Вплив осушувальної меліорації на заплавно-русловий комплекс річки Стохід, Детальна інформація

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.

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.

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.

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.

4.2. Формування меліоративної обстановки

Як зазначалося вище, меліоративна обстановка на осушуваних землях є одним із основних - критеріїв оцінки ефективності осушувальних меліорацій. Контроль за нею на території басейну здійснює Волинська ГГМП шляхом замірів РГВ по спостережних свердловинах, вивчення вологості грунтів зони аерації, оцінки технічного стану осушувальної мереж; і т. д. Контроль за меліоративною обстановкою здійснюється на всіх осушувальних системах басейну, але вірогідність даних меліоративного кадастру (кінцевий результат оцінки меліоративної обстановки) різна. Це пояснюється як тривалістю і систематичністю існуючих спостережень, так і кондиційністю точок спостережень. В цьому плані дані про меліоративну обстановку на Верхньо-Стохідській системі найбільш вірогідні, що дозволяє взяти їх за основу при розгляді питань про формування меліоративної обстановки в басейні. Дані ж про меліоративну обстановку на інших системах басейну також достатньо вірогідні, через те, що режимні спостереження на них перевіряються шляхом докладного їх обстеження на передпосівний і вегетаційний періоди. Наведені в попередньому розділі дані про зміни в природних комплексах при будівництві і в першому етапі експлуатації Верхньо-Стохідської осушувальної системи свідчили про відсутність негативних явищ, а також про те, що в 1975 - 78 рр. на переважній більшості осушуваних площ системи складалася сприятлива меліоративна обстановка (за винятком ділянок з потужними торфовищами і слабкопроникними грунтами).

Перезволожені землі були відмічені переважно в східній і північній частинах системи. Це переважно ділянки з близьким від поверхні заляганням слабкопроникних відкладів (кори вивітрювання верхньокрейдяної товщі), з розвитком потужних торфовищ. Це свідчило про те, що в первісному проекті осушення (осушення відкритою мережею каналів) до площ з незадовільним меліоративним станом були віднесені і площі з тимчасовим поверхневим перезволоженням покривних супіщано-суглинистих грунтів. Не була на той період досягнута і проектна врожайність основних сільськогосподарських культур. Стосовно останнього, співробітниками УкрНДІГіМ Ф. Н. Дудинцем, Д. І. Іллясевич-Новіковою і І. Б. Корсунською в 1978 році було проведене докладне обстеження осушувальної системи і ретельний аналіз матеріалів по сільгоспвикористанню осушуваних земель цієї системи за період з 1971 по 1977 рр. Результати цих досліджень вельми показові і типові для осушуваних земель усього басейну. Вони, зокрема, свідчать про наступне. У відповідності з проектом осушення основну частину осушуваних земель пропонувалося перевести в ріллю (близько 80% всієї осушуваної площі). Проте, докладний аналіз меліоративної обстановки і водогосподарських умов показав, що величина ця була значно завищена, що і обумовило невиправдано малий строк окупності в проекті (3—4 роки). Виходячи з особливого ґрунтового покриву, сприятливими для переведення в ріллю можна вважати тільки грунти, які підстеляються супісками, а також глибокі і середні торфовища, площа яких на той період на системі складала 47,4% усієї площі меліорованих сільгоспугідь. Фактично ж на всій площі системи на той період частка ріллі складала лише 20,9%, а сінокоси і пасовища - 77,7%, що природно значно знижувало продуктивність осушеного гектару. В результаті проведених осушувальних меліорацій в верхоріччі Стоходу за період з 1971 по 1977 роки змінилася і структура посівних площ.

Частка зернових культур у сівозмінах господарств зменшилася на 10,3%, що на 5,3% менше, ніж передбачалося проектом освоєння. Незважаючи на те, що зазначене положення в певній мірі було обумовлено спеціалізацією господарств, зниження площі, яка зайнята під зернові культури значною мірою відбилося на окупності капітальних вкладень.

За період освоєння меліорованих земель (1971 - 77 рр.) зменшилася також площа і знизилася питома вага (на 6,4%) посівів технічних культур (головним чином за рахунок цукрового буряку) і картоплі (на 3,3% менше проектного завдання). Пояснюється це, передусім, низьким рівнем агротехніки, зокрема, недостатньою кількістю вносимих мінеральних добрив, при якій виробництво зазначених культур робиться збитковим.

У складі кормової групи культур більшу частину — 56,7% всієї меліорованої площі сільгоспугідь займали однорічні трави і тільки 18% і 11,4% відповідно багаторічні трави і кукурудза. В той же час в одному з передових господарств на цей період 56% меліорованих земель, відведених під посіви кормових культур, були зайняті багаторічними травами, врожайність зеленої маси яких майже втричі вища, ніжу однорічних трав при значно менших витратах живої праці і технічних засобів (певна річ, вирощування багаторічних трав рентабельне тільки за умов налагодженого виробництва насіння у господарстві).

В середньому по системі врожайність зеленої маси багаторічних трав за даний період (1971 - 77 рр.) склала 189 ц/га, що на 65 ц/га більше, ніж однорічних трав. За 1975 - 77 рр. господарствами було одержано по 230 ц/га багаторічних трав, а в передовому господарстві Рожищенського району - по 258 ц/га. В цілому, врожайність сільськогосподарських культур (за винятком льону-довгунця, зернових і картоплі) за цей період тільки в окремі роки досягала в середньому по системі проектного рівня. При цьому аналіз показав, що проектні величини врожайності кукурудзи на силос (500 ц/га), багаторічних трав на сіно (55 ц/га) і збору сіна з поліпшених сіножать були також завищені. Так, наприклад, максимальний врожай кукурудзи на силос, який спромоглися одержати в найбільш сприятливі за метеорологічними умовами роки два, на той період, в передових господарствах Ковельського району складав відповідно 330 і 310 ц/га, середня ж врожайність значно нижча (189 ц/га). Відомо, що однією з головних умов одержання проектної врожайності (крім вологозабезпеченості рослин) є застосування мінеральних добрив, на торфових грунтах в першу чергу калійно-фосфорних. Якщо на мінеральних грунтах є великі резерви підвищення врожайності шляхом збільшення кількості внесених органічних добрив, то на торфових без мінеральних добрив не можна досягти бажаних результатів. В той же час необхідно зазначити, що, хоча за перші шість років експлуатації системи забезпеченість добривами зросла, проте і в 1977 році на 1 га меліорованих угідь все ще вносилися мінеральні добрива в 2,3 рази менші, ніж рекомендувалося для одержання гарантованих врожаїв сільгоспкультур в зоні осушення. Наведені дані наочно свідчать, що низька ефективність осушувальних меліорацій на цій системі була обумовлена не незадовільною меліоративною обстановкою на дуже незначній частині осушуваних земель, а рівнем їх сільськогосподарського освоєння. А проте, в 1979 році була здійснена реконструкція осушувальної системи, хоча на думку наукових співробітників УкрНДІГіМ в цьому не було особливої необхідності. Проведена реконструкція полягала в будівництві на перезволожених площах систематичного гончарного дренажу, комплексі агротехнічних заходів (плануванні, щілюванні і т. і.), відведенні застійних поверхневих вод і т. і. В проекті реконструкції передбачалися і природоохоронні заходи, які поділялися на грунтоохоронні, протиерозійні і протипожежні.

Була запроектована і система раціонального використання земель, яка включала агротехнічні, агрохімічні і культуртехнічні заходи, спрямовані на одержання проектних врожаїв. Це не було виконано, що позначилося на результатах реконструкції.

Після проведення реконструкції - меліоративна обстановка на системі змінилася не на краще. Найменш ефективним був вплив реконструкції на замкнені пониження (за рахунок їх акумулятивних особливостей) у східній частині осушувальної системи (біля с. Малинівка). На підвищених ділянках рельєфу реконструкція призвела до додаткового зниження середньо багаторічного рівня ґрунтових вод на 0,4-0,5 м. При цьому багаторічний максимум рівня ґрунтових вод після реконструкції зафіксований на глибині 1,9 м, мінімум - на глибині 2,7 м (амплітуда 0,8 м). До реконструкції максимум зафіксований на глибині 1,0 м, мінімум - 2,6 м (амплітуда 1,6 м). Все це свідчить не тільки про переосушення певної частини території системи (яка до реконструкції була в межах глибин від 0,75 до 2 м), але і про локальні прояви процесів осуходолення. В цій ситуації ефективне регулювання водно-повітряного режиму осушених земель може бути досягнуте тільки при наявності достатньої кількості джерел зволоження і відповідних технічних можливостей. Цей висновок підтверджується в повній мірі і результатами порівняльної оцінки меліоративного стану осушуваних земель на період до і після реконструкції, які свідчать про збільшення площ з глибиною залягання ґрунтових вод 0,75 -1,5 м; 1,5 - 2,0 м і більше.

Якщо в передпосівний період близько 18% всіх осушуваних земель були віднесені до категорії земель з несприятливою меліоративною обстановкою, то в вегетаційний період по цієї категорії належить тільки 2%. Інакше кажучи, це свідчить про те, що навесні, коли основним фактором формування меліоративної обстановки і регулююча дія внутрішньогосподарської мережі, вона не відповідала за своїм технічним станом вимоговим кондиціям, В той же час низька водозабезпеченість — в вегетаційний період 1994 року зумовила появу площ з так званим "пересушенням". В цілому, рівневий режим ґрунтових вод на осушуваних землях в басейні близький до оптимального на більшості площ, що свідчить про достатньо високу ефективність осушувальних (гідротехнічних) меліорацій.

4.3. Вплив осушення на стік і якість поверхневих вод.

До нашого часу немає єдиного погляду на вплив осушення на режим річок-водоприймачів. І. І. Назаровим була виконана спроба вирішити це питання на прикладі басейну р. Стохід, виходячи з того, що:

- на р. Стохід при порівняно невеликій її довжині існує три гідрологічних пости (у верхоріччі - в с. Малинівка, в середній течії - в с. Гулівка. в гирлі - біля смт. Любешів);

- в басейні до 1960 року відмічалася практично повна відсутність осушених земель, а виконані осушувальні меліорації за період з 1961 по 1977 рр. охоплюють від 24 до 31% територій водозборів гідрологічних постів;

- для басейну існують вірогідні дані по атмосферних опадах з п'яти метеостанцій: Луцьк, Ковель, Володимир-Волинський, Маневичі і Любешів. Перші чотири розташовані по периметру безпосередньо (3О км) поблизу границь басейну р. Стохід. Розрахункові атмосферні опади для водозбору г/п р. Стохід - с. Малинівка вирахувані як середньоарифметичне по трьох метеостанціях (Ковель, Луцьк і Володимир-Волинський), для водозбору г/п р. Стохід - с. Гулівка - по чотирьох і для водозбору г/п р. Стохід - смт. Любешів - по всіх п'яти метеостанціях.

Меліоративне освоєння басейну р. Стохід почалося тільки у 1960 р. і триває до нашого часу, проте з 1977 р темпи осушення в басейні річки значно знизилися.

Осушувані масиви, площа і динаміка осушення земель визначені з річних звітів (1990 і 1993 рр.) Волинського обласного управління меліорації і водного господарства. У звітах наводяться усі осушувальні системи і роки їх будівництва

Усього в басейні р. Стохід на 1.01.1994 р. осушено більше 75,0 тис. га боліт, заболочених і перезволожених земель, з яких 2.2 тис га не розглядаються, через те, що вони розташовані нижче за течією від створу г/п р. Стохід - смт. Любешів.

При вивченні впливу осушувальних меліорацій на середньорічний стік р. Стохід для кожного гідрологічного поста період досліджень поділений на три етапи: І – від початку меліоративного освоєння земель, закінчення якого для всіх трьох гідрологічних постів припадає на 1960 р., а початок — рік, з якого існують дані по стоку на гідрологічному посту, проте не менше 10 років, у противному разі відбувається подовження ряду по аналогу II - період будівництва або інтенсивного меліоративного освоєння земель в басейні, закінчення якого добре простежується на графіку динаміки зростання меліоративних площ точкою перегину, яка для г/п р. Стохід - с. Малинівка є 1971 р, для г/п р, Стохід - с. Гулівка -1972 р , для г/п р Стохід - смт. Любешів - 1977 р., і III етап - після закінчення будівництва (інтенсивного меліоративного освоєння земель в басейні).

Для подальших розрахунків складена зведена таблиця річних значень опадів, шарів стоку і коефіцієнту стоку по басейнах гідрологічних постів (таблиця 3.1.) Як відомо, по коефіцієнту стоку (співвідношення величини стоку за певний період до кількості опадів, які обумовлюють стік за цей період), а тим паче по шару стоку окремо взятого року, робити будь-які висновки не рекомендується (через те, що річний стік окремо взятого року залежить не лише від опадів даного року, але і від запасу вологи в басейні, за попередні роки). Тому величина коефіцієнту стоку використовувалася як характеристика багаторічних значень, для чого були вирахувані середньорічні показники по трьох етапах для усіх гідрологічних постів. Крім того, III етап розглядається по двох підетапах - а) - перші 6 років після закінчення інтенсивного меліоративного освоєння і б) - наступний період.