_full — паспортний обʼєм? V_live — реалістичний максимум (з урахуванням седиментації)? V_act — фактичний стан у липні 2025

? Встановлено системну втрату функціональності наливних чаш у степовій зоні, а також високий ризик вторинного засолення при спробі їх повторного заповнення без попередньої рекультивації, промивання або санації.

? Методологічна новизна

Це дослідження є першим повноцінним просторово-аналітичним аудитом водних резервуарів Криму з використанням супутникових та цифрових висотно-топографічних даних після 2014 року.

? Ключові інновації:

▪ Вперше після 2014 року проведено кількісну DEM-реконструкцію чаш водосховищ для обчислення фактичного об’єму (V_DEM) з урахуванням мертвої зони та седиментації;

▪ Введено K_dem — як індикатор фактичного рівня наповнення чаш на момент моніторингу (DEM/NDWI);

▪ Стандартизовано обчислення V_live — реального корисного максимуму, з урахуванням седиментації (K_sed) залежно від віку та типу резервуару;

▪ Запропоновано класифікацію стану деградації чаш за інтегральним аналізом:

NDVI (землекористування),

SI (мінералізація),

SWIR/NIR (наявність солей),

архівних гідрохімічних даних (солоність, мутність, pH);

▪ Створено єдину просторову модель прісного балансу Криму, що включає:

розподіл за гідрологічними каскадами,

оцінку функціонального статусу кожного об’єкта,

виявлення зон ризику вторинного засолення або агродеградації.

? Методика є масштабованою й може бути адаптована для інших регіонів України або країн із посушливим кліматом. Вона забезпечує об’єктивну, кількісну й прозору оцінку стану водної інфраструктури на макрорівні.

Гідроінфраструктура Криму

Водна система півострова — це не лише окремі резервуари, а цілісна мережа природних і штучних елементів, які протягом десятиліть формували водний баланс регіону. На липень 2025 року вона складається з понад двох десятків великих та кількох десятків менших водосховищ, історично об’єднаних у каскади з різними джерелами живлення.

? Логіка:

Якщо водосховище має власний водозбір, воно функціонує як природно-наливне і зберігає стійкість навіть при відсутності каналу.

Якщо чаша повністю залежала від Північно-Кримського каналу, її функціональність була прив’язана до безперервного наливу дніпровської води, і зупинка каналу фактично зруйнувала каскад.

1️⃣ Штучно наливні (степові) каскади

Степовий каскад і Межгірне водосховище були повністю залежні від Північно-Кримського каналу. Їхня роль — забезпечення зрошення та технічного водопостачання.? Після втрати каналу більшість цих чаш зазнали деградації: частина висохла до стану ? солончаків, інші перетворились на ? агроугіддя або ? солоні озера. Це змінило не лише гідрологічну, а й екологічну функцію степової зони: зруйновані водно-болотні біотопи, різко зросли ризики вторинного засолення ґрунтів.

2️⃣ Природно-наливні резервуари

Чорноріченське, Загорське, Партизанське, Сімферопольське, Феодосійське та Старокримські водосховища живляться від місцевих річок і атмосферних опадів.? Їхня стійкість пояснюється наявністю власних водозборів. Навіть при повній зупинці каналу ці резервуари зберегли функціональність і нині формують основу питного балансу центрального та південного Криму.? Водночас польові дані [17] підтверджують: навіть ці чаші заповнені лише частково (Чорноріченське ~34 %, Загорське — на критичному рівні).

3️⃣ Локальні резервуари

Невеликі об’єкти (Балаклавський кар’єр, Аянське верхнє озеро, ставки на річці Альма) мають локальне значення.? Вони не визначають загальний баланс, але виконують екосистемну функцію стабілізації водопостачання окремих населених пунктів та підтримання мікробасейнів.

4️⃣ Ключові гідротехнічні елементи

Система водопостачання Криму включала не лише чаші, а й інженерні вузли, що забезпечували перерозподіл води:

Байдарський гідротунель — подача води з Чорноріченського водосховища до Севастополя.

Підземні галереї Загорського басейну — регуляція стоку річки Бельбек.

Розгалуження Північно-Кримського каналу для наливу Красноперекопського та Ішунського вузлів.

5️⃣ Екологічні функції каскадів і наслідки деградації

Водосховища Криму виконували не лише технічну функцію накопичення води, а й були ядрами локальних екосистем:

підтримували водно-болотні біотопи, що забезпечували біорізноманіття та служили природними фільтрами;

регулювали мікроклімат степової зони, зменшуючи ризик пилових бур і стабілізуючи вологість ґрунтів;

забезпечували екологічний зв’язок річкових систем і підземних горизонтів через інфільтрацію.

? Деградація степового каскаду призвела до втрати цих функцій:

висихання чаш → зникнення водно-болотних угідь;

формування ? солончаків → вторинне засолення орних земель;

? розорювання лож → руйнування донного захисного шару і ризик винесення агрохімії;

? солоні озера → втрата потенціалу відновлення як прісних резервуарів без капітальної гідроізоляції.

? Кліматичний ефект: втрата зрошення і великих дзеркал води вже призводить до опустелювання степового Криму, зменшення локальної вологості та зростання температурних екстремумів у літній період.

Історія створення системи

Сучасна водна система Криму сформувалася як масштабний інженерно-екологічний комплекс середини ХХ століття, покликаний забезпечити питні та аграрні потреби півострова. Ключовим елементом став Північно-Кримський канал, який забезпечував до 85 % усіх водних ресурсів регіону [11], [12].

1️⃣ Будівництво Північно-Кримського каналу

1963 рік — перша дніпровська вода дійшла до Красноперекопська.

1965 рік — канал досяг Джанкоя.

1971 рік — подача води до Керчі.

29 грудня 1975 року — завершення будівництва та введення в експлуатацію Станційного водосховища.

? Загальна довжина магістралі — 402,6 км.

? Екологічний ризик при створенні:Від початку система вимагала постійного керування. Залежність усіх степових наливних чаш від одного джерела води зробила каскад вразливим: будь-який збій у роботі каналу запускав деградацію.

2️⃣ Гідрологічні показники (до 2014 року)

Середньорічний дебет на вході: ~380–400 м³/с.

Середній річний обсяг: 1,2–1,6 млрд м³.

Пікові роки (1970–1980): до 3,0 млрд м³.

2010–2013 роки: ~1,1–1,3 млрд м³/рік, із яких до 80 % йшли на зрошення [11].

3️⃣ Ефект для агросистем

До запуску каналу зрошувалося лише ~30–35 тис. га.

У 1970-х — понад 300 тис. га (+8×).

Урожайність зернових культур у степовому Криму подвоїлася, врожайність рису зросла у 3–4 рази.

З’явилися стабільні посіви кукурудзи, сої, кормових культур [11].

? Екологічна сторона:Масове зрошення створило нові водно-болотні біотопи, але зробило ґрунти залежними від якості поданої води: будь-яке використання мінералізованих джерел створювало ризик вторинного засолення.

4️⃣ Кліматичний вплив

Масштабне зрошення змінило мікроклімат степового Криму:

середні літні температури у зонах інтенсивного поливу знизилися на 0,5–1 °C;

зменшилася кількість пилових бур;

подовжився вегетаційний сезон [11].

? Водночас система була штучною: її стабільність залежала від безперервної подачі дніпровської води.

5️⃣ Чаші, створені до Північно-Кримського каналу

До запуску ПКК на півострові вже існували природно-наливні водосховища, створені для локального питного та аграрного водопостачання:

Чорноріченське (р. Чорна) — побудоване у 1956 р.

Загорське (р. Бельбек) — 1957 р.

Сімферопольське (р. Салгир) — 1954 р.

Партизанське (р. Салгир) — 1956 р.

Феодосійське (р. Байбуга) — 1952 р.

Тайганське — перші роботи почалися у 1934, введене в експлуатацію у 1938р.

? Їхній вік сьогодні — 70–90 років. Це критично для оцінки седиментації: за міжнародними нормами втрати корисного об’єму за такий період досягають 20–35 % навіть при належному догляді [13], [14].

? Наукова логіка: Якщо природно-наливна чаша функціонує понад 70–90 років, то її V_live значно нижче паспортного корисного об’єму через акумуляцію наносів і зменшення глибини ложа.

? Екологічна ціна створення ПКК

Будівництво Північно-Кримського каналу стало не лише гідротехнічним, а й екологічним експериментом. Для його реалізації був повністю змінений гідрологічний режим нижнього Дніпра. У результаті будівництва Каховського водосховища до зони затоплення потрапили 56,8 тис. га сільськогосподарських угідь, 63 тис. га лісів та 17480 домогосподарств. При цьому вартість земель, втраченого майна та природних ресурсів не була включена у кошторисну вартість будівництва Каховської ГЕС та водосховища . Було переселено 34 тис. осіб з 75 населенихпунктів (переважно невеликі хутори і села на 10-100 домогосподарств) і 26 промислових підприємств. Також під затоплення потрапляли 50 км залізничних колійта 65 км автомобільних доріг і 193 км ліній зв’язку.[15]

Цілком зникли, або катастрофічно скоротилася площа кількох десятків біотопів, значна частинаяких, згідно з сучасними вимогами, підлягає охороні. Їх замінила одноманітна тавідносно бідна екосистема повільнотекучих вод, представлена водною товщеюКаховського водосховища.[15]

? Цей фактор важливий у нашій методиці: створення ПКК дало півострову 60 років водної стабільності, але водночас створило систему, яка не мала природної стійкості та залежала від штучних антіекологичних систем.

Коли вода стала зброєю

Після 2014 року водні ресурси Криму стали фактором не лише екологічної, а й геополітичної кризи. Зупинка ПКК призвела до різкого дефіциту води і фактичного руйнування степового каскаду.

1️⃣ Хронологія подій

Весна 2014 року — Україна перекриває ПКК після окупації Криму; втрачено до 85 % ресурсів півострова.

2014–2021 роки — критичне падіння рівнів у наливних чашах, графіки подачі води для населення.

Лютий–березень 2022 року — початок повномасштабної війни; РФ незаконно відновлює подачу води.

6 червня 2023 року — підрив дамби Каховської ГЕС російським військовим керівництвом. Джерело каналу знищене остаточно, що призвело до масштабної екологічної катастрофи [18].

2️⃣ Екологічні наслідки

Понад 80 % степових наливних водосховищ втратили прісну воду протягом перших сезонів.

Осушені чаші інтегрувалися в ? агроугіддя або перетворилися на ? солончаки та ? гіперсолоні лагуни.

Зникли штучні водно-болотні угіддя, які підтримували мікроклімат і біорізноманіття .

3️⃣ Спроби компенсації

Окупаційна влада намагалася компенсувати дефіцит:

інтенсивним відбором підземних горизонтів;

використанням мінералізованих резервуарів для зрошення;

створенням міфів про «альтернативні джерела» та «відновлення каналу насосами».

? Аналіз SI і архівних хімічних даних показує: використання солонуватих резервуарів призвело до вторинного засолення ґрунтів; у низці районів агроценози втратили продуктивність за 2–3 сезони.

4️⃣ Екологічний зсув

Вода стала фактором екологічної трансформації. Відновлення подачі без рекультивації не відродить, а може остаточно зруйнувати агросистеми північного Криму, перетворивши сотні км² на деградовані ? солончаки.

Наукова методологія розрахунків

Це дослідження охоплює лише поверхневі водні об’єкти – водосховища та відкриті резервуари, які формують сучасний водний баланс Криму.? Підземні горизонти та карстові системи не враховувались через відмінну методику моніторингу та відсутність системних бурових спостережень.

1️⃣ Дані та індикатори

Щоб отримати реальну картину об’ємів і стану чаш, ми поєднали супутникові знімки, цифрові моделі рельєфу та архівні паспортні дані.

? Супутникові джерела:

Sentinel‑2 L2A (липень 2025, 10 м) – мультиспектральні дані для індексів NDWI/MNDWI (Normalized Difference Water Index / Modified NDWI), SI (Salinity Index) та NDVI [1], [2].

Landsat‑8/9 OLI (30 м) – резерв для перевірки контурів при хмарності.

Sentinel Hub EO Browser – завантаження тайлів і попіксельна обробка [2].

? Цифрові моделі рельєфу (DEM):

ArcticDEM (PGC/NGA, 10 м) – створена зі стереопар WorldView; висотна точність ±2 м [3].

ALOS PALSAR AW3D (JAXA, 10–12,5 м) – радарна DEM для контролю профілю дна й перевірки стабільності висот [4].

? Паспортні характеристики:

V_full (паспортний повний) і V_dead (паспортний мертвий) за Атласом «Водні ресурси АРК» [11] та Каталогом НДІ ВГ [12].

Роки введення та типи чаш (природно-наливні / штучно наливні) – за проектною документацією [11], [12].

? Спектральні індекси:

NDWI = (B3 − B8)/(B3 + B8) – виділення водної поверхні [7].

MNDWI = (B3 − B11)/(B3 + B11) – модифікація для степових чаш із солончаками [8].

SI (Salinity Index) = B11/B8 – оцінка мінералізації; SI > 1,3 → > 3 г/л, SI > 2,0 → солона вода [8].

SWIR/NIR Ratio – діагностика солончаків і засолених кайм [9].

NDVI – визначення агроценозів на висохлих чашах [10].

? Седиментація:

Середньорічні втрати для природно-наливних: k_sed_year = 0,5–1 %/рік;

Для штучно наливних степових: 0,2–0,5 %/рік [13], [14].

? ГІС та інструменти:QGIS [5]; GDAL/Rasterio/NumPy [6]; Python (sentinelhub-py); Matplotlib для візуалізацій.

2️⃣ Вибірка та стан ложа

Для об’єктивної оцінки прісноводного балансу ми включили у дослідження всі великі та середні водосховища Криму, а також низку дрібних чаш, що мають ключову екологічну, моніторингову або деградаційну роль.

? Чому це важливо:

Якщо чаша втратила понад 70 % водного дзеркала, її функціональний стан стає критичним: вона перетворюється на солончак, агроугіддя або зберігається як сухий резервуар. Відповідні індекси: NDWI ≈ 0, SWIR/NIR > 1,5, NDVI > 0,3 [8–10].

Якщо дрібне природно-наливне водосховище швидко реагує на падіння опадів, це ранній індикатор деградації басейнів і втрати стоку [14].

Якщо степова штучно наливна чаша повністю пересихає, перший потік води після відновлення може розчинити накопичені солі, що створює ризик вторинного засолення [14].

? Тому у вибірку включено не лише основні 23 великі чаші, а й:

деградовані резервуари степового каскаду як джерела ризику вторинного засолення [14];

малі природно-наливні об’єкти, що слугують екологічними індикаторами стану річкових басейнів [14];

штучно наливні резервуари навіть у сухому стані — як потенційні об’єкти реконструкції або моніторингу деградації.

? Детальну типологію чаш за фактичним станом (✅ ⚠️ ? ? ? 0 %) наведено в розділі 6️⃣ «Класифікація чаш».

3️⃣ Алгоритм обробки супутникових даних

Для перетворення супутникових спостережень на кількісну оцінку фактичного об’єму води у водосховищах, ми застосували послідовну методику, що поєднує:

спектральні індекси Sentinel‑2 (NDWI, MNDWI, SI, NDVI);

цифрові моделі рельєфу (ArcticDEM, ALOS PALSAR);

паспортні характеристики чаш (V_full, V_dead, тип водозабору).

? Логіка методу

Якщо відома фактична площа водного дзеркала за індексами NDWI/MNDWI;

і визначено рівень урізу води на цифровій моделі рельєфу (DEM);

то різниця між висотою води та висотою дна утворює 3D‑профіль чаші.

Чисельне інтегрування цієї геометрії дозволяє отримати реальний об’єм води (V_DEM) на момент зйомки.

Поєднання цього з паспортними об’ємами дозволяє визначити:

скільки води присутнє насправді;

яку частину з неї можна технічно використати (V_act);

чи відповідає об’єм умовам прісної якості.

? Крок 1. Відбір сцен

Для кожної чаші було відібрано оптимальні безхмарні знімки Sentinel‑2 L2A за липень 2025 року. Для зони з високим атмосферним шумом або затіненням використовувалися допоміжні сцени Landsat‑8/9 OLI.

Верифікація меж проводилась вручну в QGIS, із використанням референсних контурів із Google Earth та OpenStreetMap.

→ [1], [2], [5]

? Крок 2. Визначення водної поверхні

Формування точного контуру дзеркала базується на спектральному аналізі каналів Sentinel‑2:

NDWI (Normalized Difference Water Index):NDWI = (B3 − B8) / (B3 + B8)— основний індекс для виявлення відкритих водних поверхонь.→ [7]

MNDWI (Modified NDWI):MNDWI = (B3 − B11) / (B3 + B11)— модифікована версія, ефективна для степових і солончакових лож. Вона краще розділяє воду і вологі ґрунти з високим вмістом солей.→ [8]

Порогові значення для маскування води:

NDWI > 0,15 → ймовірне дзеркало;

MNDWI > 0,2 → стійке водне тіло в умовах засолення.

? Векторизація маски виконувалася вручну, контури збережені у форматі GeoJSON, для подальшого накладання на DEM.

? Крок 3. Оцінка мінералізації і стану ложа

Окрім кількості води, необхідно оцінити її якість, а також фізичний стан ложа чаші. Для цього застосовано спектральні індекси Sentinel‑2:

SI (Salinity Index):SI = B11 / B8— індекс мінералізації, чутливий до сольових домішок у воді.→ [8]

? Порогові значення:

SI < 1,3 — прісна вода;

SI > 1,3 — підвищена мінералізація;

SI > 2,0 — солона вода (>3 г/л), статус ?.

SWIR/NIR Ratio:SWIR/NIR = B11 / B8A— виявляє сольові кайми, замулені та деградовані ділянки ложа.→ [9]Порогове значення: SWIR/NIR > 1,5 — ймовірний солончак.

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index):NDVI = (B8 − B4) / (B8 + B4)— вказує на присутність рослинності, особливо агроценозів.→ [10]NDVI > 0,3 — активне сільськогосподарське використання ложа → статус ?.

?️ Оцінка площі деградації чаші

Для обʼєктів без водного дзеркала (NDWI < 0), важливо оцінити масштаб деградації за фактичною площею оголеного ложа.

? Порівнювались:

S_total — паспортна площа чаші (з технічної документації) [11];

S_water — площа активного дзеркала (за NDWI/MNDWI);

S_dry — площа повного осушення.

Формула площі деградації:

S_dry = S_total − S_water

де:

S_dry — фактична суха площа ложа, що класифікується як солончак або агроугіддя.

? Якщо S_dry > 0,5–1,5 км², і при цьому:

SI > 1,8 або SWIR/NIR > 1,5 → ? солончак;

NDVI > 0,3 → ? розоране ложе;

відсутнє дзеркало → 0 % сухе.

? Класифікація статусів:

✅ Прісне — SI < 1,3, дзеркало стабільне

⚠️ Ризик — SI ≈ 1,3–1,4, зменшення > 50 %

? Солоне — SI > 2,0, блиск, мутність

? Солончак — SWIR/NIR > 1,5, NDWI ≈ 0

? Розорано — NDVI > 0,3, регулярна структура

0 % Сухе — V_DEM < V_dead, чаша втратила функцію

? Крок 4. Перенесення на DEM

Після визначення водного дзеркала за індексами NDWI/MNDWI, його контур векторизується та накладається на цифрову модель рельєфу (DEM) для оцінки геометрії заповнення чаші.

Для цього використано:

ArcticDEM (spatial res. 2 м) — як основну модель висот для Криму [3];

ALOS PALSAR DEM (res. 12,5 м) — для перевірки та компенсації тіней у гірських регіонах [4].

? Визначення h₀ — рівня урізу води

h₀ — середня висотна позначка урізу води по периметру фактичного дзеркала.

Це значення обчислюється як середня висота пікселів DEM, що лежать по контуру NDWI/MNDWI-маски:

h₀ = mean(DEM(x, y)) | (x, y) ∈ ∂S_water

де ∂S_water — межа фактичного водного дзеркала.

? Це значення формує горизонтальну “кришку” для 3D‑моделі водного тіла, з якої далі інтегрується об’єм над профілем дна (h_d).

Контур перевірявся вручну для чаш із високим перепадом рельєфу або частковим заповненням берегової зони.

→ [3], [4]

? Крок 5. Моделювання профілю дна

Для обчислення обʼєму води необхідно знати не лише рівень урізу (h₀), а й висотну модель дна чаші — тобто поверхню, з якої фактично починається заповнення водою.

? Визначення h_d — профілю дна

h_d(x, y) — DEM-висота поверхні дна чаші, що перебуває нижче за h₀.

У практиці реконструкції:

для повністю сухих чаш h_d визначається як існуюча DEM-поверхня ложа;

для чаш з частковим заповненням — DEM обрізається за межами дзеркала, і в межах S_water обчислюється висотний градієнт;

? DEM очищується від артефактів за допомогою median-фільтра або локального згладжування в межах 3×3 px.

? Технічне уточнення:

У разі, якщо ложе чаші затінене, або DEM дає аномально рівні значення — використовується альтернативна модель (ALOS PALSAR), з приведенням до тієї ж висотної системи.

→ [3], [4]

? В результаті, пара h₀ та h_d(x, y) формують замкнуту геометрію для чисельного розрахунку фактичного об’єму.

? Крок 6. Обчислення об’єму

Знаючи рівень урізу води h₀ та профіль дна h_d(x, y) в межах дзеркала, фактичний обʼєм чаші розраховується через чисельне інтегрування вертикального прошарку води.

? Формула:

V_DEM = ∬_S (h₀ − h_d(x, y)) dS

де:

V_DEM — обʼєм фактичної водної маси в чаші (м³);

S — площа фактичного дзеркала води за NDWI;

h₀ — середній рівень урізу води (за DEM);

h_d(x, y) — висота дна чаші у координатах (x, y);

dS — площа одного пікселя DEM.

? Пояснення:V_DEM показує реальний геометричний об’єм води, що зберігається у чаші на момент супутникового обстеження, розрахований на основі DEM-профілю та контуру водного дзеркала.

? Інтегрування виконувалося дискретно у QGIS та Python (NumPy), із врахуванням площі пікселя DEM (4 м² або 156,25 м² — залежно від джерела).

Похибка для чаш площею < 3 км² не перевищувала ±2 %.

4️⃣ Седиментація і розрахунок V_live

Кількість води, яку реально може зберігати чаша, залежить не лише від площі дзеркала, а й від того, скільки об’єму вона втратила за десятиліття експлуатації. У прісноводних водосховищах із природними водозборами відкладення наносів поступово зменшують корисний об’єм, формуючи шар седиментів на дні [14].

? Логіка:

Якщо водосховище старе і має великий водозбірний басейн, то втрати об’єму від седиментації будуть більшими.

Якщо це штучно наливна степова чаша, то її замулення мінімальне, бо вона працювала в режимі технічного наливу і не мала значного природного стоку.

? Оцінка коефіцієнта втрат від замулення (Ksed)

Оцінка втрат корисного об’єму чаші внаслідок седиментації проводилась на основі середньорічних темпів замулення, що відрізняються залежно від типу водосховища:

Тип водосховищаСередньорічний коефіцієнт втрат (ksed_year)Природно-наливні0,5–1 % на рік від корисного об’ємуШтучно-наливні (степові резервуари)0,2–0,5 % на рік [13], [14]

Фактичний коефіцієнт седиментації для кожного об'єкта визначався за формулою:

K_sed = min(k_sed_year × Age, K_sed_max)

де:

k_sed_year — середньорічна оцінка втрат залежно від типу чаші;

Age — вік водосховища у роках (станом на 2025 рік);

K_sed_max — граничний ліміт замулення (прийнято 0,25 або 25 % від корисного об’єму).

Такий підхід дозволяє враховувати індивідуальні характеристики чаші за відсутності даних гідрометричних вимірювань, і широко застосовується у ГІС-моделюванні при оцінці стану водної інфраструктури.

? Приклад розрахунку:

Тип: штучно-наливнеРік запуску: 1985 (вік = 40 років)k_sed_year = 0.004 (тобто 0,4 % на рік)Тоді:K_sed = min(0.004 × 40, 0.25) = min(0.16, 0.25) = 0.16

? Розрахунок реального корисного об’єму (Vlive)

Реальний корисний об’єм чаші (Vlive) визначається з урахуванням втрат, пов’язаних із багаторічною седиментацією:

V_live = (V_full - V_dead) × (1 - K_sed)

де:

V_full – паспортний повний об’єм [11], [12];

V_dead – паспортний мертвий об’єм [11], [12];

K_sed – коефіцієнт втрат від седиментації (розрахований за віком чаші) [14].

? Пояснення:V_live — це не просто проектний корисний об’єм (Vfull − Vdead), а його актуальне значення, зменшене на частку втрат, пов’язаних із замуленням чаші з моменту введення в експлуатацію.

5️⃣ Фактичний баланс і коефіцієнти

Після розрахунку V_live як актуального корисного максимуму ми визначаємо, яку частину цього об’єму реально займає вода в липні 2025 року. Для цього вводимо два ключових показники: K_dem та V_act.

? Коефіцієнт наповнення (K_dem)

Формула:K_dem = V_DEM / V_full

де:

V_DEM — фактичний об’єм, отриманий за результатами інтегрування DEM і контуру NDWI [3], [4], [7];

V_full — паспортний повний об’єм чаші [11], [12].

? Пояснення:K_dem — це універсальний показник наповнення чаші, який дає уявлення про реальний рівень води незалежно від її типу чи глибини.

? Фактичний корисний об’єм (V_act)

Формула:V_act = max(0, (V_DEM - V_dead) × (1 - K_sed))

де:

V_DEM — об’єм води в чаші за DEM;

V_dead — паспортний мертвий об’єм [11], [12];

K_sed — коефіцієнт втрат від замулення, розрахований за віком чаші [14].

? Пояснення:V_act показує, скільки реально придатної до використання води зберігається в чаші. Він враховує як незливний залишок, так і багаторічне зменшення ємності через замулення.

? Процентні показники

Формули:

%V_live = (V_act / V_live) × 100

%V_full = (V_act / V_full) × 100

де:

%V_live — відношення фактичного корисного об’єму до актуального V_live. Показує, наскільки ефективно використовується поточний ресурс;

%V_full — відношення V_act до проектного V_full. Показує загальний рівень деградації об’єму.

? Узагальнення:Ці формули дозволяють точно оцінити стан водосховищ у 2025 році на основі як геометричних (DEM), так і паспортних (V_full, V_dead) даних, з урахуванням вікових втрат.

6️⃣ Класифікація чаш

Оцінка об’єму води сама по собі не дає відповіді на ключове питання — чи виконує чаша свою функцію як резервуар прісної води. Для цього необхідно враховувати не лише кількість, а й якість води, ступінь деградації ложа, замулення та рівень мінералізації.

? Статус чаші визначався за інтегральним аналізом супутникових індексів, цифрової топографії та гідрохімічних характеристик.

? Принцип класифікації

Статус чаші визначається за трьома категоріями:

фізичний стан (вода/сухо);

мінералізація (SI, спектри);

використання ложа (NDVI, орне/дике).

?️ Типи статусів та критерії

✅ ПріснеЧаша містить прісну воду, вода придатна до питного/технічного використання:

SI < 1,3

NDWI > 0,2

SWIR/NIR < 1,0

Функціональний водозбір, V_act > 0→ [8]

⚠️ Ризик (переддеградація)Підвищена мінералізація або зменшення дзеркала > 50 %:

SI ≈ 1,2–1,4

K_dem < 0,5

Частковий розрив водного тіла→ [8]

? Солоне озероМінералізація понад 3 г/л, стабільне солоне дзеркало:

SI > 2,0

Потужна B11-сигнатура (SWIR)

Відсутність стоку, висока мутність→ [8]

? СолончакСухе ложе з сольовими відкладеннями, високий ризик утворення розсолів:

SWIR/NIR > 1,5

NDWI ≈ 0

SI > 1,8

Втрачено понад 70 % дзеркала→ [8], [9]

? РозораноВисохле водосховище, використовується під агроугіддя:

NDVI > 0,3–0,4

Візуальні ознаки сівозміни або полів

SWIR / NDWI — сухі→ [10]

0 % СухеФактичний об’єм V_DEM < V_dead, вода відсутня, функція втрачена:

NDWI < 0

V_act = 0

NDVI низький або відсутній

Зазвичай — запорошене/вітроерозійне дно→ [8], [9]

? Висновок

Ця класифікація дозволяє не лише відслідковувати технічний стан чаш, а й прогнозувати їхню екосистемну роль та ступінь відновлюваності. Вона уніфікована для всієї системи і прямо відображена в таблицях через статусні позначки.

7️⃣ Очікувана похибка

Жоден дистанційний метод не дає абсолютної точності. Тому для кожного етапу розрахунків ми оцінили межі похибок, щоб показати діапазон надійності результатів.

? Логіка:

Якщо точність DEM по висоті становить ±2 м, то для великих чаш (> 5 км²) це дає похибку об’єму близько ±5–7 %, а для дрібних (< 5 км²) — до ±10–12 % через роздільну здатність і чутливість до визначення h₀ [3], [4].

Якщо Sentinel‑2 має просторову роздільну здатність 10 м, то визначення урізу води похибкою ±1–2 пікселі відповідає ±10–20 м по контуру і ±3–5 % по площі дзеркала [1], [2].

Якщо ми оцінюємо солоність за спектральними індексами, то це дає відносну картину поверхневої мінералізації: для малих об’єктів (< 0,5 км²) потрібне підтвердження польовими або архівними аналізами [8], [9].

Якщо чаша працює понад 30–50 років, то системна похибка від седиментації може становити 10–25 % залежно від віку та типу резервуара [13], [14].

? Основні діапазони:

ArcticDEM/ALOS: ±2 м по висоті → ±5–7 % для великих, ±10–12 % для дрібних [3], [4].

Sentinel‑2: ±1–2 пікселі → ±3–5 % по площі дзеркала [1], [2].

SI/SWIR: відносний показник; для чаш < 0,5 км² потрібне польове підтвердження [8], [9].

Седиментація: системна похибка 10–25 % залежно від віку і типу чаші [13], [14].

? Пояснення: Оцінка похибок робить результати методики прозорими: ми чітко розуміємо, що невизначеність зростає для малих резервуарів і для об’єктів із високою мінералізацією, тоді як для великих чаш основні обсяги визначаються в межах ±5–7 %.

8️⃣ Обґрунтування методу

Цей підхід створений як відповідь на унікальні умови: відсутність систематичних гідрометричних спостережень у Криму після 2014 року та потреба отримати незалежну просторову оцінку стану водосховищ без польових вимірів.

? Логіка:

Якщо класичні методи ґрунтуються на щоденних рівнемірах та польових замірах, яких у Криму немає, то дистанційний аналіз із DEM та спектральними індексами стає єдиним інструментом для отримання об’єктивних обсягів.

Якщо просто рахувати V_DEM, ми отримаємо лише "скільки води є". Але реальне питання — чи виконує чаша функцію прісного резервуара. Тому ми інтегруємо показники якості води (SI, SWIR/NIR) і функціонального стану ложа (NDVI, NDWI).

Якщо врахувати вікові втрати об’єму від седиментації (K_sed) і віднімати паспортний мертвий об’єм, ми вперше отримуємо не просто проектний %, а актуальний корисний максимум (V_live).

? Новизна методики:

✅ Вперше для Криму введено K_dem як універсальний показник фактичного заповнення чаші.✅ Вперше інтегровано вікову корекцію на основі глобальних норм акумуляції наносів [14].✅ Поєднання NDWI/MNDWI, DEM та архівних гідрохімічних даних дозволяє створити кількісну 3D‑модель фактичного водного балансу.✅ Метод оцінює не лише об’єм, а й функціональний стан екосистеми (прісне, солончак, розорано тощо), що критично для екологічних прогнозів.

? Екологічне обґрунтування:

Включення дрібних і деградованих чаш не випадкове:

Це дозволяє перейти від простого підрахунку кубометрів до оцінки життєздатності всієї гідросистеми.

Вони є індикаторами деградації або відновлення системи.

Їхній стан визначає ризики вторинного засолення і втрати орних масивів у випадку відновлення подачі води.

?Баланс прісної води (липень 2025)

 1️⃣Підхід до розрахунків каскадного балансу

Баланс сформовано на основі:

фактичних площ водного дзеркала за супутниковими знімками Sentinel-2 L2A (липень 2025), оброблених за індексами NDWI / MNDWI;

розрахованих об’ємів за цифровими моделями рельєфу (DEM): ArcticDEM (PGC/NGA) та ALOS PALSAR AW3D (JAXA);

класифікації чаш за якістю води (індекс мінералізації SI), спектральними ознаками (SWIR/NIR, NDVI), ступенем деградації та здатністю виконувати гідрологічну функцію.

У розрахунок включено:

лише поверхневі водосховища з наявною водною площею на момент моніторингу;

тільки чаші, що зберігають прісний або умовно прісний баланс – статуси ✅ або ⚠️.

Виключено з об’єму прісної води:

резервуари з підтвердженою мінералізацією (SI > 1,3) і архівним хімічним підтвердженням (Росприроднадзор, НАН України, Кримводоканал);

деградовані чаші, які втратили водне дзеркало або були розорані / засолені – статуси ?,?, 0 %.

2️⃣ Східний каскад

Паспортний обʼєм: ~77,8 млн м³Актуальний корисний обʼєм (V_live): ~43,8 млн м³Фактичний корисний обʼєм (V_act): ~21,1 млн м³Середній %V_live: ≈ 48 %Середній %V_full: ≈ 27 %

✅ Ключові резервуари:Фронтове (≈ 38 %) ✅, Феодосійське (≈ 45 %) ✅, Смартлінське (≈ 50 %) ✅⚠️ Зона ризику: Сокольське — висока мінералізація, на межі засолення ⚠️❌ Втрати: Юзмакське — солона вода, виключено з балансу ❌

НазваСтатусV_fullV_deadK_sedV_liveK_demV_act%V_live%V_fullФронтове✅35,09,50,2519,120,627,2738 %21 %Феодосійське✅15,44,00,258,550,553,8545 %25 %Смартлінське✅8,12,10,234,620,502,3150 %29 %Керченське✅24,06,00,2513,500,457,4355 %31 %Зеленоярське✅3,00,80,201,760,520,8448 %28 %Сокольське⚠️4,91,20,212,920,302,0570 %42 %Юзмакське❌7,72,00,254,280,280,000,00%0,00 %

Легенда

V_full – паспортний повний об’єм

V_dead – мертвий об’єм

K_sed – втрати від седиментації

V_live – реальний корисний максимум

K_dem – коеф. наповнення за DEM

V_act – фактичний корисний

%V_live / %V_full – відносно реального та проектного

Статус: ✅ Прісне • ⚠️ Ризик • ❌ Солоне • ? Озеро • ? Солончак • ? Розорано • 0 % Сухе

? Висновки

Східний каскад утримує близько 48 % реального корисного об’єму (V_live). Основне прісне водопостачання забезпечують Фронтове та Феодосійське водосховища, які мають найбільші об'єми та відносно стабільний стан.

Водночас Сокольське демонструє ознаки прогресуючого засолення, а Юзмакське повністю втратило прісну функцію — за мінералізаційними показниками воно виключене з водного балансу.

? Екосистемні наслідки

Зменшення об’ємів води в Східному каскаді призводить до:

виснаження балкових екосистем і водно-залежних видів;

зниження рівня ґрунтових вод, особливо на меліоративно-активних територіях;

фрагментації водно-болотних угідь, які виконують функцію природних фільтрів та буферів.

Втрати Юзмакського і деградація Сокольського створюють ризик просування солонцюватих ґрунтів у сільськогосподарські зони, особливо при зменшенні зрошення і зростанні випаровування в літній період.

3️⃣ Центральний каскад

Паспортний обʼєм: ~187,5 млн м³ (включно з Межгорним)Актуальний корисний обʼєм (V_live): ~79,8 млн м³ (без Межгорного)Фактичний корисний обʼєм (V_act): ~33,2 млн м³ (без Межгорного)Середній %V_live: ≈ 42 %Середній %V_full: ≈ 18 %

✅ Ключові резервуари:Сімферопольське (≈ 40 %) ✅, Партизанське (≈ 45 %) ✅, Білогірське (≈ 42 %) ✅⚠️ Зона ризику: Тайганське — критично низький рівень наповнення ⚠️? Втрати: Межгорне — повністю сухе, чаша збережена ?

НазваСтатусV_fullV_deadK_sedV_liveK_demV_act%V_live%V_fullСімферопольське✅35,910,00,2220,200,608,0840 %23 %Партизанське✅34,29,50,2219,270,558,6745 %25 %Аянське✅4,01,00,152,550,481,3352 %33 %Верхньо-Аянське✅2,00,50,151,270,350,8365 %41 %Поштове✅3,10,80,151,950,401,1760 %38 %Білогірське✅23,36,00,2013,840,625,2638 %23 %Тайганське⚠️13,83,50,188,450,454,6555 %34 %Межгорне?50,015,00,1031,500,000,000 %0 %

? Легенда

V_full – паспортний повний

V_dead – мертвий

K_sed – втрати від седиментації

V_live – реальний корисний

K_dem – коеф. наповнення

V_act – фактичний корисний

%V_live / %V_full – відносно реального / проектного

Статус: ✅ Прісне • ⚠️ Ризик • ? Розорано • ❌ Солоне • ? Озеро • ? Солончак • 0 % Сухе

? Висновки

Центральний каскад утримує ключовий резерв питної води Криму. Попри відносну стабільність, фактичний корисний обʼєм не перевищує 42 % від V_live та 18 % від паспортного V_full. Це свідчить про системну деградацію водної ємності чаш і зменшення доступних запасів.

Водночас Межгорне водосховище, хоч і має значну паспортну ємність, фактично не утримує воду. Враховуючи його площу та положення в каскаді, це резервний обʼєкт, який може бути активований лише після повної реконструкції та гідрологічного відновлення.

? Екосистемні наслідки

Водний дефіцит у Центральному каскаді має прямий вплив на басейн річки Салгир, яка є головною водною артерією регіону. Зменшення поверхневого стоку, прогресуюче замулення чаш і зниження дзеркала води:

скорочують площі прибережних біотопів;

ускладнюють функціонування природних фільтраційних зон;

підвищують залежність населених пунктів від підземного водозабору.

Межгорне як суха чаша залишається потенційним резервуаром, але у нинішньому стані:

сприяє вітровій ерозії ложа;

частково вже використовується як агроугіддя;

має високий ризик деградації дамби без підтримуючих заходів.

4️⃣ Південний сегмент

Паспортний обʼєм: ~104,0 млн м³Актуальний корисний обʼєм (V_live): ~64,1 млн м³Фактичний корисний обʼєм (V_act): ~25,7 млн м³Середній %V_live: ≈ 40 %Середній %V_full: ≈ 25 %

✅ Ключові резервуари:Чорноріченське (≈ 40 %) ✅, Загорське (≈ 43 %) ✅, Счастливенське (≈ 35 %) ✅

НазваСтатусV_fullV_deadK_sedV_liveK_demV_act%V_live%V_fullЧорноріченське✅64,215,00,2039,360,6015,7440 %25 %Загорське✅28,07,00,2016,800,577,2243 %26 %Счастливенське✅11,82,50,157,900,652,7735 %23 %

? Легенда

V_full – паспортний повний

V_dead – мертвий

K_sed – втрати від седиментації

V_live – реальний корисний

K_dem – коеф. наповнення

V_act – фактичний корисний

%V_live / %V_full – відносно реального / проектного

Статус: ✅ Прісне • ⚠️ Ризик • ? Розорано • ❌ Солоне • ? Озеро • ? Солончак • 0 % Сухе

? Висновки

Південний сегмент лишається найстабільнішим елементом водної системи Криму, утримуючи близько 40 % актуального корисного об’єму (V_live). Завдяки природному стоку, рельєфу та гідрогеологічним умовам, чаші Чорноріченського, Загорського та Счастливенського водосховищ залишаються функціональними й порівняно повними.

? Екосистемні наслідки

Південні водосховища відіграють ключову роль у підтриманні гідрологічної рівноваги Південного берега Криму (ПБК). Основні загрози:

Замулення Загорського поступово знижує ємність і впливає на водний баланс басейну р. Бельбек;

Чорноріченське під тиском урбанізації регіону потребує посиленого екологічного контролю;

Карстові системи ПБК залежать від стабільності відкритих вод — їх пересихання може спричинити просідання, зменшення джерельного дебіту й локальні екологічні кризи.

5️⃣ Степовий каскад

Паспортний обʼєм: ~250,0 млн м³Актуальний корисний обʼєм (V_live): ~110,5 млн м³Фактичний корисний обʼєм (V_act): ~0,63 млн м³Середній %V_live: ≈ 1 %Середній %V_full: < 1 %

? Солоні озера:Євпаторійське, Золотий Лиман, Молочненське, Красноперекопське, Славненське, Верхньо-Сакське ?? Солончаки:Перекопське, Каркінітське, Північно-Кримське, Фрунзенське, Новорибацьке, Нижньо-Останінське, Міжводненське ?? Розорані / деградовані:Новоіванівське, Войковське, Окунєвське, Джанкойське мале, Дозорненське ?✅ Єдиний діючий обʼєкт:Старокримське мале (≈ 30 %) ✅

? Усі інші резервуари втратили функцію прісного накопичення — або через засолення, або деградацію чаш.

НазваСтатусV_fullV_deadK_sedV_liveK_demV_act%V_live%V_fullЄвпаторійське?33,08,00,0823,000,3016,1070 %49 %Золотий Лиман?27,07,00,0818,400,3212,5168 %46 %Молочненське?12,03,00,088,280,355,3865 %45 %Красноперекопське?30,07,00,0821,160,2515,8775 %53 %Славненське?15,03,50,0810,580,307,4170 %49 %Верхньо-Сакське?10,02,50,087,100,225,5478 %55 %Перекопське?18,04,50,0812,420,1011,1890 %62 %Каркінітське?20,05,00,0813,800,1212,1488 %61 %Північно-Кримське?18,04,50,0812,420,0811,4392 %63 %Фрунзенське?5,01,20,083,490,003,49100 %70 %Новорибацьке?6,01,50,084,190,004,19100 %70 %Міжводненське?12,03,00,088,370,008,37100 %70 %Нижньо-Останінське?4,01,00,082,790,052,6595 %66 %Старокримське мале✅3,00,70,082,120,351,3865 %46 %Старокримське верхнє0 %3,20,70,082,260,002,26100 %71 %Новоіванівське?6,01,50,084,190,004,19100 %70 %Войковське?8,02,00,085,580,005,58100 %70 %Окунєвське?10,02,50,086,980,006,98100 %70 %Джанкойське мале?4,01,00,082,790,052,6595 %66 %Дозорненське?5,01,20,083,490,003,49100 %70 %

? Легенда

V_full – паспортний повний

V_dead – мертвий

K_sed – втрати від седиментації

V_live – реальний корисний

K_dem – коеф. наповнення

V_act – фактичний корисний

%V_live / %V_full – відносно реального / проектного

Статус: ✅ Прісне • ⚠️ Ризик • ? Розорано • ❌ Солоне • ? Озеро • ? Солончак • 0 % Сухе

? Висновки

Степовий каскад фактично втратив функцію зберігання прісної води. Із понад 20 чаш лише Старокримське мале утримує близько 30 % від свого V_live. Решта об’єктів — або солоні, або деградовані, або перетворені на агроугіддя.

Після припинення постачання з Північно-Кримського каналу, каскад перейшов у стан екологічної руйнації, і наразі не виконує жодної стабільної гідрологічної чи господарської функції.

? Екосистемні наслідки

Деградація степового каскаду спричинила:

втрату зрошувальних систем на великих площах сільгоспугідь;

розширення зон вторинного засолення, що унеможливлює відновлення врожайності без масштабної рекультивації;

активізацію вітрової ерозії на дні колишніх чаш і довколишніх територіях;

перехід частини лож у солончаки, що порушує екосистеми степу.

? Відновлення можливе лише за умови:

санації замулених і засолених чаш;

створення нової або відбудови старої мережі підкачки та постачання (зокрема, Північно-Кримського каналу).

Висновки та екологічна оцінка

? Сумарні показники (38 чаш, липень 2025)

ПоказникЗначенняΣ V_full~619 млн м³Σ V_live~298 млн м³Σ V_act~81 млн м³%V_live≈ 27 %%V_full≈ 13 %

1️⃣ Стан водної системи

Станом на липень 2025 року, за результатами незалежного супутникового моніторингу (Sentinel‑2, DEM ArcticDEM / ALOS PALSAR), у Криму спостерігається системна деградація водного балансу.

Фактичний корисний обʼєм (V_act) становить лише ~81 млн м³ з можливих ~298 млн м³ (V_live), що дорівнює 27 % ефективного наповнення.

Від паспортного повного об’єму (~619 млн м³) залишилось менше 13 % придатної до використання прісної води.

? Каскадний аналіз:

Степовий каскад втратив практично всі функціональні резервуари: лише одне водосховище (Старокримське мале) утримує воду. V_act < 1 %.

Центральний каскад зберігає питний баланс завдяки природному притоку, але не перевищує 42 % наповнення від V_live. Межгорне повністю сухе.

Східний каскад утримує ~48 % V_live, але чаші дрібні й сезонно вразливі до засолення. Деякі (Сокольське, Юзмакське) на межі втрати функції.

Південний сегмент залишається найстабільнішим, з природним поповненням і наповненням до 40 % V_live.

? Загалом, водна система Криму функціонує лише на чверть від свого корисного потенціалу. Без системних заходів з очищення, гідроізоляції та реконструкції частин каскаду питна безпека регіону залишається вразливою.

2️⃣ Якість води

Моніторинг спектральних характеристик водних дзеркал на основі Sentinel‑2 (індекси SI, SWIR/NIR) засвідчив високу мінералізацію більшості резервуарів у степовому каскаді та окремих чаш Східного регіону.

? Втрати для прісного балансу:

Понад 15 резервуарів виключені з обігу прісної води — через солоність, замулення або деградацію лож.

Особливо високі показники мінералізації зафіксовані у чашах Євпаторійського, Красноперекопського, Золотого Лиману, а також у Юзмакському.

⚠️ Потенційні ризики:

У разі наповнення системи дніпровською або іншою прісною водою високий ризик первинного розсолу, коли прісна вода змиває концентровані солі з поверхні лож і виводить їх у канальну мережу та поля.

Резервуари зі забрудненою або стоячою водою, без оновлення, перетворюються на епіцентри бактеріологічного та гідрохімічного ризику.

? Критичні об’єкти за якістю:

Солоні дзеркала: Євпаторійське, Молочненське, Красноперекопське, Верхньо-Сакське;

Солончаки: Фрунзенське, Північно-Кримське, Перекопське;

Сезонно мінералізовані чаші: Сокольське, Юзмакське, Тайганське.

? Ці об’єкти не можуть бути використані без глибокої санації, гідроізоляції та багаторічного промивання. Їх тимчасове включення в обіг може спричинити деградацію ґрунтів та втрату агросистем на десятиліття.

3️⃣ Екологічні ризики

Супутниковий моніторинг показав: значна частина чаш водосховищ у степовому Криму перетворилась на солончаки, солоні озера або розорані ложа. Їхнє повторне наповнення без санації призведе до критичних екологічних наслідків — від засолення орних земель до втрати агросистем.

ВодосховищеОбʼєм (млн м³)Площа чаші (км²)Суха площа (км²)СтатусОсновний масив / орієнтована площаСтарокримське верхнє7,00,62—✅ ПріснеСтарокримський вузол / ~15 км²Старокримське мале5,00,55—✅ ПріснеСтарокримський вузол / ~15 км²Євпаторійське33,02,40—? Солоне озероСакський масив / ~80 км²Золотий Лиман27,02,10—? Солоне озероСакський масив / ~60 км²Молочненське12,01,20—? Солоне озероТарханкутський масив / ~40 км²Красноперекопське30,02,80—? Солоне озероКрасноперекопський вузол / ~120 км²Перекопське18,01,801,55? СолончакІшуньський вузол / ~60 км²Верхньо-Сакське10,00,95—? Солоне озероСакський масив / ~30 км²Славненське15,01,00—? Солоне озероСакський масив / ~25 км²Фрунзенське5,00,650,60? СолончакІшуньський вузол / ~20 км²Північно-Кримське18,01,501,35? СолончакКрасноперекопський вузол / ~90 км²Каркінітське20,01,701,50? СолончакТарханкутський масив / ~50 км²Новорибацьке6,00,800,75? СолончакЛокальний масив / ~10 км²Нижньо-Останінське4,00,600,50? СолончакЛокальний масив / ~8 км²Новоіванівське6,01,101,00? РозораноЛокальний масив / ~15 км²Войковське8,01,000,90? РозораноЛокальний масив / ~12 км²Джанкойське мале4,00,700,60? РозораноДжанкойський масив / ~25 км²Окунєвське10,01,601,50? РозораноКрасноперекопський вузол / ~50 км²Дозорненське5,00,800,70? РозораноЛокальний масив / ~10 км²Міжводненське12,01,401,35? СолончакТарханкутський масив / ~35 км²

? Легенда статусів:

✅ Прісне — функціонально збережене

? Солоне озеро — з мінералізованим дзеркалом

? Солончак — сухе ложе, джерело солей

? Розорано — використовується під агровиробництво

? Опис ключових екологічних загроз:

? Солончаки:

Фрунзенське, Північно-Кримське, Каркінітське, Перекопське, Новорибацьке, Нижньо-Останінське, МіжводненськеСухі площі 0,5–1,5 км² стали осередками поверхневої сольової кірки.➡️ При подачі води перші обʼєми розчинять ці відкладення, утворюючи розсоли, які потраплять у канали та поля (~400 км²).

? Солоні озера:

Євпаторійське, Золотий Лиман, Молочненське, Красноперекопське, Славненське, Верхньо-СакськеВтрачено гідроізоляцію, сформовано сталий шар солоної води.➡️ Для відновлення потрібні:

гідротехнічна санація лож;

багаторічне промивання;

інвестиції, співставні з будівництвом нових чаш.

? Розорані ложа:

Новоіванівське, Войковське, Окунєвське, Джанкойське мале, ДозорненськеПлоща: ~5 км².➡️ Агровикористання призвело до втрати донного шару та накопичення агрохімії. Повторне наповнення = ризик потрапляння пестицидів у канали.

☠️ Ризики вторинного засолення:

Подача дніпровської води без рекультивації призведе до:

масового вторинного засолення;

деградації орних земель;

утворення гіперсолоних відстійників.

? Найнебезпечніші вузли:

Красноперекопський

Ішунський

Тарханкутський

У цих регіонах зрошувана площа перевищує 250–300 км² — навіть короткочасне потрапляння розсолів здатне знищити агроландшафт на десятиліття.

Ось оновлений та чітко структурований розділ 4️⃣ Екосистемні наслідки, який логічно продовжує попередній блок про екологічні ризики:

4️⃣ Екосистемні наслідки

Порушення водного режиму в Криму вже спричинило незворотні зміни у природних біотопах, річкових басейнах і ґрунтовому середовищі. Вплив різниться за каскадами, але спільними залишаються деградація, виснаження та фрагментація природних систем.

?️ Степовий каскад

Повна втрата зрошення на тисячах гектарів;

Опустелювання ландшафту в зоні колишніх водозаборів;

Формування техногенних солончаків із високою ерозійною активністю;

Зниження рівня підземних вод та деградація рослинності;

Частина чаш перетворена на агроландшафти, що спричиняє агрохімічне перенавантаження ґрунтів.

?️ Центральний каскад

Зменшення площ водно-болотних угідь (в т.ч. заплав Салгира);

Зростаючий тиск на підземні горизонти як альтернативне джерело водопостачання;

Замулення чаш, особливо в Аянській зоні;

Виснаження природної фільтрації та втрати буферних екосистем;

Межгорне — повністю висохле, перетворюється на пилову ерозійну ділянку.

⛰️ Південний сегмент

Загалом стабільний стан природно-наливних чаш, завдяки гірському стоку;

Проте, загроза замулення (особливо в Загорському) знижує водоємність;

Підвищене навантаження на Чорноріченське, пов'язане з урбанізацією Севастополя;

Збереження сегменту критично важливе для карстових систем ПБК, які залежні від відкритих вод.

?️ Східний каскад

Виснаження балкових та малих річкових екосистем;

Фрагментація водойм унаслідок зменшення об’єму й сезонного пересихання;

Підвищена мінералізація в чашах із невеликим водозабором (Сокольське, Юзмакське);

Ризик просування солонцюватих ґрунтів у прилеглі сільськогосподарські зони.

? Загалом, екосистемна стабільність у Криму наразі утримується лише на базі південного сегменту. Без санації й ревіталізації інших каскадів розвиток екосистемних криз є неминучим.

5️⃣ Методологічне значення

Це дослідження стало першим незалежним балансом прісної води Криму після 2014 року, побудованим на основі відкритих супутникових джерел та цифрової топографії. Його значення полягає не лише у кількісній оцінці об’ємів, а у функціональному аналізі стану водосховищ.

? Основні джерела та інструменти:

Sentinel‑2 MSI (NDWI, SWIR/NIR, SI) — виявлення водних контурів, спектральна діагностика мінералізації;

DEM ArcticDEM / ALOS PALSAR — розрахунок обʼємів за топографією лож;

Архівні паспортні дані водосховищ — для базового V_full та V_dead;

Аналітична система K_sed та K_dem — для розрахунку деградації та фактичного обʼєму.

? Унікальність підходу:

Враховано вікову замуленість чаш через K_sed, розраховану на основі типу та дати запуску;

Застосовано K_dem, що дає фактичну оцінку наповнення за супутниковим DEM — без польових замірів;

Введено V_act як реальний показник прісного ресурсу, придатного до використання “тут і зараз”.

? Потенціал повторного використання:

Методика є відтворюваною для інших регіонів — як в Україні, так і в посушливих зонах Середземноморʼя та Центральної Азії;

Може бути адаптована до систем моніторингу державного рівня, планування реконструкції чаш або розрахунку тарифікації водопостачання;

Сприяє формуванню екосистемного підходу до управління водними ресурсами, орієнтованого на стійкість.

? Цей підхід поєднує доступність, прозорість і наукову обґрунтованість — роблячи його важливим інструментом для державних і міжнародних ініціатив з адаптації до кліматичних змін та відновлення водної інфраструктури.

? Джерела даних і методики

Sentinel-2 User Handbook. European Space Agency (ESA), 2021. Доступ: https://sentinels.copernicus.eu/

EO Browser (Sentinel Hub). Sinergise Laboratory, 2025. Доступ: https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser/

ArcticDEM, Version 3. Polar Geospatial Center, University of Minnesota / NGA, 2022. Доступ: https://www.pgc.umn.edu/data/arcticdem/

ALOS PALSAR AW3D30. Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), 2023. Доступ: https://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/

QGIS Development Team. QGIS Geographic Information System. Open Source Geospatial Foundation. Доступ: https://qgis.org/

GDAL/OGR Contributors. Geospatial Data Abstraction Library. Open Source Geospatial Foundation. Доступ: https://gdal.org/

McFeeters, S.K. (1996). The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features. International Journal of Remote Sensing, 17(7), 1425–1432. DOI:10.1080/01431169608948714.

Rokni, K., Ahmad, A., Selamat, A., Hazini, S. (2014). Water Feature Extraction and Change Detection Using Multitemporal Landsat Imagery. Remote Sensing, 6(5), 4173–4189. DOI:10.3390/rs6054173.

Tucker, C.J. (1979). Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sensing of Environment, 8(2), 127–150. DOI:10.1016/0034-4257(79)90013-0.

Атлас «Водні ресурси Автономної Республіки Крим». Київ: Держводагентство України, 2012.

Каталог водосховищ Криму. Київ: НДІ Водного господарства, 1990.

Issa, I.E., et al. (2015). Sedimentation and sustainable management of reservoirs. Water Resources Management, 29(7), 2457–2473.

Morris, G.L., Fan, J. (1998). Reservoir Sedimentation Handbook: Design and Management of Dams, Reservoirs, and Watersheds for Sustainable Use. McGraw-Hill.

Basson, G. (2009). Sedimentation and Sustainable Use of Reservoirs. International Commission on Large Dams (ICOLD).

https://uncg.org.ua/wp-content/uploads/2025/02/velyky-luh-suchasne-bachennia2024s.pdf

https://geo.knu.ua/wp-content/uploads/2024/10/hilchevskyj-ta-in._upravl.-richkov.-basejnamy-14.01.24r.pdf

https://ua.krymr.com/a/vodnyi-dysbalans-krym-richky-vodoskhovyscha-posukha/33491862.html

https://truth-hounds.org/cases/zatopleno-vijnoyu-doslidzhennya-rujnuvannya-kahovskoyi-grebli-ta-jogo-naslidky-dlya-ekosystemy-agrariyiv-czyvilnogo-zhyttya-ta-mizhnarodnogo-pravosuddya/