Материал: Дослідження впливу змін клімату на водні ресурси межиріччя Дунай-Дністер

За даними В.В. Гребіня [6] єдиною датою початку суттєвих змін водного режиму річок України, що відбулися у результаті глобального потепління, може бути прийнятий 1989 рік. При порівнянні характеристик річного стоку за період 1989-2004 рр. із даними минулих років видно, що річний стік р. Кодима зменшується.

Аналіз різницевих інтегральних кривих середніх річних температур повітря, сум річних опадів та річного стоку показав, що температури повітря знаходяться у теплій (додатній фазі своїх коливань), починаючи з 1989 року (рис.3.1). Опади перейшли у від’ємну фазу своїх коливань ще у 1980 році.

Перехід коливань річного стоку у від’ємну фазу на річці Когильник спостерігався у кінці 80-х років.

Рисунок 3.1 - Різницеві інтегральні криві річних величин стоку, опадів, температур повітря Північно-Західного Причорномор’я

.2 Максимальний стік

За даними спостережень, починаючи з 1989 року максимальна витрата весняного водопілля у створі р.Когільник - смт Котовськ становила 7,48 м³/с (1969 р.), а дощового стоку - 4,75 м³/с (1994 р.). Порівняння середніх багаторічних значень максимальних витрат за весь період спостережень та після початку впливу глобального потепління на водні ресурси показало, що характеристики максимального стоку, як талого, так і дощового майже не змінилися (табл. 3.3). Це пов’язано із тим, що досліджуваний водозбір знаходиться на території із нестійким сніговим покривом із переважно додатними температурами повітря у зимовий сезон.

Таблиця 3.3 - Статистичні параметри максимального стоку весняного водопілля та дощових паводків, р. Когільник - смт. Котовськ

Співставлення ходу добових максимумів весняного водопілля та дощових паводків у багаторічному розрізі (рис.3.2, рис. 3.3) дозволило зробити висновок про незначне зменшення максимального стоку у останні десятиріччя.

Рисунок 3.2 - Зміна у часі добових максимумів весняного водопілля, р. Когільник - смт. Котовськ, 1961-2004 рр.

Рисунок 3.3 - Зміна у часі добових максимумів дощових паводків, р. Когільник - смт. Котовськ, 1961-2004 рр. (--- лінія тренда, 1 - 1989-2004 рр.)

.3 Мінімальний стік

Тривалі періоди низького стоку суттєво впливають на стратегію управління водним господарством і є важливою характеристикою водного режиму річки. Межінь означає існування дефіциту води при її споживанні для певних цілей. Низький стік спостерігається на протязі межені і є її елементом. Основною характеристикою межені є "зменшення кількості води у певний момент часу на певній території ".

Низький стік є характерним для літньо-осіннього періоду річок Північно-західного Причорномор’я. Зимова межінь на цих річках більш висока, оскільки відбувається поповнення запасів підземних вод за рахунок осіннього зволоження, а також при відлигах.

Початок літньо-осінньої межені на р. Когільник припадає на червень місяць, кінець - на листопад. Літньо-осіння межінь переходить у зимову. Початок зимового меженного періоду відноситься до листопада-грудня, а закінчується у лютому, і лише у окремі роки - у березні місяці.

Порівняння середніх багаторічних значень мінімальних витрат за весь період спостережень та після початку впливу глобального потепління на водні ресурси показало, що характеристики мінімального стоку зменшується у і у літньо-осінню і у зимову межень (рис 3.4-3.5). Це пов’язано із тим, що площа водозбору р. Когільник - смт. Котовськ дуже мала ( F= 179 км²). Річка не має стійкого підземного живлення і втрати поверхневого стоку на інфільтрацію не можуть збільшити мінімальний стік.

Рисунок 3.4 - Мінімальні місячні витрати літньо-осінньої межені, 1961-2004 рр., р. Когильник - смт. Котовськ

Рисунок 3.5 - Мінімальні місячні витрати зимової межені, 1961-2004 рр., р. Когильник - смт. Котовськ

4. Оцінка якості води за гідрохімічними показниками

Метод оцінки якості води для рибогосподарських потреб ґрунтується на порівнянні показників складу і властивостей середовища водного об'єкта, що розглядається, з відповідними нормативами. Норми якості води водних об'єктів включають загальні вимоги до складу і властивостей води водних об'єктів, які використовуються для рибогосподарського водокористування.

Оцінка якості води виконувалася методом зіставлення значень показників якості води (виміряних або розрахованих) з нормативами. Якщо показники не мають ефекту спільної дії, то їх значення мають бути не більшими за норматив Ci ≤ ГДК; якщо показники якості води мають ефект спільної дії, то вони об’єднуються у групи і для кожної з груп показник якості φ має бути не більше 1:

φ=  ≤ 1 (4.1)

де

Сi - концентрація речовини;

ГДК- гранично допустима концентрація.

У групу спільної дії об’єднують показники, нормовані з ЛОШ 1 і 2 класу небезпеки. Решта показників, нормованих без ЛОШ або з ЛОШ, але 3 і 4 класу небезпеки, не мають ефекту спільної дії.

Оцінка якості води 2-бальна: якщо хоча б один показник перевищує норматив, то вважається, що вода брудна і не відповідає нормам; у протилежному випадку - чиста (відповідає нормам).

Аналіз гідрохімічних показників на р. Когільник показав, що протягом останнього десятиріччя спостерігається перевищення гранично допустимих концентрацій по багатьом хімічним елементам. До основних елементів, які перевищують ГДК входять сульфати, хлориди, магній та натрій.

У 2005 р., порівняно з концентраціями минулих років, важливо відмітити значне збільшення БСК5 (перевищує ГДК в 19 разів), ХСК в 3,5 рази. Відмічено зменшення розчиненого кисню і збільшення концентрації хлоридів. Серед позитивних змін відмічено зниження вмісту завислих речовин та нітратів. Речовини токсичної дії не виявлені. Мінералізація зросла і перевищує встановлені ГДК в 5 разів.

У 2006 р. аналіз фізико-хімічних показників показав, що дані показники знаходяться в межах встановлених ГДК. Виняток складає лише показник кольоровості, який перевищує ГДК в 5 разів. Водневий показник (рН) також збільшився у декілька разів. Показники режиму кисню виявили, що концентрація розчиненого кисню перевищує ГДК у 2 рази. Мінералізація перевищує встановлені ГДК в 3,3 рази. Також перевищують ГДК завислі речовини.

Фізико-хімічні показники за 2007 р. показали, що показник кольоровості перевищив ГДК у 2,9 разів. Концентрація розчиненого кисню набагато зменшилась, порівняно з минулим роком. Також спостерігалось перевищення показника мінералізації у 2,7 разів. У цей рік спостерігались значні перевищення магнію (у 3 рази), натрію (4 рази) та показники сульфатів також значно перевищували встановлені ГДК (приблизно у 3 рази). З 2008 по 2013 роки спостерігались майже незмінні перевищення ГДК по таким показникам, як: сульфати, хлориди, магній, натрій, мінералізація та жорсткість (табл. 4.1). Сульфати та хлориди по всіх роках перевищували норми ГДК у 3-4 рази відповідно. Мінералізація за своєю концентрацією змінювалась в залежності від пори року. Наприклад, навесні та влітку вона збільшувалась, а взимку та восени її концентрації значно зменшувались. Але при цьому перевищення показників мінералізації спостерігалось протягом усього року. Також, у цей період, протягом усього року спостерігалось стійке перевищення показників жорсткості у 3-4 рази [13].

Таблиця 4.1 - Повторюваність випадків перевищення ГДК для риборозведення в період ( 2003-2013 рр.)

Аналіз даних концентрацій за господарсько-питними нормативами (табл.4.2) не суттєво змінив ситуацію. У період з 2003 по 2013 рр. хлориди та сульфати перевищували гранично допустимі показники, майже за весь час спостережень, у 3-4 рази. Аналізуючи показники лужності можна зробити висновок, що протягом досліджуваного періоду цей показник також перевищував ГДК у 4-5 разів.

Спостерігалися невеликі перевищення водневого показника рН. У 2006 р. та у 2009 р. його концентрація перевищила ГДК у 1,5 раза.

Таблиця 4.2 - Повторюваність випадків перевищення ГДК для господарсько-питних нормативів в період (2003-2013 рр)

Висновки

Згідно із аналізом даних по метеорологічних станціях Ізмаїл (1946-2012 рр.) та Сарата (1959-2012 рр.) в останнє десятиріччя у коливаннях температур повітря збільшується кількість випадків перевищення позитивного значення середнього квадратичного відхилення.

Остаточних значимих змін опадів не виявлено ні для року, ні для теплого та холодного періоду.

Це означає, що зволоженість території залишається незмінною, а випаровування з поверхні суші зростає. В результаті відбувається зменшення середніх багаторічних величин стоку на 26%. Проте, збільшення температур холодного періоду не має значущого впливу на формування максимального стоку весняного водопілля, оскільки водозбір р. Когільник- смт Котовськ знаходиться на території із нестійким сніговим покривом із переважно додатними температурами повітря у зимовий сезон. На станції Ізмаїл середня багаторічна температура повітря у холодний період становить 2°С, а на метеостанції Сарата, розташованій північніше - 1,2°С.

Таким чином, на цьому водозборі зменшення максимального стоку за рахунок глобального потепління не відбувається.

Площа водозбору дуже мала (F= 179 км²). Отже річка не має стійкого підземного живлення і втрати поверхневого стоку на інфільтрацію не можуть збільшити мінімальний стік.

У зв’язку із недостатністю даних спостережень для оцінки характеристик стоку р. Когільник рекомендується застосовувати розрахункові схеми, отримані за математичними моделями, що розроблені в ОГЕКУ [9].

Література

1.      Атлас: Географія України. - Київ: ДНВП "Картографія", 2003 рік - 49 стр.

3.      Bоскресенский К.П. Норма и изменчивость годового стока рек СССР. - Л.: Гидрометеоиздат,1967. - 546 с

.        Гопченко Е.Д., Гушля А.В. Гидрология с основами мелиорации. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 303 с.

5.      Гопченко Е.Д., Лобода Н.С. Водные ресурсы северо-западного Причерноморья (в естественных и нарушенных хозяйственной деятельностью условиях). - К.: КНТ, 2005. - 188 с.

6.      Гребінь В.В. Сучасний водний режим річок України (ландшафтно-гідрологічний аналіз). - К.: Ніка-центр,2010. - 316 с.

.        Камзіст Ж.С., Шевченко О.Л. Гідрогеологія України. Навчальний посібник. - К.: Фірма "Інкос", 2009 - 612 с.

.        Коротун І.М., Коротун Л.К., Коротун С.І. Природні ресурси України : Навчальний посібник. - Рівне, 2000. - 192 с.

9.      Лобода Н.С. Расчеты и обобщения характеристик годового стока рек Украины в условиях антропогенного влияния: Монография / Н.С. Лобода. - Одесса: Экология, 2005. - 208 с.

10.    Оцінка впливу кліматичних змін на галузі економіки України / Під ред. Степаненко С.М. Полбового А.М. - Одеса Екологія, 2011 - 605 с.

11.    Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. - Л.: Гидрометеоиздат,- 1984. - 447 с.

12.    Природа Одесской области. Ресурсы, их рациональное использование и охрана / под. ред. Г.И. Швебс /. - Киев-Одесса: Вища школа. - 1979. - 144 с.

.        СанПин 4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. - М.: Минздрав СССР, 1988 г. - 59 с.

.        Швебс Г.И., Ігошин М.І. Каталог річок і водойм України: навчально-довідковий посібник / Під ред. Є.Д. Гопченка. - Одеса: Астропринт, 2003. - 390 с.

Додаток А

Рисунок А.1 - Хронологічний хід річної температури повітря за даними м/ст. Сарата (---- середнє багаторічне значення, --- лінія тренда, --- середньоквадратичне відхилення).

Рисунок А.2 - Хронологічний хід температури повітря холодного періоду(XI-III) за даними м/ст. Сарата (---- середнє багаторічне значення, --- лінія тренда, --- середньоквадратичне відхилення).

Рисунок А.3 - Хронологічний хід температури повітря теплого періоду(IV-X) за даними м/ст. Сарата (---- середнє багаторічне значення, --- лінія тренда, ___ середньоквадратичне відхилення), (1 - 1946-2012 рр., 2 - 1989-2012 рр.)

Рисунок А.4 - Хронологічний хід річних сум атмосферних опадів, за даними м/ст. Сарата (---- середнє багаторічне значення, --- лінія тренда)

Рисунок А.5 - Хронологічний хід сум опадів холодного періоду (ХІ-ІІІ), за даними м/ст. Сарата (---- середнє багаторічне значення, -- лінія тренда)