Patterns and forecast of long-term cyclical fluctuations of the water runoff of Ukrainian Carpathians rivers

Abstract

Knowledge of the cyclicity features in the fluctuations of river runoff, duration and nature of the low-water and high-water period interchange in one or other river basins, and especially their prediction, provides invaluable assistance in the planning and sound management of water resources, improving the operational efficiency of hydropower, reclamation and other water facilities. Currently, the interest in the study of long-term cyclical fluctuations in river runoff, as well as patterns of fluctuations of its underlying factor, has highly increased due to their use in long-term forecasts. Time series of annual water runoff for basins of Tisza, Dniester and Prut rivers were estimated with the use of mathematical tools, methodological framework of which is based on a statistical means of summarizing, systemisation of the input data, evaluation methods of time random sets of runoff characteristics, methods of analysis of the time-series variability and manifestation of their structure.

Climate change in the Ukrainian Carpathians and its possible impact on river runoff

“…Based on the dependence of precipitation on altitude, it can be considered that it is 1.1-1.2 times larger than the mean values at the studied meteorological stations. Many authors (Gorbachova, 2015;Obodovskyi and (Bila Tysa -Luhi, Rika -Mezhihiria, Teresva -Ust-Chorna, Latoritsa -Pidpolozzia, Stryi -Matkiv, Limnitsa -Osmoloda, Prut -Yaremche, Chorna Tysa -Verkhovyna) in the Ukrainian Carpathians on mean annual precipitation at 11 meteorological stations. Lukianets, 2017) found out that the river runoff in this region is of a cycle nature.…”

“…In many cases the changes in meteorological and hydrological parameters are not statistically proved. Some authors consider (Gorbachova, 2015;Obodovskyi and Lukianets, 2017;Zabolotnia at al., 2019) that even having essential increase in air temperature the time series of annual runoff are stationary with long-term cyclical fluctuations. There is a point of view that the cyclical fluctuations are caused by solar activity and other factors, which refer the Earth in a whole (Fendekova et al, 2018).…”

Analysis of the long–term dynamics of runoff fluctuations on Dniester River and its tributaries

“…Серед українських науковців сучасними дослідженнями проблематики багаторічних коливань гідрологічних величин займаються М. М. Сусідко (Sosedko, 1974), С. I. Сніжко (Snizhko, 1998;Snizhko and Kuprykov, 2001;Snizhko, 2003;Snizhko, 2004;Snizhko et al, 2004;Snizhko and Pavelchuk, 2017), О. I. Лук'янець (Susidko and Lukianets, 1974), О. Г. Ободовський (Obodovskyi and Lukianets, 2017), Б. В. Кіндюк, В. В. Гребінь (Grebin, 2005), Ю. О. Чорноморець (Chornomorets, 2007), Т. О. Баужа (Bauzha, 2013), I. В. Купріков (Kuprikov, 2009). У дослідженнях згаданих вчених розглядаються питання впливу антропогенних (зарегульованість стоку, розораність території річкового басейну) та природних (заболоченість, лісистість, ерозія) чинників на розподіл стоку річок протягом року, та на порушення багаторічних коливань водності, питання зміни фаз водності у зв'язку зі змінами клімату.…”

“…У дослідженнях згаданих вчених розглядаються питання впливу антропогенних (зарегульованість стоку, розораність території річкового басейну) та природних (заболоченість, лісистість, ерозія) чинників на розподіл стоку річок протягом року, та на порушення багаторічних коливань водності, питання зміни фаз водності у зв'язку зі змінами клімату. Циклічний характер багаторічних коливань стоку, що проявляється у почерговій зміні різних за терміном тривалості багатоводних та маловодних фаз водності, підтверджується дослідженнями спеціалістів України (Bauzha, 2013;Obodovskyi and Lukianets, 2017;Snizhko and Kuprykov, 2001;Snizhko, 1998). Фази водності відрізняються як за величиною відхилення від середнього значення величини стоку за весь періоду спостережень, так і за тривалістю тієї, чи іншої групи років (Snizhko and Pavelchuk, 2017).…”

“…Однією з останніх робіт з даної тематики є дослідження (Obodovskyi and Lukianets, 2017), щодо моделювання та прогнозу довгострокових циклічних коливань стоку річок Українських Карпат. У роботі розглядаються зміни річкового стоку під час багатоводних та маловодних фаз водності.…”