Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 556.167

Національний університет водного господарства та природокористування

АЗОНАЛЬНІ ТА АНТРОПОГЕННІ ФАКТОРИ ФОРМУВАННЯ МІНІМАЛЬНОГО СТОКУ РІЧОК ЗАХІДНОЇ ЧАСТИНИ УКРАЇНСЬКОГО ПОЛІССЯ

Новосад Я.О.

На формування мінімального стоку річок західної частини Українського Полісся значний вплив мають природні та антропогенні фактори.

Основною метою роботи є вивчення впливу на мінімальний стік азональні та антропогенних факторів.

Азональні та антропогенні фактори формування мінімального стоку річок західної частини Українського Полісся. Природні фактори можна розділити на три категорії - зональні, інтразональні та азональні.

За характером впливу на гідрологічні процеси антропогенні фактори (або фактори господарської діяльності людини) можуть бути умовно поділені на три групи [18, 53]:

- фактори, котрі діють в русловій мережі і перерозподіляють стік в часі та по території (штучні водойми, водозабори, водовідводи, перекидання стоку та ін.);

- фактори, що змінюють елементи водного балансу на річкових водозборах (агротехнічні та лісомеліоративні заходи, урбанізація, осушення заболочених земель тощо);

- змішані фактори, котрі зумовлюють як забір води з руслової мережі, так і перетворення елементів водного балансу на водозборах (зрошення земель).

Розглянемо вплив перерахованих факторів на низький стік річок.

1. Азональні фактори

До азональних відносяться фактори, не пов'язані з географічним положенням басейну - карст, площа басейну, геолого-гідрогеологічні умови та інші.

Карст займає важливе місце в геологічній будові досліджуваної території. Його вплив відбивається в основному на стокові малих річок.

Згідно з дослідженнями І.І.Волошина [8,9], карст сприяє збільшенню низького стоку на Волино-Подільській височині і зменшенню стоку на окремих ділянках Волинського Полісся.

Б.І.Куделін [16, 17] та В.П.Карпова [12] встановили, що наявність карсту, як правило, різко збільшує модулі підземного стоку, порівняно з зональними їхніми значеннями.

Для західного Полісся карстові форми рельєфу є найбільш характерними. Тут розташована більша частина карстових озер України. До них відносяться озера Світязь, Пулемецьке, Пісочне, Сомине та ін. Більшість карстових озер живиться за рахунок вод крейдового напірного водоносного горизонту. В таких карстових районах, як Шацький, Ковельський, Костопільський зустрічається велика кількість карстових лійок. В міжріччі Турія-Стохід зустрічаються дрібні та середні карстові лійки глибиною 3-5м та більше, та діаметром до 40 і більше метрів.

Л.А.Владимировим [7] розроблена класифікація карстових річок, згідно якій за характером підземного водообміну річки поділяються на:

1. Річки нейтральні, котрі дренують стік, що поглинається в межах власних водозборів.

2. Річки з додатнім підземним водообміном, котрі дренують стік суміжних водозборів.

3. Річки з від'ємним підземним водообміном, більша частина поглинутого стоку відходить за межі їхніх водозборів.

В межах Українського Полісся зустрічаються всі три вказані типи карстових річок. Наприклад, модуль мінімального 30-денного стоку р.Турії в середній течії менший, ніж в верхів'ї (відповідно 0,39 та 0,42 л/(скм2)), що свідчить про проявлення від'ємного впливу карсту. Додатній вплив карсту виявлений в басейнах річок Стир та Західний Буг. Модуль мінімального 30-денного стоку Західного Бугу біля смт. Сасова в три рази більший, ніж у Кам'янки Бугської (при площах водозборів відповідно 107 і 2350 км2).

В межах західного Полісся карст в основному розвинутий в широтній смузі, котра займає південну та південно-західну частини Волинського Полісся та північні відроги Волинської височини [4].

На території західного Полісся є багато карстових джерел, дебіти яких варіюють в межах 0,1-200л/с. Більшість таких джерел розташована в місцях виходу на денну поверхню крейдових порід і є точками розвантаження напірних вод. Самі потужні з них (з дебітом до 100 л/с) знаходяться в басейні р. Луги, в верхів'ях притоків Західного Бугу до м. Сокаля, в районі Кременецьких гір, в басейнах Ікви та Вілії, біля с. Оконськ (з дебітом 198л/с), в басейнах р.р.Веселухи та Стоходу, в районі с. Цумань, в середній течії р. Горинь, в басейнах Стиру та Усті.

Карстові джерела характеризуються тим, що їхні режими не залежать від місцевих метеорологічних умов, вони не замерзають в зимовий період і відрізняються постійністю дебіту.

Звичайно площа водозбору розглядається як інтегральна характеристика впливу гідрогеологічних, геоморфологічних, гідрометеорологічних та інших умов формування низького стоку. Про характер впливу площі водозбору немає єдиної думки.

Так, наприклад, К.А. Клюєва [14,15] при районуванні території Бєларусі за однотипними умовами формування мінімального стоку, прийшла до висновку, що площа водозбору не впливає на величину мінімального стоку річок. Такої ж думки притримується В.А. Балков та Л.Н. Попов [1], К.А.Лисенко [18] та інші автори.

Аналіз даних показує, що на досліджуваній території в цілому простежується зв'язок норми добового мінімального стоку з площею водозбору. Модуль стоку з ростом площі спочатку збільшується, а потім, починаючи з площі порядку 1500 км2, величина стоку стабілізується на рівні біля 0,5 л/(скм2).

З точки зору гідрогеології, досліджувана територія складається з трьох крупних районів [10,23]: північної частини області тріщинних вод Українського кристалічного щита, західної частини Дніпрово-Донецького артезіанського басейну та північної частини Волино-Подільського артезіанського басейну.

Досить різні гідрогеологічні умови західної частини Українського Полісся по різному відбиваються на формуванні мінімального стоку річок.

Із існуючих методів розчленування гідрографів генетично найбільш обгрунтованими є метод Б.І. Куделіна [16,17], згідно з яким виділення різних джерел водного живлення річок на гідрографах виконується з врахуванням розміру басейну, початку і кінця повені в верхів'ях басейну та швидкості добігання води. Метод вимагає наявності даних про геологічну будову і гідрогеологічні умови річкового басейну, ступеню участі окремих водоносних горизонтів в живленні річки, про динаміку виходу вод з цих горизонтів на протязі року. Так як відмічені дані, як правило, відсутні, то застосування комплексного гідролого-гідрогеологічного методу досить обмежене. азональний антропогенний карстовий річка

Простішим, хоча і дещо менш точним, є метод розчленування гідрографів, запропонований А.М. Бефані [2,3]. Виділення підземного стоку здійснюється проведенням на гідрографі прямої від початку підйому весняної повені або дощового паводка до точки спаду, починаючи з якої швидкий криволінійний спад змінюється дуже повільною лінійною зміною стоку.

Розчленування гідрографів стоку цим методом показали, що частка підземного живлення річок від загального річного стоку на території УКЩ змінюється від 6% до 38%, складаючи в середньому порядку 16%.

За даними Г.А. Білявського [4] в підземному живленні річок Волино-Подільського артезіанського басейну водоносні горизонти приймають участь в наступному співвідношенні: крейдовий - 53%, четвертинний - 39%, палеогеновий і неогеновий - 6%, рифейський - 2%. Виняток складає крайня північно-західна частина басейну, де підземний стік повністю формується за рахунок вод четвертинних відкладів.

На території Волино-Подільського артезіанського басейну дуже розвинутий крейдовий карст, який створює великий вплив на формування низького стоку річок. Частка підземної складової річок цього району змінюється від 12% до 65%, складаючи в середньому 38%.

В підземному живленні річок крайньої північно-західної частини Волино-Подільського артезіанського басейну приймають участь в основному водоносні горизонти четвертинних відкладів. Глибина ерозійного врізу русел річок складає 0-45 м. Води четвертинних відкладів приурочені до потужної товщі алювіальних, флювіогляціальних та гляціальних відкладів. Дзеркало грунтових вод знаходиться на глибині 0-3 м. Питомі дебіти свердловин складають в межах 0,03-1,7 л/с.

Із викладеного вище слідує, що за гідрогеологічними умовами досліджувана територія повинна бути поділена не на три райони, як це зроблено в роботах [10, 21], а на чотири. Четвертий район представлений крайньою північно-західною частиною Волино-Подільського артезіанського басейну.

2. Антропогенні фактори

Розвиток економіки досліджуваної території призводить до істотної зміни стоку річок та їхнього режиму. Вже зараз під впливом антропогенних факторів деякі річки по суті позбавлені природно складеної структури водного балансу річкових водозборів. В зв'язку з цим є досить важливою оцінка змін стоку, викликаних факторами господарської діяльності.

До факторів, котрі впливають на мінімальний стік, в умовах досліджуваної території, відносяться: осушувальні та зрошувальні меліорації, агролісомеліоративні заходи, штучні водойми, промислово-побутове водоспоживання тощо.

Вплив осушення є значним і, на наш погляд, беззаперечним. Згідно досліджень численних авторів [6,11,13,19], осушення збільшує мінімальні витрати води і стік меженного періоду.

Особливо значно підвищується мінімальний стік в перші роки після реалізації осушувальних робіт, що пояснюється зменшенням сумарного випаровування в теплий період та підвищеним спрацюванням запасів грунтових вод. В подальшому, внаслідок інтенсивного освоєння меліорованих земель, ступінь підвищення мінімального стоку дещо зменшується.

Вплив промислово-побутового водоспоживання на стік неоднозначний. Якщо водозабір з даної річки приводить до пониження її стоку на нижчележачій ділянці, то скидання відпрацьованих вод в іншу річку підвищує стік останньої.

Відомо, що штучні водойми виявляють значний вплив на величину низького стоку річок. Їхній вплив залежить від призначення водойм, режиму їхньої експлуатації, місця розташування та ємності.

Крупні водосховища зумовлюють перерозподіл річкового стоку посеред року, призводячи до значного підвищення його в меженний період.

Ставки та малі водосховища викликають різні зміни стоку, котрі залежать від їхнього призначення. Непротічні ставки перехоплюють весь стік у межень; протічні - звичайно пропускають лише частину стоку в багатоводний період, а в меженний - можуть затримувати весь стік.

Безпосередній вплив на формування поверхневого та підземного стоку мають розорювання земель, створення лісових смуг, снігозатримання та інші агротехнічні заходи. Останні, сприяючи збільшенню проникливості грунтів та підсиленню інфільтрації талих і дощових вод, понижують поверхневий стік, і, за умови дренування річкою водоносних горизонтів, підвищують підземний, а значить, меженний та мінімальний стік.

Вплив урбанізації, як і багатьох інших антропогенних факторів, неоднозначний. Великий процент твердого покриття в містах (асфальтовані дороги, площі, двори, дахи будинків) сприяє зниженню меженного стоку, оскільки скорочується поступлення вод в водоносні горизонти і, відповідно, зменшується підземне живлення річок. Збільшення мінімального стоку може відбуватись у випадку скидання у річку вод, забраних з глибоких водоносних, не дренованих річкою горизонтів, при подачі води в місто із джерел, котрі знаходяться поза даним річковим басейном, за рахунок інтенсивного поливання міських територій водами, що забираються із джерел, які не мають гідравлічного зв'язку з даною річкою.

Оцінка впливу різних видів господарської діяльності на величину мінімального та меженного стоку є досить складною задачею, що часто зумовлюється відсутністю необхідних даних, а також наявністю складного поєднання антропогенних факторів, котрі впливають на стік.

Висновок. Вплив карсту відбивається в основному на стокові малих річок.

Модуль стоку малих річок з ростом площі водозбору збільшується.

За гідрогеологічними умовами досліджувана територія повинна бути поділена на чотири райони.

Осушення підвищує мінімальний стік в перші роки після реалізації осушувальних робіт.

Вплив промислово-побутового водоспоживання на стік неоднозначний.

Крупні водосховища зумовлюють перерозподіл річкового стоку посеред року, призводячи до значного підвищення його в меженний період.

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. Бефани А.Н., Мельничук О.Н. Расчет нормы стока временных водотоков и горных рек Украинских Карпат. - Труды УкрНИГМИ, Л., ГМИ, 1963, вып.69, - с.105-137.

3. Бефани А.Н. Пути генетического расчета дождевого стока. - Тр. научн. конф. по проблемам прогнозов и расчетов дождевых паводков на реках Сибири и Дальнего Востока, Л., ГМИ, 1963, -с.68-77.

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

5. Бондарчук В.Г. Геологiчна будова Української РСР. - К., Радянська школа, 1963, - 376 с.

6. Булавко А.Г. Водный баланс речных водосборов. - Л., ГМИ, 1971, - 304 с.

7. Владимиров Л.А. О влиянии карстовых вод на режим стока рек южного склона Главного Кавказского хребта в пределах Грузии. - Тр. Ин-та географии АН Груз.ССР, 1955, т.IV, сер. физ.-географ., Тбилиси, - с.151-154.

8. Волошин И.И. Годовой сток рек северо-запада Украины и его связь с закарстованностью водосборов. - Тр. УкрНИГМИ, 1971, вып.104, М., ГМИ, -с.127-133.

9. Волошин И.И. К вопросу о формировании годового стока рек северо-западной части Украины. - Тр.УкрНИГМИ, 1970, вып.88, М., ГМИ, - с.99-104.

10. Гидрогеология СССР. Т.5, Украинская ССР. - М., Недра, 1971, - 614 с.

11. Гидрологические расчеты при осушении болот и заболоченных земель. - Л., ГМИ, 1963, - 447 с.

12. Карпова В.П. Некоторыий опыт применения гидролого-гидрогеологического метода определения естественных ресурсов подземных вод в бассейне р. Сим. - Сб. ”Мат. междувед. семинара по методике гидрометр. оценки подз. стока в реки”. Валдай, 1966, - с.65-68.

13. Клюева К.А. Влияние осушительных мелиораций на гидрологический режим ряда рек Белорусcии. - Тр.ГГИ, 1973, вып.208, Л., ГМИ, - с.187-211.

14. 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.

15. Клюева К.А. Районирование территории БССР по однотипным условиям формирования минимального стока рек. - Сб. работ по гидрологии, 1961, №2, Л., ГМИ, - с.131-136.

16. Куделин В.И. Гидрогеологический анализ и методы определения подземного питания рек. - Тр. лаборатории гидрогеологических проблем АН СССР, 1949, т.V, М., - 179 с.

17. Куделин В.И. Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод. - М., Изд-во МГУ, 1960, - 343 с.

18. Лысенко К.А. Минимальный сток рек Украины и Молдавии. - Тр. УкрНИГМИ, 1966, вып.64, Л., ГМИ, - с.143-154.

19. Новосад Я.А. Влияние осушения на минимальный среднесуточный сток периода летне-осенней межени для рек запада Украинского Полесья. - Тез. республ. научно-техн. конфер. “Актуальные проблемы водохозяйственного строительства”, - Ровно, 1980, - 14 с.

20. Новосад Я.А. Исследования стока вегетационного периода для рек западной части Украинского Полесья. - Пробл. рац. использ. водных ресурсов малых рек. Тез. докл.,. Казань, 1981, - с.39-40. 21. Новосад Я.А. Норма минимального среднесуточного стока летне-осенней межени рек запада Украинского Полесья. - Метеорология, климатология и гидрология, 1978, вып.14, Киев-Одесса, Вища школа, -с.100-105.

Размещено на Allbest.ru