География
и геология / 6. Продопользование и
экологический мониторинг
К.т.н. Рибалова О.В., Тесленко В.С.
Національний університет цивільного
захисту України
Порівняльний
аналіз розвитку деградаційних процесів в водотоках басейну річки Уди в
Харківській області
Відродження річок і раціональне використання їх водних ресурсів має
величезне значення, тому що вони представляють найважливіший елемент
географічного середовища. Проблема забруднення поверхневих вод особливо актуальна для Харківської області, що є найбільшим
промисловим центром України, тому що відомо, що антропогенна діяльність
викликає порушення стійкості природних екосистем, призводить до
медико-біологічних і генетичних наслідків на людину, порушує баланс природних
ресурсів, впливає на функціонування виробничих процесів і економічного
комплексу в цілому, змінює соціальну сферу життя суспільства.
В роботі проаналізовано причини розвитку деградаційних процесів в басейні
річки Уди на основі оцінки раціональності господарського використання водозбірної
площі, що представляє наукову цінність.
Експлуатація річок і земель у їхніх басейнах здійснюється без урахування
екологічних закономірностей, які визначають функціонування річкових систем,
приводить до їхнього замулення, скороченню стоку й інших негативних явищ. Тому
однією з найважливіших і актуальних задач сучасної науки стає комплексне
вивчення закономірностей функціонування екологічних систем басейнів річок в
умовах їхнього інтенсивного використання.
З метою визначення інтенсивності деградаційних процесів
автори [1] пропонують на основі оцінки показників яругоутворення (О),
заболочуваності (Б), еродованості земель (Е), замуленості (І) обчислювати показник
інтенсивності деградаційних процесів, що відбуваються в басейні річки
обчислюється за формулою [1]:
(1)
З метою визначення зворотності деградаційних процесів
необхідно досліджувати чинники, що на них впливають, і розділити їх на
“негативні” фактори, що є причиною чи
можуть прискорити процес деградації екосистем, і на “позитивні” фактори, які
можуть стабілізувати екологічний стан басейнів річок.
До антропогенних чинників, що є причиною деградаційних
процесів екосистем річок відносяться, насамперед розораність (Р),
урбанизованість (У), водозабір підприємств промисловості, комунального і
сільського господарства (ВЗ), стічні води підприємств промисловості,
комунального і сільського господарства (СВ).
Розораність (Р) – є одним з основних
“негативних” чинників, що впливають на стан екосистем басейнів річок і
визначається відношенням площі розораних земель до площі басейну ріки.
Урбанізація неминуче викликає підсилення експлуатації
водних ресурсів, а поверхневий стік з урбанізованих територій значно погіршує
якісний стан водних об'єктів. Урбанізованість (У) являє собою відношення площі
селітебної території до площі басейну річки.
Водозабір підприємств промисловості, комунального і
сільського господарства впливає на виснаження водних ресурсів. Показник впливу
водозабору на зменшення стоку річок (ВЗ) розраховується як відношення витрат
водозабору підприємствами - водокористувачами до витрати річки 95%
забезпеченості.
Показник впливу скидів стічних вод підприємств
промисловості, комунального і сільського господарства на гідрологічних режим
річок (СВ) визначається відношенням витрат скиду води підприємствами -
водокористувачами до витрати річки 95% забезпеченості.
Показник ступеня
негативного впливу антропогенних факторів на розвиток деградаційних процесів у
екосистемах річок обчислюється як площа чотирикутника [1]:
(2)
До “позитивних” чинників стабілізації і поліпшення стану
екосистем басейнів річок відносяться: лісистість (Л); залуженність (ЛГ);
озерніть (ПО); показник зміни стоку
річки (ВІ).
Лісистість (Л) являє собою відношення площі басейну,
покритих лісами (Sл) до загальної площі басейну річки (Sбр).
Лісові насадження впливають на якісний склад стоку,
поглинаючи з розчину катіони й аніони, поліпшуючи бактеріологічні властивості
води, очищаючи їх від зважених твердих часток і впливаючи на температурний
режим водних об'єктів, а також забезпечує трансформацію поверхневого стоку в
підземний і його рівномірність у часі. Зменшення лісистості водозбірної площі
призводить до обміління і навіть загибелі річок.
Залуженість (ЛГ) являє собою відношення площі басейну,
покриту лугами (Sлг ) до загальної площі басейну річки (Sбр).
На процес
замулення великий вплив чинить гідрологічний режим річки. Показник озерності
(ПО) являє собою відношення площі водойм (Sв) до загальної площі
басейну річки (Sбр).
Озерність впливає на рівномірний розподіл стоку в ріці,
отже, це позитивний чинник стабілізації екологічного стану річок.
Показник зміни гідрологічного стоку річки являє собою
відношення (Wсг) норми стоку до середньорічного об’єму стоку річки
(Wбр).
Показник впливу позитивних факторів на розвиток процесів
в басейнах річок розраховується за формулою [1]:
(3)
Коефіцієнт спрямованості процесів в басейнах річок (Кн)
можна визначати відношенням величини негативного впливу антропогенних
факторів на розвиток деградаційних процесів (Sа-) до
величини позитивного впливу природних факторів (Sес+).
[1]:
(4)
Показник
розвитку процесів (Пнп), що відбуваються в басейнах річок під
впливом природних і антропогенних факторів визначається за формулою [1]:
(5)
На рис. 1 представлено загальні принципи визначення
інтенсивності деградаційних процесів в річкових басейнах та визначення
показника спрямованості розвитку процесів, що відбуваються в річкових басейнах
під впливом природних і антропогенних чинників.
Рисунок 1 - Загальні принципи оцінки раціональності господарського
використання річкових басейнів на основі аналізу спрямованості розвитку
процесів в їх екосистемах
Якщо Sа- > Sес+- , то
Кн > 1, отже, антропогенні фактори впливають на
розвиток деградаційних процесів в басейнах малих річок, що означає
нераціональне використання водозбірної площі і водних ресурсів та вимагає
опрацювання комплексу природоохоронних заходів на основі аналізу значимості
позитивних та негативних факторів і оцінки їх наслідків [1].
Басейн р. Уди є однією з найбільших приток річки Сіверський Донець та має
транскордонний характер. Загальна довжина річки –
Поверхня басейну р. Уди рівнинна. Абсолютні
висоти коливаються від
Річки басейну р. Уди
найбільш багатоводні. Вони беруть
початок в Бєлгородській області Росії та течуть у південному напрямку. Внаслідок того, що вони протікають через густозаселені райони області, вони дуже
зарегульовані і забруднені.
Річка Уди має багато
приток, серед яких найбільшими є
річки: Лопань (довжина -
Долина р. Уди добре
розвинена, ширина їі змінюється від 2-
Живлення р. Уди в
основному снігове, меншу роль
відіграє дощове та ґрунтове живлення.
В період весняного сніготанення, звичайно
на початку березня, русло швидко
наповнюється, річка виходить зі своїх берегів та розливається на луговій
терасі, перетворюючись на велику
річку.
Басейн р. Уди займає територію центрального економічного регіону Харківської області, де широко розвинена обробна та легка промисловість, виробництво будівельних матеріалів та машинобудівні комплекси. На території басейну знаходяться три міста: Харків, Дергачі, Люботин, 23 селища міського типу та 242 сільських населених пункти. Річка протікає по територіях п'ятьох адміністративних районів
Харківської області та м.
Харків з загальним населенням більше 2,0 млн. людей.
Оцінка екологічного стану водотоків басейну р. Уди, показала, що вони
знаходяться в поганому стані (4 категорія, 3 клас якості). Малі річки є
найбільш чутливими до антропогенного навантаження, визначення причин розвитку
деградаційних процесів, що відбуваються саме в малих річках басейну
р. Уди, оцінка спрямованості цих згубних процесів та визначення раціональності
господарського використання їх водних ресурсів і водозбірної площі, є дуже
важливими для визначення комплексу природоохоронних заходів.
Рангування малих річок басейну р. Уди в Харківській області показало, що в
найбільш небезпечному стані знаходяться річки Харків та Роганка (рис. 2).
Тому при визначенні переліку річок, що потребують першочергового впровадження
природоохоронних заходів, саме цим річкам необхідно приділити увагу.
Рисунок 2 – Рангування малих річок басейну р.Уди в Харківській області за
показником інтенсивності деградаційних процесів
Інтенсивність розвитку деградаційних процесів у басейні річки Уди в
Харківській області оцінювалася за наступними показниками: яругоутворення,
заболочуність, еродованість, замулення (табл.1).
Таблиця 1 – Оцінка показника інтенсивності
деградаційних процесів в малих річках басейну р.Уди в Харківській області
|
Назва
річки |
Яругоутворення,
частки від 1 |
Заболочуваність, частки від 1 |
Еродованість,
частки від 1 |
Замуле-ність, частки від 1 |
Показник інтенсивності деградаційних процесів Sпр |
|
р. Липець |
0,003 |
0,001 |
0,414 |
0,0066 |
0,00088 |
|
р.
Криворотовка |
0,009 |
0,005 |
0,141 |
0,0051 |
0,00104 |
|
р. Харків |
0,113 |
0,004 |
0,322 |
0,0003 |
0,01885 |
|
р.Немишля |
0,003 |
0,001 |
0,261 |
0,0064 |
0,00056 |
|
струмок В’ялий |
0,003 |
0,001 |
0,224 |
0,0063 |
0,00048 |
|
р. Муром |
0,003 |
0,001 |
0,407 |
0,0066 |
0,000868 |
|
б. Уди |
0,002 |
0,006 |
0,946 |
0,0240 |
0,0037 |
|
р. Рогозянка |
0,017 |
0,001 |
0,053 |
0,0024 |
0,00052 |
|
р. Роганка |
0,015 |
0,020 |
0,545 |
0,0030 |
0,00959 |
|
р. Студенок |
0,010 |
0,005 |
0,411 |
0,0049 |
0,00497 |
Найбільш суттєвим показником розвитку дегрдаційних процесів в басейні малих
річок є еродованість, що складає в середньому 50% при нормі від 8 до 10% .
Відповідно до методу, що описано вище дана оцінка негативного впливу
антропогенних факторів на розвиток деградаційних процесів у водотоках басейну
річки Уди в Харківській області і оцінено вплив позитивних факторів, а також
обчислено коефіцієнт спрямованості процесів, що являє собою відношення
показника негативного впливу антропогенних факторів до величини показника
впливу позитивних факторів .
Як свідчать розрахунки коефіцієнту спрямованості розвитку процесів до річок
з нераціональним господарським використанням (К>1) відносяться наступні:
- р. Студенок (К=15,3);
- р. Роганка (К=10,8);
- р. Немишля (К=3,1).
Саме в цих річках вплив антропогенних чинників прискорює розвиток
деградаційних процесів. Для визначення комплексу природоохоронних заходів
необхідно проаналізувати вплив негативних та позитивних чинників, що
відбуваються в басейнах цих річок.
Рангування негативних чинників в річках Студенок, Роганка та в р.Немишля
показало, що найбільший вплив на розвиток деградаційних процесів в цих річках
мають скиди стічних вод. Але таких показник як «розораність» теж потребує
зменшення, бо перевищує допустиму розораність (50%), а в р. Роганка та Студенок
розораність досягає 67,5%.
Для визначення комплексу природоохоронних заходів необхідно проаналізувати
причини впливу антропогенних чинників на розвиток деградаційних процесів і
провести реструктуризацію господарського використання водозбірної площі для
збільшення впливу стабілізуючих чинників і оздоровлення водної екосистеми [3].
Література:
1.
Рибалова О.В., Анісімова С.В., Поддашкін
О.В. Оцінка спрямованості процесів стану екосистем малих річок // Вісн.
Междунар. Славянского ун. –та. - Харьков, 2003. – Т. VI, № 1. – С.12-16
2.
Комплексні експедиційні дослідження
екологічного стану водних об’єктів басейну р.Уди (суббасейну р.Сіверський
Донець) / О.Г. Васенко, М.Л. Лунгу, Ю.А. Ільєвськая, О.В. Климов та ін. /Під
ред. О.Г. Васенко. – Х.: ВД «Райдер», 2006. – 156с
3.
Рыбалова
О.В., Анисимова С.В. Новый подход к определению комплекса природоохранных
мероприятий на основе исследования особенностей экосистем малых рек //
Вісн. Міжнар. слов’янського ун.-ту. - Харків, 2003. - Т. VІ. №2. - С.15-18