Зональні та інтразональні фактори формування мінімального стоку річок Західної частини українського Полісся

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗОНАЛЬНІ ТА ІНТРАЗОНАЛЬНІ ФАКТОРИ ФОРМУВАННЯ МІНІМАЛЬНОГО СТОКУ РІЧОК ЗАХІДНОЇ ЧАСТИНИ УКРАЇНСЬКОГО ПОЛІССЯ

Новосад Я.О., к.г.н., доцент (Національний університет водного господарства та природокористування, м. Рівне)

Наведені результати дослідження мінімального стоку річок заходу Українського Полісся з метою виявлення впливу на нього природних факторів.

В річному циклі змін водності річок виділяються багатоводні та маловодні сезони. На річках західної частини Українського Полісся спостерігаються два маловодних сезони: літньо-осінній та зимовий.

Річковий стік маловодних сезонів прийнято називати меженним, а періоди, на протязі котрих спостерігається низька водність річки, що виникає внаслідок різкого зменшення припливу води з водозбірної площі, - меженними періодами. В ці періоди переважне значення в живленні річок мають підземні води, котрі дренуються гідрографічною мережею; режим стоку характеризується відносно малими, стійкими за величиною витратами води.

Меженний період включає в себе відрізок часу, який характеризується найменшим стоком. Період найменшого стоку, тривалість котрого складає від 1 до 30 днів, - період мінімального стоку.

В практиці гідрологічних розрахунків, які виконуються стосовно до водогосподарського проектування, розрахунковими величинами меженного та мінімального стоку є:

- середні багаторічні витрати (норми) меженного періоду, 30-денного або добового з найменшим стоком;

- мінімальні (добові, 30-денні або місячні) та меженні витрати води розрахункової ймовірності щорічного перевищення, котру приймають в діапазоні забезпеченостей 75-97%.

Літній меженний період починається з дати закінчення весняної повені і закінчується на початку осінніх паводків. На правобережних притоках річки Прип'яті найраніший початок літньо-осінньої межені відноситься до другої декади квітня - першої декади травня, притому межень раніше наступає в межах Волино-Подільського підняття та Українського кристалічного щита, а потім - на території Поліської низовини.

Середня тривалість самих маловодних періодів літньо-осінньої межені складає 10-15 днів при максимальній тривалості всього періоду в сухі роки - 180-220 днів.

На річках західної частини Українського Полісся весняна повінь є важливою фазою гідрологічного режиму. Водність річок в цей період забезпечується величиною снігозапасів, інтенсивністю сніготанення та кількістю атмосферних опадів, котрі випадають в цей сезон. Повінь закінчується, в основному, в березні - на початку квітня, після чого річки переходять повністю, або майже повністю на підземне живлення.

Літньо-осіння межень закінчується літньо-осінніми паводками в жовтні -грудні, але в окремі роки такі паводки не спостерігаються. Початок зимової межені відноситься до третьої декади листопада та першої - другої декад грудня.

В період літньо-осінньої межені ряд річок пересихають (р. Вижовка по всій своїй довжині, р. Стохід - до с. Малинівки, р. Полква - до с. Челгузів, р. Тетерів - до с. Троща та ін.).

Основною метою роботи є вивчення впливу на мінімальний стік великої кількості природних факторів.

Зональні та інтразональні фактори формування мінімального стоку річок західної частини Українського Полісся. Природні фактори можна розділити на три категорії - зональні, інтразональні (внутрішньозональні) та азональні.

Розглянемо вплив перерахованих факторів на низький стік річок досліджуваної території.

1. Зональні фактори

Зональні - це кліматичні фактори, котрі характеризуються певною закономірністю просторової зміни. Головним кліматичним фактором є атмосферні опади, котрі формують атмосферне живлення річок в періоди з обмеженим поступленням поверхневих вод в їхні русла.

Середня багаторічна кількість опадів на досліджуваній території складає від 525 до 660 мм. Кількість опадів закономірно зменшується з заходу на схід. На протязі теплого періоду року випадає в середньому 360-520 мм опадів, зі зменшенням в тому ж напрямку - з заходу на схід.

Річний хід опадів характеризується чітко вираженими максимумом в липні (79-95 мм) та мінімумом в січні-лютому (25-30 мм).

Середня тривалість бездощових періодів складає 3-4 дні. Вірогідність початку бездощових періодів тривалістю 40-50 днів складає 3-15%.

Вплив опадів на низький стік досить добре просліджується за графіком зв'язку середнього багаторічного шару стоку за літньо-осінню межень з нормою річних опадів, який був побудований для басейнів з різною кількістю опадів, але з приблизно однаковими іншими фізико-географічними умовами формування стоку. Коефіцієнт кореляції (r=0,81±0,07) свідчить про порівняно високу тісноту зв'язку меженного стоку з опадами, що, в свою чергу, говорить про подібність просторової закономірності зміни стоку та опадів, а також про те, що в процесі трансформації опадів в стік, локальні особливості водозборів, котрі особливо проявляються в басейнах малих річок досліджуваної території, зумовлюють те чи інше відхилення точок від прямої залежності, але не порушують в цілому зв'язку стоку з опадами.

Облік лише кількості опадів не дозволяє виявити дійсний вплив опадів на стік. Для цього потрібно врахувати велику кількість факторів, котрі визначають витрати води.

Характер впливу опадів на стік визначається будовою поверхні водозбору, типом грунтів тощо. Дощі літньо-осіннього сезону частково приймають участь в поповненні підземних вод. При малих уклонах місцевості, добре водопроникливих грунтах і за наявності рослинності створюються сприятливі умови для просочування вод в водоносні горизонти підземного басейну.

В літньо-осінній сезон значний вплив на мінімальний і меженний стік створює дефіцит вологи повітря, котрий безпосередньо не приймає участі в утворенні низького стоку, але перерозподіляє та змінює його величину в часі і просторі. Залежність норми меженного стоку від дефіциту вологості повітря за цей період є оберненою і менш тісною, ніж попередня залежність стоку від опадів. І все ж, не дивлячись на це, вона цілком достатньо виявляє вплив на стік.

Досліджувана територія характеризується подібним багаторічним режимом опадів, мінімального та меженного стоку.

2. Інтразональні фактори

До категорії інтразональних (внутрішньозональних) факторів відносяться: рельєф, грунтовий покрив, лісистість, заболоченість, озерність, густота річкової мережі та ін. Ці фактори, за вийнятком рельєфу, зумовлені кліматом. Однак в кожній зоні з подібними кліматичними умовами вони можуть значно змінюватись.

Досить великий вплив на формування низького стоку річок мають грунти і гірничі породи, котрі є підземним акумулятором стоку та фактором переведення випадаючих опадів в підземні води. Досліджувана територія характеризується, в основному, широтною зональністю грунтів. В самій північній частині України, в заплаві р. Прип'яті та її правих притоків розвинуті переважно торфяно-болотні грунти та торфяники. Вся інша частина Поліської низовини складена дерново-слабопідзолистими піщаними та глинисто-піщаними грунтами, дерново-слабопідзолистими глеюватими та глейовими в комплексі з дерновими карбонатними та чорноземними грунтами, котрі залягають на продуктах вивітрювання крейдяних порід.

Південніше, з переходом на Волино-Подільську височину, різновиди грунтів різко змінюються. Тут переважають сірі і світло-сірі опідзолені легко- та середньосуглинисті грунти, опідзолені чорноземи та темно-сірі опідзолені легко- і середньосуглинисті грунти; типові легко- і средньосуглинисті малогумусні чорноземи мають острівне поширення.

По долинах річок Волино-Подільської височини, а також річок Стир, Горинь і Случ, розвинуті дернові та лугові глеєваті та глеєві супіщані і суглинисті грунти.

Відомо, що найбільшою водопроникливістю характеризуються піщані грунти, слабкою водопроникливістю - суглинисті грунти. При переважанні в басейні піщаних грунтів створюються сприятливі умови для акумуляції підземних вод та живлення ними річок в літньо-осінній сезон. Так, наприклад, річки Тур'я та Стохід в нижній течії мають порівняно з іншими річками, більш високий і досить рівномірно розподілений в меженний період стік.

Рельєф, як фактор стоку, займає особливе положення. Він пов'язаний в першу чергу не з кліматом, а з геологічною історією місцевості. В цьому розумінні рельєф слід було б віднести до азональних факторів. Але основні типи рельєфу (гори, рівнини та ін.) мають певні ареали поширення. Вплив рельєфу на стік проявляється через висотну зональність факторів стоку. Тому в цілому вплив рельєфу на стік проявляється як інтразонального фактора.

Згідно існуючого районування [2, 15, 16], досліджувана територія входить в географічні області Українського Житомирського та Київського Полісся. Вона має досить неоднорідний та складний рельєф, хоча в основному тут переважають низини, багато боліт, спокійних річок з низькими і широкими заплавами. Найбільш типовими в Українському Поліссі є льодовикові і водно-льодовикові форми рельєфу (моренні гряди, ози, ками, зандрові поля); еолові (дюни, горби, гряди); карстові (озера, лійки, понори); денудаційні та акумулятивні [3, 7, 10, 12, 17]. Важливою геоморфологічною особливістю Полісся є східчаста будова поверхні. В рельєфі порівняно чітко виділяються три гіпсометричні сходини: перша з них простягається вздовж Прип'яті і має абсолютні висоти від 120 до 150 м над рівнем моря; друга - південніше р. Прип'яті в районі центральних частин її правих притоків - з абсолютними відмітками 150-175 м і третя - біля південного краю Українського Полісся на границі з Волино-Подільською височиною - з відмітками 200-300 м над рівнем моря і вище [11].

Територія Українського Полісся розташована, в основному, на відмітках до 200 м. Мінімальні відмітки приурочені до понижень Дніпра та Прип'яті (90-100 м), а максимальні - в районі м. Кременця (408 м), м. Мізоч (348 м) та с. Словечного (315 м).

Більшість водотоків західної частини Українського Полісся є типовими рівнинними річками. Вони характеризуються широкими пологими долинами, часто заболоченими заплавами шириною в пригирлових ділянках до 5 км і більше. Долини цих річок мають U-подібну, трапецеподібну, іноді - ящикоподібну форми.

На досліджуваній території стік зв'язаний з висотою місцевості. Так, річки Волино-Подільської височини мають норму мінімального 30-денного стоку від 0,50 до 3,84 л/(с·км²), а річки Поліської низовини - від 0,11 до 2,01 л/(с·км²). Відносно високим мінімальним стоком (2,26-3,84 л/(с·км²)) характеризуються річки Іква та Стир, басейнам котрих властиві значна розчленованість та добре розвинута гідрографічна мережа.

Дослідженню впливу лісу на стік присвячено багато літератури. Однак, стосовно до низького стоку, таких робіт мало.

Лісистість досліджуваної території вкрай неоднакова і змінюється від 3% (р. Случ - с. Велика Клитна) до 75% (р. Червень - с. Некрашівка), складаючи в середньому 19%.

В Українському Поліссі проявляється слабкий вплив лісистості на норму мінімального 30-денного стоку (з ростом частки залісення стік збільшується).

Заболоченість річкових басейнів в середньому складає біля 10%. Найбільша заболоченість властива басейнам річок Вижевки, Турії, Стоходу та Стиру. Вплив боліт на низький стік визначається типом боліт, кліматичними та гідрогеологічними умовами [1, 6, 8].

В західній частині Українського Полісся найбільш поширені низинні болота, котрі живляться річковими водами в період весняної повені і частково за рахунок поступлення підземних вод та атмосферних опадів. Значно менші площі зайняті верховими та перехідними болотами.

На досліджуваній території отримати залежність зміни низького стоку від заболоченості басейну не вдалось.

Прийнято вважати, що чим більша озерність водозбору і чим вони крупніші, тим більше зарегульований річний стік і тим вище мінімальний та меженний стік. Регулюючий вплив озер на стік річок більш виражений, якщо вони знаходяться в руслі основної річки або близько від замикаючого створу [1, 4, 8, 9]. полісся стік річка водний

Вплив озер на низький стік річок досліджуваної території невеликий, так як ступінь покриття водозборів озерами досить мала і складає в середньому всього лише 0,5% [13, 14].

Вплив опадів на низький стік досить добре просліджується за графіком зв'язку середнього багаторічного шару стоку за літньо-осінню межень з нормою річних опадів. Значний вплив на мінімальний і меженний стік створює дефіцит вологи повітря, котрий безпосередньо не приймає участі в утворенні низького стоку, але перерозподіляє та змінює його величину в часі і просторі. Залежність норми меженного стоку від дефіциту вологості повітря за цей період є оберненою і менш тісною, ніж попередня залежність стоку від опадів. Досліджувана територія характеризується подібним багаторічним режимом опадів, мінімального та меженного стоку.

Великий вплив на формування низького стоку річок мають грунти і гірничі породи, котрі є підземним акумулятором стоку та фактором переведення випадаючих опадів в підземні води. Найбільш водопроникливі піщані грунти, слабоводопроникливі - суглинисті грунти.

Вплив рельєфу на стік проявляється через висотну зональність факторів стоку. Річки Волино-Подільської височини мають норму мінімального 30-денного стоку вищу від річок Поліської низовини.

З ростом частки залісення мінімальний стік збільшується. Залежність зміни низького стоку від заболоченості басейну не вдалось. Вплив озер на низький стік річок досліджуваної території невеликий, так як ступінь покриття водозборів озерами досить мала.

Література

1. Баранов В.А., Попов Л.Н. Карты минимального стока Европейской территории СССР. Тр.ГГИ., - Л., ГМИ, 1966, вып.133, - с.105-137.

2. Бiлявський Г.О. Природнi ресурси прiсних пiдземних вод Українського Полiсся. - К., Наукова думка, 1974, - 128 с.

3. Бондарчук В.Г. Геоморфологiя УРСР. - К., Радянська школа, 1949, - 243 с.

4. Владимиров А.М. Сток рек в маловодный период года. - Л., ГМИ, 1976, - 296 с.

5. Воскресенский К.П., Харченко С.И., Шикломанов И.А. Влияние человека на водные ресурсы и гидрологические процессы. - В кн. Ген. докл. IV всесоюзн. гидролог. съезда., 1973, Л., ГМИ, - с.53-85.

6. Клюева К.А. Исследование условий формирования минимального стока рек БССР и практические рекомендации для расчета его величин. - Сб. работ Минской гидрометеорол. обсерв., 1961, вып.3, - с.5-105.

7. Коротун I.М. Геоморфологiя. - В кн. Природа Рoвенської областi. Львiв, Вища школа, 1976, - с.37-52.

8. Курдов А.Г. Минимальный сток рек. - Воронеж, Изд-во Воронежского ун-та, 1970, - 252 с.

9. Курдов А.Г. Влияние прудов на минимальный сток. - Метеорология и гидрология, 1963, №4, Л.-М., ГМИ, - с.28-30.

10. Ланько А.I., Маринич О.М., Щербань М.I. Фiзична географiя Української РСР. - К., Радянська школа, 1969, - 232 с.

11. Личков Б.Л. К вопросу о геологической природе Полесья. - Изв. АН УССР, 1928, №2, VII сер., Л., - с.173-194.

12. Маринич О.М. Українське Полiсся. Фiзико-географiчний нарис. - К., Радянська школа, 1962, 164 с.

13. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. Т.6. Украина и Молдавия. Вып.1. Западная Украина и Молдавия. - Л., ГМИ, 1965, - 443 с.

14. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. Т.6. Украина и Молдавия. Вып.2. Среднее и нижнее Поднепровье. - Л., ГМИ, 1967, - 479 с.

15. Физико-географическое районирование СССР. Характеристика региональных единиц. - М., Изд-во МГУ, 1968, - 576 с.

16. Физико-географическое районирование УССР. - К., Изд-во КГУ, 1968, - 683 с.

17. Цись П.М. Геоморфологiя УРСР. - Львiв: Вид-во Львiвського ун-ту, 1962, - 224 с.

18. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на водные ресурсы и гидрологический режим. - Обнинск, 1976, - 109 с.

Размещено на Allbest.ru