Ecological Assessment and Forecasting of Surface Water Conditions in the Dnipro River in Zaporizhzhia
Loading...
Date
2025
Authors
Horoshkova, Lidiіa
Menshov, Oleksandr
Korniichuk, Yuliia
Horoshkov, Stanislav
Maslov, Denys
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Purpose. To provide a comprehensive environmental assessment and forecast of the condition of surface waters of the Dnipro River within the Zaporizhzhia region, with a focus on the dynamics of key water quality indicators during the period 2013–2024. Special attention is given to anthropogenic factors, particularly the consequences of military actions and the destruction of the Kakhovka Hydroelectric Power Plant, which significantly altered the hydrological regime and impacted the ecological balance of the river. Methods. Systems analysis, statistical data processing methods, distribution analysis, and regression modeling were employed to assess retrospective dynamics and predict future trends. Results. Long-term monitoring data obtained from the Water Monitoring Laboratory of the Basin Water Resources Department of the Azov Sea Rivers were used. The primary focus was on evaluating six key water quality indicators: phosphates, ammonium, sulfate and chloride ions, biochemical oxygen demand over five days (BOD₅), and dissolved oxygen concentration, to assess the ecological state of the Dnipro River's surface waters in the Zaporizhzhia region, particularly in the drinking water intake area (DVS No. 1) in the upper reservoir of the Dnipro HPP. Phosphate and ammonium concentrations show periodic fluctuations driven by seasonal factors and fertilizer usage. Sulfate levels exhibit high variability of both natural and anthropogenic origin, while chloride concentrations remain relatively stable. Data on dissolved oxygen and BOD₅ indicate seasonal dynamics, which have been disrupted since 2023 due to the destruction of the Kakhovka Dam. The analysis confirmed the river's capacity for partial self-recovery, particularly under reduced anthropogenic pressure during wartime. Regression models were developed for predictive assessment of pollution levels and environmental risks. Conclusions. The study identified key ecological problems in the Dnipro River, including organic and mineral pollution, disrupted hydrological regimes, and decreased oxygenation. The war-related destruction of hydrotechnical infrastructure exacerbated these issues. Despite this, the river demonstrated resilience through natural self-purification processes, especially as phosphate and ammonium loads declined. Restoration of ecological balance will require systemic monitoring, rehabilitation of water infrastructure, and regulation of pollutant sources. The developed models provide a basis for forecasting and managing surface water quality under both peacetime and post-war recovery scenarios.
Description
Мета. Надати комплексну екологічну оцінку та прогнозування стану поверхневих вод річки Дніпро в межах Запорізької області з акцентом на динаміку основних показників якості води у 2013–2024 роках. Особлива увага приділяється антропогенним факторам, зокрема наслідкам військових дій і руйнування Каховської гідроелектростанції, що суттєво змінили гідрологічний режим і вплинули на екологічну рівновагу річки. Методи. Системний аналіз, методи статистичної обробки, аналіз розподілу та регресійне моделювання для оцінки динаміки у ретроспективі та прогнозування майбутніх тенденцій. Результати. Використано багаторічні дані моніторингу, отриманих з Лабораторії моніторингу вод Басейнового управління водних ресурсів річок Приазов’я. Основна увага приділялася оцінці шести ключових показників якості води: фосфатів, амонійних, сульфатних і хлоридних іонів, біохімічного споживання кисню протягом п’яти діб (БСК₅) та концентрації розчиненого кисню для оцінки екологічного стану поверхневих вод річки Дніпро в межах Запорізької області, зокрема у районі водозабору питної води (ДВС №1) у верхньому б'єфі Дніпровської ГЕС. Концентрації фосфатів і амонію демонструють періодичні коливання, зумовлені сезонними чинниками та використанням добрив. Рівень сульфатів відзначається високою мінливістю як природного, так і техногенного походження, тоді як концентрації хлоридів залишаються порівняно стабільними. Дані про розчинений кисень і БСК₅ свідчать про сезонну динаміку, яка порушується з 2023 року внаслідок руйнування Каховської дамби. Аналіз підтвердив здатність річки до часткового самовідновлення, особливо за умов зниженого антропогенного навантаження в період війни. Для прогнозної оцінки рівнів забруднення та екологічних ризиків було розроблено регресійні моделі. Висновки. Визначено основні екологічні проблеми річки Дніпро, зокрема органічне й мінеральне забруднення, порушення гідрологічного режиму та зниження рівня кисню. Руйнування гідротехнічної інфраструктури, пов'язане з війною, загострило ці проблеми. Попри це, річка демонструє здатність до природного самовідновлення, особливо завдяки зменшенню навантаження фосфатами та амонієм. Відновлення екологічного балансу потребуватиме системного моніторингу, реконструкції водогосподарської інфраструктури та контролю за джерелами забруднення. Розроблені моделі можуть бути використані для прогнозування та управління якістю поверхневих вод як у мирний час, так і в період повоєнного відновлення.
Keywords
Dnipro River, war consequences, surface water, ecological monitoring, phosphate, ammonium, sulfate, chloride, dissolved oxygen, BOD₅, anthropogenic impact, forecasting, article, річка Дніпро, наслідки війни, поверхневі води, екологічний моніторинг, фосфати, амоній, сульфати, розчинений кисень, БСК₅, антропогенний вплив, прогнозування
Citation
Ecological Assessment and Forecasting of Surface Water Conditions in the Dnipro River in Zaporizhzhia / L. A. Horoshkovа, O. I. Menshov, Y. D. Korniichuk, S. V. Horoshkov, D. V. Maslov // Людина та довкілля. Проблеми неоекології. - 2025. - Вип. 43. - С. 48-62. - https://doi.org/10.26565/1992-4224-2025-43-04