До змісту

Основною причиною нерівномірності річного розподілу стоку є сезонні зміни погоди. Вони здебільшого визначають характер і особливості формування стоку, впливають на його величину, тривалість та інтенсивність.

Протягом теплого періоду року випадають помірні дощі або короткочасні зливи, що зумовлює майже безпосередню їх участь у гідрологічних процесах, які відбуваються в грунті, зокрема у формуванні стоку. По-іншому залучається атмосферна волога у процеси стоку протягом холодного періоду. Відомо, що тверді опади у вигляді снігу не зразу витрачаються на стік та інфільтрацію вологи в грунт. Інколи сніг може створювати великі запаси вологи на водозборі. Залежно від характеру погоди, яка визначає швидкість сніготанення, формуються більшої чи меншої інтенсивності весняні паводки.

Настання зими в горах, а в зв’язку з цим нагромадження вологи у вигляді снігового покриву має специфічний характер і підпорядковане закономірностям вертикальної поясності клімату. У високогір’ї снігу нагромаджується більше як за рахунок частіших опадів, так і в результаті тривалішої холодної погоди. Звичайно тут сніговий покрив утримується до половини травня або й довше, тоді як в нижчих положеннях вже зовсім немає снігу. Таким чином, при весняному потеплінні живлення гірських потоків відбувається спочатку за рахунок сніготанення в нижчих положеннях схилів і тільки в кінці весни за рахунок танення снігу — у високогір’ї. Отже, сніготанення тут розтягується на довший проміжок часу, а сам процес формування стоку у весняний період відбувається за рахунок як дощового, так і снігового живлення.

Такий хід процесів формування весняного стоку в Українських Карпатах має місце на гірських масивах, що утворюють головні хребти. На відрогах головних хребтів, які характерні незначним підняттям рельєфу, процеси сніготанення і формування весняних паводків проходять більш-менш одночасно.

Крім кліматичних умов, на формування весняних паводків істотно впливає лісовий покрив. Доказом цього є результати снігомірних робіт, проведених нами на водозборах гідростаціонару «Хрипелів», розташованого в Прикарпатті в районі Центральних Горган в зоні домінуючого поширення ялини (табл. 24). Водозбори досліджуваного стаціонару вкриті стиглими ялиновими деревостанами і охоплюють діапазон висот між 820 і 1320 м над рівнем моря. У верхній частині, на вододілі, вони закінчуються неширокою смугою високогірних лук-полонин, які займають близько 20% всієї площі водозборів. Відносно значний висотний діапазон та наявність на водозборах полонин дають можливість з’ясувати до деякої міри вплив висоти над рівнем моря і типу рослинності як на процеси нагромадження снігу, так і на характер і динаміку сніготанення. Снігомірні зйомки проводились на постійних маршрутах, прокладених поперек схилів: у верхній частині водозборів (полонина), у приполонинному лісі, в середній та нижній частинах водозборів. Як показали вимірювання, найбільші товщина снігового покриву і запаси води в снігу в приполонинному лісі. Цьому в значній мірі сприяє те, що певна кількість снігу здувається вітром з полонин і затримується в смузі приполонинних лісів. Характер сніготанення в цих висотних положеннях, його тривалість та швидкість відповідно впливають на процеси формування стоку в цілому. У специфічних особливостях цього природного процесу очевидна водорегулююча роль приполонинних лісів у період весняного сніготанення.

Таблиця 24. Результати снігомірних зйомок» проведених на постійних маршрутах гідростаціонару «Хрипелів»

Дата проведення снігозйомок	Верхня частина водозборів (полонина)			Приполонинний ліс			Середня частина  водозборів (ялиновий ліс)			Нижня частина водозборів (ялиновий ліс)
	серед- ня висота снігу, см	серед- ня щіль- ність снігу, см	запаси води в снігу, мм	серед- ня висота снігу, см	серед- ня щіль- ність снігу, см	запаси води в снігу, мм	серед- ня висота снігу, см	серед- ня щіль- ність снігу, см	запаси води в снігу, мм	серед- ня висота снігу, см	серед- ня щіль- ність снігу, см	запаси води в снігу, мм
23.  XI. 64	39	0,136	54,6	44	0,144	61,6	25	0,141	35,0	24	0,180	43,2
27. XI. 64	17	0,161	27,2	25	0,136	35,0	12	0,226	27,6	13	0,235	31,2
10. XII. 64	20	0,198	40,0′	25	0,212	52,5	11	0,169	18,7	9	0,129	11,7
12. І. 65	25	0,176	45,0	33	0,147	49,5	/ 25	0,141	35,0	22	0,133	28,6
27. І. 65	22	0,234	50,6	28	0,203	56,0	20	0,200	40,0	17	0,193	32,3
31. І. 65	13	0,231	29,9	19	0,322	60,8	8	0,319	25,6	5	0,339	17,0
10. II. 65	22	0,203	44,0	27	0,172	45,9	18	0,г52	27,0	16	0,139	22,4
25. II. 65	32	0,229	73,6	38	0,206	79,8	31	0,168	52,7	31	0,169	52,7
6. III. 65	24	0,255	60,0	33	0,239	79,2	24	0,218	52,8	21	0,230	48,3
15. III. 65	10	0,309	31,0	29	0,238	69,6	20	0,246	50,0	16	0,241	38,4
19. III. 65	9	0,264	23,3	19	0,306	58,9	9	0,290	26,1	6	0,273	16,2
24. III. 65	2	0,250	5,0	9	0,209	18,9	2	0,332	6,6	3	0,180	5,4

Сніговий покрив у приполонинних лісах утримується найдовше, оскільки його тут нагромаджується найбільше. З другого боку, танення його проходить повільніше порівняно з безлісними полонинами тому, що намет ялинового лісу захищає маси снігу, які тут нагромадилися від прямої сонячної радіації. Таким чином, сніговий покрив у приполонинному лісі зберігається ще й тоді, коли на розташованих вище полонинах він майже повністю зникає. Такий розподіл снігу на гірських схилах у весняний період має важливе значення з точки зору регулювання поверхневого стоку талих вод.

В результаті швидкого танення снігу на безлісних полонинах значні кількості вологи стікають вниз. Натрапляючи на товстий шар снігу, який зберігається в смузі приполонинних лісів, майже вся вода збирається ним і, таким чином, дальший її стік по схилу на деякий час припиняється. Отже, найбільші запаси води в снігу під кінець сніготанення в приполонинному лісі. Тому в період весняного сніготанення приполонинним лісам належить особливо важлива роль регулятора і перетворювача стоку.

Можна зробити висновок, що регулювання стоку талих вод на водозборах, які охоплюють значний висотний діапазон, обумовлюється впливом таких двох взаємодіючих факторів, як вертикальна поясність клімату та наявність лісового покриву. Виходячи з цього, стає очевидною важливість охорони приполонинних лісів. Розладнання їх, яке здебільшого буває в результаті випасання худоби, а також безгосподарних рубок з метою поширення високогірних пасовищ, може привести до значної втрати захисних функцій приполонинних лісів.

Своєрідність формування стоку в зимово-весняний період, яке супроводиться сніготаненням, визначає в основному особливості внутрішньорічного розподілу стоку, а швидкість сніготанення впливає безпосередньо на бурхливість паводків талих вод. В зв’язку з цим відповідний інтерес являє собою визначення участі зимово-весняного стоку в сумарному річному об’ємі. При цьому необхідно відмітити, що залежно від метеорологічних умов не весь об’єм зимово-весняного стоку формується за рахунок сніготанення. Випадання в цей період дощів служить додатковим джерелом стоку, а інколи становить основну його частину.

Щоб з’ясувати залежність між особливостями погоди за холодний період і величиною та характером формування стоку, розглянемо дані багаторічних спостережень на гідростаціонарі «Свалява» (табл. 25).

Таблиця 25. Відношення стоку за холодний період до загального річного об’єму стоку (гідростаціонар «Свалява»)

Гідрологічні роки	За рік				За холодний період (XI—IV місяці)							Відношення стоку за холодний період до річного, % водозбори
	опади, мм	стік по водозборах, мм			опади, мм	стік, мм			в тому числі стік від сніготанення, мм
		І	ІІ	ІІІ		І	ІІ	ІІІ	І	ІІ	ІІІ	І	ІІ	ІІІ
						водозбори
1959/60	900,5	239,6	180,0	212,7	333,4	125,1	104,3	92,3				52,2	57,9	43,4
1960/61	804,4	317,9	280,7	290,2	284,2	221,6	240,2	179,6				69,7	85,6	61,9
1961/62	922,4	547,0	306,6	436,0	583,6	439,9	287,4	322,0	372,6	272,2	235,8	80,4	93,7	73,8
1962/63	800,6	210,6	140,2	202,8	417,9	134,1	124,8	95,4	104,0	104,9	61,7	63,7	89,0	47,0
1963/64	820,9	270,3	228,7	193,6	372,4	172,0	194,1	94,1	137,6	171,4	63,8	63,6	84,9	48,6
1964/65	1191,5	698,0	527,4	395,3	492,6	305,0	369,9	191,4	97,9	157,0	51,3	43,7	70,1	48,4
1965/66	1178,9	839,3	512,5	572,6	558,9	604,6	418,4	439,7	238,4	117,9	121,9	72,0	81,6	76,8

Зими перших двох гідрологічних років були малосніговими. Атмосферна волога випадала переважно у вигляді дощів і досягла приблизно 1/3 загальної річної кількості опадів. Проте величина стоку за цей період становила більше половини його загальнорічного об’єму. Збільшення витрат вологи на стік протягом холодного періоду пояснюється, в першу чергу, істотним зменшенням витрат її на сумарне випаровування (прямий ефект зниження температур) та припиненням транспірації лісовою рослинністю.

Деякими індивідуальними особливостями погоди та характером снігонагромадження відзначалась зима 1961/62 гідрологічного року. Значний сніговий покрив появився в кінці зими. Танення його проходило з одночасним утриманням хмарної дощової погоди. Це викликало бурхливе формування весняного паводку. Таке сніготанення, коли сніг тане під дією не прямої сонячної радіації, а теплих повітряних течій, прийнято називати адвективним.

За весь семирічний період спостережень весняний паводок 1961/62 гідрологічного року досягнув максимального розміру. При цьому необхідно відмітити, що періодичні стихійні повені, які завдавали істотної шкоди народному господарству Карпат, були наслідком саме такого бурхливого сніготанення. Такими були повені у січні 1947 та в грудні 1957 років.

Утримання стабільного снігового покриву та тривалої морозної погоди обумовлює істотне зменшення бурхливості весняних паводків. Періодичні недовготривалі відлиги сприяють поступовому і рівномірному зменшенню запасів води в снігу. Стік формується плавно і довше триває. У таких випадках весняні паводки не загрожують утворенням повіней. Особливо сприятливо на стабілізацію стоку впливає ясна безхмарна погода. У таких випадках стік дещо збільшується вдень під дією прямої сонячної радіації, а в нічний час та ранком зменшується внаслідок зниження температури повітря. Таке сніготанення прийнято називати радіаційним, або солярним.

Такий тип сніготанення мав місце у зимово-весняний період 1962/63 та 1963/64 гідрологічних років. Як видно з даних таблиці 25, величини стоку від сніготанення досить близькі в межах одних і тих же водозборів. Щодо неоднорідності стоку між водозборами, то вона пояснюється певним впливом їх орографічних особливостей на снігонагромадження та сніготанення.

В тих випадках, коли невеликий сніговий покрив утримується недовго, тобто коли мають місце часті відлиги, сніготанення майже не впливає на збільшення загального об’єму стоку в холодний період, що характерне для 1964/65 гідрологічного року. Але часті дощі протягом холодного періоду призводять до значно більшого зростання стоку, порівняно з вегетаційним періодом. Так, зимою 1965/66 гідрологічного року сніговий покрив утримувався не довго. За весь холодний період цього року випало 558,9 мм опадів переважно у вигляді дощів, за вегетаційний — 620 мм. Проте витрати вологи на стік протягом холодного періоду становили по І водозбору 72%, по II 81,6% і по ІІІ — 76,8% від загального річного об’єму стоку.

Наведені вище дані дають загальне уявлення про вплив погоди і, зокрема, характеру атмосферних опадів на динаміку стоку протягом холодного періоду. Але процеси формування стоків при сніготаненні мають своєрідні особливості і перш за все залежать від характеру снігонагромадження та швидкості сніготанення. В свою чергу формування снігового покриву та хід процесів сніготанення в горах обумовлені рядом факторів, серед яких визначне місце належить лісовому покриву і таким особливостям рельєфу, як крутизна та експозиція схилів. Відомо, що сніговий покрив залягає на місцевості нерівномірно. Це залежить від двох факторів вітру та перешкод на земній поверхні, які впливають на повітряний потік. Взаємодія між підстилаючою поверхнею та вітром полягає в тому, що сніговий покрив формується не тільки за рахунок твердих опадів, які утворюються безпосередньо в хмарах і випадають на земну поверхню (опадоутворююча складова), але й за рахунок снігових частин, які відриваються від снігового потоку та переносяться повітряним потоком (адвентивна складова). Доля адвекції у формуванні снігового покриву зростає з посиленням вітру та збільшенням перешкод на земній поверхні, викликаних пересіченістю рельєфу, рослинним покривом тощо.

Значне збільшення товщини снігового покриву на стику полонин з лісом, тобто в смузі охоронних приполонинних лісів, відбувається, як ми вже знаємо, в результаті здування снігу з полонин, на яких сила та швидкість вітру найбільші. Тут немає природних перешкод, які б стояли на шляху повітряних потоків. Натрапляючи на стіну приполонинного лісу сила і швидкість вітру зменшуються, в зв’язку з чим і нагромаджується більше снігу.

Формування снігового покриву під наметом лісу значною мірою залежить також від його породного складу. Так, під намет ялинових лісів проникає менше снігу, оскільки чимала частина його затримується кронами дерев. Під намет букових деревостанів, навпаки, зимою проникає більше опадів, що є наслідком відсутності в цей час листя, здатного затримувати опади. Але основна роль лісового покриву в снігонагромадженні зводиться до того, що під наметом лісу істотно зменшується сила та швидкість вітру, в результаті чого сніговий покрив залягає рівномірніше, порівняно з відкритою місцевістю.

Велика роль у формуванні снігового покриву належить внутрішньо-лісовим прогалинам, якщо вони не досягають великих розмірів (поляни, вирубки).

Користуючись даними багаторічних спостережень за сніговим покривом в зоні як букових, так і ялинових лісів, розглянемо деякі особливості формування снігового покриву у цих двох найбільш поширених в Карпатах лісорослинних угрупованнях. Для цього використаємо дані щоденних вимірювань товщини снігового покриву та запасів у ньому води, які проводились з п’ятиденними інтервалами (табл. 26). Для порівняння взято максимальні дані снігозапасів та товщини залягання снігового покриву.

Таблиця 26. Найбільші  річні  величини залягання снігового  покриву та запасів води  в ньому, за даними систематичних спостережень в лісах  Карпат

Гідрологічні роки	Зона букових лісів(гідростаціонар “Свалява”)						Зона ялинових лісів (гідростаціонар  «Хрипелів»)
	відкрита місцевість		під лісом		суцільнолісосічна вирубка		відкрита місцевість (полонина)		під лісом		прогалина в лісі
	висота снігу, см	запас води, мм	висота снігу, см	запас води, мм	висота снігу, см	запас води, мм	висота снігу, см	запас води, мм	висота снігу, см	запас води, мм	висота снігу, см	запас води, мм
1961/62	37	57,6	60	102,6
1962/63	22	25,2	33	69,0
1963/64	54	110,0	74	118,0″			63	126,0	56	84,0	103	181,7
1964/65	22	27,3	26	37,8			32	73,3	ЗО	59,8	47	84,6
1965/66	19	37,8	24	57,0	28	58,8	47	52,1	26	44,2	50	90,0
1966/67	50	95,0	52	109,2	70	147,0	45	85,5-	39	50,7	60	114,0

Формування снігового покриву між буковими та ялиновими лісами істотно відрізняється. Так, під наметом букових лісів снігу нагромаджується більше, порівняно з відкритою місцевістю, тоді як у ялинових лісах, навпаки, під наметом лісу як потужність снігового покриву, так і запаси води в ньому менші.

Найбільше снігу нагромаджується на лісосіці і прогалині. Це обумовлене, з одного боку, зменшенням сили і швидкості вітру за рахунок прилеглих площ, вкритих лісом, а з другого, відсутністю лісового покриву, здатного в менших чи більших кількостях затримувати своїм наметом тверді опади. Не менш важливе значення мають завихрення повітряного потоку над лісовими прогалинами, з яким сюди попадає додаткова кількість снігу.

На характер снігонагромадження, а потім і на тривалість танення снігу істотно впливають такі особливості орографії, як крутизна та експозиція схилів (табл. 27). Найбільше снігу нагромаджується на водозборі, утвореному пологими схилами (тут товщина снігового покриву найбільша і найвищі в ньому запаси води), найменше — на ІІІ водозборі, утвореному переважно крутими схилами.

Таблиця 27. Сніговий покрив і запаси води в ньому в букових лісах. (дані снігомірних зйомок, проведених на гідростаціонарі . «Свалява»)

Дата	І  водозбір, переважають круті схили південно-східної експозиції			11   водозбір. переважають  схили північно-західної експозиції			III  водозбір, значне переважання крутих схилів   південно-західної   експозиції
	висота снігу, см	щільність снігу	запас води у снігу, мм	висота снігу, см	щільність снігу	запас води у снігу, мм	висота снігу, см	щільність снігу	запас води у снігу, мм
До рубок
18.ІІ.62	56	0,18	100,8	64	0,12	76,8	48	0,13	62,4
28.ІІ.62	31	0,32	99,2	38	0,27	102,6	33	0,25	82,5
17.ІІІ.62	21	0,15	31,5	24	0,15	36,0	20	0,14	28,0
19. XII. 62	26	0,12	31,2	29	0,12	34,8	23	0,13	29,9
16.І.63	23	0,20	46,0	25	0,20	50,0	19	0,16	30,4
6.ІІ.63	26	0,21	54,6	27	0,22	59,4	24	0,22	52,8
5.І.64	15	0,18	27,0	17	“0,17	28,9	15	0,20	30,0
29.І.64	32	0,15	48,0	34	0,15	51,0	ЗО	0,16	48,0
4.ІІ.64	43	0,15	64,5	46	0,15	69,0	45	0,16	72,0
18.ІІ.64	48	0,22	105,6	55	0,21	115,5	42	0,22	92,4
12.III.64	24	0,30	72,0	32	0,30	96,0	20	-0,28	56,0
21.III.64	18	0,31	55,8	З1	0,32	99,2	16	0,30	48,0
11.І.65	24	0,09	21,6	25	0,08	22,5	24	0,09	21,6
22.І.65	20	0,19	37,3	24	0,18	43,0	12	0,24	27,6
24.І. 65	14	0,23	34,0	17	0,22	37,3	12	0,24	27,6
31.І.65	3	0,26	8,0	5	0,28	18,3	2	0,28	6,0
10.ІІ.65	—	—-	—	6	‘ 0,13	8,0	—-	—	—
18.ІІ.65	8	0,14	11,2	11	0,12	14,3	10	0,12	13,2
26.II.65	Ті	0,16	17,5	18	0,14	24,0	13	0,13	18,0
4.ІІІ.65	4	0,24	10,0	7	0,25	16,7	—	—-	—
Після рубок
13.І.66	19	0,14	28,2	19.	0,14	28,2	11	0,12	13,6
23.І.66	25	0,22	52,7	23	0,21	46,0	24	0,17	43,4
7. II.66	21	0,25	54,6	20	0,25	51,4	15	0,25	37,6
13.II.66	6	0,34	18,2		0,33	27,8	3	0,30	8,1
4.III.66	4	0,24	10,0	7	0,25	17,1
21.XII.66	38	0,10	38,0	35	0,11	38,5	27	0,13	35І5
46.І.67	52	0,17	88,6	49	0,18	84,3	41	0,17	69,2
31.І.67	64	0,18	113,8	58	0,18	102,4	46	0,21	97,3-
13.ІІ.67	50	0,21	105,0	47	0,26	122,2	36	0,27	97,2
25.ІІ.67	47	0,27	126,9	44	0,24	105,6	29	0,32	92,8
3.ІІІ.67	15	0,38	57,0	24	0,34	86,4	5	0,38	19,0
10.III.67	4	0,42	16,8	5	0,41	20,5

Така закономірність формування снігового покриву спостерігалась за період до рубок, коли всі три водозбори були вкриті однорідними буковими деревостанами. Істотно змінився характер снігонагромадження на водозборах, пройдених рубками. Найбільшу висоту снігового покриву виміряно на І водозборі, на якому проведена суцільно-лісосічна рубка. Дещо менший сніговий покрив сформувався під наметом зрідженого деревостану II водозбору, пройденого першим прийомом поступової насінно-лісосічної рубки. Але запаси води в снігу спочатку були найвищими на відкритій вирубці, згодом вони істотно зменшилися і під кінець утримання снігового покриву найвищими виявилися на II водозборі, під наметом зрідженого деревостану. Такі зміни у формуванні запасів води в снігу пояснюються деякими відмінностями в сніготаненні між відкритою лісосікою та зрідженим деревостаном. У першому випадку створюються умови для більш нерівномірного залягання снігового покриву. Як правило, на безлісних схилах менше снігу нагромаджується на підвищеннях мікрорельєфу, звідки він швидше сходить як при радіаційному, так і при адвективному сніготаненні. Звільнений від снігового покриву грунт в таких місцях швидше нагрівається, особливо коли підвищення мікрорельєфу піддаються прямій сонячній радіації. Такі плями грунту швидко розширюються, а волога від сніготанення витрачається на поверхневий стік та інфільтрацію в грунтові товщі.

По-іншому проходить сніготанення тоді, коли сніговий покрив залягає рівномірним шаром, що має місце на пологих схилах II водозбору із зрідженим лісовим покривом. Волога від танення снігу тут повністю затримується в товщі снігового шару. Цим можна пояснити те, що під кінець зими запаси води в снігу під наметом зрідженого деревостану на II водозборі вищі, ніж на безлісному І водозборі.

Експозиція схилів істотно впливає на тривалість залягання снігового покриву, тобто на швидкість його танення. На південних схилах сніговий покрив сходить набагато скоріше, порівняно із затіненими схилами північної і близьких їй експозицій.

Неодночасність танення снігу на схилах різних експозицій, як також на різних частинах водозбору, приводить до утворення так званого строкатого ландшафту. Це має чимале практичне значення, особливо в гірських умовах з різко виявленим пересіченим рельєфом. Живлення водних артерій талими водами відбувається спочатку за рахунок сніготанення на схилах південних і близьких їм експозицій, і тільки потім в міру загального потепління повітря за рахунок танення снігу на затінених схилах. Такий характер сніготанення забезпечує певне зниження бурхливості стоку талих вод, по-іншому формується стік талих вод, обумовлений адвективним типом танення снігу. Це буває тоді, коли має місце притік значних мас теплого повітря, що в умовах Карпат нерідко супроводжується хмарною погодою і випаданням дощу. У таких випадках сильно зростає бурхливість паводків, які в кінцевому результаті призводять до виникнення повіней.

Для повнішого з’ясування впливу крутизни та експозиції схилу, а також характеру підстилаючої поверхні на тривалість залягання снігу використаємо дані спостережень за сніговим покривом у зимовий період 1966/67 гідрологічного року (табл. 28). Цей період відзначався стабільною зимою з досить потужним сніговим покривом.

Таблиця 28. Тривалість залягання снігового покриву на водозборах гідростаціонару «Свалява» протягом зимового періоду 1966/67 гідрологічного року

Місце спостережень	Поява стабільного снігового покриву	Поява проталин	Сніговий покрив зійшов повністю	Тривалість залягання снігового покриву
Відкрита місцевість (метеоплощадка)	19. XII	26.II	3.ІІІ	74
Суцільнолісосічна вирубка, південно-східна експозиція (І водозбір)	19. XII	2.ІІІ	10.ІІІ	81
Зріджений деревостан, пройдений першим прийомом поступової рубки до повноти 0,6 північно-західна експозиція (II  водозбір)	19. XII	6.ІІІ	12.ІІІ	83
Стиглий природний буковий ліс, повнота – 0,7, південно-західна експозиція (III  водозбір)	19. XII	28.II	6.ІІІ	77

Тривалість залягання снігового покриву найменша на відкритій місцевості. Тут найшвидше з’явилися проталини. Порівняно близькі дані одержано для контрольного водозбору, вкритого стиглим буковим деревостаном повнотою 0,7. Відносно нетривале залягання снігового покриву на цьому водозборі обумовлене в першу чергу незначним нагромадженням його на крутих схилах. З другого боку, істотний вплив на танення снігу тут має південно-західна експозиція, що в комплексі із значною їх крутизною обумовило попадання на поверхню снігу не тільки прямих, але й бокових сонячних променів.

На суцільно-лісосічній вирубці, як відмічалось вище, снігу нагромаджується найбільше, в зв’язку з чим і на його танення витрачається більше часу. Крім того, прямі сонячні промені на схили південно-східної експозиції падають лише у першій половині дня, коли температура повітря ще низька, а потім він затінюється. Зрозуміло, це призводить до уповільнення сніготанення.

Найдовше утримується сніговий покрив на II водозборі, утвореному переважно пологими схилами. Тут нагромаджується значна кількість снігу, який під зрідженим деревостаном залягає відносно рівномірним шаром, а північно-західна експозиція схилів цього водозбору сприяє переважному затіненню його, що значною мірою затримує процеси сніготанення.

Відмічена залежність тривалості залягання снігового покриву від крутизни схилів та їх експозиції, а також характеру і стану лісової рослинності має місце переважно при радіаційному типі сніготанення. Щодо адвективного типу сніготанення, то в даному випадку швидкість цього процесу залежить від характеру нагромадження снігу на окремих частинах водозборів. В тих місцях, де снігу нагромаджується менше, він сходить швидше, і навпаки.

Швидкість сніготанення і його періодичність обумовлюються, головним чином, особливостями погоди протягом зимово-весняного періоду. Найбільш сприятливою погодою, яка забезпечує рівномірне і тривале сніготанення, як уже згадувалось, є безхмарні сонячні дні. Стік при цьому має рівномірний характер з невеликими підйомами рівнів води у водотоках, так званими піками стоку, в другій половині дня. Такий тип сніготанення, як правило, гальмує бурхливість весняних паводків навіть тоді, коли в зимовий період нагромаджується значна кількість снігу.

Адвективний тип сніготанення також не завжди загрожує виникненням бурхливих паводків, якщо потепління, а в зв’язку з цим відлиги бувають короткочасними і змінюються морозною погодою. Таке розчленування сніготанення на кілька фаз також істотно впливає на зменшення бурхливості весняних паводків.

Загальне уявлення про вплив метеорологічних умов зимового періоду на характер сніготанення, а в зв’язку з цим і на особливості формування стоку талих вод дадуть нам дані спостережень за сніговим покривом і стоком по окремих гідрологічних роках (табл. 29).

Таблиця 29. Динаміка сніготанення і стоку талих вод на водозборах гідростаціонару «Свалява»

Гідрологічні роки	Опади за зимові місяці, мм	Водозбори	Тривалість залягання постійного снігового покриву, днів	Сумарний стік за зимово-весняний період, мм	Стік, викликаний  окремими  періодами сніготанення, мм				Середня швидкість танення снігу по окремих періодах, см/добу
					І	II	ІІІ	IV	І	ІІ	ІІІ	IV
1961/62	477,0	І	66	341,66	26,93	151,20	118,64		0,7	3,8	2,1
		II	69	250,16	20,16	94,85	73,55		0,3	3,4	2,0
		III	62	324,55	17,98	118,95	111,19		0,8	3,8	1,8
1962/63	284,5	І	107	106,45	18,86	8,78	57,58		1,5	1,4	1,8
		II	112	104,82	13,44	6,10	54,09	10,99	1,5	1,3	1,7	1,0
		III	94	73,17	6,26	5,78	24,92		1,5	1,0	1,7
1963/64	222,5	І	111	131,46	104,89				2,6
		II	114	206,04	204,74				2,5
		III	108	48,08	36,59				2,2
1964/65	322,8	І	66	215,06	58,12	46,60			2,4	2,8
		II	69	310,49	107,51	72,20			2,5	2,7
		III	58	132,45	40,40	32,65			2,4	2,3
1965/66	503,9	І	38	448,18	107,25				2,3
		II	44	339,86	92,30				2,1
1966/67		III	33	347,71	60,27				2,4
	501,4	І	81	459,60	330,30				4,6
		II	83	387,80	319,32				4,4
		III	77	378,60	180,27				3,7

Танення снігу, що призводило до помітного збільшення стоку, мало місце, в одних випадках, протягом зимового періоду, в інших, при стабільній зимі, під час весняного потепління, коли майже весь стік талих вод обмежувався одним періодом меншої чи більшої тривалості. Таким чином, залежно від особливостей погоди протягом зимових місяців, сніготанення може бути однофазним або проходити у кілька фаз. Багатофазним типом сніготанення відзначались зими 1961/62, 1962/63 і 1964/65 гідрологічних років. В інші роки, як видно з даних таблиці 29, танення снігу обмежувалось одною фазою і співпадало із загальним весняним потеплінням.

Враховуючи цю залежність сніготанення від характеру погоди в зимові місяці, певний інтерес для нас має розподіл стоку талих вод у зимово-весняний період. Практичне значення в даному випадку має питання, при якому із зазначених вище типів сніготанення зростає бурхливість наводків. Відомо, наприклад, що швидке танення значних мас снігу за короткий час може спричинити виникнення стихійних повіней, посилену ерозію грунту, утворення селевих потоків тощо (рис. 10).

Рис. 10. Суміщений хронологічний графік висоти снігового покриви запасів води в снігу, температури повітря і стоку: А — під пологом лісу Б — на відкритій місцевості; J — висота снігового покриву; 2 — запаси води в снігу; I, II, III — стік з водозборів

Для того, щоб дати відповідну оцінку згаданій вище періодичності сніготанення, співставимо величини сумарного стоку за холодний період з величинами паводкового стоку за цей же час, але в одних випадках викликаного багатофазним, в інших — однофазним типом сніготанення (табл. 30).

Таблиця 30. Співвідношення паводкового стоку талих вод до сумарного стоку за холодний період (гідростаціонар «Свалява»)

Гідро- логічні роки	Опа- ди за хо- лод- ний пері- од	Стік за холодний період, мм									Відношення паводкового стоку до сумарного по водозборах			Максимальні модулі стоку з водозборів, л/сек/га
		сумарний стік по водозборах			в тому числі паводковий, викликаний сніготаненням
		І	ІІ	ІІІ	однофазним			багатофазним			І	ІІ	ІІІ	І	ІІ	ІІІ
					І	ІІ	ІІІ	І	ІІ	ІІІ
1961/62	477,0	341,66	250,16	324,55				296,77	188,56	248,1	0,87	0,75	0,76	11,68	5,70	3,03
1962/63	284,5	106,45	104,82	‘73,17				85,22	84,62	36,96	0,80	0,81	0,50	7,87	6,30	3,03
1963/64	222,5	131,46	206,04	48,08	104,89	204,74	36,59				0,80	0,99	0,76	7,62	11,32	0,55
1964/65	322,8	215,06	310,49	132,45				104,72	179,71	73,05	0,49	0,58	0,55	7,77	8,77	1,85
1965/66	503,9	448,18	339,86	347,81	107,25	92,30	60,27				0,24	0,27	0,17	3,25	3,02	1,08
1966/67	501,4	459,60	387,80	378,60	330,30	319,32	180,27				0,72	0,82	0,48	17,51	14,17	3,96

Відношення паводкового стоку талих вод до сумарного стоку за холодний період характеризується певними постійними величинами, за винятком окремих гідрологічних років. Таким чином, на перший погляд важко встановити різницю у формуванні паводкового стоку при одно і багатофазному сніготаненні. Тому, крім безпосереднього співставлення величин паводкового і сумарного стоків, врахуємо деякі індивідуальні особливості погоди протягом зимових місяців, які й обумовили відповідний тип сніготанення.

Протягом зимового періоду 1961/62 гідрологічного року, як видно із даних таблиці 30 і суміщеного графіка, відносно потужний сніговий покрив утримувався недовго. За цей час сніготанення, яке привело до збільшення стоку талих вод, проходило у три фази і супроводилося випаданням дощу. Воно мало виключно адвентивний характер. Показники відношення паводкового стоку до сумарного досить близькі по всіх трьох водозборах. Це свідчить про те, що танення снігу на всіх водозборах проходило однаково і було викликане загальним потеплінням повітря. Вплив експозиції і крутизни схилів на розподіл та періодичність стоку в даному випадку не проявився. Необхідно відмітити і те, що паводки, викликані сніготаненням, становлять основну частину стоку за холодний період.

В інші роки, коли сніготанення проходило у кілька фаз (1962/63 гідрологічний рік), найменший показник паводкового стоку був по ІІІ водозбору, який має південно-західну експозицію. На основі цих даних можна зробити висновок, що за цей період мав місце мішаний тип сніготанення адвентивно-радіаційний. Відлиги, викликані загальним потеплінням повітря, зумовлювали істотне збільшення стоку із затінених І та ІІ водозборів, а на ІІІ водозборі, крім паводків талих вод, значна частина стоку формувалася за рахунок поступового радіаційного сніготанення. Протягом 1964/65 гідрологічного року сніготанення проходило у кілька фаз і мало виключно адвентивний характер, в зв’язку з чим показник відношення паводкового стоку талих вод до сумарного на III водозборі досить близький до відповідних показників по І і II водозборах.

При однофазному сніготаненні чітко виявлена різниця у формуванні стоку між затіненими І і II та експонованим сонячній радіації ІІІ водозборами. Відношення паводкового стоку талих вод до сумарного показує, що тут найменша участь паводків, які сформувались при сніготаненні, по відношенню до загального об’єму стоку на III водозборі. Це можна пояснити тим, що однофазному сніготаненню, яке звичайно збігається з весняним потеплінням, передує стабільна морозна погода, при якій має місце поступове радіаційне сніготанення на ІІІ експонованому сонячній радіації водозборі, в той час як на затінених І і II водозборах це її тип сніготанення практично не впливає на збільшення стоку. Таким чином, участь рівномірного, стабільного стоку, що формується при радіаційному сніготаненні на ІІІ водозборі, становить значно більшу частину у загальному об’ємі стоку за холодний період, ніж на затінених І і II водозборах. Крім того, на крутих схилах ІІІ водозбору нагромаджується менше снігу, тому її запаси води тут нижчі.

За останні два гідрологічні роки відповідний вплив на снігонагромадження та хід процесів сніготанення мали рубки головного користування. Адже на пройдених рубками водозборах снігу нагромаджувалось більше, порівняно з контрольним водозбором, вкритим високоповнотним стиглим буковим деревостаном. В даному випадку досить чітко просліджується також залежність сніготанення від ступеня порушення цілісності лісового покриву водозборів. Так, найбільші кількісні показники стоку одержано по І водозбору, пройденому суцільно-лісосічною рубкою, відносно близькі по II, пройденому першим прийомом поступової рубки, і найменші по III водозбору.

Аналізуючи дані обліку стоку талих вод, можна зробити висновок, що після проведення рубок істотно збільшився стік з І водозбору, що обумовлене значним нагромадженням снігу на суцільно-лісосічній вирубці.

Як видно з даних таблиці 30, за період до проведення рубок на водозборах як при багато-, так і при однофазному сніготаненні найвищі показники стоку або дуже близькі до максимальних були по II водозбору, що особливо чітко виражене для однофазного сніготанення, яке мало місце у 1963/64 гідрологічному році. В даному випадку загальний об’єм паводкового стоку талих вод з II водозбору майже у два рази перевищив стік з І водозбору.

Після проведення рубок максимальні величини стоку талих вод одержано по І водозбору суцільно-лісосічна рубка, дещо зменшився об’єм стоку за цеп період з II водозбору поступова рубка і найменші показники, як і за період до рубок, встановлено по III, контрольному, водозбору, на якому збережено природний лісовий покрив.

На основі наведеного вище можна зробити висновок про те, що на невеликих лісосіках суцільної рубки в результаті нагромадження більшої кількості снігу відповідно зростає загальний об’єм стоку талих вод. Порушення лісостану, яке зводилось в одному випадку до повної ліквідації лісового намету, а в іншому до зрідження його першим прийомом поступової рубки, прискорило процеси сніготанення і посилило паводки. Це підтверджується даними відношення паводкового стоку до сумарного за холодний період. Якщо співставити ці умовні величини за період до і після проведення рубок, то побачимо, що різниці між III, контрольним, водозбором, з одного боку, і І та II водозборами, з другого, за період до рубок менші, ніж за останні два роки, тобто після проведення рубок. Таким чином порушення лісового намету сприяє прискоренню сніготанення і посиленню паводків талих вод. Але такий вплив лісового покриву недостатньо пояснити лише зрідженістю намету, тобто створенням більш сприятливих умов проникненню сонячних променів до поверхні снігу.

Щоб з’ясувати особливості сніготанення на відкритій місцевості і під наметом лісу, спочатку розглянемо цей процес як своєрідне природне явище. При потеплінні повітря сніг тане і вода, що при цьому утворюється, просочується вниз. Досягаючи на певній глибині ущільненого шару снігу, вона спочатку стікає по ньому поступово, просочуючись крізь його товщу і змінюючи структуру снігу з пухкої на зернисту. При утворенні зернистої структури в усій товщі снігового покриву талі води досягають поверхні грунту і, залежно від швидкості сніготанення, в різних кількостях вбираються грунтом, частина попадає у гідрографічну сітку.

Швидкість просочування води крізь товщу снігу на початку сніготанення залежить від структури снігу, що й визначає початок стоку води на поверхні грунту. Тому й не зразу після потепління формується стік талих вод. Як видно із суміщеного графіка снігового покриву, температури повітря і стоку (рис. 10), формування паводків талих вод не співпадає із строками встановлення позитивних температур, а на деякий час затягується. Як правило, короткочасне потепління та наявність відносно потужного снігового покриву не призводить до формування стоку талих вод. В таких випадках сніговий покрив повністю вбирає воду, яка утворюється на його поверхні.

Швидкість сніготанення, а в зв’язку з цим і формування паводків міняється залежно від ступеня затінення грунту рослинним покривом. Відомо, що під наметом лісу перші проталини утворюються навколо стовбурів дерев. Поступово розширюючись, вони захоплюють все більші площі. Таким чином, вони є осередками, від яких починається танення снігу під наметом лісу. Це природне явище пояснюється тим, що стовбури дерев, завдяки своєму темному забарвленню, енергійніше вбирають теплову енергію сонячних променів, тоді як біла поверхня снігу їх відбиває, а отже й менш нагрівається.

Формування проталин навколо стовбурів має позитивне значення в тому відношенні, що до деякої міри регулює сніготанення, зумовлюючи неодночасність стоку талих вод, тобто розтягаючи цей процес. Але цим не обмежується водорегулюючий вплив лісового покриву у період сніготанення. Талі води, які утворюються в прикомлевій частині стовбурів не витрачаються на поверхневий стік, а по кореневій системі потрапляють у глибинні горизонти грунту. Таким чином, прогалини переводять шкідливий поверхневий стік у глибинний ґрунтовий. Ці функції кореневих систем продовжуються і при дальшому сніготаненні, тобто тоді, коли прикомлева частина повністю звільняється від снігового покриву. Поверхневий стік талих вод, потрапляючи в прикомлеву зону дерев, по кореневій системі переводиться у глибину грунту.

Загальний хід формування стоку талих вод залежить не тільки від величини нагромадження снігу та швидкості його танення і, як відмічалось вище, від характеру погоди під час сніготанення. Особливо посилюються процеси формування весняних паводків при одночасному випаданні дощів, що, як правило, спостерігається при адвентивному типі сніготанення. В зв’язку з цим певний інтерес являє собою динаміка формування весняних паводків залежно від характеру погоди під час сніготанення. З’ясувати де можна шляхом встановлення відповідної залежності між максимальними запасами води в снігу і додатковою кількістю опадів у період сніготанення, з одного боку, та відповідних їм об’ємів весняних паводків, з другого (табл. 31).

Таблиця 31. Залежність формування весняних паводків від максимальних запасів води в снігу та додаткової кількості вологи, що випадає під час сніготанення

Період паводків	Тривалість днів	Запаси вологи на водозборі, мм			Стік, мм	Коефіцієнт стоку
		максимальні снігозапаси	додаткові опади	всього
І водозбір
4. III—10. IV. 1962	38	109,2	299,6	408,8	319,4	0,78
11. III—17.III. 1963	7	54,6	90,8	154,4	78,7	0,54
21. III—6. IV. 1964	17	105,6	119,3	224,9	114,4	0,51
3. III—28.111. 1965	26	17,5	28,6	46,1	32,3	0,70
8. II—2. III. 1966	22	54,6	76,0	130,6	127,7	0,98
23. II—16. III. 1967	22	126,9	84,6	211,5	181,1	0,86
II водозбір
4. III—10. IV. 1962	38	106,6	299,6	406,2	230,5	0,57
10. III—24. III. 1963	15	59,4	90,8	150,2	89,4	0,59
21. III—10. IV. 1964	21	115,5	119,3	234,8	205,6	0,87
1. III—28. III. 1965	28	24,8	28,6	53,4	35,8	0,67
8. II—4. III. 1966	24	52,0	77,8	129,8	129,9	1,00
27. II—18. III. 1967	20	105,2	94,6	199,8	147,5	0,74
ІІІ водозбір
4. III—9. IV. 1962	37	95,2	299,6	392,1	203,6	0,53
6. III—16.111.1963	11	52,8	90,8	143,6	44,3	0,34
20. III—8. IV. 1964	19	92,4	119,3	211,7	44,3	0,21
3. III—24.111. 1965	22	18,3	28,6	46,9	29,0	0,62
8. II—2. III. 1966	23	37,5	77,8	113,3	105,4	0,93
24. II—4. III. 1967	9	92,8	48,9	141,7	67,9	0,48

Паводковий стік тим бурхливіший, чим вищі запаси води в снігу і чим більше випадає в цей період дощу і снігу. Такими були весняні паводки 1962 і 1967 років. Виняток к ньому відношенні становить весняний наводок 1964 року. За зимовий період нагромадилася значна кількість снігу, про що свідчать високі запаси води в ньому, крім того, до кінця сніготанення додатково випала значна кількість опадів переважно у вигляді снігу. Але, як ми вже знаємо, за зимовий період 1963/64 гідрологічного року сніготанення мало виключно радіаційний характер, що й спричинило згладження бурхливості весняного наводку.

В зимовий період останніх років утримувався невеликий сніговий покрив, в зв’язку з чим і запаси води в ньому були невисокі. В окремі роки (1964/65, 1965/66) сніговий покрив відзначався нетривалим заляганням. Протягом відносно теплої і вологої зими 1965/66 гідрологічного року сніговий покрив утримувався недовго і на загальне формування стоку в холодний період не мав істотного впливу, проте коефіцієнт стоку був високим. Це пояснюється тим, що формуванню стоку талих вод передувало надмірне зволоження водозборів рідкими опадами.

Отже, додаткова атмосферна волога, яка випадає в період сніготанення переважно у вигляді дощу, істотно впливає на зростання весняного паводкового стоку. Найбільш сприяє зниженню бурхливості весняних паводків радіаційний тип сніготанення.

Характерною особливістю сніготанення, а в зв’язку з цим і формування стоку талих вод в зоні поширення букових лісів Закарпаття є те, що ця частина карпатського гірського утворення більш, ніж зовнішні Карпати, перебуває під впливом теплих і вологих повітряних мас, які надходять з південного заходу.

Якщо у вищі положення карпатських гір та на північний макросхил повітряні потоки надходять в охолодженому стані, що обумовлює випадання снігу, то на значну територію південного макросхилу вони приносять вологу у вигляді дощів. Цим пояснюється те, що паводки талих вод в зоні букових лісів на Закарпатті проявляються досить бурхливо і нерідко призводять до виникнення повіней. В той же час у вищих положеннях та на північному макросхилі сніготанення проходить більш рівномірно, тому тут весняні паводки проявляються з меншою інтенсивністю, а формування бурхливих паводків, які викликають стихійні повені, буває здебільшого у теплий період року.

Це підтверджує також добова циклічність стоку. В зоні букових лісів, в зв’язку з переважанням адвентивного типу сніготанення, добова циклічність у розподілі стоку майже не спостерігається, в той час як в поясі ялинових лісів максимум стоку припадає на другу половину дня, а мінімум  на початок доби.

Джерело: Чубатий О.В. Захисна роль карпатських лісів. Вид. “Карпати”, Ужгород, 1968