asyan.org
добавить свой файл
1 2 3
УДК 504:658.562
ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ СИСТЕМ БЕРЕГОЗАХИСТУ НА КРУПНИХ РІВНИННИХ ВОДОСХОВИЩАХ
Дубняк С.С.

Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Актуалізація проблеми. Будівництво водосховищ на рівнинних річках за аналогією з природними катаклізмами відбувається за порівняно короткий проміжок часу, коли загата (гребля) припиняє течію річки і призводить до заповнення річкової долини водою та підтоплення значних прибережних територій. Так створення каскаду з шести дніпровських водосховищ призвело до значного підняття рівнів поверхневих і грунтових вод протягом 1-2 років і, як наслідок, до затоплення 694,8 тис.га і підтоплення 93,5 тис.га прибережних земель. На сьогодні системами інженерного захисту у прибережній зоні дніпровських водосховищ захищено 290 тис.га земель. Водночас площа незахищених від затоплення територій (мілководь) на Дніпровському каскаді складає 133 тис.га, майже 54 тис.га з них знаходяться в незадовільному екологічному стані, близько 48 тис.га підтоплених земель також доцільно захистити від шкідливого впливу вод [1-3].

Підвищення урізу води в р.Дніпро у верхніх б’єфах кожного з водосховищ призвело до різкого і значного підняття відповідних місцевих базисів ерозії. Утворилась нова берегова лінія загальною протяжністю близько 3,5 тис.км. Третина периметру нового урізу води у водосховищах зазнає активного руйнування денудаційними, особливо абразійними і ерозійними процесами, і потребує захисту.

Населені пункти і господарські об’єкти, розташовані вздовж берегової лінії водосховищ, після наповнення кожного з них потрапляють в зони активізації негативних процесів і явищ. Ці зони відносяться до територій з особливим режимом користування. В юридичній і технічній літературі вони отримали назву „зон заборони чи обмеження нового капітального будівництва”, „зон виносу будівель і обов’язкового переселення населення”. Користування такими територіями можливе лише за умови ліквідації або обмеження несприятливих процесів у береговій зоні водосховищ чи планового управління ними. Особливо актуальні ці питання в межах населених пунктів.

Берегові зони водосховищ в межах міст захищають від шкідливої дії вод (затоплення, підтоплення, руйнування прибережних земель). Найбільш капітальними (а, отже, і найдорожчими) берегозахисними спорудами є укріплення типу вертикальних укісних і ступінчатих набережних, причальних і підпірних стінок, дамб обвалування з дренажами тощо.

Берегозахисні споруди включаються до комплексу заходів щодо раціонального використання і охорони берегів, які об’єднуються терміном „заходи щодо інженерного захисту берегів і прибережних територій від шкідливої дії вод водосховищ”. Реалізація цього комплексу заходів на територіях населених пунктів і господарських об’єктів відноситься до „інженерної підготовки території”. Вона мінімізує прояви берегового процесу (транзитні течії води і потоки наносів, стоячі хвилі, розмив дна на відмілинах і акумуляцію наносів), або сприяє перетворенню абразійного чи ерозійного берега в аналог денудаційного берега в скельних породах.

Поза межами населених пунктів і господарських об’єктів берегозахисні заходи на водосховищах обмежуються, як правило, адміністративно-організаційними (регулювання режиму використання прибережних територій) і агро-лісотехнічними (залуження і заліснення прибережних територій, біологічне кріплення схилів і відмілин). Інженерний захист берегів і прибережних територій при цьому виконується лише в особливих випадках (захист цінних лісових і земельних угідь, пам’яток природи, рекреаційних об’єктів тощо).

Питанням раціонального використання і охорони берегів крупних водосховищ колишнього СРСР була присвячена спеціальна Всесоюзна нарада учених і господарників, проведена в 1979 році в м.Черкаси. Матеріали наради послужили науково-методичною основою для розробки у 80-х роках минулого століття схем поліпшення природно-технічного стану водосховищ та їх прибережних водоохоронних зон (смуг) на 46 найбільших водосховищах СРСР. Результати цих робіт проаналізовані та узагальнені в [2], а стосовно водосховищ Дніпровського каскаду – в [3]. В складі зазначених схем викладено матеріали досліджень і вишукувань на берегах і в акваторіях водосховищ та розроблено пропозиції щодо їх захисту, раціонального використання і охорони.

Уже тоді наголошувалось на необхідності екологічно обгрунтованих, системних підходів до розробки і реалізації заходів щодо поліпшення технічного і природного (екологічного) стану водосховищ і, зокрема, до таких їх найбільш вагомих з економічної і екологічної точок зору елементів як інженерний захист берегів і прибережних територій – з одного боку, та охорона вод від забруднення і засмічення – з іншого [2]. З цією метою було запропоновано об’єднати водоохоронні і берегоохоронні заходи шляхом встановлення та інженерного і біотехнічного впорядкування прибережних територій з регульованою господарською діяльністю – водоохоронних зон і прибережних захисних смуг [3, 4]. Саме цей підхід було закріплено в радянському, а пізніше і в українському, законодавстві та в нормативно-методичній літературі. На таких засадах були підготовлені за участю автора статті пропозиції щодо проведення берегозахисних заходів і встановлення водоохоронних зон на дніпровських водосховищах [3] до Національної програми оздоровлення Дніпра (1997 р.), а також до Загальнодержавної програми розвитку водного господарства України (2002 р.). Частина цих заходів успішно реалізована на окремих ділянках дніпровських водосховищ.

Однак, уже в 90-х роках минулого століття відбулися події, які обумовили необхідність пошуків нових підходів до освоєння прибережних територій крупних водосховищ та охорони природних ресурсів в їх межах. Схвалений ООН Порядок денний на XXI століття (1992 р.) передбачав перехід до екосистемного природокористування, основною умовою якого є збереження біорізноманіття і повне відтворення використаних природних ресурсів. Водна Рамкова Директива Європейського Союзу, прийнята в 2000 р., визначила основні напрямки нової водної політики, пріоритетами якої є досягнення доброї якості води і забезпечення стійкого екологічного стану водних об’єктів.

Для визначення та класифікації екологічного стану озер, річок і водосховищ Директивою ЄС встановлено поряд з екологічними елементами якості води гідроморфологічні та хімічні (фізико-хімічні) елементи, які підтримують біологічні елементи. До гідроморфологічних елементів віднесено гідрологічний режим водних об’єктів та їх морфологічні умови, зокрема коливання глибин, підстилаючі воду породи і структуру берега та ложа.

Верховна України схвалила обидва названі документи, з їх урахуванням прийняла Загальнодержавну програму розвитку водного господарства України (2002 р.). Законом України „Про забудову територій” (2000 р.) обумовлено містобудівне архітектурно-планувальне значення гідротехнічних споруд, в тому числі споруд, що виконують інженерний захист територій. Отже, берегозахисні заходи і споруди на сьогодні повинні служити не лише засобами боротьби з шкідливою дією води на береги водосховищ і річок, на яких вони збудовані, а водночас виконувати і водоохоронні функції (бути елементами водоохоронних зон) та служити основою архітектурно-планувальних рішень на прибережних територіях.

Берегоукріплювальні споруди разом з їх смугами відведення необхідно облаштувати таким чином, щоб вони могли служити бар’єром на шляху забруднень, які можуть надійти із суші у водойму, оскільки згідно з водним і земельним законодавством ці споруди та їх смуги відведення віднесено до земель водного фонду натомість прибережним захисним смугам [5]. У відповідності з будівельним законодавством берегові зони (споруди і прилеглі до них смуги їх відведення та відмілини) повинні виконувати функції набережних, причальних стінок, зелених зон, пляжів тощо.

Виконання водночас і в одному місці берегозахисних, водоохоронних і планувальних функцій системами берегозахисту вимагає вивчення, оцінки і врахування положення і ролі цих систем в екосистемі водосховища взагалі та в його структурних елементах (зона мілководь і берегова зона) на різних стадіях (етапах) їх експлуатації. Не менш важливою є еколого-гідроморфологічна оцінка умов і провідних факторів впливу на бегозахисні заходи і засоби, а також їх впливу на стан екосистеми водосховища. Завдяки еколого-гідроморфологічним дослідженням берегових систем дніпровських водосховищ [6, 7, 8] можна охарактеризувати екологічні (біотичні і абіотичні) особливості берегозахисних споруд і заходів на крупних рівнинних водосховищах.

^ Результати досліджень та їх обговорення. На відміну від берегів морів, озер і річок берегозахисні споруди на водосховищ можна будувати ще до початку їх заповнення („посуху”). Всього на шести дніпровських водосховищах протягом періоду їх будівництва було зведено близько 315 км водообмежувальних дамб, які також виконують берегозахисні функції, та 88,39 км берегів було закріплено [3]. За період експлуатації дніпровських водосховищ закріплено 460 км берегів (див. табл. 1).

Із загальної протяжності 3079 км берегів водосховищ Дніпровського каскаду на сьогодні закріплено 857 км берегів (28% периметру). Нейтральні (1110 км) і акумулятивні (120 км) береги захисту на потребують. Решта берегів (1047 км) відносяться до абразійних та ерозійних. Біля 300 км цих берегів були рекомендовані [3] до захисту різними видами берегоукріплень. Пізніше ці рекомендації були уточнені і доповнені автором з урахуванням викладених тут підходів на конкретних ділянках дніпровських водосховищ [7, 11, 13].
Таблиця 1. Довжина закріплених берегів дніпровських водосховищ

станом на 2009 р.

№ п/п

Водосховище

Довжина, км

Загальна

За період будівництва

За період експлуатації

Дамби

Берего-укріплень

Всього

1

Київське

112,4

74,4

6,3

80,7

31,7

2

Канівське

136,3

68,8

4,3

73,1

63,2

3

Кременчуцьке

147,7

82,7

8,8

91,5

56,2

4

Дніпродзержинське

141,5

60,3

0,4

60,7

80,8

5

Дніпровське

116,0

-

54,2

54,2

61,8

6

Каховське

203,0

28,1

8,3

36,4

166,6




Всього по каскаду

856,9

314,3

82,3

396,6

460,3


Берегоукріплення виконувались на різних ділянках водосховищ в основному для захисту населених пунктів, об’єктів відпочинку, орних і присадибних земель. Загальна площа збережених від руйнування земель складає 1680 га [3].

Вивчення досвіду захисту берегів на дніпровських водосховищах показало, що його доцільно виконувати на стадії абразійно-акумулятивного вирівнювання берегової лінії , коли вже сформувались берегові відмілини і системи берегів. На цей час берегові гідроморфологічні процеси стабілізуються, берегові відмілини, що сформувались, гасять енергію хвиль і течій.

Захист берегів водосховищ на цій стадії дозволяє найбільш повно врахувати гідроморфологічні особливості берегової зони як в районі захисту, так і на прилеглих ділянках, і забезпечити екосистемні підходи до їх обгрунтування. Ділянки берегозахисту пропонується розглядати як структурно-функціональні елементи берегової зони водосховищ. Остання, як уже зазначалось нами [10], входить до екосистеми водосховища в якості екотону. Ділянки захисту берега разом із смугами відведення, вибрані з урахуванням поділу берегової зони на окремі системи берегів, можна розглядати як екосистеми третього порядку на межі між водними і береговими екосистемами. Бар’єрне екосистемне положення берегозахисних споруд та їх смуг відведення визначає їх охоронне значення для берега як природного ресурсу, чи елементу природного середовища – буферної зони між водоймою і сушею.

Охорона берегів – це також комплекс заходів, спрямованих на підвищення естетичної цінності берегових ландшафтів і створення комфортних умов для життя і діяльності людей. Берегозахисні споруди і заходи повинні не лише охороняти існуючі і новостворені берегові ландшафти. Їх необхідно проектувати таким чином, щоб вони могли виступати техногенним абіотичним фактором водних екосистем. Останнє означає можливість управляти береговим процесом в потрібному екосистемному напрямку. Важливо підкреслити, що коли основні гідродинамічні і гідроморфологічні елементи берегової зони (вздовж- і поперекберегові потоки наносів, поля енергії хвиль і течій, місця розмиву і седиментації наносів, конфігурація берегових уступів і відмілин) уже сформувались, то деформації берегів усувати набагато простіше і ефективніше, ніж на момент заповнення водосховища.

Особливої уваги на берегах водосховищ заслуговують такі санітарно-гігієнічні і управлінські заходи як встановлення водоохоронних і прибережних захисних смуг та зон обмеження нового капітального будівництва. Водоохоронні зони встановлюються для запобігання забрудненню і засміченню води [3]. Ширина цих зон визначається довжиною шляху самоочищення поверхневих і грунтових вод [9]. Довжину цього шляху можуть значно скоротити природні біофільтри – лісосмуги, перелоги і луки, а також водоохоронне регулювання (обмеження забруднень). З іншого боку, в місцях берегозахисту виникає можливість спеціальними засобами перехопити і ліквідувати потенційні джерела і шляхи надходження забруднень за допомогою інженерного та біотехнічного впорядкування берегоукріплень та їх смуг відведення. Тому на ділянках берегозахисту натомість прибережним захисним смугам водоохоронні функції законодавчо покладено на берегоукріплення та їх смуги відведення [5].

Там, де забудова прибережних територій неприпустима в зв’язку із шкідливою дією вод, раніше законодавчо встановлювалась зона обмеження нового капітального будівництва. Ширина цієї зони в цілому та її підзон (виносу об’єктів і переселення населення) визначалась за прогнозами переробки берегів і підтоплення земель на 10 і 50 років. Ширина зони обмеження нового будівництва на крупних водосховищах може досягати декількох сот метрів. Наприклад, на дніпровських водосховищах вона складає 50-600 м.

Новим законом України „Про забудову територій” (2000 р.) встановлення таких зон на водосховищах не передбачене, але ще в радянські часи склалась практика уточнення цих зон на водосховищах (на основі уточнення прогнозів переробки берегів і планів землекористування) в зв’язку з відведенням прибережних земель для селітебного, промислового, дачно-рекреаційного використання.

Перегляд раніше встановлених прибережних захисних смуг на дніпровських водосховищах та їх трансформація в смуги відведення берегоукріплень почалися ще в 70-80-х роках минулого століття. Особливий імпульс отримали ці роботи в останні 15 років в зв’язку зі змінами земельного, екологічного та водного законодавства України [5] та інтенсивним освоєнням прибережних земель під індивідуальну, котеджну, дачну та рекреаційно-оздоровчу забудову [7]. Ряд таких робіт щодо науково-технічного, екологічного та проектного обґрунтування освоєння прибережних територій р.Дніпро виконано під науковим керівництвом автора статті на Канівському водосховищі (озера Видубицьке і Вирлиця, затока Берківщина, протока Шулягівка), на р.Десна в районі сіл Пухівка, Зазим’є та ін. Частина результатів цих робіт опублікована [11, 13].

Характерна особливість перерахованих вище робіт – це уявлення про системи берегозахисту на водосховищах як про складні, але цілісні техногенні екосистеми в складі берегової зони водосховищ. Функціонально ці техногенні екосистеми повинні бути максимально наближені до природних берегових екосистем – берегів-аналогів за гідроморфологічним типом – динамічно стійкий чи стабілізований берег, за розташуванням в просторі – області живлення, транспорту чи розмиву, а також за стадіальними особливостями розвитку берегової зони – стадія абразійно-акумулятивного вирівнювання чи динамічної рівноваги. Введення в науковий вжиток поняття „техногенна берегова екосистема”, що пропонується, означає перехід від систем захисту берегів (споруди і заходи) до моделювання берегових екосистем, здатних водночас виконувати функції захисту берегів, водоохоронні і соціальні функції.

Із всього різноманіття берегів водосховищ в якості аналогів техногенним екосистемам берегозахисту можуть служити: берегові кліфи із стійких до розмиву порід – підпірні стінки, банкети та інші пасивні споруди, які не змінюють свою конфігурацію з часом; піщані і галечні пляжі – штучні пляжі із цих же матеріалів; бухтові і шхерні береги, пересипи, стрілки, бари, перейми тощо – активні споруди, які можуть пристосовуватися до гідроморфологічних особливостей берегової зони і цим самим дозволяють управляти береговим процесом.

Створення техногенних систем берегозахисту у вигляді берегів-аналогів дозволяє перетворювати нестійкі природні береги у статично чи динамічно стійкі із заданими наперед за допомогою аналогії властивостями. Споруди-аналоги забезпечують стан рівноваги у прилеглій до них частині берегової зони, оскільки мінімізують порушення природного розвитку берега та забезпечують управління береговим процесом і розвитком берегової зони. Берегозахисні споруди при цьому не лише гасять хвилі чи течії води, які розмивають берег, а і спрямовують їх енергію на формування стійких берегів.

На дніпровських водосховищах використовуються [3] такі традиційні, добре розроблені в науково-технічному плані види берегоукріплень, як штучні пляжі (примиви), підпірні бетонні стінки і укоси, кам’яно-накидні банкети, буни і різні комбіновані та нетрадиційні методи (див. табл. 2).


следующая страница >>