Динаміка водності річки Сули за даними гідрологічного поста міста Ромни у період з 1979 по 2019 роки

Размещено на http://www.allbest.ru

Динаміка водності річки сули за даними гідрологічного поста міста Ромни у період з 1979 по 2019 роки

Данильченко О.С.

Клок С.В.

Карнаушенко Д.П.

Summary

Danylchenko O. S., Klok S. V., Karnaushenko D. P. Dynamic of Water Content of the river Sula According the Data of the Hydrological Post of the City of Romny in the Period from 1979 to 2019.

The article is devoted to the study of dynamics of water content of the river of the Sula River, a left-bank tributary of the Dnieper. The main purpose of the article is to analyze the water content of the Sula River using the quantitative characteristics of water flow according to the hydrological post of the city of Romny in the period from 1979 to 2019. The article analyzes the main quantitative characteristics of runoff: expenses of water (average, maximum and minimum). The average annual expenses of the water of Sula River are characterized by a steady downward trend, low- water years prevail over high-water, and since 1989 the low-water phase continues. The analysis of the distribution of the average annual expenses of water of the Sula River shows the predominance of indicators in the range of 10,3-4,1 m3/ s, which is 25 cases out of 41 (61% of the sample). The value of the maximum expenses of water in the period from 1979 to 2019 decreases sharply, 65,9% of the sample data are less than 75,1 m3/s, only in 1980 an abnormally high figure of540 m3/s was recorded. The dynamics of the minimum expenses of water of the Sula River also shows a downward trend, and over the past 10 years the minimum expenses of water has decreased significantly and its average value for the period 2010-2019 is 0,7 m3/s. In conclusion, the authors note that the trend observed by scientists on the intra-annual redistribution of runoff (the maximum expenses are declining, and the minimum expenses, on the contrary, is increasing) for other rivers in Ukraine and Sumy region, for the Sula River since 2010 is not observed. All signs of oligohydramnios are traced: all quantitative indicators of runoff decrease.

Keywords: possible evaporation, evaporation, indices, correlation, radiation, coefficient.

Стаття присвячена дослідженню динаміки водності річки Сули за даними гідрологічного поста міста Ромни у період з 1979 по 2019 роки. У статті проаналізовано головну кількісну характеристику стоку: витрати води (середньорічні, максимальні та мінімальні). Встановлено, що для середньорічних витрат води річки Сули характерна стійка тенденція до зниження, маловодні роки переважають над багатоводними, а з 1989 року триває маловодна фаза; значення показника максимальних витрат води різко знижується, 65,9% даних вибірки мають значення менше 75,1 м3/с, лише у 1980 році зафіксовано аномально високий показник 540 м3/с; динаміка мінімальних витрат води річки Сули показує також тенденцію до зниження, а за останні 10 років показник мінімальних витрат води значно знизився і середнє його значення за період 2010-2019 рр. становить 0,7 м3/с. У висновку автори зазначають, що тенденція, яку констатують вчені про внутрішньорічний перерозподіл стоку, для річки Сули з 2010 року не прослідковується, наявні всі ознаки маловоддя: зменшуються усі досліджувані кількісні показники стоку.

Ключові слова: річка Сула, водність, середньорічна, максимальна, мінімальна витрата води.

Постановка проблеми. Гострим питанням сьогодення є зменшення водності річок. Річки України, в цілому, та Сумської області, зокрема, міліють, заму- люються, заростають, перетворюються на малопроточні водойми. Причини зниження водності у першу чергу природні, а саме кліматичні (підвищення температури повітря, збільшення величини випаровування та, як наслідок, зміна складових водного балансу річки), але антропогенні причини (значна зарегульованість стоку, зведення лісів на водозборах та ін.) не менш важливі, а в окремих випадках головні. Окреслена проблема надзвичайно важлива для річки Сули, лівобережної притоки Дніпра, що бере початок у Сумській області та протікає територією регіону близько 152 км (42% довжини річки). Ще донедавна річка була повноводною та привабливою, про це, навіть, говорить її назва, що в перекладі означає «багато води». Наразі актуальним є дослідження зміни водності річки Сули та виявлення причин цих змін.

Формулювання мети дослідження. Мета роботи - проаналізувати водність річки Сули за даними гідрологічного посту міста Ромни у період з 1979 по 2019 роки. Об'єкт дослідження - річка Сула, а предмет дослідження - водність річки Сули та її динаміка за даними гідрологічного посту міста Ромни.

Виклад основного матеріалу. Водність - відносна характеристика стоку за певний проміжок часу у порівнянні з його середньою багаторічною величиною чи величиною стоку за інший період того самого року. Це поняття використовують для оцінки зміни стоку конкретної річки. Мінливість річкового стоку відбувається переважно циклічно, під цим розуміють послідовну зміну багатоводних і маловодних фаз із будь-якою тривалістю і середньою водністю. Дві суміжні фази (багатоводна і маловодна) утворюють цикл. Чергування і тривалість циклів не мають строго фіксованої періодичності, багатоводний період змінюється маловодним. Під фазою водності розуміють ряд суміжних років в основному з однаковою водністю - маловодних, середніх або багатоводних. Однак усередині багатоводної фази можуть зустрічатися окремі маловодні роки, і навпаки [7]. Аналіз внутрішньовікової циклічності встановив, що цикли водності часто відповідають циклам, близьким до 5, 11 та 22-річним сонячним.

За результатами дослідження Бібік В., Винарчук О., Лук'янець О., Хіль- чевського В. просторово-часових характеристик стоку річок басейнів Сули, Псла і Ворскли [1] встановлено, що переломний момент у фазах водності для досліджуваних річок починається у 1988 року, з 1960 до 1988 рік тривала багатоводна фаза, з 1989 по 2009 рік - маловодна фаза. Проявляється маловоддя у поступовому зменшенні усіх кількісних показників стоку. Також спостерігається зменшення частки стоку весняного водопілля і зростання частки стоку, що припадає на літньо-осінній і зимовий період. Частка стоку весняного сезону зменшилася на 15-16%; літньо-осіннього і зимового періодів, навпаки, зросла, відповідно на 25% і 2-6%, у порівнянні з періодом до 1989 року, що свідчить про внутрішньорічний перерозподіл стоку. Цю тенденцію підтверджують дослідження кількісних показників стоку інших річок України, викладених у працях [3, 4].

Те що з 80-х років минулого століття до наших днів на річці Сулі триває маловодна фаза доводять дослідження Смирнової В. [2], що встановили загальне зменшення приросту середньорічного стоку за період 1981 -2017 роки майже на 10 м3/с та зафіксували, що за останні роки у меженний період спостерігаються дуже низькі рівні води і значне зменшення витрат води. В окремі місяці літа 2018 року витрати води в річці були менші за 20% від середнього за багаторічних мінімальних значень і наближалися до історичного мінімуму, що спостерігався у 1939 році, а на мілководних ділянках спостерігалось значне обміління річки, аж до пересихання.

За інформацією Укргідрометцентру станом на 3 жовтня 2019 р. на річці Сула сформувалося маловоддя (19% від норми) [5]. Упродовж з 2014 по 2019 роки середньомісячна водність річки Сули у період з травня по вересень була близькою до критеріїв маловоддя, а в окремі періоди (межень 2016 -2017 рр.) на річці спостерігалося маловоддя.

Показовою характеристикою стоку річки є витрата води. Для аналізу водності річки Сули було використано показники середньорічної, максимальної та мінімальної витрати води по гідрологічному посту міста Ромни у період з 1979 по 2019 рр.

Середнє значення середньорічних витрат води за період 1979 -2019 рр. становить 7,9 м3/с. За даними довідника [6] у період 1926-1940 рр. середньорічні витрати зафіксовані 10,2 м3/с. До 1989 року переважали показники середньорічних витрат води вище 10 м3/с, з 1989 року і по нині - нижче 10 м3/с (всього 3 випадки на 30 років вище), а з 2007 року переважно фіксуються значення середньорічних витрат води з показником нижче 5 м3/с (рис. 1). Середнє значення середньорічних витрат води річки Сули по гідрологічному посту міста Ромни за останні 10 років склало 4,9 м3/с, що у 1,6 рази нижче середнього значення за досліджуваний період. Максимальне значення середньорічних витрат води річки Сули зафіксоване у 1980 році - 18,7 м3/с, а мінімальне - у 2011 році 2,65 м3/с.

Амплітуда зміни величини середньорічних витрат води розраховується за формулою (1) і становить 16,05 м3/с.

AQ Онайб Онайм (1)

де Aq - амплітуда зміни величини, Q^as - найбільше значення, Qh^m - най менше значення.

Рис. 1. Динаміка середньорічних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни за період 1979-2019 рр.

Підраховано кількість інтервалів (градацій) за формулою (2), його значення становить 8.

nx<5-lgN (2)

де nx - кількість інтервалів, N - загальний об'єм вибірки

Амплітуду зміни величини середньорічних витрат води поділили на інтервали і підрахували кількість попадань ознак варіювання у кожній з них: 16,05:8=2,0. Задані межі інтервалів мають бути такими, щоб одне й теж значення ряду змінної величини не потрапляло у два суміжних інтервали. Розрахунки представлені у вигляді таблиці 1.

Гістограма розподілу кількості випадків середньорічних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни показує частоту появи значень змінної величини в інтервалі (рис. 2). Аналіз розподілу середньорічних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни за період 1979 -2019 роки засвідчує переважання показників в інтервалі 6,1 -4,1 м3/с, що складає 9 випадків із 41, що становить 22% досліджуваних показників, а разом з інтервалами 8,2 -6,2 м3/с та 8,3-10,3 м3/с становить 25 випадків із 41 (61%). На значення середньорічних витрат води нижче 4,1 м3/с припадає 9,8%, а на вище 10,3 м 3/с - 29,2%. Таким чином, аналіз середньорічних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни вказує на переважання маловодних років над багатоводними та доводить, що з 1989 року триває маловодна фаза.

Таблиця 1

Згруповані показники середньорічних витрат води річки Сули (за даними гідрологічного посту м. Ромни)

Динаміка максимальних витрат води річки Сули за період 1979 -2019 роки показує стійку тенденцію до зниження цього показника. Найбільше значення максимальних витрат води річки Сули зафіксоване у 1980 році - 540 м3/с, а найнижче - у 2014 році 10,0 м3/с (рис. 3).

кількість випадків

Рис. 2. Гістограма розподілу кількості випадків середньорічних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни

За даними довідника [6] у період 1926 -1940 рр. максимальні витрати становлять 357 м3/с (1937 р.), а за даними дослідження [1] у період 1960-1989 рр. - 147,5 м3/с. Тому значення максимальних витрат води 540 м 3/с є аномально високим. Так як і для середньорічних витрат води так і для максимальних прослі- дковується одна тенденція: до 1989 року переважають високі показники - вище 100 м3/с, а з 1989 року і по нині - нижче 100 м3/с (всього 3 випадки на 30 років коли вищі значення).

Рис. 3. Динаміка максимальних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни за період 1979-2019 рр.

Амплітуда зміни величини максимальних витрат води становить 530 м3/с. Кількість інтервалів (градацій) - 8, так як загальний об'єм вибірки не змінився. Визначили задані межі інтервалів, вони становлять 66,3 та є такими, щоб одне й теж значення ряду змінної величини не потрапляло у два суміжних інтервали (табл. 2).

Таблиця 2

Згруповані показники максимальних витрат води річки Сули (за даними гідрологічного посту м. Ромни)

Аналіз розподілу максимальних витрат води за період 1979 -2019 роки засвідчує значне переважання показників в інтервалі 75,1-8,8 м3/с, що складає 27 випадків із 41, що становить 65,9% досліджуваних показників, а на максимальні витрати вище 141,6 м3/с приходить 14,6% вибірки даних (рис. 4). Найбільші максимальні витрати води річки Сули характерні для 1980, 1988, 1979, 198 5, 1981, 1986, 1987, 1994, 1996, 1983 років, які змінюються відповідно від 540 м3/с до 108 м3/с (табл. 3).

кількість випадків

Рис. 4. Гістограма розподілу кількості випадків максимальних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни

Спостерігається чітка тенденція до різкого зниження показника максимальних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни.

Динаміка мінімальних витрат води річки Сули за період 1979 -2019 роки показує також тенденцію до зниження цього показника. Максимальне значення мінімальних витрат води річки Сули зафіксоване у 1982 році та становить 4,25 м3/с, а мінімальне - у 2019 році 0,28 м3/с (рис. 5).

Таблиця 3

Максимальні витрати води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни за період 1979-2019 рр. у межах визначених інтервалах

роки

Рис. 5. Динаміка мінімальних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни за період 1979-2019 рр.

Так як і для середньорічних витрат води і для максимальних так і для мінімальних прослідковується одна тенденція - до зниження: до 1991 року переважають високі показники - вище 2,0 м3/с, а з 1992 року і по нині переважають значення мінімальних витрат води річки Сули нижче 2,0 м3/с. Хоча за даними довідника [6] у період 1926-1940 рр. мінімальні витрати становили 0,22 м3/с (1939 р.), а за даними дослідження [1] у період 1960-1989 рр. відповідний показник становив 1,39 м3/с, а у період 1990-2008 рр. - 1,87 м3/с, що свідчить про зростання. Очевидно, що за останні 10 років показник мінімальних витрат води значно знизився і середнє його значення за період 2010-2019 рр. становить 0,7 м3/с.

Амплітуда коливань зміни величини мінімальних витрат води становить 3,97 м3/с. Враховуючи кількість інтервалів (8), визначили задані межі інтервалів, вони становлять 0,49, розрахунки представлені у вигляді таблиці 4.

Таблиця 4

Згруповані показники мінімальних витрат води річки Сули (за даними гідрологічного посту м. Ромни)

Аналіз розподілу мінімальних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни за період 1979 -2019 роки засвідчує значне переважання показників в інтервалі 1,25-0,26 м3/с, що складає 23 випадки із 41, що становить 56,1% досліджуваних показників, а найвищі мінімальні витрати води вище 2,25 м3/с відповідають 10 випадкам - це 24,4% вибірки даних (рис. 6).

кількість випадків

Рис. 6. Гістограма розподілу кількості випадків мінімальних витрат води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни

Для 1982, 1981, 1990, 1985, 1986, 1988, 1991, 1984, 1987, 2004 років характерні найвищі мінімальні витрати води річки Сули, які змінюються відповідно від 4,25 м3/с до 2,26 м3/с, а для 1992, 1995, 1996, 2010, 2011, 2012, 2014, 2016, 2017, 2019 років - найнижчі показники відповідного показника від 0,75 м 3/c до 0,26 м3/с (табл. 5).

Таблиця 5

Мінімальні витрати води річки Сули по гідрологічному посту м. Ромни за період 19792019 рр. у межах визначених інтервалах

Висновки

Таким чином, аналіз водності річки Сули за даними гідрологічного посту міста Ромни у період з 1979 по 2019 роки, здійснений на основі важливої кількісної характеристики стоку витрати води, встановив: 1) для середньорічних витрат води річки Сули характерна стійка тенденція до зниження, маловодні роки переважають над багатоводними, а з 1989 року триває маловодна фаза; 2) значення показника максимальних витрат води різко знижується, 65,9% даних вибірки мають значення менше 75,1 м3/с, лише у 1980 році зафіксовано аномально високий показник 540 м 3/с; 3) динаміка мінімальних витрат води річки Сули показує також тенденцію до зниження, а за останні 10 років показник мінімальних витрат води значно знизився і середнє його значення за період 2010-2019 рр. становить 0,7 м3/с; 4) слід зазначити, що тенденція, яку констатують вчені про внутрішньорічний перерозподіл стоку (водопільні показники витрат води зменшуються, а меженні, навпаки, збільшуються) для інших річок України та Сумської області, для річки Сули з 2010 року не прослідкову- ється; 5) наявні всі ознаки маловоддя: зменшуються усі досліджувані кількісні показники стоку.

водність річка сула

Література

Бібік В. В., Винарчук О. О., Лук'янець О. І., Хільчевський В. К. Просторово-часова характеристика стоку річок басейнів Сула, Псел і Ворскла. Гідрологія, гідрохімія і гідроеколо- гія. 2011. Т. 4 (25). С. 85-99.

Відновлення річки Сула: що можна зробити. URL: http://argumentua.com/stati/v- dnovlennya-r-chki-sula-shcho-mozhna-zrobiti (дата звернення: 02.05.2021).

Гребінь В. В. Сучасні зміни стоку річок Прип'ятського Полісся. Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2004. Т. 6. С. 74-85.

Данильченко О.С. Річкові басейни Сумської області : геоекологічний аналіз : монографія. Суми : СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2019. 270 с.

Річка Сула - сучасність і реалії. URL: https://poltavavodgosp.gov.ua/richka-sula-suchasnist- i-realii/ (дата звернення: 02.05.2021).

Справочник по водным ресурсам СССР. Украинская ССР. Ч. І / под ред. М. С. Каганер. Киев : Укр. науч.-исслед. гидромет. ин-т., 1954. 620 с.

Хільчевський В.К., Ободовський О.Г., Гребінь В.В. Загальна гідрологія: підручник. Київ : Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2008. 399 с.

Размещено на Allbest.ru