Вплив осушувальної меліорації на заплавно-русловий комплекс річки Стохід

Зимовий мінімум настає звичайно між третьою декадою січня  і другою декадою лютого.

Всі екстремальні положення  рівня ґрунтових вод в межах  вододільного простору виражені значно чіткіше, ніж на осушуваній заплаві

В цілому по території аналіз рівневого режиму дозволяє зробити висновки про його безпосередній зв'язок з кліматичними факторами, при цьому весняні максимуми рівня повністю залежать від кількості зимових опадів.

Проведені І. Ю. Насєдкіним в 1968-71 рр. водно-балансові дослідження  на заболочених землях в долині р. Стохід (на землях, які не осушувалися) показали, що основними факторами, які визначають нагромадження (збільшення) або спрацювання (зменшення) запасів підземних вод є кількість атмосферних опадів (інфільтрація), температура повітря (випаровування), а також вельми незначна величина відтоку (припливу), яка складає 3-15% від випаровування і 2-3% від інфільтрації.[14]

Основне нагромадження ґрунтових  вод як в заплаві, так і на прилеглих (вододільних) землях, відбувається навесні, при цьому значну роль відіграють талі води, які визначають високе положення РГВ.

Для розкриття процесу  впливу осушення на рівне вий режим  ґрунтових вод заболоченого масиву були зіставленні глибини залягання  рівнів ґрунтових вод в створі 1-1 за увесь період досліджень. Дані режимних спостережень дозволили не тільки оцінити вплив осушувальних меліорацій на водоносні горизонти в четвертинна відкладах і в відкладах крейдяної товщі, але і в межах різних геоморфологічним елементів.  Виконаний І. Б. Корсунською кореляційний метод обробки даних показав, що кореляційний зв'язок між РГВ і режимостворюючими факторами фіксується в межах всієї осушуваної площі, а пристосованість до того чи іншого геоморфологічного елементу позначається на характері і щільності (істотно неоднакових дня заплави, схилів і вододільних просторів).

Статистична обробка даних  режимних спостережень свідчить про  те. що в заплаві, де грунтові води в  умовах осушення в вегетаційний період знаходяться на певних глибинах, кореляційний зв'язок між рівнями ґрунтових вод і метеофакторами значно слабший, ніж в осінньо-зимовий період, іноді тісність зв'язку найбільш тісна (основну роль в цей час грають температурний режим і вологість даного місяця). На площі вододілу, де коливання рівня водоносного горизонту запізнюються відносно зміни температури і випадіння опадів, кореляційна залежність простежується дуже слабко в усі місяці року.

Як зазначалося  раніше. Львівською ГГМР в районі с. Малинівка в долині р. Стохід була організована лізиметрична водно балансова станція (загальна площа водно-балансової ділянки 1200 га. експериментальної водно-балансової площадки 0,073 га). Організація цієї станції мала на меті можливість вирішення таких задач:

- вивчення режиму  ґрунтових вод, як фактора,  який регулює зволоженість грунтів;

- вивчення взаємозв'язку  різних водоносних горизонтів  і їх ролі у створенні боліт;

- вивчення водно-фізичних  властивостей болотних відкладів:

- експериментальне визначення  окремих елементів водного балансу  і т. і.[23]

Проведення спостережень і досліджень на Малинівській водно-балансовій станції дозволило розкрити особливості формування балансу ґрунтових вод в умовах осушення. Виконаний Б. О. Веремчуком і Ю. А Овсянніковим аналіз багаторічних даних показав, що під час випадіння опадів випаровування з грунтів відсутнє, величина інфільтраційне живлення залежить від запасів вологи зони аерації. Із збільшенням потужності зони аерації і зменшенням її вологості, між початком випадіння опадів і початком живлення ґрунтових вод прямо протилежна браку насичення грунтів та обернено пропорційна коефіцієнту фільтрації. Інфільтраційне живлення фунтових вод здійснюється протягом усього року, проте з різною інтенсивністю, яка залежить від зміни метеофакторів.

Найбільші величини інфільтраційного живлення спостерігалися у 1990 році, а також у 1992 і 1993 роках. Нагромадження запасів ґрунтових вод в ці роки відбувалося, головним чином, за рахунок інфільтрації атмосферних опадів і вод поверхневого стоку. Протягом 1990 року, в березні, червні, вересні і жовтні спостерігалося формування від'ємного балансу. Випаровування, посилене транспірацією, перевищувало інфільтрацію. В решті місяців інфільтраційне живлення перевищувало випаровування, що і обумовило формування позитивного балансу і підйому рівнів ґрунтових вод В лютому 1991 р. і квітні того ж року при від'ємних температурах повітря відбувалося випаровування і відтік ґрунтових вод Рівні ґрунтових в значно знизилися. Найбільш інтенсивна інфільтрація атмосферних опадів відмічається в березні місяці (85,24 мм) В липні і серпні відмічається від'ємне формування балансу (-0,30  мм і –7,48 мм), копи випаровування перевищило інфільтрацію. Також від'ємне формування балансу спостерігалося в грудні 1992 р. (-7,85 мм). В 1992 році найбільші величини формування позитивного балансу спостерігаються в березні (+61,07 мм), вересні-листопаді (+60 -70 мм) місяцях, копи інфільтраційне живлення перевищило випаровування і відтік грунтових вод. Формування від'ємного водного балансу спостерігалося у квітні (-11,02 мм), липні-серпні (-6,63 і -46,72 мм) і грудні (-2,93 мм) місяцях, коли атмосферних опадів випадало менше норми і випаровування і відтік фунтових вод перевішували інфільтраційне живлення. В 1993 році формування позитивного водного балансу спостерігалося у бере; (+66,35 мм), червні-липні (+60,87 і +51,42 мм) та грудні (+56,70 мм) місяцях, коли атмосферних опадів випало значно більше норми. Інтенсивне інфільтраційне живлені спостерігалося на початку 1944 року (січень, березень) Невелика кількість опадів, перевищення випаровування і відтоку над інфільтрацією призвели до формування від'ємне балансу з квітня по серпень місяць, що призвело до зниження рівнів фунтових вод. В наступні періоди року велика кількість випавших атмосферних опадів обумовила поповнені запасів фунтових вод за рахунок інфільтрації.[22]

Поповнення запасів ґрунтових  вод відбувається переважно в  січні-березні місяці і вересні-листопаді. Формування від'ємного водного балансу  відбувається в квітні і листопаді-серпні. Нагромадження запасів ґрунтових  вод відбувалося, головним чином, за рахунок інфільтрації атмосферних опадів і вод місцевого поверхневого стоку. Інфільтраційне живлення фунтових вод і випаровування з їх дзеркала змінюються в часі залежно від зміни метеорологічних умов і викликають зміни рівнів ґрунтових вод в сезонному і річному розрізах.

Не менш цікаві дані Малинівської водно-балансової станції  про зміни запасів вологи в  зоні аерації осушуваних земель в  долині річки Сто хід. Максимальні  значення запасів вологи відмічаються улітку, рідше восени, коли рівні фунтових вод залягають на великих глибинах. О. В. Цвєтова робить також висновки про те, й незважаючи на ефект регулювання водного режиму на осушуваних землях, основним фактором формування запасів вологи запишаються метеорологічні умови і їх розподіл у часі. Спостереження за хімічним складом підземних вод на Верхньо-Стохідській осушувальній системі проводиться регулярно починаючи з 1969 року. При цьому визначається хімічний склад не тільки фунтових вод, але і вод першого від поверхні напірного водоносного горизонту (крейдяного). За цей період було відібрано посезонне, проаналізовано і оброблено понад 700 аналізів із свердловин, розташованих на різних елементах рельєфу, на грунтові і напірні води: до 100 аналізів поверхневих вод р. Стохід і скидних каналів.

Тривалість  спостережень і кількість відібраних проб дають підставу робити перш висновки про формування хімічного складу природних вод в цьому басейні.[13]

Однозначно  можна стверджувати, що хімічний склад  підземних вод в верхньокрейдяних відкладах не зазнав якоїсь характерної зміни протягом періоду спостережень, які  можна було б віднести за рахунок існуючих меліоративних заходів. Зміни у вмісті компонентів, які відбивають антропогенне навантаження на водоносний горизонт (вміст іонів хлору, сульфату, калію); свідчать про те, що зафіксовані коливання їх вмісту відповідають багаторічним природним і залежать від гідрогеологічних і кліматичні особливостей території. Але розраховані генетичні гідрохімічні коефіцієнти свідчать про збільшення інтенсивності водообміну, який може бути обумовлений особливостями водовідбору з водоносного горизонту.

Зміни хімічного  складу ґрунтових вод. як компонентного, так і мінералізації, свідчать про  залежність від геоморфологічних умов території, її кліматичних особливостей і осушувальних меліорацій в комплексі з сільськогосподарським освоєнням земель. В межах заплави, з початком осушення починається швидке зростання мінералізації води і така ж швидка її стабілізація, без зміни співвідношення компонентів. В межах надзаплавних терас з початком осушення відмічається повільне зростання мінералізації, але із зміною співвідношення компонентів - на загальному тлі гідрокарбонатних кальцієвих вод часто з'являються хлоридні кальцієві і магнієві, сульфатні.

На прилеглих  землях зміни більше відбивають кліматичну залежність, але на осушуваних площах в прісних родах відмічена  періодична поява двовуглекислої, іноді  нормальної соди. В річному розрізі  відмічене сезонне збільшення мінералізації, переважно в теплу пору року. яке визначається ймовірніше за все інтенсифікацією фізико-хімічних процесів в іоні знову сформованої зони аерації під впливом підвищених температур. При відносно низькій мінералізації відмічено стабільну зміну хімічного типу води за генетичним коефіцієнтом.[18]

Аналізуючи  увесь ряд спостережень на всій плоті  системи, виявляємо певні етапи  формування мінералізації і хімічного  складу ґрунтових вод, які залежать в будівництва осушувальних систем і освоєння цих земель. Перший період будівництва і початку експлуатації системи (1969 — 72 рр.) характеризуються збільшення мінералізації ґрунтових вод переважно за рахунок підвищення вмісту хлору, в меншій мірі сульфату натрію. У цей же час у знову сформованій зоні аерації інтенсифікуються процеси розкладення органіки, при цьому звільнюються сульфати, частково хлор. В результаті розчинення карбонатів із водовмісних порід при зміні умов рівноваги карбонатної системи в новій зоні аерації, яка раніше знаходилася нижче рівня ґрунтових вод, водночас утворюються гідрокарбонати кальцію і частково магнію. Всі ці солі надходять у грунтові води.

В наступне після  виявленого першого етапу п'яти-шестиріччя, в процесі освоєння осушуваних земель мінералізація і склад звичайно стабілізуються, відповідно до попередньої стадії. Через 10-12 років експлуатації системи досить чітко виявляється третій етап з характерним зниженням мінералізації води переважно за рахунок гідрокарбонатів кальцію і рідше сульфатів. Хлору і натрію трохи більше, ніж до осушення, проте по жодному з компонентів вода не наближається до гранично допустимих концентрацій (ГДК), навіть за рибогосподарськими вимогами.

Дві останні  стадії переформування складу відбивають вплив сільськогосподарського освоєння земель, коли вносять мінеральні добрива  часто з баластом супутніх  речовин. При цьому всі вони звичайно легко розчинні, можуть швидко надходити на РГВ з інфільтраційними водами. Наприклад, калій в ґрунтових водах відіграє неістотну роль, максимальні його значення 4-6 мг/куб. дм, з'являється він в максимальних кількостях в чітко фіксований час — в період внесення добрив навесні і при підживленні улітку. Ці - періоди не перевищують 10 діб. Крім того, водночас певну роль відіграють і інші режимоутворюючі фактори, як то водозабезпеченість території, конструкції меліоративних систем, строк їх експлуатації, ступінь окультуреності грунтів.[10]

В цілому, після  стабілізації хімічного складу ґрунтових  вод на осушуваних землях виявляється  сезонна динаміка, яка відбиває в  першу чергу вплив кліматичні факторів на тлі знову сформованого хімічного складу. На них накладається в фіксовані відрізки часу збільшення вмісту елементів, які складають мінеральні добрива.

Відомо, що грунтові води є одним із джерел живлення річок, які е водоприймачем для  дренованих з системи вод, тому хімічний склад вод річок не може не залежати від їх складу. В басейні р. Стохід грунтові води більш мінералізовані, ніж поверхневі (коефіцієнт відношення їх мінералізації до ґрунтових в усяку пору року менше 1), отже хімічний склад ґрунтових вод буде істотно впливати на хімічний склад вод річки. Аналіз фактичних даних свідчить про те, що і в водоприймачі фіксуються ті самі зміни, іноді і в ґрунтових водах осушувальної системи. Виділяються аналогічні три періоди формування хімічного складу вод річки в багаторічному розрізі, проте вміст нормовані компонентів не наближається до ГДК за рибогосподарськими вимогами.

Таким чином, гідрохімічні процеси в осушуваному басейні  у початковий період інтенсифікуються, призводячи до деякого переформування хімічного складу природні вод, який буде оборотним і буде контролюватися природними факторами, якщо площі осушення не перевищуватимуть екологічної ємкості басейну, коли виникнуть незворотні процеси переформування хімічного складу природних вод їх прогнозувати буде практично неможливо, особливо при низькій мінералізації.[19]

На тлі знову  сформованого хімічного типу вод  можуть змінюватися і інші складові природного середовища в басейні (рослинність  мікроорганізми, грунти і т. і.). Все  це потребує контролю і оцінки по кожному  басейну допустимого антропогенного навантаження  на природне середовище і в тому числі на природні води.

З метою характеристики ступеню впливу осушувальної системи  на прилеглі землі в межах межиріччя  Стоходу - Фоси були проконтрольовані коливання рівнів ґрунтових вод  в двох парах свердловин - 16 - на осушуваній заплаві і 17 - на прилеглих землях, з відстанню між ними 500 м, і свердловин 25 — на осушуваній заплаві і 23 на прилеглих землях, з відстанню близько 1000 м. В першому випадку встановлений зв'язок між коливаннями рівнів на осушуваних і прилеглих землях; в другому – такий зв'язок не зафіксований. Тому виконана оцінка дозволяє вважати, що ширина зони впливу осушення на прилеглі території сягає не більше, як на 500 — 700 м. За межами цієї зони коливання рівнів ґрунтових вод визначаються виключно природними факторами, з чим і пов'язана синхронність коливань в межах всього масиву.