CC BY
17
УДК630*116:630*221 Доц. 1.€. Кульчицький-Жигайло, канд. с.-г. наук;
acnip. О.€. Ошуркевич - НЛТУ Украти, м. Льв1в
ВПЛИВ Л1СУ НА ФОРМУВАННЯ ЗИМОВИХ ПАВОДК1В
УБЕСКИДАХ
На 0CH0Bi даних снiгомiрних зйомок вивчено формування зимових паводкiв на територп Бескид. Проаналiзовано залежнiсть величини поверхневого стоку вщ за-гально! лiсистостi водозбору та вщсотка хвойних деревостанiв на територп.
Ключов1 слова: снiговий покрив, люистють водозбору, зимовий паводок.
Assist. prof. I. Ye. Kulchytskyj-Zhyhailo, doctor of agricultural sciences; post-graduate O. Ye.Oshurkevych -NUFWTof Ukraine, L'viv
Influence of the forest on the forming of the floods in the Beskydes
In this article on the basis of the measurement of the snow cover have been studied the floods forming in the Beskydes. Here was also analyzed the dependence of the quantity of the surface flow from the general forestration level on the territory of Beskydes.
Keywords: snow cover, forestration level of catchment, winter flood.
Вступ. Вплив люових насаджень на нагромадження, розподш та та-нення сшгу у горах мае свою специфжу пор1вняно з р1внинними територь ями. Це пов'язано з1 збшьшенням кшькосп опад1в з висотою н.р.м., бшьш тривалим холодним перюдом року, що спричиняе утворенню значних запаЫв сшгу. Вш, повнота, склад деревостану також впливають на перерозподш сш-гового покриву.
Процеси формування стоку при сшготаненш насамперед залежать вщ характеру сшгонагромадження та швидкост сшготанення. При цьому, виз-начне мюце належить люовому покриву i таким особливостям рельефу, як крутизна та експозищя схилiв [7].
У лiсi грунт промерзае значно менше, нiж у пол^ а iнодi може протя-гом зими залишатися у не промерзлому стат. Часто грунт у лiсi розмер-заеться до зникнення сшгового покриву, завдяки чому вiн вбирае талу воду значно краще, шж у полi.
Дослiдження проведеннi протягом тривалого перiоду [1, 3, 4, 6-9], по-казують, що ^м клiматичних умов на формування зимових паводюв та вес-няних водопшь iстотно впливае лiсовий покрив. Внаслщок затiнення грунту кронами дерев процес сшготанення у лiсi тривае довше, нiж на вiдкритiй мiс-цевосп, що по-своему сприяе зменшенню максимальних витрат зимових па-водкiв та весняних водопшь.
У Карпатах, у зош домшуючого поширення ялини найбшьша товщина снiгового покриву i запаси води у сшгу формуються у приполонинних люах. Тут снiговий покрив утримуеться найдовше, за рахунок його кшькосл, а також за рахунок повшьшшого танення, внаслiдок затшення наметом лiсу [7]. Висота сшгу на початок сшготанення шд наметом буково-ялицево-смереко-вого лiсу вдвiчi, а шд наметом букового - у 1,2 рази менша, нiж на галявиш. Пiд наметом букових деревосташв снiгу нагромаджуеться у 1,7 раза бшьше, нiж пiд наметом буково-ялицево-смерекових. Приблизно таке ж спiввiдно-шення запасiв води у снiгу: на галявиш - 95 мм, шд наметом букових деревосташв - 92 мм, у буково-ялицево-смерековому лiсi - 42 мм [5].
Максимальними акумуляторами сшгу е листянi лiси, менше нагрома-джуеться сшгу у хвойних деревостанах, внаслiдок затримання CHiry кронами дерев. Люовий покрив не тшьки сприяе нагромадженню снiгy, а й вщграе роль регулятора снiготанення. Снiговi маси, що зосередженнi пiд ним, тануть повшь-нiше i бшьш рiвномiрно, зменшуючи навантаження паводкових вод на рiчки.
Згiдно з [5], при штенсивност снiготанення на галявиш 27 мм/добу, цей показник шд наметом хвойного лiсy становив - 11 мм/добу, шд буковим насадженням - 17 мм/добу. Iншi дослщження [2] показали, що при штенсив-ностi танення снiгy у полi 12-16 мм на добу, в березовому лiсi вона стано-вить - 6,4-13 мм на добу, а в ялиновому - 4,1-8,7 мм на добу.
Тому вважаеться, що лiсовi насадження тд час зимових паводюв зменшують частку поверхнево! складово! у загальному об,емi стоку з водоз-борiв. Для юльюсно! оцiнки стокорегулювального впливу О.В. Чубатий [8] використовував "показник водорегулювально! мюткосп водозборiвм, як вщ-ношення Грунтового стоку, отриманого розчленуванням пдрографа, до по-верхневого стоку за рж. Sudarmadji T., Araya T. та Higashi S. запропоновано розраховувати "direct flow ratio", як вщношення поверхневого стоку до Грунтового за певш перюди [10].
Мета дослвдження. Встановлення впливу лiсистостi водозбору i складу деревостану на формування зимових паводюв та на розподш стоку на по-верхневу та Грунтову складовi.
Методика дослiджень. При проведенш дослiджень використовува-лись наступш методичнi пiдходи.
На топографiчнiй карт видiлялися межi водозборiв дослiджyваних рь чок. На основi картографiчних матерiалiв "Львiвлiспроектy" вивчалася при-yроченiсть кварталiв та видiлiв до меж водозборiв. Головнi лiсотвiрнi породи визначалися на основi створеного повидiльного лiсотаксацiйного банку да-
Рис. 1. СумЩений гiдрограф стоку та запаЫв води у сшгу на eodo36opi р. Славська — смт. Славське за 1985/86 гiдрологiчний piK
Використовуючи дат снiгомiрних зйомок за перюд з 1981 до 1994 р., а також дат про витрати води у створах рiчок (рис. 1), проаналiзовано формування зимових паводюв на водозборах (всього проаналiзовано 160 павод-
юв). При цьому визначалися запаси води у сшгу на початок сшготанення, об'ем поверхневого та Грунтового стоку за кожен паводок, тривалють паводку (у днях). Для ощнки зарегулювання лiсом талих снiгових вод паводюв нами запропоновано коефщент К, як вщношення об'ему поверхневого стоку паводку до загального. Врахування розподшу стоку саме за окремi паводки дае змогу провести бiльш детальний аналiз. Розчленування гiдрографа здшсню-вали з допомогою програми "HYDRO", розроблено!' на кафедрi екологи НЛТУ Украши.
Об'екти дослiдження. У цiй робот проаналiзовано 11 водозбiрних ба-сейнiв рiчок, що протiкають у Бескидах площею вiд 76,3 до 733 км2, i люис-тютю вiд 30 до 93 % (табл. 1).
Табл. 1. Морфометричшхарактеристики досл'кджуваних eodo36opie
№ Назва р1чки - пост « § • ^ fj вк Ö <£ стр « $ PQ « Середньоз-важений ухил р1чки, %0 <N о- км и ^ % ^ в & о лоб лз С о « Висота н.р.м., м Середнш ухил водозбору, %0 \0 ó К - g ч .а т Розора-тсть, %
1 р. Дтстер - с. Стршки 35 5,9 384 620 180 40 <5
2 р. Стрий - с. Матшв 29 7,2 106 860 161 56 <5
3 р. Яблунька - м. Турка 21 11,3 136 722 214 30 46
4 р. Рибник - с. Майдан 29 19,1 138 830 326 93 <5
5 р. Отр - м. Сколе 44 6,3 733 820 294 50 15
6 р. Славська - смт. Славське 13 15,9 76,3 860 260 53 15
7 р. Головчанка - с. Тухля 12 10,9 130 810 196 41 10
8 р. Орява - х. Святослав 25 16,0 204 830 273 77 15
9 р. Лужанка - с. Гош1в 29 18,3 146 660 230 55 15
10 р. Сукшь - с. Тис1в 30 16,8 138 770 297 80 5
11 р. Ружанка - с. Ружанка 22 18,7 88,6 880 289 63 15
Люовий покрив дослщжуваних водозборiв представлений в основному трьома деревними породами: бук люовий (Fagus sylvatica L.), ялина евро-пейська (Picea abies (L.) Karst) та ялиця бша (Abies alba Mill.). Визначалася частка хвойних та листяних порщ у деревостанах кожного водозбору, оскшь-ки процеси нагромадження та танення сшгу значною мiрою залежать вiд ix спiввiдношення (рис. 2). Переважно на водозборах, де загальна лiсистiсть не-висока, спостерiгаемо переважання хвойних порщ, а на високолiсистиx (88 % i 93 %) - листяних. Очевидно це зумовлено тим, що на незалюнених водозборах, внаслщок im^^ra^i експлуатаци лiсiв, корiннi деревостани поступово змшювались монокультурами ялини.
Результати та обговорення. Формування сшгового покриву у Бескидах починаеться переважно у листопадi - грудш. На початку зими воно мае нестшкий характер, i тшьки до кшця грудня - початку сiчня формуеться стш-кий снiговий покрив. Товщина його залежить вiд метеорологiчниx умов. У роки з суворими та багатосшжними зимами на початок весни запаси води у сшгу досягали 100 мм, а школи i перевищували це значення. Навпаки, у теп-л^ з частими вщлигами зими сшговий покрив був нестшким i бiльша частина його живила рiчки пiд час потеплiнь взимку, спричиняючи зимовi паводки.
90 80 70
60 £ 50
Í 40 30
20
10
0
о
с;
29
19
Щ11 11
k ! I
£
23
SP § 3
X
я у
ш
27
22
45
31
43
m Ф
13 ё §
вв
Ъ Ш
¡5 э
§ .о
S 3 ЕЕ i
46
■ 3iH ■ ■ H3iH
h §
О
57
51
s
<S
S Q-
lХвойнi породи
□ Листян породи
Рис. 2. Частка територи eodo36opie, зайнятих хвойними та листяними деревостанами
Отримана залежшсть коефщента К вщ вщсотка залюненост водозбо-piB (рис. 3) вказуе на тенденцию до зменшення К (а, отже i частки поверхне-вого стоку) збшьшенням люистост!, навить при досить великих запасах води у сшгу на початок сшготанення. Збшьшення люистост вщ 30 до 93 % сприяе зменшенню К у 1,2-1,5 раза.
0,9
> 81мм
61-80 мм
21-40 мм
41-60 мм < 20 мм
50 60 70 80 90 100
Лгсистють, %
Рис. 3. Значення коефщента К при рнних запасах води у снку та рiзнiй лiсистoстi
Бшьш наглядно залежност можна прослщкувати побудувавши просторов! модели залежност м1ж параметрами, як! безпосередньо впливають на формування сшгових вод, а саме запасом води у сшгу, вщсотком площ^, зай-нятою хвойними деревостанами та загальною люистютю (рис. 4). Найвщчут-шше на величину К впливае величина запасов води у сшгу на початок сшготанення та тривалють паводку. Так, при найбшьших за весь перюд запасах сш-
2
23
23
8
гу 133 мм i тривалостi паводку 34 днi - спостер^аемо максимальне значення коефщенту К - 0,85 (рис. 4, б). Зменшення частки поверхневого стоку шд впливом люистосл найбiльш вiдчутне при запасах води у сшгу менших за 100 мм, при подальшому збiльшеннi запаЫв - регулювального впливу лiсу не спостер^аеться (рис. 4, а).
О 0,8
О 0,7
О 0,6
О 0,5 О 0,4
О 0,3
□ 0,8 Ш 0,7
Ш 0,6
Ш 0,5 Ш 0,4 Ш 0,3
Ш 0,2
в)
Рис. 4. Залежностк а) коефщенту К в1д лгсистостг та величины запаав води у сшгу; б) коефщенту К в1д запаав води у сшгу та тривалост1 паводку; в) коефщента К в1д запаав води у сшгу та в1дсотка хвойних лтв на територп водозбору
Наявшсть хвойних порщ у деревостанах, що зростають на водозборi впливае на процеси нагромадження i танення сшгу. Внаслщок затшення кронами дерев снiговi маси тануть повшьшше, i цим самим регулюеться павод-
ковий ctík, особливо поверхнева його частина. Навггь при значних запасах води у сшгу (бiльше 100 мм) збшьшення частки хвойних порiд сприяе змен-шенню поверхневого стоку (коефщенту К). Так, якщо при запасi води у сшгу 120 мм i 30-ти % хвойних порщ, коефщент К дорiвнюе 0,8 i бшьше, то при таких же запасах i 60-ти % хвойних порщ - тшьки 0,5 (рис. 4 в).
Проведет дослщження дали змогу зробити наступш висновки:
• значения коефщенту К тд час зимових паводюв може зм1нюватись у межах 0,07-0,84. Максимального значення К досягае при найбшьших запасах води у стгу (133 мм) i найменшш люистосп (30 %);
• при люистоси водозбору в межах 80-100 % i запасах води у снлу до 60 мм формуеться найменший об'ем поверхневого стоку. Значення коефщента К при цьому коливаеться вiд 0,07 до 0,55;
• iз збтьшенням тсистост! вщ 30 до 93 % коефщент К зменшуеться загалом у 1,2-1,5 раза. До того ж при запасах води у сшгу менших 90-100 мм К зменшуеться вщ 0,7 до 0,3 (у 2,3 раза), а при запасах бтьших 90-100 мм - майже не змшюеться.
Коефщент К збшьшуеться при збшьшенш запасiв води у сшгу, як зу-мовлюють найбiльшi тривалост зимових паводкiв.
Л1тература
1. Крестовский О.И., Соколова Н.В. Весенний сток и потери талых вод в лесу и поле// Труды ГГИ. - 1980, вып. 265. - С. 32-60.
2. Осипов В.В. Некоторые составляющие водного баланса водосборов с разной лесистостью// Гидрологические исследования в лесу. - М.: Наука, 1970. - С. 94-113.
3. Поляков А.Ф. Влияние главных рубок на почвозащитные свойства буковых лесов. -М.: Лесн. пром-сть, 1965. - 176 с.
4. Рахманов В.В. Гироклиматическая роль лесов. - Москва, 1984. - 240 с.
5. Уваров Л.А. Особливост сшгонагромадження та стготанення в зон приполонинних хвойних лю1в Украшських Карпат// Тези доповщей науково-техшчно'1 конференци присвяче-но'1 100-р1ччю з дня народження Ленша. - 1вано-Франювськ, 1970. - С. 25-26.
6. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. - Л.: Гид-рометеоиздат, 1989. - 334 с.
7. Чубатий О.В. Захисна роль карпатських лшв. - Ужгород: Карпати, 1968. - 137 с.
8. Чубатий О.В. Прсью люи - регулятори водного режиму. - Ужгород: Карпати, 1984. - 104 с.
9. Hegg Ch. The influence of different land uses in a catchment area on natural hazards// Mountain Watershed Management Environmental. Documentation № 165. - Berne. - 2003. - P. 69-76.
10. Sudarmadji T., Araya T., Higashi S. A hydrological study on streamflow characteristics of small forested basins in different geological conditions// Research bulletins of the college experiment forests. - 1990. - vol.47, № 2. - P. 320-334._
УДК 630*5:630*17:582.475.2 [477.8] Acnip. Р.Д. Василишин* ;
проф. П.1. Лакида, д-р с.-г. наук; здобувач О.М. Василишин -Нащональний аграрний утверситет, м. Кит
НАДЗЕМНА Ф1ТОМАСА ДЕРЕВ ЯЛИЦ1 Б1ЛО1 (ABIES ALBA MILL) У ДЕРЕВОСТАНАХ УКРАШСЬКИХ КАРПАТ
Наведено результати моделювання обсяпв надземно'1 ф^омаси дерев ялищ бшо! у природних деревостанах Карпат. Представлено математичш залежносп, що ощню-ють ф^омасу окремих фракцiй дерев ялищ у свiжозрубаному станi. Висвiтлено мето-
Наук. керiвник: проф. П.1. Лакида, д-р с.-г. наук - НАУ, м. Кшв
