Основний зміст роботи - Гідроморфологічна оцінка екологічного стану річок басейну тиси в межах України

В першому розділі дисертаційної роботи розглядаються законодавчі основи та методологія гідроморфологічної оцінки річок.

Національне екологічне законодавство знаходиться в процесі реформування і потребує вдосконалення, адаптації до екологічного законодавства Європейського Союзу, впровадження на національному рівні відповідних міжнародно-правових актів, учасником яких є Україна. Одним із найважливіших документів, до якого має бути адаптовано національне законодавство є Водна Рамкова Директива ЄС (ВРД), яка встановлює рамки для дій Співтовариства у сфері водної політики.

Протягом останніх двадцяти років в Європейському Союзі відбувся перехід до оцінки екологічного стану водних об'єктів насамперед у відповідності із біологічною, а також гідроморфологічною, хімічною та фізико-хімічною складовими стану, що підтримують біологічну. В ряді країн-членів ЄС розроблені методики гідроморфологічної оцінки екологічного стону річок за кількісними критеріями. Крім цього було прийнято Європейський стандарт EN 14614 "Якість води - Керівний стандарт оцінки гідроморфологічних параметрів річок", який запроваджує оцінку за п'ятьма класами і визначає перелік цих параметрів.

Вітчизняні методики екологічної оцінки якості поверхневих вод, хоч і включають широкий набір абіотичних та біотичних показників, але в більшій мірі дозволяють оцінити гідрохімічний стан водних об'єктів. Найбільш поширеним критерієм якості водних об'єктів в Україні залишаються гранично допустимі концентрації речовин-забрудників (ГДК).

Незважаючи на відсутність вітчизняних методичних чи керівних документів, в Україні накопичено достатньо великий досвід з різних аспектів гідроморфологічної оцінки річок, насамперед гірських. Це дозволяє об'єднати вітчизняні та європейські підходи задля всебічної та більш об'єктивної гідроморфологічної оцінки екологічного стану річкових водних об'єктів. Під гідроморфологічною оцінкою річкових водних об'єктів слід розуміти систему уніфікованих положень стосовно ідентифікації, типології, методики визначення їх гідроморфологічного стану та обгрунтування системи моніторингу і управління цим станом.

Для виконання даної роботи було обрано транскордонний річковий басейн Тиси, який крім нашої держави розташований на території ще чотирьох країн: Румунії, Угорщини, Словаччини та Сербії.

Схему реалізації гідроморфологічної оцінки річок басейну Тиси можна представити наступним чином.

Нижченаведена схема дає можливість комплексно реалізувати гідроморфологічну оцінку річкових водних об'єктів і може виступати одним із головних компонентів загальної екологічної оцінки їхнього стану.

У другому розділі дисертаційної роботи розглядаються питання ідентифікації водних об'єктів та типології річок української частини басейну Тиси.

ВРД визначає "поверхневий водний об'єкт" як окремий та значний елемент поверхневих вод, таких як озеро, водосховище, струмок, річка або канал, або їхньої частини, або гирлової ділянки чи ділянка прибережних вод.

"Окремість" і "значущість" є головними і взаємодоповнюючими критеріями при ідентифікації водних об'єктів. Окремість водного об'єкту означає, що він має бути цілісним, а не складатися з декількох частин, а також не може перетинатися (накладатися ) з іншим. Значущість є критерієм, що має якісне значення і базується на географічних і гідрологічних факторах.

Серед п'яти категорій водних об'єктів у басейні Тиси в межах України (і в інших країнах басейну) існує тільки три (річки, озера, штучні та істотно змінені). Приберегові та перехідні (гирлові ділянки, естуарії) водні об'єкти відсутні, оскільки Тиса не впадає в море.

При проведенні ідентифікації річкового басейну Тиси було уточнено його основні гідрографічні характеристики: площу водозбору, довжину русла Тиси та визначено ділянки басейну. Українська частина басейну річки відноситься як до Верхньої Тиси (від витоку р. Чорна Тиса до с. Бадалово, що 7 км нижче за течією гирла р. Боржава), так і Середньої Тиси (басейни річок Латориці, Ужа та самої Тиси від с. Соловка до с. Соломоново). Загальна довжина р. Тиса в межах України, яка була визначена за цифровими картами з урахуванням трьох транскордонних ділянок, складає 265 км.

Типологія є одним із першочергових і обов'язкових етапів при впровадженні ВРД. Тип водного об'єкту по суті є його "ідентифікаційним кодом", що включає в себе чіткий набір біотичних ті абіотичних параметрів, які притаманні саме йому.

В роботі вперше виконано типологію річок української частини басейну Тиси, в якій основними дескрипторами є площа та висота водозбору, геологія та середній розмір руслових донних наносів.

Встановлено 12 абіотичних типів річок за чотирма дескрипторами з числа обов'язкових та одного додаткового.

Виконана з врахуванням загальних вимог нормативних документів ЄС та підходів, що були застосовані в сусідніх країнах типологія має декілька особливостей та відмінностей, які враховують загальноприйняті в Україні положення та відображають специфіку цієї частини басейну Тиси, а саме:

Враховано фізико-географічне районування Українських Карпат, яке є більш детальним та об'єктивним ніж європейські екорегіони. Виділено п'ять фізико-географічних областей, що відрізняються оротектонічними елементами, поширенням грунтового та рослинного покровів.

Включено додатковий (з числа необов'язкових) дескриптор - середній розмір та тип руслових донних наносів. Було запропоновано три класи наносів: глинисто-гальковий (середній розмір наносів менше 50 мм), гальково-валунний (від 50 до 150 мм), та валунний (більше 150 мм). Доцільність включення цього, важливого з точки зору функціонування водної екосистеми, дескриптора підтверджена гідробіологічними дослідженнями різних річок в басейні Тиси. Межі класів цього дескриптора було підібрано таким чином, щоб вони відповідали межам класів іншого дескриптора - висоти річкового басейна над рівнем моря. Таким чином, глинисто-галькові донні наноси відповідають низовині та, відповідно, екорегіону "Угорські низовини" і фізико-географічній області "Закарпатська низовина". Гальково-валунні відповідають низкогір'ю, а валунні - середньогір'ю (обидва відносяться до екорегіону "Карпати") та гірським фізико-географічним областям.

При проведенні типології за геологічною будовою підстильних порід цей дескриптор було деталізовано з урахуванням того, що більша частина Українських Карпат складена вапняками (флішами). Окремо виділено річки, які протікають у вулканічних та кристалічних породах. В зв'язку з відсутністю річок, в басейнах яких домінують породи органічного походження, кількість класів цього дескриптора було зменшено з трьох до двох.

На даному етапі типологія річок української частини басейну Тиси є закінченою і інтеркаліброваною (угодженою) з типологіями, що були розроблені в інших країнах басейну Тиси. Фактично вона є абіотичною, оскільки не використовувалися біологічні дескриптори. В подальшому вона потребуватиме верифікації за допомогою біологічних і гідрохімічних чинників.

Третій розділ роботи присвячений методиці гідроморфологічної оцінки річок. Гідроморфологічна оцінка базується на принципі, за яким найвищий клас досягається при максимально можливому наближенні сучасних фактичних гідроморфологічних умов до референційних. Референційні умови - це первинний стан річки до того, як вона зазнала антропогенного впливу.

Основною одиницею при проведенні гідроморфологічних досліджень є ділянка обстеження (ДО), яка поділяється на 5 відрізків обстеження (ВО) рівної довжини. Обстеженню підлягають русло річки, обидва береги та приберегова зона і заплава. Результати досліджень ВО оцінюються за бальною шкалою від 1 (найвищий) до 5 (найгірший) по кожному з параметрів. Для басейну Тиси застосовано дискретне розміщення ДО на річках, які розташовані на характерних (репрезентативних), з огляду на гідроморфологічні особливості та з урахуванням господарської діяльності ділянках річкових водних об'єктів.

Алгоритм реалізації методики гідроморфологічної оцінки річок басейну Тиси можна представити наступним чином. Змістовно цей алгоритм, представляє собою реалізацію всіх основних положень стосовно ідеології гідроморфологічної оцінки річок української частини басейну Тиси. Сутність даного алгоритму полягає не лише у встановленні послідовності дій щодо визначення гідроморфологічної оцінки річки, а й у системному підході щодо накопичення гідроморфологічної інформації, яка б дозволила обгрунтувати мережу гідроморфологічного моніторингу і розробку заходів щодо збереження, а за потреби і відновлення доброго гідроморфологічного стану річки.

Перший етап оцінки стосується підготовчих робіт, пов'язаних з попередньою оцінкою та вибором ДО на річці та проведенні польових досліджень, за матеріалами яких встановлюється відповідний клас гідроморфологічного стану.

Наступний етап підпорядковується власне визначенню гідроморфологічного класу. Гідроморфологічна характеристика виконана за п'ятьма класами згідно європейського стандарту CEN 14614.

Граничні значення класів, які були встановлені в методиці Словацької Республіки (2005), нами були відкориговані і збільшені до сотих долей, що дозволило уникнути невизначеності у випадку, коли розраховане значення знаходилося між класами. Такий підхід є особливо важливим при встановленні значень показників між добрим та задовільним класами, коли йдеться про різні системи заходів стосовно збереження або відновлення гідроморфологічного стану.

Оцінка гідроморфологічних параметрів річок включає відомі в країнах ЄС протокольні дослідження місцевості та гідроморфологічної оцінки ДО річки.

Протокол дослідження місцевості містить параметри, що в цілому дозволяють охарактеризувати географічне місцезнаходження річки, показники її русла і долини, приберегову зону і заплаву та водозбірний басейн.

Показники, що входять до протоколу гідроморфологічної оцінки, диференціюються за чотирма основними категоріями і характеризують гідроморфологічну структуру річки на певній ДО. Це - основні параметри русла (звивистість, тип, спрямлення), внутрішні характеристики потоку (елементи дна, донні відклади, коливання ширини русла, типи потоку, залишки дерев), параметри берега і приберегової зони (природна приберегова рослинність, берегоукріплення, профіль берега) та характеристика заплави (ступінь затоплення, природна рослинність та землекористування). Всього було задіяно 14 параметрів (згідно протоколу гідроморфологічної оцінки Словаччини (2005), які оцінюються за п'ятибальною шкалою як середнє значення і порівнюються зі значеннями гідроморфологічних класів.

Отримані в дискретному відношенні оцінки гідроморфологічного стану річки дозволяють з урахуванням комплексу попередніх досліджень скласти уяву про загальні зміни гідроморфологічного класу всієї річки.

Крім гідроморфологічної оцінки річок, пропонується виконувати оцінку їх гідрологічного режиму з метою виявлення відмінностей сучасних гідрологічних характеристик від референційних. На базі словацького підходу - це оцінка змін середнього і мінімального стоку, амплітуди коливань рівнів води та частоти коливань стоку. Враховуючи паводковий режим річок басейну Тиси, введено оцінку змін максимального стоку відносно референційних умов його формування. Це дозволило вже за п'ятьма параметрами визначати показник гідрологічного режиму за п'ятибальною шкалою.

До алгоритму реалізації методики гідроморфологічної оцінки річок басейну Тиси нами запропоновані ще дві складові, які характеризують склад донних наносів та оцінку процесів руслоформування. Вони дають змогу більш об'єктивно і комплексно проводити гідроморфологічну оцінку екологічного стану річок.

Формування складу донних наносів є важливою складовою гідроморфологічної оцінки. Воно відтворює просторово-часову динаміку руслових процесів в річках, утворює захисний шар русла (самовимощення), який зберігає форму русла під час проходження пасивних і, частково, активних паводків. В залежності від типу русла, крупність наносів виступає інтегруючою характеристикою гідроекологічного стану річки (розмивання або замулення). Порушення умов формування складу донних наносів, як складової гідроморфологічної оцінки, є підставою для перегляду (уточнення) її протокольних результатів.

Дослідження процесів руслоформування базуються на визначенні умов проходження руслоформуючих витрат води в межах брівок берегів (bankfull). Морфометричні та динамічні показники системи "потік-русло" визначають тип русла та гідроморфологічний стан русел і заплав річок і дозволяють обгрунтувати розповсюдження типів русел річок басейну Тиси та узгодити їх з формуванням складу наносів.

Третій блок алгоритму представляє собою практичне застосування результатів гідроморфологічної оцінки. Перш за все, це стосується узагальнення і накопичення результуючої інформації стосовно фізико-географічних, гідроморфологічних, гідрологічних параметрів, оцінки донних наносів та процесів руслоформування для даної ДО річки. Це вкрай необхідна інформація з огляду на недосконалість існуючого моніторингу вказаних характеристик.

Тісний зв'язок з попереднім має наступний блок, який стосується системи гідроморфологічного моніторингу. Для річок України, і української частини басейну Тиси зокрема, цей вид моніторингу є новим, і тому він потребує детального аналізу та узагальнення.

Гідроморфологічний моніторинг (ГММ) має на меті проведення систематичних досліджень процесів руслоформування і функціонування руслозаплавного комплексу на репрезентативних ділянках річок. У структурному відношенні ГММ може бути реалізований на трьох рівнях: базовому, басейновому та національному, які включають в себе збір даних, закладання гідроморфологічних створів (ГМС) та виконання спостережень на них, формування банку даних, узагальнення інформації та оцінку гідроморфологічного стану і прийняття управлінських рішень.

Частота спостережень при реалізації ГММ базується на методологічних положеннях ВРД. Разом з тим, з урахуванням паводкового режиму частота визначення гідрологічних показників є постійною, параметрів потоку і морфологічних показників - після проходження активних руслоформуючих і вищих за них паводків, а в разі їх відсутності - 1 раз в 6 років.

Заключним моментом в даному алгоритмі є планування заходів із збереження та відновлення доброго гідроморфологічного стану річок. Воно базується на комплексних результатах гідроморфологічної оцінки ДО річки. План може бути розроблений для окремих елементів саморегулюючої системи "потік-русло-заплава" з виділенням першочергових та перспективних завдань.

Алгоритм реалізації гідроморфологічної оцінки екологічного стану річок басейну Тиси є достатньо уніфікованим, що дозволяє його використання для різних типів водотоків не лише вказаного басейну, а й для всього екорегіону Карпати.

У четвертому розділі представлені результати досліджень гідроморфологічного стану річок української частини басейну Тиси. Для їх проведення було обрано два річкових суббасейни Тиси - Ужа та Боржави, кожен з яких має площу більш 1 000 км2 та характеризуються різноманіттям природних, зокрема гідроморфологічних, характеристик. До того ж вони знаходяться в двох різних районах басейну Тиси як з огляду виділення її ділянок, так і з огляду на процеси руслоформування, що також обумовлює обгрунтованість їх вибору. Обидві річки беруть свій початок в горах, проте нижня їх частина знаходиться на низовині, при цьому вони протікають в породах різного походження. Крім того, річки вказаних суббасейнів відносяться до різних типів і дозволяють досить репрезентативно відобразити гідроморфологічний стан більшості річок басейну Тиси в межах України.

Базуючись на вищезазначених методичних положеннях, були виконані дослідження річок басейну Ужа з метою їхньої гідроморфологічної оцінки (Ободовський, Ярошевич, 2006), а саме 16 річок і струмків басейну. Всього обрано 24 ділянки обстеження (ДО), з яких 5 на самому Ужі, 3 на Люті, 2 на Тур'ї, 2 на Туриці та по одному на інших водотоках. Необхідно відмітити, що ДО призначались в таких місцях, щоб мати змогу визначити як референційні умови річок, так і об'єктивно відобразити гідроморфологічний стан водотоків вказаного басейну.

Гідроморфологічна оцінка екологічного стану річок басейну Ужа в цілому характеризується "відмінним" (18 ДО) та "добрим" (5 ДО) класом. Лише в одному випадку (р. Уж - с. Сторожниця) ДО має місце "задовільний" клас. Найменші зміни притаманні потоку, а найбільші - характерні для заплави. Результати гідрологічної оцінки вказаних ділянок обстеження дали подібні, але дещо кращі значення (лише 4 ДО мають "добрий" клас), що свідчить про відсутність негативних змін в гідрологічному режимі цих водотоків. Дослідженнями виявлені 4 ДО, які мають референційні умови стосовно гідроморфологічного стану річок басейну (всі вони знаходяться у верхів'ях річок). Встановлено, що з гідроморфологією русел тісно пов'язаний і гранулометричний склад руслових наносів. Найкрупніший алювій характерний для верхів'їв, де гідроморфологічні умови близькі до рефенційних. У верхніх і середніх течіях характерним для русел є шар самовимощення. Формування руслового алювію залежить від гідравлічних, морфометричних та гідрологічних характеристик русел річок, а також проходження активних руслоформуючих паводків. Цими чинниками обумовлені процеси руслоформування і типи русел річок. Вказані закономірності добре відображаються на узагальнюючій схемі оцінки гідроморфологічного стану річок басейну Ужа. У басейні р. Уж закладено 48 гідроморфологічних створів, які утворюють мережу гідроморфологічного моніторингу і можуть бути використані для наукових і практичних цілей.

В басейні Боржави було досліджено головну річку та її основні притоки: Великий Звор, Кушниця, Васькова, Бронька (Бронецька Ріка), Бистра, Іршава.

Всього було обрано 9 ділянок обстеженнь, з яких 4 - на Боржаві, 2 - на Іршаві, по одній на Васьковій, Бронці (Бронецькій Річці) і Бистрій.

За результатами гідроморфологічної оцінки річок басейну Боржави встановлено, що для більшості водотоків клас гідроморфологічного стану є "відмінним" (7 ДО) і лише в двох випадках він є "добрим". Як і для річок басейну Ужа, найбільш негативні зміни класу характерні для заплави. Натомість гідрологічні характеристики гідроморфологічного стану суттєво відрізняються: для 6 ДО - "відмінний" клас, для 1 ДО - "добрий", для 2 ДО - "задовільний". Це пов'язано з одамбуванням русел річок Боржави та Іршави. Оцінка відібраного на ДО річкового алювію засвідчує наявність як яскраво вираженого шару самовимощення (верхів'я річок), так і певну відсутність захисного шару донних наносів (нижня течія Боржави). Така ситуація доволі чітко обумовлена відповідними морфометричними, гідравлічними та гідроморфологічними параметрами русел досліджуваного річкового басейну, які в сукупності визначають їх тип. Ці закономірності добре відображаються на узагальнюючій схемі оцінки гідроморфологічного стану річок басейну Боржави. Створена мережа ГММ для басейну цієї річки налічує 18 ГМС і дозволяє проводити комплекс гідроморфологічних спостережень.

Оцінка екологічного стану та його складових (біологічної, фізико-хімічної та хімічної і гідроморфологічної) є основою плану управління будь-яким річковим басейном, в тому числі і басейном Тиси. План управління, в свою чергу, має включати в себе заходи з підтримки, збереження та покращення екологічного стану всіх водних об'єктів.

У випадку, коли гідроморфологічний стан річкових водних об'єктів відноситься до "відмінного" або "доброго" класів, то для них розробляються заходи по його збереженню. Серед них систематичні обстеження ДО, виявлення змін господарювання і селітебного навантаження в руслозаплавному комплексі, виявлення змін руслових форм, фіксація зведення нових руслорегулювальних протипаводкових споруд та нових комунікацій, виявлення змін рослинного покриву тощо.

Серед всіх досліджених ДО в басейнах річок Уж і Боржава найгіршими показниками характеризується заплава, яка в деяких випадках має третій "задовільний" і навіть четвертий "поганий" класи. Саме для заплави можна рекомендувати наступні заходи з відтворення її доброго гідроморфологічного стану: зменшення площ розораних земель, покращення водопропускної здатності шляхом зменшення штучної шорсткості (забудови, гідротехнічні споруди, комунікації, включаючи мостові переходи), збільшення водопропускного коридору.

Другою групою параметрів, що не завжди відповідають вимогам "доброго" класу гідроморфологічного стану для річок басейнів Ужа і Боржави є берег і приберегова зона. Особливо це стосується ділянок річок, що розташовані на низовині. Для вказаних параметрів можна рекомендувати такі заходи із їх відтворення: кріплення берегів проводити лише в випадках безальтернативних рішень для їх захисту; штучне берегоукріплення має бути дискретним і проводитись лише на тій частині берега, яке найбільш піддатливе руйнуванню; ширше використовувати природні деревонасадження для кріплення берегів; суворо дотримуватись положень про берегові захисні смуги та приберегові водоохоронні зони і звести до мінімуму господарську діяльність та проводити відновлення природної рослинності в прибереговій зоні.

Похожие статьи




Основний зміст роботи - Гідроморфологічна оцінка екологічного стану річок басейну тиси в межах України

Предыдущая | Следующая