Напівавтоматичне розмежування низькопорядкових водозборів як об'єктів відновлення природи в умовах антропогенних змін

Анотація

Налаштовано і випробувано метод напівавтоматичного розмежування водозборів водотоків найнижчих ієрархічних рівнів в інтервалі площ 10-80 км², що перебувають під антропогенним впливом, впливом сільського господарства, інженерних гідрогеоморфологічних змін. Здійснено вдалу спробу інтеграції природних та штучних потоків і каналів (придорожні, меліоративні канали, спрямлені відводи русел) з постійним та ефемерним режимами стоку в підготовлену цифрову модель висоти DEM (англ. Digital Elevation Model) роздільної здатності 30 м із застосуванням інструменту QSWAT+ (англ. QGIS Soil and Water Assessment Tool Plus), що є удосконаленою версією SWAT (інструменту для оцінювання ґрунту та води). Для цього використовували еталонні векторні шари потокової мережі, створені на підставі знімків високого масштабування із застосуванням програмного забезпечення для перегляду, аналізу та оброблення супутникових знімків і геопросторових даних Google Планета Земля Про (англ. Google Earth Pro), та за результатами польової перевірки найбільш віддалених елементів, їхнього зв'язку з основним руслом. Процедуру розмежування з активацією інструменту "Burn in existing stream network" апробовано для двох окремих цільових низькопорядкових водозборів водотоків приміської та міської зон Івано-Франківського району: Млинівки Стебницької (права притока р. Бистриці Солотвинської) та Черешеньки (ліва притока Бистриці-Солотвинської), що перебувають в умовах антропогенних змін зарегулювання стоку, а також для водозбору річки Бересток, правої притоки Дністра в межах Коломийського району, що формує стік в умовах сільського агроландшафту на схилових землях. Загалом встановлено, що виконання комплексного оброблення та підготовки DEM з використанням вбудованих фільтрів та функцій згладжування, заповнення порожнин DEM (30 м) у Q-GIS та SAGA-GIS, а також повторної B-сплайн інтерполяції на вилучених складних чи спотворених ділянках дає змогу достатньо швидко налаштувати та інтегрувати мережі природних і штучних потоків і каналів у підготовлену DEM середньої роздільної здатності з використанням вбудованих функцій інструменту QSWAT+. Це дає змогу швидко провести окреслення меж водозбору з високою надійністю, незважаючи на наявні антропогенні гідрогеоморфологічні зміни території, та можливість штучного перерозподілу стоку. Випробування алгоритму дало змогу розвинути концепцію цільового розмежування низькопорядкових водозборів, як цілісних об'єктів відновлення природи, що може стати важливим практичним інструментом для реалізації політики відновлення екосистем на рівні територіальних громад в Україні, зважаючи на Регламент ЄС "Про відновлення природи". Формування мережі ділянок і територій для відновлення екосистем, застосовуючи водозбірний принцип з акцентом на малих водотоках та їхніх водозборах, може стати комплексним практичним підходом, який буде орієнтований на вибір найбільш уразливих, чутливих екосистем. Зокрема, відновлення екосистем низькопорядкових водозборів до природного стану покликане спровокувати та запустити природні сукцесійні механізми, експоненційне відновлення, стабілізацію та підтримання високосприятливого хімічного та біологічного стану компонентів довкілля, оптимізації кліматичних умов, гідрологічного балансу, повернення та посилення екосистемних зв'язків у регіональних і національних масштабах.