ЕКОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЕРХНЬОЇ ЧАСТИНИ СТОЧИЩА ДНІСТРА З ВИКОРИСТАННЯМ ГІС-ТЕХНОЛОГІЙ Автореферат

Розділ 1. Теоретичні і методичні основи застосування геоінформаційних технологій в еколого-геоморфологічних дослідженнях басейнових систем. Річковим системам присвячена величезна кількість наукових розробок і публікацій. Однак ступінь вивченості річок України, наукових узагальнень результатів досліджень залишається недостатнім. Актуальним є аналіз і синтез величезної кількості інформації, що можливо лише через використання сучасних ГІС, які є засобом пізнання природно-господарських систем, тому повинні розглядатися як головний інструмент географічних досліджень та вирішення наукових і прикладних завдань.

Ідея застосування ГІС-технологій в еколого-геоморфологічних дослідженнях не є новою, проте залишається все ще недостатньо реалізованою. Суть таких досліджень річкових басейнів полягає у всесторонньому вивченні походження, розвитку, сучасного стану і тенденцій змін як усієї басейнової системи, так і кожного з її компонентів, аналізі спектру умов і чинників, що впливають на ці зміни. Теоретичною основою для реалізації цих досліджень за допомогою ГІС є басейнова концепція [Ковальчук, 1997; Корытный, 2001]. Її використання при розробці ГІС дозволяє ефективно встановлювати взаємозв’язки між станом басейнової системи, чинниками, які на нього впливають та функціонуванням річок.

Згідно з концепцією флювіальної геоморфології [Ковальчук, 1997; Симонов, 2000; Чалов, 2001], вплив водної підсистеми на рельєф проявляється в трьох аспектах: розмив водою грунтів і рельєфоутворюючих відкладів (руйнування або ерозія), перенесення продуктів руйнування (транспорт або транзит) і відкладання продуктів руйнування у вигляді нових відкладів (акумуляція наносів). Ці три процеси створюють єдиний неперервний у просторі і часі ерозійно-акумулятивний процес. Басейнові геосистеми усіх рангів безперервно і повсюдно зазнають впливу комплексу природних та антропогенних чинників, які перетинаються у трьох основних сферах їх функціонування: у структурній організації річкових і басейнових систем (поєднання річок різних рангів і їхніх водозборів) і трансформації їх елементів, гідрологічному режимі і його змінах, а також у ступені ризику виникнення й активізації екстремальних гідрологічних і геоморфологічних процесів, які мають часто небезпечні для людини наслідки. Результатом такого перетину і взаємодії трьох підсистем сточища є комплекс гідрогеоморфологічних процесів, трансформація компонентів басейнових геосистем, які і виступають предметом дисертаційного дослідження.

Для досліджень і контролю стану та функціонування річкових і басейнових систем, аналізу тенденцій змін їх гідрогеоморфологічного режиму необхідна точна, детальна, постійна та оперативна інформація про умови і чинники їх функціонування, яку здатна забезпечити лише сучасна система моніторингу стану басейнових систем і їх компонентів.

З суті моніторингу і ГІС випливає подібність функцій, які виконують обидві системи, їх взаємодоповнюючий характер. Отже ГІС є найкращою формою організації системи моніторингу. Тому пропонуємо нове, ширше в бік інфор-матизації, визначення моніторингу, як системи стеження за довкіллям за допомогою комплексу спеціальних вимірювальних приладів та інструментів, комп’ютерних пристроїв і програм, їх операторів в особі людини, географічних даних та їх споживачів, який створено з метою ефективного збирання, нагромадження, зберігання, оперативного опрацювання, аналізу і візуалізації геоінформації, надання доступу до неї користувачам, інтеграції знань про територію для їх ефективного використання при вирішенні наукових і прикладних географічних завдань, пов’язаних з інвентаризацією, аналізом, моделюванням, прогнозуванням та управлінням довкіллям і територіальною організацією суспільства. Отже, моніторингова інформація є вкрай важливою складовою вивчення гідрогеоморфологічних процесів у долинах і руслах річок та на їх водозборах, тому широко використовувалася нами при вивченні функціонування річкових систем сточища Дністра

Долини річок, їх заплавно-руслові комплекси є найбільш нестійкими до антропогенних перетворень складовими довкілля, тому вони виступають об’єктами еколого-геоморфологічних досліджень. Останні включають аналіз будови і функціонування ерозійно-акумулятивних систем у вигляді мережі різнорангових річок, оцінку масштабів і тенденцій трансформації параметрів їх структури, а також деформацій річкових русел. Під змінами структури річкових систем розуміється поява нових або зникнення існуючих елементів, зміна порядку системи (Ковальчук, 1997). Тенденція змін у структурі — це спрямованість трансформації її параметрів. При виникненні або зникненні одного елементарного водотоку механізм досягнення рівноваги зазнає змін, тобто змінюється характер стоку води і наносів, співвідношення між транзитом та акумуляцією. Тому ми вважаємо, що функціонування річкових систем можна вивчати, досліджуючи просторові і часові особливості структури річкових систем. Це дозволяє виявити певну норму або оптимальний стан саморегульованої річкової системи, що є дуже важливим у справі створення та управління розвитком різнорангових стійких природно-господарських басейнових систем. Через великі затрати праці і часу при проведенні таких досліджень, значний потенціал для їх реалізації має застосування геоінформаційних технологій.

Річкова мережа є центральним інтегруючим компонентом басейнових геосистем, а її функціонування здійснюється через стік води, який одночасно є чинником розвитку низки гідрогеоморфологічних процесів та сам зазнає змін під впливом інших компонентів басейнової системи. Тому дослідження багаторічних змін режиму функціонування річок, причин цих змін і їх наслідків також є важливим геоморфологічним завданням. При створенні електронних баз даних, аналізі інформації, картографічному моделюванні гідрогеоморфологічних процесів ми спиралися на малі водозбори, які дозволяють отримати точніші результати. На етапі еколого-геоморфологічного синтезу результатів базовими були басейни середнього і великого розміру. На етапах прогнозування та рекомендацій ми знов поверталися до малих водозборів. При такому підході різнорангові басейни виступають головним об’єктом геоінформаційного моделювання, що зумовлене чіткою окресленістю їхніх природних меж, гідробалансовою замкнутістю.

Розділ 2. Методика еколого-геоморфологічних досліджень басейнових систем з використанням технологій ГІС. Для вирішення поставлених завдань нами вперше, на основі басейнового підходу, розроблена ГІС “Сточище”, яку вважаємо оптимальним інструментом для еколого-геоморфологічних досліджень басейнових геосистем, вивчення наслідків впливу господарської діяльності на їхній стан, планування їх стійкого розвитку й управління. Структура ГІС “Сточище”, включає організаційні (збір, систематизація, редагування даних, моделювання ретроспективного і сучасного стану геоморфосистем та їх змін, еколого-геоморфологічних наслідків, синтез отриманої інформації, прогнозування еколого-геоморфологічного стану басейнових систем, обгрунтування пропозицій з його оптимізації) і тематичні блоки (“моніторинг еколого-геоморфологічного стану басейнових систем”, “умови і чинники функціонування басейнових систем”, “структура і функціонування річкових і басейнових систем”). Вона апробована на прикладі верхньої частини сточища Дністра. Нами опрацьований алгоритм еколого-геоморфологічних досліджень басейнових систем з використанням ГІС- технологій (мал. 1).

Дослідження структури річкових систем включали: розрахунок сучасних і ретроспективних параметрів їх структури; встановлення тенденцій розвитку річкових систем і змін параметрів їх структури за останні 120 років; кількісну оцінку масштабів цих змін; виявлення причин трансформаційних процесів у структурі річок; прогноз змін у структурі річкових систем і можливих впливів на екологічний стан басейну верхнього Дністра та розвиток господарства в його межах.

Вертикальні деформації русел оцінювалися шляхом побудови серії різночасових поперечних профілів русла і застосування порівняльного методу, після чого проаналізовані профілі приєднувалися до баз даних, а також порівню-валися з результатами іншого методу оцінки вертикальних деформацій — побудови різночасових кривих витрат. За ступенем зміни висоти рівня води в руслі робилися висновки про тенденції врізання русла або акумуляції наносів у ньому.

Оцінка горизонтальних деформацій русел проводилася на основі порівняння великомасштабних (1 : 10 000 – 1 : 25 000) різночасових топографічних карт, дешифрування аерофотознімків на вибрані ділянки річкових систем верхньої частини сточища Дністра та напівстаціонарних спостережень. Матеріали досліджень горизонтальних деформацій русел у місці впадіння річки Бистриці у Дністер, що проводилися у 1960-х роках [Стрельников, 1973] були доповнені нами новішими даними, оцифровані, внесені у ГІС і проаналізовані за допомогою оверлейного аналізу. В результаті була створена карта спрямованості гори-зонтальних деформацій русел.

В основу розробленої нами методики геоінформаційного аналізу режиму стоку як чинника морфогенези русел річок покладена програма поетапного вивчення особливостей режиму функціонування річок сточища Дністра і його змін впродовж другої половини ХХ століття як головного чинника прояву небезпечних гідрогеоморфологічних процесів, зокрема паводків. Для вирішення цього завдання була створена база даних про щоденні витрати води за період з 1950 до 2000 року для 17-ти репрезентативних гідрологічних постів Держкомгідромету України, розташованих у верхній частині сточища Дністра, яка є інформаційною основою ГІС “Сточище”. Крім того, використовувалася різноманітна картографічна, статистична, архівна, фондова та літературна тематична інформація про антропогенне навантаження на басейни річок, трансформацію компонентів довкілля і річкових систем впродовж 50 – 150 років. Вивчення сучасного гідрогеоморфологічного режиму Дністра і його допливів базувалося на розрахунку низки параметрів функціонування річок (максимальні з максимальних (HHQ), середні з максимальних (MHQ), середні багаторічні (MMQ), середні з мінімальних (MNQ), мінімальні з мінімальних (NNQ) витрати води, модулі стоку води і наносів та ін). На основі отриманих показників будувалися відповідні графіки, діаграми, а також середньомасштабні карти для басейнів Дністра та його допливів. Для визначення тенденцій змін стоку вивчалися багаторічні ряди даних спостережень (40 – 50 років) з використанням комп’ютерних програм Excel for Windows, ArcView, ARC/INFO та інших. Результати цих досліджень візуалізовувалися у текстовій, табличній, графічній формах, на різномасштабних топографічних і тематичних картах. Тенденції змін стоку виявлялися методами побудови та аналізу інте-гральних кривих. Виявлення взаємовідношень між гідрологічними та геоморфоло-гічними параметрами здійснювалося методом кореляційного аналізу.

Алгоритм аналізу та моделювання екстремальних гідрогеоморфологічних явищ включав: побудову серії гідрографів найбільших паводків і графіків, що відображають рівень води в руслах та на заплавах при екстремальних паводках на фоні рівнів: середнього меженного, виходу води на заплаву, затоплення будівель, паводків 10%, 5% і 1% забезпечення; аналіз побудованих графіків (оцінка тривалості фаз підйому і спаду паводків, морфометричний аналіз гідрографів паводків, аналіз витрат води при екстремальних паводках та ін.); створення бази даних про рівні та витрати води в руслах річок при паводках різного забезпечення; аналіз картографічної інформації про рельєф на предмет її придатності для геоінформаційного моделювання; створення гідрологічно коректної цифрової моделі рельєфу верхньої частини сточища Дністра, представленої у растровому форматі; створення та апробація оглядової ГІС- моделі, яка визначає зону ризику підтоплення при заданих рівнях води; створення картографічних моделей рекомендаційного характеру щодо захисту поселень, угідь та комунікацій від руйнування паводками й іншими гідрогеоморфологічними процесами.

Розділ 3. Геоінформаційний аналіз умов і чинників функціонування річкових систем сточища Дністра. Для оцінки потенціалу розвитку гідрогеоморфологічних процесів у сточищі верхньої частини Дністра і ризику його реалізації проведений геоінформаційний аналіз умов і чинників прояву гідрогео-морфологічних процесів з використанням басейнового підходу і геоінформаційних технологій. Аналіз впливу рельєфу на формування і режим стоку води та наносів, проходження екстремальних паводків, розвиток руслових процесів базувався на створених за допомогою ГІС серії морфометричних карт (стрімкості схилів, їх експозиції, горизонтального і вертикального розчленування), картографічних моделей інших чинників для визначення потенціалу стокоутворення і розвитку гідрогеоморфологічних процесів. Результатом є геоінформаційна модель “Потенціал розвитку гідрогеоморфологічних процесів”, яка отримана методом накладання картографічних шарів з бальною оцінкою ролі кожного чинника і сумування цих балів. Серед антропогенних чинників найнебезпечнішими з точки зору активізації руслових гідрогеоморфологічних процесів є неконтрольований забір алювію з русел і заплав, який супроводжується розвитком незворотних руслових деформацій (вертикальних — до 60 мм/рік і горизонтальних (до 20 м за екстремальний паводок) та інших небезпечних процесів, що призводять до руйнування мостів, трубопроводів, залізничних та автомобільних шляхів, “зависання” у повітрі водозабірних і водоскидних споруд, пониження рівня води в руслі. Важливим чинником є дамби, які впливають на швидкість течії, витрати і рівні води, витрати наносів і каламутність в період повені та паводків, зумовлюють збільшення енергії потоку, його розмивної здатності, внаслідок чого зростає інтенсивність руйнування берегів і ризик прориву дамб (понад 10 проривів у липні 1997 року в межах Верхньодністерської низовини); землекористування, яке через переформування рослинного покриву різко змінює коефіцієнт стоку і сприяє інтенсивному розвитку ерозійно-акумулятивних процесів на водозборах, формуванню значної кількості наносів (до 4400 т за рік з км²) [Ковальчук, 1997], їх акумуляції у річках, замулюванню малих водотоків (зменшення загальної довжини водотоків на 35 – 40 % [Ковальчук, Михнович, 1997]), формуванню ярково-балкової мережі, яка, змінюючи морфологічні особливості рельєфу, також впливає на режим стоку наносів у річках. Отже, за ступенем впливу на поширення і темп розвитку гідрогеоморфологічних процесів ряд чинників має наступний вигляд: природні: 1) стан рослинного покриву і землекористування (при зменшенні лісис-тості і збільшенні розораності на 20 – 30% виявлено зменшення кількості водотоків на 60%, збільшення стоку води і наносів на 100 – 300% за останні 50 років), 2) забір алювію з русел (спостерігається швидка реакція річкових систем у вигляді інтен-сивної (до 60 мм/рік) донної ерозії), 3) стрімкість і форма схилів (зміна коефіцієнтів стоку до 50%), властивості четвертинних відкладів і грунтового покриву.

Розділ 4. Геоінформаційне моделювання будови і функціонування річкових систем сточища Дністра. Нами створена ГІС “Сточище” і проведені на її основі розрахунки параметрів структури річкових систем на різних етапах їх розвитку, визначені тенденції змін кількості і довжини річок різних рангів за останні 120 років, визначені причини трансформаційних процесів, зроблений прогноз змін структури річкових систем. Результати аналізу засвідчили, що, незважаючи на виявлене нами зростання загальної водності річок регіону в середньому на 20 % [Ковальчук, Михнович, 2000], структура його річкових систем зазнає деградації через відмирання їхніх верхніх ланок (коефіцієнти трансформації кількості водото-ків 1 – 2 порядків — 60 – 64 %, загальної довжини — 31 – 48 %) [Михнович, 1998]. Середня довжина зниклих водотоків становить 0,1 – 1,0 км, а тих, що з’явилися — 1,0 – 2,0 км. Виявлений обернений зв’язок між змінами середньо-річного стоку води та наносів і трансформацією структури річкової мережі. Після польових обстежень показник трансформації структури річкових систем можна буде використовувати в якості індикаційного параметра при аналізі змін стоку води в річках на неохоплених моніторингом територіях. Головними чинниками трансфор-маційних процесів у структурі річкових систем досліджуваної частини сточища Дністра є: розорювання схилів, яке зумовлює активізацію ерозійних процесів і замулювання малих водотоків; зміни характеру рослинного покриву (зменшення за 100 річний період лісистості на 25 – 35 % [Ковальчук, 1997]) тощо). Головними еколого-геоморфологічними наслідками деградації річкових систем є спрощення їх структури, погіршення (зумовлене замулюванням русел продуктами схилової і руслової ерозії) еколого-геоморфологічного стану верхніх ланок річкової мережі (І – ІІ порядки) в умовах Передкарпаття, а також ІІІ – ІV порядків в горах (цими процесами охоплено понад 50 % водотоків у верхів’ях Дністра [Ковальчук, 1997]). У поєднанні з вирубуванням лісів, розорюванням схилів, сезонною нерівномірністю стоку перетворення постійних водотоків зі значним похилом русел на тимчасові призводить до зростання ризику активізації розмивання берегів, прояву зсувних і селевих процесів (при польових обстеженнях помічена їх активізація за останні 10 років у верхів’ях Дністра, Ясениці, Топільничанки, Яблуньки).

Наступним напрямком дослідження було оцінювання спрямованості і темпів вертикальних деформацій русел річок у сточищі верхнього Дністра на основі журналів нівелювання гідрологічних постів і їхніх технічних паспортів. Встановлено, що середня інтенсивність врізання русел становить 10 – 20 мм/рік. Максимальні показники (30 – 60 мм/рік) характерні для Стривігору, Стрия, Славської, Ружанки. Акумуляція виявлена у руслах Дністра (Самбір), Тисьмениці (Дрогобич) (20 мм/рік), Бистриці (Озимина) (6,2 мм/рік), Щирки (Щирець) (7,8 мм/рік). Відносно стабільними є русла Стривігору (Хирів), Стрия (Матків), Дністра (Розділ).

Проведений детальний аналіз стоку води і наносів у сточищі Дністра як одного з головних чинників розвитку гідрогеоморфологічних процесів і морфогенези флювіального рельєфу дозволяє стверджувати, що: а) середні багаторічні коефіцієнти стоку річок коливаються від 0,17–0,23 (Подільська височина) до 0,4–0,7 (Передкарпаття і Карпати); б) середні модулі стоку річок сточища Дністра змінюються від 2,7 – 6,5 л/с_*км² на лівобережжі до 10,0 – 35,5 л/с_*км² на правобережжі; в) середні багаторічні модулі стоку наносів у сточищі становлять 10,0 – 634,5 т/км²_*рік, максимальні модулі стоку змінюються від 28,8 до 4400,0 т/км^2. рік, а мінімальні — від 1,6 до 59,7 т/км²_*рік; г) найбільш трансформованими в аспекті середньорічних показників стоку за багаторіччя є Верхньодністерські Бескиди, Передкарпаття і Поділля (40 – 200 %); найбільше зростання стоку води і наносів виявлене у Дністрі (Самбір), Тисьмениці (Дрогобич) — 200 – 300%, змен-шення стоку води — у Стривігорі (Хирів) — 50%, стоку наносів — у Дністрі (Стрілки, Розділ) — 300%; д) стосовно сезонного прояву флювіальних процесів та його багаторічних змін встановлено, що найбільше збільшився стік води і наносів в осінні місяці (15 – 30 %). Відповідно зросла й інтенсивність ерозійних процесів в цей період. Аналогічна тенденція для стоку води переважає також у січні, травні, червні і липні. Для окремих місяців зимово-весняного періоду (лютий, березень, квітень) характерне зменшення витрат води і відповідне зменшення темпів розвитку гідрогеоморфологічних процесів. Найбільш трансформованим внутрішньорічний розподіл витрат води і наносів є для річок Дністер (Самбір) і Тисьмениця (Дрогобич). Виконаний аналіз багаторічної динаміки стоку води і наносів у сточищі верхнього Дністра дав змогу виділити три групи річок: 1) з відносно стабільним режимом витрат води й наносів і незначними їх змінами з 1950 до 2000 року, які з геоморфологічної точки зору характеризуються зрівноваженим розвитком ерозійно-акумулятивних процесів; 2) з нестабільним режимом і помітними змінами витрат води та наносів у багаторічному аспекті, для яких властива пульсація інтенсивності ерозійно-акумулятивних процесів; 3) з дуже нестабіль-ним режимом і сильними змінами сезонних та багаторічних витрат води і наносів (у морфодинамічному аспекті це найбільш нестійкі річки з екстремально інтенсивним проявом ерозійно-акумулятивних процесів). До першої групи віднесені верхів’я Дністра (до смт. Стрілки), Стрия (до с. Матків), Лімниці (до с. Осмолода) та Орява (Святослав). До другої групи належать як сам Дністер (Розділ, Галич, Заліщики), так і його гірські (Опір (Сколе), Стрий (Верхнє Синьовидне), Головчанка (Тухля), Яблунька (Турка)), передгірські (Бистриця (Озимина), Стривігор (Хирів, Луки)) і подільські (Верещиця (Комарно)) допливи. До річок третьої групи — відтинок Дністра (між смт. Стрілки і м. Самбір), Тисьмениця (Дрогобич), Щирка (Щирець), Коропець (Коропець). Головною причиною трансформації режиму функціонування цих річок вважаємо збільшення або зменшення частки поверхневого стоку внаслідок змін стану рослинного покриву, спричинених господарською діяльністю (вирубування лісів, розорювання схилових угідь, випасання худоби тощо).

Здійснене районування сточища Дністра за ступенем трансформованості режиму його функціонування, на базі якого, методом бальних оцінок, створена геоінформаційна модель ризику прояву гідрогеоморфологічних процесів (мал. 2).

Аналіз процесів формування екстремальних гідрогеоморфологічних процесів у сточищі Дністра свідчить про їхню кліматичну та антропогенну зумовленість. Серед кліматичних чинників найважливішими є кількість і режим випадання опадів. Серед інших чинників суттєво впливають розчленування рельєфу, площа водозборів, їх лісистість і розораність, стрімкість схилів і похил тальвегів, зарегульованість стоку водосховищами і ставками, структура землекористування.

Характерними рисами паводків є: а) яскраво виражена сезонність у розподілі стоку, висока повторюваність паводків (5–12 впродовж року), приуроченість максимальних витрат до літнього періоду, інтенсивне підняття рівня води (0,5 – 1,5 м/добу і більше) і значно повільніше його спадання; б) досить велика середня тривалість паводків, яка на малих і середніх річках становить 3–10 днів, на великих — 7–20 днів і більше. Під час паводків формується 50 – 70% від річного стоку [Кінаш та ін., 2000; Кирилюк, 2001]; в) особливо великі паводки повторюються через 14 – 16 років; г) під час екстремальних паводків (1–5% забезпеченості) коефіцієнти стоку правобережних приток сягають 0,74 – 0,92. Головним результатом цієї частини роботи стала вперше створена нами геоінформаційна модель “ризик затоплення долини Дністра паводковими водами”, яка входить до блоку “чинники функціонування басейнових систем і розвитку гідрогеоморфо-логічних процесів” та використовується як вхідна інформація для побудови картографічної моделі “потенціал розвитку гідрогеоморфологічних процесів”. Перелічені моделі є основою для обгрунтування практичних рекомендацій, спрямованих на запобігання негативним змінам у річкових системах, захист поселень і господарських об’єктів від небезпечних гідрогеоморфологічних процесів та оптимізацію функціонування річок.

Розділ 5. Конструктивно-геоморфологічні заходи із запобігання негативним змінам у річкових системах та з оптимізації їх функціонування. Спираючись на отримані результати, обгрунтована система заходів щодо оптимізації режиму функціонування басейнових систем, регулювання розвитку небезпечних гідрогеоморфологічних процесів, запобігання несприятливим змінам у структурі річкових систем, захисту поселень, угідь, комунікацій, інших госпо-дарських об’єктів від підтоплення і руйнування екстремальними гідрогео-морфологічними процесами.

Головними заходами з оптимізації режиму функціонування басейнових систем і захисту від руйнувань гідрогеоморфологічними процесами є організаційно-господарські (розробка і впровадження програми і структури комплексного моніторингу гідрогеоморфологічних процесів, створення на основі басейнового підходу спеціалізованого незалежного водоохоронного відомства з розгалуженою інфраструктурою та обладнання його відповідною комп’ютерною і вимірювальною технікою, надійним зв’язком, створення та експлуатація комплексної ГІС типу “Сточище”); фітомеліоративні (заліснення привододільних, стрімкосхилових та інших ерозійно-, зсуво- та селенебезпечних ділянок, створення водоохоронних зон та узбережних водозахисних смуг шириною до 10 м по обидва береги для річок довжиною до 5 км; збільшення лісистості водозборів до 30 – 35% у Подільській частині сточища і 55 – 80% у гірсько-предгірській частині за рахунок заліснення непридатних для сільського господарства угідь, земель зі стрімкістю понад 10^о, створення водозахисних та грунтозахисних лісосмуг); агромеліоративні (поступове вилучення з рільництва схилів зі стрімкістю 10 – 12^о, обмеження на схилах стрімкістю 5^о ширини розорюваних ділянок до 200 м у напрямку падіння схилу, оранка їх лише вздовж горизонталей, чергування їх з 10-метровими грунтозахисними фітосмугами); гідротехнічні (спорудження нових, укріплення відкосів і нарощування висоти існуючих дамб, збільшення міждамбового простору до 100 – 200 м, створення одамбованих ділянок тимчасового затоплення, ремонт габіонів та інших берегоукріплень у верхів’ях Дністра, Стрия, Стривігору, поглиблення і розчищення ставків і малих водосховищ на річках тощо).

Висновки

1. Розроблена та апробована на прикладі сточища Дністра структура ГІС “Сточище” включає блоки: організаційні (збір, систематизація, редагування даних, моделювання стану геоморфосистем, синтез результатів, прогнозування, пропозиції), тематичні (“моніторинг стану басейнових систем”, “умови і чинники функціонування басейнових систем”, “структура і функціонування річкових і басейнових систем”). Вони взаємозв’язані між собою і функціонують за допомогою програми ArcView компанії ESRI.

2. Алгоритм еколого-геоморфологічного аналізу басейнових систем включає оцінку моніторингової інформації, формування баз даних, ГІС-моделювання та аналіз функціонування басейнових систем, впливу на нього спектру чинників, оцінку змін стану компонентів басейнових систем, визначення потенціалу розвитку гідрогеоморфологічних процесів та ризику його реалізації.

3. Аналіз багаторічної динаміки стоку води і наносів дав змогу виділити три групи річок: а) з відносно стабільним режимом витрат води й наносів і незначними їх змінами, які з геоморфологічної точки зору характеризуються зрівноваженим розвитком ерозійно-акумулятивних процесів, б) з нестабільним режимом і помітними змінами стоку води та наносів, для яких властива пульсація інтенсивності ерозійно-акумулятивних процесів; в) з дуже нестабіль-ним режимом і сильними змінами стоку води і наносів (це найбільш мобільні, нестійкі річки з екстремально інтенсивним проявом ерозійно-акумулятивних процесів.

4. Важливим результатом еколого-геоморфологічних досліджень верхньої частини сточища Дністра є створення на базі ГІС “Сточище” статичної і динамічної моделей затоплення долини Дністра паводками різного забезпечення. Ці моделі належать до категорії прогнозних і можуть використовуватися для попередження мешканців про загрозу затоплення поселень та угідь, а також для прийняття управлінських рішень (нарощування, ремонт і створення нових дамб, будівництво стокорегулюючих водосховищ, проектування фітомеліоративних заходів).

5. Спираючись на отримані результати, обгрунтована система заходів щодо оптимізації режиму функціонування річкових і басейнових систем та регулювання розвитку небезпечних гідрогеоморфологічних процесів. Головними з них є організаційно-господарські (розробка програми, структури і впровадження системи комплексного моніторингу гідрогеоморфологічних процесів [Ковальчук, 2000], створення на основі басейнового підходу спеціалізованого незалежного водоохоронного відомства з розгалуженою інфраструктурою та відповідними повноваженнями, його належне матеріальне забезпечення, створення та експлуатація комплексної ГІС типу “Сточище”); фітомеліоративні (заліснення процесонебезпечних ділянок, створення водоохоронних зон та узбережних водозахисних смуг; збільшення лісистості водозборів до 30 – 35% у лівобережних басейнах і 55 – 80% у гірсько-предгірській частині сточища за рахунок непридатних для сільського господарства угідь, стрімкосхилових земель, водозахисних та грунтозахисних лісосмуг); агротехнічні (поступове вилучення з рільництва схилів зі стрімкістю 10 – 12^о, обмеження на схилах понад 5^о ширини розорюваних ділянок до 200 м, оранка лише вздовж горизонталей та чергування з грунтозахисними фітосмугами різної ширини); гідротехнічні (спорудження нових та укріплення існуючих дамб, збільшення міждамбового простору до 100 – 200 м, створення ділянок тимчасового затоплення та стокорегулюючих водосховищ, ремонт габіонів та інших берегоукріплень у верхів’ях Дністра, Стрия, Стривігору тощо).