авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

ИНСТИТУТ ГЛОБАЛЬНОГО КЛИМАТА И ЭКОЛОГИИ РОСГИДРОМЕТА И РАН

РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

БАССЕЙНА ДНЕПРА

НА ТЕРИТОРИИ

РОССИИ

Под общей редакцией

Г.М. Черногаевой, А.С. Зеленова, М.С. Зеленовой, Ю.А. Малеванова

МЕТЕОАГЕНТСТВО РОСГИДРОМЕТА

МОСКВА 2009

УДК 504.054.574.3

504.453.054

Экологическое состояние бассейна Днепра на территории России (Под общей редакцией Г.М. Черногаевой, А.С. Зеленова, М.С. Зеленовой, Ю.А. Малеванова). – М.: Метеоагентство Росгидромета, 2009.

В монографии рассматриваются природные и антропогенные предпосылки экологической напряженности связанные с изменением климата и хозяйс твенной деятельности в бассейне Днепра на территории России. Представле ны количественные и качественные данные о природных ресурсах, загряз нении природной среды и биоразнообразии на рассматриваемой территории.

После образования в 1991 году независимых государств Украины, Беларуси и Российской Федерации остро возник вопрос о совместном использовании и охране природных ресурсов в бассейне р. Днепр. В связи с этим рассмот рены приоритетные трансграничные проблемы.

Выводы и рекомендации, а также полученные данные предназначены для органов управления природоохранной деятельностью, проектных, научных, международных организаций и информирования общественности.

Авторский коллектив: Василенко В.Н., Зеленов А.С., Зеленова М.С., Израэль Ю.А., Квасникова Е.В., Комаров И.К., Коронкевич Н.И., Кочуров Н.И., Кухта А.Е., Малеванов Ю.А., Петухов В.А., Резник Э.А., Черногаева Г.М.

Рецензент: доктор географических наук, профессор А.А. Тишков Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 09-05-07008-д ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. БАССЕЙН РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ ДНЕПРА, ЕГО МЕЖДУНАРОДНАЯ РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ 1.1. Исторический очерк 1.2. Природные условия 1.2.1. Общая характеристика бассейна 1.2.2. Климат 1.2.3. Рельеф 1.2.4. Почвы 1.2.5. Растительность 1.3. Природно-ресурсный потенциал бассейна Верхнего Днепра 1.3.1. Земельные ресурсы 1.3.2. Водные ресурсы 1.3.3. Лесные ресурсы 1.3.4. Минерально-сырьевые ресурсы 1.4. Глобальные тенденции изменения экологической ситуации 2. ПРИРОДНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА, ФОРМИРОВАНИЕ ПРИРОДНОГО КАЧЕСТВА ВОДЫ Р. ДНЕПР И ЕГО ПРИТОКОВ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ 2.1. Гидрологический режим, факторы, влияющие на его изменение 2.2. Формирование природного качества воды 2.3. Пространственный и временной анализ водосборной территории основного русла р. Днепр (на территории РФ) 2.3.1. Методика исследования 2.3.2. Пространственный анализ водосборной территории 2.3.3. Многолетние колебания речного стока 2.3.4. Сезонное распределение речного стока 2.3.5. Среднемесячное распределение речного стока 2.3.6. Среднесуточное распределение речного стока 3.

СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В РЕГИОНЕ 3.1. Административно-территориальное деление 3.2. Особенности демографического и социального развития 3.3. Расселение населения 3.4. Санитарно-гигиеническая ситуация, здоровье населения 3.4.1. Комплексная оценка здоровья населения 3.5. Производственная деятельность населения 3.5.1. Промышленность 3.5.2. Сельское хозяйство 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ 4.1. Питьевое водоснабжение и хозяйственно-бытовое обеспечение населения 4.2. Промышленное и сельскохозяйственное водопотребление 4.3. Общее водопользование 5. ПОСТУПЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В РЕЧНЫЕ ВОДЫ 5.1. Поступление загрязняющих веществ со сточными водами населенных пунктов (коммунальное хозяйство) 5.2. Поступление загрязняющих веществ со сточными водами промышленных и сельскохозяйственных предприятий 5.3. Поступление загрязняющих веществ с ливневыми сточными водами и от площадных (диффузных) источников загрязнения 5.3.1. Поступление загрязняющих веществ с поверхностным стоком с урбанизированных территорий 5.3.2. Поступление загрязняющих веществ с поверхностным стоком с водосборов (сельскохозяйственные угодья, животноводческие фермы) 5.4. Состояние очистки хозяйственно-бытовых (коммунальных) промышленных сточных вод и сточных вод сельскохозяйственных предприятий 5.5. Трансграничный перенос загрязняющих веществ 6. СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ 6.1. Состояние атмосферного воздуха 6.1.1. Загрязнение воздушного бассейна 6.1.2. Выпадения серы и азота в результате трансграничного переноса загрязняющих воздух веществ 6.2. Состояние почвенного и растительного покрова 6.3. Состояние качестваводных объектов 6.3.1. Мониторинг 6.3.2. Комплексная оценка качестваречных вод 6.3.3. Анализ результатов экспедиционных исследований 6.4. Промышленные и коммунальные твердые отходы 6.5. Влияние аварии на ЧАЭСна экологическое состояниев бассейне российской части Днепра 6.5.1. Уровни радиоактивного загрязнения в период до аварии на Чернобыльской АЭС.

Естественный радиационный фон в регионе 6.5.2. Радиоактивное загрязнение в результате аварии на Чернобыльской АЭС долгоживущими радионуклидами.

Зонирование загрязненной территории в соответствии с отечественным законодательством 6.5.3. Особенности поведения радионуклидов в почвах ландшафтов водосборных площадей малых рек бассейна 6.5.4. Современные уровни загрязнения почв и поверхностных вод. Радиоэкологическое районирование территории 6.5.5. Прогноз изменения загрязнения почвенного покрова 6.5.6. Изучение уровней современного воздействия радиоактивного загрязненияна население 7. СОСТОЯНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ 7.1. Видовой состав биоценозов 7.2. Основные места обитания редких видов животного и растительного мира 7.3. Характеристика водозависимых природных комплексов 7.4. Воздействие результатов антропогенной деятельности на биологическое и генетическое разнообразие 8. ПРИРОДНО-ЗАПОВЕДНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 8.1. Охраняемые территории региона 8.1.1. Центрально-Черноземный государственный природный заповедник 8.1.2. Государственный природный заповедник «Белогорье» (бывший заповедник «Лес-на-Ворскле») 8.1.3. Заповедник «Брянский лес» 8.1.4. Государственный природный заповедник «Калужские засеки» 8.1.5. Национальный парк«Орловское Полесье» 8.1.6. Национальный парк«Смоленское Поозерье» 8.1.7. Национальный парк «Угра» 8.2. Трансграничные аспекты 8.2.1. Траснграничные миграции птиц 8.2.2. Трансграничные миграции гидробионтов ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ Бассейн р. Днепр представляет собой сложную речную систему, имеющую высокую экономическую, социальную и экологическую ценность. Это крупный хозяйственный многоотраслевой комп лекс с высоким уровнем освоенности и антропогенной нагрузки на земельный водный потенциал и биологическое разнообра зие. На его территории размещены крупные населенные пункты, большое количество средних и малых городов, промышленные центры, сельскохозяйственные угодья.

Территориальное размещение водных ресурсов Днепра и фун кциональная структура производственных сил, сложившаяся в советский период, обусловили деление бассейна на зону форми рования стока с незначительным хозяйственным потреблением (Россия, Беларусь) и зону транзита стока (Украина ниже Киева) с малой приточностью и большим спросом на воду. Основная доля стока Днепра формируется на территориях России и Беларуси.

Гидрографическая сеть бассейна Днепра является зеленым ко ридором для миграции перелетных птиц и других наземных и водных организмов. Территория бассейна охватывает разные природные зоны и провинции, что обусловило формирование большого популяционного, видового, ценотического и геосис темного богатства. Наличие в бассейне Днепра сильно обвод ненных и заболоченных пойм рек и низинных болот определя ет международную значимость данного региона для сохранения биоразнообразия.

После образования в 1991 году независимых государств – Рос сийской Федерации, Беларуси и Украины – река Днепр превра тилась в трансграничный водный объект, в связи с чем остро возник вопрос о совместном международном использовании и охране р. Днепр и его бассейна. Определенные шаги для реше ния этого вопроса в рамках двусторонних межправительствен ных Соглашений и Соглашений в рамках СНГ и ЕЭК делаются уже с 1992 года. Однако несовпадение створов гидрологичес кого и гидрохимического мониторинга с новыми государствен ными границами (по старой системе мониторинга первый створ ниже г. Смоленск находится теперь на территории суверенной Беларуси в г. Орше), что затрудняет корректную оценку транзи та речного стока и выноса с ним загрязняющих веществ, а также воздействие на эти процессы влияния изменяющегося климата.

В работе экологическое состояние региона определяется харак теристикой природной среды, естественной и антропогенно из мененной, с точки зрения условий жизни и деятельности людей, а также функционирования наземных и водных экосистем.

Рассмотрены приоритетные трансграничные проблемы, анализ которых дает основу для разработки национальных мероприя тий по улучшению экологической ситуации и обеспечению ус тойчивого развития бассейна р. Днепр.

1. БАССЕЙН РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ ДНЕПРА, ЕГО МЕЖДУНАРОДНАЯ РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ 1.1. Исторический очерк Древние греки называли Днепр Борисфеном (встречается также Борустен), то есть «тот, который течет из севера». Само название Днепр появилось в источниках только в IV столетии н.э. [11].

Днепр – колыбель трех славянских народов, корни которых ухо дят вглубь на 10-12 тыс. лет. Наиболее ранние письменные ис точники (греческие и римские) о славянах относятся к первым столетиям нашей эры. Сам термин «славяне» («склавины») впер вые встречается в трудах готского историка Иордана (VI ст.н.э.).

Лингвистами установлено, что славянский язык принадлежит к древнейшей языковой группе и что предки славян сформиро вались в северной зоне индоевропейского массива. Историки разделили доисторический период славянства на четыре эта па: языковые предки славян (неолит, энеолит), протославяне (III – начало II тыс. до н.э.), праславяне (бронзовый век, вторая половина II тыс. до н.э.), праславяне, попавшие под влияние фракийцев, иллирийцев, германцев, скифов и других народов (конец II - начало I тыс. до н.э.), обособление славян (середина II тыс. до н.э.). Допускается также существование германо-бал то-славянской общности, предшествующей балто-славянской.

При этом важная коммуникационная роль принадлежит Днепру и его притокам.

Приблизительно 10-12 тысяч лет назад на Земле произошли значительные климато-географические изменения, связанные с общим потеплением. Началась новая геологическая эпоха – го лоцен, которая продолжается и по настоящее время. На этот пе риод приходится начало новой исторической эпохи – мезолита.

Историками и археологами доказано, что в это время в днепро петровском Надпорожье жили представители трех антропологи ческих типов – древнесредиземноморского, протоевропейского и смешанного, образовавшегося в результате ассимиляции двух первых. Процесс формирования антропологического состава об щности Поднепровья продолжался и на протяжении следующих тысячелетий, вследствие миграционных пульсаций и волн.

Конец V – начало IV тыс. до н.э. выделяется регулярными засуш ливыми периодами, когда уровень в реках был очень низким, а малые реки, питающие Днепр – маловодными.

В V веке до н.э. Геродот описал речную сеть территории, кото рая принадлежит в настоящее время Украине и на юге – России.

По 8-ми крупным рекам – Истр (Дунай), Тира (Днестр), Гипанис (Южный Буг), Борисфен (Днепр), Пантикапа (Конка), Гипакирис (Каланчак), Герр (достоверно не идентифицированная река се верного Приазовья) и Танаис (Дон) – плавали корабли, заходя щие в них из моря.

Исследователи склонны считать данный период неолитической эпохой, характеризующейся переходом к новым воспроизводя щим формам хозяйствования (VI – начало IV тыс. до н.э.).

Конец IV – начало III тыс. до н.э. – наблюдается более влажный климат, повышается уровень воды в реках, образуются торфя ники. С конца V по III тысячелетие выделяют историческую эпо ху – энеолит.

В начале III тысячелетия определилась роль киевского Под непровья в межэтнических контактах. В первую очередь она была обусловлена выгодным природно-географическим положе нием. Благодаря разветвленной речной системе бассейна Днеп ра, на востоке по Десне и по Сейму можно было сплавиться до среднего Дона и Оки, на севере, по главному руслу – до верхнего течения Волги, на западе по Припяти и ее притокам – до Запад ного Буга и Немана. Мимо Киевских холмов проходил важный трансевропейский сухопутный путь, соединяющий Поволжье и Приуралье с Приднепровьем и далее – восточной Европой. В ре зультате Приднепровье стало центром для разных по системе хозяйствования этнических групп населения [87].

На рубеже IV-V столетия н.э. начала развиваться самобытная славянская раннесредневековая культура с признаками госу дарственности на разных территориях Приднепровья (полоча не, древляне, поляне, сиверяне). Днепр также был известен как транспортная магистраль, соединяющая народы Балтийского и Черноморско-Средиземноморского бассейнов. Знаменитый путь «из варяг в греки» сыграл значительную роль в истории Киевс кой Руси. Менее известен путь «из Булгар в Киев» – по Днепру и по суше в другие края. Тысячу лет назад этот путь связывал народы Поволжья и Приднепровья.

В девятом веке на берегах Днепра сложилось древнее государс тво – Киевская Русь – заложившее основы государственности и культуры трех народов: русского, украинского и белорусского.

На этой реке возникли древнейшие славянские города – Киев и Смоленск. Киевская Русь распалась в XIII веке. Свидетельством тех лет и крупнейшего события конца X века – Крещения на Руси – являются памятники мировой культуры, действующие и поныне Софийский Собор и Киевско-Печорская Лавра.

С XIII века до первой четверти XX века в результате многочис ленных войн и революций в бассейне Днепра происходил терри ториальный передел. С 1922 по 1991 гг. бассейн Днепра полно стью находился в составе Белорусской, Украинской и Российской Федеративной республик на территории СССР. С 1991 года после распада СССР Днепр снова становится трансграничной рекой, бассейн которой разделен государственными границами России, Беларуси и Украины [98].

1.2. Природные условия 1.2.1. Общая характеристика бассейна Начинается Днепр на северо-востоке Смоленской области [133, 135]. Исток его обозначен в 1,5 км от д. Дудкино Сычевского района. Это место представляет собой избыточно увлажненную верхнюю часть лощины, которая постепенно переходит в слабо разработанную долину реки. Постоянное питание водоток полу чает из болота Алексинский Мох. Именно от этого болота отмеча ется постоянное течение реки. В питании реки на самом верхнем его участке заметна роль и других болот – Лавровского Мха, Гав риловского болота, а также Ушинского Мха (Тверская область), из которого вытекает первый, практически одинаковый по вод ности приток Днепра – Днепрец. Таким образом, Днепр начина ется от слияния нескольких небольших водотоков, вытекающих из болот, расположенных в пределах пологоволнистой, местами сильно заболоченной равнины. Территория вблизи начала Днеп ра представляет собой обширный, единый водораздельный узел (это самая высокая точка Смоленско-Московской возвышеннос ти – 320 м) истоков трех крупнейший рек Европы – Волги, Днеп ра и Западной Двины. Иных водораздельных территорий – мест стыковки этих рек – нет. На площади в несколько квадратных километров здесь начинается Днепр, несколько небольших его притоков, река Обша – один из крупнейших притоков Запад ной Двины в ее верхнем течении и притоки Волги 4-5 порядка (бассейна Вазузы). Основная часть водораздела покрыта лесом и кустарником. Леса всегда преобладали на этой территории, неудобной на большей площади для сельскохозяйственного ис пользования [52].

В самом начале Днепр представляет небольшой водоток, шириной до 1 м, реже более. Русло его лишь местами свободно от водной растительности. Берега в основном низкие, полностью заросли кустарником. Населенных пунктов в самом верхнем течении реки возле ее берегов нет. Первый населенный пункт вблизи реки – д. Бочарово. Расположена деревня по левобережью, примерно в 2 км от реки. Первая деревня, расположенная непосредственно на берегу реки – Ильюшино. Недалеко от этой деревни в двух километрах ниже по течению Днепр принимает справа первый относительно крупный приток – Днепрец. От места их слияния ширина русла реки увеличивается почти вдвое, но представляет собой по-прежнему небольшой водоток, сильно заросший расти тельностью. От устья реки Днепрец, ниже по течению, вплоть до принятия слева вод еще одного крупного притока – реки Жердь, Днепр течет по хорошо выраженной низине. Берега здесь низ кие, топкие, труднопроходимые [137].

Днепр и основные его притоки протекают в хорошо сформиро вавшихся долинах, строение которых характеризуется наличием поймы, двух–трех надпойменных террас. Долины основных при токов Днепра врезаны на глубину 20-50 м, долина самого Днеп ра на 15-20 м в верхнем течении и 80-90 м в районе Смоленска.

Ширина реки от 20-50 м в верхнем участке, до 100-200 м вблизи границ с Республикой Беларусь. Глубина на середине реки из меняется от 1,5 до 3,5 м на плесах и в отдельных ямах достига ет 6-8 м. Скорость течения составляет 0,2-0,4 м/с, на перекатах скорость течения увеличивается до 0,4-0,7 м/с. Дно реки чаще ровное, в истоке глинистое, ниже – обычно песчаное, реже пес чано-гравийное и галечное. Характерная особенность Днепра – крутые берега, на излучинах часто обрывистые, иногда разру шаемые. Высота их от 4-9 м, местами до 12-15 м.

Длина Днепра от истока до устья составляет около 2 145 км., площадь бассейна – 509 тыс. км2. Бассейн простирается с севера на юг почти на 1 000 км, с запада на восток – на 600 км. Сред ний годовой сток в устье – 53,9 км3 [19].

Из 509 тыс. км2 общей площади бассейна р. Днепр, на российс кую территорию приходится пятая часть, которая состоит (пол ностью или частично) из семи областей Российской Федерации:

Тверская, Смоленская, Калужская, Курская, Брянская, Орловская и Белгородская. Более 90% территории бассейна располагается в трех областях: Смоленской, Брянской и Курской. Остальная площадь (около 10%) приходится на Орловскую, Белгородскую и Калужскую области. Менее одного процента территории бас сейна относится к Тверской области и в связи с этим в данном исследовании она не рассматривается.

Сотни рек, больших и малых, являющихся левыми притоками Днепра дренируют водораздельные пространства названных выше областей, пополняя при этом водный баланс главной вод ной артерии. Среди них: Десна, Сож, Болва, Снежеть, Навля, Не русса, Судость, Ипуть, Беседь, Сейм, Сваан, Тускарь, Плут, Рать, Псел, Ворскла и другие.

Средний многолетний сток, формируемый в бассейне Днепра на территории России, составляет 15,503 км3 в год, снижаясь в ма ловодный год (95%) до 10,724 км3. Общая протяженность гидро графической сети составляет около 39,5 тыс. км.

Бассейн основного русла р. Днепр (на территории РФ) полно стью расположен в Смоленской области и занимает около 34% площади ее территории (рис. 1.1.). Длина р. Днепр от истока до границы с Республикой Беларусь (с. Красное) составляет 503 км, площадь водосбора основного русла р. Днепр в Смоленской об ласти – 16,8 тыс. км2 (16,5% территории российской части бас сейна Днепра) [49, 51].

Рис. 1.1. Бассейн основного русла р. Днепр (на территории России) 1.2.2. Климат Район бассейна Днепра (на территории РФ) располагается в об ласти умеренного климата с четко выраженными холодными и теплыми периодами года и хорошо выраженными зональными чертами в распределении по территории климатических харак теристик [24].

Средние температуры января колеблются от –9 оС на севере до –8 оС на юге, соответственно июня – от +17 до +20 оС. Количест во годовых осадков изменяется по территории от 800 до 500 мм.

Осадки теплого периода составляют от 2/3 до 3/4 годовых.

Бассейн основного русла р. Днепр на территории России нахо дится в области умеренно-континентального климата. Распреде ление годовых сумм осадков в этом районе за последние 60 лет показывает выраженный тренд роста (рис. 1.2.).

Значения годовых сумм осадков сглажены линией «скользящих пятилеток», что позволяет увидеть характер изменения хода осадков [168]. Уравнение линии тренда:

у = 1,8 х + 632, Рис. 1.2. Распределение годовых сумм осадков за период 1945-2005 гг.

(район основного русла р. Днепр на территории РФ) Количество годовых осадков изменялось за многолетний период 1945-2005 гг. от 435 до 940 мм, из них 70% выпадает с апреля по октябрь [49]. Осадки теплого периода составляют от 49 до 82% годовой суммы осадков, но они выпадают рассредоточено в течение года, тогда как осадки холодного периода аккумули руются, за исключением отдельных оттепелей, в виде снежного покрова и формируют значительную приходную часть водного баланса весеннего половодья. Анализ ежемесячного распреде ления осадков за многолетний период показал, что увеличение их абсолютных значений происходит практически во все сезоны года. Сезонное распределение осадков за период с 1945-2005 гг.

приведено на рисунке 1.3.

Для каждого сезона показаны линии тренда и их уравнения, а также скользящее среднее по 5-ти значениям (скользящие пяти летки). Осадки зимнего периода получены суммированием осад ков за январь, февраль текущего года и декабрь предыдущего.

На рисунке 1.4. приведено распределение месячных сумм осад ков за период 1945-2005 гг. Для каждого графика указана ли ния тренда и регрессионное уравнение. В целом, наблюдается тенденция общего роста абсолютных значений по месяцам, за исключением апреля, мая и августа. Наибольший рост количес тва осадков отмечается в октябре, ноябре, декабре, январе, и феврале. Последнее объясняет более значительный рост абсо лютных значений сумм осадков в зимний и осенний сезоны года в сравнении с весенним и летним.

На рисунке 1.5. показана структура внутригодового распределе ния месячных сумм осадков. Был рассмотрен процентный вклад каждого месяца в годовую сумму осадков. Анализ не выявил яв ных тенденций увеличения или уменьшения доли какого-либо из месяцев в структуре годового количества осадков. Наибольшее количество осадков приходится на летний период, в меньшей степени – на осенний и зимний. На долю осадков весеннего пе риода приходится 19% от общегодового количества осадков.

Рисунок 1.6. иллюстрирует годовое распределение сумм осадков каждого месяца за период 1945-2005 гг. Схема хорошо дополня ет рисунок 1.3. – распределение годовых сумм осадков рассмат риваемого периода.

Средние температуры января колеблются от –8 до –10 оС, июля – от +17 до +18 оС. Характерной чертой последних трех десятиле тий, особенно в 90-х годах XX века, было повышение температур воздуха во все сезоны года, наиболее ощутимое для холодно го периода года (на 2-3 оС). Повышение температур в зимний период может способствовать учащению оттепелей, улучшению инфильтрации воды в почву, усилению грунтового и снижению поверхностного стока. Анализ внутригодового распределения температур за последние 15 лет показал, что аномальные годы с оттепелями в зимний период встречаются на протяжении всего рассматриваемого периода. Учащение оттепелей за последние годы не наблюдалось (рис. 1.7.).

1.2.3. Рельеф Располагаясь в пределах Русской равнины, рассматриваемый водосбор характеризуется чередованием плоских междуречий с участками моренно-холмистого рельефа. Неотектонические дви жения, деятельность ледников и талых вод в четвертичном пе риоде сопровождалось врезанием долинной сети и образованием аккумулятивных террас. Водосбор приурочен к Смоленско-Мос ковской возвышенности, в пределах которой низменности зани мают подчиненное положение. Абсолютные отметки поверхнос ти низменностей колеблются в основном от 180-200 м. Средняя высота водоразделов достигает 210-240 м [24].

Густота речной сети в среднем 0,35-0,45 км/км2. Общая густота гидрографической сети (с учетом овражно-балочной) в 5 и бо лее раз выше. Практически на всей территории рассматривае мого бассейна прослеживается четкое вертикальное членение водосборов с выделением нескольких водоносных горизонтов, полностью или частично дренируемых гидрографической сетью.

Средняя длина склонов в равнинных условиях составляет око ло 200 м. А в эрозионно-расчлененных районах – 120-150 м. В пределах плакоров и пологих склонов много замкнутых отрица тельных форм рельефа, которые частично задерживают поверх ностный сток. На плакорные участки и пологие склоны (до 3о) в пределах низменностей приходится 80-90%, возвышенностей – 70-80% всей территории. Гидрографическая сеть и прилегаю щий присетевой фонд (крутосклоны) занимают соответственно до 10-20% и 20-30%.

Рис 1.3. Сезонное распределение осадков за период с 1945-2005 гг.

(район основного русла р. Днепр на территории РФ) Рис 1.4. Распределение месячных сумм осадков за период 1945-2005 гг.

(район основного русла р. Днепр на территории РФ) Рис. 1.5. Внутригодовое распределение месячных сумм осадков в районе основного русла р. Днепр на территории РФ (в процентах от годовой суммы) Рис. 1.6. Внутригодовое распределение месячных сумм осадков в районе основного русла р. Днепр на территории РФ (в мм слоя) Рис 1.7. Внутригодовое распределение температуры в г. Смоленске за период с 1990 по 2005 гг.

Рис 1.7. Внутригодовое распределение температуры в г. Смоленске за период с 1990 по 2005 гг. (продолжение) Рис 1.7. Внутригодовое распределение температуры в г. Смоленске за период с 1990 по 2005 гг. (продолжение) 1.2.4. Почвы Почвенный покров представлен дерново-подзолистыми, места ми заболоченными почвами в северной части бассейна и серы ми лесными в средней части. Преобладающий механический со став – суглинки. В долинах рек, особенно в пойменных участках, распространены аллювиальные почвы. Среднее содержание пе регноя (гумуса) составляет 4-5% в дерново-подзолистой почве, 7-8% в оподзоленных и выщелоченных черноземах. Причем в дерново-подзолистых почвах в слое 0-20 см сосредоточено боль ше половины имеющегося в почвенном профиле гумуса [105].

Почвы отличаются сравнительно высоким потенциальным пло дородием и на большей части вполне возможно ведение земле делия и продуктивного животноводства. В последние 20 лет ХХ века площадь пахотных угодий существенно сократилась. Забро шенные, менее востребованные земли медленно деградируют.

Уже в первые три года в них уменьшается содержание подвиж ных форм фосфора и калия в 2-3 раза, что сопровождается силь ным разрушением наиболее ценной составляющей почвы – пог лощающего комплекса. Степень насыщенности почв основания уменьшается до 30-40%.

1.2.5. Растительность Северная и средняя часть бассейна Днепра на территории РФ располагаются в лесной зоне (в подзоне южной тайги и смешан ных лесов), южная часть – в лесостепи. На юге Белгородской области наблюдаются степные ландшафты. В результате выруб ки леса и распашки земель к концу 1980-х годов лесистость тер ритории колебалась от 35-45% в северных районах до 5-10% в южных, а распаханность соответственно от 30-35 до 70-75% (табл. 1.1).

Водосбор основного русла р. Днепр в Смоленской области рас полагается в лесной зоне. Основная часть водоразделов пок рыта лесом и кустарниками. Леса всегда преобладали на рас сматриваемой территории, неудобной, на большей площади, для сельскохозяйственного использования. Тем не менее, при родные ландшафты претерпели трансформацию в результате интенсивной вырубки лесов. Так с 1980 г. по 2000 г. площадь лесов сократилась на 12%, и в настоящее время они занимают около 40,8% площади территории. Наиболее крупные массивы находятся в восточной и северо-восточной частях территории Рис. 1.8. Лесные массивы в бассейне основного русла р. Днепр на территории Смоленской области [133] (рис. 1.8.). Преобладают леса из березы, осины и ольхи с при месью хвойных и широколиственных пород. В Ярцевском районе сохранились леса из дуба. На севере территории имеются масси вы хвойных лесов.

В целом, Верхнеднепровский региональный экокоридор отлича ется хорошей сохранностью лесов и лугово-болотных массивов, которые представляют собой полосы природной растительности.

Хотя на границе с Белоруссией наблюдается некоторая фрагмен тация растительного покрова, которая обусловлена как большим количеством малых и средних по площади лесов, так и внутрен ней расчлененностью больших по площади лесных массивов.

Изменение агрохимических показателей почвы и ее агрофизи ческих характеристик привели к трансформации травостоев.

Если в 1981 году их основу составляли ценные злаки: тимофе евка луговая, мятлик луговой, пырей ползучий и заметным было участие бобовых компонентов (до 10%), то в 2000 году в основе травостоя преобладали уже малоценные и сорные виды злаков:

луговик дернистый, полевица обыкновенная. Бобовые травы полностью выпали. Основными компонентами разнотравья были таволга вязолистная и щавель кислый.

Таблица 1.1. Природно-климатические особенности бассейна Днепра на территории РФ (по данным на 2005 г.) [124] осадки (мм/год) Вегетационный комфортности Атмосферные Залесенность период (сут.) проживания Природная t0 января Средняя Средняя Степень t0 июля Почвы зона (%) Область Белгородская -1,80 +19,70 500 190 8,6 Лесостепь, степь Черноземы Весьма комфортные Брянская -1,80 +19,30 600 180 32,9 Смешанные леса, Дерново-подзолистые, Комфортные лесостепь местами заболоченные Калужская -30 +18,50 650 180 44,8 Смешанные леса Дерново-подзолистые, Комфортные местами заболоченные Курская -2,20 +19,50 500 180 7,9 Лесостепь Черноземы Весьма комфортные Орловская -2,50 +19,20 500 190 7,8 Широколиственные Черноземы Весьма леса, лесостепь комфортные Смоленская -3,30 +18,20 600 180 40,8 Смешанные леса Дерново-подзолистые, Комфортные местами заболоченные 1.

3. Природно-ресурсный потенциал бассейна Верхнего Днепра 1.3.1. Земельные ресурсы Для рассматриваемого бассейна Днепра характерна высокая сте пень хозяйственной освоенности, особенно лесостепных и степ ных ландшафтов. Благоприятный климат и плодородные почвы в южной части бассейна способствовали хозяйственному освое нию территории на протяжении нескольких веков. В связи с чем все рассматриваемые в исследовании области относятся к старо освоенным (табл. 1.2.).

Земельные ресурсы бассейна Днепра на территории РФ составля ют 100,4 тыс. км2 (19,7% от площади бассейна Днепра в целом).

В настоящий период большая часть земельных ресурсов занята сельскохозяйственными землями – 61 тыс. км2, из которых под пашню занято 42,8%, под сенокосы – 5,9%, пастбища – 10,4%, леса негосударственного фонда – 31,6%, болота – 1,5%, пес ки – 0,03%.

За последние 20 лет ХХ века по данным Росстата в целом бассей ну Днепра на территории России площадь пахотных земель со кратилась на 372,4 тыс. га, площадь сенокосов сократилась на 127,6 тыс. га. В то же время увеличилась на 170,4 тыс. га пло щадь залежных земель, на 149,7 тыс. га – пастбищ, на 22,5 тыс.

га многолетних насаждений. Всего сельскохозяйственные угодья в бассейне Днепра на территории России стали меньше за 20 лет на 168,3 тыс. га или на 3% (табл. 1.3.).

В 2005 году земли, занятые под пашню составили 60,9% от об щей площади территории Белгородской области, в Брянской об ласти – 33%, в Калужской – 32,3%, в Курской – 64,8%, в Орлов ской – 63,6%, в Смоленской – 29,4%.

Таблица 1.2. Степень хозяйственной освоенности российской территории бассейна Днепра (по данным на 2005 г.) [123] Количество Плотность Численность Сельскохо- Степень Количество Субъекты РФ городских дорог, городского зяйственные хозяйственной городов поселений км/тыс. км2 населения (%) угодья (%) освоенности Белгородская 10 28 221 66,1 79 Высокая область Брянская 7 30 149 68,1 54 Средняя область Калужская 19 31 149 75,8 46 Средняя область Курская 9 27 168 62,6 81 Высокая область Орловская 15 17 147 64,1 83 Высокая область Смоленская 16 25 171 71 42 Средняя область Таблица 1.3. Изменение структуры сельскохозяйственных угодий в российской части бассейна Днепра за 1980-2001 годы [103, 123] В том числе многолетние Субъекты РФ Годы Всего Пашня Залежи Сенокосы Пастбища насаждения тыс. га % тыс.га % тыс.га % тыс.га % тыс. га % Белгородская 2001 196,9 157,2 79,8 0,01 - 3,3 1,7 5,3 2,7 38,0 19, область 1980 198,9 156,8 78,8 0,02 2,6 1,3 6,1 3,1 33,3 16, ± -2,0 +0,4 -0,01 +0,7 -0,8 +4, Брянская 2001 1 897,4 1 166,2 61,5 148,1 12,7 26,6 1,4 206,4 10,9 350,1 18, область 1980 1 882,7 1 313,4 69,8 0,0 23,1 1,2 253,7 13,5 292,5 15, ± +14,7 -147,2 +148,1 +3,5 -47,3 +57, Калужская 2001 207,6 144,8 69,7 4,9 2,4 3,1 1,5 19,8 9,5 35,0 16, область 1980 210,3 153,0 72,8 0,0 1,4 0,7 23,6 11,2 32,4 15, ± -2,7 -8,2 +4,9 +1,7 -3,8 +2, Курская 2001 2 369,5 1 889,9 79,8 0,9 0,04 27,3 1,2 99,6 4,2 351,8 14, область 1980 2 308,4 1 908,3 82,7 0,0 20,0 0,9 153,7 6,7 226,4 9, ± +61,1 -18,4 +0,9 +7,3 -54,1 125, Орловская 2001 207,3 158,9 76,7 6,1 2,9 2,6 1,3 5,8 2,8 33,8 16, область 1980 205,9 166,2 80,7 0,0 1,8 0,9 0,6 0,3 32,0 15, ± +1,4 -7,3 +6,1 +0,8 +5,2 +1, Смоленская 2001 1 173,8 696,6 59,3 10,4 0,9 11,6 1,0 243,7 20,8 211,3 18, область 1980 1 414,6 887,3 62,7 0,0 3,1 0,2 270,5 19,1 253,7 17, ± -240,8 -191,7 +10,4 +8,5 -26,8 -42, Всего 2001 6 052,5 4 212,6 69,6 170,4 2,8 74,5 1,2 580,6 9,6 1 020,0 16, по бассейну 1980 6 220,0 4 585,0 73,7 0,01 52,0 0,8 708,2 11,4 870,3 14, ± -168,3 -372,4 +170,4 +22,5 -127,6 +149, 1.3.2. Водные ресурсы По данным государственного учета [65, 106, 109, 110] средний многолетний сток, формируемый на российской части бассейна Днепра, составляет 15,503 км3 в год, снижаясь в маловодный год (95%) до 10,724 км3. Общая протяженность гидрографической сети составляет около 39,5 тыс. км.

Расположение гидрографической сети бассейна р. Днепр на тер ритории России основном определяет Среднерусская возвышен ность, которая является водоразделом четырех речных бассей нов Европейской части России – Западной Двины, Дона, Днепра и Волги. Реки бассейнов Дона и Днепра несут свои воды в Азов ское и Черное моря, Волги – в Каспийское море, Западной Дви ны – в Балтийское море.

Большинство рек, принадлежащих рассматриваемому бассейну, протекают в основном в пределах Брянской, Смоленской, Курс кой и частично Белгородской, Калужской и Орловской областей.

Основными реками бассейна Днепра на исследуемой территории России являются Днепр, Десна, Ипуть, Сейм и Псел. Сейм – ле вый приток Десны, Псел – левый приток Днепра, Ипуть – левый приток р. Сож.

На российской территории бассейна Днепра средний многолет ний годовой речной сток изменяется в основном в пределах от 220-240 мм в верховьях основного русла Днепра до 90-100 мм в верховьях рек Псел и Ворскла. От 60-65% годового стока в се верных районах и до 70 и более процентов в южных приходится на сток половодья, составляя соответственно от 135-145 до 65 75 мм. Около 80% общего речного стока приходится на повер хностную составляющую. Почти 20% полного речного стока в северных районах и до 30% в южной части рассматриваемого региона приходится на поверхностный сток с площади гидрогра фической сети и с пологих склонов и плакоров.

Более 70% речного стока в северных частях рассматриваемого бассейна Днепра и около 40% в южных формируется в результа те инфильтрации, в т.ч. питании реки из постоянных водоносных горизонтов составляет приблизительно по 20%, а из временных (сток верховодки) – соответственно около 30 и 20%. В среднем 30-40% склонового поверхностного стока задерживается в раз личных замкнутых отрицательных формах рельефа и не достига ет речной сети. В соответствии с зональными закономерностями распределения осадков и стока в бассейне наибольшая обеспе ченность водными ресурсами характерна для Калужской и Смо ленской областей (табл. 1.4.).

Таблица 1.4. Среднемноголетние ресурсы поверхностного стока по областям бассейна Днепра на территории России [109] Площадь, Население, Объем речного Обеспеченность на Обеспеченность на Субъекты РФ тыс. км2 млн. чел. стока, км3/год единицу площади, м3 душу населения, м Белгородская область 27,1 1,50 2,75 101 476 1 Брянская область 34,9 1,30 7,24 207 450 5 Калужская область 29,8 1,00 11,3 379 195 11 Курская область 30,0 1,20 3,91 130 333 3 Орловская область 24,7 0,83 4,14 167 611 4 Смоленская область 49,8 1,00 13,9 279 116 13 Наибольшее число водоемов расположено в бассейне р. Сейм, где насчитывается 512 водоемов;

в бассейне р. Псел – 206, в бассейне р. Днепр – 212, в бассейнах рек Десна и Ипуть – 479.

Большинство из них являются водоемами комплексного назначе ния, т.е. используются не только для производственных целей.

Все водоемы служат для накопления воды в период весеннего половодья и дождей и перераспределения ее, тем самым, увели чивая сток в меженные летний и зимний периоды, следователь но, выполняя роль регуляторов его. Они пополняют подземные водоносные горизонты, накапливают продукты водной эрозии с сельскохозяйственных и естественных угодий в виде донных отложений, усиливая самоочищающую способность водных эко систем. Практически все водоемы используются для рекреации или любительского рыболовства.

В бассейне р. Сейм на территорий Курской и Орловской облас тей расположено 30 искусственных водоемов с площадью водно го зеркала при нормальном проектном подпорном уровне (НПУ) более 100 га. Их суммарный объем превышает 233 млн. м3, а суммарная проектная площадь водного зеркала при НПУ около 90 км2. В бассейне р. Псел на территории Курской и Белгородс кой областей таких водохранилищ насчитывается 14, их суммар ный объем более 24 млн.м3, а площадь водного зеркала более 18 км2. На севере Российской части в бассейне самого Днепра расположено 6 водохранилищ, и в бассейнах Десны и Ипуть – 16. Большинство из указанных водоемов предназначены для комплексного использования: водоснабжения промышленных и сельскохозяйственных предприятий, орошения сельскохозяйс твенных угодий, рекреации и рыборазведения. Некоторые из этих водоемов изначально создавались для рыборазведения.

Самое крупное водохранилище в бассейне Днепра на террито рии России – Десногорское, площадью 4 220 га, представляю щее собой водоем-охладитель речного типа Смоленской АЭС со сработкой уровня до 3 метров (табл. 1.5.).

В бассейне Днепра (на территории России) сохранились ледни ковые озёра с площадью каждого более 1 га. Суммарная аквато рия этих озер составляет около 426 га. Многие из них слабопро точные, связь с Днепром и его притоками часто осуществляется только в период половодья. Озера, как правило, представляют собой окна среди торфяников, сильно заилены, имеют глубину 4-5 м. Кроме ледниковых озёр в северной части бассейна Днеп ра имеется несколько небольших карстовых (провальных) озёр с площадью менее 1 га и глубиной до 20 м. Их возникновение происходило в разное время и обусловлено близостью к повер хности легко карстующихся известняков девонской и каменноу гольной систем.

В пойме р. Днепр на территории Смоленской области расположе но до 180 старичных озёр, имеющих площадь от 0,5 га до 10 га.

Абсолютное большинство из них (около 90%) имеют площадь до 5 га, их общая площадь достигает 150 га. Первые озёра –стари цы встречаются в 35-40 км южнее от истока реки. Распределе ны озёра по течению Днепра неравномерно, в большей степени приурочены к расширенным участкам поймы Верхнеднепровской низины между городами Дорогобуж и Смоленск. Ширина старич ных озер составляет 40-100 м, длинна до 1 км и более. Глубины этих озёр достигают 1,5-2,0 м, редко более 5 м. Расстояние от стариц до основного русла колеблется от 50 до 200 м. Озёра старицы заливаются весенними половодьями и реже летними па водками.

В бассейнах рек Десна и Ипуть на территории Брянской области насчитывается 26 озёр общей площадью 600 га. По происхожде нию это в основном ледниковые и пойменные озера.

Таблица 1.5. Наиболее крупные водохранилища в бассейне Днепра на территории России Площадь Полный Год Название Река Назначение зеркала, га объем, млн.м3 пуска Михайловское Свапа 1 401 41,1 1976 Промнужды Десногорское, Десна 4 220 320,0 1979 Промнужды пруд-охладитель Смоленской АЭС Пруд-охладитель Курской АЭС Сейм 2 146 94,6 1976 Промнужды Хвостохранилище Михайловского ГОКа Песочная 1 300 31,0 1975 Промнужды Пруд-охладитель Смоленской ТЭЦ-2 Десна 215 6,0 1972 Промнужды На юге исследуемой территории в лесостепной зоне озера встре чаются в основном в пойме Сейма. Эти озера невелики. Их пло щадь редко превышает 5 га, а общая достигает 600 га. Однако число озер и их размеры постоянно сокращается из–за зарас тания и заиливания акватории. Самые крупные озера Фитиж и Лезвино с акваториями 67 и 42 га соответственно.

Для целей рыборазведения в бассейне р. Сейм территории Рос сии используется 50 прудов, в бассейне р. Псел – 25. Их суммар ный объем около 86 млн. м3, площадь водного зеркала – около 45 км2. Среди рыбоводных прудов есть достаточно крупные во доемы. Так самый крупный в бассейне р. Сейм пруд расположен в селе Бузец. Площадь этого пруда около 300 га и объем более 4 млн. м3.

Рыбоводные пруды в Смоленской области в бассейне Днепра имеют общую площадь около 500 га и включают в свой состав 18 прудов. Пруды рыбхозов здесь представляют собой в основ ном небольшие водоемы площадью 10-12 га. Из всего количес тва прудов два имеют площадь более 100 га, а один – 200 га (Сафоновский район, ТСОО «Пушкинский»). Большая часть ука занных прудов в настоящее время не используется по прямому назначению и под рыбоводство занято около 200 га их площа дей. В бассейне Десны и Ипути за рыбхозами числятся 7 прудов общей площадью 122 га, и 2 пруда закреплены за коллективами рыболовов–любителей (98 га).

Ресурсы речного стока водосбора основного русла р. Днепр на территории РФ за многолетний период (1930-1980 гг.) у г. Смо ленска составляют 3 км3/год [36, 154]. Днепр – равнинная река с преимущественно снеговым питанием. С ростом водосборной территории наблюдается увеличение объема стока: если на во досборе д. Болшево (247 км2) средний многолетний объем стока равен 0,06 км3/год, у г. Дорогобужа – 1,37 км3/год при площади 6390 км2, то у г. Смоленска, как было сказано выше, 3 км3/год (водосборная площадь – 14100 км2) (рис. 1.9.).

Скорость течения изменяется от 0,2 до 0,4 м/с, возрастая на пе рекатах. Ежегодный ледостав составляет от 100 до 120 дней [87, 137, 50].

На водосборе основного русла р. Днепр наблюдаются как верхо вые, так и низинные болота. Заболоченность снижается от исто ков реки к границе с Беларусью (от 7% водосборной площади в районе д. Болшево до 1% в районе г. Смоленска).

Рис 1.9. Внутригодовое распределение речного стока основного русла р. Днепр по пунктам:

д. Болшево, г. Дорогобуж, г. Смоленск, 1986 г.

1.3.3. Лесные ресурсы Леса смешанного вида занимают 31,7 тыс.км2 территории бас сейна Верхнего Днепра. Наиболее ценные леса – сосновые. Зна чительная часть лесопокрытой площади занята березой и оси ной, распространены также дуб, черная ольха, ясень, клен.

В соответствии с природной зональностью с севера на юг законо мерно снижается залесенность (табл. 1.1.), а также биологичес кая продуктивность растительности (табл. 1.6.) Максимальная залесенность (по данным на 2005 г.) сохранилась в Калужской области – 44,8%, минимальная в Орловской – 7,8%. В Белго родской, Курской и Орловской областях распахано до 79-83% территории.

В 2005 г. в Белгородской области леса (в основном дуброва) за нимали 8,6% площади. Из них к бассейну Днепра относится ме нее 60 тыс. га. Общая площадь лесов всех лесофондодержате лей составляла 246 тыс. га.

Крупные лесные массивы сохранились в Брянской области:

1,1 млн. га (по данным на 2005 г.). Около города Брянска рас положен известный Брянский лесной массив общей площадью 100 тыс. га. Наиболее лесистые места по левобережью реки Де сны, несколько меньшие – вдоль рек Судости и Ипути. Сосновые леса занимают 51,8% лесопокрытой площади области;

значи тельная часть лесопокрытой площади занята твердолиственны ми породами (41%), оставшиеся 7,2% приходятся на мягколист венные породы деревьев. Из наиболее распространенных пород выделяют дуб, черную ольху, ясень, клен и липу. Общие запасы древесины составляют 199 млн. м3, и их заготовка в связи с исто щением лесов сокращается. В области проведена определенная работа по сохранению и приумножению лесного фонда. По дан ным лесоустройства, за последние 10 лет ХХ века покрытая лесом площадь увеличилась более чем на 6 тыс. га, в 2005 году – на 2,8 тыс.га в основном за счет посадок твердолистных и хвойных пород, несколько повысились качество и полнота насаждений.

Однако основная задача обеспечения оптимальной (25%) лесис тости решается неудовлетворительно.

В 2005 г. в Калужской области лесистость составляла 44,8% тер ритории, площадь лесов – 1394 тыс.га: в 12 районах она ниже, а в Сухиничском, Бабынинском, Мещоском не достигает 25%.

Около 87% лесов благополучны и находятся под охраной Уп равления лесами, АО «Калуга межхозлес», ряда других органи заций. В то же время 200 тыс.га, в основном принадлежащие сельхозпредприятиям в Сухиничском, Тарусском, Бабынинском районах, пригороде г. Калуги не лесоустроены, не охраняются, вырубаются без всяких норм и правил, находятся в неудовлет ворительным состоянии. Последние годы расчетная лесосека ос ваивается не более, чем на 60%, в основном хвойные породы, а недоруб приходится на осинники, что приводит к их перестою, распространению вредителей и болезней леса. Потенциал рубок лесов главного пользования – 2 млн. м3, общий запас древесины Таблица 1.6. Показатели биологической продуктивности растительности по областям бассейна Днепра на территории России (по данным на 2002 г.) Субъекты РФ Фс Пс Мс Белгородская область 35 13,2 Брянская область 187 11,8 Калужская область 209 12,1 Курская область 28 13,0 Орловская область 94 10,9 Смоленская область 209 11,6 Фс – запас фитомассы современной растительности, т/га;

Пс – годичная продукция современной растительности, т/га в год;

Мс – запас мортмассы современной растительности, т/га.

на корню – 248 млн. м3. С ростом цен на лесопродукцию усили лась криминогенная обстановка в лесах области.

В Курской области естественная растительность сохранилась только в Центрально–Черноземном заповеднике. Общая пло щадь лесного фонда в 2005 г. составила 264 тыс. га, в том числе покрытые лесом 238 тыс. га, массивы твердолиственных пород – 136 тыс. га, хвойных – 25 тыс. га. Средняя лесистость 7,9%, на северо-западе – до 12%. По долинам рек, особенно Сейма, Сва пы и Псела, в балках и оврагах преобладают широколиственные леса из дуба, ясеня, вяза, липы, клена. Посажанные сосновые леса встречаются на песчаных террасах Сейма, Свапы и Псела.

В Орловской области за последние 10 лет ХХ века значительно расширился природно-заповедный фонд области. Образован на циональный природный парк «Орловское Полесье». Узаконено 20 новых памятников природы. Общая площадь природно-запо ведного фонда составила 3,5% от общего земельного фонда об ласти, что соответствует установленным нормативам. В их числе известный Банишанский лес в Льговском районе. Общая площадь лесного фонда в 2005 году составила 203 тыс.га, в том числе покрытые лесом 194 тыс.га, массивы твердолиственных пород – 43 тыс.га, хвойных – 30 тыс. га, мягколиственных – 54 тыс. га.

Средняя лесистость 7,8%. В Орловской области к бассейну Днеп ра относится только 23,4 тыс.га лесных угодий.

В Смоленской области лесистость составляет 40,8%, или 2132 тыс. га. (по данным 2005 г.) Наиболее ценные хвойные леса составляют 44% от площади лесов. Под елью занято около 25%. Еловошироколиственные леса расположены в Демидовском районе. В долине Днепра (Ярцевский район) сохранились леса из дуба. Запасы древесины составляют 331 млн.м3, в том числе хвойных пород 78 млн.м3. Расчетная лесосека используется на 60%. Потенциал рубок лесов главного пользования 2 млн.м3.

1.3.4. Минерально-сырьевые ресурсы Недра верховий Днепра имеют бедные топливно-энергетические ресурсы: небольшие месторождения низкосортных углей и тор фа.

В Белгородской области находится основная часть Курской маг нитной аномалии. Запасы по категориям A+B+Ci по состоянию на 2000 г. составляют более 10 млн.т руды, в том числе богатые руды – более 5 млн.т. Часть рудного поля лежит в пределах бас сейна р. Днепр. Но вся разработка проводится вне территории бассейна.

В Брянской области энергетическую базу составляет в основном привозное топливо – уголь и газ. Из местных ресурсов в значи тельных объемах добывается только торф. На местных ресурсах базируется промышленность строительных материалов: песка, глины, мела, фосфоритов.

В Калужской области топливно-энергетические ресурсы при возные. Из местных топливных ресурсов имеются низкокачес твенный, сернистый бурый уголь, из минеральных – огнеупор ные глины, кварцевые пески, известняки, фосфориты. В 1990 г.

по данным Росстата в области было добыто 314 тыс.т угля, в 2002 г. – только 1 тыс.т, с 2003 г. – данные о добыче отсутству ют.

В Курской области энергетика базируется на привозном топли ве. В области располагается ряд железорудных месторождений Курской магнитной аномалии, из которых наиболее значительно Михайловское, содержащее до 400 млн. тонн руды (58%) желе за и 1 миллиард тонн железистых кварцитов, 30-40% железа.


Имеется ресурсная база для стройиндустрии: мел, мергель, пес ки, песчаники, глины, трепел.

В Орловской области практически нет промышленно-разрабаты ваемых полезных ископаемых, известны месторождения песков, глин, мела, известняков, имеющие местное значение, свыше 80% потребляемых ресурсов (кроме сельхозпродукции) завозится из других регионов страны.

В Смоленской области полезные ископаемые представлены за пасами низкокачественных бурых углей (410 млн.т категории А+B+Ci), разрабатываются двумя шахтами Сафоновского шах тоуправления и поставляются на Дорогобужскую ГЭС. Область обладает запасами торфа, которые составляют 16% запасов Центрального района страны. Их разработку ведут на торфоп редприятиях. Имеются небольшие месторождения огнеупорных глин, фосфоритовых руд, цементного и стеклянного сырья, кото рые не эксплуатируются из-за ориентации потенциальных пот ребителей на более эффективные месторождения других облас тей центра России. Запасы строительного калия оцениваются в 90 млн.м3. Наиболее крупные месторождения сосредоточены в центральной части области около городов Смоленск, Дорогобуж, Починок.

Имеются запасы сульфатно-кальциево-магниевых минеральных вод [11, 24].

1.4. Глобальные тенденции изменения экологической ситуации В 2000 г. продолжалось потепление климата. Максимум потеп ления отмечен в 1995 г. От 1901 к 2000 году интенсивность по тепления для России в целом составила 1 0С.

За последние 30 лет (1976-2005 гг.) рост температуры по России в среднем составил 1,5 0С, наиболее интенсивным потепление было на Европейской части России (0,48 0С/10 лет). В 2005 г.

средняя годовая (январь-декабрь) температура воздуха по Рос сии в целом превысила норму (среднее за период 1961-1990 гг.) на 1,56 0С и стала второй по величине в ряду наблюдений (после 1995 г.).

Анализ пространственно осредненных средних годовых и се зонных аномалий температуры за последние 60 лет, начиная с 1951 г. показывает, что после 1970-х гг. в целом по территории России и во всех регионах потепление продолжается, хотя ин тенсивность его в последние годы замедлилась [104].

Положительные аномалии, попавшие в число 10% самых круп ных, по средним годовым данным, отмечались в основном на Ев ропейской территории России. На рисунке 1.10. представлены среднемесячные аномалии температуры приземного воздуха (0С) в Смоленске за 1945-2005 гг. Для каждого представленного на рисунке месяца отчетлива видна тенденция повышения средней температуры за весь период наблюдений.

На рисунке 1.11. представлены аномалии месячных сумм осад ков за 60 лет для Смоленской области. Представлены наиболее характерные месяцы для четырех сезонов года. Анализ показы вает, что для зимы, лета и осени наблюдается четкий тренд рос та уровня осадков над средним многолетним за период с по 2005 гг. Для весны (период половодья) есть незначитель ный тренд снижения уровня осадков. Однако с 1975 по 2001 гг.

весенние осадки незначительно отклонялись от средней много летней нормы, рассчитанной за период 1961-1990 гг.

Таким образом, представленные тренды свидетельствуют о том, что несмотря на тенденцию повышения среднегодовых и средне месячных температур по сезонам за многолетний период водность рек в бассейне Верхнего Днепра не понизилась по климатичес ким причинам относительно средних многолетних показателей.

Рис. 1.10. Среднемесячные аномалии температуры приземного воздуха (0С) в Смоленске за 1945-2005 гг.

Аномалии рассчитаны как отклонения от среднего за 1961-1990 гг.

Линейный тренд показан прямой линией Рис. 1.11. Аномалии месячных сумм осадков (мм / месяц) в Смоленске за 1945-2005 гг.

Аномалии рассчитаны как отклонения от среднего за 1961-1990 гг.

Линейный тренд показан прямой линией 2. ПРИРОДНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА, ФОРМИРОВАНИЕ ПРИРОДНОГО КАЧЕСТВА ВОДЫ Р. ДНЕПР И ЕГО ПРИТОКОВ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ 2.1. Гидрологический режим, факторы, влияющие на его изменение Среди стокообразующих факторов четко прослеживается влия ние климатических условий, вследствие чего величины слоя вод местного стока на равнинной территории проявляют ясно выра женные черты широтной зональности.

Во всех ландшафтных зонах главной (по объему) генетической категорией местного стока являются воды склонового проис хождения в среднем от 40 до 90% годового стока малых рек (табл. 2.1.) [130-132].

Основным периодом существования на водосборе склоновых вод и преимущественного питания ими русловой сети во всех зонах является период весеннего снеготаяния. В западных районах подзоны смешенных лесов, лесостепной и степной зон до 30 40% годового слоя склоновых вод образуется и в другие периоды года – при выпадении обильных дождей или во время сильных зимних оттепелей. Преобладание склоновых вод в годовом объ еме руслового стока наиболее резко выражено в степной зоне.

Столь большое значение вод микроручейковой сети связано с высокой степенью иссушенности почв-грунтов зоны азрации в межень и, в частности, в предвесенний период.

Таблица 2.1. Обобщенные зональные характеристики генетических категорий вод местного стока (для среднего года) [3, 131] Склоновые (поверхностно-склоновые и Почвенно-грунтовые Грунтовые Годовой почвенно-поверхностные) Ландшафтная зона слой стока, мм % от обще- % от обще мм слоя % от общего стока мм слоя мм слоя го стока го стока Лесная (подзона 50-150 40-60 25-75 20-30 50-100 20-35 150- смешенных лесов) Лесостепная 40-80 50-65 10-30 15-20 10-50 15-35 70- Степная 10-50 65-90 5-10 10-20 2-10 5-20 10- Таблица 2.2. Зональные гидрохимические характеристики вод местного стока [131] Генетическая SO42-, ХПК, Жесткость, Щелочность, и, мг/л Cl-, мг/л N-NO3, мкг/л категория мг/л /л л мго/л ммоль/л моль/л Лесная зона Склоновый 40-100 1-10 5-50 50-500 30-60 0,5-1,0 0,1-0, Почвенно-грунтовый 50-200 5-15 5-50 50-500 30-40 0,5-2,0 0,2-0, Грунтовые (зим.) 100-500 10-20 5-60 50-800 20-30 2-4 0,5-2, Лесостепная зона Склоновый 100-200 10-20 30-70 1000-2000 15-30 2-3 0,1-0, Почвенно-грунтовый 250-450 20-50 40-100 1000-2000 25-35 3-6 0,5- Грунтовые (зим.) 350-1500 50-200 60-160 500-2000 20-30 4-10 1- Степная зона Склоновый 200-600 10-20 50-70 1000-2000 20-30 3-6 1- Почвенно-грунтовый 300-1000 50-300 80-200 1000-2000 20-30 3-10 5- Грунтовые (зим.) 1000-4000 300-500 160-500 500-1000 15-30 6-20 5- Таблица 2.3. Соотношение годовых объемов вод различного происхождения и слоя атмосферных осадков в ландшафтных зонах ЕТС Среднего- Относительные объемы вод генетических категорий Общий русло Ландшафтная довой слой местного стока (в % от суммы атмосферных осадков) вой сток в % зона и подзона атмосферных от атмосфер осадков, мм склоновые воды почвенно-грунтовые грунтовые воды ных осадков Таежная 750 23 13 10 Смешанных лесов 725 17 7 7 2.2. Формирование природного качества воды Географическая зональность проявляется и в пространственном изменении химических характеристик вод различного происхож дения (табл. 2.2.).

В частности, минерализация и степень жесткости вод всех гене тических категорий закономерно увеличиваются с севера на юг, т.е. в направлении уменьшения размеров водного стока. Сни жение содержания органических веществ и окисляемости воды, происходит в обратном направлении [3, 102].

Для понимания процессов формирования химического состава речных вод важное значение имеет положение о том, что свое образие химического состава вод малых рек на той или иной территории в значительной степени определяется объемами формирующихся в ее пределах в течение года генетических со ставляющих местного стока и их соотношениями [83]. Такие ко личественные оценки были получены впервые Б.Г. Скакальским (табл. 2.3.). Они подводят, в сущности, гидрологическую основу под развитие представлений о закономерностях гидрохимичес ких процессов в различных ландшафтных зонах.

Внутриландшафтные взаимосвязи между дифференцированны ми по стоковым ярусам объемами вод, питающих речные сис темы, и особенностями проявления гидрохимических процессов могут быть охарактеризованы следующим образом. Наибольшая доля вод, стекающих по поверхности склонов и внутри почвог рунтов относительно слоя атмосферных осадков, характерна для тундровой и лесной зон [94, 95].

Для средних гидрометеорологических условий эта часть осадков здесь составляет 36-49%, достигая примерно 300 мм.

Столь большой объем вод обеспечивает интенсивный вынос со лей и растворимых органических соединений, благодаря чему в тундре и лесной зонах, как правило, нет этих веществ, что спо собствует распространению подзолистых (подзолисто-гелеевых) почв и обеднению их даже труднорастворимыми карбонатными соединениями. В таких условиях формируются мало минерали зованные воды с преобладанием анионном составе ионов HCO3 [3, 130-132].

Состав болотных вод характеризуется высоким содержанием со единений железа. По этому показателю они не соответствуют рыбохозяйственным нормам, что обусловлено влиянием кислой среды на растворимость всех форм железа. Содержание железа в водах болот, не подвергающихся антропогенному воздействию, от 0,22 до 0,47 мг/л, что в долях от рыбохозяйственных ПДКр/х изменяется в диапазоне от 2,2 до 4,7 [97].

Все реки на территории Российской части бассейна Днепра от несены к категории рыбохозяйственных водоёмов 2 категории.

Это предполагает особый режим хозяйственного использования рек и их водоохранных зон. К сожалению, этот режим часто не соблюдается. В поймах рек ведется выпас скота, здесь распола гаются многочисленные объекты, загрязняющие поверхностные водотоки, в основном животноводческие фермы и летние лагеря домашнего скота. Качество сбрасываемых в реки сточных вод в большинстве случаев не соответствует условиям рыбоохраны.


Особенно это относится к неорганизованным стокам сельских населенных пунктов и небольших городов.

Все озера на территории Российской части бассейна Днепра также отнесены к категории рыбохозяйственных промысловых водоемов. Часть озер закреплена за любителями-рыболовами.

Промысловый лов рыбы в озерах не ведется. Пойменные озера являются местом гнездований водоплавающих и болотных птиц, а также служат местом отдыха и кормежки их при перелетах.

2.3. Пространственный и временной анализ водосборной территории основного русла р. Днепр (на территории РФ) 2.3.1. Методика исследования Величина годового стока, зависящего от ряда метеорологичес ких факторов и запаса влаги в бассейне, изменяется от года к году. Между тем, имеющиеся ряды наблюдений над стоком не на столько продолжительны, чтобы непосредственно из них можно было выбрать величины стока редкой повторяемости или вычис лить их по зависимостям стока от влияния метеорологических факторов. Вероятность и размер возможных изменений вели чины среднего многолетнего значения стока зависят от степени изменчивости годового стока, характеризуемой коэффициентом вариации. Точность подсчета значения стока по гидрометри ческим данным около ±5% [91]. Коэффициент вариации 0, (рассчитанный для г. Смоленска) позволяет определить среднее многолетнее значение стока со средней квадратической ошиб кой 4,22, что соответствует продолжительности ряда наблюде ний, равной 38 годам. Расчитанное значение ошибки находится в пределах точности вычислений гидрометрических данных. Для анализа был взят 38-летний ряд данных: 1963-2000 гг.

Расчет степени точности среднего многолетнего значения по средней квадратической ошибке проводился по формуле:

где n – число членов ряда, Сv – коэффициент вариации стока, рассчитываемый по формуле:

Относительная средняя квадратическая ошибка коэффициента вариации Сv вычислялась по формулам С.Н. Крицкого и М.Ф. Мен келя:

Рис 2.1. Карта участков бассейна основного русла р.Днепр на территории РФ Закономерности формирования речного стока и его качества анализировались в пространственном и временном масштабах, что позволило получить интегральные и дифференцированные оценки [31, 44-46].

Для получения дифференцированных пространственных оценок на рассматриваемом водосборе были выделены четыре участ ка (рис. 2.1.) с различной антропогенной нагрузкой. Для этих участков были рассчитаны характеристики: площадь участка, площадь лесных территорий и пашен, площадь урбанизирован ных территорий, а также определен речной сток на замыкающий створ участка и модуль речного стока. По данным статистичес кой отчетности (форма 2ТП-«водхоз») рассчитана нагрузка от сбрасываемых загрязненных сточных вод и масс загрязняющих веществ по выделенным участкам, индекс загрязненности вод (ИЗВ).

Характеристики участков (площади участков, лесов и т.д.) были рассчитаны с помощью подготовленных электронных карт-ос нов. Для этого на топографической карте Смоленской области масштаба 1:200 000 были выделены границы исследуемой во досборной территории и 4-х участков (с учетом истоков рек и орографии). Выделение соответствующих участков произво дится вручную. Далее, полученная карта была отсканирована и оцифрована средствами геоинформационной системы ArcView.

Подготовлены векторные слои: границы Смоленской области, карта водосборного участка российской части основного русла р. Днепр – границы водосбора, карта лесов, карта высот, кар та гидрографической сети, населенных пунктов и створов, сель скохозяйственных территорий, а также аналогичные карты-слои для каждого из 4-х участков. Расчет площадей территорий про водился средствами ГИС ArcView и разработанного программно го обеспечения.

Расчет среднего многолетнего значения расхода воды Q0 (коли чество воды в кубических метрах, протекающее через попереч ное сечение русла в единицу времени) выполнен по формуле [91]:

Средний многолетний модуль стока М0 (количество воды в лит рах, стекающее в секунду с квадратного километра площади бассейна) определялся по формуле:

где F – площадь бассейна.

Средний многолетний объем стока W0 (количество воды в куби ческих метрах, стекающее с бассейна за год) рассчитывался по формуле:

W0 = Q0 T, м3/год, где Т = 31,5·106 – число секунд в году.

Среднемноголетний слой стока y0 (объем стока за год, распреде ленный равномерным слоем в мм по площади всего бассейна):

Временные закономерности формирования речного стока и его качества рассматривались на годовом, сезонном, среднемесяч ном и среднесуточном уровнях за многолетний период (1963 2000 гг.) с учетом влияния природно-климатических и антропо генных факторов.

В качестве природных факторов формирования речного стока и его режима рассматривались многолетние колебания годовых сумм осадков и температур воздуха. При анализе влияния антро погенных факторов учитывались изменения в многолетнем раз резе: водозабора и сброса сточных вод, численности населения и соотношение природных и сельскохозяйственных ландшафтов на водосборе.

Анализ сумм осадков проводился на ежесуточном, месячном, се зонном и годовом уровнях за период с 1945-2005 гг. Рассматри вались тенденции их изменения в многолетнем разрезе с помо щью построения линии тренда, которая позволяет графически отображать тенденцию изменения данных, и скользящего сред него по 5-ти значениям, сглаживающее отклонения в данных и более четко показывающее форму линии тренда (скользящие пятилетки). Были построены графики-схемы месячных сумм осадков, а также проанализирована доля каждого месяца в го довой сумме осадков за исследуемый период. Проведен расчет и анализ сезонного распределения сумм осадков. Зимний период формировался из расчета: январь, февраль – текущего года, де кабрь – предыдущего года. Для большей информативности, диа грамма внутригодового распределения суточных сумм осадков за 365 дней совмещалась с графиком температур и гидрографом стока.

Коэффициент корреляции (используется для определения сте пени взаимосвязи между двумя свойствами) рассчитывался по формуле:

где x0, y0 – средние многолетние значения, n – число лет наблю дений.

Для оценки достоверности полученного значения коэффициента корреляции определялась его вероятная ошибка:

Исследование изменения речного стока на многолетнем уровне (1963-2000 гг.) проводилось с учетом климатических факторов (осадки, температуры). Были построены графики;

тенденции из менения стока анализировались по скользящим средним (сколь зящие пятилетки) и линиям тренда. Наличие корреляционной связи между стоком и осадками позволяет рассчитать уравнение регрессии и использовать его для заполнения пропусков данных по стоку. Коэффициенты уравнения находятся по методу на именьших квадратов, чтобы вычислить прямую линию, которая наилучшим образом аппроксимирует имеющиеся данные. Урав нение регрессии имеет следующий вид:

Наилучшими значениями для неизвестных параметров и явля ются те, которые минимизируют сумму:

Для того чтобы найти коэффициенты и, необходимо решить систему уравнений:

Для каждого года рассматриваемого периода 1963-2000 гг. была определена обеспеченность расхода. Под обеспеченностью рас хода или годового стока р подразумевается среднее число лет (выраженное в процентах или долях от общего числа лет), в ко торые годовой сток равен или больше данного. Обеспеченность наблюденных расходов воды рассчитывалась по формуле, ре комендованной Государственным гидрологическим институтом (ГГИ):

Ряд данных должен быть отсортирован в убывающем порядке, m – порядковый номер члена ряда, n – число членов ряда. По вы численному значению обеспеченности определяем маловодные, средние по водности и многоводные годы:

p 25% многоводный, 25% p 75% средний по водности, p 75% маловодный.

Анализировалась тенденция изменения лет разной водности по десятилетиям и за весь временной период (38 лет). Проводились аналогии между характером изменения тренда по стоку и рас пределением маловодных, средних по водности и многоводных лет в трех последних десятилетиях ХХ века.

Были построены таблицы и графики сезонного и среднемесяч ного распределения расходов воды за исследуемый временной период. Проанализирован вклад в годовой сток каждого сезона и месяца, исследована структура их распределения. Построен ная зависимость между минимальными среднесуточными расхо дами воды 95%-обеспеченности и среднемесячными расходами воды была использована при анализе формирования сезонного стока.

Для детального анализа формирования гидрологического режи ма и оценки основных генетических составляющих – поверхнос тный (S) и подземный (U) сток – строились гидрографы стока, совмещенные с внутригодовым распределением осадков и тем ператур воздуха, выполнялось расчленение гидрографов и рас чет устойчивого подземного стока (рис. 2.2.) [80, 93-95].

При решении задачи расчленения водного стока на его подзем ную и поверхностную составляющие, были использованы сле дующие положения. Зимние меженные расходы воды, предшес твующие половодью при отсутствии оттепелей характеризуют подземный сток в реке. То же относится к расходам воды после окончания половодья. При этом расходы воды после половодья в начале летней межени обычно выше расходов в конце зим ней межени (до половодья). Общий приток подземных вод, как гидравлически связанных, так и не связанных с русловыми, до стигает максимума на спаде половодья. Исходя из этих положе ний, приближенно определяется граница между поверхностным речными и подземными водами реки (рис. 2.3.). На рисунке точ ки 1 соответствуют питанию рек подземными водами до и после половодья;

линия 2 – естественный ход притока в реку подзем ных вод, гидравлически связанных с речными русловыми вода ми;

линия 3 приметно характеризует средний приток подзем ных вод, гидравлически связанных с русловыми водами;

линия 4 принимается в качестве границы подземного и поверхностного стока с учетом питания рек подземными водами, гидравлически не связанными с русловыми.

Пример расчленения гидрографа по методу Львовича приведен на рисунке 2.4.

Рис 2.2. Гидрограф стока р. Днепр, г. Смоленск 1986 г.

Рис. 2.3. Схема определения подземной составляющей речного стока в период половодья [94] Рис. 2.4. Пример расчленения гидрографа на подземный и поверхностный сток, совмещенный с температурами воздуха и атмосферными осадками 2.3.2. Пространственный анализ водосборной территории Опираясь на методику, изложенную в пункте 2.3.1., водосборная территория основного русла российской части р. Днепр была вы делена на карте Смоленской области, и разбита на 4 водосборных участка с различной антропогенной нагрузкой (I-IV, рис. 2.5.).

I. Исток р. Днепр – д. Болшево: Участок слабозаселен, около 80% территории занимают лесные массивы. Значительную часть оставшихся земель покрывают болота. Сельское хозяйство прак тически не ведется. Крупных населенных пунктов нет. Непос редственно на русле Днепра, кроме Болшево, располагаются еще 2 деревни. Гидрологический пост в д. Болшево открыт в 1932 г.

Пост расположен в 2115 км от устья р. Днепр. Площадь водосбо ра составляет 247 км2.

II. д. Болшево – г. Дорогобуж. В пределах водосбора II участка располагаются города Сафоново, Вязьма с общей численностью населения 111,8 тыс. чел. Сельскохозяйственные территории занимают четверть общей площади рассматриваемого участка.

Гидрологический пост в г. Дорогобуж открыт в 1877 г. Пост рас положен в 1931 км от устья р. Днепр. Площадь водосбора со ставляет 6390 км2.

III. г. Дорогобуж – г. Смоленск. На территории участка распо лагаются города Ярцево, Дорогобуж. Сельскохозяйственные угодья занимают чуть более четверти площади участка. Гидро логический пост в г. Смоленск открыт в 1876 г. Пост располо жен в 1735 км от устья р. Днепр. Площадь водосбора составляет 14100 км2.

IV. г. Смоленск – с. Красное (граница Российской Федерации и Республики Беларусь). Из крупных населенных пунктов по ос новному руслу реки на IV участке расположен только Смоленск.

Площадь сельскохозяйственных земель составляет более 30% рассматриваемого водосборного участка. Гидрологический пост на границе Российской Федерации и Республики Беларусь от сутствует. Площадь водосбора составляет 16800 км2.

Характеристики участков приведены в таблице 2.4. по состоя нию на 2000 г.

Площадь каждого участка, общая площадь водосбора, площадь лесов и с/х угодий для каждого участка были рассчитаны с по мощью электронных карт-основ. Численность населения, водо забор речных вод и сброс сточных вод приводятся по данным Рис 2.5. Водосборы участков основного русла р. Днепр (на территории РФ) статистической отчетности. Средние многолетние ресурсы реч ных вод для каждого участка были рассчитаны по данным много летнего гидрологического мониторинга за период 1963-2000 гг.

Анализ таблицы показывает, что в целом на водосборе 36,9% территории занято лесом, 27% – сельхозугодиями. Площадь ур банизированных территорий вместе с дорогами на превышает 3% [41, 113]. Население рассматриваемого водосбора состав ляет 710 тыс. человек, из них 77,5% проживает в городах. Из 551 тысячи городского населения 64% приходится на админист ративный центр Смоленской области – г. Смоленск.

Верхний участок Исток-Болшево следует отнести к фоновому, поскольку он не урбанизирован, максимально залесен и забо лочен, населенных пунктов возле реки практически нет. Русло реки лишь местами свободно от растительности, берега почти полностью заросли кустарником и только в редких местах позво ляют подойти к руслу [137]. Сельское население для своих нужд использует воду из глубоких подземных источников.

Максимальный централизованный забор воды из поверхностных водных источников (86%) приходится на участок Болшево-До рогобуж, минимальный (2,5%) – на участок Смоленск-Красное и связан главным образом с потребностями г. Смоленска.

Таблица 2.4. Современная характеристика участков водосборной территории основного русла Днепра на территории РФ I II III IV I-IV Характеристика Исток – Болшево – Дорогобуж – Смоленск – Исток – Болшево Дорогобуж Смоленск Красное Красное км2 247 6390 14100 16800 Площадь водосбора от ис тока к замыкающему створу % 1,5 38,0 83,9 100 км2 247 6143 7710 2700 Площадь участка % 1,5 36,6 45,9 16 км2 196,9 2630,7 2759,1 619,6 6206, – площадь территории, занятой лесом % 79,7 42,8 35,8 22,9 36, км2 20,6 1542,7 2025,9 946,8 – площадь территории, занятой с/х угодьями % 8,3 25,1 26,3 35,1 тыс.чел. 3 159,2 151,1 396,7 Численность населения % 0,4 22,4 21,3 55,9 тыс.чел. 0 111,8 74,7 364,1 550, – в том числе численность городского населения % 0 20,3 13,6 66,1 Средние многолетние км3 0,06 1,35 2,84 3,38 3, ресурсы речных вод млн.м3 0,08 68,51 63,87 8,24 140, Централизованный забор воды % 0,06 48,69 45,39 5,86 млн.м3 0 46,20 6,38 1,35 53, – из поверхностных водных объектов % 0 85,67 11,83 2,50 млн.м3 0,08 22,31 57,49 6,89 86, – из подземных водных объектов % 0,09 25,71 66,26 7,94 млн.м3 0 57,45 14,19 50,80 122, Централизованный сброс сточных вод % 0 46,92 11,59 41,49 Максимальный централизованный сброс сточных вод (47%) при ходится также на II участок р. Днепр. Примерно такой же сброс сточных вод (41,5%) приходится на участок Смоленск-Красное, что связано с тем, что в районе г. Смоленска (кроме собственных сточных вод) сбрасываются сточные воды с выше расположен ного участка [13, 21, 36, 124].

2.3.3. Многолетние колебания речного стока Среднегодовые расходы воды р. Днепр у г. Смоленска изменя лись за период с 1963 по 2000 гг. от 52,1 до 128,9 м3/с.

Средний многолетний объем речного стока за этот период у г. Cмоленска составил 2,84 км3/год, что несколько ниже средне го многолетнего объема речного стока, восстановленного ГГИ за период с 1930-1980 гг. и равного 3 км3/год [36].

В связи с тем, что в работах ряда авторов отмечается сущест венный рост объема речного стока на реках ЕТР за последние 20 лет ХХ века, в работе среднее многолетнее значение объемов стока у г. Смоленска было рассчитано за различные периоды (табл. 2.5.).

Анализ таблицы показывает, что за последние 20 лет ХХ века существенно увеличился минимальный объем стока, снизился максимальный, а средний многолетний объем за 1980-2000 гг.

превысил на 4,6% уточненную ГГИ среднюю многолетнюю вели чину стока за период 1930-1980 гг.

Многолетний ход годовых сумм осадков и среднего многолетнего стока за расчетный период приведен на рисунке 2.6.

Анализ показал наличие тренда роста речного стока и сумм осад ков, причем тренд роста осадков выражен более четко.

Для определения связи между расходами воды и осадками по данным мониторинга у г. Смоленска, рассматриваемые величи ны были приведены к единой размерности (мм/год).

Коэффициент корреляции между осадками и речным стоком для рассматриваемого бассейна составил 0,66 (рис. 2.7.).

Уравнение регрессии имеет вид:

у = 0,37х – 62,1, где х – осадки в мм/год, y – среднегодовой слой стока в мм/год.

Рис. 2.6. Распределение годовых сумм осадков и среднегодового стока за период 1963-2000 гг. (р. Днепр – г. Смоленск) Рис. 2.7. Зависимость между речным стоком р. Днепр у г. Смоленск и атмосферными осадками Ошибка полученного значения коэффициента корреляции со ставляет 0,08. Таким образом, значение коэффициента корреля ции может находится в пределах:

r = 0,66 ± 0,08.

Коэффициент речного стока за период 1963-2000 гг. изменялся в пределах 0,18-0,36. Среднее значение, равно 0,28.

Исследование распределения лет разной водности, с учетом обеспеченности (табл. 2.6.) показало, что за рассматриваемый в работе период маловодными были 9 лет, средними по воднос ти – 18 лет, многоводными – 9 лет. Минимальный среднегодовой расход (52,07 м3/с) у г. Смоленска наблюдался в 1965 году, мак симальный (128,86 м3/с) – в 1998 году.

Было исследовано распределение маловодных, средних по вод ности и многоводных лет по трем последним десятилетиям ХХ ве ка (табл. 2.7.).

Распределение маловодных, средних по водности и многоводных лет (с учетом обеспеченности) подтверждает тренд, просматри вающийся по скользящим пятилеткам. Снижается количество маловодных лет, и растут средние абсолютные значения всех лет: маловодных, многоводных и средних по водности.

2.3.4. Сезонное распределение речного стока Анализ сезонного распределения стока р. Днепр у г. Смоленска показывает, что в зимний период формируется от 7 до 24% го дового стока. Сток весеннего периода колеблется от 37 до 80% от годового объема. За летний период формируется от 6 до 28% стока, сток осеннего периода составляет от 7 до 30% общего го дового стока (табл. 2.8.).

Исследование динамики изменения объемов речного стока в разные сезоны года за период 1963-2000 гг. показало снижение доли весеннего половодья к 2000 году и примерно одинаковый рост долей зимнего, летнего и осеннего стока (рис. 2.8.).

Для более детального анализа формирования речного стока в отдельные сезоны были дополнительно рассмотрены минималь ные расходы 95%-й обеспеченности, максимальные расходы 5%-й обеспеченности и периоды их формирования (табл. 2.9.).

В качестве примера приведена таблица для лет разной воднос Таблица 2.5. Ресурсы речного стока р. Днепр у г. Смоленска, км3/год [19, 20] Периоды Объем речного стока 1930-1980 гг. 1963-2000 гг. 1980-2000 гг.

Средний за период 3,0 2,8 3, Максимальный за период 5,33 4,06 4, Минимальный за период 1,64 1,64 2, Таблица 2.6. Обеспеченность средних годовых расходов р. Днепр у г. Смоленск за 1963-2000 гг.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.