Аналіз регіонального розвитку процесів підтоплення земель та його вплив на природні ресурси України

УДК 502

 

 

 

Аналіз РЕГІОНАЛЬНОГО розвитку процесів підтоплення земель та його вплив на природні ресурси України

 

Анализ основных тенденций процесса регионального подтопления земель Украины. Исследованы приращения площадей подтопления земель в городах и селах на территории Украины. Определены первоочередные меры для предотвращения негативного экологического влияния єтих негативных процессов.

 

Analysis of the main trends of the process of flooding of land in Ukraine. Investigated the increment of land area of flooding in towns and villages in Ukraine. Identify priority actions to prevent further negative influence these єtih???? negative processes.

 

 

Постановка проблеми. У другій половині ХХ ст. на території України відбулося масштабне зарегулювання поверхневого стоку як головного заходу підвищення водо забезпечення водоємних галузей економіки – металургійної, хімічної, будівельної, зрошувального землеробства та ін. Крім каскаду із 6 водосховищ на р. Дніпро (псередній підпір 8-10 м), було апобудовано більше 28 тис. середній, малих водосховищ та ставків (середній підпір до 3-5м). Зараз стійке підтоплення земель має прояв на 30% площі України і перевищує 2 млн. га при загальній площі водного дзеркала поверхневих водних об’єктів більше 12 млн га. Крім того, в Україні підтоплення земель розвинене на території понад 500 великих і малих міст й охоплює площу близько 200 тис. га (11% від загальної площі цих населених пунктів). У зоні потенційно підтоплених територій знаходиться понад 150 тис. га забудованих територій. У більш ніж 20 великих містах підтоплені площі перевищують 1000 га.

Промислова  і цивільна забудова міст України сприяла порушенню історично сформованої природної рівноваги. Інфільтрація води з мереж водопостачання і водовідведення комунального господарства і промислових об’єктів, аварійні витоки води з указаних мереж (більше 1 млрд м³/рік), порушення балансу поверхневого стоку, скорочення площі відкритої поверхні на забудованих територіях сприяють додатковому живленню підземних вод і підвищенню їхнього рівня, замочуванню ґрунтів, підтопленню територій з виникненням просадних деформацій і зсувних явищ. Незадовільний санітарно-гідротехнічний стан, спричинений підтопленням на території міст, зумовлює забруднення ґрунтів, поверхневих і підземних вод, а також погіршення санітарно-епідеміологічного стану приміщень на підтоплених територіях, що сприяє поширенню епідемій та інфекцій. Це притаманне для більшості підтоплених урбанізованих територій України (табл.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 1

 Динаміка розвитку  процесу підтоплення міст, селищ, сільських населених пунктів та земель на території України

 

№ пп.	Області	Підтоплено  у 1982 році (дані обстеження)			Регіональний прояв  підтоплення  у 1999-2004 роках (Держгеослужба, картографічні оцінки)			Відношення показників 1999-2004 років до показників 1982 року, разів
		міст та се- лищ	сіл	Загальна площа під- топлення земель тис.га	міст та се-лищ	сіл	Загальна площа під- топлення, тис.га	міст та селищ	Площ регіонального прояву підтоплення  земель
1	Вінницька	4	175	30,2	10	122	89,5	2,5	2,96
2	Волинська	1	HB*)	0,02	11	36	12910,0	11,0	*
3	Дніпропетровська	30	124	104,3	43	226	728,5	1,43	7,00
4	Донецька	10	95	35	42	41	303,5	4,20	8,67
5	Житомирська	1	HB	0,2	55	НВ	1975,9*	55,00	*
6	Закарпатська	НВ	РВ	HB	27	32	302,4	НВ	НВ
7	Запорізька	13	196	72,9	24	32	319,3	1,84	4,37
8	Івано-Франківська	HB	HB	HB	HB	HB	0?78	НВ	НВ
9	Київська	5	18	21,1	23	5	810,7*	4,60	*
10	Кіровоградська	5	8	1,0	11	НВ	14,2	2,20	14,2
11	Луганська	38	113	48,1	34	60	16,4	0,89	0,34**
12	Львівська	1	8	15,2	17	119	21,7	17,00	1,43
13	Миколаївська	8	126	73,5	10	80	1282,0	1,25	17,5
14	Одеська	35	127	136,9	40	374	1352,0	1,14	9,90
15	Полтавська	13	292	81,4	22	НВ	851,3	1,69	10,45
16	Рівненська	НВ	НВ	0,3	19	17	1279,2*	НВ	НВ
17	Сумська	9	13	39,7	20	НВ	42,3	2,22	1,06**
18	Тернопільська	НВ	НВ	НВ	10	80	НВ	НВ	НВ
19	Харківська	17	213	77	32	158	301,9	1,88	3,92
20	Херсонська	15	111	62,2	19	85	1045,4	1,26	16,85
21	Хмельницька	12	НВ	1,7	19	1	НВ	1,58	НВ
22	Черкаська	4	47	35,4	8	10	8,0	2,00	0,22*
23	Чернівецька	14	24	2,6	18	НВ	41,6	1,28	16,0
24	Чернігівська	8	НВ	43,2	11	НВ	442,6*	1,37	*
25	АР Крим	11	151	110,8	12	153	442,5	1,09	4,0
Україна, разом		254	1841	992,7	537	1631		2,11

*) НВ – немає відомостей

*) – вплив територій  природного неглибокого залягання  рівнів ґрунтових вод (заболочування);

** – дані не відображають  реального розвитку підтоплення  земель внаслідок недосконалості  систем моніторингу і відсутності  поточних обстежень.

 

При створенні  водосховищ змінюється режим, а іноді  й загальний напрямок руху підземних  вод, виникають техногенні водоносні горизонти, які до підтоплення були сухими. У зонах водосховищ відбуваються процеси підтоплення та затоплення земель. На незахищених масивах у зонах впливу водосховищ Дніпра площі підтоплених земель становлять 90 тис. га, а на незахищеному мілководді - близько 133 тис. га. З цими процесами пов’язані такі явища як трансформація земель, деградація рослинного і тваринного світу, замулення та заболочення, ефтрофікація водойм. Річка до створення водосховища являє собою своєрідний водоприймач ґрунтових потоків. Із заповненням водосховища ґрунтові, тріщінно-карстові, тріщінно-грунтові води підпираються, їх рівень піднімається до таких відміток при яких вони знов стікають у водосховище. До цього моменту вони безперервно накопичуються й поповнюються за рахунок фільтрації із водосховища. При цьому уклон потоку грунтових вод та швидкість їх руху, як правило, зменшуються, що також сприяє підвищенню їх рівня. При наповненні водосховища вода просочується в грунт берегу й ложа, якщо цьому не заважає характер підстилаючих порід. Виникаючі втрати води можуть бути тимчасовими (до повного насичення порід) або ж постійними.

У перші роки після заповнення водосховища фільтрація води з нього може відбуватися  безперервно протягом досить довгого  часу, що призводить до значного підйому рівней у прилягаючих водоносних пластах, а також до зводнення раніше сухих пухких відкладів. По мірі підйому рівнів водоносних горизонтів фільтрація зменшується й набуває сезонного характеру. Після становлення рівня підземних вод фільтрація може зовсім припинитися або проявлятися досить обмежено, бо внаслідок зменшення уклонів уповільнюється швидкість руху води. В результаті дренуюча роль водотоку в цілому зменшується. В деяких випадках напрямок грунтового потоку змінюється в бік іншого водотоку, рівень води якого нижче ніж у водосховищі. 
Щодо різних ділянок водосховища, то у приплотинних спостерігається найбільша величина підпору підземних вод. До верхів’я підйом рівня зменшується, відповідно звужується зона поширення підпору. Підйом ґрунтових вод до поверхні землі викликає підтоплення ґрунтів, а при виході на поверхню їх заболочування, а іноді й засолення. Підтоплення починається із моменту заповнення водосховища при підйомі ґрунтових вод до 1-1,5 м й вище від поверхні. Коли ґрунтові води досягають шару, в якому знаходяться корені рослин, у ньому створюється додаткове зволоження, що погіршує аерацію. В результаті часто територія заболочується. Можна виділити декілька зон впливу водосховища: зона постійного, періодичного (тимчасового) й епізодичного затоплення; зона заболочування; сильного, помірного й слабкого підтоплення. Розміри окремих зон впливу коливаються від кількох метрів до декількох кілометрів. У зоні періодичного затоплення формуються болотні й торф’яно-глеєві ґрунти із високим ступенем заторфованості й великим вмістом закисних форм заліза.

У зоні підтоплення ґрунтові води підходять близько до поверхні, тут ступінь зволожування ґрунтів визначається не лише глибиною залягання ґрунтових вод, але й величиною їх капілярного підйому, яка в залежності від механічного складу ґрунтів може коливатись від 0,5-1,0 до 6,0 м. 
У зоні помірного підтоплення (рівень ґрунтових вод на глибині від 1 до 2 м) домінує процес т. з. олуговіння підзолистих ґрунтів, коли у них підвищується вміст гумусу, азоту, кальцію та сполук заліза, у верхньому горизонті ґрунтів появляються охристі плями й прожилки, і під дією ґрунтових вод, які мають нейтральну реакцію, зменшується кислотність у нижньому шарі.

В зоні слабкого підтоплення (рівень ґрунтових вод на глибині 2-4 м) збільшується рухливість гумусових речовин, відбувається оглеювання ґрунту (утворюються фосфати закисного заліза), на її поверхні з’являються плями й прошарки зеленуватого кольору.

Постійне затоплення призводить до повної загибелі наземної рослинності, що існувала раніше, за винятком окремих видів у зонах мілководного затоплення.

В зоні мілководного постійного затоплення й на частині  території зони тимчасового затоплення формується полоса гідрофільних та гігрофільних асоціацій. В зонах підтоплення дерево-чагарникова рослинність й трав’яниста по-різному реагують на зміну зволоженості. Дерева й чагарники, як правило, більш чутливі до підйому ґрунтових вод й при сильному підтопленні у більшості гинуть. З травостою випадають певні види, й починають домінувати гігрофіти. Окрім цього в басейні річки вже підтоплено понад 100 міст й селищ міського типу.

Водосховища Дніпра зазнають значного техногенного навантаження. Вони акумулюють не лише запаси води, але  й усі забруднення, які надходять із площі водозабору. При їх каскадному розташуванні чинники, які раніше визначали природний режим, тепер впливають лише на верхнє - Київське водосховище.

Важливу роль у  відтворенні водних ресурсів та забезпеченні ними потреб користувачів відіграє і  відіграватимє регулювання річковаго стоку та його територіального розподілу. Зі створенням водосховищ Дніпровського каскаду було розв’язано проблеми забезпечення водою населення, промисловості й сільського господарства, збільшення обсягу водоспоживання та більш рівномірного його розподілу протягом року, оскільки 70% об’єму стоку на Дніпрі припадає на час весняної повені, забезпечено роботу гідроелектричних, теплових та атомних станцій, водного транспорту, захист долини річки від катастрофічних повеней тощо.

Але водночас створення великих водосховищ було пов’язане із затопленням значних площ земель, зміною гідрологічного, гідрохімічного та гідробіологічного режимів річки, перетворенням річкової екосистеми на озерно-річкову з відповідним уповільненням водообміну та самоочищення вод, значними витратами на інфільтрацію та випаровування.

За даними науково-дослідних  установ УААН, від ерозії, що виникає під час підтоплення, ґрунти щороку втрачають стільки поживних елементів, скільки їх міститься у 1,5 млн т мінеральних добрив (у перерахунку на 100% поживних речовин). Це означає, що разом із продуктами ерозії щороку вимивається з ґрунту 1млн т азоту, 350 тис. т фосфору і 150 тис. т калію, 10-30% яких потрапляє у водойми (табл. 2).

 

Таблиця 2

Площа ураження орних земель території України (впливи водної та вітрової ерозії)  (за даними інституту «УКрНДІземпроект» та ін. установ)

№	Адміністративні одиниці	Площа, тис. га за станом на 01.01.
		1962 р.	1982 р.	1987 р.	1990 р.	2—2 р. «змиті»
1	Крим	133,0	142,7	228,7	147,7	303,1
2	Вінницька	501,6	569,0	664,2	746,4	732,9
3	Волинська	78,9	122,6	136,2	128,0	129,1
4	Дніпропетровська	718,0	824,2	986,6	930,9	1026,8
5	Донецька	704,7	887,7	1252,9	988,9	1271,2
6	Житомирська	25,1	44,0	51,4	52,9	66,5
7	Закарпатська	12,5	35,1	141,6	36,6	37,2
8	Запорізька	548,1	608,6	635,6	645,8	769,8
9	Івано-Франківська	65,3	78,8	125,9	80,8	95,9
10	Київська	113,3	128,1	168,4	142,0	172,8
11	Кіровоградська	653,3	787,4	987,0	915,0	1000,1
12	Луганська	747,1	884,2	1205,7	996,5	1195,3
13	Львівська	84,8	87,3	237,9	198,9	240,0
14	Миколаївська	612,2	664,2	835,6	700,9	903,0
15	Одеська	859,3	886,1	1163,9	936,3	1255,8
16	Полтавська	183,8	219,5	291,3	296,3	352,8
17	Рівненська	97,7	111,2	136,4	137,2	128,1
18	Сумська	158,4	193,1	275,5	236,0	291,0
19	Тернопільська	238,8	251,1	325,1	287,1	372,4
20	Харківська	615,7	762,8	999,4	836,3	1036,8
21	Херсонська	102,3	113,1	177,5	128,9	229,3
22	Хмельницька	413,2	443,0	510,9	498,8	574,4
23	Черкаська	234,4	284,5	359,0	301,7	360,5
24	Чернігівська	32,8	35,2	51,2	44,6	59,5
25	Чернівецька	58,6	127,6	208,0	140,3	209,1
	Всього	7992,1	9291,1	12148,6	10914,7	12829,45