natureПриродопользованиеNature Management2079-3928Институт природопользования НАН Беларусиnature-68Research ArticleГЕОГРАФИЯ. ГЕОЭКОЛОГИЯGEOGRAPHY. GEOECOLOGYОценки долгопериодных изменений уровенного режима подземных вод на территории Беловежской пущи с учетом восстановления пропусков во временных рядах наблюденийEstimation of the long-period changes of groundwater level regime on the territory of Belovezhskaya Pushcha taking into account the omissions restoration in the time series of observationsЛысенкоC. А.LysenkoS. A.

Лысенко Сергей Александрович – доктор физико-математических наук, профессор, директор

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Sergey A. Lysenko – D. Sc. (Physical and Mathematical), Professor, Director

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

lysenko.nature@gmail.comГапановичЕ. В.GapanovichE. B.

Гапанович Екатерина Валерьевна – кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Ekaterina V. Gapanovich – Ph. D. (Technical), Associate Professor, Leader Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

kat@tut.byИнститут природопользования НАН БеларусиInstitute of Nature Management of the National Academy of Sciences of Belarus202430102025027078Copyright © Лысенко C.А., Гапанович Е.В., 20252025Лысенко C.А., Гапанович Е.В.Lysenko S.A., Gapanovich E.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nature-journal.by/jour/article/view/68

В работе представлены оценки долгопериодных изменений уровенного режима подземных вод Беловежской пущи с учетом восстановления пропусков в рядах стационарных гидрогеологических наблюдений. Для заполнения пропусков во временных рядах уровней подземных вод использован модифицированный вариант метода k-ближайших соседей (k-nearest neighbor – KNN), учитывающий как пространственную, так и временную автокорреляцию уровней подземных вод. Предложенный метод позволил реконструировать динамику уровней подземных вод за последние 50 лет с относительной погрешностью менее 2–3 % для грунтовых вод и вод спорадического распространения и менее 10 % для напорных межпластовых вод.

Статистически значимый тренд долгопериодного изменения уровенного режима подземных вод на уровне α = 0,01 по критерию Манна – Кендалла отмечается для 33 из 40 гидрогеологических скважин. Оценки трендов уровней подземных вод по методу Тейла – Сена показывают, что за период потепления в Беларуси (с 1989 г.) уровни грунтовых вод понизились в среднем на 35 см, напорных вод – на 25, вод спорадического распространения – на 53 см. Наибольшая величина наклона тренда отмечается для вод спорадического распространения Бровского гидрогеологического поста – 0,34 м/10 лет

The paper presents estimation of the long-period changes of groundwater levels in Belovezhskaya Pushcha taking into account the omissions restoration in the series of stationary hydrogeological observations. A modified version of the k-nearest neighbour (KNN) method, which takes into account both spatial and temporal autocorrelation of groundwater levels, was used to fill in the gaps in the time series of groundwater levels. The proposed method made it possible to reconstruct the dynamics of groundwater levels of different types of different genesis for the last 50 years with a relative error of less than 2–3 % for groundwater and sporadic waters and less than 10 % for pressurised interstratum waters.

Statistically significant trend of long-period change of groundwater levels at the level α = 0.01 according to the Mann – Kendall criterion is observed for 33 out of 40 hydrogeological wells, including 13 groundwater wells, 16 sporadic water wells and 4 pressure water wells. Estimates of groundwater level trends using the Theil – Sen method show that during the warming period in Belarus (since 1989) groundwater has decreased on average by 35 cm, pressure water by 25 cm, and sporadic water by 53 cm. The highest value of the trend slope is observed for sporadic waters of the Brovsky hydrogeological post – 0.34 m/10 years.

изменения климатагрунтовые водынапорные водыводы спорадического распространенияпропуски данныхгидрогеологический режимособо охраняемые природные территорииclimate changegroundwaterpressure watersporadic waterdata omissionshydrogeological regimespecially protected natural areasReferencesThe changing nature of groundwater in the global water cycle / X. Kuang [et al.] // Science. – Marсh 1, 2024. – Vol. 383. – P. 950–964.Kuang X., Liu J., Scanlon B. R., e. a. The changing nature of groundwater in the global water cycle. Science, Marсh 1, 2024, vol. 383, pp. 950–964.Global groundwater warming due to climate change / S. A. Benz // Nature Geoscience. – 2024. – Vol. 17. – P. 545–551.Benz S. A., Irvine D. J., Rau, G. C., e. a. Global groundwater warming due to climate change. Nature Geoscience, 2024, vol. 17, pp. 545–551.Водные ресурсы Беларуси и их прогноз с учетом изменения климата / А. А. Волчек [и др.] ; под общ. ред. А. А. Волчека, В. Н. Корнеева. – Брест : Альтернатива, 2017. – 239 с.Volchek A. A., e. a. Vodnye resursy Belarusi i ih prognoz s uchetom izmeneniya klimata [Water resources of Belarus and their forecast taking into account climate change]. Ed. A. A. Volchek, V. N. Korneev. Brest, 2017, 239 p. (in Russian)Логинов, В. Ф. Изменение климата Беларуси: причины, последствия, возможности регулирования / В. Ф. Логинов, С. А. Лысенко, В. И. Мельник. – 2-е изд. – Минск : Энциклопедикс, 2020. – 264 с.Loginov V. F., Lysenko S. A., Mel'nik V. I. Izmenenie klimata Belarusi: prichiny, posledstviya, vozmozhnosti regulirovaniya [Climate Change in Belarus: Causes, Consequences, Regulatory Opportunities]. Minsk, 2020, 264 p. (in Russian)Мельник, В. И. Изменение количества и вида атмосферных осадков в холодный период на территории Беларуси в условиях современного потепления климата / В. И. Мельник, И. В. Буяков, В. Д. Чернышев // Природопользование. – 2019. – № 2. – С. 44–51.Mel'nik V. I., Buyakov I. V., Chernyshev V. D. Izmenenie kolichestva i vida atmosfernyh osadkov v holodnyj period na territorii Belarusi v usloviyah sovremennogo potepleniya klimata [Changes in the amount and type of atmospheric precipitation during the cold period in the territory of Belarus under the conditions of modern climate warming]. Prirodopol'zovanie = Nature Management, 2019, no. 2, pр. 44–51. (in Russian)Данилович, И. С. Текущие и ожидаемые изменения климата на территории Беларуси / И. С. Данилович, В. Ф. Логинов // Гидрология и климатология. – 2021. – № 1–2. – С. 35–48.Danilovich I. S., Loginov V. F. Tekushchie i ozhidaemye izmeneniya klimata na territorii Belarusi [Current and expected climate changes on the territory of Belarus]. Gidrologiya i klimatologiya = Hydrology and climatology, 2021, no. 1–2, рp. 35–48. (in Russian)Лысенко, С. А. Взаимосвязь современных изменений испарения и количества осадков в южных регионах Беларуси / С. А. Лысенко, В. Ф. Логинов, Ю. А. Бондаренко. – Природопользование. – 2020. – № 1. – С. 20–29.Lysenko S. A., Loginov V. F., Bondarenko Yu. A. Vzaimosvyaz' sovremennyh izmenenij ispareniya i kolichestva osadkov v yuzhnyh regionah Belarusi [Relationship between modern changes in evaporation and precipitation in the southern regions of Belarus]. Prirodopol'zovanie = Nature Management, 2020, no. 1, рp. 20–29. (in Russian)Лысенко, С. А. Климатообусловленные изменения биопродуктивности наземных экосистем Беларуси / С. А. Лысенко // Исследование Земли из космоса. – 2019. – № 6. – С. 77–88.Lysenko S. A. Klimatoobuslovlennye izmeneniya bioproduktivnosti nazemnyh ekosistem Belarusi [Climate-induced changes in bioproductivity of terrestrial ecosystems of Belarus]. Issledovanie Zemli iz kosmosa = Exploring the Earth from space, 2019, no. 6, рp. 77–88. (in Russian)Лысенко, С. А. Влияние изменений климата на биопродуктивность наземных экосистем в Белорусско-Украинском Полесье / С. А. Лысенко, В. Ф. Логинов, П. О. Зайко // Метеорология и гидрология. – 2022. – Т. 47, № 1. – С. 59–71.Lysenko S. A., Loginov V. F., Zajko P. O. Vliyanie izmenenij klimata na bioproduktivnost' nazemnyh ekosistem v Belorussko-Ukrainskom Poles'e [Impact of climate change on the bioproductivity of terrestrial ecosystems in the Belarusian-Ukrainian Polesie]. Meteorologiya i gidrologiya = Meteorology and Hydrology, 2022, vol. 47, no. 2, pp. 59–71. (in Russian)Multivariate and 2D Extensions of Singular Spectrum Analysis with the Rssa Package / N. Golyandina [et al.] // J. Stat. Softw. – 2015. – Vol. 67, № 2. – P. 1–78.Golyandina N., Korobeynikov A., Shlemov A., Usevich K. Multivariate and 2D Extensions of Singular Spectrum Analysis with the Rssa Package. J. Stat. Softw., 2015, vol. 67, no. 2, pp. 1–78.Gilbert, R. O. Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring / R. O. Gilbert. – New York : Wiley, 1987. – 336 p.Gilbert R. O. Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring. New York, Wiley, 1987, 336 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.