Еколого-геоморфологічний аналіз басейну Західного Бугу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний університет імені Івана Франка

УДК 551.435.164:504(477.83)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

ЕКОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ БАСЕЙНУ ЗАХІДНОГО БУГУ

11.00.04 - геоморфологія і палеогеографія

Курганевич Людмила Петрівна

Львів-2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі конструктивної географії і картографії Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор географічних наук, професор Ковальчук Іван Платонович, Львівський національний університет імені Івана Франка, завідувач кафедри конструктивної географії і картографії.

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, доктор геолого-мінералогічних наук, професор Рудько Георгій Ілліч, Національна акціонерна компанія “Надра України”, начальник управління гідрогеологічних робіт та інженерно-геологічних досліджень кандидат географічних наук, доцент Чемерис Михайло Петрович, Волинський державний університет ім. Лесі Українки, доцент кафедри фізичної географії.

Провідна установа: Чернівецький національний університет ім. Ю.Федьковича, географічний факультет, м.Чернівці

Захист відбудеться 22 червня 2001 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.051.08 при Львівському національному університеті імені Івана Франка (вул.Дорошенка,41 м.Львів, 79000)

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка (вул.Драгоманова, 5 м.Львів, 79 005).

Автореферат розісланий 22 травня 2001 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат геол.-мінер. наук, доцент Волошин П.К.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним із завдань геоморфології є вивчення наслідків впливу господарської діяльності людини на природне середовище, зокрема річкові басейни, пошуки закономірностей утворення і розвитку антропогенних форм рельєфу, техногенної активізації рельєфоутворюючих процесів та оцінки екологічних наслідків їх розвитку.

Для забезпечення охорони річок і збереження їх як геоморфологічних об'єктів необхідно мати детальну і достовірну інформацію про геоекологічний стан кожного водотоку в минулому і сьогодні, здійснити прогнозну оцінку змін у найближчому майбутньому. Тому актуальним є проведення спеціальних еколого-геоморфологічних досліджень річкових систем для організації ефективної боротьби з багатьма небезпечними процесами як природної, так і техногенної генези. Результати цих досліджень є важливими для прийняття дієвих заходів з охорони малих водотоків від пересихання і забруднення, для визначення їх потенціалу самозахисту, розрахунку гранично-допустимих концентрацій забруднюючих речовин, для збереження цінних гідрологічних об'єктів як пам'яток природи, оптимізації водо- і землекористування у їх басейнах.

Різнобічне вивчення проблем природокористування особливо актуальне для регіонів з високим ступенем господарського освоєння природних ресурсів, великою тривалістю (декілька століть) їх інтенсивної експлуатації. Саме до таких районів відноситься басейн Західного Бугу (зокрема його верхня частина), територія якого входить до екологічно напружених внаслідок загострення тут ряду гідроекологічних, медико-географічних, агроекологічних, урбоеколо-гічних, фітоекологічних та еколого-геоморфологічних проблем.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. На кафедрах геоморфології і палеогеографії та конструктивної географії і картографії Львівського національного університету імені Івана Франка розвивається еколого-геоморфологічний напрям наукових досліджень, в межах якого і виконувалася дисертаційна робота. Прикладні розробки автора увійшли у звіти з держбюджетних і госпдоговірних тем, виконуваних під керівництвом професора І.Ковальчука: “Еколого-геоморфологічна оцінка річкових систем та їх басейнів у межах Західної України” (1992-1994 рр., № державної реєстрації 0195UО19585); “Еколого-геоморфологічний аналіз проблем природокористування у міжнародних транскордонних річкових системах і басейнах та обгрунтування шляхів їх вирішення” (1995-1997 рр., № державної реєстрації 0198UО04852); “Гідролого-геоморфологічний аналіз Західного Бугу і верхнього Дністра з використанням інформаційних технологій для потреб оптимізації природокористування” (1998-2000 рр., № державної реєстрації 0193UО41392), “Природоохоронна оцінка долини ріки Буг: стан, загрози, збереження” (1998-2000 рр., №75668); “Аналіз існуючого стану спостережень за екологічною ситуацією на території Львівщини з метою забезпечення розробки концепції та програми регіонального моніторингу довкілля” (2000-2001 роки).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає у поглибленні теоретичних та удосконаленні методичних засад еколого-геоморфологічного аналізу рельєфу флювіальної генези, дослідженні параметрів будови, функціонування і динаміки річкових систем басейну Західного Бугу, встановленні причин і чинників змін стану флювіальної системи та масштабів деградаційно-трансформаційних явищ, обґрунтуванні пропозицій з оптимізації природокористування і зниження еколого-географічної напруги в регіоні.

Для досягнення мети вирішувалися наступні завдання: 1) уточнення суті і змісту еколого-геоморфологічного аналізу флювіальної басейнової системи, розробка системи показників, що відображають напругу екологічної ситуації в ній; 2) розрахунок параметрів структури річкових систем басейну Західного Бугу та їх багаторічної динаміки; 3) типізація русел і руслових процесів та складання відповідної картосхеми; 4) виявлення причин, чинників та об'єктів, які сприяють посиленню екологічної напруги та районування басейну Західного Бугу за ступенем антропогенного перетворення флювіальних систем й екологічною напругою; 5) обґрунтування пропозицій з оптимізації природокористування та покращення екологічної ситуації у басейні Західного Бугу.

Об'єктом дослідження є річкова мережа басейну Західного Бугу та різнорангові басейнові системи, що активно трансформуються господарською діяльністю людини і природно-антропогенними процесами.

Предмет дослідження - комплекс кількісних і якісних показників еколого-геоморфологічного стану басейнової системи та відношення (зв'язки, взаємодії, наслідки) між її геоморфологічною, ландшафтною, соціально-економічною та екологічною підсистемами.

Теоретико-методологічну основу дисертації склали сучасні методи аналізу і синтезу, принципи системного підходу до вивчення флювіальних геоморфосистем. При виконанні роботи використано геоморфологічні, гідрологічні, грунтознавчі, гідрохімічні, ландшафтні, історико-географічні, соціально-економічні, екологічні і картометричні методи дослідження, застосовано сучасну технічну базу та спеціальні програмні продукти.

Наукова новизна дисертаційної роботи полягає у поглибленні теоретичних та удосконаленні методичних засад еколого-геоморфологічного підходу до аналізу басейнових систем; встановленні закономірностей структурної організації річкової системи Західного Бугу та її багаторічної динаміки; оцінці інтенсивності процесів деградації малих річок та компонентів басейнових геосистем; виявленні морфологічних типів річкових русел, їх географії, особливостей переформування, інтенсивності і спрямованості деформацій; розробці схеми еколого-геоморфологіч-ного районування досліджуваної території; обгрунтуванні пропозицій для покращення геоекологічного стану річкових систем, оптимізації використання природних ресурсів їх басейнів. Практичне значення одержаних результатів. Отримані в дисертаційній роботі результати, висновки та рекомендації увійшли складовою частиною у чотири звіти з держбюджетної та госпдоговірної тематик, використані у курсах лекцій “Методика геоморфологічних досліджень”, “Екологічна геоморфологія”, а також представляють інтерес для обласного управління водного господарства, Державного управління екології та природних ресурсів, науково-дослідних, проектно-вишукувальних організацій для покращення природокористування у басейні, попередження розвитку несприятливих процесів при розробці проектів рекультивації та відновлення водності малих річок, при плануванні протиерозійних заходів, землевпорядженні, проектуванні доріг, мостів тощо.

Особистий внесок здобувача полягає у розробці методики еколого-геоморфологічного аналізу і синтезу, проведенні карто-метричного аналізу багаторічних змін і польових досліджень сучасного стану річкової мережі, створенні бази гідрологічних даних, проведенні еколого-геоморфологічного районування верхньої частини басейну Західного Бугу. Автор була одним із виконавців міжнародного нідерландсько-польсько-білорусько-українського проекту по дослідженню долини Бугу.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційного дослідження доповідалися та обговорювалися на Міжнародних конференціях: “Экологическое картографирование на современном этапе“ (Ленинград, 1991), “Регион и география” (Пермь, 1995), “Єврорегіон Буг: проблеми транскордонного співробітництва” (Київ, 1995), “Современные проблемы охраны земель” (Київ, 1997), “Українська геоморфологія: стан і перспективи” (Львів, 1997), “Zagospodarowanie granicznego Bugu i jego zlewni w ramach zrуwnowaїonego rozwoju gospodarczego jako element Programu Czysty Baіtyk” (Naікczуw, 1998); на конференціях: “Географические аспекты природопользования Волыни” (Луцьк, 1990), “Екологічні аспекти осушувальних меліорацій в Україні” (Київ, 1992), “Проблеми географії України” (Львів, 1994); на XXIII з'їзді студентських наукових об'єднань географів (Краків, 1991); на міжвузівських координаційних нарадах з проблем ерозійних, руслових і гирлових процесів (Ташкент, 1991; Ярославль, 1992; Іжевськ, 1992; Воронеж, 1993; Вологда, 1995, Львів, 1998), а також на підсумкових наукових конференціях професорсько-викладацького складу географічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка (1991-2001 рр.).

Публікації. За результатами дисертаційного дослідження опубліковано 20 робіт (п'ять статей у наукових журналах, одна у збірнику наукових праць, чотирнадцять у матеріалах і тезах конференцій), з них шість - одноосібні (чотири у журналах, рекомендованих ВАК України).

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел (214 найменувань), 6 додатків. Робота викладена на 144 сторінках машинописного тексту, проілюстрована 52 рисунками та 23 таблицями. Загальний обсяг дисертації 233 сторінки.

Щиру подяку висловлюю науковому керівнику, доктору географічних наук, професору Ковальчуку Івану Платоновичу за всесторонню підтримку та допомогу при виконанні досліджень і підготовці дисертаційної роботи. Автор вдячна професорові Роману Сергійовичу Чалову, доцентові Мирону Григоровичу Кіту, а також викладачам і співробітникам кафедр геоморфології і палеогеографії та конструктивної географії і картографії за цінні поради і допомогу.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

У Вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і завдання досліджень, ідеї наукової новизни, відзначено практичну цінність одержаних результатів.

У першому розділі - “Теоретико-методичні основи еколого-геоморфологічного аналізу річкового басейну” - розглянуто передумови формування нового наукового напряму, основні поняття та показники еколого-геоморфологічних досліджень річкових басейнових систем, визначено методичні засади аналізу структурної організації гідромережі, оцінки чинників формування екологічної ситуації на водозборі.

Найважливішими передумовами появи нового наукового напряму геоморфологічних досліджень - екологічного - виступають: а) загострення екологічної ситуації внаслідок зростаючого впливу людини на оточуюче середовище та пошук шляхів забезпечення оптимальних умов взаємодії суспільства і природи з метою недопущення негативних геоекологічних ситуацій; б) необхідність наукового обґрунтування допустимих норм втручання людини в геоморфосферу, визначення порогу самозахисту природних геосистем, передбачення та оцінки наслідків трансформації форм рельєфу різної генези і рельєфоутворюючих процесів, їх впливу на людину та її життєдіяльність; в) необхідність інтеграції наукових підходів, розроблених рядом зарубіжних і вітчизняних вчених з метою створення теоретико-методологічних засад нової - екологічної - галузі геоморфології; г) застосування геоморфологічних методів при вирішенні широкого кола екологічних проблем тощо.

В останнє десятиліття ряд вчених (Ю.Сімонов, 1989; Д.Тімофеєв, 1989, 1990, 1991; Ю.Селіверстов, 1991; І.Черваньов, 1991, 1995; І.Ковальчук, 1991, 1992, 1993, 1997, 2000; П.Шищенко, 2000; В.Пащенко, 1994; В.Палієнко, 1995; Р.Чалов, 1997; В.Стецюк, 1998, 1999; В.Стецюк, Ю.Сілецький, 2000; О.Адаменко, 2000; Г.Рудько, 1996, 2000; В.Кружалін, 2000; Т.Сімонова, 2000 та інші) переосмислюють нагромаджений науковий потенціал з точки зору його узагальнення та вирішення теоретичних і конструктивно-географічних завдань. Завдяки їхнім дослідженням визначено зміст, концептуальні засади, головні принципи регіонального еколого-геоморфологічного аналізу, підведена наукова база у вигляді законів і закономірностей, які пояснюють будову, функціонування, розвиток і взаємодію геоморфологічних, ландшафтних і соціально-економічних систем, рекомендовані різні масштаби досліджень відповідно до мети, орієнтованості на вирішення теоретичних чи практичних завдань, площі об'єкту та етапу досліджень, напруги екологічної ситуації.

У зв'язку з домінуванням на досліджуваній території рельєфу флювіальної генези, головним підходом до вирішення геоекологічних проблем обрано басейновий, який має ряд переваг: 1) зручність та об'єктивність виділення меж; 2) наявність ієрархічної диференціації, тобто можливість використання чіткої рангової класифікації річкових систем на основі певних класифікаційних схем (Р.Хортона, А.Стралера, В.Філософова та ін.); 3) чітка визначеність взаємозв'язків морфологічної, ландшафтної, гідрологічної та інших структур; 4) зручність використання меж водозборів при районуванні; 5) басейн річки - це вже перевірена на практиці структура подолання міжвідомчих, міжрегіональних, міжнаціональних протиріч при вирішенні завдань природокористування.

Дослідження басейнової системи Західного Бугу проводились за уточненою схемою еколого-геоморфологічного аналізу річкового басейну з використанням комплексу показників: морфометричних, морфологічних, техногенних і екологічних. Основними напрямами проведених робіт виступали: 1) аналіз структури річкової мережі та оцінка масштабів її змін у XX ст.; 2) типізація русел і руслових процесів; 3) оцінка стану природних складників довкілля річкового басейну; 4) оцінка величини антропогенного навантаження на басейнову систему; 5) визначення параметрів екологічного стану річкового басейну та його підсистем; 6) еколого-геоморфологічне картографування басейнової системи; 7) обґрунтування схем оптимізації екологічної ситуації та природокористування.

Другий розділ - “Чинники рельєфоутворення та умови формування екологічного стану верхньої частини басейну Західного Бугу” - присвячено характеристиці природних складників довкілля, їх ролі у збереженні екологічної рівноваги у басейні, аналізу господарського освоєння району досліджень.

За зведеним (С.Рудницький, 1914; П.Цись, 1962; І.Соколовський, 1976; І.Гофштейн, 1979; Ю.Зінько, Я.Кравчук, 1990; Г.Грузман, 1993 та ін.) геоморфологічним районуванням, досліджуваний басейн знаходиться в межах області Волино-Подільської височини (морфоструктури I порядку), підобластей (морфоструктур II порядку) Волинської височини, Внутрішньої рівнини Бугу і Стиру (Малого Полісся) та Подільської височини.

Сучасний малюнок річкової системи досліджуваної території та інші її риси (напрямки річки Західний Буг та її приток, невідповідність розмірів сучасних русел ширині долин, мала кількість терас тощо) відображає основні етапи її формування та перебудови під впливом природних (наступ-відступ льодовика) та антропогенних факторів (будівництво водосховищ, меліорація, розробка корисних копалин тощо). Невелика протиерозійна стійкість покривного комплексу відкладів району досліджень (різнозернисті піски, супіски, суглинки, леси) зумовлює активний розвиток у басейні спектру екзогенних процесів. Найбільше еколого-геоморфологічне значення у басейновій системі відіграє рельєф флювіальної генези, зокрема річково-долинні комплекси, ускладнені еоловими, техногенними та іншими формами рельєфу. Своєрідні кліматичні умови верхньої частини басейну Західного Бугу (часті відлиги взимку, різке підвищення температури на початку весни, що викликає швидке танення снігу і формування повеней, літньо-осінні інтенсивні дощі із шаром опадів понад 10 мм) створюють сприятливий фон для розвитку тут площинної, лінійної ерозії, руслових процесів, суфозії, карсту. Значна екологічна стійкість грунтового покриву Сокальського пасма та Верхобужжя зумовлена переважанням у структурі грунтового покриву чорноземних, темно-сірих і дерново-карбонатних грунтів. Чималі площі дерново-підзолистих грунтів Малого Полісся є передумовою розвитку тут дефляційних процесів. Деградаційні процеси, що охопили земельні угіддя та малі річки зумовлені неправильним обробітком схилових грунтів, активним розвитком на них ерозії, попаданням її продуктів на заплави і в русла річок, що зумовлює їх замулення та забруднення.

У межах Верхобузької та Малополіської частин басейну Західного Бугу 30% зайнято лісами. Дещо менша лісистість (більше 20%) відмічається в межах басейну р. Солокія. Найменше лісів збереглося на Сокальському пасмі та у басейні р. Полтва (до 20%). Знищення заплавних лісів та розорювання заплав (долини Західного Бугу, Рати, Полтви, Солокії) викликало руйнування берегів річок, посилення ерозії заплавних грунтів, погіршення якості води. Найбільший вплив на функціонування річкової мережі мають осушувальні меліорації (майже 40% поверхні басейну осушено, 80-90% річок спрямлено). Досить значне сільськогосподарське освоєння річкового басейну (68%), переважання у структурі сільськогосподарських угідь орних земель, розорювання заплав зумовлюють попадання продуктів ерозії грунтів у річки. Доволі високе поселенське навантаження (4-5%) призвело до забруднення природного середовища річкового басейну (відведення використаних стічних вод у природні водотоки без належної очистки, вилучення земельних площ як під забудову, так і під складування промислових та побутових відходів), розвитку інших деградаційних процесів. Додаткове навантаження на заплавно-русловий комплекс, порушення їх руслового режиму створює будівництво транспортних шляхів, будівництво ставків, водосховищ, мостів, берегоукріплень, обвалування русел тощо. Значні екологічні проблеми виникли внаслідок функціонування Червоноградського геологопромислового району (механічне просідання території з підтопленням та заболоченням, зміна гідрохімічних і гідродинамічних умов, формування техногенного рельєфу, зростання екологічної напруги).

У третьому розділі - “Закономірності будови та функціонування річкових систем верхньої частини басейну Західного Бугу” - проаналізовано будову річкової мережі та її багаторічну динаміку, оцінено ступінь трансформації структури, здійснено типізацію русел і руслових процесів, досліджено гідрологічний режим, ступінь забрудненості малих річок басейну Західного Бугу. Для аналізу будови річкових систем була використана класифікаційна схема Філософова-Стралера, яка дозволила оцінити ступінь складності структури річкової системи Західного Бугу, виявити тенденції її багаторічних змін під впливом природних та антропогенних чинників. Останнє досягалося через порівняльний аналіз різночасових великомасштабних (1:25 000 - 1:100 000) топографічних карт, які відображають малюнок річок станом на декілька облікових періодів (1925, 1955, 1980 рр.). Дослідження структури річкової мережі верхньої частини басейну Західного Бугу включали: 1) нумерацію водотоків за схемою Філософова-Стралера з використанням різновікових топографічних картах масштабу 1:100 000 та складання карт рангів водотоків; 2) визначення рангу річкової системи та підрахунок числа різнорангових водотоків в її структурі; 3) вимірювання довжини водотоків кожного рангу на різновікових картах та складання таблиць, які кількісно характеризують структуру річкової мережі станом на різні моменти часу; 4) складання та порівняння різновікових картограм густоти гідромережі; 5) розрахунок коефіцієнта трансформації гідрографічної мережі; 6) складання карти масштабів трансформації структури річкової системи.

Дослідження співвідношення різнорангових річок (їх кількості та довжини) у структурі річкових систем верхньої частини басейну Західного Бугу (від витоку до м. Влодава) різночасових зрізів (1925, 1955, 1980 рр.) показали домінування водотоків низьких (I-II) рангів. Їх частка складає більше 90% за кількістю та біля 70% за загальною довжиною. Незначна довжина річок I рангу (до 1 км) визначає невелику їх водність і транспортуючу здатність та виступає причиною підвищеної чутливості до антропогенного впливу, розвитку деградаційних процесів (замулення, пересихання, забруднення та інших). На кінець XX ст. на досліджуваній ділянці басейну Західного Бугу (від витоку до м. Влодава), у порівнянні з 1925 роком, загальна кількість водотоків збільшилась на 79%, сумарна протяжність зросла на 52%. Якщо в абсолютних показниках відбулося збільшення кількості та довжини різнорангових водотоків, то відносне їх співвідношення залишилося в основному без суттєвих змін.

На основі аналізу коефіцієнта трансформації структури виділено 7 типів ареалів з різною спрямованістю зміни ступеня насичення структури річкових систем різноранговими водотоками (рис.1). Збільшення кількості і довжини водотоків (за рахунок проведення осушувальних меліорацій та створення штучних водотоків - меліоративних каналів) на 100% і більше характерне для плоских та хвилястих денудаційно-акумулятивних рівнин Малого Полісся (Ратинської, Бусько-Бродівської). Поряд із збільшенням, локально простежуються ареали зменшення кількості та довжини різнорангових водотоків. Зменшення ступеня насичення річкової системи водотоками низьких рангів (на 25% і більше) спостерігається в межах розчленованих вододільних денудаційно-структурних височин Поділля (Гологори, Вороняки) та розчленованих пасмових акумулятивно-денудаційних височин Волині (Сокальське пасмо).

Густота річкової мережі верхньої частини басейну Західного Бугу станом на 1925 рік коливалась, в основному, у межах від 0 до 2 км/км². На підвищених ділянках басейну (височини Розточчя, Поділля та Пасмове Побужжя), тобто у витоках річок, густота коливається в межах від 0 до 1 км/км². Для ділянок річок Солокія, Рата, Західний Буг у районі Ратинської рівнини Малого Полісся характерна густота річок від 1 до 2 км/км². У середній частині басейну р. Солокія спостерігається значна кількість ділянок з густотою більше 2 км/км². Значно інша ситуація з густотою річкової мережі виявлена станом на 1990 рік. Досить чітко окреслились ареали інтенсивно-меліорованих територій - басейни річок Полтва і Рата в районах Ратинської та Підподільської рівнин Малого Полісся. Стосовно тенденцій зміни густоти гідромережі, то домінуючими у басейні є ділянки із збільшенням густоти в межах від 0 до 0,5 км/км². Ділянки збільшення густоти від 1 до 2 км/км² корелюються із місцями розміщення в межах річкових басейнів великих меліоративних систем. Простежуються також незначні ділянки зменшення густоти гідрографічної мережі. Зокрема, вони виявлені в нижній частині досліджуваної ділянки басейну Західного Бугу (район Сокальського пасма), витоках річок Західного Бугу, Золочівки, Полтви, Рати, Солокії.

При вивченні руслових процесів у верхній частині басейну Західного Бугу ми опирались на алгоритм досліджень, запропонований Р.Чаловим (1995). Західний Буг - рівнинна широкозаплавна річка, в її басейні переважає вільний розвиток руслових деформацій. Виділено три класи русел: природні, відносно незмінені; антропогенно змінені - перетворені господарською діяльністю; антропогенні - меліоративні канали, створені людиною. У районі досліджень переважають звивисті та відносно прямолінійні русла. Менше ділянок з розгалуженим на рукави руслом. Значні відтинки русел спрямлені, каналізовані або перетворені у водосховища і ставки. У русловому режимі річкових систем басейну Західного Бугу визначено два якісно відмінних періоди - до масового спрямлення та каналізації (50-ті роки) та після нього. До 1950 року антропогенних перетворень зазнали лише незначні ділянки рр. Рата, Полтва, Солокія. Серед сучасних русел малих річок басейну Західного Бугу переважають антропогенно змінені типи.

Ще одним напрямком наших досліджень було вивчення специфіки функціонування річкових систем. Функціонування річкових систем забезпечується процесами стоку води, наносів і розчинених речовин. Наслідком розвитку цих процесів є вертикальні і горизонтальні деформації русел та заплав. Аналіз стоку води і наносів у басейні Західного Бугу дозволяє сформулювати такі закономірності: а) велика різноманітність фізико-географічних умов басейну та особливості формування поверхневого стоку впливають на кількість наносів, що переносяться річкою; б) повенево-паводковий режим річок зумовлює значну внутрірічну мінливість стоку води та наносів; в) у багаторічному аспекті має місце циклічність коливань стоку води і наносів; г) модулі стоку наносів, які відображають інтенсивність схилової і руслової денудації, зменшуються з віддаленням від верхів'їв річок, тобто мінімальні їх значення приурочені до нижніх частин басейну. Причиною цього явища виступають геоморфологічні фактори та специфіка господарювання; д) специфіка гідрологічного режиму річок басейну Західного Бугу і його долини суттєво впливає на формування гідроекологічної та еколого-географічної ситуації, функціонування господарських об'єктів, умови проживання місцевого населення, стану біорізноманіття.

Екологічний стан річки Західний Буг та її основних приток (рр. Золочівка, Полтва, Рата, Солокія) характеризується високим ступенем напруги. Це зумовлено поступанням у водотоки недостатньо очищених та неочищених комунальних, побутових і промислових стічних вод, поверхневого стоку з сільськогосподарських угідь, насиченого компонентами добрив, відходами тваринництва і землеробства тощо. Для вод річки Західний Буг характерна велика внутрішньорічна і багаторічна мінливість вмісту органічних речовин та біогенних утворень. Найбільш забрудненими ділянками Західного Бугу є відтинки русла між містами Буськ - Кам'янка-Бузька - Руда; р. Золочівка - Золочів - Буськ; р. Полтва - Львів - Буськ. У верхів'ях річок велика роль належить механічному забрудненню, викликаному інтенсивними ерозійними процесами на схилах водозборів. Обсяг хімічного і біологічного забруднення особливо великий на ділянках р. Західний Буг після впадіння р. Полтва та на межі з Волинською областю; на р. Полтва поблизу м. Львова і м. Буська; на р. Золочівка нижче м. Золочева.

У четвертому розділі - “Конструктивно-геоморфологічні основи оптимізації стану басейну Західного Бугу” - запропоновано основні засади еколого-геоморфологічного районування з метою оцінки стану басейново-річкових комплексів та розробки пропозицій для оптимізації природокористування у регіоні.

Еколого-геоморфологічне картографування і районування досліджуваної території проводилось нами у масштабі 1:200 000. Основною таксономічною одиницею виступав річковий басейн визначеного рангу або його частина. Нами виділялись об'єктивно існуючі різнорангові річкові басейнові комплекси, що відрізняються між собою показниками еколого-геоморфологічної напруги. Басейновий еколого-геоморфологічний район (ЕГР) - це річковий басейн або його частина з визначеними показниками структурної організації річкової мережі та ступенем її трансформації, спрямованістю руслового процесу, спектром екзогенних процесів, станом природних компонентів довкілля, ступенем антропогенного освоєння території, певною забрудненістю природного середовища і здатністю до регенерації та саморегулювання.

За комплексом критеріїв (ранг головного водотоку; однорідність геоморфологічних умов; спрямованість руслового процесу; структура річкової мережі та ступінь її трансформації; переважаючий похил водотоків високих рангів; інтенсивність землекористування; гідроекологічний стан поверхневих вод тощо) у межах досліджуваної частини басейну Західного Бугу окреслилось шість басейнових еколого-геоморфологічних районів: Білостоцько-Спасівський, Солокійський, Ратинський, Полтвинський, Прибузький, Верхньобузький. Райони охоплюють окремі річкові системи V-VI рангу (рр. Рати, Полтви, Солокії) та відтинки долини річки Західний Буг (V-VII рангу). У межах кожного басейнового еколого-геоморфологічного району, які репрезентують досить відмінні як у геоморфологічному відношенні, так і за рівнем антропогенного перетворення ландшафтів частини досліджуваного басейну Західного Бугу давалась оцінка напруги екологічної ситуації з урахуванням стабілізаційних і дестабілізаційних чинників. Насамперед, для кожного басейнового еколого-геморфологічного району визначався коефіцієнт екологічної стійкості природних складників довкілля. За методикою В.Медведєва (1994), модифікованою нами, визначалися характеристики екологічної стійкості рельєфоутворюючих відкладів (К_ес1), рельєфу (К_ес2), ступеня заліснення (К_ес3), грунтового покриву (К_ес4), гідромережі (К_ес5). До дестабілізуючих екологічну ситуацію чинників у досліджуваному районі ми віднесли: сільськогосподарське використання земель (К_дф1), меліоративне освоєння (К_дф2), поселенське навантаження (К_дф3), транспортне (К_дф4) та промислове (К_дф5) навантаження. Сумарна екологічна оцінка ЕГР розраховується як різниця сумарних значень коефіцієнтів екологічної стійкості і дестабілізуючих факторів.

Для окремих басейнових комплексів (еколого-геоморфологічних районів) території досліджень визначено п'ять геоекологічних станів (екологічних ситуацій) з певним значенням коефіцієнта сумарної екологічної напруги. Станом “добрий” (оптимальна екологічна ситуація) характеризується Верхньобузький ЕГР. “Сприятливий” стан (задовільна екологічна ситуація) визначено для Білостоцько-Спасівського ЕГР. Солокійський ЕГР характеризується “задовільним” станом (напружена екологічна ситуація). “Незадовільний” стан (небезпечна екологічна ситуація) є на території Полтвинського ЕГР. Найнижче значення коефіцієнта сумарної екологічної оцінки (кризова екологічна ситуація) властиве для Прибузького та Ратинського ЕГР (Маполіська ділянка досліджуваної частини річкового басейну). На підставі цієї оцінки екологічної ситуації у межах кожного з виділених геоморфологічних районів пропонується здійснити ряд природо-охоронних заходів для зменшення антропогенного навантаження та зниження екологічної напруги у регіоні: 1) провести фітомеліоративні роботи на прирусловій частині заплави та здійснити розчистку русла (р. Західний Буг, район м. Кам'янка-Бузька - м. Сокаль); 2) провести ремонт існуючих дамб, а також побудувати нові (райони Добротвірського водосховища, р. Полтва та ін.); 3) здійснити реконструкцію існуючих гідромеліоративних систем для підвищення їх економічної ефективності та перевести вторинно-заболочувані землі під високопродуктивні луки (басейни річок Рати та Солокії); 4) створити полезахисні, берегозахисні та інші лісонасадження, провести берегоукріплення (басейн р. Полтва, долина Західного Бугу та ін.); 5) регламентувати скидання недостатньо очищених та неочищених стічних вод у р. Полтва; 6) провести рекультивацію териконів та відвалів, створити зелені зони навколо міст (Червоноградський гірничопромисловий вузол); 7) реструктуризувати сільсько-господарські угіддя (зменшити площу ріллі та збільшити роль середовищестабілізуючих угідь) (малополіська ділянка басейну Західного Бугу) тощо. Відновлення екологічної рівноваги у геоморфосфері басейнової системи потрібно здійснювати у декількох напрямках - екологічному, економічному та соціальному. На території досліджень пропонується вести комплексний багатокомпонентний, багатоцільовий моніторинг (Адаменко, 1993, 2000; Ковальчук, 2000; Рудько, 1993, 2000; Шищенко та ін., 2000). Отримані результати наукових досліджень рекомендується враховувати при виборі репрезентативних з еколого-геоморфологічної точки зору ділянок для створення відповідних станцій фонового моніторингу.

ВИСНОВКИ

1. Суть еколого-геоморфологічного аналізу басейнових систем полягає в еколого-геоморфологічній оцінці стану різнорангових водотоків (малих річок), елементів флювіального рельєфу (русел, заплав, терасових рівнів, річкових долин) та флювіальної геоморфологічної системи в цілому як середовища проживання і життєдіяльності людини, визначенні ступеня їх зміни природними та антропогенними процесами і впливу на екологічну ситуацію, функціонування суспільних комплексів та об'єктів.

2. При еколого-геоморфологічних дослідженнях верхньої частини басейну Західного Бугу нами обрано басейновий підхід. Це дало можливість: а) розраховуючи параметри структурної організації річкової мережі, оцінити екологічний, самовідновний, функціональний потенціал річок різних рангів; б) виявити морфологічні типи річкових русел і їх географію, оцінити масштаби і спрямованість трансформаційних процесів; в) виявити просторову диференціацію екологічного стану різних частин досліджуваної ділянки річкового басейну та здійснити еколого-геоморфологічне районування; г) розглядати територію досліджень як цілісне утворення, а річкові потоки - як кінцеві ланки, дзеркало господарської діяльності людини на їх водозборах.

3. Природні умови району досліджень та господарська діяльність людини на водозборі виступають важливими чинниками рельєфоутворення, факторами, що формують екологічну ситуацію басейну Західного Бугу.

4. Показником, що відображає ступінь техногенного перетворення геоморфосфери (насамперед річкових систем) є коефіцієнт трансформації структури річкової мережі. Він змінюється від -25 % до 100% і більше та відображає дві тенденції - зменшення ступеня насичення річкових систем водотоками (за рахунок деградаційних явищ) і збільшення (за рахунок меліоративних робіт). Виділено 7 типів ареалів з різною спрямованістю зміни ступеня насичення структури річкових систем різноранговими водотоками. На кінець XX ст. на досліджуваній ділянці басейну Західного Бугу (від витоку до м. Влодава) загальна кількість водотоків збільшилась на 79%, сумарна протяжність зросла на 52%.

5. У функціонуванні річкових систем басейну Західного Бугу виділяються два якісно відмінних періоди - до масового спрямлення та каналізації (50-ті роки) та після нього. До 1950 року антропогенних перетворень зазнали лише незначні ділянки рр. Рата, Полтва, Солокія. Сучасний стан малих річок басейну Західного Бугу характеризується переважанням антропогенно змінених типів русел.

6. Найбільший вплив на функціонування річкової мережі та формування гідроекологічної ситуації мають осушувальні меліорації (майже 40% поверхні басейнової системи осушено, 80-90% річок-водоприймачів спрямлено). Додатковий тиск на річковий басейн створюють значне сільськогосподарське навантаження (частка орних земель у структурі сільськогосподарських угідь становить більше 50%), велике поселенське (4-5%) та транспортне навантаження (0,5 км/км²), будівництво мостів, а також обвалування русел, порушення земель гірничою промисловістю тощо.

7. За комплексом критеріїв (ранг головного водотоку, однорідність геоморфологічних умов, спрямованість руслового процесу; структура річкової мережі та ступінь її трансформації, переважаючий похил водотоків високих рангів, інтенсивність землекористування, гідроекологічний стан поверхневих вод тощо) у межах досліджуваної частини басейну Західного Бугу окреслилось шість басейнових еколого-геоморфологічних районів: Білостоцько-Спасівський, Солокійський, Ратинський, Полтвинський, Прибузький, Верхньобузький.

8. Для кожного з басейнових комплексів (еколого-геоморфологічних районів) території досліджень проведена оцінка напруги екологічної ситуації. Оптимальна екологічна ситуація є на території Верхньобузького ЕГР. Задовільна екологічна ситуація спостерігається у Білостоцько-Спасівському ЕГР. Солокійський ЕГР характеризується напруженою екологічною ситуацією. Небезпечна екологічна ситуація властива Полтвинському ЕГР. Кризова екологічна ситуація визначена для Прибузького та Ратинського БГР.

9. Для зменшення антропогенного навантаження та зниження екологічної напруги в регіоні пропонується здійснити ряд природоохоронних заходів: а) перевести вторинно-заболочувані земелі в межах басейнів рр. Полтви, Рати, Солокії під високопродуктивні луки; б) провести фітомеліорацію на прирусловій (малополіській) частині заплави р. Західний Буг; в) забезпечити протиповеневий захист сільськогосподарських угідь і поселень шляхом будівництва та реконструкції гідротехнічних споруд (р. Полтва, Добротвірське водосховище тощо); г) здійснити розчистку і впорядкування русел Західного Бугу та малих річок (Желдець, Думни, Білка, Золочівка та ін.); д) провести залуження земель прибережних водоохоронних смуг; е) створити комплексну багатокомпонентну, багатоцільову систему моніторингу стану басейну Західного Бугу, його малих річок і природно-господарських об'єктів.

Основні положення дисертації викладені в наступних публікаціях

1. Холодько Л.П. Особливості будови і трансформації малих річок басейну Західного Бугу // Вісник Львів. ун-ту. Сер. географ. - 1994. - Вип. 19. - С.170-173.

2. Курганевич Л.П. Структура транскордонної річкової системи Західного Бугу та її багаторічна динаміка // Вісник Львів. ун-ту. Сер. географ. - 1997. - Вип. 20. - С.41-45.

3. Курганевич Л.П. Типізація русел верхньої частини Західного Бугу та його приток // Вісник Львів. ун-ту. Сер. географ. - 1998. - Вип. 21. - С.133-136.

4. Курганевич Л.П. Карта руслових процесів як база для проведення досліджень екологічного стану річкового басейну // Вісник Львів. ун-ту. Сер. географ. - 2000. - Вип. 27. - С.97-101.

5.Ковальчук И.П., Волос С.И., Холодько Л.П. Тенденции и причины изменения состояния речных систем Западной Украины в XIX-XX вв. // География и природные ресурсы. - 1992. - №2. - С.102-110.

6. Ковальчук И.П., Волос С.И., Холодько Л.П. Речные системы Запада Украины: масштабы и тенденции трансформации структуры, механизм изменения состояния в XIX-XX веках // Причины и механизм пересыхания малых рек. - Казань: Изд-во “ГранДан”. - 1996. - C.43-56.

7. Анісімова Г.М., Влах М.Р, Холодько Л.П. Взаємозв'язки в системі “населення-довкілля” в басейні Західного Бугу // Матеріали наук.конф. “Проблеми географії України”. - Ч.II. - Львів: Вид-во Львів.ун-ту. - 1994. - С.3-4.

8. Ковальчук І.П., Курганевич Л.П. Трансформація структури річкової сітки басейну Західного Бугу як показник його екологічного стану // Матеріали Міжнарод. конф. “ Єврорегіон Буг: проблеми транс-кордонного співробітництва”. - К.: Вид-во МОУ. - 1995. - С.148-149.

9. Ковальчук І.П., Гусак М.М., Курганевич Л.П. Екологічний стан української частини транскордонної річкової системи Західного Бугу // Матеріали Міжнарод. конф. “ Єврорегіон Буг: проблеми транс-кордонного співробітництва”. - К.: Вид-во МОУ. - 1995. - С.150-151.

10. Курганевич Л.П. Еколого-геоморфологічний аналіз басейну Західного Бугу // Матеріали Міжн. наук.-прак. конф. “Українська геоморфологія: стан і перспективи”. - Львів: Вид-во “Меркатор”, 1997. - С.137-139.

11. Курганевич Л.П., Пука Є.О. Грунтовий покрив Сокальського пасма: стан, перспективи, несприятливі процеси, шляхи оптимізації використання // Труды межгос. науч. конф. “Современные проблемы охраны земель”. - К.: СОПС Украины НАН Украины. - 1997. - С.201-203.

12. Ковальчук І., Курганевич Л. Гідрографо-геоморфологічний аналіз української частини басейну Західного Бугу // Матеріали II Міжнарод. наук. конф. “Zagospodarowanie granicznego Bugu i jego zlewni w ramach zrуwnowaїonego rozwoju gospodarczego jako element Programu Czysty Baіtyk”. - Lublin. - 1998. - P.39-49.

13. Ковальчук І.П., Холодько Л.П. Річкова система Західного Бугу: особливості будови, структурна організація, тенденції зміни стану в XX столітті // Тез. докл. “Географические аспекты природопользования Волыни“. - Луцк: Изд-во Волынского пед. ин-та. - 1990. - С.51-54.

14. Ковальчук И.П., Волос С.И., Холодько Л.П. Методика и опыт исследований геоэкологического состояния и трансформации малых рек бассейнов Днестра и Западного Буга // Тез. докл. VI межвуз. координац. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Ташкент: Изд-во Ташкентского ун-та. - 1991. - С.44-45.

15. Ковальчук И.П., Волос С.И., Холодько Л.П. Пути картографирования изменений эколого-геоморфологического состояния речных систем и их бассейнов // Тез. докл. X Всесоюз. конф. “Экологическое картографирование на современном этапе“. Кн.1. - Л.: Изд-во ГО СССР. - 1991. - С.94-96.

16. Ковальчук І.П., Зінько Ю.В., Холодько Л.П. Еколого-геоморфологічні проблеми інтенсивно-меліорованих басейнів малих рік // Тез. доп. конф. “Екологічні аспекти осушувальних меліорацій на Україні”. - К: Знання - 1992. - С.107-108.

17. Ковальчук И.П., Холодько Л.П. Методические подходы к изучению влияния мелиоративных работ на состояние малых рек // Тез. докл. VII межвуз. коорд. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Ижевск: Изд-во Удм. ун-та. - 1992. - С.44-45.

18. Холодько Л.П. Экологические аспекты изучения малых рек бассейна Западного Буга // Тез. докл. VIII межвуз. коорд. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Воронеж: Изд-во Воронеж. госагроуниверситета. - 1993. - C.102-103.

19. Ковальчук И.П., Курганевич Л.П. Бассейновый подход в региональных геоэкологических исследованиях // Тез. докл. межд. научн.- практ. конф. “Регион и география”. - Пермь: Изд-во Перм. ун-та. - 1995. - С.81-82.

20. Ковальчук И.П.. Курганевич Л.П. Территориальные различия в хозяйственной освоенности бассейна Западного Буга, их влияние на гидроэкологическое состояние рек // Тез. докл. X межвуз. коорд. совещ. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Вологда: Изд-во Вологодского политехнического ин-та. - 1995. - С.67-68.

АНОТАЦІЇ

геоморфологічний рельєф буг екологічний

Курганевич Л.П. Еколого-геоморфологічний аналіз басейну Західного Бугу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.04 - геоморфологія і палеогеографія. - Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2001.

У дисертаційній роботі обґрунтована концепція еколого-геоморфологічного аналізу рельєфу флювіальної генези. Дана просторово-часова оцінка складності структури флювіальних систем верхньої частини басейну Західного Бугу і масштабів трансформаційних процесів, що відбуваються в них. Розроблена морфологічна типізація русел, виявлені особливості їх переформування. Проаналізований вплив різних компонентів і чинників довкілля на екологічний стан річкової системи. Здійснена оцінка напруги екологічної ситуації у межах басейнових комплексів - еколого-геоморфологічних районів.

Ключові слова: еколого-геоморфологічний аналіз, басейновий підхід, структура річкових систем, типи русел, гідроекологічна ситуація, еколого-геоморфологічне районування, екологічний стан.

L.P.Kurganevich. Ecological-geomorphological analysis of the West Bug basin. - Manuscript.

Dissertation for granting a scientific degree of candidate of geography, speciality code 11.00.04 - geomorphology and paleogeography. - Ivan Franko Lviv National University, Lviv, 2001.

The dissertation work gives grounds to the concept of ecological-geomorphological analysis of the fluvial genesis relief. A spatial and temporal evaluation is given of the complexity of the structure of the fluvial systems of the upper part of the West Bug basin as well the transformational processes taking place within these systems. A morphological definition of the types of riverbeds has been given as well as the peculiarities of their restructuring have been revealed. An analysis has been given of the influence of various environmental components upon the ecological condition of the river system. An evaluation has been carried out of the tense ecological situation within the basin complexes, i.e., ecological-geomorphological regions.

Key words: ecological-geomorphological analysis, basin approach, the structure of river systems, types of riverbeds, hydro-ecological situation, ecological-geomorphological system of regions, ecological situation.

Курганевич Л.П. Эколого-геоморфологический анализ бассейна Западного Буга. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.04 - геоморфология и палеогеография. - Львовский национальный университет имени Ивана Франко, Львов, 2001.

В диссертационной работе обоснована концепция эколого-геоморфологического анализа рельефа флювиального генезиса. Доказано преимущество бассейнового подхода при решении геоэкологических задач. Исследования проводились на основании уточненной схемы эколого-геоморфологического анализа речного бассейна с использованием комплекса показателей эколого-геоморфологического состояния флювиальных систем.

Выявлена зависимость экологического состояния речного бассейна и речной системы от свойств рельефообразующих отложений, почвенного покрова, расчлененности рельефа, залесенности, антропогенной трансформированности ландшафтов и т.д., а также от интенсивности использования природных ресурсов.

Оценена степень сложности структуры флювиальных систем верхней части бассейна Западного Буга и масштабы трансформационных процессов, произошедших в них за 55 лет. Для целей анализа были использованы классификационная схема Философова-Стралера и разновременные (1925, 1955, 1980 гг.) крупномасштабные (1:25 000 - 1:100 000) топографические карты. В структуре речных систем доминируют (90% общего количества и 70% общей длины) водотоки низких (I-II) порядков. Небольшая длина (до 1 км) водотоков I порядка является предпосылкой их повышенной чувствительности к антропогенному воздействию. На исследуемом участке бассейна Западного Буга в конце XX века общее количество водотоков по сравнению с 1925 годом увеличилось на 79%, а их общая протяженность - на 52%.

На основании анализа коэффициента трансформации структуры речной системы выделено 7 типов ареалов с различной направленностью изменения степени насыщенности речных систем разнопорядковыми водотоками. Выявлены ареалы как увеличения количества и длины водотоков (за счет проведения осушительных мелиораций и создания искусственных водотоков - мелиоративных каналов), так и уменьшения количества и длины разнопорядковых водотоков (за счет их деградации). Показателем трансформационных процессов структуры речных систем выступает также плотность гидросети и ее многолетняя динамика (1925-1990 гг.). Анализ тенденций изменения плотности гидросети показал, что доминирующими в бассейне являются участки с увеличением плотности на 0,1 - 0,5 км/км².

При изучении русловых процессов на реках верхней части бассейна Западного Буга выделено три класса русел: природные, относительно неизмененные; антропогенно измененные - преобразованные хозяйственной деятельностью; антропогенные - мелиоративные каналы, созданные человеком. В спектре современных типов русел малых рек преобладают антропогенно измененные. Вертикальные и горизонтальные деформации русел являются следствием развития эрозионно-аккумулятивных процессов и техногенных воздействий.

Напряженность экологической ситуации в пределах бассейново-речных комплексов - эколого-геоморфологических районов -оценивалась путем анализа экологической устойчивости природных компонентов и степени влияния на речной бассейн дестабилизирующих факторов. Эколого-геоморфологические районы выделялись за комплексом критериев (ранг главного водотока, направленность руслового процесса, структура речной сети и степень ее трансформированности, преобладающий уклон водотоков, интенсивность землепользования, гидроэкологическое состояние поверхностных вод). Опасная и кризисная ситуация отмечается в районах интенсивного сельскохозяйственного, водохозяйственного, мелиоративного, промышленного освоения (Ратынский, Прибужский, Полтвинский ЭГР).

Для улучшения эколого-геоморфологической ситуации обоснована система природоохранных мероприятий, которая включает: отведение вторично-заболоченных земель в пределах бассейнов рр. Полтва, Рата, Солокия под высокопродуктивные луга; обеспечение противопаводковой защиты сельскохозяйственных угодий и поселений путем сооружения и реконструкции гидротех-нических сооружений (р.Полтва, Добротворского водохранилища); фитомелиорация прирусловой части поймы р.Западный Буг; расчистку и упорядочение русел рек; создание комплексной много-компонентной, многоцелевой системы мониторинга речных систем.

Ключевые слова: эколого-геоморфологический анализ, бассейновый подход, структура речных систем, типы русел, гидро-экологическая ситуация, эколого-геоморфологическое районирование, экологическое состояние.

Размещено на Allbest.ru