Концептуальні положення гідроекологічної оцінки прояву руслових процесів

Питання екологічної оцінки руслових процесів чи не вперше були висвітлені в роботах Карасьова І.Ф. [1] і Боровкова В.С. [2] стосовно їх змін при перекиданні стоку та в умовах урбанізованих територій. Але як проблема воно стало розглядатися дещо пізніше. В цьому аспекті "піонерною” роботою можна вважати статтю Берковича К.М. та Чалова Р.С. “Экологическое русловедение: объект и проблемы исследований” [3]. В ній аргументовано і системно розглянуто “екологічні аспекти руслових процесів в їх природньому розвитку, при зміні їх спрямованості і характеру в результаті господарської діяльності, а також у випадку таких трансформацій річкового русла, які призводять до негативного для життєдіяльності людини стану самих річок та прилеглих до них територій “ (с.5). Ця стаття стала поштовхом до розвитку самостійного наукового напрямку – руслознавства.

Екологічні аспекти цієї дисципліни невдовзі висвітлені в ряді науковий статей, які були розміщені в збірках “Проблемы оценки экологической напряженности территории России: факторы, районирование [4-8], “Экологические проблемы эрозии почв и русловых процессов» [9-11], «Малые реки России» [12].

Загальні основи руслознавства опрацьовані Р.С.Чаловим [3, 13]. Структура цієї науки вбачається ним як важлива галузь, що включає в себе “вивчення не тільки річкового русла, … але й розділи інших наук – гідравліки, гідрології, геоморфології, грунтознавства, гідротехніки, інженерної геології .”(с.5) [13]. Вона створює основу для становлення екологічного руслознавства, яке розглядає екологічні аспекти руслових процесів.

Отже, структурно екологічне руслознавство входить, як складова, до загального руслознавства (рис.1).

Екологічне

Рис. 1. Структура руслознавства як науки [13].

Ця схема є досить уніфікованою, що притаманно школі МДУ і дозволяє проводити її доповнення і розвиток. Кожен з горизонтальних її блоків може бути продиференційованим на ряд підблоків. Але в даному випадку на особливу увагу заслуговує розділ екологічного руслознавства.

Враховуючи виконані нами дослідження [14-17] і базуючись на концептуальних положеннях ряду робіт представників Московської школи руслових процесів, можна запропонувати наступну структуру екологічного руслознавства (рис.2).

Подібна схематизація дає можливість відслідкувати взаємодію природних і антропогенних аспектів у формуванні руслового режиму [13-14], базуючись на динаміці руслових потоків, якісному складі річкових вод, гідробіології русел. Крім цього “важливу” природно-техногенну функцію виконують негативні явища в руслах річок, які пов”язані з розмивами берегів, замуленням русел, руйнування інженерних споруд, змінами умов життєдіяльності в прибереговій зоні тощо. Всі перераховані компоненти своєю взаємодією формують екологічний стан саморегулюючої системи “потік-русло”. Якщо ця система знаходиться у рівновазі, то екологічний стан русла можна вважати задовільним. Якщо рівновага порушується або природними (високі водопілля, катастрофічні паводки, надмірне надходження наносів, глибока довга межень, різні надзвичайні екзогенні процеси), або техногенними чинниками (зарегульованість стоку, регулювання русел, кар”єрні розробки в руслах, зміни інтенсивності ерозії в басейні), то ця система втрачає рівновагу, що може призвести до порушення її екологічного стану [16, 17].

Рис.2. Структура екологічного руслознавства

В сучасних умовах в структурі екологічного руслознавства необхідно передбачити і такі блоки, як моніторинг та управління русловими процесами, а також еколого-економічну їх оцінку.

Перший з цих блоків стосується системи спостережень за русловими процесами, що є надзвичайно важливим з точки зору просторово-часового дослідження їх спрямованності та розробки прогнозів їх змін. Такий підхід дозволяє сформувати банк даних, щодо морфодинаміки русел річок і виходити на певні модельні рішення в цих аспектах.

Управління русловими процесами – це складна система дій, спрямованих на основі комплексних досліджень на оптимізацію регулювання русел, планування і ранжування різних заходів, що забезпечують протипаводкові дії, захист берегів, інженерних і житлових споруд тощо.

На сучасному етапі детальний екологічний аналіз неможливо провести без еколого-економічної оцінки руслових процесів. Остання мусить базуватися на прийнятті оптимальних з економічної точки зору заходів щодо руслорегулювання, які забезпечували б максимальний екологічний ефект.

На думку Р.С. Чалова [3, 13] і К.М.Берковича [3] основний зміст руслознавства складає поняття руслові процеси, під якими слід розуміти сукупність явищ, пов”язаних із взаємодією потока і грунтів, що складають річище, ерозією, транспортом і акумуляцією наносів, що визначають розмивання (намивання) дна і берегів річок, розвиток різних форм русел і форм руслового рельєфу, режим їх сезонних, багаторічних та вікових змін [13, 18].

Таке формулювання на думку Р.С.Чалова включає в себе сутність руслових процесів (взаємодія потока і русла, рух наносів), їх прояви (форми русла і руслового рельєфа, руслові деформації) і часову мінливість (русловий режим) [13].

Логічно було б продовжити, що екологічне руслознавство відображає екологічні аспекти руслових процесів в їх природньому і видозміненому господарською діяльністю стані. Саме оцінка впливу цих станів, що виражені через взаємодію певних чинників, може бути основою до гідроекологічного аналізу руслових процесів, під яким слід розуміти оцінку взаємозв”язку і взаємообумовленності певних чинників, які формують характер прояву руслових процесів і визначають екологічний стан русла. До таких чинників можна віднести фактори руслових процесів, господарську діяльність в руслі і на водозборі, руслоформуючі витрати води, руслові деформації, стійкість русел річок і екологічно допустимі витрати і екологічно необхідний стік (рис.3). Внутрішня диференціація вказаних чинників на певні підблоки та причинно-наслідкові залежності їх розвитку (горизонтальні складові) дозволяють визначити екологічний стан русла.

Розглянемо детальніше схему цього аналізу.

Одним з головних блоків в цій схемі є природні фактори руслових процесів. Їх генетична структура, розподіл за видом дії (прямі і опосередковані), види прояву (активний, проміжний, пасивний), дозволяють не лише визначати форми прояву руслових процесів, а й характеризувати, в першому наближенні, їх екологічну функцію. В значній мірі вони обумовлюють ступінь дії