Аналіз Наслідків Підриву Каховської Греблі Для PEJ
Гребля та водосховище Каховської гідроелектростанції відіграють життєво важливу роль на півдні України з 1950-х років. Гребля забезпечувала електроенергією та водою сільське господарство та багато населених пунктів. А водосховище підтримувало багату екосистему регіону і було об’єктом Всесвітньої мережі біосферних резерватів ЮНЕСКО. Росія зруйнувала дамбу 6 червня 2023 року, після чого 18 кубічних кілометрів води затопили навколишні території.
Щоби підготувати унікальний звіт для міжнародних правових органів, американська неприбуткова організація Project Expedite Justice (PEJ) звернулася до компанії EOS Data Analytics (EOSDA), глобального постачальника аналітики супутникових зображень на основі штучного інтелекту, з проханням підрахувати наслідки руйнування дамби. Читайте далі, щоб дізнатися про перебіг цього проєкту та результати розслідування.
| Проблема | Повінь після вибуху Каховської дамби порушила цілі екосистеми, але оцінити її точний вплив було важко. Project Expedite Justice звернувся до EOSDA з проханням підрахувати площу затоплення. |
| Рішення | Наукова команда EOSDA проаналізувала NDWI-маски на оптичних і радіолокаційних супутникових знімках певного діапазону дат — з 5 червня по 28 серпня 2023 року — за день до і через кілька місяців після руйнування дамби. |
| Результат | Площа затоплення була успішно порахована. PEJ додала отримані дані у звіт і подала його до Міжнародного кримінального суду. |
Огляд: Підрив Каховської Дамби Призвів До Затоплення Прилеглих Територій
Каховська гребля, що розташована поблизу міста Нова Каховка у Херсонській області, утримувала одне з найбільших водосховищ в Україні. Заввишки близько 30 метрів, дамба простягалася на 3,2 кілометри в довжину й утримувала 18 кубічних кілометрів води. Вона також забезпечувала зрошувальною водою сільськогосподарські угіддя на півдні України, охолоджувала Запорізьку атомну електростанцію, й була джерелом побутової води для тисяч українців.
6 червня 2023 року російські війська підірвали Каховську греблю. Пролом у дамбі сягав приблизно 85 метрів у довжину. Через два дні після прориву середній рівень повені в Херсонській області сягнув 5,61 метра.
Ця трагедія призвела до затоплення багатьох будинків, заводнення сільськогосподарських угідь та смерті чималої кількості худоби. Міжнародні організації стали допомагати цивільному населенню та підраховувати збитки. Одна з них — Project Expedite Justice, некомерційна організація, що базується в США. ЇЇ мета полягає в тому, щоб дати можливість жертвам масових звірств і серйозних порушень прав людини домогтися правосуддя за допомогою всіх доступних правових механізмів. З квітня 2022 року PEJ працює над забезпеченням відповідальності за дії Росії в Україні. Організація документує міжнародні злочини та шкоду на всій території України.
PEJ звернулася до EOSDA з проханням оцінити наслідки руйнування Каховської дамби в ході підготовки унікального документа під назвою “SUBMERGED: Дослідження руйнування Каховської греблі та його впливу на екосистеми, аграріїв, інших цивільних осіб та міжнародне правосуддя”. Метою EOSDA було виявлення та візуалізація повені, спричиненої руйнуванням Каховської дамби, на основі технологій дистанційного зондування з використанням наявних оптичних та радіолокаційних супутникових знімків.
У звіті проаналізовано ефект від руйнування дамби та його наслідки для населення та агробізнесу, в тому числі й короткострокову та довгострокову екологічну шкоду. Частина документа містить детальний опис розслідування PEJ щодо того, як стався вибух, а також правову оцінку дій, вчинених під час підриву. Організація передала звіт та додатки до нього прокурору Міжнародного кримінального суду та українській прокуратурі для розгляду справи.
Звіт містить багато візуалізацій. Дані EOSDA представлені в додатку та частково в основному тексті. Візуалізації та розрахунки використовуються для того, щоби наочно продемонструвати процеси затоплення та осушення та показати втрати сільськогосподарського сектору в цьому регіоні на основі розрахунків аграрного аналітика PEJ. Сирі дані іноді говорять більше, ніж будь-яка аналітика.
Проблема: Вплив Та Наслідки Затоплення Каховської Дамби
Українці зіткнулися з багатьма викликами після того, як Каховська гребля припинила своє існування. Шкода від підриву для довкілля та енергетичної системи даватиме знати про себе ще кілька десятиліть. Розглянемо ці наслідки більш детально.
Негайна та непоправна шкода від вибуху в першу чергу стосується самої дамби та має найбільш очевидні наслідки . Небезпеки для здоров’я, води та санітарії пов’язані з повінню та тим, що Каховське водосховище, яке зараз є порожнім, слугувало джерелом води для багатьох міст на північ від дамби. Припинення водопостачання серйозно зашкодило як громадянам, так і бізнесу, адже ускладнило їхню повсякденну діяльність. Багато людей були змушені переїхати в інші регіони, що призвело до житлової кризи та збільшення кількості внутрішньо переміщених осіб.
Прилеглі райони на південь від дамби постраждали від значних затоплень і раптової загибелі тварин і людей, що призвело до осідання радіоактивних речовин у водоймах і ґрунтах. Вибух греблі також призвів до витоку нафти з самої ГЕС та забрудненню неї навколишньої екосистеми. Затоплені промислові майданчики, пустирі та каналізаційні споруди випустили всю свою “продукцію” у воду. Це призвело до забруднення природних ресурсів всієї країни.
Багато музеїв та архітектурних пам’яток було затоплено і зруйновано. Культурний вплив є довготривалим, оскільки стосується всієї історії регіону. Росія вкотре знищує навіть найменші прояви української ідентичності.
Вплив на навколишнє середовище є менш помітним і може призвести до довготривалих змін у біорізноманітті всього регіону. Небезпечні речовини, згадані вище, забруднили річку Дніпро і потрапили до Чорного моря . Водні екосистеми опинилися під загрозою зникнення. Багато риб не пережили вибуху греблі. Водних організмів стає все менше, оскільки водні міни та інші військові об’єкти все ще знаходяться у водосховищі.
Екосистеми на суші також були порушені, оскільки частина води, випущеної з дамби, затопила території поблизу, що призвело на них до загибелі або раптового переміщення диких тварин. Ще однією загрозою для тварин і людей тут є наземні міни, які розташовані поблизу зони бойових дій і не можуть бути виявлені через ерозію затопленої землі.
Довгострокові наслідки для сільського господарства вплинуть не лише на Україну. Україну часто називають “житницею Європи“, а загроза зникнення її сільськогосподарських угідь створює значні ризики для всіх, хто залежить від її врожаю. Затоплені землі більше не придатні для обробітку, і на їх відновлення знадобиться багато часу. Ділянки, що опинилися під водою, зараз недоступні. А ті землі, що залишилися неушкодженими, тепер немає можливості зрошувати. З 1950-х років Каховська гребля перетворила історично спекотні степи — пустельні місця з дикою природою, що звикли до посушливої погоди та сильних вітрів — на сільськогосподарські угіддя . Наразі ця система більше не працює.
Вплив на енергетичну систему ще важче підрахувати, оскільки гребля забезпечувала електроенергією 20 000 домогосподарств й уможливлювала роботу Запорізької атомної електростанції та Херсонської гідроелектростанції, на які припадає ще 140 000 або більше користувачів. Гідротехнічна споруда на річці Фам забезпечувала річне виробництво електроенергії в обсязі 1,4 млрд кВт-год . Без такого значного джерела електроенергії стабільність української енергетичної системи зараз знаходиться під серйозною загрозою руйнування.
Наслідки руйнування Каховської дамби занадто великі, щоб побачити їх з землі, тому в пригоді стає супутниковий моніторинг. Компанію EOS Data Analytics попросили зробити внесок в проєкт і розрахувати площу затоплення для PEJ. На основі даних, наданих EOSDA, експерти дали приблизний прогноз екологічної ситуації на території, затопленій внаслідок руйнування дамби, на найближчі п’ять років. Звіт також був створений для оцінки збитків, завданих сільськогосподарському сектору.
Нашою метою було задокументувати, оцінити й показати безпосередню шкоду від обвалу дамби, представити достатньо доказів, щоб продемонструвати, що атака була навмисною, і поділитися думками експертів, щоб висвітлити різні наслідки для навколишнього середовища і цивільного населення. Коли екологічні катастрофи трапляються через навмисні атаки однієї зі сторін військового конфлікту і завдають широкомасштабної, довготривалої і серйозної шкоди навколишньому середовищу, необхідно оцінити пропорційність шкоди очікуваній військовій перевазі. Якщо ця шкода є надмірною, то напад слід кваліфікувати й оцінювати як воєнний злочин.
Рішення: NDWI-Маски Для Оптичних Та Радіолокаційних Супутникових Знімків
У цьому проєкті на замовлення науковій команді EOSDA потрібно було візуалізувати різні стадії затоплення навколо річища Дніпра, частини його притоки та річки Інгулець. Вони використовували зображення з відкритих джерел для конкретного діапазону дат — з 5 червня по 28 серпня 2023 року. Потім команда проаналізувала фотографії та розрахувала просторову (геометричну) площу затоплення зони нижче Каховської дамби на різних стадіях руху води.
Команда використовувала природні кольорові знімки з супутника Sentinel-2. Оптичні знімки, зроблені в безхмарні дні в зазначений період, потребували незначного коригування в частині атмосферної корекції. Цей процес передбачає перетворення вихідних супутникових даних для зменшення атмосферного шуму та підвищення чіткості, що полегшує інтерпретацію зображень.
Для дат з високим рівнем хмарності були використані зображення радіолокаційного супутника з синтезованою апертурою (SAR) Sentinel-1. Команда використала функцію Speckle, щоб прибрати електромагнітний шум, розсіяний різними поверхнями, і зробити об’єкти чіткішими. Коли всі шуми було зменшено, команда отримала найчіткіший набір зображень для розрахунку площі затоплення.
Потім наукова команда наклала на зображення “маску”. Для виявлення поверхні водойми був обраний індекс NDWI (нормалізований індекс різниці вод). Цей індекс дозволяє швидше відрізняти водойми від інших поверхонь. Ґрунт і рослинність не видно за цією маскою, що робить її ідеальним рішенням для визначення повеней, посух та інших змін води. Команда використовувала інструментарій QGIS для розрахунку площ затоплення. Кожне нове зображення з маскою NDWI порівнювалося із зображенням за день до вибуху, щоб побачити різницю. Всі водойми, які не постраждали від повені, були виключені з аналізу, тому були проаналізовані лише річки Дніпро та Інгулець.
Цей проєкт не був дуже складним для команди, оскільки вона вже проводила подібний аналіз у Північному Казахстані, де стояла задача спрогнозувати весняну повінь. Однак він все ж таки дещо відрізнявся в плані постійної хмарності.
Під час таких періодів хмарності нам потрібно знайти зображення з повним покриттям, щоб завершити розрахунки. Виявлення такого знімка серед SAR-зображень потребувало використання додаткової методології. Водяні маски на оптичних і радіолокаційних знімках відрізняються, тому їх налаштування стало цікавим викликом для нас.
Також було досить складно знайти знімки з високою роздільною здатністю, які нам були потрібні, щоби більш детально розглянути окремі ділянки. Мова йшла зокрема про найбільш затоплені ділянки біля дамби. Завдання ускладнювалось ще й через хмарність, тож ми мали відібрати якісні знімки та додатково обробити їх.
Результат: Площу Затоплення Підраховано
Проєкт був завершений за чотири-шість тижнів, три-чотири з яких пішли на технічну частину — обробку сирих знімків та розрахунки. Потім були потрібні корекції та створення звіту відповідно до вимог клієнта. Таким чином, весь процес зайняв менше як два місяців.
Це був пізнавальний процес для нас. Після консультацій з командою EOSDA ми уточнили наші вимоги та розробили технічне завдання. Працюючи спільно та системно, ми змогли створити звіт, який ідеально відповідає нашим потребам і готовий до представлення читачеві.
Для демонстрації результатів на зображення нанесли три маски. Їх розмістили в кількох місцях, щоб вплив можна було побачити під різними кутами. Перша маска охоплює річище Дніпра від греблі Каховської ГЕС до Чорного моря. Ця частина розташована в найзахіднішій точці зони вивчення у напрямку до моря. Друга маска охоплює частину річища річки Інгулець, яка є притокою Дніпра в межах зони інтересу. Третя маска охоплює річище Дніпра від Запоріжжя до початку Каховської дамби.
На зображенні нижче показано зону, що ми вивчали, з 5 червня по 28 серпня 2023 року. Синя маска NDWI на супутникових знімках показує рух води. Видно затоплену територію нижче дамби, а також зниження рівня води в Каховському водосховищі.
Для нас це не просто іще один проєкт, адже мова йде про місця, які деякі учасники нашої команди відвідували до вибуху, або принаймні знали про них. Це чутлива та емоційна історія, і тепер ми бачимо масштаби катастрофи на власні очі. На деяких знімках навіть видно, як затопило будинки й цілі вулиці, з води визирають лише дахи будівель, а ще ж втрачено поля, присадибні ділянки…
Нижче ви можете побачити анімацію, що відображає площу затоплення 5 та 9 червня. Анімація показує площу водної маски, накладеної на знімки, та різницю в площі затоплення. Просторовий аналіз дозволив розрахувати географічні межі зони ураження. Можна спостерігати, що територія дійсно була затоплена і як саме.
Подальший Розвиток Проекту
У звіті розглядаються різні ефекти від руйнування дамби, включно з доказовими висновками про потенційні воєнні злочини та суттєві збитки, непропорційні неочевидним військовим цілям. Документ також містить аналіз наслідків для економіки та сільськогосподарських ресурсів регіону і їхній вплив на навколишнє середовище — водні ресурси, біорізноманіття та здоров’я ґрунтів, а також шкоду для людей (їхню загибель, ризики для їхнього здоров’я, переміщення населення).
Project Expedite Justice уже поділилась своїм звітом на кліматичному саміті COP28 в ОАЕ та на Асамблеї Міжнародного кримінального суду в Нью-Йорку у 2023 році. PEJ також представила його на кількох заходах у 2024 році. Команда хоче просувати його на екологічних конференціях по всьому світу, щоби якомога ширша аудиторія могла дізнатися про справу про руйнування Каховської дамби з перших вуст. 6 червня 2023 року світ побачив жорстокість російської сили, але виникло багато сумнівів щодо того, хто підірвав дамбу, і чи були відео, що з’явилися, справжніми. Сьогодні компанії, що займаються аналізом супутникових знімків, можуть оцінити вихідні дані та продемонструвати факти. Після їхніх висновків не залишається місця для заперечень, і міжнародна аудиторія може бачити наслідки цієї війни на власні очі.
Якщо Міжнародний кримінальний суд винесе рішення у справі й надасть зворотний зв’язок, що йому потрібно більше даних, PEJ готова продовжити співпрацю з EOS Data Analytics. Ще не визначено, чи буде в цьому необхідність, але обидві сторони готові продовжувати брати у цьому процесі участь.
Використаний підхід до аналізу водних обʼєктів не є новим. Наукова команда EOSDA вперше застосувала подібну модель для виявлення повеней на півночі Казахстані. В рамках проєкту для PEJ модель була відкоригована й покращена. Тепер її можна використовувати й для розрахунку зон затоплення або зміни ландшафту та рельєфу, а також зникнення води в прилеглих річках, ставках та озерах. Всі ці екосистемні порушення можуть впливати на сільське господарство та прилеглі ферми, тому є потенціал розвитку моделі в цьому напрямку аналітики.
Подальше збільшення й масштабування подібних проєктів не має технологічних перешкод.
Про автора:
Ксенія Кунах має понад 6 років досвіду написання текстів, працюючи в різних сферах, включаючи бізнес, освіту та медіа-тексти. Попередній досвід Ксенії як менеджерки з розвитку в українській еко-НУО та менеджерки з підбору персоналу в ІТ-компанії робить її ідеальним поєднанням людини, яка захоплюється еко-технологічними інноваціями та вміє легко про них розповідати.
Oстанні статті
Нор-Ест Агро Визначає Продуктивність Через Супутники
Українська Нор-Ест Агро використовує вегетаційні індекси та погодну аналітику в EOSDA Crop Monitoring для визначення ефективності комплексних рішень на полях партнерів.
Пероноспороз: Як Розпізнати, Запобігти Та Боротися
Пероноспороз — агресивна хвороба, що загрожує врожаям. Вчасне виявлення і продумана профілактика допоможуть зберегти посіви та підвищити економічну стабільність агробізнесу.
Фузаріоз: Як Запобігти Та Контролювати Поширення
Спори фузаріозу можуть зберігатися в ґрунті й заражати культури, що робить його постійною проблемою в сільському господарстві. Захистіть ваші посіви, дізнавшись про методи боротьби з патогеном.