Динаміка ярів в басейні Дністра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Динаміка ярів в басейні Дністра

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Серед спектру геоморфологічних процесів, які вливають на формування рельєфу, одним з найнебезпечніших є яркова ерозія. Під впливом ерозії відбуваються значні зміни у навколишньому середовищі. По-перше, руйнуються ґрунти, зменшується родючість і погіршуються їх водно-фізичні та фізико-хімічні властивості. Продукти змиву замулюють сільськогосподарські угіддя, родючі заплавні землі, забруднюють ріки і водойми, чим погіршують якість води. По-друге, утворюються від'ємні форми рельєфу - яри, довжиною від кількох десятків метрів до кількох кілометрів, а яружна мережа з вершинами і боковими відгалуженнями розчленовує поля, погіршує умови використання земель.

Враховуючи актуальність проблеми, починаючи з 1967 року в Україні реалізується державна програма попередження ерозії грунтів і боротьби з її наслідками. В регіональній природно-господарській геосистемі басейну Верхнього та Середнього Дністра (далі - басейн Дністра) нараховується більше 8 000 ярів, під якими зайнято 11,2 тис. га. 2/3 яркових форм розвиваються на ерозійно-небезпечних схилах крутизною більше 1. В основному яри приурочені до ріллі, під якою знаходиться 48% площі досліджуваної території.

Звідси випливає необхідність пошуку закономірностей утворення форм ерозійного рельєфу, оцінки ступеня ураження басейну Дністра ярами станом на 1925, 1955, 1985-98 роки, визначення інтенсивності ерозійного процесу, розрахунків потенціалу лінійного росту ярів, прогнозу яроутворення та обгрунтування системи протиерозійних заходів.

Зв'язок роботи з науковими програми, планами, темами. Обраний напрям досліджень тісно пов'язаний з тематикою робіт кафедри геоморфології. Методика та основні результати дисертаційних досліджень використані при виконанні держбюджетних тем, «Еколого-геоморфологічна оцінка річкових систем та їх басейнів в межах Західної України» (1992-1994 рр.), «Еколого-геоморфологічний аналіз проблем природокористування в міжнародних транскордонних річкових системах та їх басейнах і обгрунтування шляхів їх вирішення» (1995-1997 рр.), «Гідролого-геоморфологічний аналіз Західного Бугу і верхнього Дністра з використанням інформаційних технологій для потреб оптимізації природокористування» (1998-2000 рр., науковий керівник професор І.П. Ковальчук).

Мета роботи: встановити причини виникнення та закономірності розвитку форм лінійної ерозії, особливості поширення ярів різного віку та морфології в басейні Дністра на основі порівняльного аналізу різновікових карт, аерофотознімків, польових і напівстаціонарних досліджень, розрахунків потенціалу лінійного росту ярів; оцінити стан і виявити тенденції зміни основних показників яружної мережі, обгрунтувати рекомендації протиерозійної організації території, раціонального використання земель, підвищення їх родючості.

Для досягнення мети вирішувалися такі завдання: 1) оцінка ролі природних та антропогенних чинників утворення і розвитку ярів, розповсюдження лінійної ерозії; 2) вдосконалення методики напівстаціонарних і картометричних досліджень ярів; 3) створення бази даних основних параметрів ярів басейну Дністра (довжини, ширини, глибини) та похідних від них (площі водозбору, об'єму винесених порід тощо); 4) встановлення закономірностей формування та розвитку ярів на водозборах з різними типами угідь; 5) обгрунтування системи заходів попередження яроутворення та рекультивації уражених ярами земель.

Об'єктом картометричних, польових та напівстаціонарних досліджень були схилові, берегові, донні та привододільні яри і яружні мережі басейну Дністра, їх стан, динаміка і функціонування впродовж більш як 70-ти років (1925-1998 рр.).

В результаті виконаної роботи складена серія нових картосхем (густоти яркового розчленування і щільності вершин ярів) на три вікові зрізи і картограм сумарних змін щільності вершин та густоти яркового розчленування, а також складена схема ерозійного районування території і діаграми потенціалу лінійного росту ярів на 6-ти ключових ділянках.

Наукову новизну роботи становлять:

1) вперше отримані для басейну Верхнього та Середнього Дністра параметри густоти яркового розчленування та середньорічної інтенсивності лінійного росту ярів; 2) закономірності функціонування і багаторічної динаміки ярів; 3) схема районування басейну Дністра за інтенсивністю процесів лінійної ерозії та ступенем ураження ярами; 4) оцінки ерозійного потенціалу яркових систем, приурочених до різних категорій земельних угідь; 5) вперше складені на басейн Верхнього та Середнього Дністра картосхеми густоти яружної мережі і щільності вершин ярів станом на 1925, 1955, 1985 роки та картограми сумарних змін густоти яружного розчленування і щільності вершин ярів за періоди 1925-1955, 1955-1985, 1925-1985 роки; 6) прогнози лінійного росту ерозійних форм до 2010 року.

На захист виносяться:

- концепція геоморфологічного аналізу ярів і процесів яроутворення в басейновій геосистемі Дністра;

- результати комплексних досліджень поширення ярів, ураження ними басейну, тенденцій і потенціалу їх розвитку;

- практичні рекомендації, орієнтовані на стабілізацію ярів, зниження потенціалу їх росту і захист угідь від деградації.

Практичне значення одержаних результатів. Враховуючи причини виникнення та особливості поширення ярів різного віку, а також тенденції їх розвитку, обґрунтовані рекомендації протиерозійної організації території, раціонального використання земель і підвищення ерозійно-екологічної безпеки. Результати досліджень використовуються у практичній діяльності і включені у звіти кафедри геоморфології Львівського державного університету. Вони опубліковані в наукових статтях і методичних рекомендаціях, використовуються в навчальному процесі.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні камеральних (картометричні, картографічні і дешифрування аерофотознімків), напівстаціонарних і польових досліджень яружних систем басейну Дністра, створенні бази даних основних параметрів ярів (довжини, ширини, глибини) та похідних від них (об'єму винесених порід, об'єму яру, площі водозбору тощо), вдосконаленні методики напівстаціонарних і картометричних досліджень ярів; визначенні для басейну Дністра параметрів густоти яружної мережі, щільності вершин ярів і середньорічних темпів лінійного росту ерозійних форм, встановленні для різночасових зрізів закономірностей функціонування та багаторічної динаміки ярів, розрахунку потенціалу лінійного росту ярів до 2010 року і районуванні басейну за ступенем ураження ярами.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідались і обговорювалися на ІІІ з'їзді грунтознавців та агрохіміків України (Харків, 1990), Всесоюзній науковій конференції «Эрозиоведение: теория, эксперимент, практика» (Москва, 1991), міжвузівських координаційних нарадах з проблем ерозійних, руслових і гирлових процесів (Воронеж, 1993, Брянск, 1994; Вологда, 1995, Перм, 1997, Псков, 1998); міжнародній науково-практичній конференції «Регион и география» (Перм, 1995), VII з'їзді УГТ (Київ, 1995), науковій конференції до 90-річчя професора П.К. Заморія (Київ, 1996), міжнародній науково-практичній конференції «Українська геоморфологія: стан і перспективи» (Львів, 1997), наукових семінарах кафедри геоморфології Львівського університету (1990-1998 рр.)

Публікації. За темою дисертації автором і за його участю опубліковано 17 праць, в т.ч. 4 - у наукових журналах, 4 - у матеріалах міжнародних конференцій, 9 - у збірниках тез наукових конференцій.

Обсяг і структура роботи. Дисертація викладена на 142 сторінках машинописного тексту. Складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаної літератури (288 найменувань), проілюстрована 51 рисунком і 10 таблицями. Загальний обсяг дисертації становить 234 сторінки.

Основні положення і результати роботи

ерозія яр басейн

1. Концепцією досліджень яркової ерозії передбачено аналіз історії вивчення яркової ерозії регіону, визначення основних напрямів, методів та алгоритмів визначення ступеня ураження території ярами, інтенсивності розвитку процесів лінійної ерозії та її потенціалу, прогнозування стану яркових систем, обгрунтування системи протиерозійних заходів.

Вивченню причин виникнення, закономірностей розвитку, особливостей поширення та класифікації ярів присячені роботи багатьох вчених. Серед них найбільш відомі праці І. Леваковського (1890), В. Докучаєва (1892), В. Масальського (1897), С. Соболева (1948), А. Гужевої (1948), О. Козменка (1954), В.Лідова (1954), Д. Арманда (1956), М. Суса (1959), І. Брауде (1959), М. Маккавєєва (1971), Н. Гудзона (1974), Н. Коротіної (1974), П. Захарова (1978), О. Рожкова (1981), М. Заславського (1983), Б. Косова (1984), К. Зоріної (1984,1992,1995), Л. Сетунської, М. Волкової (1987), М. Волощука (1978, 1981, 1996), І. Ковальчука (1977-1997), А. Путилина (1981, 1988), В. Реймхе (1986), А. Дедкова, В. Мозжерина, Р. Тукаева (1990), С. Хруцкого, О. Семенова, Е. Косцової (1991), М. Назарова (1992), Р. Сливки, Б. Голояда, В. Паневника (1995), І. Рисіна (1982, 1998) та багатьох інших.

Дослідження ерозійних процесів, які проводилися в Західному регіоні України, дозволили виявити закономірності поширення та динаміки ярів в окремих частинах басейну Дністра і намітити основні заходи по їх попередженню, припиненню розвитку та ліквідації. Проте цілісної картини ураження формами яркової ерозії басейну Верхнього та Середнього Дністра, їх поширення в просторі та динаміки в часі, визначення стадій розвитку і розподілу потенціалу яроутворення до цього часу не отримано. Тому виникла необхідність дати кількісну оцінку ступеня ураження території формами лінійної ерозії та виявити тенденції розвитку яружних систем.

Основою для комплексного вивчення стану і розвитку процесів яркової ерозії в басейні Дністра є картографічні джерела (топокарти масштабу 1:100000 і 1:25000), статистичні матеріали, які грунтуються на результатах картометричного аналізу та дешифруванні аерофотознімків, а також польові і напівстаціонарні дослідження.

Дослідження яркової мережі і процесів яроутворення базувалися на обгрунтованій нами схемі використання в певній послідовності системи прийомів, способів і методів аналізу і синтезу у вигляді алгоритму, в якому поєднуються оператори дій, логічних умов, способів та прийомів досліджень.

Поєднання різних методів, які доповнювали та взаємоконтролювали один одного, дало можливість отримати об'єктивні дані про стан яркових систем, тенденції його зміни, інтенсивність лінійного росту, темп переформування повздовжнього профілю яру та схилу, а також здійснити прогноз яроутворення, який полягає в отриманні розрахункових характеристик інтенсивності лінійного росту ярів, густоти їх мережі та щільності вершин в межах морфометрично виділених водозборів.

Розроблена комплексна методика картометричних, напівстаціонарних і польових досліджень та розрахований потенціал лінійного росту ярів дають можливість оптимізувати проектно-вишукувальні роботи і зменшити затрати на проведення протиерозійних заходів.

2. Аналіз факторів яроутворення передбачає дослідження основних чинників, які визначають потенційну небезпеку розвитку процесів лінійної ерозіі.

Встановлено, що: 1) напрямки багатьох яружних форм рельєфу басейну Дністра співпадають з напрямками простягання системи тектонічних тріщин регіону. На досліджуваних ключових ділянках кількість ярів, закладених по тектонічних тріщинах північно-західного простягання, змінюється від 15 до 65%, північно-східного - від 0 до 60% і широтного від 0 до 15%. Майже на всіх ключових ділянках найдовші пучки променів простягання ярів відповідають напрямам пн зх - пд сх і пн сх - пд зх, що співпадає з основними напрямами тектонічних тріщин; 2) 80% території басейну Дністра покрито лесами, лесоподібними суглинками і суглинистими породами, що сприяє розвитку ярів; 3) досліджувана територія охоплює регіони з відмінними рисами геоморфологічної будови: низькогірний структурно-денудаційний рельєф моноклінальних хребтів Західних Бескид, середньогірський структурно-денудаційний рельєф Східних Бескид, середньовисотні Скибові Горгани з кам'яними розсипищами і глибокими поперечними долинами, низькогірний рельєф Стрийсько-Санської Верховини. Ці області характеризуються сильнорозчленованим ерозійним рельєфом. Абсолютні висоти коливаються від 120 до 400 м біля підніжжя гір до 500-800 м у міжгірських улоговинах. Найбільш підвищені райони рівнинної частини басейну приурочені до обширної Волино-Подільської височини (350-470 м) та Передкарпатської височини з висотами понад 500 м, які також володіють високим ерозійним потенціалом. 4) безпосереднім кліматичним чинником ерозії є умови формування стоку талих вод і опади, загальна кількість яких змінюється від 450-700 мм на Поділлі до 1500 мм у Карпатах. Основна кількість опадів випадає у вигляді дощу і злив у теплий період року, а добовий максимум коливається від 19,5 до 62,9 мм при середній інтенсивності 0,12-0,17 мм/хв і максимальній 2,5 мм/хв; 5) у структурі грунтового покриву домінують дерново-підзолисті грунти в Передкарпатті та сірі опідзолені на Поділлі. Ці грунти мають низьку протиерозійну здатність; 6) на розвиток процесів яркової ерозії впливає рослинний покрив і господарське використання території. Ступінь залісненості в басейні Дністра змінюється від 13,2% на Поділлі до 25,4% в Передкарпатті та 49% в Карпатах. Вплив господарської діяльності проявляється в розорюванні схилових угідь з порушенням вимог протиерозійної організації території, вирубуванні лісів і розкорчовуванні чагарників, у прокладанні грунтових доріг, застосуванні важкої агротехніки на сільськогосподарських угіддях, що погіршує фільтраційні та протиерозійні властивості грунтів.

3. Ступінь ураження верхньої та середньої частини басейну Дністра формами лінійної ерозії і тенденції його багаторічних змін характеризується показниками, які відображають густоту яркової мережі та щільність вершин ярів станом на три вікові зрізи - 1925, 1955, 1985 рр. і динаміку їх змін за періоди 1925-1955, 1955-1985, 1925-1985 рр., які встановлені на основі картометричного аналізу, дешифрування аерофотознімків та напівстаціонарних і польових спостережень.

Основним показником активності яркової ерозії є площинна ураженість території ярами. Розрахований коефіцієнт густоти яружної мережі дав можливість отримати об'єктивну інформацію про геоморфологічну роль ярів. Складені морфометричні картосхеми М1:100000 охопили досліджувану територію площею близько 25 000 кв. км і дали можливість оцінити ступінь ураження водозборів основної ріки та допливів Дністра станом на три вікові зрізи (1925,1955,1985 рр.) формами лінійної ерозії за таким показником як їх густота. Він змінюється в доволі широкому діапазоні - від 0 до 2,58 км/км². Найвищі показники густоти ярів станом на 1985 рік (рис. 1) характерні для межиріччя Бистриця-Тисмениця (2,3 км/км²), Бистриця-Луква (2,1 км/км²), Стрий-Свіча (1,85 км/км²), Стривігор - Дністер (1,75 км/км²), Лімниця-Свіча (1,75 км/км²), Гологоро-Кременецького кряжу (2,0 км/км²), Розточчя (1,46 км/км²). Площа ареалів з максимальними показниками яружного розчленування не перевищує 5% площі досліджуваної території.

Приблизно 15-20% басейну Дністра характеризується високим і середнім ступенем ураження ярами. Сюди відноситься Прилуквинська височина (1,48 км/км²), Бережанське горбогір'я (1,2 км/км²), Ходорівське (1,01 км/км²) і Рогатинське Опілля (1,05 км/км²). Близько половини басейну Дністра зайнято ареалами, з густотою яркового розчленування від 0 до 0,5 км/км². Такі ділянки в однаковій мірі зустрічаються як на розораних, так і заліснених угіддях. Майже 25% поверхні басейну відноситься до без'яркових територій або зон з поодинокими ярами. Їх ареали приурочені до привододільних частин Бескид і Горган, північно-західної частини Львівського плато, Товтр, басейнів рік Серет, Збруч, Гнізна, придолинної частини басейнів Дністра, Стрия, Тисмениці.

Показник густоти ярів (км/км²) доповнюється показником щільності їх вершин на одиницю площ (од/км²).

Найвищі показники щільності вершин ярів станом на 1985 р. зафіксовані на межиріччі рік Стрий - Свіча і Лімниця - Свіча (19 од/км²), в Гологоро-Кременецькому кряжі (21 од/км²) і на Бібрсько-Стільському Опіллі (20 од/км²), що дає можливість віднести ці райони до найбільш ерозійнонебезпечних.

Найбільші площі займають ареали з поодинокими ярами. Тут щільність вершин коливається від 0 до 4 од/км². Такі показники характерні для ярів, приурочених до відносно рівних і плоских ділянок на межиріччях річок Серет-Збруч (0-3 од/км²), Гнила Липа-Золота Липа (0-3 од/км²), Серет-Гнізна (0-2 од/км²), Боберка-Гнила Липа (0-4 од/км²), придолинної частини Дністра (0-4 од/км²), Тернопільського плато (0-4 од/км²).

Яри, як відомо, є дуже динамічними формами рельєфу. Підвищена щільність ярів свідчить про високу ерозійну небезпеку та активну стадію розвитку рельєфу.

Порівняння ерозійно-геоморфологічної та природно-географічної ситуації на аерофотознімках (М 1:14000, 1:17000) 1952 року з такою ж ситуацією станом на 1985 рік свідчить про суттєві зміни, які відбулися у стані ярів та характері використання земель. За цей період більшість ярів перейшли в стадію стабілізації, тобто вироблення тимчасового профілю рівноваги. На останніх знімках схилові яри вже покриті природною трав'янисто-чагарниковою рослинністю.

Польові маршрутні дослідження ярів проводилися в 1990-1998 рр. на ключових ділянках з метою оцінки сучасного їх стану (тенденцій розвитку), дають підстави стверджувати, що:

- існує добре виражена циклічність у розвитку яркових форм, сезонна динаміка зміни морфології ярів як форм рельєфу (активізація - затухання ерозійних процесів);

- виявлені суттєві територіальні відміни ступеня активності ярів різних типів. Найактивніші яркові форми (з точки зору динаміки екзогенних процесів) є яри в лесах та в двочленних відкладах. До районів з відносно більшою активністю ерозійних процесів в ярах можна віднести нижню частину басейну ріки Золота Липа, межиріччя рік Щирка-Боберка і Бистриця Надвірнянська-Бистриця Солотвинська, басейни річок Луква, Тисмениця, Колодниця, Свіча, Лімниця.

З 1925 по 1985 роки в густоті ярів басейну Дністра та щільності їх вершин сталися помітні зміни. Вони виявлені шляхом порівняння різновікових картосхем заяруженості станом на 1925, 1955, 1985 рр. Для визначення масштабів змін стану ярів від одного облікового періоду до іншого були складені результуючі картограми сумарних перетворень яркової мережі.

Якщо прийняти густоту ярів в 1925 році за 100% то за 60-річний період (1925-1985 рр.) густота ярів (рис. 2) у Передкарпатті збільшился на 14%, на Поділлі - на 30% і більше. З 1925 по 1955 роки різко (на 25-50%) збільшилася густота ярів на Розточчі, Львівському плато, Гологоро-Кременецькому кряжі. Для наступної чверті століття характерне помітне зменшення (22-40%) густоти активних ярів, на що вплинули проведені в 60-70 роках протиерозійні роботи. Сприяло цьому також виведення частини крутосхилових ділянок з активного сільськогосподарського використання.

Проведені дослідження ерозійних процесів у басейні Дністра дозволили виявити велику різноманітність прояву ерозійних форм в різних геоморфологічних умовах та їх залежність від властивостей літології, клімату, грунтів, рослинного покриву, господарської діяльності людини тощо. Тому для регіоналізації ерозійних процесів, зокрема яркової ерозії, нами розроблена схема ерозійно-геоморфологічного районування басейну Дністра.

В якості основної одиниці ерозійно-геоморфологічного районування (ЕГР) басейну Дністра прийнятий район. Подібні за сукупністю ознак ерозійно-геоморфологічні райони доцільно об'єднати в три типи: безяркові або з поодинокими ярами (густота яркового розчленування 0-0,5 км/км², щільність вершин 1-3 од/км²). До цього типу відносяться такі райони: Городоцько-Комарнівський, Самбірсько-Мединський, Ходорівсько-Жидачівський, Озерянський з великою густотою яркової мережі (густота ярів перевищує 1,2 км/км² а, Хоростківський, Опорець-Сколівський, Вишківсько-Осмолодівський; з помірним ярковим розчленуванням (густота ярів 0,6-1,2 км/км², щільністю вершин до 12 од/км²). Цей тип охоплює райони: Верещицько-Янівський, Добромильсько-Хирівський, Турківсько-Східницький, Дрогобицький, Щирецько-Роздільський, Рогатинсько-Бурштинський, Калусько-Івано-Франківський, Городенківсько-Заліщицький, Тисменицько-Тлумацький, Львівсько-Давидівський, Бистрицький, Монастирисько-Бучацький, Бережансько-Тернопільський, Теребовлянський, Гусятинський;

щільність вершин до 21 од/км²). До цієї категорії віднесені Пеняки-Голубицький, Бібрсько-Свіржський, Перемишлянсько-Липовецький, Стрийсько-Болехівський, Долинсько-Рожнятівський, Надвірнянський.

4. Потенціал лінійного росту ярів визначається характером поєднання чинників яроутворення. Оцінка потенціалу, інтенсивності розвитку лінійної ерозії та її еколого-геоморфологічних наслідків дають можливість прогнозувати розвиток яркових форм та визначити їх подальший вплив на довкілля.

Основними чинниками, які врахувалися при прогнозуванні розвитку форм лінійної ерозії, були природно-географічні характеристики території - клімат, зокрема максимальний модуль дощового стоку (А_1%); рельєф (крутизна і довжина схилів, глибина базису ерозії); літологічний склад підстеляючих порід та їх протиерозійна стійкість тощо.

Розрахунок потенціалу лінійного росту ярів виконувався для водозборів окремих ярів з використанням топографічної основи масштабу 1:25000. В якості об'єкту прогнозування виступали яри довжиною більше 25 м, які знаходяться на ключових ділянках на Поділлі, в Передкарпатті і Карпатах та відрізняються кліматичними умовами, геоморфологічними параметрами та літологічним складом підстелюючих порід.

Залежно від глибини вертикального розчленування, довжини і крутизни схилів, типу пухких відкладів, характеру грунтового і рослинного покриву, виду природокористування, типу ярів і стадії їх розвитку, потенціал лінійного росту ерозійних форм змінюються від 4 до 460 м. Аналіз морфології схилів і ярів, розрахованого потенціалу їх лінійного росту дає можливість стверджувати: всі досліджувані лінійні ерозійні форми перебувають на різній часовій віддалі від стадії вироблення профілю рівноваги. Можна допустити, що яри, потенціал лінійного росту яких коливається від 4 до 10 м, закінчують свій ріст і поступово будуть переходити в стадію балки. Проте насторожують яри довжиною 120-750 м на довгих (350-1000 м і більше) схилах, де потенціал лінійного росту значно перевищує 100 м. Такі яри можуть мати велику активність лінійного росту і при сприятливому поєднанні як природних, так і антропогенних чинників створюють небезпеку для руйнування угідь та господарських об'єктів.

Середні показники потенціалу лінійного росту ярів становлять в Гологоро-Кременецькому кряжі - 119 м, на Опіллі - 107 м, в Передкарпатті - 55 м, в придолинній частині Дністра - 141 м, в Бескидах - 73 м.

В середньому, на досліджуваній території довжини ярів можуть збільшитися на 40-150 м. Значна амплітуда варіації показників пояснюється великою різноманітністю природно-географічних умов, наявністю ярів різних типів і стадій розвитку, відмінами властивостей корінних порід, грунтів, рослинності, морфометрії схилів та господарського використання території.

Варто відмітити, що окремі яри виробили потенціал лінійного росту на 50-99%, тобто вже пройшли пік свого розвитку. Польові і розрахункові дослідження свідчать, що близько 30% ерозійних форм реалізували свій потенціал росту у довжину; окремі яри припинили розвиток у зв'язку зі здійсненням системи протиерозійних заходів; інші форми лінійної ерозії продовжують як лінійний ріст, так і зміну повздовжніх і поперечних профілів. Найчастіше ростучі яри приурочені до сільськогосподарських угідь, околиць населених пунктів або до польових доріг.

Крім картометричних та прогнозно-розрахункових досліджень проводилися польові і напівстаціонарні дослідження динаміки ярів, зокрема, росту ярів у довжину та зміни профілів. Вони дозволили константувати, що середньорічні показники інтенсивності росту ярів у басейні Дністра коливаються від 0 до 2,3 м/рік, хоча локально спостерігається лінійний ріст до 5 м/рік. Середні швидкості росту ярів змінюються залежно від водності року. Найбільший приріст в довжину спостерігався під час катастрофічних злив (1990, 1991, 1992 рр.). Максимальні швидкості їх росту (5-6 м/рік) спостерігалися в басейнах рік Золота Липа, Зубра, Свірж, Тисмениця, Свіча, а також у Придністров'ї. Мінімальні швидкості росту (0 - 0,3 м/рік) характерні для ярів, що переходять в стадію балки.

Розвиток кожного яру здійснюється під впливом регресивної глибинної ерозії з одного боку, виносу русловим потоком продуктів ерозії - з другого і схилових деформацій - з третього. Для оцінки тенденцій і спрямованості трансформаційних процесів у ярах нами були закладені стаціонарні досліди на Поділлі і Передкарпатті (комплекси реперів у днищах, на схилах, біля вершини і брівок ярів). Періодичне нівелювання та вимірювання висоти реперів дозволило оцінити спрямованість (переважання ерозії, акумуляції чи транзиту мінеральної речовини) та інтенсивність руслових і схилових денудаційно-акумулятивних процесів у яркових системах.

Врізання русла відбувається на ділянках днища з крутизною 3-4⁰. Процес ерозії починається з появи в тальвегу лійок розмиву з крутою задньою стінкою, яка утворює в руслі невеликий уступ. В нижній частині уступу утворюється водобійна ніша. Нависаючий над нею уступ (висотою від 0,5 до 4 м) обвалюється під час зливових дощів або сніготанення.

У процесі вироблення повздовжнього профілю яру акумулятивні комплекси формуються насамперед у нижній частині басейну яру. Періодичний розмив конусів виносу змінюється наступною акумуляцією наносів, що сприяє утворенню випуклої форми повздовжнього профілю. При подальшому лінійному рості яру і виположуванні його повздовжнього профілю, в середній і верхній частинах також формуються конуси акумуляції. Вони характеризуються меншими розмірами, більшою нестабільністю, інтенсивнішою динамікою. Саме це зумовлює пологохвилясту форму повздовжнього профілю яру. Локальні завали русла продуктами розвитку схилових процесів також доволі сильно впливають на форму повздовжнього профілю ярів та розвиток руслових процесів у них.

5. Наукові основи регулювання процесів лінійної ерозії вимагають проведення комплексних заходів для попередження росту ярів і боротьби з наслідками яроутворення.

Для оптимізації протиерозійного захисту заяркованих територій пропонується використати алгоритм: аналіз стану і динаміки ярів - визначення типу яру і стадій розвитку - визначення основних чинників розвитку яру - розрахунок потенціалу лінійного росту - оцінка потенціалу та інтенсивності денудаційно-акумулятивних процесів в днищі і на схилах - вибір видів протиерозійних заходів та обгрунтування схеми їх застосування - реалізація комплексу протиерозійних заходів - моніторинг стану ярів та підтримка ефективності і корекція протиерозійного захисту.

Так як понад 40% площі сільськогосподарських угідь в басейні Дністра приурочені до схилів крутизною більше 2⁰, то усі вони зазнають площинної і лінійної ерозії. Разом з природними факторами, розвитку ерозії грунтів сприяє недостатнє впровадження господарствами протиерозійної організації території і неповне (близько 75%) освоєння грунтозахисних сівозмін, обробіток грунту вздовж схилів, вирощування просапних культур на схилах крутизною понад 5-7⁰, руйнування існуючих простих споруд, тобто нехтування агротехнічними, лісомеліоративними і гідротехнічними протиерозійними заходами.

Найбільш ефективними і доступними кожному господарству протиерозійними заходами є оранка, культивація і рядкова сівба культур поперек схилів, вирощування культур смугами. На підзолистих і опідзолених грунтах басейну Дністра проводиться оранка з поглибленням та щілинування. На схилах крутизною 2-6⁰ для зменшення стоку здійснюють ямкування зябу, а при крутизні схилів більше 6⁰ - переривчасте борознування. З метою перехоплення поверхневого стоку на привододільних частинах схилів досліджуваної території закладені водопоглинаючі лісові смуги шириною 20-50 м. На ерозійнонебезпечних схилах створені штучні тераси для розпилювання схилового стоку.

Серед гідротехнічних споруд на досліджуваній території використовуються лотки - швидкотоки, які застосовувалися з метою відведення тимчасових потоків від вершини яру до ерозійно безпечного місця в руслі. Однак їх ефективність виявилась невеликою.

Досить ефективним протиерозійним заходом виявилося також будівництво перед вершинами ярів земляних дамб висотою до 2-4 м і ставків.

Яри довжиною до 500 м і глибиною до 10 м при водозбірній площі 5-10 га доцільно частково або повністю засипати. Проте ці заходи будуть ефективними лише на ділянках з досить родючими грунтами на схилах крутизною 15⁰. Повну засипку ярів здійснюють на тих землях, які в перспективі будуть використовуватися під садами або для сільськогосподарських культур суцільного посіву. На ділянках, де планують висівати багаторічні трави, виконують часткове засипання ярів.

В басейні Дністра для різних типів ярів доцільно застосовувати різні види протиерозійних заходів:

а) для донних - фашинні загати у днищі та водозатримуючі споруди на водозборі (вали, ставки-вловлювачі, лісофітомеліоративні смуги);

б) для схилових - систему водозатримуючих споруд на водозборі; гідротехнічні споруди біля вершин ярів (лотки-швидкотоки); заліснення схилів і тальвегів, будівництво фашинних загат у днищі;

в) для вершинних і берегових - корінна меліорація, будівництво перехоплюючих та водорозпилюючих валів тощо.

Висновки

Просторово-часовий аналіз яружних систем басейну Дністра дозволяє зробити такі висновки:

1) яркова мережа має успадкований характер. Вона закладена по вже сформованих в дочетвертинний період прабалках, які повністю прорізують товщу пухких відкладів і приурочені до зон тектонічної тріщинуватості крейдової поверхні. Про це свідчать рози-діаграми орієнтування тальвегів ярів. Їх основні напрямки співпадають із напрямками тектонічних тріщин, що дозволяє говорити про тектонічно обумовлений характер яружної мережі. Цей висновок добре корелюється з даними аналізу взаємоз'язку таких же явищ інших регіонів (Kosmowska-Suffczynska, 1998; Рысин, 1998);

2) поширенню і розвитку ярів в басейні Дністра сприяла, низька протиерозійна стійкість грунтів та корінних відкладів, розріджений характер рослинного покриву і його значна трансформованість діяльністю людини, кліматичні умови - велика (> 650-1400 мм/рік) кількість опадів, висока (1 - 2,5 мм/хв) інтенсивність їх випадання, значне вертикальне розчленування території (100 м/км² і більше);

3) для кількісної оцінки ступеня ураження басейну Дністра формами лінійної ерозії, встановлення закономірностей просторово-часової динаміки яружних систем розроблена методика, яка включає: а) картометричний аналіз ярів на основі великомасштабних карт; б) польові дослідження типових ярів і яружно-балкових систем та аналіз аерофотознімків; в) напівстаціонарне вивчення динаміки типових ярів в різних частинах басейну Дністра; г) прогнозно-розрахункові оцінки тенденцій зміни ступеня ураження території ярами та потенціалу лінійного їх росту;

4) в результаті географічного аналізу яружних систем в басейні Дністра встановлено, що: а) яри на досліджуваній території розміщені дуже нерівномірно. Густота яружного розчленування змінюється від 0 до 2,3 км/км², а щільність вершин - від 0 до 21 од/км²; б) середня густота ярів на досліджуваній території становить 0,6 км/км², а середня щільність вершин в ареалах росповсюдження ярів сягає 4,3 од/км²; в) райони з найбільшою густотою ярів співпадають з районами найбільшої щільності їх вершин. Вони приурочені до зон максимальної потужності лесів (до 15 м) і лесоподібних відкладів. Відхилення пов'язані з особливостями морфології яркових систем;

5) найбільш заяруженими є межиріччя річок Стрий-Свіча-Лімниця, Бистриця Надвірнянська - Бистриця Солотвинська в Передкарпатті (густота яружної мережі 2,3 км/км², щільність вершин до 16 од/км²), Гологоро-Кременецький кряж (відповідно 2,0 км/км² і 21 од/км²), Бескиди (1,75 км/км² і 18 од/км²), Розточчя і Бібрсько-Стільське горбогір'я (1,46 км/км² і 14 од/км²), які характеризуються глибоким вертикальним (до 140 м на Поділлі, до 300 м у Передкарпатті та 300-500 м у Карпатах) розчленуванням, переважно випуклою формою схилів та їх значною (до 2 км) довжиною і крутизною (до 10⁰ і більше). Райони з мінімальним яружним розчленуванням приурочені до територій з малими показниками глибин базисів ерозії і густоти долинно-балкової мережі, пологими берегами річок. До них відносимо привододільні частини Бескид і Горган, придолинні частини басейнів рік Дністра, Верещиці, Стрия, Серету, Збруча, Гнізної;

6) для поширення форм лінійної ерозії характерні: локальне зосередження, або зменшення густоти ярів, обумовлене будовою рельєфу, росповсюдженням певних типів рельєфоутворюючих відкладів та характером господарської діяльності людини: існування різних типів ярів - одновершинних, двохвершинних та багатовершинних, причому найчастіше багатовершинні яри зустрічаються на сільськогосподарських угіддях; найбільший ступінь реалізації потенціалу яркового розчленування виявлений на Подільській височині (Опілля, Гологоро-Кременецький кряж) та в Передкарпатті (Прилуквинська височина, Бистрицько-Тлумацьке межиріччя).

7) ерозійні форми представляють собою серію різновікових врізів, сформованих на протязі тривалого часу (можливо з верхнього неогену). Найбільш представницькою є група антропогенно зумовлених ярів віком 100-200 років, приурочених переважно до сільськогосподарських угідь. Наймолодші ерозійні форми розвиваються дуже динамічно. Найчастіше безпосередньою причиною їх виникнення та активного розвитку виступає землеробська, лісогосподарська, транспортна та будівельна діяльність людини. Встановлено, що яри, які з'явилися внаслідок розорювання земель, після активної стадії далі розвиваються за природними законами якщо сила техногенного впливу не перевищує потенціалу природного розвитку ерозійно-акумулятивного процесу. Параметри яружної мережі, зокрема її стан, на завершальних етапах розвитку визначаються як природними умовами території, так і антропогенними чинниками;

8) виявлені особливості поширення ярів на схилах долинно-балкової мережі, встановлені залежності між різними параметрами водозборів ерозійних форм та отримані кількісні характеристики природно-географічних і геолого-геоморфологічних умов яроутворення дозволили розрахунковим шляхом визначити актуальне і потенційне яружне розчленування водозборів;

9) запропонована схема ерозійно-геоморфологічних районів підтверджує, що поширення яружних форм в басейні Дністра є азональним, оскільки на географію ярів впливає ерозійний потенціал рельєфу, протиерозійні властивості підстеляючих гірських порід, тип та інтенсивність господарського освоєння і використання території;

10) географія параметрів прогнозної яружності не повторює повністю розподілу по території ерозійного потенціалу кожного з природних параметрів яроутворення, які входять в розрахункові залежності, що підтверджує погляд на яроутворення як складний багатофакторний синергетичний процес;

11) оцінка потенційної небезпеки яружної ерозії дозволила виявити райони з можливою активізацією ярів і ділянки з вичерпаним потенціалом яроутворення;

12) кількісна оцінка сучасного яружного розчленування і диференціація території за ступенем яружної небезпеки дозволяє виділити в заяружених районах площі, придатні для сільськогосподарського використання без додаткових затрат на боротьбу з ярами, оцінити максимально можливі втрати, які може нанести земельним ресурсам яркова ерозія. Ця інформація дає змогу вибрати спектр протиерозійних заходів, визначити доцільність і почерговість їх реалізації, а тому дозволяє підвищити ефективність використання природних ресурсів, зокрема земельних, покращити еколого-географічну ситуацію в басейні Дністра та його різнорангових природно-господарських системах;

13) комплекс протиерозійних заходів для боротьби з ярковою ерозією повинен охоплювати весь водозбірний басейн, що дозволить оптимально зарегулювати стік води і запобігти розвитку процесів лінійної ерозії. Тільки при такому проведенні робіт будуть ліквідовані причини, що сприяють розвитку ерозійних процесів.

Основні положення дисертації викладені в наступних публікаціях

Регіональні закономірності поширення і тенденції розвитку яркових систем басейну Дністра // Вісн. Львів.ун-ту. Сер. геогр., 1992. Вип.18. - С. 16-19 (співавтор Ковальчук І.П.)

Вплив тектонічних рухів і літології на розвиток яружної ерозії в басейні Дністра // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. геогр., 1998. Вип.23. - С. 328-332.

Еколого-геоморфологічні наслідки утворення та розвитку ярів в басейні Дністра // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. геогр., 1999. Вип.24. - С. 142-146.

Моніторинг ярів басейну Дністра // Вісн. Укр. Буд. екон. та наук.-техн. знань. -1998. - №4. - С. 115-116.

Пути выявления динамических изменений состояния природных и хозяйственных систем бассейна Днестра // Тез. докл. Всесоюзн. конф. молодых ученых и специалистов. «Ноосферогенез: постановка и пути решения проблемы». - Кишинев. - 1990. - С. 43-44 (соавторы: Ковальчук И.П., Зинько Ю.В.)

Овраги бассейна Днестра: распространение, современное состояние и тенденции многолетних изменений // Тез. докл. Ш съезда почвоведов и агрохимиков УССР. «Мелиорация и охрана почв». - Харьков, 1990. - С. 180-181 (соавторы: Ковальчук И.П., Кравчук Я.С.)

Распространение, тенденции развития и прогноз овражной эрозии в Западном регионе Украины // Тез. докл. Всесоюзн. конф. «Эрозиоведение: теория, эксперимент, практика».-М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. - С. 80-81 (соавторы: Ковальчук И.П., Кравчук Я.С., Волос С.И.)

Особенности распространения и развития оврагов бассейна Днестра // Тез. докл. VIII межвуз. координац. совещ. по пробл. эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Воронеж: Изд-во Воронеж. госагроуниверситета, 1993. - С. 91-92.

Региональный анализ овражных систем бассейна Днестра // Тез. докл. IX межвуз. координац. совещ. по пробл. эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Брянск, 1994. - С. 124-125.

Влияние хозяйственной освоенности бассейнов рек системы Днестра на особенности оврагообразования // Х межвуз. координац. совещ. по пробл. эрозионных, русловых и устьевых процессов. Научн. сообщения. - Вологда, 1995. - С. 107.

Оцінка ймовірності лінійного росту ярів в басейні Дністра // Тез.доп.VII з'їзд УГТ. - Київ, 1995. - С. 140-141.

Региональные аспекты изучения линейной эрозии верхней части бассейна Днестра // Тез. докл. международн. научн. - практ. конф. «Регион и география». - Пермь, 1995 - С. 79-80.

Сучасний стан, тенденції розвитку та оцінка ерозійного потенціалу яркових систем Передкарпаття // Тез. доп. наук. конференц. до 90-річчя проф. П.К. Заморія. - К.: ВПЦ «Київський університет», 1996. - С. 103-105.

Потери морфометрической информации об оврагах бассейна Днестра при уменьшении масштаба используемых в анализе топографических карт //XII пленарн. совещ. межвуз. научн.-координац. совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Краткие сообщения. - Пермь, 1997. - С. 135-136.

Оцінка потенціалу лінійного росту ярів Поділля за даними картометричних досліджень // Матер. міжнар. наук.-практ. конф. «Українська геоморфологія: стан і перспективи». - Львів, 1997. - С. 292-295.

Яри басейну Дністра: історія досліджень, проблеми і завдання // Матер. міжнар. наук.-практ. конф. «Українська геоморфологія: стан і перспективи». - Львів, 1997. - С. 158-161.

Развитие форм линейной эрозии в предгорьях Украинских Карпат // XIII пленарн. Межвузов. Координ. Совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Материалы и краткие сообщения. - Псков, 1998. - С. 150-151 (соавтор Слывка Р.Е.)

Размещено на Allbest.ru