CC BY
21
1. Л1СОВЕ ТА САДОВО-ПАРКОВЕ ГОСПОДАРСТВО
УДК 630*116: 630*221 Доц. 1.€. Кульчицький-Жигайло, канд. с.-г. наук;
асист. Ю.1. Пантвський, канд. фп.-мат. наук;
О. €. Ошуркевич - НЛТУ УкраХни, м. Львiв
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ЗВ'ЯЗКУ М1Ж ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СТОКУ ВОДИ З ЕЛЕМЕНТАРНИХ Г1РСЬКИХ ВОДОЗБОР1В Р1ЗНО1 Л1СИСТОСТ1 В БАСЕЙНАХ Р1ЧОК СЛАВСЬКА ТА
ГОЛОВЧАНКА
Виконано вимiрювання витрати води у створах елементарних прських потоюв кондуктометричним методом. Дослщжено тип та характер зв'язку водност гiрських рiчок та 1х приток.
Ключов1 слова: елементарний водозбiр, витрата води, кондуктометричний метод визначення витрати води.
The investigation of relation between characteristics of water flow from elementary mountains catchments different percentage of forest in basin
of rivers Slavska and Golovchanka
Assist. prof. I. Ye. Kulchytskyj-Zhyhailo; assist. Yu.I. Pankivskyi;
eng. O.Ye.Oshurkevych - NUFWT of Ukraine, L'viv
The water flow determination has been performed by conductivity measurement method in water river station of elementary mountain streams. The relation type and character of flow of mountain rivers and their tributaries have been investigated.
Keywords: elementary water-catchments, water discharge, conductivity measurement method of water flow determination.
Вступ. Р1чковий водозб1р e однорщною геоморфолопчною i природ-но-територ1альною структурою. Чггка окреслешсть водозбору природними межами дае змогу кшьюсно ощнити його за багатьма параметрами - геомор-фолопчними, пдролопчними, грунтовими, фггоценотичними - i в цшому чгг-ко уявити екологiчну ситуащю, стiйкiсть або уразливiсть певних еколопчних систем конкретного водозбору, а також еколопчну значимiсть цього водозбору в системi пов'язаних з ним шших водозборiв [3]. Виходячи з гiдрографiч-ного принципу господарювання у прських умовах, водозбiр розглядаеться сьогодш багатьма вченими як природна господарська одиниця [2-4, 8-10].
Люопдролопчш дослщження в горах також ведуться на водозборах з використанням паралельних спостережень чи активного експерименту. Про-те будiвництво стацiонарiв та робота на них вимагае значних кош^в.
Найактуальшшою та дискусiйною в наш час е ощнка стокорегулю-вальних можливостей прських лiсiв у багатоводнi перюди. Вони проявля-ються на фот конкретних геоморфологiчних та клiматичних умов розташу-вання водозбору, тому результати, отримаш на лiсогiдрологiчних стащона-рах, необхщно дуже обережно застосовувати в шших регюнах.
Експедицiйне використання кондуктометричного методу вимiрювання витрати води дае змогу швидко отримати результат нав^ь на малих гiрських потоках, де важко визначити поперечний перетин русла чи побудувати во-дозлив. Чисельш замiри, здiйсненi на малих, часом елементарних, водозборах в басейнах прських рiчок пiд час водошль i паводкiв дають змогу встановити зв'язок мiж показниками стоку окремих потоюв а також порiвняти 1х зi стоком у створi постiйного водомiрного посту гiдрометслужби на данш рiчцi, де ведуться тривалi гiдрометричнi спостереження. Потiм окремi з них можна ви-користовувати як контрольш при оцiнцi впливу на стж проведених на малих водозборах люогосподарських та лiсоексплуатацiйних заходiв.
Мета дослвджеммя. Встановлення характеру зв'язку мiж показниками стоку з малих водозборiв у верхiв'l рiчок Головчанка i Славська, аналiз зв'язку цих показниюв зi стоком у створах водомiрних постiв у селах Тухля та Славське.
Об'ектом дослiдження був стж з водозборiв р. Головчанка до с. Тухля та р. Славська до смт. Славське, в створах яких ведуться тривалi спостереження на водомiрних постах пдрометслужби Украши, а також стж приток 23-го порядку р. Головчанка, водозбори яких розташованi на територи Голо-вецького лiсництва Славського ДЛГП (рис. 1), та приток 1-го порядку р. Славська, що протжають на територи Волосянювського люництва Славського ДЛГП (рис. 2). ВЫ притоки впадають вище водомiрних постiв.
Рис. 1. Розташування до^джуваних Рис. 2. Розташування до^джуваних водозборiв приток р. Головчанка водозборiв приток р. Славська
Методика дослвджемь. Шд час проведення дослщжень використано таю методичш тдходи.
На топографiчнiй карт видiляли межi водозборiв шляхом проведення вододшьно! лши i визначали 1'хт морфометричнi характеристики (площу, ухил русла та схилiв, висоту водозбору та шш^ (табл. 1). Для роботи вико-ристовували карти масштабу 1:10 000, що дало змогу розрахувати характеристики водозборiв з високою точшстю.
Перiодично впродовж трьох роюв (2004-06 рр.) у створах потоюв -приток головних рiчок кондуктометричним методом [6, 7, 11] з рiзницею в часi до 40 хв. проводили сери експериментальних вимiрювань витрати води в
перiоди pi3H0i водностi. Данi про MrnreBi витрати води в цей самий час на во-домiрних постах в с. Тухля та смт. Славське отримаш на пдрометеостанцп м. Стрий. Максимальш зафiксованi модулi стоку з малих водозборiв у ба-сейнi Головчанка-Тухля були бiльшi за мммальш в 4 рази, а в басейш Славсь-ка-Славське - в 7 разiв.
Статистичне оброблення результата здiйснювали в програмному се-редовищi EXCEL загальноприйнятими методами. Таксацшт характеристики деревостанiв визначали шляхом закладання пробних площ на територи кожного з водозборiв у найбшьш характерних насадженнях.
Результати та обговорення. Морфометричш характеристики малих водозборiв наведено в табл. 1.
Табл. 1. Морфометричш характеристики eodo36opie досл'кджуваних приток
Рiчковий басейн № малого водозбору cö В2 о б лк С Довжина русла, км Довжина водозбору, км Середньо-зважений ухил русла, %о Середньо-зважений Ухил схктв, %о Висота н.р.м., м \0 ó К - g т
р. Головчанка -с. Тухля 1 0,25 0,75 0,80 200 340 810 51
2 0,32 0,61 0,82 244 369 830 67
3 2,97 2,35 2,40 83 303 810 70
4 3,07 2,45 2,30 96 303 820 51
р. Славська -смт. Славське 1 2,07 2,00 2,10 76 225 710 67
2 1,44 1,93 2,12 94 302 710 78
3 0,53 1,17 1,30 200 323 730 43
4 0,36 0,85 1,23 203 408 790 62
Дiапазон середшх висот малих водозборiв у басейш р. Головчанка не перевищуе 20 м, а в басейш р. Славська - 80 м, площа коливаеться вщ 36 до 307 га. Люистють бшьшост малих водозборiв вища вiд задовшьного для великих басейнiв показника 60 %, два водозбори залюеш вище 50 % (критична межа). Ухили схилiв характерш для верхiв,lв гiрських рiчок Бескид, а ухили русла водозборiв площею бiльшою, шж 144 га е вдвiчi меншими, нiж на во-дозборах площею до 53 га.
Люи на водозборах представлен в основному насадженнями ялини европейсько! (Picea abies (L.) Karst), та змшаними буково-ялиновими деревос-танами (табл. 2). Тiльки на територи водозбору № 2, притоки р. Головчанка у складi насаджень домшуе бук лiсовий (Fagus sylvatica L). Насадження 5-7 кла-шв вiку (середньовiковi та пристигаючi). Водозбори, що лежать в басейш р. Славська, вкрит в основному низькоповнотними деревостанами (за винят-ком водозбору № 2), люи в басейш р. Славська переважно середньоповнотш.
На основi експериментальних замiрiв витрати води з малих водозборiв (11 серш в басейнi р. Головчанка та 14 серш в басейнi р. Славська) визначено вщповщш !м модулi стоку та розраховано коефiцiенти кореляци Пiрсона R мiж модулями стоку з малих водозборiв кожного рiчкового басейну (табл. 3).
У басейш р. Головчанка зв'язок мiж стоком з малих водозборiв е дуже великим, тут практично будь-який водозбiр може бути контрольним для ш-ших водозборiв при вивченнi впливу люогосподарських заходiв на стiк води (^м пар водозборiв 1-3 та 2-3, бо 1 та 2 водозбори е часткою водозбору 3).
Необхiдно вщзначити тiсний зв'язок мiж стоком з водозбору № 2, вкритого люами з переважанням бука, та стоком з шших водозборiв, де домшуе ялина. У басейнi р. Славська дуже високий зв'язок зафжсовано тшьки мiж стоком з двох сусщшх високолiсистих водозборiв №№ 1 i 2. Тiснота зв'язку мiж стоком з iнших водозборiв е нижчою (значний та високий зв'язок).
Табл. 2. ЛШвничо-таксацшна характеристика деревосташв _на досл'кджуваних водозборах_
Пчковий басейн № малого водозбору Склад деревостану „ и .ка 03 ° ^ а Серед-ня ви-сота, м Серед-нш дь аметр, см Повно-та дере-востану
р. Головчанка -с. Тухля 1 9 ЯЛЕ 1 БКЛ 62 22 28 0,50
2 7 БКЛ 3 ЯЛЕ 62 22 26 0,70
3 10 ЯЛЕ+БКЛ+ЯЦБ 62 22 24 0,60
4 10 ЯЛЕ 47 20 20 0,65
р. Славська -смт. Славське 1 10 ЯЛЕ+БКЛ 65 27 30 0,40
2 7 ЯЛЕ 3БКЛ 55 24 28 0,60
3 10 ЯЛЕ 65 25 30 0,40
4 10 ЯЛЕ 60 23 28 0,40
Табл. 3. Кореляцшна матриця парних коефщieнтiв кореляци
р. Головчанка - с. Тухля
водозб1р №1 водозб1р №2 водозб1р №3 водозб1р №4
Водозб1р №1 1,00 0,97 0,98 0,93
Водозб1р №2 0,97 1,00 0,98 0,97
Водозб1р №3 0,98 0,98 1,00 0,94
Водозб1р №4 0,93 0,97 0,94 1,00
р. Славська - смт. Славське
водозб1р №1 водозб1р №2 водозб1р №3 водозб1р №4
Водозб1р №1 1,00 0,93 0,58 0,75
Водозб1р №2 0,93 1,00 0,68 0,79
Водозб1р №3 0,58 0,68 1,00 0,69
Водозб1р №4 0,75 0,79 0,69 1,00
Табл. 4. Зв'язокмiжмодулями стоку приток i головно'1 рiчки
Пчковий басейн Номер водо- збору Пвняння залежност1 Коефщ1ент детермшаци, Я2 Коефщ1ент кореляци, Я
1 у = 0,08-х2 + 0,84-х - 2,65 0,74 0,86
р. Головчанка - 2 у = 0,40-х2 - 8,07-х + 87,69 0,71 0,84
с. Тухля 3 у = 0,03-х2 - 0,001-х + 7,67 0,74 0,86
4 у = 0,20-х2 - 6,23-х + 64,56 0,70 0,84
1 у = 0,35-х + 10,61 0,30 0,55
р. Славська - 2 у = 0,59-х + 7,39 0,47 0,69
смт. Славське 3 у = 0,45-х + 5,06 0,40 0,63
4 у = 0,22-х + 4,66 0,15 0,39
Розраховано також коефщент кореляци та рiвняння регреси мiж стоком з малих водозборiв та стоком у створi водомiрного посту головно! рiчки (табл. 4). Значення Я нижчi, шж мiж малими водозборами в кожному з ба-
сейшв. Тут тiснота зв'язку мiж стоком р. Славська та и приток також е ютот-но меншою у порiвнянi зi зв'язком стоку р. Головчанка з и притоками. На ос-новi проведених дослщжень важко пояснити невисокий зв'язок мiж стоком з водозборiв р. Славська. Можна попередньо вщнести це на стокоакумулю-вальний вплив бiльш потужних та менш щебенистих грунлв.
За отриманими рiвняннями залежностi модулiв стоку води в притоках вщ модулiв стоку в головнiй рiчцi (табл. 4) побудоваш вiдповiднi графiки (рис. 3 i 4).
450
2 400
м
к
о 350
л
,к о 300
т
г
р 250
п
у к 200
от
ст 150
Ё
у
д о 100
м
50
0
потiк №2
полк №1 полк №4
полк №3
10 15 20 25 30 35 40 45
модулi стоку р.Головчанка, л/с*км2
Рис. 3. Залежшсть модулiв стоку води в р. Головчанки вiд модулiв стоку и приток 60
5
Ъ 50 Ц
ьй
о 40
> 30
О I-
о
- 20
>
4
О
5 10
пот1к №2
пот1к №3 пот1к №1
пот1к №4
15
25
35
45
55
65
75
модул1 стоку р.Славська, л/с*км2 Рис. 4. Залежшсть модулiв стоку води в р. Славська вiд модулiв стоку и приток
При однакових показниках стоку головних рiчок в створах водомiрних поспв з малих водозборiв приток р. Головчанка формуються модулi стоку води у 2-8 разiв вищi, шж з водозборiв приток р. Славська, незважаючи на до-сить високу !х залiсненiсть та повноту деревостанiв. Рiзниця мiж максималь-ними та мшмальними значеннями модулiв стоку з басейну р. Головчанка була меншою, шж з басейну р. Славська, проте зафжсований розмах коливань стоку з малих водозборiв у басейш р. Головчанка був значно бшьший, що свщ-чить про специфiчнiсть стокоутворення з басейнiв рiчок навiть в однiй орогра-фiчнiй областi. Це пiдтверджуе ранiше висловлену нами думку [1], що необ-хщно вивчати гiдрологiчну роль конкретних лiсiв на конкретних водозборах.
0
Аналiзуючи характер зв'язку стоку малих водозборiв рiзноi лiсистостi зi стоком у пдрометричному створi головно! рiчки, необхiдно вщмгтити вщ-сутнiсть очiкуваного зменшення величини модулiв стоку з високолiсистих водозборiв, де ростуть високоповнотнi деревостани. З рис. 3 видно, що най-бiльшi значення модулiв стоку в басейш р. Головчанка спостершалися в ство-рi потоку №2, вони у 2,5-4,0 рази перевищували щ значення на iнших. А цей водозбiр е достатньо залiсений (люислсть 67 %), i вкритий високоповнотни-ми деревостанами. На територи басейну р. Славська максимальш модулiв стоку зафжсоваш з найбiльш залiсеного водозбору № 2 (рис. 4), деревостани на якому мають серед шших найвищу повноту.
Висновки
Характер та тюнота зв'язку мiж показниками стоку з малих прських водозборiв значно вiдрiзняються навiть в межах одше! орографiчноi областi, що зумовлено специфiчнiстю поеднання стокоформiвних факторiв. На фош iнших чинникiв вплив лiсiв на стж в дослiдженому дiапазонi витрат не був визначальним.
Експедицiйнi замiри витрат води у гiрських потоках за допомогою кондуктометричного методу дають змогу знайти малi водозбори з високою тiснотою зв'язку стоку мiж ними i використовувати окремi з них як контроль-нi при пдролопчнш оцiнцi лiсогосподарських заходiв у люах.
Зв'язок стоку з малих водозборiв та стоку головно! рiчки е менш тю-ним, проте в окремих випадках, як на водозборi Головчанка-Тухля, достатнш для люопдролопчних спостережень. В цьому випадку краще дослiджувати змiну стоку з малих водозборiв площею 100-300 га, використовуючи як контроль матерiали постшних гiдрометричних постiв.
Специфiчнiсть формування стоку на окремих водозборах вимагае широких люопдролопчних дослщжень. Мобiльнiсть пдрометричних робiт да-ним методом дае змогу при наявност кiлькох кондуктометрiв провести чи-сельнi замiри в водозборах головних Карпатських рiчок.
Автори виносять подяку д-ру Любомиру Курилко (ЗУДК, м. Фша-дельфiя, США) за обладнання, надане для дослщжень.
Лггература
1. Кульчицький-Жигайло I.G. Пдролопчна роль лiсiв Карпат// Ресурси природних вод Карпатського репону. - Л^в: ЛвЦНТЕ1, 2002. - С. 47-51.
2. Kulchytskyi-Zhyhailo I. The runoff regulative function of forests on mountain river watershed// Natural Forests in the Temperate Zone of Europe - Values and Utilization. Birmensdorf -Rakhiv, 2003. - P. 210-212.
3. Збереження i невиснажливе використання бiорiзноманiття Украши: стан та перспек-тиви. - К.: Х!мджест, 2003. - 248 с.
4. Левчук О.1. Вплив люистосп на величину поверхневого стоку водозборiв рiчок пiвден-ного макросхилу Кримських гiр// Лiсiвництво i агролюомелюращя. - 2002, № 100. - С. 36-41.
5. Олшник В.С. Паводкорегулююча роль гiрських лiсiв Карпат// Еколопчш та соцiаль-но-економiчнi аспекти катастрофiчних явищ у Карпатському регюш: Матер. мiжнар. наук.-практ. конф. - Ужгород: Карпати, 1999. - С. 257-261.
6. Ошуркевич О.С. Використання кондуктометричного методу визначення витрати води в прських рiчках// Ресурси природних вод Карпатського репону: Матер. V-i Мiжнар. на-ук.-практ. конф. - Львiв: Абiес, 2006. - С. 163-165.
7. Oshurkevych O. The water runoff of mountain catchments of different area and percentage of forest// Assessing of soil and conditions in forests. - Sekocin Las. - 2005. - P. 5-6.
8. Чубатый О.В. Влияние леса и его вырубки на водный баланс водосборов (на примере Карпат)// Лесоведение. - 1980, вып. 2. - С. 59-67.
9. Чубатий О.В. Прсью люи - регулятори водного режиму. - Ужгород: Карпати, 1984. -
104 с.
10. Х1мко Р.В., Мережко О.1., Бабко Р.В. Маш рiчки. - К.: Наука, 2003. - 375 с.
11. Zlewnia wlasciwosci i procesy, 2003, Pod redakcja Joanny Pociask-Karteczki. - Krakow: IGIG. - P. 117-127.
УДК 578 Докторант. Ю.1. Черневий, канд. с.-г. наук - Прикарпатський
лкогосподарський коледж
ОСОБЛИВОСТ1 СТРУКТУРИ Л1СОВОГО ПОКРИВУ ПЕРЕДКАРПАТСЬКО1 ВИСОЧИНИ У БАСЕЙН1 Р. ДН1СТЕР
1стотний вплив на формування сучасно'1 структури люового покриву ввдграють природш та антропогенш чинники. Зокрема, едафототчна структура мюцезростань визначае загальний характер поширення деревосташв з перевагою сосни звичайно'1, дуба звичайного, бука люового, ялищ бшо'1. Проте, внаслiдок тривалого люокористу-вання та штучного люовщновлення, сформувалася непропорцiйна вiкова структура деревосташв та змшився ix склад.
Person working for doctor's degree Yu.I. Tchernevyj - Prekarpathian
College of Forestry
Features of structure of forest cover of Pre-Carpathians height in a pool Dnestr
Essential influence on formation of modern structure of a forest cover is rendered with natural and anthropogenous factors. In particular, the edaphotopical structure of locality determines general character of distribution of forest stands with advantage of Pinus sylvestris, Quercus robur, Fagus sylvatica, Abies alba. However, because of protracted forest exploitation and of artificial forestation, the disproportionate age-dependent structure of forest stands was formed and their composition changed.
Л1сов1 ф1тоценози е динам1чними системами, яким властив1 в конкретних кшматичних та едафотошчних умовах певш особливост утворення, формування та розвитку. Фундаментальш основи такого динам1чного бачення розвитку люових угруповань були закладеш класиками в1тчизняного лшв-ництва. Зокрема Г.Ф. Морозов пояснював формування люових угруповань, як взаемне пристосування в лш вшх живих ютот одне до одного, яке вщбу-ваеться в тюному зв'язку 1з зовшшшми географ1чними умовами. Таю процеси зумовлюють у живш природ! свш порядок, свою гармошю, свою стшюсть i рухому рiвновагу [5]. Проблему утворення люосташв та "...розумшня ixньоi бiологii й розвоевоi динамiки..." бачив одшею з основних у лiсовiй типологи i Андрiй П'ясецький [11]. Академж П.С. Погребняк сформулював головне завдання типологи лiсiв, як "з'ясування причин, яю урiзноманiтнюють склад, структуру, продуктившсть i життестiйкiсть лiсiв у простор^ а також причини, що зумовлюють ix розвиток, переxiд вiд одного типу лiсу до iншого в чаЫ" [9, с. 489]. До нерозв'язаних питань типологii лiсiв, необхщно вiднести й пи-тання формування рiзниx за складом корiнниx тишв деревостанiв у однако-вих люорослинних умовах, особливо в сугрудах та грудах зони широколистя-
