Дипломная работа: Формування гідрологічного і гідрохімічного режимів малих річок
Приазовський басейн (7,8% території України) об'єднує річки, що впадають в Азовське море та його лимани і затоки, зокрема річки Криму. Тут налічується 2213 малих річок із сумарною довжиною 8,7 тис. км, зокрема в Криму – 602 річки (2,4 тис. км) (табл. 1). Середня густота річкової мережі – 0,20 км/км2. До найбільших річок північного узбережжя Азовського моря належать Молочна, Обіточна, Берда, Кальміус, Кальчик, Грузький Єланчик, Мокрий Єланчик, Міус і Кринка.
Таблиця 1
Кількість річок та їх довжина у Приазовському басейні
| Категорія річок | Довжина, км | Загальна кількість | Довжина, км |
| Найменші | Менше 10 | 1809 | 3222 |
| 10-25 | 109 | 1615 | |
| Малі | 26-50 | 31 | 1038 |
| 51-100 | 18 | 1303 | |
| Середні | 101-200 | 4 | 617 |
| 201-300 | 2 | 467 | |
| Всього | 1973 | 8262 |
У північному Приазов'ї річки беруть початок на висоті 120 або 250 м над рівнем моря. Завдяки цьому на верхніх ділянках вони мають помітне падіння. На решті відстані – це типові рівнинні водотоки, здебільшого із спокійним плавним протіканням, добре вираженими морфологічними особливостями – меандрами, плесами, косами, асиметричним профілем річкової долини тощо. Переважають V-подібні долини, на окремих водотоках (Кринка, Кальміус) вони ящикоподібні або нечіткі (Грузький Єланчик). Ширина долин змінюється від 0,2-0,8 км у верхів'ях (річки Міус, Кринка, Мокрий Єланчик) до 3,5-6 км у пониззі (річки Міус, Молочна, Берда, Кальчик, Мокра Волноваха) (Додаток 1). Аналогічно змінюється і висота схилів: від 2-10 м у верхів'ї до 30-50 (90) м – на нижніх ділянках. Праві схили, здебільшого, стрімкі, високі, ліві – пологі. Ширина заплави коливається від 50-100 м на верхніх ділянках до 1,5-3 км біля гирла [4]. На деяких річках (Кальчик) заплава присутня лише біля гирла. В період весняної повені вона затоплюється шаром води заввишки від 0,8-1,5 до 2-3 м. Річки звивисті, особливо у пониззі. Пересічна ширина річища – 3-10 м (верхні ділянки); глибина – від 0,2-0,5 до 5 м. Швидкість течії незначна, здебільшого її величина – 0,2-0,3 м/сек; в межень на більшості річок вона близька до 0; у період весняної повені – 0,5-0,8 м/сек. Виключенням є верхні ділянки Міуса, Кринки та інших річок, де швидкість течії коливається в межах 0,5-1,2 м/сек. У посушливі роки окремі річки (Мокрий Єланчик, Садкі) місцями щорічно пересихають, а деякі (Кальчик) – лише один раз на 5 років, а то й рідше – раз на 40-50 років (Берда). Дно річок піщане або мулисте; у верхів'ях річок, що стікають зі схилів Донецького кряжу (Міус, Кринка), на перекатах кам'янисте, на окремих ділянках – піщано-галькове. Правий берег, переважно, вищий, ніж лівий.
У Приазов'ї спостерігається зменшення густоти річкової мережі зі сходу (0,3) на захід (0,1-2,2 км/км2).
Найбільш значні річки Криму – Салгир, Мокрий Індол, Біюк-Карасу, Чорна, Бельбек, Кача, Альма, Булганак-Західний, Учансу, Улу-Узень, Авунда, Ворон, Демерджі. Усі вони беруть початок у Кримських горах. На рівнинній частині Кримського півострова поширені балки з періодичним стоком. Пересічна густота гідрографічної мережі 0,26 км/км2 .
Деякі річки Приазов'я (Молочна, Обіточна, Кальміус, Грузький Єланчик, Мокрий Єланчик) характеризуються густотою річкової мережі 0,2-0,3 км/км2. Для більшості річок крайнього Заходу Приазов'я характерний слабкий розвиток річкової мережі (0,1-0,2 км/км2). Водозбори річок знаходяться на висоті 130-150 м н.р.м.
Головне джерело живлення річок – атмосферні опади. Рівнинні річки живляться в основному (50-80%) талими сніговими водами, гірські – дощовими. Підземне живлення для річок більшої території республіки становить 10-20% і тільки для окремих з них – до 50% [7].
В Україні в середньому за рік випадає 377 км3 атмосферних опадів (або 625 мм). Проте їх кількість у різних частинах республіки неоднакова, що зумовлено географічним положенням місцевості, неоднорідністю рельєфу та іншими факторами. Найбільше опадів за рік випадає в Карпатах (900-1200 мм і навіть понад 2000 мм в окремих районах), найменше – на узбережжі Чорного та Азовського морів (близько 350-500 мм). Середньорічна кількість опадів на Поліссі дорівнює 650-700 мм, у Лісостепу – від 550 до 650 мм. У Криму із збільшенням висоти місцевості над рівнем моря річні суми опадів зростають від 450 мм у степовій зоні до 1000 мм і більше у горах. У Гірському Криму та на Південному узбережжі Криму переважають зимові опади, а на решті території України – літні [9].
Але лише невелика частка атмосферних опадів (всього 52,4 км3 , або 86,8 мм) трансформується у річковий стік. Решта вологи витрачається на випаровування і транспірацію рослинами. На рівнинній території випаровування зменшується у напрямі з північного заходу на південний схід від 500-570 до 400-450 мм.
Оцінюючи водні ресурси, що несуть українські річки, не можна не брати до уваги і обставини, які ускладнюють їх використання. Це, по-перше, значні коливання річкового стоку у часі. У маловодні посушливі роки об'єм річкового стоку значно менший, ніж у середні за водністю. Так, річковий стік, що формується в межах республіки у дуже маловодні роки, становить усього 29,7 км3 і майже у 2 рази менший від середньої багаторічної величини. Нерівномірно розподіляються водні ресурси і за сезонами року, не відповідаючи, як правило, потребам водокористування.
Найменш забезпечені водою південні області України, які найбільше її потребують для розвитку промислового і сільськогосподарського виробництва. Так, у Донецькій, Запорізькій, Дніпропетровській, Миколаївській, Одеській, Херсонській областях і Республіці Крим на 1 км2 території припадає від 5-10 до 38 тис. м3 води у середній і 0,7-16 тис. м3 у дуже маловодний рік, а на одну людину тут у 15-20 разів менше води, ніж у західних областях. У південних районах (степова зона), які займають 34% території республіки, річки несуть тільки 10% стоку України. До того ж хімічний склад речовин, розчинених у воді окремих річок, особливо у Приазов'ї і на Донбасі, такий, що воду для використання у народному господарстві слід попередньо обробляти.
3.2 Стан флори і фауни
В екосистему включають дві найважливіші складові – біоценоз та біотоп. Біотоп – це природний, відносно однорідний життєвий простір біоценозу, який охоплює мінеральні та органічні речовини, кліматичні фактори, фізико-хімічні властивості субстрату. Біоценоз – біологічна система, що являє собою сукупність популяцій різних біологічних об'єктів, які населяють певний біотоп і зв'язані з ним обміном речовин і енергії. Біоценоз разом з біотопом створює діалектичну єдність екосистеми, стійкість якої зумовлена гомеостазом між біотопом та біоценозом.
В малих річках розвивається складний комплекс водяної та водно-болотної рослинності і не менш різноманітної фауни. Організми, що живуть тут, набули ряд адаптацій (пристосувань). Планктонні організми (з рослин – водорості, з тварин – інфузорії, коловертки, гіллястовусі й веслоногі рачки) мають питому вагу, що наближається до питомої ваги води. Бентосні ж тварини (тобто ті, що мешкають на дні водойми) мають більшу вагу та інші пристосування для донного існування. Серед останніх спостерігається високий ступінь спеціалізації. Тут є тварини, здатні прикріплюватися до занурених у воду предметів, наприклад дрейссена, моховатки, губки; є такі, що закопуються в ґрунт, – олігохети, деякі м'якуни, личинки комах; є види, що риють нори в глинистому ґрунті (деякі одноденки); є такі, що мешкають під камінням та іншими зануреними предметами; є тварини, що живуть у водних заростях тощо [14].
Прісні води заселені організмами пізніше, ніж світовий океан, причому як вихідцями з останнього, так і видами, що потрапили сюди вже із суходолу. Розвиваючись у прісноводних умовах, які, на відміну від моря, характеризуються нестійкістю (прісні озера міліють і висихають, річки, залежно від тектоніки, то втрачають своє русло, то міліють, то зовсім зникають; болота пульсують), прісноводні види виявились більш пристосованими до впливу несприятливих факторів, ніж морські, і виробили кращу здатність до виживання, переселення з однієї водойми в іншу. І чим довша історія існування того чи іншого прісноводного виду, тим краще він пристосований до коливань несприятливих зовнішніх факторів середовища.
Первинним біологічним субстратом для формування гідробіоценозу в річці, особливо малій, є рослинні угруповання. Особливо велику середовищеутворюючу роль для гідробіоценозу відіграють вищі водні рослини.
Вищі водні рослини відіграють роль первинних продуцентів органічної речовини та кисню, беруть активну участь у самоочищенні води, виконують бар'єрну функцію на шляху надходження органічних та мінеральних забруднень з водозбірної площі у річку, а головне – є субстратом для річкового біоценозу в цілому [11].
Вищі водні рослини зосереджені по берегах річок, затоках, мілководдях. При незначній течії та глибині ними може заростати навіть все русло. Вищу водну рослинність поділяють на повітряно-водну, занурену та з плаваючими листками.
Повітряно-водні рослини за допомогою коріння прикріплені до ґрунту чи донних відкладів. Частина їх знаходиться у воді, а частина – над водою, в повітряному просторі, звідки і пішла їх назва. Молоді пагони можуть знаходитись цілком у воді, а берегові зарості – у повітряному просторі. До цієї групи рослин належать: очерет звичайний, рогіз вузьколистий, рогіз широколистий, куга озерна, або комиш, татар-зілля болотне (лепеха), частуха подорожникова, сусак зонтичний, стрілолист звичайний, їжача голівка пряма, рис водяний, або цицанія водяна, лепешняк великий та багато видів осок [20].
Занурені рослини залежно від виду можуть бути закріпленими до дна або вільноживучими. До них належать такі поширені види: рдесники блискучий, пронизанолистий, гребінчастий, водопериця колосиста, кушир занурений, водяний різак алоевидний, елодея канадська або водяна чума.
Рослини з плаваючими листками представлені такими видами: гірчак земноводний, латаття біле та сніжно-біле, глечики жовті, водяний горіх.
Рослини вільноплаваючі: ряска мала, ряска триборозенчаста, ряска багатокоренева, або спіродела, сальвінія плавуча, пухирник звичайний, жабурник.
Зелені нитчасті водорості обплітають коріння та пеньки, вищі водні рослини, нерідко вистеляють дно біля берегів та на мілинах. Особливо багато їх розвивається в стариках разом із зануреними вищими рослинами. Утворюють вони також зелені “килими” з біомасою 2-З, а інколи до 4-6 кг/м2 водної поверхні.
Оскільки в малих річках України є похідні як від морської, так і від наземної фауни, розрізняють первинноводних і вторинноводних представників тваринного світу. Перші досить часто не мають навіть далеких родичів серед морської чи сухопутної фауни і неспроможні існувати в морських чи в наземних умовах. Наприклад, деякі коропові риби – вівсянка, лин, голян. До вторинноводних належать водні комахи, щелепні п'явки, легеневі м'якуни, павукоподібні та інші.
За віком проникнення в прісні води виділяються три групи тварин.
Палеолімничні тварини пристосовані до всього розмаїття життя у прісних водах – пересихання, нестачі кисню, коливання температури; вони лабільніші при забрудненнях. Великий діапазон пристосувань, відсутність близьких морських родичів і чимале поширення їх високих таксонів (особливо в рангах роду, триби чи родини по континентальних водоймах) підтверджує, що це найстародавніші мешканці прісних вод. До них належать малощетинкові й кільчасті черви, ряд м'якунів, коропових риб.
Мезолімничні – трапляються лише в деяких типах водойм. Вони потребують постійного високого вмісту кисню і стабільної температури, чутливіші до змін середовища і практично не живуть у забруднених водах. Ці відносно недавні вихідці з моря не втратили ряду особливостей, характерних для морських тварин. Серед них такі молюски, як дрейссена, теодоксуси, фаготії, а з риб – деякі окуневі.
Неолімничні організми – недавні вихідці з моря. Це досить часто солонуватоводні види, дуже чутливі до наявності кисню, які не зносять забруднень (наприклад, деякі оселедцеві та бичкові риби).
За характером сучасних зв'язків організмів з морем їх поділяють на туводних (що постійно живуть у прісних водах), напівпрохідних, прохідних і морських. До напівпрохідних (лиманних) належать сазан, лящ, білизна, рибець, сом, судак, тараня, які мешкають у чорноморських солонуватоводних лиманах, а на нерест піднімаються з лиманів у річки; до прохідних – осетрові, оселедцеві, чорноморський лосось та деякі інші. Вони характеризуються анадромними міграціями: з моря, де постійно мешкають, ідуть на нерест у прісні води. Єдина у нас риба, яка має катадромну міграцію, це вугор, що живе у прісних водах, але мігрує на нерест саме в море [17].