Формування гідрологічного і гідрохімічного режимів малих річок

4.4 Стічні води

Хіба може ріка мати чисту воду, коли в окремих промислових районах (Донбас, Приазов'я, Придніпров'я) в неї скидаються промислові, сільськогосподарські та комунальні стоки, використані шахтно-рудничні високомінералізовані води в таких об'ємах, що у кілька разів перевищують річковий стік?

Основними забруднювачами водних джерел є Дніпропетровський металургійний комбінат ім. Дзержинського, який за рік скидає 190 млн. м³ забруднених стічних вод, металургійні комбінати “Криворіжсталь”, “Запоріжсталь”, Маріупольський ім. Ілліча та ін. Як наслідок погіршується якість води в Інгульці, Кальчику, Кальміусі. Нижче скидів стічних вод Авдіївського коксохімзаводу, Єнакіївського металургійного та коксохімічного заводів в річках Кривий Торець і Булавин перевищено допустимі норми основних забруднюючих речовин у десятки разів.

Значними забруднювачами малих річок є також підприємства місцевої промисловості, які в основному не мають очисних споруд. Так, малі річки Полісся та Середнього Придніпров'я періодично забруднюються стоками цукрових заводів і переробних підприємств харчової промисловості. До забруднень у річках Донбасу додаються шахтні води, а в Дніпропетровській і Запорізькій областях – стоки металургійних комбінатів та інших промислових виробництв [14].

Інтенсивне будівництво тваринницьких комплексів і птахоферм супроводжується нагромадженням значної кількості стічних вод, знезараження та утилізація яких ускладнюються наявністю великих концентрацій органічних і біогенних речовин. Особливо агресивні стічні води свинарських комплексів. Слід зазначити, що питання утилізації, нейтралізації цих стоків ще не вирішене. З басейнів-накопичувачів забруднені стоки потрапляють до ґрунтових вод, які потім дренуються малими річками.

Велика кількість біогенних речовин (азот, фосфор та ін.) надходить у малі річки із сільськогосподарських угідь. Так, у річки Полісся в середньому за рік з площ під просапними культурами змивається 27 кг/га, з площ під зерновими – 19, з пасовищ – 7,7 кг/га азоту.

Загальний змив азотних речовин з 1 га угідь за рік становить 15,7 кг.

4.5 Регулювання стоку

Це поняття відображає перерозподіл стоку в часі за допомогою водоймищ і ставків та в просторі – шляхом перекидання вод.

Внаслідок створення водорегулюючих об'єктів порушується співвідношення елементів водного балансу порівняно з його природним станом. Причина цього – зміна режиму випаровування в зоні затоплення і підтоплення, а також втрати стоку на заповнення так званих мертвих об'ємів і поповнення запасів підземних вод. Найбільші зміни стоку малих річок під впливом водоймищ і ставків спостерігаються в зонах нестійкого та недостатнього зволоження, де значна його частина, а нерідко і весь місцевий стік акумулюється штучними водоймами, а потім витрачається на господарські потреби та випаровування [16].

Дослідження, проведені в Українському НДІ водогосподарсько-екологічних проблем, показали, що в середньому по Україні на додаткове випаровування з поверхні ставків і водоймищ безповоротно втрачається до 1 млрд. м³ води в середні за водністю роки, а в маловодні – 1,2-1,4 млрд. м³ . Це становить до 20% сумарного корисного об'єму штучних водойм, або 7% водних ресурсів.

У цілому встановлено, що вплив ставків і водоймищ на стік малих річок має зональний характер і збільшується з півночі на південь та із заходу на схід із збільшенням внутрішньорічної нерівномірності стоку, зменшенням загальної водності річок та підвищенням інтенсивності їх господарського використання. В північній частині республіки (Полісся) зменшення водних ресурсів досягає 1-2% для середнього року і 5-7% – для маловодного, у Лісостепу – відповідно 5 і 10%, а в Степу – 10-15 і 30-40%. У надзвичайно посушливі роки стік деяких річок повністю затримується і витрачається в штучних водоймах.

Нерідко будівництво ставків має самовільний, стихійний характер. Такі водойми, утворені без належних науково-технічних проектів, швидко міліють, заболочуються, погіршуючи санітарний стан водойми.

4.6 Штучні водойми на малих річках

Як відомо, малі річки характеризуються більшою нерівномірністю стоку, ніж великі, як у межах року, так і за багаторічний період. Тому при сучасному інтенсивному господарському використанні місцевих водних ресурсів неможливо обійтися без регулювання водності малих річок ставками і водоймищами. Водосховища і ставки – це штучні водойми, які будують в умовах нерівномірного розподілу річкового стоку з метою його регулювання для забезпечення потреб господарства і населення у воді.

Різниці між ставком і водосховищем немає. Умовно прийнято, що штучна водойма об'ємом до 1 млн. м³ є ставком, а з більшим – водосховищем. Ці штучні водойми мають винятково велике господарське значення. Вони використовуються для гідроенергетики, судноплавства, промислового і побутового судноплавства, риборозведення, зрошення та обводнення. Акумулюючи воду під час повені і паводків, ставки і водосховища дозволяють використовувати її в меженний період, коли стік річок малий, а потреба у воді найбільша [1]. Створений при цьому напір може використовуватися для виробництва електроенергії та подачі води самопливом на зрошення.

У недавньому минулому для збільшення водності малих річок у межень на них споруджували численні загати і греблі найпростішого типу, а при них – водяні млини чи інші гідросилові установки, робота яких не пов'язана з вилученням частини стоку річки. Водорегулююче значення мали також поширені в той час лозові перемички впоперек русла з отвором для ловлі риби. Підпір води від цих споруд, збільшуючи глибини вище за течією, поліпшував рівневий режим водотоку. Дивними здаються в наші дні факти “допомоги водотоку” з боку бобрів. Так, є відомості, що Костромській області на р. Болть, яка славилася колись своїми заливними луками, але обміліла з роками, бобри побудували каскад гребель. Це поліпшило травостій на заплаві і дало змогу костромським господарствам збільшити площу сіножатей. Пізніше, на межі XIX і XX ст., водойми на малих річках почали створювати при будівництві на них гідроелектростанцій, а з 1960-х років – головним чином з метою зрошення (зволоження) осушуваних земель, водопостачання і для рибних господарств.

Ставки і невеликі водоймища в Україні будували давно, особливо за часів заселення південних маловодних регіонів. До 1950 р. їх загальна площа не перевищувала 100 тис. га, повний об'єм – 1,4 км³ . За рахунок цих водойм можна було зарегулювати не більше 3% річкового стоку. Але вже через 10 років площа водного дзеркала ставків і малих водоймищ збільшилася вдвічі, а об'єм – майже в 3 рази. У 1990 р. порівняно з 1950 р. площа водного дзеркала штучних водойм (без водойм на великих річках) зросла у 4,9 разів, а їх сумарний об'єм – у 8,2 разів. Місткість ставків і малих водоймищ дає змогу зарегулювати понад 22% середнього річкового стоку, що формується в межах України.

На початок 1990 р. в Україні налічувалося 1094 водосховища і 27579 ставків із загальним об'ємом води понад 3 км³ і площею водного дзеркала 2120 км² . Їх розподіл по басейнах основних річок показано в таблиці 3 [22].

Таким чином, водосховища і ставки займають 4759 км² площі і утримують 11,4 км³ води, а великі водосховища Дніпра і Дністра – відповідно 11782 км² і 58,2 км³ . Це означає, що штучно створені водойми утримують об'єм води, який перевищує середній річний стік Дніпра і в цілому водні ресурси країни, які формуються на її території в середні за водністю роки. Корисний об'єм водосховищ і ставків, тобто об'єм, який використовується для регулювання стоку і забезпечення потреб водогосподарського комплексу, становить 28,2 км³ і відповідає водним ресурсам Дніпра в дуже маловодний рік.

Таблиця 3

Наявність ставків в басейнах основних річок України

Із загальної кількості водосховищ 90% мають об'єм не вище 10 млн. м³ , 8% – від 10 до 100 млн. м³ і лише 2% – понад 100 млн. м³ .

Ставки і водоймища на малих річках використовуються в основному комплексно. Залежно від водності і господарської спрямованості природних регіонів виділяється їх основне призначення. На півдні республіки і в центральних маловодних районах Лісостепу і Степу ставки та водоймища використовують головним чином для зрошення і обводнення сільськогосподарських угідь, водопостачання та риборозведення; в північній частині і на Поліссі, в зоні надмірного зволоження, – як водоприймачі осушувальних систем, джерела водопостачання, зволоження земель та рекреації; у Прикарпатті їхнє головне призначення – водопостачання, риборозведення і гідроенергетика, а також застосування в якості протипаводкових споруд.

Слід зазначити, що більшість ставків внаслідок тривалої експлуатації перебуває у занедбаному стані. Ставки замулені, заросли водною рослинністю. Внаслідок цього різко зменшився їх об'єм та площа водного дзеркала. Ступінь використання таких ставків дуже низький, що призводить до значних втрат води. Стан більшості ставків вкрай незадовільний. Збудовані вони в основному силами господарств на низькому інженерному рівні за спрощеною проектною документацією, а частіше без неї. Греблі земляні, з незакріпленими укосами, багато з них розмиті. Водоскидні споруди за технічним станом і капітальністю, як правило, не відповідають сучасним вимогам, що перешкоджає регулюванню та раціональному використанню стоку малих річок.

Значна частина ставків має площу до 5 га, глибину – переважно 0,5-1,5 м. При такій глибині ставки прогріваються до дна й інтенсивно заростають. По суті, це штучні басейни-випаровувачі, які марно і безповоротно втрачають воду. Береги ставків дуже часто заболочені, порослі чагарником, очеретом, осокою. Розвиток на водозборі ерозійних процесів, як природних, так і пов'язаних із сільськогосподарським освоєнням схилів долини і балок, зумовлює посилений змив ґрунту та замулення ставків [17].

Дослідженнями встановлено, що втрати стоку на додаткове випаровування з водної поверхні ставків і водосховищ (крім дніпровських і Дністровського) зменшують водні ресурси:

· на Поліссі – на 1-2% в середні за водністю роки і на 5-7% – у дуже маловодні роки;

· в зоні Лісостепу – відповідно на 2-5 і 7-15%;

· в зоні Степу – відповідно на 5-7 і 20-40%.

Більшість гідротехнічних споруд вимагає реконструкції. В деяких випадках їх необхідно ліквідувати, оскільки дрібні, замулені і вкриті рослинністю ставки вже не мають господарського значення. Зайняті ними площі доцільно перетворити на заплавні сіножаті. Важливо також очистити водойми. Вийнятий з них мул – цінне добриво для сільськогосподарських полів. Ставки звичайно утворюються у верхів'ях малих річок, на струмках і тимчасових (пересихаючих) водотоках, в пониззях місцевості. Тому їх водоохоронна роль порівняно з іншими водними об'єктами більша. Велика водорегулююча роль ставків і малих водоймищ і при господарському використанні стоку річок.

Однак при всій очевидності позитивного впливу штучних водойм на результати господарської діяльності їх створення порушує природний режим водотоків і без вжиття відповідних компенсаційних заходів може призвести до небажаних наслідків. Тому збереження природного комплексу малої річки разом із спорудженими на ній ставками і водоймищами необхідно розглядати як єдину проблему. Надмірне захоплення будівництвом ставків може призвести до зовнішнього тимчасового благополуччя, але оскільки надходження води і наносів здійснюється по всій довжині річки, окремі ставки чи їх каскади рано чи пізно будуть замулені. Щоб запобігти цьому, побудувавши ставок, необхідно насамперед дбати про його благоустрій, регулярно чистити, ремонтувати гідротехнічні споруди, будувати греблі з донними водовипусками, створювати водоохоронні зони, регламентовані вимогами збереження малих річок.

4.7 Гідромеліорація. Осушення. Зрошення

До гідромеліорації належать осушувальні і зрошувальні меліорації. В деяких випадках вони доповнюють одна одну. Гідромеліорація суттєво змінює елементи водного балансу, особливо випаровування та річковий стік.

Сучасні осушувальні меліорації являють собою заходи зі зволоження і зрошення земель. Оцінка впливу осушення на водний баланс та режим річок має сторічну історію (від початку великомасштабного осушення на Поліссі) і донині зберігає своє актуальне значення.

Важливим фактором сучасного стану річок України, а часто-густо і їх фактичної загибелі, є меліоративні роботи. Вони проводяться по всій території України і наслідки їх видно в усіх регіонах.

Осушувальні роботи на території України почали проводити ще в дореволюційний час.

Загальна площа боліт, заболочених і перезволожених земель на Україні становить 6,57 млн. га, з них осушено 3,1 млн. га (1988 р.). Переважна частина земельно-болотного фонду (61%) зосереджена в поліських областях (Волинська, Житомирська, Рівненська, Львівська, Чернігівська області). На лісостепову групу (Вінницька, Київська, Полтавська, Сумська, Тернопільська, Хмельницька і Черкаська області) припадає близько 19% цього фонду. Значні площі заболочених земель в Івано-Франківській, Закарпатській та Чернівецькій областях.

Найбільшими системами, які відповідають сучасному науково-технічному рівню і забезпечують двостороннє (осушення-зволоження) регулювання водного режиму на меліоративних землях, є Ірпінська (8,2 тис. га), Трубізька (37,6), Верхньоприп'ятська (25,1), Латорицька (12,7), Георгіївська (54), Кортеліська (3,6), Желдецька (14,7) та Замисловицька система (16,1 тис. га).

З проведенням широкомасштабних меліоративних робіт малі річки зазнали сильного швидкоплинного впливу, що зумовило реконструкцію сталої природної системи. Так, на Поліссі, особливо в прип'ятській його частині, де ці процеси проходили найбільш концентровано, найвиразніше проявилися “несподівані” наслідки забруднень і меліорації. Тому, аналізуючи негативні зміни, що відбуваються в результаті проведення меліоративних робіт на українських річках, пропонуючи рекомендації щодо їх охорони, ми спираємося саме на зону Прип'ятського Полісся як еталонну ділянку, оскільки все те, що сталося тут, тією чи іншою мірою спіткало й решту малих річок рівнинної частини України [1].

Ще недавно, близько двох десятиріч тому, Прип'ятське Полісся характеризувалось низинним рельєфом, великою кількістю боліт, заболочених та перезволожених земель, густою мережею повноводних річок, густою лісистістю території та дрібною структурністю сільськогосподарських угідь. Полісся було збалансованою екологічною системою, де кожне екологічне угруповання займало чи займає своє місце, відіграючи свою роль як у корисній продуктивності, так і в самоочищенні водойм усього регіону в цілому. Район характеризувався багатством природних ресурсів, високою рибопродуктивністю, розвитком значної водно-болотної мисливської фауни, корисними безхребетними, заплавними сіножатями і, що особливо важливо, величезними запасами чистої води, яка забезпечувала потреби даного регіону і підтримувала водність самого Дніпра.

Висока самоочисна здатність і велика біологічна продуктивність поліських річок забезпечувалися сприятливим гідрологічним режимом. Поволі текучі поліські річки з широкими луговими чи заболоченими долинами вміщали величезні маси вод, рівень яких підтримувався, з одного боку, розташованими в басейні болотами, з іншого – структурою самих річок, коли звичайними були повноводні плеса (глибини 3-4 м і більше), в яких затримували воду нешвидкі перепади. Тому поліські річки, часто при таких же загальнорічних витратах, як і тепер, були повноводними і у відповідності з сезонними гідрографами віддавали свою воду Прип'яті [5].

З іншого боку, сприятливий гідробіологічний стан водойм забезпечував значний розвиток флори і фауни. Налічувалося кілька тисяч видів тварин і рослин, більшість з яких брала активну участь у процесах самоочищення. Лучна, лучно-болотна і прибережна рослинність, що розвивалася в неокультурених долинах, була чудовим перехоплювачем усього комплексу поверхневого змиву, не допускаючи потрапляння теригенного матеріалу в річки. До цього слід додати і домінування в донних відкладах чистих і слабозамулених пісків (до 87% площі основного русла), в умовах течії найбільш сприятливих для процесів самоочищення.

В наш час річки та інші водойми Прип'ятського Полісся зазнали сильного, швидкого за часом, інколи катастрофічного для значної маси гідробіонтів впливу, пов'язаного з меліорацією всього регіону. Різко знизилася самоочисна здатність річок.

В цілому, не торкаючись ефективності сільського господарства на меліорованих плакорах, необхідно відмітити, що екологічна ситуація на Поліссі різко погіршилася. Це виявляється в таких факторах:

· корінна перебудова гідрологічного режиму річок;

· зменшення водності річок, їх обміління;

· посилення ерозійних процесів;

· загальне зниження рівня ґрунтових вод, висихання долин і заплав та припинення їх ролі як перехоплювачів пестицидів, органіки, забруднень та іншого теригенного матеріалу;

· втрата болотами і заболоченими лісовими масивами акумулятивних і водорегулюючих властивостей;

· різке погіршення якості вод;

· зменшення корисної біопродуктивності;

· зміни і збіднення поліської флори і фауни;

· стресовий вплив меліорації на всю екосистему Прип'ятського Полісся.

З осушенням боліт і заплавних водойм різко знизився рівень вод і на водозборі. Адже за останні роки річки в заплавах прорили собі нові вузькі жолобоподібні заглиблення від 1 до 3 м. Щез постійний зв'язок річки з долиною, зменшилися плеса, річки сильно обміліли. Під час дощів та в період танення снігу вони перетворюються на бурхливі потоки, які розмивають відклади долини [6].

Змінився і характер донних відкладів. Чисті та слабозамулені піски залишилися домінуючими лише на Прип'яті, в деяких північних її притоках на нижній Уборті, збереглися в Тетереві, Желоні, Словечні, в інших же місцях – мул, середньо- та сильнозамулені піски, торф, глина. Ці відклади не сприяють самоочищенню, а, навпаки, поглинають кисень. Характерно, що на нижній та середній Горині, де раніше було чисте піщане дно, під час досліджень в останні роки чистих пісків уже не виявлено.

Зменшення водності річок полягає не тільки в перерозподілі посезонного стоку, а й у скиданні вікових запасів вод. Осушені плакори менше віддають води в річку, тому що самі тепер поглинають її більше, заповнюючи підземні горизонти. Це інколи трохи посилює підземне живлення крупніших річок, проте аж ніяк не компенсує поверхневого стоку.

Зниження рівня ґрунтових вод, базису ерозії річок призвело до незвичного для Прип'ятського Полісся явища – ерозії ґрунтів, яка спостерігалася в зонах височин, але практично ніколи не справляла ніякого відчутного впливу на гідробіологічний режим водойм. Тепер же ерозія стала одним з найуразливіших


29-04-2015, 00:55