Формування режиму природних вод узбережжя озера Світязь

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФОРМУВАННЯ РЕЖИМУ ПРИРОДНИХ ВОД УЗБЕРЕЖЖЯ ОЗЕРА СВІТЯЗЬ

Клименко М.О., д.с.г.н., професор, Пилиповець Г.М.,

аспірант (Національний університет

водного господарства та природокористування м.Рівне)

Представлені результати аналізу даних із формування водного режиму узбережжя озера Світязь. Виявлений зв'язок впливу опадів на поновлення грунтових вод цієї території.

The results of analysis of information are presented on forming of the water mode of coast of lake Svityaz. Found out connection of influencing of precipitations on proceeding in the ground waters of this territory.

світязь озеро вода ґрунтовий

Гідрологічна мережа Шацького національного природного парку (НПП) представлена озерами різного генезису. На території Шацького НПП зустрічаються озера льодовикового, річкового та карстового походження.

Карстові озера, найбільшим із яких є озеро Світязь, утворились у депресіях, що виникли у верхньо-крейдяних відкладах внаслідок карстоутворення у дольодовикові і льодовикові часи. Живлення цих озер і озера Світязь відбувається за рахунок напірних вод верхньокрейдяного водоносного горизонту, грунтових вод четвертинних відкладів та атмосферних опадів.

Довготривалими дослідженнями режиму природних вод району Шацьких озер було встановлено, що їх водний баланс формується в залежності від їх походження, положення, морфометричних характеристик, а також джерел живлення і шляхів розвантаження [1-8].

Одночасно відмічається, що для озер карстового походження основним джерелом живлення є напірні води і опади, а для озер льодовикового походження опади та поверхневий і грунтовий стік. Встановлені відмінності у формуванні водного балансу озер Шацької групи і обумовлюють їх водообмін, гідрохімічний та температурні режими, а відтак екологічну стійкість до антропогенного навантаження [1].

Не зважаючи на це, залишаються маловивченими питання впливу метеорологічних чинників на формування режиму природних вод озера Світязь і насамперед зв'язку річних значень атмосферних опадів і прибуткових статей балансу грунтових вод.

У відповідності з цим, метою даних досліджень було дослідити вплив метеорологічних чинників на формування режиму природних вод басейну озера Світязь.

При проведенні досліджень було використано дані метеорологічних і гідрологічних спостережень метеостанції Світязь упродовж останніх 20 років та архівні дані Шацького НПП [5,6].

Використовувались також результати власних спостережень та дані, опубліковані в роботах Мольчака Я.О., Чемериса Н.П. [7,8].

При виконанні теоретичних і прикладних досліджень використовували методи: аналізу, порівннянь, польових спостережень кореляційного і регресійного аналізу.

Територія Шацького НПП, як відомо, відносяться до зони мішаних лісів Волинського Полісся.

Клімат - помірно - континентальний, наближений до помірно - морського клімату Західної Європи. Зима відносно м'ка, а літо тепле і вологе, з досить тривалими перехідними періодами (весною та осінню). Тривалість теплого періоду року, коли температура повітря перевищує 0є С, складає від 260 до 270 днів. Період з температурами вище 10є С триває з першої декади квітня по першу декаду вересня і складає близько 150 днів.

Середня місячна температура (найхолоднішого місяця) становить -4,2 є С , а найтеплішого - серпня + 18,4 є С. Найхолоднішими за остані 20 років були 1987, 1988, 1996 роки, а найбільш теплішима 1989,1991,1995 роки.

В басейні озера Світязь переважають західні, південно-західні і північно-західні вітри. Середня кількість опадів впродовж багаторічного періоду становить 600мм. Найбільш вологим протягом останіх 20 років були 1996, 1998 роки (випало понад 600 мм опадів), а найбільш посушливими 1993 р. (випало 250 мм опадів). При цьому максимальна кількість опадів випадає влітку (впродовж червня-серпня місяця). Вологість повітря становить влітку 60-70%, а у перехідні періоди і взимку - 80-90%.

Сумарна сонячна радіація становить понад 4000 МДж/м2, а радіаційний баланс - 1718 МДж/м2. З листопада по січень радіаційний баланс території від'ємний.

Середньорічна температура повітря становить +7,5єС. Амплітуда температур за рік становить 22,8єС. Період вегетації наступає в першій декаді квітня і продовжується до кінця вересня. Сума додатніх температур повітря понад +10єС складає 2580єС, а вище +15єС - 1875єС.

Стійкий сніговий покрив формується на початку грудня і утримується протягом 76 днів на рік. Висота снігового покриву коливається в межах від 2см в грудні до 13см в січні-лютому, при середній висоті в 11 см. Запаси води в сніговому покриві не перевищують 20мм, а інколи становлять 34мм. Глибина промерзання грунту 20-25 см. Середня річна швидкість вітру сягає 2,8 м/с, а ймовірність вітру зі швидкістю 15м/с незначна.

Аналіз даних динаміки опадів засвідчує, що кількість опадів, що випадають протягом окремих сезонів року, розподіляється наступним чином: влітку випадає - 48% від їх річної суми, восени - 23%, взимку - 18%, а весною - 21%. Влітку випадає 205 мм опадів, впродовж осені - 124 мм. Взимку випадає 94 мм опадів, а весною 144 мм. Має місце суттєве відхилення сум опадів від середніх значень. На території озера Світязь тривалість днів з опадами становить 169 днів. Найменша тривалість опадів у річному випадінні має місце влітку (до 106 годин), а найбільша тривалість періоду з опадами - взимку (до 100 годин). Тривалість опадів восени майже така сама як і навесні (176 годин).

Вивчення режиму природніх вод засвідчує, що після будівництва Копаївської осушувальної системи відбувся перерозподіл водозбору між р.Копаївкою і р.Ритою. Внаслідок чого озера Світязь, Пулемецьке, Луки, Острів'янське стали забезпечувати лише стік р. Копаївка.

Дослідження балансу грунтових вод та території поозер'я здійснювали за групою свердловин, які облаштовані на південно-східному узбережжі озера Світязь. Розрахунок балансу виконували за схемою: прибуткова частина (сума припливу напірних вод та інфільтраційне поповнення і боковий приплив); видаткова частина (сума перетікання грунтових вод до нижче розташованого водоносного горизонту та витрат на випаровування і бокового відтоку). Балансові розрахунки виконані за період 1995 - 2006 років засвідчує, що поновлення грунтових вод досліджуваної території відбувалося за рахунок припливу напірних вод та інфільтрації і бокового припливу. Встановлено, що значення та співвідношення цих статей прибуткової частини балансу грунтових вод суттєво відрізняється. Діапазон коливань абсолютних значень припливу напірних вод становить від 100 до 350 мм, а інфільтраційного живлення від 107 до 350 мм на рік. Подібні дані при вивченні балансу грунтових вод приозер'я були отримані співробітниками УГІМ УААН [1].

Розрахунок балансу грунтових вод за період 1971-1983рр, виконаний Цвєтовою О.В. і Рябцевою Г.П., показують, що частина інфільтраційного живлення у поповненні грунтових вод може складати від 30 до 90%, або в абсолютних значеннях від 107 до 375 мм на рік. Частка напірного живлення дещо менша, відповідно від 8-69%, або від 25 до 350 мм на рік. На підставі цих даних можна стверджувати, що режим грунтових вод території озера Світязь обумовлюється значно більшою мірою за рахунок інфільтраційного живлення і в меншій мірі перетоку напірних вод. У витратах переважає випаровування 300 - 600 мм на рік, або 80-100%. [7]

Тип формування грунтових вод продовжує належати до інфільтраційно - напірного випарного.

Підтвердженням факту переважання в поповненні грунтових вод інфільтраційного живлення над притоком від напірних вод є дані кореляційного і регресійного аналізу, подані на рис 1,2,3.

Встановлено, що атмосферні опади впливають на формування балансу грунтових вод через приплив від напірних вод та інфільтраційне живлення і боковий прилив. Залежність між цими показниками та атмосферними опадами описується степеневою функцією R2 =0,1827 (рис 3). При цьому встановлено, що більш істотний зв'язок між атмосферними опадами за рік та показниками прибуткової частини балансу встановлений для показника інфільтрації та бокового припливу R2=0,3407. Очевидно, що інфільтраційному поповненні грунтових вод належить вирішальна роль. Приплив знизу впливає на поновлення грунтових вод в меншій мірі (R2 =0,25) оскільки режим напірних вод формується поза межами території дослідження із запізненням по відношенню до року порівняння цих показників. Запізнення в поновленні напірних вод можна пояснити відсутність тісного зв'язку між атмосферними опадами та прибутковою частиною балансу грунтових вод. Напевне значну роль у поповненні грунтових вод належить також внутрішньорічному розподілу атмосферних опадів у поєднанні з розподілом величин випаровування.

Поряд з цим, нами була вивчена динаміка коливання рівня грунтових вод (РГВ). За даними спостережень були встановлені добре виражені річні цикли коливання РГВ із зимнім мінімумом (січень, лютий), весняним максимумом (березень, квітень), літнім мінімумом (серпень, вересень) і осіннього максимуму (листопад, грудень), який в річному гідрологічному циклі переходить в зимній мінімум. Амплітуда коливань РГВ у вологі роки складає 0,4 - 0,6 м (середнє 0,53м) у посушливі 0,9 - 1,4м (середнє 1,0м). Зв'язок між РГВ (?Н, см) і атмосферними опадами (Р, мм) описується рівнянням:

?Н=0,54Р r=0,82

Одночасно було отримано рівняння для визначення прогнозованої глибини залягання грунтових вод для різних періодів, яке має вигляд:

Де Н - прогнозна глибина залягання грунтових вод, см

Р - сума опадів із січня на дату визначення, мм

Е0 - сума розрахованих величин випаровування із січня на дату визначення, мм

Встановлено, що помилка при використанні залежності в межах 0-7% складає 58%, а в межах до 10% становить 78%.

Було встановлено також, що п'єзометричні рівні з запізненням на 2-3 тижні реагують на випадіння опадів та посушливі періоди. Слід зазначити також, що рівні напірних вод коливаються повільніше і з меншою амплітудою (на 0,25 - 0,35 м) у порівнянні з РГВ.

Рівень води в озері Світязь також залежить від зміни метеочинників. У роки коли випаровування переважає над сумою атмосферних опадів Е/р>1 рівень озера може знижуватися на 0,12 - 0,18м, а у роки коли співвідношення Е/р<1 рівень озера як правило підвищується на 0,03 - 0,18м.

При цьому коливання річних рівнів води в озері Світязь відбувається з амплітудою ±0,2-0,5м, а внутрішньорічною ±0,1-0,2м [1].

Спостереження за гідрохімічними режимом напірних і грунтових вод узбережжя озера Світязь засвідчує, що грунтові води більш мінералізовані в порівнянні з напірними. Так, якщо середньобагаторічна мінералізація напірних вод становить величини 0,12-0,75 г/дм3 при середніх значеннях 0,4 г/дм3, то середньобагаторічна мінералізація шрунтових вод значно вища і сягає 0,64 г/дм3. Зростання мінералізації грунтових вод обумовлюється інфільтрацією води з сільськогосподарських угідь та урбанізованих тариторій. Зростання рівня антропогенного навантаження на басейн озера Світязь впливає не лише на гідрохімічний режим грунтових і напірних вод, але і на якість води в озері Світязь. Вода цього озера відноситься до групи прісна і ультрапрісна із мінералізацією 0,07-0,4 г/дм3. В складі катіонів переважають гідрокарбонати і кальцій. Вміст у воді озера сульфатів і хлоріонів незначний, не перевищує 50 мг/дм3, що в 5 разів нижче ГДК. Вміст біогенних іонів не перевищує 10мг/дм3 і їх максимум спостерігається весною та влітку і є наслідком дії антропогенних чинників.

Висновки

1. Режим грунтових вод узбережжя озера Світязь обумовлюється метеочинниками (опадами та температурою). Поновлення РГВ відбувається в більшій мірі за рахунок інфільтраційного живлення: в меншій - притому напірних вод, а спрацювання їх відбувається під впливом випоровування.

2. Величина питомого коефіцієнта підняття РГВ за рахунок опадів для узбережжя озера Світязь складає 0,54.

Література

1. Ромащенко М.І., Бахматчук Ю.Й. Формування режиму природніх вод району Шацьких озер в сучасних умовах. К., Аграрна наука., 2004, - 96с. 2. Наседкин И.Ю. Оценка экологической устойчивости Шацких озер по водобалансовым показателям // Меліорація і водне господарство. - К, 1997. - Вип.84. - с.110-120. 3. Алексеевский В.Е., Цветаева Е.В., Топольник Т.И. Мелиоративная обстановка в районе Шацких озер // Сб.: Мелиорация и водное хозяйство. - М.: Агропромиздат, 1988. - Вып 7. - С.27-31. 4. Намеднин И.Ю. Формирование водного баланса группы Шацких озер при осушении прилегающих земель // Мелиорация и водное хозяйство, 1991 - Вып.2 - с.8-10. 5. Метеорологічний щорічник на Волинській області, 1957 - 1981 рр та дані Волинського регіонального гідрометео центру, 1980-2006рр. 6. Шацький національний природний парк. Наукові дослідження 1983 - 1993 - Світязь, 1994. 7. Мольчак Я.О. й др. Режим осадков в Шацком НПП // Природопользование Волынской области - Луцк. 1990 - с.80-69. 8. Чемерис М.П. Особливості просторово-часового розподілу температури, вологості та опадів території Волині // Україна та глобальні процеси: географічний вимір - Київ-Луцьк, 2000 - Т2.

Размещено на Allbest.ru