Анотація до роботи:

Шаменкова О.І. Вплив антропогенних чинників на підземний стік річок зони надмірного і недостатнього зволоження території України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук. – Спеціальність 11.00.07 – гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія – Одеський державний екологічний університет, Одеса, 2006.

Дисертаційна робота присвячена питанням оцінки і передбачення річного підземного стоку в зонах надмірного і недостатнього зволоження (Українського Полісся і Північно-західного Причорномор’я) в умовах антропогенного впливу.

На основі методу множинної лінійної регресії, сумісного аналізу і головних компонент проведені просторово-часові узагальнення підземного стоку для досліджуваних територій.

Розроблені стохастичні моделі річного підземного стоку, що описують дію основних чинників водогосподарських перетворень в області надмірного (на прикладі західної частини Українського Полісся) і недостатнього (Північно-західне Причорномор’я) зволоження. Стохастичне моделювання рядів побутового підземного стоку виконувалося на основі рівняння водогосподарського балансу. Імітаційна модель дозволяє визначити імовірнісні характеристики (побутового) підземного стоку.

Встановлено, що в результаті осушення боліт в західній частині Українського Полісся та зрошуванні земель Північно-західного Причорномор’я за рахунок річок – донорів відбувається збільшення підземного стоку в річки.

Отримані «функції відгуку» річного підземного стоку на водогосподарські заходи у вигляді осушення і зрошування, які представлені у вигляді коефіцієнтів антропогенного впливу і залежать від масштабів водогосподарських заходів на водозборах. Це дозволяє використовувати їх для оцінки і передбачення можливого стану ресурсів підземних вод в різних водогосподарських ситуаціях.

У дисертації приведено теоретичне узагальнення і нове рішення наукової задачі, яке полягає в розробці стохастичних моделей підземного стоку з

, %

Рис. 1. Функція впливу зрошення земель на середню багаторічну величину річного підземного стоку при різних площах зрошення

для мм, =1,1, =1,65, =0,5, =0,95, =0,5;

рівні оптимального зволоження ґрунтів:

(1- =0,8; 2- =0,9; 3- =1,0)

метою оцінки і передбачення стану підземних водних ресурсів в умовах сільськогосподарських меліорацій на водозборах.

1. В роботі розглянуто два регіони України із вираженими змінами підземного припливу в річки – Західна частина Українського Полісся, що характеризується наявністю осушуваних боліт, і – Північно-західне Причорномор'я, на якому відбувається зрошування сільськогосподарських масивів.

2. На основі застосування моделі множинної регресії встановлені наступні закономірності:

- Просторовий розподіл підземного стоку західної частини Українського Полісся змінюється залежно від довготи положення центрів тяжіння водозборів, зменшуючись в напрямі із заходу на схід, а також від площі водозборів. Середня багаторічна величина підземного стоку зростає із зростанням площі водозбору.

- Просторовий розподіл підземного стоку Північно-західного Причорномор'я залежить від широти положення водозбору і його висоти. У міру просування з півдня на північ, а також при збільшенні висоти середньобагаторічна величина підземного припливу зростає.

- Для обох регіонів багаторічна мінливість коливань річного підземного стоку обумовлена загальним припливом підземних вод, який може бути охарактеризований нормою підземного припливу.

3. На основі аналізу просторової дисперсії статистичних параметрів визначених по даним, визначеним з малою мірою достовірності (коефіцієнт автокореляції r(1) і відношення ) виконано обґрунтування можливості районування цих статистичних параметрів і виділені статистично однорідні райони. У західній частині Українського Полісся виділені 3 статистично однорідних райони для параметра : річки Поліської низовини - =0,21, закарстовані річки Волино-Подільського артезіанського басейну - =0,48 і річки з інтенсивним скиданням дренажних вод (рр. Західний Буг, верхів’я р.Горинь), де значення коефіцієнтів автокореляції можуть досягати 0,8, а - =0,74. В межах розглядуваного району відношення може бути усередненим, і прийнятий рівним 2.

Розглянуті річки Північно-західного Причорномор'я входять в один район для коефіцієнта автокореляції, середнє значення якого = 0,5, і для відношення , середнє значення параметра рекомендується приймати рівним 1,5.

4. Установлено, що норма підземного стоку, розрахована за генетичною формулою А.М. Бефані, може бути розглянута як характеристика природного, тобто непорушеного господарською діяльністю стоку.

5. Досліджена структура полів річного підземного стоку на основі методу головних компонент. Показано, що формування полів підземного стоку західної частини Українського Полісся на рівні перших двох складових розкладання (77 % дисперсії початкових даних) обумовлене атмосферними процесами, а для території Північно-західного Причорномор’я основним предиктором, що визначає характер просторового розподілу полів підземного стоку, є норма інфільтрації опадів у водоносні горизонти, яка залежить як від кліматичних чинників, так і від гідрогеологічних особливостей підстильної поверхні.

6. Запропонована методика відновлення природних рядів підземного річного стоку невивчених водозборів на основі перших амплітудних функцій розкладання і результатів географічного узагальнення статистичних параметрів річного підземного стоку. Як показник природних ресурсів підземного стоку використана норма підземного стоку, розрахована за генетичною формулою А.М. Бефані.

7. Розроблені стохастичні моделі річного підземного стоку, що описують дію основних чинників водогосподарських перетворень в області надмірного (на прикладі західної частини Українського Полісся) і недостатнього (Північно-західне Причорномор’я) зволоження.

8. Установлено, що в результаті осушення боліт в західній частині Українського Полісся відбувається збільшення підземного стоку в річках.

9. Отримані «функції відгуку» статистичних параметрів річного підземного стоку на осушувальні меліорації. Установлено, що в результаті осушення і відведення надмірних ґрунтових вод відбувається збільшення середньобагаторічних величин підземної притоки в річки, зменшення коефіцієнта варіації, а зміна коефіцієнта асиметрії є незначущою.

10. Установлено, що в результаті зрошування сільськогосподарських масивів за рахунок річки-донора також спостерігається збільшення підземної притоки в річки. На основі використання імітаційного моделювання в спрощеній генетичній моделі встановлений зв'язок між змінами рівня ґрунтових вод і підземним живленням річок. Показано, що при підйомі рівня ґрунтових вод на 4 м, норма підземного припливу в річки збільшиться на 10%.

11. Отримані «функції відгуку» річного підземного стоку на водогосподарські заходи у вигляді зрошування за рахунок річок-донорів. Отримано, що в результаті втрат води, що подається на зрошувані поля, і її подальшою фільтрації у водоносні горизонти, відбувається збільшення середньобагаторічних величин річного підземного стоку, зниження його багаторічної мінливості і посилення несиметричності розподілу.

12. Представлені «функції відгуку» у вигляді коефіцієнтів антропогенного впливу залежать від масштабів водогосподарських заходів на водозборах, це дозволяє використовувати їх для оцінки і передбачення можливого стану ресурсів підземних вод у різних водогосподарських ситуаціях.

13. Розроблені моделі підземного річного стоку можуть бути використані з метою аналізу і управління підземними водними ресурсами України.

Публікації автора:

1. Шаменкова О.И. Оценка нормы грунтового питания рек бассейна Придунайских озер по генетическому методу // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. – 2001. – Вип.43. - С. 258-262.

2. Лобода Н.С., Шаменкова О.И. Обоснование методики расчета подземного стока рек Молдовы и юго-западной Украины на базе метода главных компонент// Метеорологія, кліматологія та гідрологія. – 2001. – Вип.44. - С. 187-192.

3. Лобода Н.С., Шаменкова О.И. Стохастическая модель годового суммарного и подземного стока в условиях осушительных мелиораций (по материалам западной части Украинского Полесья)// Метеорологія, кліматологія та гідрологія. – 2002. – Вип.46. - С. 279-293.

4. Лобода Н.С., Ехнич М.П., Шаменкова О.И. Параметризация гидрологических процессов на основе метода главных компонент // Наукові праці УкрНДГМІ.– К.:Ніка –Центр. –2003. – Вип.251. - С. 32 - 37.

5. Шаменкова О.И. Роль грунтового питания в формировании водного режима водоемов северо-западного Причерноморья (на примере оз.Ялпуг) // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. – 2004. – Вип.48. - С. 455-461.

6. Шаменкова О.И. Оценка грунтового стока рек Дунай-Днестровского междуречья с использованием естественных ортогональных функций // Гідрометеорологія і охорона навколишнього середовища. Тези доповідей до ювілейної конференції, присвяченої 70-річчю утворення Одеського державного екологічного університету. – Одеса: ОДЕКУ. – 2002. - С. 224-226.

7. Н.Лобода, М.Ехнич, О.Шаменкова. Выделение основных стокоформирующих факторов на основе параметризации гидрологических процессов при помощи метода главных компонент (на примере рек верхнего Днепра до Могилев-Подольска) // ІІ Міжнародна науково-практична конференція “Ресурси природних вод Карпатського регіону”. Проблеми охорони та раціонального використання. Збірник наукових статей. – Львів. – 2003. - С. 77-82.

8. Шаменкова О.И. Влияние осушения на грунтовый сток рек западной части Украинского Полесья // ІІІ Наукова конференція молодих вчених. Одеський державний екологічний університет. Тези доповідей. – Одеса: ОДЕКУ. – 2003. - С. 54-57.

9. Шаменкова О.И. Влияние орошения на норму грунтового стока северо-западного Причерноморья // ІV Наукова конференція молодих вчених. Одеський державний екологічний університет. Матеріали конференції. – Одеса: ОДЕКУ. – 2004. - С. 76-79.

10. Шаменкова О.И. Стохастическое моделирование годового и подземного стока северо-западного Причерноморья в условиях орошения // Матеріали конференції. V наукова конференція молодих вчених. Одеський державний екологічний університет. – Одеса: ОДЕКУ. – 2005. - С. 55-57.

11. Шаменкова О.И. Подземный сток рек Украины в условиях водохозяйственных преобразований (на примере рек Полесья и Северо-западного Причорномор’я) // Науково-технічна конференція наукових та науково-педагогічних працівників ОДЕКУ. – Одеса: ОДЕКУ. – 2005. - С. 48-49.

12. Шаменкова О.И. Методические подходы к оценке и прогнозированию влияния орошения на подземные водные ресурсы Одесского региона// Регіональноа науково-практична конференція (15-16 червня). «Науково-методичні проблеми покращення довкілля Одеського регіону».Одеський іноваційно-інфрмаційний центр. Збірник наукових статей. – Одеса: ІНВАЦ. – 2006. - С. 306-311.

13. Loboda N., Shamenkova O. Modelling and reconstraction of time series annual flow under absence observation data (Danube region in Ukraine and Moldova)// Conference abstracts. XXII Conference of Danubian countries on the hydrological forecasting and hydrological bases of water management. 30Augusto-2September. –Brno. Czech Republic. -2004. - P. 80.