- уперше встановлено просторово-часові закономірності та особливості сучасного геоморфогенезу території Київського плато з урахуванням взаємодії ендогенних, екзогенних і антропогенних процесів;

- виявлено особливості морфоструктури, морфоскульптури, неотектоніки та сучасних тектонічних рухів земної кори та оцінено їх роль у формуванні сучасного рельєфу;

- вперше виявлено ознаки сучасної тектонічної активності регіональних розломних порушень глибокого закладання;

- уперше проведено оцінку ступеню ерозійної небезпеки та виконано районування за ризиком прояву небезпечних рельєфоутворювальних процесів території Київського плато;

- з використанням програмних засобів ГІС уперше побудовано низку морфометричних карт масштабу 1: 100 000, в т.ч. - порядків долин і вододільних ліній, вершинної та базисної поверхні, гоніобазит та гіпсогоніобазит другого порядків, крутизни схилів, горизонтального, вертикального та інтегрального коефіцієнту розчленування рельєфу, а також карт сумарних амплітуд та середніх градієнтів швидкостей неотектонічних рухів земної кори, геоморфологічну, сучасних рельєфоутворювальних процесів, ерозійної небезпеки та ураженості території екзогенними процесами.

Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні геоінформаційної бази даних, що включає дані про фактори, умови, кількісні параметри та якісні характеристики сучасних рельєфоутворювальних процесів території Київського плато.

Результати дослідження можуть бути використані при розв'язанні прикладних завдань, пов'язаних з інженерно-геоморфологічними обґрунтуваннями, оптимізацією природокористування.

Особистий внесок автора. Дисертаційна робота виконана на основі фактичного матеріалу, що його автор отримав шляхом польових досліджень (2004 - 2006 роки), а також камерального опрацювання картографічних і фондових матеріалів, дешифрування матеріалів дистанційного дослідження Землі. Особистий внесок автора полягає в: постановці наукової проблеми, обґрунтуванні шляхів її розв'язання, виявленні просторово-часових особливостей та закономірностей сучасного геоморфогенезу; виявленні тенденцій формування морфоструктур та оцінці впливу морфоструктурної диференціації території та сучасної тектонічної активності площинних і лінійних структур на просторові закономірності та динаміку сучасних екзогенних рельєфоутворювальних процесів; здійсненні морфометричного та спеціального геоморфологічного картографування із застосуванням ГІС-технологій.

Апробація результатів дисертаційної роботи. Основні результати дисертаційної роботи були апробовані на Четвертому відкритому науково-практичному семінарі Ради молодих учених та аспірантів Інституту географії НАН України (м. Київ, 2003); ІХ з'їзді Українського географічного товариства (м. Чернівці, 2004); ІІ Міжнародній науковій конференції „Теоретичні, регіональні, прикладні напрями розвитку антропогенної географії та ландшафтознавства” (м. Кривий Ріг, 2005); Третій науково-виробничій нараді геологів-зйомщиків України (м. Рівне, 2005); І Школі-конференції молодих учених країн СНД (м. Москва, 2005), Перших київських геоморфологічних читаннях „Українська геоморфологія: Status & Quo vadis ?” (м. Київ, 2006).

Публікації: Результати дисертаційного дослідження опубліковані у 9 наукових працях, із них 5 - у рекомендованих ВАК України виданнях, загальним обсягом 3,4 д.а.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел (233 позиції) та 2-х додатків. Загальний обсяг роботи 193 стор., у тому числі 135 стор. тексту, 50 рисунків та 6 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У першому розділі “Теоретико-методичні засади дослідження сучасного геоморфогенезу” висвітлено історію дослідження Київського плато, визначено загальні, регіональні проблеми та пріоритетні напрями і методичні основи дослідження сучасного геоморфогенезу.

Початок плідного вивчення проблем сучасного геоморфогенезу припадає на другу половину ХХ ст. Результатом цих досліджень стало опрацювання багатьох важливих фундаментальних та прикладних питань. Проте комплексного характеру дослідження сучасного геоморфогенезу набувають лише сьогодні, коли до аналізу висуваються однаково високі вимоги, зорієнтовані на врахування нелінійності процесів, застосування системного підходу, новітніх технологій, спрямованих на узагальнення новітніх даних, створення обґрунтованих логічних, морфодинамічних, картографічних та інших моделей тощо.

До найважливіших напрямів дослідження сучасного геоморфогенезу належать: виявлення підпорядкованості сучасного рельєфу структурам земної кори; визначення впливу сучасних тектонічних рухів земної кори на формування рельєфу та динаміку екзогенних рельєфоутворювальних процесів; оцінка впливу активних на сучасному етапі розломів на просторові особливості прояву екзогенних процесів; дослідження інтегральної взаємодії та парагенетичних зв'язків сучасних рельєфоутворювальних процесів, виявлення просторово-часових закономірностей сучасного геоморфогенезу; аналіз механізмів і режимів рельєфоутворення з урахуванням взаємодії різних груп процесів; обґрунтування методичних підходів до оцінки небезпечних еколого-геоморфологічних ситуацій. Перелічені напрями дослідження сучасного геоморфогенезу свідчать про існування нагальної потреби встановлення просторово-часових особливостей сучасного геоморфогенезу на основі нових теоретико-методологічних засад, суттєвого розширення експериментальної бази, використання нових емпіричних даних, результатів стаціонарних досліджень, а також новітніх технологій опрацювання набутого фактичного матеріалу.

У результаті цілеспрямованих багаторічних досліджень рельєфу та сучасних рельєфоутворювальних процесів, що моделюють рельєф північно-східного схилу Придніпровської височини в цілому та Київського плато зокрема, визначено загальні закономірності будови рельєфу, розвитку екзогенних процесів, виявлено їхні генетичні різновиди. Державна геологічна служба України на обмежених ділянках провела напівстаціонарні та стаціонарні дослідження. Не розв'язаною залишається низка актуальних проблем, що мають важливе значення для встановлення просторово-часових закономірностей прояву сучасного геоморфогенезу. Так, не опрацьовано питання взаємозв'язків та взаємозумовленостей між ендогенними та екзогенними процесами, що відбуваються, зокрема, в зонах активних розломних порушень різного рангу; слабо висвітлена проблема небезпечних рельєфоутворювальних процесів, що набуває особливої актуальності на сучасному етапі геоморфогенезу в зв'язку з посиленням ролі антропогенного чинника. Вивчення останніх є важливим у зв'язку з обґрунтуванням заходів щодо захисту території від їх руйнівної дії та прогнозу їх подальшого розвитку.

Необхідність деталізації вивчення сучасних рельєфоутворювальних процесів на території Київського плато, оцінки ризику виникнення небезпечних процесів, аналізу особливостей поширення й активності їх прояву у зв'язку з розташуванням неотектонічно активних порушень, зумовили проведення детального морфометричного аналізу на базі нових, крупномасштабних топографічних карт та переосмислення з позиції сучасних теоретико-методологічних засад усього наявного комплексу даних, що визначають сучасний геоморфогенез досліджуваної території, з широким застосуванням ГІС-технологій.

Методологічною основою дослідження сучасного геоморфогенезу є трифакторний геоморфологічний аналіз, що передбачає вивчення рельєфоутворювальних ендогенних, екзогенних і антропогенних процесів у їх взаємодії та взаємозумовленості. У дослідженні ми використали комплекс часткових методів і методичних прийомів, зокрема морфометричного, морфоструктурного, морфодинамічного аналізу з широким залученням матеріалів дистанційного дослідження Землі та програмно-апаратних засобів ГІС.

У другому розділі “Загальна характеристика природних умов території Київського плато” проаналізовано вплив геологічної будови, поверхневих та підземних вод, клімату та ґрунтово-рослинного покриву на розвиток екзогенних рельєфоутворювальних процесів, комплексний вплив яких визначає специфіку сучасного геоморфогенезу Київського плато. В особливостях будови та морфології рельєфу знаходять відображення нерівності поверхні кристалічного фундаменту, особливості залягання палеогенових, неогенових і гетерогенних і літологічно неоднорідних четвертинних відкладів. Вплив гідрогеологічних умов, зокрема перших від поверхні водоносних горизонтів, позначається на розвитку підтоплення, заболочування, гравітаційних, суфозійно-просадкових та ерозійних процесів. Із кліматоутворювальних факторів найбільший вплив на розвиток сучасних екзогенних процесів справляють порівняно велика кількість опадів та їх зливовий характер, швидке танення снігу навесні, особливості річного ходу випадіння опадів (максимум на весні та влітку), замерзання та розмерзання ґрунту, динаміка теплих і холодних повітряних мас, висота та стійкість снігового покриву тощо. На просторовий розподіл сучасних процесів впливає грунтово-рослинний покрив, що має мозаїчний характер і значною мірою змінений під впливом діяльності людини.

У третьому розділі “Рельєф Київського плато та його вплив на сучасний геоморфогенез” висвітлено основні риси формування давньої й сучасної морфоструктури та морфоскульптури Київського плато, визначено роль розломно-блокової будови в просторовій організованості та динаміці давніх і сучасних рельєфоутворювальних процесів.

Рельєф території Київського плато, що формувався впродовж пізнього кайнозою в зоні зчленування Українського щита та Дніпровсько-Донецької западини, має значний вплив на просторові особливості та інтенсивність прояву сучасних рельєфоутворювальних процесів. Особливе значення має енергетичний потенціал рельєфу Київського плато, що визначається досить значними перепадами абсолютних висот (130 м), диференційованими показниками глибини розчленування рельєфу, які змінюються від кількох до десятків метрів, а також доволі низьким розташуванням головного місцевого базису ерозії - Канівського водосховища.

Формування рельєфу на досучасному етапі розвитку на території, що відповідає Київському плато, відбувалося в умовах чергувань у часі й просторі піднять і опускань (або відносного відставання у підняттях), а також етапів переважання акумулятивних або денудаційних екзогенних рельєфоутворювальних процесів. Унаслідок цього в ранньому та першій половині середнього міоцену, на початку пізнього міоцену та в середньому плейстоцені тут сформувалися генетично різні пластово-акумулятивні рівнини, а в середньому міоцені, пліоцен-ранньому плейстоцені, пізньому плейстоцені-голоцені - пластово-денудаційні рівнини.

Основні риси рельєфу Київського плато, ймовірно, почали закладатися на початку раннього плейстоцену. У середньому плейстоцені сформований раніше рельєф був перетворений під впливом дніпровського льодовика, що залишив на території плато водно-льодовикові та льодовикові відклади, які відіграли значну роль у вирівнюванні рельєфу. В подальшому льодовиковий рельєф у межах плато був значною мірою денудований та перекритий товщею еолово-делювіальних лесових порід, які зафіксували наступний етап вирівнювання рельєфу переважно під дією акумулятивно-денудаційних схилових процесів. Формування давньої морфоскульптури на території Київського плато відбувалося за умов домінування флювіальних, флювіально-озерних, льодовикових і схилових рельєфоутворювальних процесів упродовж неогену, раннього та середнього плейстоцену. Післясередньоплейстоценова морфоскульптура Київського плато сформувалася головним чином під впливом флювіальної ерозії та акумуляції, гравітаційної деструкції та акумуляції, процесів площинного змиву, делювіальної акумуляції тощо. Сучасна морфоскульптура представлена поєднанням природних і антропогенно зумовлених флювіальних, гравітаційних, суфозійно-просадкових й техногенних форм рельєфу.

Визначальні риси внутрішньої морфоструктурної диференціації Київського плато впродовж пізнього кайнозою і на сучасному етапі зумовлені тектонічними рухами земної кори, що відрізняються за інтенсивністю в межах розломно-блокових структур, у виокремленні яких важлива роль належить системам діагональних і ортогональних тектонічних розломних порушень. За комплексом геолого-геоморфологічних ознак на новітньому етапі розвитку рельєфу виявляли активність Київський, Фастівсько-Броварський (Немирівський), Центральний, Межирічський, Ядлівсько-Трахтемирівський (південна частина) розломи, які обмежують Київське плато, виокремлюючи його в загальному морфоструктурному плані північно-східного схилу Придніпровської височини, а також низка інших, що визначають особливості рельєфу власне в межах плато, зокрема Білоцерківська та Андрушівська зони, які зумовили поділ плато на блоки меншого порядку. Відміни в інтенсивності неотектонічних рельєфоутворювальних рухів земної кори спричинили неоднорідність просторової диференціації осадонакопичення та особливості розвитку давніх (досучасних) екзогенних рельєфоутворювальних процесів.

Сучасні морфоструктурно-морфоскульптурні особливості Київського плато також визначаються впливом розломно-блокових структур, які проявляють різну активність.

У четвертому розділі “Просторово-часові закономірності сучасного геоморфогенезу Київського плато” наведено результати детального аналізу особливостей поширення й активності прояву екзогенних, ендогенних та антропогенних рельєфоутворювальних процесів.

На території Київського плато розвинуті різні генетичні типи екзогенних рельєфоутворювальних процесів: ерозійні, зсувні, суфозійно-просадкові, абразійні та ін. Найпоширенішими серед сучасних екзогенних процесів Київського плато є флювіальні, представлені площинним змивом та лінійною ерозією тимчасових і постійних водотоків. Встановлено наявність суттєвих відмін у поширенні та ступені активності ерозійних процесів, зафіксованих у просторовій диференціації морфометричних показників щільності горизонтального, глибини вертикального та інтегрального коефіцієнту розчленування рельєфу Київського плато. Просторові відміни притаманні також гравітаційним, абразійним, суфозійно-просадковим процесам (рис. 1, 2, 3 (вклейка).

Сучасні ендогенні процеси представлені головним чином повільними тектонічними рухами, зафіксованими інструментально. За показниками швидкостей сучасних повільних вертикальних рухів на території Київського плато виділяються: район прояву відносно стійких сучасних тектонічних опускань (північно-західна частина плато) та район прояву знакозмінних сучасних вертикальних тектонічних рухів земної кори, розміщений на південний схід від Білоцерківської зони розломів. Швидкості сучасних тектонічних рухів земної кори, за інструментальними даними 1972 - 1986 рр. змінюються від 0 до - 3 та від 0 до + 2 мм/рік. Зазначимо, що північно-західна частина плато, яка в цей час зазнала відносно стійких опускань, характеризується слабкою активністю, а подекуди й відсутністю площинного змиву та лінійної ерозії, але значним поширенням процесів заболочування та суфозійно-просадкових; у південно-східній частині плато, що зазнала знакозмінних сучасних рухів, спостерігається підвищена активність ерозійних і гравітаційних процесів.

Виявлено значний вплив активних розломно-блокових структур на просторову диференціацію поєднань та зміни інтенсивності прояву екзогенних процесів. В межах площових блокових структур спостерігається просторова диференціація морфометричних показників рельєфу, його горизонтальної та вертикальної розчленованості, парагенетичних поєднань процесів тощо.

Активні на сучасному етапі основні розломні порушення знайшли відображення в поширенні генетично різних екзогенних рельєфоутворювальних процесів. Спадково активними на неотектонічному та сучасному етапах є Київський, Фастівсько-Броварський, Центральний, Білоцерківський та Андрушівський розломи. До них пристосована значна кількість річкових долин (Стугна, Красна, Узин та ін); відзначається підвищена активність прояву екзогенних процесів тощо. Зокрема з Білоцерківським розломом пов'язана висока активність ерозійних і суфозійних процесів, Київським - ерозійно-гравітаційних та абразійно-гравітаційних процесів тощо. Тектонічна інтерпретація морфометричних карт дозволила виділити морфоструктури з різною інтенсивністю сучасних тектонічних рухів.

Найбільші антропогенні зміни рельєфу Київського плато спричинені сільськогосподарським, гідротехнічним та гірничо-видобувним видами діяльності, що визначили не тільки трансформацію рельєфу, але позначились на розвиткові всіх груп екзогенних процесів. Антропогенні процеси зумовили порушення рівноваги природних систем і викликали активізацію низки небезпечних природно-антропогенних рельєфоутворювальних процесів - ерозії, зсувів, абразії, підтоплення, балок, просідання тощо. Підвищення місцевого базису ерозії після будівництва Канівського водосховища призвело до затоплення, заболочування території, підпору та підвищення рівня ґрунтових вод, підпруження правих приток р. Дніпро, переформування берегів водосховища, погіршення гідрохімічного, гідробіологічного та санітарно-гігієнічного режимів тощо.

Порівняльний аналіз сучасних і давніх (досучасних) рельєфоутворювальних процесів, що мали місце на території Київського плато, дозволяє зробити висновок, що сучасний геоморфогенез мав трансформаційний вплив головним чином на рельєф, сформований у середньому плейстоцені. Рельєф середньоплейстоценової генерації був значною мірою еродований у пізньоплейстоценовий час системою приток р. Дніпро, а також до певної міри згладжений за рахунок накопичення доволі потужної лесово-ґрунтової товщі. На сучасному етапі геоморфогенезу основні тенденції щодо ерозійного розчленування території продовжують зберігатися, на значних площах виположених межиріч відбуваються масштабні процеси площинного змиву, що визначає загальний деструктивний напрям сучасного геоморфогенезу.

У п'ятому розділі “Парагенези рельєфоутворювальних процесів і обстановки сучасного геоморфогенезу території Київського плато” здійснено просторовий аналіз головних парагенезів сучасних рельєфоутворювальних процесів, що стало основою для виділення районів із відмінними обстановками сучасного геоморфогенезу.

Сумісний аналіз особливостей прояву сучасних екзогенних і ендогенних процесів виявив наявність між ними тісних зв'язків. Просторова диференціація характеру та показників сучасних повільних тектонічних рухів земної кори визначає не тільки активність екзогенних процесів, але й просторові відміни в домінуванні сучасних конструктивних та деструктивних екзогенних рельєфоутворювальних процесів. Так, із районом прояву стійких сучасних тектонічних опускань пов'язаний активний розвиток процесів заболочування й підтоплення, з районом максимальних для регіону сучасних тектонічних піднять - активний розвиток ерозійних і гравітаційних процесів тощо.

Найпоширенішими комбінаціями екзогенних рельєфоутворювальних процесів у межах Київського плато є парагенези ерозійно-гравітаційних, гравітаційно-абразійних, суфозійно-просадкових процесів та підтоплення, лінійного розмиву - площинного змиву тощо. Названі комбінації могли змінюватися в часі, що найімовірніше було зумовлено втручанням антропогенного чинника. Яскравим прикладом цього є зміна домінуючих парагенетично поєднаних ерозійно-гравітаційних процесів на абразійно-гравітаційні на східному схилі Київського плато після спорудження Канівського водосховища.

Встановлена поступова стабілізація активності абразійних процесів із моменту заповнення Канівського водосховища, певна періодичність прояву гравітаційних процесів та послаблення просторової зіставності показників максимальної активності зсувів та абразії з часом. Зараз максимальна кількість зсувних зміщень (близько 80%) приурочена до стінки зриву та депресії верхньої зсувної тераси, що пов'язано головним чином із перезволоженням унаслідок інтенсивного випадіння атмосферних опадів, підйомом рівня ґрунтових вод, надмірного зрошення та техногенного навантаження на територію; роль же абразії в розвитку зсувів на східному схилі Київського плато є другорядною.

За відмінами в активності та наборі сучасних рельєфоутворювальних процесів на території Київського плато виділено райони з різними обстановками сучасного геоморфогенезу: переважання слабких деструктивних і обмеженого прояву конструктивних екзогенних процесів при підпорядкованій ролі антропогенних в умовах прояву на останній стадії сучасного геоморфогенезу тектонічних опускань; переважання помірних деструктивних екзогенних процесів при підпорядкованій ролі антропогенних в умовах прояву впродовж всього сучасного етапу геоморфогенезу знакозмінних тектонічних рухів земної кори; переважання активних деструктивних екзогенних процесів при активній ролі антропогенних в умовах прояву впродовж всього сучасного етапу геоморфогенезу знакозмінних і контрастних рухів земної кори.

У шостому розділі “Прикладний аспект дослідження сучасного геоморфогенезу Київського плато” здійснено районування території за ступенем ризику виникнення небезпечних рельєфоутворювальних процесів.

Ризик виникнення небезпечних рельєфоутворювальних процесів зумовлений наявністю відмін у розчленуванні рельєфу території, літологічними, динамічними та ін. природними умовами й чинниками, а також неконтрольованою антропогенною діяльністю

Для оцінки ерозійної небезпеки в умовах Київського плато весь наявний діапазон величин горизонтального та вертикального розчленування було поділено на чотири умовні групи за інтенсивністю прояву (табл. 1, рис. 4).

Таблиця 1.

Оцінка ерозійної небезпеки території

Із застосуванням методу багатофакторного кластерного аналізу було створено базу ГІС, що включала дані про розвиток процесів суфозії, абразії, гравітаційних зміщень, підтоплення, заболочування, засолення і площинного змиву, поширення джерел техногенного навантаження, а також змитості ґрунтів як додаткової характеристики ступеню ризику прояву небезпечних процесів.

Сумісний аналіз карт ерозійної небезпеки, активності розвитку та ступеню ураженості території Київського плато різними видами екзогенних процесів дозволяє виділити декілька районів із різним ступенем ризику прояву небезпечних процесів.

Низький рівень ризику прояву небезпечних процесів площинного змиву, суфозійно-просадкових, заболочування й підтоплення характерний для першої надзаплавної тераси р. Дніпро та вододільних ділянок західної та південно-західної частин Київського плато; помірний рівень ризику прояву лінійної ерозії, площинного змиву, суфозії, просадок, заболочування та підтоплення - характерний для придолинних ділянок приток першого порядку р. Дніпро; високий рівень ризику прояву лінійної та площинної ерозії, гравітаційних і абразійних процесів -для східного схилу плато в зоні впливу Канівського водосховища.

Високий ризик виникнення небезпечних процесів у східній частині Київського плато є наслідком не тільки більш високої активності окремих процесів, але й їх парагенетичних комбінацій, унаслідок яких активізація одного процесу спричинює активізацію іншого (ерозійні-гравітаційні, абразійні-гравітаційні та ін.).

ВИСНОВКИ