Начиная со второй половины XX века, роль антропогенной составляющей при оценке колебаний водных ресурсов в ряде случаев становится соизмеримой с природными воздействиями. Одним из наиболее мощных антропогенных факторов воздействия на речной сток являются преобразование ландшафтов в ходе хозяйственной деятельности, в частности в результате крупномасштабные гидротехнические мелиораций.
Целью настоящего исследования является оценка изменений водного режима рек, вызванных деградацией и сработкой торфяно-болотных почв, находящихся под сельскохозяйственным использованием и подстилаемых различными по механическому составу минеральными грунтами, в зависимости от доли, занимаемой ими площади на водосборе.
Используемые материалы и методика исследований
Для оценки трансформации водного режима рек использованы материалы стационарных наблюдений Республиканского гидрометеорологического центра Министерства природных ресурсов и окружающей среды Республики Беларусь, опубликованные в государственных кадастрах.
Воднобалансовые исследования речных водосборов выполнены с использованием метода гидролого-климатических расчетов, разработанного В.С. Мезенцевым и основанного на совместном решении уравнений водного и теплоэнергетического балансов [1], который реализован нами в виде компьютерной программы «Баланс». Результаты моделирования с использованием программы свидетельствуют о достаточной точности расчета водного баланса как для практического применения, так и для теоретических исследований, что подтверждается данными гидрометрических наблюдений на малых рек Полесья с площадью водосбора не более 1000 км2.
Обсуждение результатов
Учитывая направленность и степень изменений гидрологического режима рек Беларуси вообще и рек Белорусского Полесья в частности, модельным объектом выбран бассейн р. Ясельда, в рамках которого проведены гидролого-климатические исследования. Выбор объекта исследования объясняется его репрезентативностью для Белорусского Полесья и степенью антропогенной нагрузки в виде гидротехнических мелиораций и последствий эксплуатации мелиоративных земель.
Осушение мелкозалежных торфяников с последующим их использованием под пропашные культуры привело к сработке верхнего торфяно-болотного слоя, и на поверхность выступили подстилающие минеральные породы. Смена ландшафта с последующей сменой испаряющей поверхности водосбора не могла не сказаться на трансформации водного режима рек, в бассейнах которых произошли подобные трансформации. Поэтому естественный водный режим в Ясельды в настоящее время существенно трансформировался. До массового осушения в бассейне р. Ясельда болота составляли 34 %, заболоченный лес — 6 %, а общая заболоченность — 45 % от площади водосбора в замыкающем створе г. Береза [2]. В основе численного эксперимента лежала модель водного баланса р. Ясельда в створе г. Береза с настройкой параметров по данным гидрометслужбы на 1962 г., т. е. до начала массовых гидротехнических мелиораций. Далее моделировался климатический сток на водосборе р. Ясельда с различных подстилающих поверхностей и сопоставлялся с климатическим стоком с торфяно-болотных почв. Смоделированные гидрографы стока показали, что наибольшие различия в изменении стока наблюдаются при сработке торфяников подстилаемыми песками.
Следующим этапом явилась оценка трансформации речного стока в зависимости от величины площади сработки торфяно-болотных почв. Численный эксперимент проведен для следующих условий: на 10, 20, 30 % площади водосбора произошла сработка торфяно-болотных почв, и на поверхность выступили минеральные грунты. При этом рассматривалось 4 вида подстилающих минеральных почвогрунтов: песок, супесь, суглинок и глина. Проведенные исследования показали, что наибольшее изменение стока вследствие выработки торфа на заболоченной территории характерно для максимальной исследуемой площади, занимаемой торфяниками и равной 30 % всей площади водосбора. Причем в наибольшей степени изменению стока подвержены заболоченные территории, на которых торф подстилается песком. Для таких территорий характерно наибольшее увеличение стока воды в марте, а максимальное по модулю уменьшение стока наблюдается в мае-июне.
Выводы
При оценке изменений водного режима, вызванных сработкой торфяно-болотных почв с различных подстилающих поверхностей в зависимости от занимаемой ими площади, установлено, что наибольшей трансформации стока подвергнутся бассейны, на которых произойдет сработка торфа, подстилаемого песком, на 30 % всей площади водосбора. При этом среднее годовое значение стока воды изменится незначительно, но произойдет существенное внутригодовое перераспределение стока.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об изменении водного режима малых рек Белорусского Полесья в условиях трансформации ландшафтов, что требует разработки компенсационных мероприятий для поддержания речных экосистем в равновесном состоянии.
Литература
- Мезенцев, В.С. Расчеты водного баланса / В.С. Мезенцев. — Омск: ОмскСХИ, 1976.-76 с.
- Ресурсы поверхностных вод СССР. Белоруссия и Верхнее Поднепровье. — Л.: Гидрометеоиздат, 1966. — Т. 5, ч. 2. — 720 с.
Автор: А.А. Волчек
Источник: Современные проблемы ландшафтоведения и геоэкологии: материалы IV Междунар. научн. конф., 14-17 октября 2008 г. / Бел гос. ун-т; редкол. И.И. Пирожник [и др.]; науч. ред. А.Н. Витченко. – Мн.: БГУ, 2008. — 356 с. Ст. 221-223.