Current state of water resources in Vyzhnytskyi National Natural Park

Authors

DOI:

https://doi.org/10.31861/

Keywords:

water resources,, small mountain rivers,, hydrological regime,, remote sensing,, river morphology,, floodplain complexes,, hydroecological assessment,, Vyzhnytskyi National Natural Park,, Bukovinian Carpathians,, climate change,, anthropogenic impact,, Google Earth Engine (GEE),, landscapes.

Abstract

Abstract: The study presents a comprehensive assessment of the current state of water resources in Vyzhnytskyi National Natural Park, located in the Bukovinian Carpathians of western Ukraine. The research applies an integrated hydrological, geomorphological, and hydroecological approach to investigate the functioning of small mountain river systems and to evaluate their response to climatic variability and localized anthropogenic pressures. The park occupies an area of 11,238 ha, of which 8,246.2 ha are provided for permanent use by the park administration, while the remaining territory is utilized by other land users according to functional zoning. The park lies within the basins of the Cheremosh River (a tributary of the Prut) and the Siret River (a tributary of the Danube) and is characterized by a dense network of small mountain streams, including the Vyzhenka River with its tributaries Mala Vyzhenka and Liskivets, as well as the Stebnyk, Sukhy, and Lekechi rivers. River feeding is dominated by precipitation, supplemented by snowmelt and groundwater inflow.

The methodological framework combines field hydromorphological surveys, measurements of flow velocity and channel geometry, meteorological observations, and analysis of long-term hydrological data. Remote sensing and GIS techniques were employed to examine channel patterns, floodplain structures, erosion and sedimentation processes, and land-use dynamics within river catchments. Satellite-based datasets, including CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data) for precipitation (2000–2025) and GLDAS (Global Land Data Assimilation System) for soil moisture, were processed using the Google Earth Engine platform to quantify seasonal and interannual hydroclimatic variability.

The results reveal pronounced seasonal contrasts in precipitation and soil moisture, with maximum rainfall occurring in summer, frequently in the form of high-intensity convective storms, and minimum values recorded in winter, mainly as snowfall. Significant interannual variability was identified, with annual precipitation ranging from 201.5 mm in 2009 to 1,220.3 mm in 2024. Soil moisture dynamics display a clear seasonal pattern, peaking in spring and summer, closely correlated with precipitation trends, thereby confirming the dominant influence of climatic factors on the hydrological regime of the park’s river systems. Observed shifts in flood timing and magnitude, increased discharge during extreme rainfall events, and instability of winter ice cover indicate a high sensitivity of mountain rivers to ongoing climate change.

Hydroecological assessment shows that most watercourses preserve a natural or slightly modified character. Morphological features such as rocky riverbeds, rapids, waterfalls, and V-shaped valleys promote self-purification processes and sustain high levels of aquatic biodiversity. Localized anthropogenic impacts are primarily concentrated near settlements and recreational zones and include riparian vegetation degradation, partial channel regulation, bank reinforcement, siltation, and solid waste accumulation. The Vyzhenka River basin and the lower reaches of the Stebnyk, Sukhy, and Lekechi rivers exhibit the highest degree of human influence, whereas the upper reaches of the Stebnyk and Sukhy rivers remain dominated by natural erosional processes driven by flow energy and localized land-use changes.

Overall, the ecological condition of the park’s water bodies corresponds to a “good” hydromorphological status in accordance with the EU Water Framework Directive (2000/60/EC). The study emphasizes the necessity of long-term hydrological monitoring and adaptive water management strategies to maintain ecological stability under conditions of climate variability and increasing anthropogenic pressure. The findings provide a scientific basis for improving hydrological observation networks, designing conservation measures, and implementing sustainable water resource management within protected mountain areas. Furthermore, the integrated application of field investigations, remote sensing, and GIS analysis demonstrates an effective methodological approach for hydroecological assessment and supports evidence-based decision-making for biodiversity conservation and ecosystem management.

References

1. Бабійчук, С. М., Гордієнко, О. В., Томченко, О.В., Коблюк, Н. С., Голод, В. І., Кучма, Т. Л., Юрків, Л. Я., & Пікуль, С. Т. (2023) Робочий зошит з основ дистанційного зондування Землі. Частина 3. Обробка та аналіз супутникових знімків на платформі Google Earth Engine. Київ: Національний центр «Мала академія наук України». [Babiichuk, S. M., Hordiienko, O. V., Tomchenko, O.V., Kobliuk, N. S., Holod, V. I., Kuchma, T. L., Yurkiv, L. Ya., & Pikul, S. T. (2023) Robochyi zoshyt z osnov dystantsiinoho zonduvannia Zemli. Chastyna 3. Obrobka ta analiz suputnykovykh znimkiv na platformi Google Earth Engine. Kyiv: Natsionalnyi tsentr «Mala akademiia nauk Ukrainy».] (Джерело)

2. Водний Кодекс України (2004). Збірник законодавчих актів України про охорону навколишнього природного середо вища, Том 10 (спеціальний випуск). Чернівці : Зелена Буковина.[ Vodnyi Kodeks Ukrainy (2004). Zbirnyk zakonodavchykh aktiv Ukrainy pro okhoronu navkolyshnoho pryrodnoho seredo vyshcha, Tom 10 (spetsialnyi vypusk). Chernivtsi : Zelena Bukovyna]

3. Граб, Л. І. (2025) Характеристика змін рівнів води річки Стебник, розташованій на території НПП «Вижницький», протягом 2014-2024 рр. У Практичні аспекти діяльності природно-заповідних територій і об’єктів у контексті збалансованого розвитку: матеріали міжнар. наук.-практ. конф. присвяч. 20-річчю Нац. природ. парку «Вижницький» (с. 52‒56.). Черемош. [Hrab, L. I. (2025) Kharakterystyka zmin rivniv vody richky Stebnyk, roztashovanii na terytorii NPP «Vyzhnytskyi», protiahom 2014-2024 rr. U Praktychni aspekty diialnosti pryrodno-zapovidnykh terytorii i obiektiv u konteksti zbalansovanoho rozvytku: materialy mizhnar. nauk.-prakt. konf. prysviach. 20-richchiu Nats. pryrod. parku «Vyzhnytskyi» (s. 52‒56.). Cheremosh.] (Джерело)

4. Гузак, Л.І., Андрусяк, Н.С., & Стратій, В.І. (2014) Теоретико-методичні основи спорудження перепадів на малих річках Буковинських Карпат (на прикладі річки Стебник НПП Вижницький). Черемош. [Huzak, L.I., Andrusiak, N.S., & Stratii, V.I. (2014) Teoretyko-metodychni osnovy sporudzhennia perepadiv na malykh richkakh Bukovynskykh Karpat (na prykladi richky Stebnyk NPP Vyzhnytskyi). Cheremosh.]

5. Директива 2000/60/ЄС Європейського Парламенту і Ради від 23 жовтня 2000 року про встановлення рамок заходів Співтовариства в галузі водної політики. (2000) [Dyrektyva 2000/60/IeS Yevropeiskoho Parlamentu i Rady vid 23 zhovtnia 2000 roku pro vstanovlennia ramok zakhodiv Spivtovarystva v haluzi vodnoi polityky.] (Джерело)

6. Заячук, М.Д., Костащук, І.І., Пасічник, М.Д., Паланичко, О.В., & Мельник, А.А. (2024) Гідроекологічна оцінка стану молодого ландшафту річки Сірет в межах України. Науковий вісник Херсонського державного університету. Серія «Географічні науки» Вип. 20. Херсон 2024. С.46-55. [Zaiachuk, M.D., Kostashchuk, I.I., Pasichnyk, M.D., Palanychko, O.V., & Melnyk, A.A. (2024) Hidroekolohichna otsinka stanu molodoho landshaftu richky Siret v mezhakh Ukrainy. Naukovyi visnyk Khersonskoho derzhavnoho universytetu. Seriia «Heohrafichni nauky» Vyp. 20. Kherson 2024. S.46-55.] (Джерело)

7. Заячук, М.Д., Ющенко, Ю.С., Пасічник, М.Д., Паланичко, О.В., & Настюк, М.Г. (2025) Методичні підходи оцінювання стану й управління молодими річковими ландшафтами в умовах антропогенного врізання річок (на прикладі Гірського краю Українських Карпат). Український географічний журнал. 1 (129). 27-38. [Zaiachuk, M.D., Yushchenko, Yu.S., Pasichnyk, M.D., Palanychko, O.V., & Nastiuk, M.H. (2025) Metodychni pidkhody otsiniuvannia stanu y upravlinnia molodymy richkovymy landshaftamy v umovakh antropohennoho vrizannia richok (na prykladi Hirskoho kraiu Ukrainskykh Karpat). Ukrainskyi heohrafichnyi zhurnal 1 (129). 27-38.] (Джерело)

8. Кирилюк М.І. (2001) Водний баланс і якісний стан водних ресурсів Українських Карпат. Чернівці : Рута. [Kyryliuk M.I. (2001) Vodnyi balans i yakisnyi stan vodnykh resursiv Ukrainskykh Karpat. Chernivtsi : Ruta.]

9. Кирилюк О.В., & Кирилюк С.М. (2023) Геогідроморфологічне обґрунтування методики оцінки стану басейнових систем малих річок (на прикладі річок Гукова, Дерелую та Виженки). Чернівец. нац. ун-т ім. Ю. Федьковича. [Kyryliuk O.V., & Kyryliuk S.M. (2023) Heohidromorfolohichne obgruntuvannia metodyky otsinky stanu baseinovykh system malykh richok (na prykladi richok Hukova, Dereluiu ta Vyzhenky). Chernivets. nats. un-t im. Yu. Fedkovycha.] (Джерело).

10.Кожурина, М.С. (1957) Геоморфологія долини ріки Серет у Прикарпатті. Праці. Експедиція по комплексному вивченню Карпат і Передкарпаття. IV. (с. 28-43). [Kozhuryna, M.S. (1957) Heomorfolohiia dolyny riky Seret u Prykarpatti. Pratsi. Ekspedytsiia po kompleksnomu vyvchenniu Karpat i Peredkarpattia. IV.]

11. Коржик, В.П., Чорней, І.І., & Скільський, І.В. (2005) Національний природний парк «Вижницький»: природа, рекреаційні ресурси, менеджмент. Зелена Буковина. [Korzhyk, V.P., Chornei, I.I., & Skilskyi, I.V. (2005) Natsionalnyi pryrodnyi park «Vyzhnytskyi»: pryroda, rekreatsiini resursy, menedzhment. Zelena Bukovyna.]

12. Літопис природи. Національний природний парк «Вижницький». (2024). [Litopys pryrody. Natsionalnyi pryrodnyi park «Vyzhnytskyi». (2024).] (Джерело)

13. Паланичко, О.В., & Кирилюк, А.О. (2013) Основні геоекологічні проблеми в басейнах річок Передкарпаття. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія. Географія. Землеустрій. Природокористування. 1. 102 - 106. [Palanychko, O.V., & Kyryliuk, A.O. (2013) Osnovni heoekolohichni problemy v baseinakh richok Peredkarpattia. Naukovyi visnyk Uzhhorodskoho universytetu. Seriia. Heohrafiia. Zemleustrii. Pryrodokorystuvannia. 1. 102 - 106.]

14. Смирнова, В.Г. (2006) Палеогідрологія Верхнього Сірету. Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія. 11. 148-152. [Smyrnova, V.H. (2006) Paleohidrolohiia Verkhnoho Siretu. Hidrolohiia, hidrokhimiia, hidroekolohiia. 11. 148-152.]

15. Чорней, І.І., Буджак, В.В., Якушенко, Д.М., Коржик, В.П., Соломаха, В.А., Сорокан, Ю.І., Токарюк, А.І., & Соломаха, Т.Д. (2005) Національний природний парк «Вижницький». Рослинний світ. Природно-заповідні території України. Рослинний світ. Фітосоціоцентр.[ Chornei, I.I., Budzhak, V.V., Yakushenko, D.M., Korzhyk, V.P., Solomakha, V.A., Sorokan, Yu.I., Tokariuk, A.I., & Solomakha, T.D. (2005) Natsionalnyi pryrodnyi park «Vyzhnytskyi». Roslynnyi svit. Pryrodno-zapovidni terytorii Ukrainy. Roslynnyi svit. Fitosotsiotsentr.]

16. Ющенко, Ю., Пасічник, М., Николаєв, А., Паланичко, О., & Бузей, О. (2023) Зміни режиму водного стоку річки Сірет у період глобального потепління. Наукові перспективи. 11(41). 410-434. [Iushchenko, Yu., Pasichnyk, M., Nykolaiev, A., Palanychko, O., & Buzei, O. (2023) Zminy rezhymu vodnoho stoku richky Siret u period hlobalnoho poteplinnia. Naukovi perspektyvy. 11(41). 410-434.] https://doi.org/10.52058/2708-7530-2023-11(41)-419-434

17. Ющенко, Ю.С., Заячук, М.Д., Пасічник, М.Д., Паланичко, О.В., & Мельник А.А. (2025) Методичні аспекти гідроморфологічного аналізу антропогенної трансформації річкового ландшафту (на прикладах р. Черемош). Український журнал природничих наук. 11. 325-344. [Iushchenko, Yu.S., Zaiachuk, M.D., Pasichnyk, M.D., Palanychko, O.V., & Melnyk A.A. (2025) Metodychni aspekty hidromorfolohichnoho analizu antropohennoi transformatsii richkovoho landshaftu (na prykladakh r. Cheremosh). Ukrainskyi zhurnal pryrodnychykh nauk. 11. 325-344.] https://doi.org/10.32782/naturaljournal.11.2025.34

18. Palanychko, O.V., & Grab, L.I. (2025) Аpplication of remote sensing methods for the study of small watercourses within the national nature park «Vyzhnytskyi». In Materials of the International Scientific and Practical Conference Dedicated to the 30th Anniversary of the Vyzhnytskyi National Nature Park “Practical Aspects of the Activities of Nature-Research Areas and Objects in the Context of Balanced Development”. (p.11‒12). Cheremosh. (Джерело)

19. Pasichnyk, M., Yushchenko, Y., Palanychko, O., Melnyk, A. and Darchuk, K. (2025). Remote Sensing and GIS in the Research of Young River Landscape. Grassroots Journal of Natural Resources, 8(1): 163-189. https://doi.org/10.33002/nr2581.6853.080106

20. Yushchenko, Y., Pasichnyk, M., Zaiachuk, M., Palanychko, O., & Nastiuk, M. (2026). Hydromorphological identification of the classes of mountain and plain rivers. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 34(4), 878-892. https://doi.org/10.15421/112575

Downloads


Abstract views: 16

Published

2026-04-15