Формування гідрологічного і гідрохімічного режимів малих річок

Серед головних річкових басейнів найбільше використання водних ресурсів малих річок характерне для Причорномор'я, де за їх рахунок забезпечується майже весь об'єм водокористування, Дунаю (77%), басейну Вісли (57%) і Приазов'я (56%), а також басейну Дністра (51%) [12].

Розміщення на півдні республіки основних площ зрошуваного землеробства зумовлює значне водоспоживання на зрошення з малих річок нижньої течії Дунаю (всього в басейні 97% зрошення забезпечується водними ресурсами малих річок), Причорномор'я (96%), Приазов'я (37%), нижньої течії Дніпра (30%)

Найбільша частка використання водних ресурсів малих річок на виробничі потреби характерна для басейнів Вісли, Дністра (58-61%), а також у Приазов'ї і Причорномор'ї [13].

Інтенсивність використання стоку малих річок закономірно змінюється залежно від ступеня водозабезпеченості території і розвитку продуктивних сил. Для малих річок басейнів Вісли, Дунаю і більшості річок басейну Дністра об'єми води, забраної з їх русел і підземних горизонтів, гідравлічно зв'язаних з річковою мережею, не перевищують 5% наявних водних ресурсів навіть у маловодні роки 95%-ї забезпеченості. Тільки на ріках Гнила Липа і Лядова ця частка значно більша.

Найбільш інтенсивне використання водних ресурсів має місце на малих річках басейну Сіверського Донця, у Приазов'ї і Криму. В середні за водністю роки об'єми водокористування досягають тут відповідно 11-80%, 19-117% і 50-165%, а в маловодні – на багатьох річках водні ресурси використовуються неодноразово.

На більшості малих річок зменшення річкового стоку за рахунок водокористування не перевищує 20%. Але більш як на 30% річок безповоротне споживання водного стоку досить значне. Так, якщо в середні за водністю роки безповоротно використовується від 10-11% (Жеребець, Борова) до 73-89% (Біюк-Карасу, Чорна), то в маловодні роки наявні водні ресурси річок Золотоношка, Берда, Кальчик, Грузький Єланчик, Кача, Бельбек, Чорна, Біюк-Карасу і Альма не забезпечують господарські водопотреби в їх басейнах.

За величиною безповоротного водоспоживання поки не викликають побоювання лише малі річки, що протікають в басейнах Вісли, Дунаю і поліській частині басейну Дніпра.

За матеріалами Комітету по водних проблемах ЄЕК ООН щодо оцінки інтенсивності водокористування, водокористування вважається задовільним, коли споживається менше 10% річкового стоку. При використанні до 20% стоку виникає необхідність обмеження водокористування і виконання заходів з регулювання стоку. Якщо використання перевищує 20% стоку, водний об'єкт не спроможний забезпечити соціально-економічний розвиток даного регіону.

Ці обмеження для малих річок повинні бути гранично можливими, тому що при більшому безповоротному споживанні водного стоку помітно зменшується здатність водотоку до саморегуляції і порушуються природні взаємозв'язки екосистеми малої річки.

4.3 Гідроенергетичне освоєння ресурсів малих річок

На початку XX ст. широкого розвитку набуло гідроенергетичне будівництво на малих річках. Для використання місцевої енергії почали споруджувати млини і малі ГЕС. У 1912-1913 рр. на річках басейнів Дніпра та Дністра було відповідно 5044 і 1563 гідравлічні установки. У 1923 р. вже зареєстровано лише 3707 енергетичних установок загальною потужністю 43,9 тис. к.с.

У післявоєнний період електрифікація сільського господарства ґрунтувалася в основному на збільшенні потужностей і поліпшенні техніко-економічних показників малих ГЕС. На початку 1950-х років кількість малих ГЕС становила 956 із загальною потужністю 30 тис. кВт. Однак у зв'язку з розвитком централізованого електропостачання будівництво малих ГЕС було припинено. Вплив природних і тимчасових факторів в умовах безгосподарного ставлення до цих станцій призвів до деградації цілого напрямку в енергетиці. В даний час на території України збереглося 150 малих ГЕС.

Мала енергетика України у зв'язку з її незначною питомою вагою (до 0,2%) у загальному енергобалансі не може суттєво впливати на умови енергозабезпечення республіки. Однак експлуатація малих ГЕС дає можливість виробляти близько 250 млн. кВт·год, що еквівалентно щорічній економії до 75 тис. т органічного палива. На думку спеціалістів, крім джерела дешевої електроенергії для місцевих потреб, малі ГЕС можуть відіграти значну екологічну роль у збереженні та відродженні 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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6