Дослідження русла р. Прут на ділянці розвитку водозаборів м. Чернівці

Дослідження проводились у зв’язку з плануванням розвитку міських
водозаборів в районі сіл Шипинці та Бурдей. Їх завданням був аналіз
закономірностей розвитку русла річки Прут в природних умовах та при
різних варіантах будівництва водозаборних споруд. Дослідження спирались
на аналіз процесів розвитку русла за попередній період та на ділянках –
аналогах. Були використанні картографічні матеріали, дані гідрологічних
спостережень та дані експедиційних досліджень автора, а також кафедри
гідрології та кліматології ЧДУ. Карти охоплюють період з останньої
третини 19 століття до 1977 року.

На досліджуваній ділянці основними кроками мезоформ та макроформ русла є
0,5 км та 1 км. Вони відповідають паводковим витратам, що складають 2 –
5 тис. м3/с. Ширини русла коливається від 150 до 250 м. Ширина поясу
руслоформування за багаторічний період на різних частинах ділянки
складає 500 – 1250м. Якщо ж розглядати пояс руслоформування за
огинаючими лініями на певний момент часу, то його ширина 250 — 600 м.
За багаторічний період більша частина була “перероблена” руслом.

У геоморфологічному відношенні, за умовами розвитку днища долини вище та
нижче досліджуваної ділянки можна виділити дві характерних частини.
Верхня частина долини простягується до району злиття річки Прут з річкою
Черемош. Тут виражені лише заплава та перша тераса. Відносні висоти над
рівнем русла практично не перевищують 6 м. Тут виділяється морфологічно
однорідна ділянка русла (від гирла Черемошу до с. Шипинці). Характерною
її рисою є морфологічний прояв поповнення русла р. Прут значною
кількістю придонних наносів з р. Черемош. Він приводить до посилення рис
багаторукавності та мінливості структури руслових деформацій.

Уся нижчерозташована частина днища долини майже до м. Чернівці
знаходиться на стику Хотинської височини та значного масиву
Цецино-Спаська. В цілому тут чітко виражена правобічна асиметрія
долини. У зв’язку з цим лівобережні території мають плавний нахил до
русла р. Прут і правого борту долини. Тут виражений практично увесь
спектр терасових рівнів. Але перша тераса звужується і також більш
нахилена в сторону русла. Для цієї ділянки характерною рисою є прояв
впливу дрібноблокової тектоніки Передкарпаття. Він відображається у
структурі днища долини, малюнку гідрографічної сітки, характеристиках
русла та заплави. При цьому блоки створюють певну ритмічність у просторі
(поздовж течії). Місцевий рельєф та гідросітка фіксують межі блоків –
поперечні лінії через днище та борти долини. Ця фіксація пов’язана з
вираженістю у рельєфі окремих підвищених масивів розділених долинами
дрібних правих приток Пруту, сходинкоподібні зміни напрямку течії
основних лівобережних приток – Совиці Ставчанської та Совиці
Кіцманської, а також відповідними багаторічними структурами русла, поясу
руслоформування, заплави та першої тераси.

Описана частина долини (від с. Шипинці до м. Чернівці) ділиться умовно
на три підділянки – блокові структури. Їм відповідають S-подібні
звивини русла та комплекси заплавних масивів. У верхніх частинах цих
підділянок пояс руслоформування Пруту відхиляється виступами правого
борту долини вліво. Нижче за течією він поступово повертається знову під
правий борт відповідно до загальної асиметрії долини. При цьому русловий
потік має більше можливостей розвивати бокову ерозію (звивини). Тому
нижні частини підділянок більш порізані старицями та староріччями ніж
верхні. Завершаються S-подібні звивини правобічними прижимами русла.
Крок блокових підділянок набагато перевищує крок руслових мезоформ. Тому
останні накладаються на малюнок макрозвивин, деколи спотворюючи
закономірний її малюнок. Але при аналізі матеріалів за багаторічний
період описані властивості проявляються досить чітко.

За даними порівняння картографічних зображень русла та днища долини були
проаналізовані основні руслові деформації, які відбувалися на протязі
приблизно 100 років. За період останньої третини 19 століття
спостерігались в основному тенденції спрямлення меандр та утворення груп
крупних островів. Зокрема була спрямлена добре розвинута, характерна
П-подібна меандра безпосередньо вище району розташування запланованих
водозаборів. З нею пов’язана найбільша ширина багаторічного поясу
руслоформування.

Наприкінці 19 та на початку 20 століть на р. Прут вище Чернівців були
побудовані системи берегозахисту та регулювання русла. Вони відображені
на картах початку 20 століття, і розташовані якраз в межах багаторічного
поясу руслоформування.

Наступний розвиток русла показує значний вплив паводків на його
формування. Руслоформуючі паводки з одного боку приводять до спрямлень,
а з другого закладають побочні, осередки відносно яких потім
розвиваються відповідні меандри. Дуже часто утворюються відторжені
побічні – пляжі та заплавні масиви незавершеного меандрування.

В цілому процес можна охарактеризувати як адаптований (до правого борту
долини) зі значним впливом стоку придонних галечникових наносів, що
додатково поступають річкою Черемош, а також дощових паводків теплої
пори року, які характеризуються значною амплітудою (від 1,5 – 2 тис.
м3/с до 5 – 5,5 тис. м3/с).

Ієрархія структурних рівнів русла на даній ділянці представлена таким
ланцюжком: гравійно-галечникові придонні наноси, мікроформи руслового
рельєфу, мезоформи, макроформи, групи макроформ – тектонічно та
історично обумовлені підділянки, морфолгічно однорідна ділянка з
основними властивостями описаними вище.

Спектр мікроформ русла представлений кроками від декількох метрів до 125
– 250м. Найбільші з них можуть утворювати осередки з розгалуженням
меженного русла. Мезо- та макроформи мають кроки 0,5 – 1 км. У різні
фази водності вони можуть виступати як внутріруслові форми, або як
молоді заплавні масиви (прибережні та відокремлені).

Наявність двох кроків найкрупніших внутріруслових форм (0,5 та 1 км)
може деколи проявлятися у двох характерних ширинах – мале та велике
русло. Це пов’язано з великим діапазоном змін руслоформуючих, паводкових
витрат води. руслові форми кроком 0,5км активно розвиваються у діапазоні
витрат 1000 – 3000 м3/с.

?

&

&

H?L/iaeOIIIIOOOOOOO???

р/ф тут спостерігається верхній їх інтервал (2200 – 2800 м3/с). За
планами русла та поперечними перетинами виявлено висоти таких форм. Вони
складають 1,5 – 2м. Якщо вважати, що це приблизно 1/3 від середньої
глибини потоку, то остання складає 5 – 6м, що відповідає вказаним вище
витратам води. Їх забезпеченість складає 10 – 15%. У верхній частині
діапазону відбувається перехід до форм з кроком 1 км. Саме вони у
багаторічному відношенні визначають основні обриси русла. Паводки з
витратами 3,5 – 5 тис. м3/с (забезпеченість приблизно 2 – 8 %) приводять
до активного розвитку цих форм, наростання їх висоти (до 2,5 м).

Під час дослідження проведено аналіз поєднання факторів руслового
процесу та його основних проявів на всій передгірській частині руслової
системи верхнього Пруту. В результаті виявлені деякі загальні
закономірності для даної території. Першою з них є поступовий перехід по
мірі віддалення від гір від переважання рис багаторукавності до
переважання рис меандрування в руслах річок. У тих випадках, коли в
річку поступає значна кількість придонних наносів з приток, риси
багаторукавності можуть відновлюватися.

Другою закономірностю є загальне поступове тектонічне підняття території
яке приводить до малої потужності алювіальних товщ в межах днищ сучасних
долин (до 8 – 10м). Ці алювіальні товщі є середовищем активного розвитку
руслових процесів. На деяких ділянках русел спостерігаються виходи
корінних підстилаючих порід якими є неогенові глини з включеннями
пісковиків. Останні є причиною виникнення кам’янистих гряд в руслах, що
спостерігаються також і на досліджуваній ділянці.

Третьою закономірністю є вплив блокової тектоніки на процеси русло- та
долиноформування. Найбільше це проявляється у розташуванні та деяких
особливостях морфологічно однорідних ділянок. Цей вплив накладається на
прояви першої закономірності як фактор дискретизації. Він також впливає
на особливості малюнку гідросітки. Вплив блокових тектонічних рухів, а
також локальних піднять яскраво проявляється в асиметрії різних ділянок
долин і, відповідно, у розташуванні поясу руслоформування в межах їх
днищ.

Четвертою закономірністю є підвищена інерційність руслових форм які
складаються ближче до гір валуно-галечниковим, а далі від гір
гравійно-галечниковим матеріалом. З цим може бути пов’язана можливість
виникнення та прояву незворотніх (довгоперіодних) деформацій русел у
поєднанні з інтенсивним впливом інших факторів. Особливо це стосується
тенденцій врізання на фоні загального тектонічного підняття.

Основними напрямками антропогенного впливу на руслові процеси на
досліджуваній ділянці річки Прут є: берегозахисні роботи, інженерні
споруди та відбір (видобуток) руслового алювію. Вплив перших двох
факторів носить локальний характер. Він як правило не змінює загальної
структури русла на рівні формування мезоформ та макроформ. Видобуток
алювію проводиться як безпосередньо з русел так і шляхом створення
кар’єрів в межах заплави. Якщо розглядати вплив кар’єрів як точкових
об’єктів, то він є локальним. Але за багаторічний період сумарний вплив
може розповсюджуватись на значні ділянки, що і спостерігається на р.
Прут та інших річках Українських Карпат.

Особливий інтерес може представляти аналіз наслідків регулювання
планового положення русла наприкінці 19 століття. Відомо, що з метою
регулювання р. Прут, в той час були проведені спеціальні гідрографічні,
гідрологічні та інші дослідження. Але матеріалами звітів про ці
дослідження ми нажаль не володіємо. На Австро-Угорській карті масштабу
1:75000 1894 – 1904 рр на ділянці вище та нижче м. Чернівців
(протяжність біля 40 км) видно систему поперечних та поздовжних дамб та
шпор призначених для регулювання планового положення русла. За межами
регулюючих споруд показано значні ділянки старого русла не тільки у
вигляді стариць від меандр, але і значні за протяжністю слабозвивисті
частини русла (район м. Чернівці). Все це говорить про значні масштаби
проведених робіт. Основна ідея регулювання (методика) очевидно полягала
в закріплені плавних вигинів русла та відсіканні значних звивин та
деталей. Такий підхід застосовували в Західній Європі. Але вже в той час
В.Лохтін (який зокрема працював на Дністрі) на противагу такому
виправленню берегів пропонував більш глибоке врахування закономірностей
ерозійної роботи самого потоку, що вимагало більш глибокого дослідження
руслових процесів. З позицій сучасних уявлень вторинні особливості
будови русла є проявом необхідної багаторівневої ієрархічної структури
системи потік – русло. Вже на карті 1930 року помітна повна зміна
деталей конфігурації р. Прут та відновлення складного планового малюнку.
Можливо на цей час ще існували залишки старих берегорегулюючих споруд.
Можливо також, що як би проводились відновлювальні роботи то ці споруди
проіснували б довший час. Тим не менш, вцілому таке регулювання є
неправильним. Треба відмітити, що на окремих ділянках створювались
аналогічні ситуації по відношенню до берегозахисних споруд побудованих у
60-х — 70-х роках 20 століття. В зв’язку з цим на таких річках як Прут
розташування берегозахисних споруд повинно обов’язково враховувати
конфігурацію та особливості багаторічного поясу руслоформування. Для
цього повинен проводитись відповідний аналіз руслових процесів.

Список літератури

Знаменская Н.С. Гидравлическое моделирование русловых процессов. –
Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1992 – 240 с.

Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической
теории руслового процесса. – Ленинград, Гидрометеоиздат, 1982. – 272 с.

Чалов Р.С., Алабян А.М., Иванов В.В. и др. Морфодинамика русел равнинных
рек. – Москва, ГЕОС, 1998. – 287с.

Ющенко Ю.С. Розвиток русла р. Прут на ділянці інтенсивного
антропогенного впливу в районі м. Чернівців // Науковий вісник
Чернівецького університету. Вип. 19. Географія. – Чернівці, ЧДУ, 1997. –
С.17-20.

Ющенко Ю.С. Природні умови формування русел основних річок Закарпаття //
Науковий вісник Чернівецького університету.
Вип.49.Географія.–Чернівці,ЧДУ,1999.–С.3– 6.

Похожие записи