Львівський національний університет імені Івана Франка

Габчак Наталія Францівна

УДК 551.4: (477.83 – 22)

Еколого-геоморфологічний аналіз Закарпатської області

11.00.04 – геоморфологія і палеогеографія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Львів – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі конструктивної географії та картографії

Львівського національного університету імені Івана Франка

Міністерства освіти і науки України

Науковий консультант: доктор географічних наук, професор

Ковальчук Іван Платонович

Львівський національний університет

імені Івана Франка, кафедра конструктивної географії

та картографії, завідувач

Офіційні опоненти:

доктор географічних наук, доктор геолого-мінералогічних наук, професор

Рудько Георгій Ілліч, Інститут геологічних наук НАН України,

головний науковий співробітник; Державна комісія України по запасах

корисних копалин, голова

доктор географічних наук, професор Стецюк Володимира Васильовича, кафедра землезнавства та геоморфології Київського національного університету імені Тараса Шевченка, професор

Провідна установа: Інститут географії НАН України, Київ

Захист відбудеться 2 грудня 2005 року о 10 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради К 35.051.05 у Львівському національному університеті імені Івана Франка за адресою: 79005, м.Львів, вул. Дорошенка, 41.

З дисертацією можна ознайомитись у Науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка за адресою: 79005, м.Львів, вул. Драгоманова,17

Автореферат розісланий 29 жовтня 2005 року

Учений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат географічних наук, доцент П.М. Горішний

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У процесі освоєння природного середовища Закарпатської області людина трансформувала практично усі компоненти ландшафту: змінила стан рослинного і тваринного світу, ґрунтового покриву, поверхневих і підземних вод, рельєфу і геологічного середовища. В минулому столітті антропогенний вплив став настільки значним, що призвів до створення природно–антропогенних, антропогенно–природних і техногенних геосистем. Великих змін зазнав рельєф, який відіграє дуже важливу роль у формуванні геоекологічного стану, функціонуванні та динаміці ландшафтів. Про значні (можливо незворотні) зміни в геосистемах Закарпатської області свідчать катастрофічні паводки останнього десятиліття, які завдали не тільки багатомільйонних збитків області, але й призвели до загибелі людей. Оскільки регулятивні заходи мали несистемний і несистематичний характер, були спрямовані на ліквідацію наслідків і проводилися без належного наукового обґрунтування, то великого ефекту вони не дали. Тому назріла гостра необхідність проведення еколого–геоморфологічного аналізу (ЕГА) Закарпатської області. Його результати представлятимуть ту інформаційну базу, на основі якої необхідно буде створювати систему надійного попередження, захисту поселень, угідь і комунікацій від стихійних процесів та явищ і ліквідації наслідків їх прояву в геосистемах краю.

Сьогодні немає чіткої загальноприйнятої методики розрахунку одного показника, який би дав різнобічну, обґрунтовану оцінку еколого-геоморфологічного стану довкілля. Також не визначено єдиного критерію, який би характеризував антропогенне навантаження на басейнові та адміністративно-територіальні системи, давав би експертну оцінку впливу антропогенних чинників на стан геоморфосистем. Тому дослідження цих питань є актуальною науковою проблемою, яка вимагає якнайшвидшого вирішення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Питання наукового обґрунтування регіонального еколого-геоморфологічного аналізу, апробації цих напрацювань на прикладі Закарпатської області тісно пов’язані з науково-дослідними темами кафедри країнознавства УжДІІЕП, на якій працювала здобувачка протягом 2000 – 2003 рр., та кафедри конструктивної географії і картографії Львівського національного університету імені Івана Франка, до якої була прикріплена як здобувач. Дисертаційна робота виконана як ініціативне дослідження у рамках теми “Еколого-геоморфологічний аналіз проблем природокористування в міжнародних транскордонних річкових системах і їх басейнах та обґрунтування шляхів їх вирішення“ (номер державної реєстрації 0195585).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є наукове обґрунтування змісту і здійснення еколого-геоморфологічного аналізу басейнових та адміністративно-територіальних систем Закарпатської області, визначення параметрів їхнього функціонування і масштабів змін під впливом природних та антропогенних чинників, розроблення системи процесорегулювальних заходів.

Для досягнення мети вирішувалися завдання, що полягають в:

1) обґрунтуванні науково–методичних засад і розробленні принципової схеми та алгоритму регіональних еколого-геоморфологічних досліджень Закарпатської області; 2) проведенні еколого-геоморфологічного аналізу досліджуваної території та створенні інформаційної системи „Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”; 3) визначенні складності рельєфу і величини геоморфологічного ризику басейнових та адміністративно-територіальних систем; 4) оцінюванні ролі основних видів господарської діяльності людини та природних чинників у трансформуванні геоморфосфери гірської і рівнинної частин Закарпатської області; 5) обчисленні величини геоекологічної напруги у межах адміністративно-територіальних та басейнових систем; 6) здійсненні комплексного еколого-геоморфологічного аналізу стану басейнових та адміністративно-територіальних систем і створенні їхніх картографічних моделей; 7) обґрунтуванні системи протиповеневих заходів.

В якості об’єкта досліджень виступає фрагмент геоморфосфери, представлений басейновими та адміністративно-територіальними системами Закарпатської області.

Предметом дослідження є результати взаємодії геоморфологічних та господарських чинників, які визначають сучасний і прогнозований еколого-геоморфологічний стан басейнових та адміністративно-територіальних систем Закарпатської області, їх динаміку та функціонування.

Виходячи з мети, об’єкту, предмету та основних завдань еколого-геоморфологічного аналізу Закарпатської області, нами використано комплекс методів дослідження, який включав як традиційні, так і нетрадиційні для геоморфології методи - польові, картометричні, історико-геоморфологічні, напівстаціонарні, аерокосмічні та геоінформаційні, які дозволили виявити стан басейнових та адміністративно-територіальних систем, поширення і розвиток екзогенних процесів. Використовувалися також методи прогнозування та попередження прояву екстремальних явищ з метою забезпечення оптимального функціонування регіональних геосистем.

Інформаційна база дослідження. Важливість і суть еколого– геоморфологічних досліджень висвітлена у працях українських геоморфологів

І.Черваньова (1991), І.Ковальчука ( 1992, 1997, 2002), О.Маринича (1993), В. Пащенка (1993,1994), В.Палієнко, Ю.Швидкого ( 1993), О.Адаменка та Г.Рудька (1995), С.Мороза, О.Онопрієнка, С.Бортника (1997), В.Стецюка (1997,2001), О. Адаменка, Г.Рудька, І.Ковальчука (2002), а також зарубіжних вчених – Д.Тимофеєва (1989,1991), Ю.Симонова (1990), В.Кружаліна (2000), колективній монографії “ Рельеф среды жизни человека” (Т.1, 2, М., 2002), термінологічному словнику Д.Тимофеєва та Е.Лихачової (2004) і в інших публікаціях.

В основу роботи покладені матеріали власних польових досліджень адміністративно-територіальних і басейнових систем Закарпатської області, результати спільного експедиційного обстеження стану поверхневих вод р.Уж та р.Латориці разом з громадською організацією “Екосфера”, дані морфометричного аналізу рельєфу у межах басейнових та адміністративно-територіальних систем, спектру та поширення найважливіших геоморфологічних процесів, а також матеріали Закарпатської водно-балансової станції, Державного управління екології та природних ресурсів у Закарпатській області, Закарпатської геолого-розвідувальної експедиції, аерофотознімки та літературні джерела. На основі цих матеріалів створена інформаційна система “Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області” та база даних „Якісна характеристика поверхневих вод річкового басейну Тиси та її правих допливів на відтинку рівнинних територій,” яка реалізована за методикою Марійчука Р.Т. (2000).

Наукова новизна роботи полягає в тому, що для території Закарпатської області вперше:

· розроблені принципова схема та алгоритм регіональних еколого-геоморфологічних досліджень з врахуванням морфометричних та морфологічних особливостей рельєфу, спектру сучасних геоморфологічних процесів та антропогенних чинників диференційовано для гірської та рівнинної частини території Закарпатської області;

· за допомогою ArcMap створена інформаційна система “Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”, яка відображає еколого-геоморфологічний стан геоморфосфери як басейнових, так і адміністративно-територіальних систем;

· побудована серія морфометричних карт (горизонтального, вертикального розчленування рельєфу, крутизни та морфології схилів, структурних ліній рельєфу тощо), а також поширення та спектру сучасних геоморфологічних процесів на різних часових зрізах, картосхеми основних видів господарської діяльності людини та інші;

· проведена бальна оцінка впливу морфометричних параметрів рельєфу, поширення та прояву сучасних геоморфологічних процесів, антропогенних чинників на еколого-геоморфологічний стан басейнових та адміністративно-територіальних систем гірської і рівнинної частини Закарпатської області, а також масштабів змін рельєфу під впливом природокористування, поселенського і транспортного навантаження тощо;

· здійснена комплексна еколого-геоморфологічна оцінка стану досліджуваних систем, побудовані схеми районування досліджуваної території за складністю рельєфу, величиною геоморфологічного ризику та інтегрального показника геоекологічної напруги, запропоновано комплекс заходів, спрямованих на покращання еколого-геоморфологічного стану території Закарпатської області.

Практичне значення роботи. Результати досліджень еколого-геоморфологічного стану території Закарпатської області у масштабі 1 : 200 000, оцінка масштабів змін басейнових та адміністративно-територіальних систем за останню чверть століття, показники забруднення річок та затоплення території в екстремальних ситуаціях (паводки: листопадовий 1998 та березневий 2001 року) є основою для розробки і реалізації системи геоекологічного моніторингу досліджуваної території і створення схеми протипаводкового та протизсувного захисту угідь, поселень і населення. Розроблені принципова схема, алгоритм ЕГА, структура інформаційної системи „Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”, модифікована для гірської і рівнинної частини регіону методика оцінки геоекологічної напруги та еколого-геоморфологічного стану басейнових та адміністративно-територіальних систем можуть використовуватися при організації геоекологічних досліджень в інших регіонах України.

Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні науково-методичних засад еколого-геоморфологічного аналізу території Закарпатської області; визначенні масштабів антропогенних змін геоморфосистеми під впливом господарської діяльності людини; удосконаленні методики комплексної еколого-геоморфологічної оцінки стану басейнових та адміністративно-територіальних систем, розробці диференційованого підходу до аналізу морфометричних особливостей рельєфу, поширення та інтенсивності розвитку домінантних екзогенних процесів, різних видів впливу господарської діяльності людини у межах басейнових та адміністративно-територіальних систем гірської і рівнинної частин Закарпатської області; оптимізації існуючої мережі і змісту моніторингових досліджень та обґрунтуванні системи протипаводкових заходів.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на Всеукраїнських і міжнародних наукових та науково-практичних конференціях (Дніпропетровськ, 2002, 2003; Київ, 2003; Ужгород, 2004); наукових семінарах кафедри країнознавства УжДІІЕП (2000, 2001, 2002) та кафедри конструктивної географії і картографії Львівського національного університету імені Івана Франка (2003-2005рр.); на звітних наукових конференціях факультету міжнародних відносин УжДІІЕП (2000-2003рр.).

Публікації. Результати дисертаційного дослідження опубліковано у 7 наукових працях (в т.ч. 1 у співавторстві), з них 4 у рекомендованих ВАК України виданнях. У статті „Морфометричний аналіз рельєфу: історія розвитку, сучасний стан, перспективи” Вісник Львів. ун-ту. Серія географічна.- 2000.-Вип.27.- С.250-254, співавтор Л.Дубіс) автором проаналізовано сучасний стан та перспективи морфометричного аналізу рельєфу Закарпатської області, що становить 50% статті.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається з вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Робота викладена на 156 сторінках машинописного тексту, проілюстрована 49 рисунками та 24 таблицями. Загальний обсяг роботи складає 290 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі „Теоретичні засади та методика еколого-геоморфологічного аналізу Закарпатської області” проаналізовано історію розвитку та рівень сучасних еколого-геоморфологічних досліджень, розкриті методичні та методологічні питання ЕГА області.

Історія формування еколого-геоморфологічних досліджень території Закарпатської області тісно переплетена з історією розвитку геоморфології як науки, геоморфологічними дослідженнями Українських Карпат, вивченням геоморфологічних проблем басейнових систем. Виділено три основні етапи розвитку еколого-геоморфологічних досліджень території Закарпатської області: перший – традиційних геоморфологічних досліджень, який охоплює період з початку XX століття до 70-80 років XX століття. Його характерною ознакою було розв’язання морфологічних, морфокліматичних і морфоструктурних проблем, питань генезису та історії розвитку рельєфу і річкових систем; другий – системного аналізу рельєфу. Він бере початок у 70-80 роках і триває до кінця XX століття. Важливими питаннями, які вивчаються природничими науками у цей період, є системний аналіз структури і функціонування рельєфу, зокрема басейнових систем та спектру поширення сучасних геоморфологічних процесів; третій – комплексних еколого-геоморфологічних досліджень басейнових та природно-господарських систем. Він триває з кінця XX століття по даний час. На цьому етапі посилилась екологічна складова досліджень, що пов’язано із зростанням величини антропогенного навантаження та геоморфологічного ризику.

Виходячи з основної мети та завдань роботи запропоновано принципову схему та алгоритм еколого-геоморфологічних досліджень Закарпатської області, зокрема алгоритм досліджень включає ряд операцій (кроків): 1) постановка мети досліджень; 2) визначення об’єкту, предмету та основних завдань досліджень; 3) вибір методики та методів дослідження; 4) створення за допомогою ArcMap цифрової моделі рельєфу Закарпатської області масштабу 1:200 000; 5) розробка структури інформаційної бази даних „Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”, яка включає два основні блоки - басейнові та адміністративно-територіальні системи; 6) збір інформації про геоморфологічні та інші природно-географічні й антропогенні чинники для кожного з двох блоків; 7) співставлення меж басейнових та адміністративно-територіальних систем; 8) проведення бальної оцінки морфометричних параметрів рельєфу, прояву та інтенсивності сучасних геоморфологічних процесів у межах вказаних систем та визначення величини складності рельєфу і геоморфологічного ризику; 9) оцінка ролі основних видів господарської діяльності людини у трансформації басейнових та адміністративно-територіальних систем гірської і рівнинної частин Закарпатської області; 10) визначення інтегрального показника геоекологічної напруги досліджуваних систем; 11) здійснення комплексної еколого-геоморфологічна оцінка стану геоморфосфери басейнових та адміністративно-територіальних систем; 12) розробка конструктивних пропозицій щодо покращання еколого-геоморфологічного стану довкілля, стрижнем якої виступає схема протипаводкового захисту території Закарпатської області.

Для реалізації мети та завдань еколого-геоморфологічних досліджень розроблена система методів, яка складається як з традиційних (морфометричного аналізу рельєфу, дешифрування аерофотознімків, дослідження сучасних геоморфологічних процесів, геоморфологічного картографування наслідків проходження паводків та інші), так і нетрадиційних (історико-географічних, аналізу стану господарських систем, польового картографування об’єктів-забруднювачів, гідроекологічних досліджень, аналізу структури землекористування та інші) для геоморфології методів досліджень.

Комплексна еколого-геоморфологічна оцінка досліджуваних систем включає три основні складові - розрахунок інтегрального показника складності рельєфу, інтегрального показника інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів та інтегрального показника геоекологічної напруги.

Для розрахунку інтегрального показника складності рельєфу проведений аналіз морфометричних показників рельєфу в межах адміністративно-територіальних та басейнових систем Закарпатської області. Основні параметри рельєфу класифіковані на певні класи за їх величиною. Кожному класу присвоєно свій бал у залежності від його ролі у створенні еколого-геоморфологічної напруги території та частки площі, яку вони займають. Поділивши суму балів на кількість параметрів у межах певної системи, отримуємо інтегральний показник складності рельєфу.

Врахувавши поширення, інтенсивність та еколого-геоморфологічні наслідки прояву сучасних геоморфологічних процесів, отримано бальну величину інтегрального показника інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів. Просумувавши інтегральні показники складності рельєфу, інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів та вивівши їх середнє значення, отримано величину геоморфологічного ризику у басейнових та адміністративно-територіальних системах.

Інтегральне оцінювання величини геоекологічної напруги досліджуваних систем проводилося за методикою, розробленою І.Ковальчуком та М.Петровською (2003) для території Розточчя. Суть її полягає в оцінці чинників, що дестабілізують або стабілізують геоекологічний стан природного чи адміністративного району. Для основних чинників впливу на рельєф та інші компоненти ландшафту введено коефіцієнт сили впливу чинника. Крім цього, в залежності від відносної ролі чинника, зокрема його частки у природному чи адміністративному виділі, здійснено бальну оцінку. На останньому етапі проведено корекцію бальної оцінки і визначено інтегральний показник геоекологічної напруги. В роботі дана оцінка стабілізуючих та дестабілізуючих чинників з врахуванням особливостей гірської та рівнинної частин Закарпатської області.

На підставі інтегральних показників складності рельєфу, інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів та геоекологічної напруги отримано комплексний показник еколого-геоморфологічного стану басейнових та адміністративно-територіальних систем.

У другому розділі “Природно-географічні особливості Закарпатської області, їх вплив на формування еколого-геоморфологічного стану території” розкрито своєрідність геолого-тектонічної будови Закарпатської області, що зумовила формування різноманітних типів рельєфу у гірській, передгірській та рівнинній частинах території. Проведений аналіз основних геоморфологічних виділів у межах досліджуваної території, охарактеризований сучасний стан їхнього рельєфу, його зв’язок з літологією, поширенням та інтенсивністю сучасних геоморфологічних процесів. Розкрито вплив різних природно-географічних чинників, зокрема гідрометеорологічних, на рельєф та сучасні геоморфологічні процеси. Виявлені закономірності поширення ґрунтів та рослинного покриву, оцінено їхній вплив на еколого-геоморфологічний стан території Закарпатської області.

У третьому розділі „Геоморфологічний аналіз басейнових та адміністративно-територіальних систем,” базуючись на цифровій моделі рельєфу досліджуваної території у масштабі 1:200 000, розроблена серія морфометричних і морфологічних карт, зокрема вертикального та горизонтального розчленування рельєфу, крутизни та морфології схилів, структурних ліній рельєфу, проаналізовані морфометричні параметри у межах басейнових та адміністративно-територіальних систем, проведено інтегральне оцінювання рельєфу як чинника геоморфологічного ризику досліджуваних систем, здійснено їхню класифікацію за ступенем складності.

На цифровій моделі рельєфу Закарпатської області виділено рівнинний, низькогірний, середньогірний та умовно „високогірний” або альпінотипний рельєф. Високогірний рельєф Українських Карпат – це рельєф з абсолютними висотами більше 1800м, приурочений до районів поширення давніх зледенінь. Виділено три гірські масиви, де поширений високогірний рельєф – Свидовець, Чорногора та Мармарош, які входять до Полонинсько-Чорногірської та Мармароської геоморфологічних областей і лежать у межах Рахівського і Тячівського адміністративних районів.

Вертикальне розчленування рельєфу Закарпатської області. Величина даного показника змінюється від кількох метрів/км2 на рівнині до 130 м/км2 і більше у гірській частині Карпат. Великі значення вертикального розчленування приурочені до районів поширення високогірного рельєфу та району середньовисотних хребтів і гірських груп Привододільних Горган – верхів’я річок Тересви, Тереблі та частини басейну Ріки. У Привододільних Горганах максимальні значення аналізованого показника поширені у районах хребтів Пишконя (басейн Тересви), Кам’янка (вододіл між Тереблею і Рікою), хребта Смерек (басейн Ріки). Мінімальні значення показника вертикального розчленування рельєфу характерні для Закарпатської рівнини – від 1-2 м/км2 до 15-16 м/км2.

Горизонтальне розчленування рельєфу постійними водотоками гірської частини Закарпатської області коливається в межах від 0,8 км/км2 до 7,0 км/км2. Більші величини приурочені до ділянок основних долин, у які безпосередньо впадають водотоки перших-других порядків. Прикладом може виступати ділянка басейну Тереблі між селами Синевір – Колочава (5,6 км/км2 – 7,0 км/км2 ) чи ділянка басейну Тересва між Німецькою Мокрою – Усть-Чорною (більше 7,0 км/км2).

Іншу ситуацію прослідковуємо у районі Іршавської улоговини та Закарпатської рівнини. Тут також спостерігаються високі показники горизонтального розчленування, але природно-антропогенними та антропогенними водотоками. Під природно-антропогенними розуміємо природні водотоки, що мають каналізовані та спрямлені русла річок, а під антропогенними – штучно створені меліоративні канали. У басейнах Боржави, Латориці і Тиси виділено чотири райони з максимальними значеннями природно-антропогенного горизонтального розчленування рельєфу (5,6 км/км2 –7,0 км/км2 та більше 7,0 км/км2), зокрема: 1) нижня частина басейну Латориці у районі сіл Червоне, Великий Добронь, Стрибичево, Малі Геївці, Зняцево; 2) частина басейну Тиси на північ від Берегова; 3) нижня частина басейну Боржави в околицях сіл Боржава, Оросиєво, Чорний Потік та ін.; 4) середня частина басейну Боржави в околицях сіл Білки, Мала Ростока та м.Іршава. Велика кількість каналів на Закарпатській рівнині не виконують своїх функцій, а перетворилися у локальні колектори забруднюючих речовин, створюючи ряд екологічних проблем.

За крутизною схилів територію Закарпатської області поділено на дві суттєві відмінні частини – рівнинну і гірську. У рівнинній частині, яка охоплює нижні частини басейнів Латориця, Уж, Боржава, Тиса крутизна схилів становить 1-3°, тобто маємо практично вирівняні субгоризонтальні поверхні. На фоні Закарпатської рівнини виділяється Берегірське горбогір’я з крутизною схилів 5-10°. Невеликі значення крутизни схилів переважають у районах низькогірного і терасового рельєфу Хустсько-Солотвинської улоговини та Березне-Ліпшанської міжгірської долини, зокрема у долині р.Тур’ї. У гірській частині південно-західного макросхилу Українських Карпат великі значення крутизни схилів спостерігаються у межах басейнів Чорної та Білої Тиси, Косівської, Шопурки. Схили крутизною більше 30° характерні для верхніх частин басейнів Тересви, Тереблі, Ріки, які охоплюють середньовисотні хребти Привододільних Горган, а також гірські масиви Боржави та Красної (Полонинський хребет). На карті крутизни схилів особливо виділяється західна частина Полонини Боржави з вершинами Стій (1681м) та Великий Верх (1598м).

Створена карта морфології схилів дала можливість виділити горизонтальні поверхні та випуклі і ввігнуті схили. Ввігнуті схили як правило приурочені до привододільних частин хребтів. Вони мають значне поширення у гірських частинах басейнів Ріки, Тереблі, Тересви, Шопурки, Косівської, Білої та Чорної Тиси. В цій частині Українських Карпат часто зустрічаються ступінчасті схили. Випуклі схили приурочені в основному до долин річок. В долинах головних річок вони опираються на їхні тераси, а в басейнах водотоків нижчого рангу – безпосередньо контактують з руслом річки чи її сучасною заплавою, що особливо небезпечно при знищенні на них рослинного покриву, як це ми спостерігали у басейні Тересви. Горизонтальні і субгоризонтальні поверхні мають значне розповсюдження на Закарпатській рівнині, в долинах основних річок (фіксують терасові поверхні), міжгірських улоговинах та на вододільних поверхнях.

Для аналізу рельєфу басейнових та адміністративно-територіальних систем Закарпатської області розроблена і проведена бальна оцінка його основних морфометричних параметрів, в якій враховані не тільки величина параметру, але й частка його площі у межах досліджуваних систем. На основі цифрової моделі рельєфу за допомогою програми ArcMap у межах досліджуваних систем обчислювалась частка площі з певною абсолютною висотою, крутизною схилів, горизонтальним та вертикальним розчленуванням рельєфу. За величиною параметра та його часткою у системі визначалась величина балу. Інтегральні результати оцінки (табл. 1, 2) використані нами при аналізі складності рельєфу та величини геоморфологічного ризику.

У розділі проводиться детальний аналіз спектру і поширення найважливіших геоморфологічних процесів, зокрема лінійної та площинної ерозії, гравітаційних і руслових процесів. Зупинимось на короткій характеристиці основних з них.

Аналіз еродованості ґрунтового покриву Закарпатської області включав визначення ступеня еродованості сільськогосподарських угідь і ріллі та ступеня ураження території ярковою ерозією. Зона максимальних значень показника еродованості сільськогосподарських угідь займає передгірську частину Українських Карпат та частково охоплює рівнинну територію з схилами крутизною 50, густою ярково-балковою та річковою мережею, високою розораністю земель ( 70% в Берегівському, 65% в Виноградівському та 60% у Мукачівському районах). В основному це територія середньої частини басейнових систем Ужа, Латориці, Боржави. Землі, які піддаються дії водної ерозії, займають найбільші площі у Міжгірському ( 9,1 тис.га, що становить 25,9% від загальної площі району) та Іршавському районах (7,8 тис.га, 20,9% від площі його території).

У структурі еродованих угідь частка площ ґрунтів з різним ступенем еродованості у гірських та рівнинних районах суттєво відрізняється. Для рівнинних територій характерна висока частка слаборозмитих ґрунтів. Так, цей показник в Ужгородському районі (басейн Ужа) становить 7,4%, у Мукачівському (басейн Латориці) – 4,2%, Іршавському (басейн Боржави) – 6,8%, Берегівському (басейн Тиси) – 0,8% та Виноградівському (басейни Тиси та Боржави) – 0,4%. Частка сильнозмитих ґрунтів найбільша у Воловецькому та Свалявському адміністративно-територіальних районах (відповідно 0,4 та 0,5 тис.га). Загальна кількість еродованих сільськогосподарських угідь на території Закарпатської області станом на 1.01.2004 року становила 39,7 тис.га, а в 1990 році цей показник не перевершував 32,1 тис. га, що свідчить про збільшення площі еродованих земель на 7,5 тис.га. Основними причинами збільшення їхньої площі є: 1) включення у ріллю земель на схилах, крутіших 7-100; 2) недосконала агротехніка обробітку земель; 3) інтенсивний розвиток ерозійних процесів.

Порівняльний аналіз ураження ярами даної території свідчить, що у 1982р. найвищий коефіцієнт ярковості був характерний для Великоберезнянського (2,2%), Воловецького (1,2%), Міжгірського (0,30%), Перечинського (0,33%), Тячівського (0,26%), Свалявського (0,19%), Хустського (0,13%), середній - Мукачівського, Ужгородського, Виноградівського, а найнижчий - Берегівського (0,004%) та Рахівського (0,001%).

Під дією сили гравітації в даному регіоні активно розвиваються зсуви, селі, опливини, снігові лавини, осипи, які особливо активізуються у паводкові та післяпаводкові періоди, часто набирають рис катастрофічного характеру.

За матеріалами Закарпатської ГРЕ з використанням програми ArcMap була сформована база даних та складені різночасові карти і картосхеми масштабу 1 : 200000 поширення та щільності зсувів на території Закарпатської області як у межах адміністративних районів, так і в басейнових системах. Аналізувались три часові зрізи, зокрема: 1) поширення та щільність зсувів до 1998 року; 2) поширення та щільність зсувів з 1998 по 2002 роки; 3) поширення та щільність зсувів у 2003 році. Ці періоди вибрані не випадково, бо вони враховують період активізації зсувів після проходження катастрофічних паводків у 1998 та 2001 роках.

Поширення зсувів на території досліджень є надзвичайно нерівномірним. Максимальна кількість зсувів зафіксована у Тячівському (491зсув), Хустському (100 зсувів) та Міжгірському (82 зсуви) адміністративних районах. Нерівномірною є активність виникнення та активізації зсувів у різні часові зрізи. У Тячівському районі станом на 1998 рік закартографовано 318 зсувів, що становить 58,68% від загальної кількості зсувів Закарпатської області у даний період. У період з 1998 року по 2002 рік виникло 109 зсувів, а в 2003 році – 64 зсуви.

Таблиця 1

Інтегральне оцінюваня морфометричних параметрів рельєфу як чинника геоморфологічного ризику адміністративно-територіальних систем Закарпатської області  

Оцінка рельєфу, бали

N п/п | Райони | Абсолютна | Крутизна | Вертикальн | Горизон-тальне | Сума | Середній (інтеграль-ний)

бал  

висота | схилів | розчленув. | розчленування | балів  

Гірська і передгірська територія

1 | Рахівський | 4,97 | 5,56 | 5,56 | 4,74 | 20,83 | 5,21

2 | Перечинський | 4,08 | 5,55 | 4,57 | 4,01 | 18,21 | 4,55

3 | Великоберезнянський | 4,08 | 5,56 | 4,56 | 4,77 | 18,97 | 4,74

4 | Воловецький | 3,97 | 5,57 | 4,98 | 4,80 | 19,32 | 4,83

5 | Свалявський | 4,08 | 5,55 | 5,54 | 3,42 | 18,59 | 4,65

6 | Міжгірський | 3,97 | 5,56 | 4,96 | 4,74 | 19,23 | 4,81

7 | Іршавський | 3,19 | 5,54 | 5,56 | 3,97 | 18,26 | 4,56

8 | Хустський | 4,08 | 5,55 | 5,56 | 4,76 | 19,95 | 4,99

9 | Тячівський | 4,07 | 5,55 | 5,56 | 4,97 | 20,15 | 5,04  

Рівнинна територія

10 | Берегівський | 0,43 | 2,89 | 1,09 | 4,47 | 8,88 | 2,22

11 | Ужгородський | 1,76 | 4,56 | 3,67 | 4,97 | 14,96 | 3,74

12 | Мукачівський | 1,76 | 4,56 | 5,56 | 4,41 | 16,29 | 4,07

13 | Виноградівський | 1,77 | 5,58 | 2,19 | 4,74 | 14,28 | 3,57

Таблиця 2

Інтегральне оцінювання морфометричних параметрів рельєфу як чинника геоморфологічного ризику басейнових систем Закарпатської області  

Оцінка рельєфу, бали

N п/п | Назва басейну | Абсолютна | Крутизна | Вертикальн. | Горизонтал. | Сума | Середній (інтегральний)  

висота | схилів | розчленув. | розчленув | балів | бал

1 | Уж | 4,07 | 5,54 | 4,56 | 3,97 | 18,13 | 4,53

2 | Шопурка | 3,97 | 5,55 | 5,57 | 3,76 | 18,84 | 4,71

3 | Біла Тиса | 4,74 | 5,57 | 4,96 | 3,96 | 19,23 | 4,81

4 | Чорна Тиса | 4,76 | 5,56 | 5,47 | 3,97 | 19,75 | 4,94

5 | Кісва, Косівська | 4,97 | 5,57 | 5,56 | 3,42 | 19,52 | 4,88

6 | Тиса 1 | 4,96 | 5,57 | 4,56 | 3,77 | 18,85 | 4,71

7 | Тиса 2 | 3,98 | 5,55 | 5,56 | 3,97 | 19,05 | 4,76

8 | Тересва | 3,96 | 5,55 | 5,56 | 4,08 | 19,14 | 4,79

9 | Теребля | 4,07 | 5,56 | 5,56 | 3,99 | 19,18 | 4,79

10 | Тиса 3 | 1,21 | 4,55 | 2,88 | 3,74 | 12,39 | 3,10

11 | Тиса 4 | 1,77 | 5,56 | 2,88 | 3,97 | 14,17 | 3,54

12 | Тиса 5 | 1,77 | 5,57 | 2,18 | 3,97 | 13,48 | 3,37

13 | Тиса 6 | 0,77 | 2,89 | 1,59 | 4,09 | 9,34 | 2,33

14 | Боржава | 4,08 | 5,56 | 5,45 | 3,74 | 18,83 | 4,71

15 | Ріка | 4,08 | 5,56 | 5,46 | 3,98 | 19,08 | 4,77

16 | Латориця | 4,07 | 5,55 | 5,46 | 3,96 | 19,03 | 4,76

де, *- частина частина басейну Тиси, що опирається на її основне русло на відтинку: 1 -Рахів – Луг; 2 – Великий Бичків -Тересва; 3 – Бедевля –Буштино; 4 – Буштино-Хуст; 5 – Хуст- Вари; 6 – Вари –Чоп.

Коротко проаналізуємо два основні райони поширення зсувів у межах басейну Тересви. Перший район охоплює переважно Кросненську зону та смугу її контакту з Дуклянською зоною. Більшість зсувів цієї території були зафіксовані до 1998 року. Вони приурочені до схилів долин потоків Мокрянки, Ялівця, Брустранки, а також їх допливів. Для цієї зони характерні складні блокові зсуви з чіткими зсувними терасами та ділянки розвитку так званого дрібногорбистого рельєфу (Рудько, 2002). Їхня щільність поблизу сіл Німецька Мокра та Руська Мокра станом на 1998 становить 0,8 - 0,9 зсувів на км2, в районі Лопухова – 0,3 - 0,4 зсуви на км2 та Усть Чорної – 0,4 зсуви на км2. Більшість зсувів активізувалась у періоди проходження катастрофічних паводків 1998 і 2001 рр.

Максимальна кількість зсувів різних типів у другому районі зосереджена поблизу сіл Вільхівці, Вільхівчик-Лази, Вільхівчик, Нересниці, Терново, Вишоватий. Багато зсувів зафіксовано до 1998 року в районі села Терново. Тут їх щільність станом на 1998 рік становить 1,9 зсува на км2. Висока щільність виявлена поблизу сіл Глибокий потік (0,5 зсува/км2), Добрянське (0,7 зсува/км2), Нересниця (0,9 зсува/км2), Ганичі (0,6 зсува/км2), Вільхівці – Лази (0,6 зсува/км2). Їхня щільність в цей період змінюється в межах 0-1,9 зсува на км2. Максимальна щільність зсувів у нижній частині басейну Тересви зумовлена поєднанням сприятливих літологічних особливостей території з високою її сейсмічністю (розташуванням у зоні контакту Панонської плити зі складчастою системою Карпат). За механізмом утворення в досліджуваному регіоні переважають два типи зсувів: зсуви-потоки та зсуви ковзання, як правило з великою площею зсувної маси (Рудько, 2002).

Аналіз картосхем щільності зсувів станом на різні часові зрізи свідчить про наявність великої кількості зсувів у басейнах Білої Тиси (райони сіл Розтоки, Богдан), Ріки (басейн правого допливу Широкий), Тереблі (околиці Тереблянського водосховища, басейн Великої та Малої Угольки), правих допливів Тиси – потоку Глибокий Потік, Шопурки та Косівської.

Головною метою інтегрального геоморфологічного оцінювання басейнових та адміністративно-територіальних систем території Закарпатської області було визначення величини їхнього геоморфологічного ризику. Воно здійснене шляхом

врахування: 1)інтегрального показника складності рельєфу; 2) інтегрального показника інтенсивності і прояву основних ендогенних та екзогенних чинників.

Визначення інтегрального показника складності рельєфу у межах адміністративно-територіальних та басейнових систем проводилась шляхом сумування середніх оціночних балів морфометричних параметрів рельєфу та визначенням їх середньоарифметичного значення. За величиною цього показника досліджувані системи можна класифікувати на чотири групи: 1) 2-3 бали – з простим рельєфом; 2) 3-4 бали – з складним рельєфом; 3) 4-5 – з дуже складним рельєфом; 4) більше 5 балів – з надзвичайно складним рельєфом. Так, середній бал оцінки у межах адміністративних районів змінюється від 2,22 бала до 5,21 бала, а у басейнових системах – від 2,33 бала до 4,94 бала (табл.1,2).

Вагомою складовою визначення величини геоморфологічного ризику є оцінка ролі домінантних геоморфологічних процесів та їхнього впливу на життя і господарську діяльність людини. Ці дані дозволили визначити ступінь ризику прояву небезпечних процесів у межах басейнових та адміністративно-територіальних систем. Максимальний ризик характерний для Тячівського району (4,5 бала), а мінімальний – для Перечинського району (1,3 бала). В основних басейнах річок даний показник коливається у межах від 4,2 бала (басейн Тересви) до 1,4 бала в басейні Латориці.

Інтегрувавши середній бал оцінки складності рельєфу та середній бал ризику прояву сучасних геоморфологічних процесів, дістанемо величину геоморфологічного ризику території. Для адміністративно-територіальних систем він змінюється від 2,21 до 4,77, а для басейнів – від 2,12 до 4,67. За його величиною виділяємо чотири групи басейнів та адміністративно-територіальних систем: 1) з низьким; 2) середнім; 3) високим; 4) дуже високим геоморфологічним ризиком (рис.1, 2).

У четвертому розділі “Господарська діяльність людини як геоморфологічний та екологічний чинник функціонування басейнових й адміністративно-територіальних систем” в межах Закарпатської області виділяємо такі основні види антропогенного впливу на рельєф: 1) аграрний (землеробський, тваринницький); 2) лісогосподарський; 3) поселенський; 4) транспортний; 5) промисловий; 6) гірничовидобувний; 7) меліоративний; 8) рекреаційний.

При оцінюванні ролі основних видів господарської діяльності людини у трансформації басейнових та адміністративно-територіальних систем гірської і рівнинної частин Закарпатської області визначились та аналізувались: структура земельного фонду, поширення різновікових лісів та динаміка їх частки у межах досліджуваних систем, структура сільськогосподарських угідь, забудованих територій, земель промисловості, транспорту і зв’язку, інженерно-технічної інфраструктури, а також частка земель, зайнятих антропогенними формами, зокрема кар’єрами, відкритими родовищами. Обчислена густота автомобільних

доріг, ліній електропередач, трубопроводів, щільність кар’єрів та відкритих рудників, населених пунктів тощо.

Проведений аналіз впливу господарської діяльності людини на геоморфосферу адміністративно-територіальних і басейнових систем Закарпатської області показав чітку диференціацію його показників у межах гірської та рівнинної частин досліджуваної території. Основними видами антропогенного навантаження на рельєф рівнинної частини досліджуваної території є землеробське, житлове, (забудова, господарські будівлі та двори), транспортне (автомобільні і залізничні дороги, господарські шляхи і прогони), промислове (об’єкти промислового виробництва), інфраструктурне (інженерно-технічна інфраструктура). Високу екологічну напругу у геоморфосфері рівнинної території створює експлуатація кар’єрів та відкритих родовищ. Якщо частка площі земель, зайнята під кар’єрами та відкритими родовищами, є невеликою і змінюється від 0,12% у Мукачівському районі до 0,55% у Берегівському районі, то їх кількість є доволі великою і відповідно становить 11 та 17 кар’єрів у цих районах. На рівнинній території високою є ступінь меліорованості угідь.

Для адміністративно-територіальних та басейнових систем гірської частини території Закарпатської області головним чинником, дестабілізуючим еколого-геоморфологічний стан, є зведення лісів. Лісогосподарське навантаження за останні роки перевищує допустимі норми. Частка лісистості знизилася до критичної межі. Тепер у гірській зоні вона становить 53%, а в рівнинній і передгірській – лише 25,2%. Відомо, що оптимальна лісистість Карпат повинна становити 60-65% (Комендар, 2000, Генсірук, 2002).

Врахування найважливіших екостабілізаційних та дестабілізаційних чинників впливу на стан геоморфосфери території Закарпатської області дозволило обчислити інтегральний показник геоекологічної напруги. Його величина станом на 2004 рік коливається у межах адміністративно-територіальних систем від 0,18 бала до 2,95 бала. На основі даного показника виділено п’ять класів адміністративно-територіальних систем: з практично відсутньою геоекологічною напругою (Рахівський), дуже слабкою (Воловецький, Міжгірський), помірною (Свалявський), високою (Великоберезнянський, Іршавський, Перечинський, Тячівський, Виноградівський, Мукачівський) та дуже високою або кризовою (Хустський, Берегівський, Ужгородський). Аналіз даних (станом на 1982 рік) показав, що на території Закарпатської області взагалі відсутні адміністративно-територіальні системи з дуже високою (кризовою) геоекологічною напругою. Високі показники геоекологічної напруги були тільки у двох адміністративно-територіальних районах Закарпатської області – Ужгородському та Берегівському. Тенденція зростання величини інтегрального показника геоекологічної напруги за досліджуваний період вказує на різке погіршення екологічного стану території Закарпатської області, а при збереженні тенденції у найближчі кілька років – виникнення кризової екологічної ситуації.

Сумувавши величини інтегральних показників складності рельєфу, геоморфологічного ризику та геоекологічної напруги, отримали величину

комплексної еколого-геоморфологічного оцінки стану геоморфосфери у розрізі адміністративно-територіальних систем (рис.3, 4).

У п’ятому розділі ”Еколого-геоморфологічний стан басейнових систем Закарпатської області та заходи щодо його оптимізації” проаналізовано сучасний еколого-геоморфологічний стан основних басейнових систем, зокрема оцінена роль геолого-геоморфологічних та антропогенних чинників формування повеней і паводків у цьому регіоні та проаналізовані еколого-геоморфологічні наслідки їхнього впливу на довкілля. Проведена оцінка багаторічної динаміки якості поверхневих вод. На основі власних польових досліджень здійснений детальний аналіз стану забруднення поверхневих вод на репрезентативних ділянках р.Уж та р.Латориці. Вивчалась мінералізація річкової води, транспортування ріками екологічно небезпечних хімічних речовин, тенденції і варіації цих показників, причини змін, що відбуваються у р.Уж на відтинку від Перечинського району до м.Ужгород (кордон з Словаччиною) та на р.Латориця від м.Свалява (район хімзаводу) до м.Чоп (с.Теглиш).

Станом на 2003 рік отримана оцінка якості поверхневих вод за вмістом специфічних речовин токсичної і радіаційної дії, за критеріями забруднення компонентами сольового складу, за трофосапробіологічними (еколого-санітарними) критеріями. За співвідношення до ГДК виділені певні класи якості води, подано їх просторовий аналіз. В цілому за показниками якості поверхневих вод геоекологічний стан басейну Тиси можна оцінити як задовільний. Суттєво він погіршується у роки з екстремальними паводками і повенями, коли в річку попадають органічні і хімічні забруднюючі речовини, а також продукти ерозії схилових і заплавно-долинних ґрунтів.

На основі проведених досліджень запропонована система заходів, спрямованих на оптимізацію еколого-геоморфологічного стану досліджуваної території, ключовим елементом якої є схема протипадовкового захисту території Закарпатської області. У схемі виділяється три основні блоки: гідротехнічний, лісотехнічний та організаційний. В кожному з блоків запропоновані конкретні пропозиції щодо захисту населених пунктів та господарських об’єктів від шкідливого впливу повеней і паводків.

ВИСНОВКИ

У дисертації вперше для території Закарпатської області дано наукове