Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction
The destruction of the Kakhovka HPP dam on 6 June 2023 caused one of the largest man-made hydrological disasters in Europe since the 1986 Chornobyl accident: according to UNOSAT, approximately 620 km² of the Lower Dnieper delta was inundated between 6 and 9 June 2023. Limited ground access to frontl...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/307 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth| _version_ | 1866573076591804416 |
|---|---|
| author | Tomchenko, Olha Magas, Natalia Sheviakina, Natalia Zahorodnia, Snizhana Radchuk, Ihor |
| author_facet | Tomchenko, Olha Magas, Natalia Sheviakina, Natalia Zahorodnia, Snizhana Radchuk, Ihor |
| author_sort | Tomchenko, Olha |
| baseUrl_str | https://ujrs.org.ua/ujrs/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-05-29T21:40:52Z |
| description | The destruction of the Kakhovka HPP dam on 6 June 2023 caused one of the largest man-made hydrological disasters in Europe since the 1986 Chornobyl accident: according to UNOSAT, approximately 620 km² of the Lower Dnieper delta was inundated between 6 and 9 June 2023. Limited ground access to frontline and occupied territories makes Earth remote sensing methods practically the only instrument for objective monitoring of such events. This study presents a methodological framework for detecting and assessing the temporal dynamics of inundation through the integration of Hydroweb satellite altimetry data (three virtual stations located 10–33 km downstream of the dam), ground-based hydrological observations (three gauges of the Mykolaiv and Kherson Regional Hydrometeorological Centres), and radar (Sentinel-1) and optical (Sentinel-2, Landsat-9) satellite imagery. For the ground gauges, regular twice-daily observations and hourly measurements collected during the month after 6 June 2023 were used, enabling a detailed reconstruction of the onset, peak, and duration of the anomalous water-level rise. To overcome the incompatibility of vertical reference systems (EGM2008 and the Baltic 1977 height system), water-level anomalies were calculated as ΔH = H_i − H̄_; the baseline period selected was January–May 2023, with twice the standard deviation of the baseline series used as the statistical significance threshold. Statistically significant anomalous water-level rises were detected at all six stations from 6 June 2023. The largest anomalies were recorded at Hydroweb station 6 (~10.5 m, 10 km downstream of the dam), station 5 (~6.8 m, 17 km), and station 4 (~4.1 m, 33 km), with gradual attenuation toward the estuary. The duration of the anomalous state at downstream stations exceeded that at upstream stations, reflecting the hydrodynamics of lowland rivers after dam breaches. SAR and optical analysis confirmed the spatial extent of flooding of riparian and floodplain areas. The proposed methodology is suitable for rapid monitoring of man-made disasters in inaccessible or occupied territories and provides a basis for further environmental damage assessment.
Author Contributions: Conceptualization, O. V. Tomchenko; methodology, N. A. Sheviakina; data systematization and analysis, N. I. Magas and S. A. Zahorodnia, І.V.Radchuk I; preparation of visual materials, O. V. Tomchenko; drafting of the original manuscript, N. A. Sheviakina; review and editing, S. A. Zahorodnia and N. I. Magas; visualization, O. V. Tomchenko. All authors have read and agreed to the final version of the manuscript.
Funding: The study was carried out as part of the scientific research projects: "Development of a software complex to provide satellite monitoring of marine ecosystems" (2026–2027), RC № 0126U001826, and "Development and improvement of methods and technologies of geospatial modeling to solve thematic problems of remote sensing" (2023–2027), RC № 0123U100684.
Disclosure of AI use: We confirm that no generative artificial intelligence tools were used in the preparation of this manuscript.
Data Availability Statement: The data can be provided by the authors upon reasonable request.
Acknowledgments: The authors are grateful to the reviewers and editors for their valuable comments, recommendations, and attention to this work.
Conflicts of Interest: The authors declare no conflict of interest. |
| doi_str_mv | 10.36023/ujrs.2026.13.2.307 |
| first_indexed | 2026-05-30T01:00:02Z |
| format | Article |
| id | uajuacgovua-article-307 |
| institution | Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-05-30T01:00:02Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | uajuacgovua-article-3072026-05-29T21:40:52Z Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction Можливості використання вимірювань супутникової альтиметрії на прикладі оцінки наслідків руйнування греблі Каховської гідроелектростанції Tomchenko, Olha Magas, Natalia Sheviakina, Natalia Zahorodnia, Snizhana Radchuk, Ihor satellite altimetry Hydroweb; Sentinel-1 SAR water level anomaly man-made disaster Lower Dnieper basin супутникова альтиметрія Hydroweb; Sentinel-1 SAR аномалія рівня води техногенна катастрофа басейн Нижнього Дніпра The destruction of the Kakhovka HPP dam on 6 June 2023 caused one of the largest man-made hydrological disasters in Europe since the 1986 Chornobyl accident: according to UNOSAT, approximately 620 km² of the Lower Dnieper delta was inundated between 6 and 9 June 2023. Limited ground access to frontline and occupied territories makes Earth remote sensing methods practically the only instrument for objective monitoring of such events. This study presents a methodological framework for detecting and assessing the temporal dynamics of inundation through the integration of Hydroweb satellite altimetry data (three virtual stations located 10–33 km downstream of the dam), ground-based hydrological observations (three gauges of the Mykolaiv and Kherson Regional Hydrometeorological Centres), and radar (Sentinel-1) and optical (Sentinel-2, Landsat-9) satellite imagery. For the ground gauges, regular twice-daily observations and hourly measurements collected during the month after 6 June 2023 were used, enabling a detailed reconstruction of the onset, peak, and duration of the anomalous water-level rise. To overcome the incompatibility of vertical reference systems (EGM2008 and the Baltic 1977 height system), water-level anomalies were calculated as ΔH = H_i − H̄_; the baseline period selected was January–May 2023, with twice the standard deviation of the baseline series used as the statistical significance threshold. Statistically significant anomalous water-level rises were detected at all six stations from 6 June 2023. The largest anomalies were recorded at Hydroweb station 6 (~10.5 m, 10 km downstream of the dam), station 5 (~6.8 m, 17 km), and station 4 (~4.1 m, 33 km), with gradual attenuation toward the estuary. The duration of the anomalous state at downstream stations exceeded that at upstream stations, reflecting the hydrodynamics of lowland rivers after dam breaches. SAR and optical analysis confirmed the spatial extent of flooding of riparian and floodplain areas. The proposed methodology is suitable for rapid monitoring of man-made disasters in inaccessible or occupied territories and provides a basis for further environmental damage assessment. Author Contributions: Conceptualization, O. V. Tomchenko; methodology, N. A. Sheviakina; data systematization and analysis, N. I. Magas and S. A. Zahorodnia, І.V.Radchuk I; preparation of visual materials, O. V. Tomchenko; drafting of the original manuscript, N. A. Sheviakina; review and editing, S. A. Zahorodnia and N. I. Magas; visualization, O. V. Tomchenko. All authors have read and agreed to the final version of the manuscript. Funding: The study was carried out as part of the scientific research projects: "Development of a software complex to provide satellite monitoring of marine ecosystems" (2026–2027), RC № 0126U001826, and "Development and improvement of methods and technologies of geospatial modeling to solve thematic problems of remote sensing" (2023–2027), RC № 0123U100684. Disclosure of AI use: We confirm that no generative artificial intelligence tools were used in the preparation of this manuscript. Data Availability Statement: The data can be provided by the authors upon reasonable request. Acknowledgments: The authors are grateful to the reviewers and editors for their valuable comments, recommendations, and attention to this work. Conflicts of Interest: The authors declare no conflict of interest. Руйнування греблі Каховської ГЕС 6 червня 2023 р. спричинило одну з найбільших техногенних гідрологічних катастроф у Європі після аварії на Чорнобильській АЕС 1986 р.: за оцінками UNOSAT, протягом 6–9 червня 2023 р. було затоплено близько 620 км² території в межах нижньодніпровської дельти. Обмежений наземний доступ до прифронтових та окупованих територій робить методи дистанційного зондування Землі практично єдиним інструментом об’єктивного моніторингу подібних подій. У роботі представлено методичний підхід до виявлення та оцінки часової динаміки підтоплення на основі інтеграції даних супутникової альтиметрії Hydroweb (три віртуальні пости на відстані 10–33 км нижче греблі), наземних гідрометеорологічних спостережень (три пости Миколаївського та Херсонського ОЦГМ), а також радарних (Sentinel-1) та оптичних (Sentinel-2, Landsat-9) супутникових знімків. Для наземних постів використано регулярні дворазові спостереження та щогодинні вимірювання, виконані протягом місяця після 06.06.2023, що забезпечило детальне відстеження початку, піку та тривалості аномального підвищення рівня води. Для подолання несумісності вертикальних систем відліку (EGM2008 та Балтійської системи висот 1977 р.) застосовано аналіз аномалій рівня води ΔH = H_i − H̄_base; базовим обрано період січня–травня 2023 р., а порогом статистичної значущості слугувало подвоєне стандартне відхилення базового ряду. На всіх шести постах зафіксовано статистично значуще аномальне підвищення рівня води з 6 червня 2023 р. Максимальні аномалії виявлено на Hydroweb-посту 5 (~5,63 м, 17 км нижче греблі), пості 4 (~3,59 м, 33 км) та наземному пості 2 (~5,24 м, м. Херсон), з поступовим зменшенням у напрямку гирла. Тривалість аномального стану на нижніх постах перевищує тривалість на верхніх, що відповідає гідродинаміці рівнинних річок при прориві дамби. Супутниковий аналіз SAR та оптичних даних підтвердив просторові масштаби затоплення прибережних і заплавних територій. Запропонована методологія придатна для оперативного моніторингу техногенних катастроф на важкодоступних або окупованих територіях і слугує основою для подальшої оцінки екологічних збитків. Внесок авторів: концептуалізація — Томченко О. В.; методологія — Шевякіна Н. А.; систематизація та аналіз даних — Магась Н. І., Загородня С. А.H., Радчук І.В.; підготовка візуальних матеріалів — Томченко О. В.; підготовка первинного тексту рукопису — Шевякіна Н. А.; рецензування та редагування — Загородня С. А., Магась Н. І.; візуалізація – Томченко О. В. Усі автори прочитали та погодилися з остаточною версією рукопису. Фінансування: Дослідження було проведено в рамках науково-дослідних проектів: «Розробка програмного комплексу для супутникового моніторингу морських екосистем» (2026–2027), РК № 0126U001826 та «Розробка та вдосконалення методів і технологій геопросторового моделювання для вирішення тематичних задач дистанційного зондування» (2023–2027), РК № 0123U100684. Розкриття інформації про ШІ: під час підготовки цього рукопису генеративні інструменти штучного інтелекту не використовувались. Доступність даних: Дані можуть бути надані автором за обґрунтованим запитом. Подяки: Автори вдячні рецензентам і редакторам за їхні цінні коментарі, рекомендації та увагу до роботи. Конфлікти інтересів: Автори заявляють, що не мають конфлікту інтересів. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2026-05-29 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/307 10.36023/ujrs.2026.13.2.307 Ukrainian journal of remote sensing; Vol. 13 No. 2 (2026); 22-32 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; Том 13 № 2 (2026); 22-32 Український журнал дистанційного зондування Землі; Том 13 № 2 (2026); 22-32 2313-2132 uk https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/307/308 Copyright (c) 2026 Ukrainian journal of remote sensing |
| spellingShingle | satellite altimetry Hydroweb Sentinel-1 SAR water level anomaly man-made disaster Lower Dnieper basin Tomchenko, Olha Magas, Natalia Sheviakina, Natalia Zahorodnia, Snizhana Radchuk, Ihor Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction |
| title | Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction |
| title_alt | Можливості використання вимірювань супутникової альтиметрії на прикладі оцінки наслідків руйнування греблі Каховської гідроелектростанції |
| title_full | Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction |
| title_fullStr | Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction |
| title_full_unstemmed | Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction |
| title_short | Capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the Kakhovka hydroelectric power plant dam destruction |
| title_sort | capabilities of satellite altimetry measurements for assessing the consequences of the kakhovka hydroelectric power plant dam destruction |
| topic | satellite altimetry Hydroweb Sentinel-1 SAR water level anomaly man-made disaster Lower Dnieper basin |
| topic_facet | satellite altimetry Hydroweb Sentinel-1 SAR water level anomaly man-made disaster Lower Dnieper basin супутникова альтиметрія Hydroweb Sentinel-1 SAR аномалія рівня води техногенна катастрофа басейн Нижнього Дніпра |
| url | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/307 |
| work_keys_str_mv | AT tomchenkoolha capabilitiesofsatellitealtimetrymeasurementsforassessingtheconsequencesofthekakhovkahydroelectricpowerplantdamdestruction AT magasnatalia capabilitiesofsatellitealtimetrymeasurementsforassessingtheconsequencesofthekakhovkahydroelectricpowerplantdamdestruction AT sheviakinanatalia capabilitiesofsatellitealtimetrymeasurementsforassessingtheconsequencesofthekakhovkahydroelectricpowerplantdamdestruction AT zahorodniasnizhana capabilitiesofsatellitealtimetrymeasurementsforassessingtheconsequencesofthekakhovkahydroelectricpowerplantdamdestruction AT radchukihor capabilitiesofsatellitealtimetrymeasurementsforassessingtheconsequencesofthekakhovkahydroelectricpowerplantdamdestruction AT tomchenkoolha možlivostívikoristannâvimírûvanʹsuputnikovoíalʹtimetríínaprikladíocínkinaslídkívrujnuvannâgreblíkahovsʹkoígídroelektrostancíí AT magasnatalia možlivostívikoristannâvimírûvanʹsuputnikovoíalʹtimetríínaprikladíocínkinaslídkívrujnuvannâgreblíkahovsʹkoígídroelektrostancíí AT sheviakinanatalia možlivostívikoristannâvimírûvanʹsuputnikovoíalʹtimetríínaprikladíocínkinaslídkívrujnuvannâgreblíkahovsʹkoígídroelektrostancíí AT zahorodniasnizhana možlivostívikoristannâvimírûvanʹsuputnikovoíalʹtimetríínaprikladíocínkinaslídkívrujnuvannâgreblíkahovsʹkoígídroelektrostancíí AT radchukihor možlivostívikoristannâvimírûvanʹsuputnikovoíalʹtimetríínaprikladíocínkinaslídkívrujnuvannâgreblíkahovsʹkoígídroelektrostancíí |