АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ТРАНСФОРМАЦИИ ВОДОСБОРОВ МАЛЫХ РЕК СТЕПНОЙ ЗОНЫ

ANALYSIS OF FACTORS OF TRANSFORMATION OF SMALL RIVERS^’S CATCHMENT OF THE STEPPE ZONE

Ж.Т. Сивохип

Zh.T. Sivokhip 

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН)

(Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11) 

Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IS UB RAS)

(Russia, 460000, Orenburg, Pionerskaya St., 11)

e-mail: orensteppe@mail.ru

В статье проводится краткий анализ эколого-гидрологической специфики малых рек степной зоны. Охарактеризованы струтктурно-функциональные особенности рек местного стока. Дана оценка основных трансформирующих факторов водосборных территорий малых рек.

The article provides a brief analysis of ecological and hydrological specifics of small rivers of the steppe zone. Characterizedstructural and functional features of the local river runoff. The estimation of the main factors transforming catchment areas of small rivers. 

Для устойчивого природопользования в степной зоне ключевое значение имеют количественные и качественные показатели водных ресурсов, которые существенно влияют на эколого-географическую специфику природных геосистем. Значительная доля водных ресурсов степной зоны Оренбуржья формируется за счет поверхностных вод, представленных в первую очередь речными системами различного уровня. Территория области характеризуется довольно значительной плотностью речной сети – 2-4 км/км², кроме южных и юго-восточных районов, где плотность не превышает 0,5 км/км². К крупным речным водотокам относятся р. Урал и её притоки – рр. Сакмара, Илек, Орь, а также р. Самара (бассейн р. Волга). Благодаря значительной расчлененности рельефа водосборных территорий, весомый вклад в формирование поверхностного стока вносят малые реки с площадью водосбора <2000 км², протяженностью<200 км)  [1]. В частности, в бассейне р. Урал насчитывается более 7 тыс. водотоков, длиной менее 200 км, при этом основная доля в питании главной реки принадлежит правобережным притокам – густота речной сети на правобережье составляет 0,28, а для левобережных – 0,19 км/км² (табл. 1).

Таблица 1

Основные эколого-гидрологические характеристики малых рек в бассейне р. Урал

Малые реки являются важнейшим компонентом степного ландшафта, выполняют важную природообразующую и экологическую роль. В первую очередь, необходимо отметить функцию накопления и перераспределения влаги, в результате осуществления которой малые реки выступают в роли важного связующего звена в природных комплексах. В условиях степной зоны роль малых рек как геосистем, влияющих на природное разнообразие окружающих ландшафтов, особенно велика. Вариативность экотопических условий данных природных объектов отражается на пространственной и структурно-функциональной организацииводосборных территорий. Исключительная важность малых рек для степных геосистемсвязана также с формированием природных комплексов с повышенным ландшафтным и биологическим разнообразием.

В тоже время, существует целый ряд эколого-гидрологических особенностей малых рек, обуславливающих их высокую чувствительность к изменениям условий окружающей среды на водосборных территориях, что связывают, прежде всего, с невысокой долей подземного питания (преимущественно дренируют только верхний маломощный водоносный горизонт четвертичных отложений) [1]. Незначительная роль подземного питания усугубляет годовую и сезонную изменчивость водного режима рек степной зоны, что негативно отражается на эколого-гидрологическом состоянии водотоков в целом. Кроме того, в пределах водосборных территорий малых рек происходит значительная антропогенная трансформация отдельных компонентов природной среды (почв, растительности), которая дестабилизирует функциональное состояние данных водотоков.

В настоящее время, большинство водосборов малых рек степной зоны, в том числе, в пределах Оренбургской области, подвергаются коренной трансформации в результате интенсивной хозяйственной деятельности. В связи с этим, исследования эколого-гидрологической специфики малых рек с учетом современной структуры природопользования относятся к числу актуальных научных направлений. Однако необходимо обратить внимание на определенную сложность в изучении и анализе ряда показателей исследуемых природных объектов, в первую очередь – гидрологических характеристик. Проблема объективной оценки осложняется отсутствием многолетних регулярных гидрометеорологических наблюдений в пределах малых рек. Так, в бассейне р. Урал в настоящее время действуют около 20 гидропостов на реках местного стока (рр. Губерля, Зилаир, Малый и Большой Кизил и др.), что недостаточно для проведения полномасштабных эколого-гидрологических исследований. Кроме того, с учетом отмеченных выше пространственных и структурно-функциональных особенностей природных комплексов малых рек, необходимо обратить внимание на сложность оценки роли отдельных факторов трансформации водосборных территорий. Также, при анализе трансформационных процессов важно учитывать пространственные особенности факторов, компенсирующих антропогенное воздействие – лес, сток, осадки [7]. В связи с этим, комплексные исследования малых рек должны основываться на  ландшафтно-гидрологическом подходе, необходимость и целесообразность применения которого заключается во взаимообусловленности ландшафтной структуры водосбора и гидрологических процессов на этой территории [3]. 

Очевидно, что интенсивная хозяйственная деятельность обуславливает в первую очередь трансформацию гидрологического режима малых рек, в связи с этим важно учитывать характер воздействия – прямой или косвенный. С учетом гидрометеорологической специфики в пределах водосборных территорий степной зоны, наиболее распространенными видами хозяйственной деятельности прямого воздействия являются забор воды для орошения земель и аккумуляция стока (прежде всего весеннего) прудами.

Как известно, одним из основных водопотребителей в степной зоне (в т. ч. определяющим величину безвозвратного изъятия водных ресурсов) является сельское хозяйство и в первую очередь орошаемое земледелие. В целом, влияние орошения на речной сток малых рек зависит от местных физико-географических условий и от специфики питания рек. Кроме показателей речного стока, орошение также значительно влияет на качественное состояние орошаемых земель (табл. 2).

Таблица 2

Мелиоративное состояние орошаемых земель Республики Башкортостан (в пределах бассейна р. Урал)

Для решения задач гарантированного водообеспечения широкое распространение в степной зоне получило сооружение прудов, предназначенных для аккумуляции местного стока в период половодий. Несмотря на незначительную площадь водного зеркала и малые объемы, пруды оказывают существенное влияние на сток малых рек, особенно в районах недостаточного и неустойчивого увлажнения. Трансформация речного стока связана с дополнительными потерями на испарение с поверхности прудов, величина которого увеличивается по мере увеличения внутригодовой неравномерности стока [6]. В пределах бассейна р. Урал максимальные потери стока с поверхности прудов отмечаются на участке главной реки от г. Орск до г. Оренбург (6,6 тыс. м³) и в нижнем течении р. Сакмара (7,3 тыс. м³) [5]. Для данных гидрографических участков характерно размещение прудов в пределах верховий водосборов, которые могут задерживать значительную долю весеннего стока, обуславливая в отдельные годы развитие экстремальных гидрологических ситуаций.

Исходя из результатов многочисленных исследований [2, 6], влияние малых водохранилищ на речной сток имеет зональный характер и увеличивается по мере увеличения внутригодовой изменчивости стока, снижения общей водности рек и возрастающей степени их хозяйственного использования. Если для бассейнов рек с водосборной территорией в лесостепной зоне (рр. Миндяк, Сакмара, Зилаир, Б. Ик, Б. Кизил и др.) снижение стока составляет около 1-2%, то для бассейна р. Таналык, протекающего в степной зоне, оно доходит до 7-22% [2]. Кроме этого, важно учитывать площадь водосборной территории регулируемого водотока – чем меньше река, тем значительнее зависимость между величиной уменьшения стока под влиянием регулирования стока и водностью реки [6].

Примером косвенного воздействия на эколого-гидрологическое состояние малых рек являются агротехнические и агромелиоративные мероприятия (распашка целинных и залежных земель, зяблевая вспашка, мероприятия по снегозадержанию и др.), которые согласно многочисленным исследованиям способствуют увеличению скважности и проницаемости почв и усилению инфильтрации талых и дождевых вод, что в свою очередь приводит к снижению значений поверхностного стока со склонов водосборных территорий [4, 6].

Из агротехнических мероприятий, проводимых в бассейнах рек степной зоны, основная роль в снижении показателей стока принадлежит распашке земель. Например, бассейн р. Урал характеризуется высокой степенью распаханности, особенно водосборные территории правобережных притоков, в т.ч. и малых рек (рр. Таналык, Худолаз, Губерля, Янгиз, Каргалка и др.) (рис. 1).

Рисунок 1. Доля распаханных земель в бассейне р. Урал (от площади муниципальных районов)

Закономерное увеличение распаханности данных участков определяется значительной плотностью сельского населения и преобладанием аграрной специализацией в пределах водосборов рек. Кроме того, обращает на себя внимание значительные площади распаханных земель в пределах бассейна р. Сакмара, территория которого является зоной активного водосбора р. Урал. Достаточно низкие показатели распаханности отдельных участков бассейна определяются либо ландшафтно-геоморфологическими особенностями (предгорные участки), либо животноводческой специализацией района (в первую очередь, водосборные территории в пределах Республики Казахстан).

В заключении, следует отметить, что ландшафтно-гидрологические комплексы малых рек в пределах степной зоны России относятся к числу максимально преобразованных природных объектов. Актуальность и необходимость проведения комплексных эколого-географических исследований определяется важной системообразующей ролью малых рек и их значительной межгодовой и внутригодовой изменчивостью речного стока. 

Работа выполнена по теме НИР ИС УрО РАН «Ландшафтные и биологические факторы устойчивого развития геосистем Заволжско-Уральского региона». 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Водогрецкий В.Е. Антропогенные изменения стока малых рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 175 с.
2. Гареев А.М. Реки и озера Башкортостана. Уфа: Китап, 2001. 260 с.
3. Гагаринова О.В., Ковальчук О.А. Оценка антропогенных воздействий на ландшафтно-гидрологические комплексы // География и природные ресурсы. 2010. № 3. С. 151-156.
4. Нестеренко Ю.М. Водная компонента аридных зон: экологическое и хозяйственное значение. Екатеринбург: УрО РАН, 2006, 287 с.
5. Проект схемы комплексного использования и охраны водных объектов бассейна реки Урал (российская часть) / А.Н. Попов, Ю.Б. Мерзликина, Г.С. Злобина и др. / Екатеринбург: ФГУП РосНИИВХ, 2010.
6. Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 302 с.
7. Ясинский С.В. Геоэкологический анализ антропогенных воздействий на водосборы малых рек // Изв. АН. Сер. Геогр. 2000. № 4. С. 74-82.