ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2007, том 34, № 3, с. 276-280
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И РЕЖИМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
УДК 551.351:556.51/54
РАЙОНИРОВАНИЕ УКРАИНСКИХ КАРПАТ ПО ФОНОВЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ
© 2007 г. Б. В. Киндюк*, В. А. Овчарук**
*Одесский национальный политехнический университет
65044 Украина, Одесса, просп. Шевченко, 1 **Одесский государственный экологический университет 65016 Украина, Одесса, ул. Львовская, 15 Поступила в редакцию 27.09.2005 г.
Предложена схема деления территории Украинских Карпат. Исходя из численных значений фоновых показателей строения гидрографической сети, выделено шесть различных районов.
Территория Украинских Карпат является одним из наиболее паводкоопасных районов страны. Суммы ежегодных убытков от действия паводков оцениваются в 30-40 млн. долларов. В ноябре 1998 г. катастрофический паводок разрушил 118 населенных пунктов, унес 18 человеческих жизней, снес десятки мостов и линий электропередач. Общий ущерб от его действия составил от 80 до 100 млн. долл. только для государственных предприятий. Исходя из этого, проблема расчета характеристик ливневых паводков приобретает для региона Украинских Карпат особую актуальность. Важным этапом исследований является задача выделения устойчивых характеристик, отражающих особенности строения гидрографической сети. В качестве таковых могут быть использованы фоновые показатели, предложенные в 60-70-е годы прошлого века И.Н. Гарцманом [2], с помощью которых им выполнено районирование территории Дальнего Востока. В данной работе продолжена разработка идей И.Н. Гарцмана о фоновых показателях применительно к территории Украины.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Известно достаточно большое число схем районирования территории Украинских Карпат по различным характеристикам речного стока. Так, по типам формирования максимального стока А.Н. Бефани [1] выделял различные районы на исследуемой территории. В других подходах в качестве районируемой величины использовалась какая-либо характеристика максимального стока, входящая в расчетную схему: коэффициенты стока - П.Ф. Вишневский [12], величина д200 и коэффициент вариации - В.И. Вишневский [11]; продолжительность склонового притока - Е.Д. Гоп-ченко [1] и т.д.. В 1960-е годы сотрудниками Института гидрологии и гидротехники АН УССР были выполнены комплексные исследования усло-
вий формирования паводочного стока малых рек Украины, в результате которых выделено тринадцать однородных гидрологических районов [8].
С момента опубликования большинства схем районирования прошло 20-40 лет, за которые накопилось значительное количество новой информации и возникла необходимость разработки нового варианта территориального деления Украинских Карпат.
МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В настоящей работе в качестве исходных использованы данные наблюдений за стоком на 97 гидрологических постах, расположенных в пределах малых рек Карпатского региона. Площади водосборов исследуемых водотоков изменялись от 18.1 у р. Каменки - с. Дора до 6820 км2 на р. Прут у г. Черновцы. Наибольшие средние высоты (1200 м) приходятся на бассейны рек Белой Тисы, Белого Черемоша, Черного Черемоша, Ломницы, а наименьшие (300 м) - Стары и Дерелуя. Весьма значительна динамика средней густоты гидрологической сети, которая изменяется от 0.82 до 2.38 км/км2 (таблица). По продолжительности наблюдений за стоком наиболее длинный ряд соответствует р. Прут у г. Черновцы - 89 лет, а наиболее короткий - рекам Дуба (с. Цинева) и Прут (г. Синятин) - 4 года.
Гидрографические характеристики водотоков исследуемого района определялись по топографическим картам масштаба М 1 : 200000 и материалам [6]. Для идентификации водотоков использовалась схема P.E. Хортона [10, 13], усовершенствованная И.Н. Гарцманом [2] и A.E. Штраллером [4]. Согласно этой методике самый малый неразветв-ленный поток имеет первый уровень иерархии Пх. Слияние двух водотоков Пх ведет к образованию реки второго порядка П2 и т.д. Таким образом, каждый следующий уровень иерархии Пг- образуется от соединения двух рек Пг- - 1 и неограничен-
Характеристики гидрографической сети и ливневых паводков для районов Украинских Карпат (диапазоны измерения: площади водосборов Е и густоты речной сети ур; средние-максимальные модули стока Ц; средние значения высоты бассейна Н, а также коэффициентов % и уд)
Район Количество постов Е, км2 Ур, км/км2 Ц м3 с/км2 Н, м % Уд , км с/м3 о/р
I 15 50.3-1190 1.03-1.63 0.285-0.47 1022 0.98 3.5 1.22
II 13 25.4-1130 1.21-1.86 0.403-0.717 827 0.84 2.6 1.26
III 16 98.6-1360 1.75-1.61 0.082-0.394 604 1.18 4.6 1.25
IV 16 18.1-6890 1.02-2.38 0.193-0.691 825 1.35 3.9 1.21
V 18 86.2-2950 0.82-1.32 0.146-0.875 795 1.10 2.8 1.25
VI 19 76-2950 1.12-1.89 0.225-0.41 730 1.25 4.2 1.27
ного числа потоков, порядок которых меньше чем Пг- _ 1. С помощью этой методики выполнена идентификация всех 17 рек Карпатского региона, для всех 97 гидрологических постов.
В качестве критериев районирования территории использовались различные фоновые показатели, видоизмененные в [4]. Первым из них является коэффициент регулирующей способности %, суть которого состоит в том, что количество притоков приводится к средней длине водотоков четвертого порядка. Эта разработка выполнена для рек Дальнего Востока, где в расчет принимались водотоки с площадями водосборов 30-100 тыс. км2 [2]. Бассейны рек Украинских Карпат значительно меньше по своим размерам, поэтому для их изучения желательно модифицировать этот показатель. По предложению [4], более целесообразным представляется применение в качестве "меры" для идентификации речных систем приведенного количества притоков первого порядка («1). Тогда величина приведенного количества притоков первого порядка («1) вычисляется по формуле
к
I
51 = «1 + (1)
ч
где 1к = 1- суммарная длина притоков К-ого порядка, 11 - средняя длина притоков первого порядка; «1 - число притоков первого порядка.
Использование величин приведенного числа притоков «1 имеет ряд преимуществ по сравнению с такой характеристикой как порядок водотока. Величина Пг- всегда является целым числом и объединяет в себя реки различных размеров. Приведенное число притоков «1 обычно является дробным числом и более "гибко" реагирует на изменение структуры водотоков. Понятно, что
речные системы с различными величинами «1 отличаются по своей регулирующей способности. Эта характеристика возрастает по мере увеличения мощности сети. Однако, рост системы, как показано И.Н. Гарцманом [2] и другими авторами [4], происходит по достаточно сложным закономерностям. Количественная оценка такого прироста может быть выполнена по соотношению между приведенным числом притоков первого
порядка «1 и «1 по формуле
X = |-1. (2)
С помощью критерия % может быть выполнено сравнение структур различных гидрографических систем независимо от численного значения их порядка Пг-. Исходя из этого соображения, а также из того, что этот коэффициент является безразмерной величиной, его целесообразно использовать в качестве показателя меры сложности речных систем.
Для определения значений показателя % необходимо располагать данными о количестве притоков первого порядка «1, приведенном его числе
«1 и средних длинах рек первого уровня иерархии I. Эта информация, собранная по 97 пунктам наблюдений, позволила произвести вычисления величин коэффициента % по формуле (2). Анализ значений этой характеристики показал возможность их локализации на территории Украинских Карпат в пределах шести районов (рисунок). Проверка на соответствие нормальному распределению этих величин, выполненная по методике [3] показала обоснованность такого объединения.
В состав района I вошли водосборы рек Тисы, Шопурки, Косовской и Тересвы. Расчеты величин коэффициента % выполнялись по данным 15 гидрологических постов, а его осредненное значение составило 0.98 (таблица). Исходя из географиче-
Схема районирования Украинских Карпат по показателю %. Районы: I - Верхне-Тисенский; II - Среднее Закарпатье; III - Западно-Карпатский; IV - Покутско-Буковинские Карпаты; V - Скибовы Карпаты; VI - Верхне-Днестровский.
ского положения этих водосборов, и принимая во внимание принадлежность рек к бассейну р. Тисы, этот район получил название Верхне-Тисенского.
Второй район (II) получил название Среднего Закарпатья и состоит из бассейнов рек Рики, Те-ребли и Боржавы. В расчетах использовались данные 13 гидрологических постов, а осредненное значение коэффициента X равно 0.84 (таблица).
Бассейны рек Ужа, Латорицы и Боржавы, где имеется 16 пунктов наблюдений за стоком, образовали район III, названный Западно-Карпатским. Величина коэффициента регулирующей способности X здесь изменяется в пределах от 1.04 (на р. Латори-це - с. Подполозье) до 1.27 (на р. Турье - с. Турья Поляна), а среднее X по району составило 1.17 (таблица).
Рассматривая физико-географическое положение трех районов, выделенных на территории Закарпатья, можно заметить существенную разницу их высотного положения. Средние высоты образуют три восходящих в юго-восточном направлении ступени. Первую из них (со средней высотой 604 м) занимает Западно-Карпатский район, вторую (с высотой 827 м) - область среднего Закарпатья и третью, наиболее высокую (со средней высотой 1022 м над уровнем моря) -Верхне-Тисенский район.
Аналогичная картина наблюдается в Предкар-патском регионе, где также удалось выделить три района (рисунок). Район IV, в который вошли реки, относящиеся к бассейнам Прута, Черемоша и Сирета, получил название Покутско-Буковин-ских Карпат. Расчеты численных значений показателя X велись здесь по данным о характеристиках речной сети на 16 постах, а средняя величина X составила 1.35 (таблица).
Район V, учитывая его физико-географическое положение, назван областью Скибовых Карпат или Среднего Предкарпатья. В него входят водосборы рек Свичи, Ломницы, Быстрицы, где имеется 18 постов, а средняя величина X оказалась равной 1.10 (таблица).
Речные бассейны верхнего Днестра, Быстрицы (Тысменской), Стрыя вошли в район VI, названный Верхне-Днестровским. Средняя величина коэффициента регулирующей способности русел X составила 1.25 (таблица).
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.