До змісту

В попередніх розділах ми розглядали особливості формування рідкого стоку залежно від цілого комплексу природних умов. Значна увага приділялась лісовому покриву як фактору, здатному модифікувати і перетворювати стік з гірських схилів. Але відомо, що вода, яка з різною енергією та в різних кількостях стікає з гірських схилів, неоднаково впливає, на змив та розмив грунту, а в зв’язку з цим залишає менш чи більш відчутні сліди на грунтовому покриві. Посилення енергії рідкого стоку в гірських умовах, як правило, призводить до помутніння води, а при відповідних умовах до утворення грязе-кам’яних потоків, тобто до переростання рідкого стоку у селеві потоки.

Щоб з’ясувати вплив атмосферних опадів різної величини, тривалості та інтенсивності, а також стану підстилаючої поверхні на інтенсивність та характер формування твердого стоку, проводився систематичний облік його шляхом взяття зразків на мутність води. Систематичні спостереження за стоком різної інтенсивності при всіх градаціях рівнів води дозволили з допомогою відповідних розрахунків встановити сумарні величини твердого стоку як за періоди окремих дощів, так і за більш тривалі проміжки часу, в тому числі й за деякі гідрологічні роки.

Аналогічно, як і при вивченні рідкого стоку, для нас відповідний інтерес має співставлений величини твердого стоку з водозборів за період, коли вони були вкриті лісом, і після проведення рубок головного користування (табл. 32).

Таблиця 32. Розподіл твердого стоку за період до і після рубок по водозборах, кг/га

Максимум твердого стоку припадає на період зразу після проведення рубок. Так, за перший рік на водозборі, пройденому суцільно-лісосічною рубкою, він збільшився в 16,3 раза, а на II водозборі, охопленому першим прийомом поступової насінно-лісосічної рубки — у 4,4 раза по відношенню до середніх даних за перший етап досліджень, тобто до рубки лісу.

На другий рік після рубки твердий стік як з І, так і з II водозбору зменшився майже вдвічі, коли порівнювати ці дані з даними за перший рік після рубки лісу. Так, якщо за перший рік твердий стік з І водозбору збільшився у 16,3 раза по відношенню до середніх даних за І етап досліджень, то за другий рік величина ця зросла лише у 8 разів. Аналогічно на II водозборі твердий стік за перший рік після рубки збільшився в 4,4 раза, а за другий — лише у 2,6 раза.

Отже, на другий рік після рубки інтенсивність твердого стоку поступово затухає. Такі зміни у формуванні твердого стоку, як на суцільно-лісосічній вирубці, так і на водозборі, пройденому першим прийомом поступової насінно-лісосічної рубки, викликані перш за все поступовим розвитком та зміною видового складу трав’янистої рослинності. В перший після рубки рік навіть на суцільно-лісосічній вирубці ще зберігалися трав’янисті види, характерні для букових лісів (маренка запашна, осоки лісова і волосиста), і лише на другий рік з’явилися місцями зарості беладони, малини, ожики волосистої на загальному фоні зніту. Названі види трав’янистої рослинності рясно розвинулися на освітлених прогалинах поступової насінно-лісосічної вирубки (II водозбір).

Розглядаючи деякі особливості формування твердого стоку як на вирубках, так і під наметом лісу, необхідно відмітити, що на безлісній місцевості інтенсифікується поверхневий стік, який, зрозуміло, посилює змив грунту, в той час як під наметом лісу поверхневий стік переростає у внутрішньо-підстилковий, а далі в глибинний ґрунтовий. Але при інтенсивних зливах під наметом лісу швидко зростає водність гірських потоків, а тому короткочасні паводки зумовлюють інтенсифікацію твердого стоку і при відповідних умовах переростання його в грязе-кам’яні потоки. Але, як правило, ці явища обмежені руслами потоків. Наприклад, 28 червня 1966 року пройшла інтенсивна злива: протягом 45 хвилин випало 36,9 мм дощу. В результаті на контрольному водозборі утворився грязе-кам’яний потік, який наніс на гідрометричний лоток близько тонн твердого матеріалу. Максимальні витрати води за період паводку досягли 39,3 л/сек, відповідно модуль стоку дорівнював 5,51 л/сек/га. Проте явища ці обмежились деяким переміщенням твердого матеріалу в межах русел водотоків.

Цей природний русловий процес під наметом лісу можна пояснити такими причинами. На постійних водотоках, в гірських умовах, при помірних витратах води мають місце безперервні поглиблення русел і утворення глибоких ерозійних врізів, а в зв’язку з цим і нагромадження тут уламкового матеріалу, який при невеликих рівнях води у водотоках є нетранспортабельним. Лише періодичні зливи високої інтенсивності обумовлюють переміщення його вниз по водотоках, тобто призводять до утворення грязе-кам’яних потоків. На залісених водозборах процес цей має виключно локальний характер і обмежується крутими відрізками водотоків. Тому селеві явища тут не спостерігаються.

Селеві явища в Карпатах, як правило, приурочені до басейнів, на яких природна рівновага рослинного покриву істотно порушена переважно невдалою господарською діяльністю людини або ж деякими природними стихійними явищами, зокрема вітровалами.

Обстеження ряду селеносних басейнів у Карпатах показали, що виникнення тут селевих потоків, як правило, є наслідком суцільно-лісосічних рубок або посиленого випасання худоби.

За даними А. Ф. Полякова (1959), в результаті суцільно-лісосічних рубок та безсистемного наземного спуску деревини значно порушується поверхня грунту, з 60—90% площі лісосіки повністю зноситься лісова підстилка. Це істотно погіршує гідрологічні властивості гірських схилів, посилює змив грунту і в кінцевому результаті призводить до інтенсифікації селевих явищ. На географічну приуроченість селевих паводків відповідний вплив мав розподіл атмосферних опадів. Найбільш проявляються селеві явища в Карпатах в басейнах річок Прута, Черемоша, Надвірнянської та Солотвинської Бистриць і Лімниці на північному схилі Карпат і Чорної та Білої Тиси, Шопурки, Тересви, Тереблі та Ріки на південному макросхилі. Цей район майже повністю збігається з територією максимального зволоження Карпат з ізогієтою 1200 мм на рік.

Другою менш важливою причиною розвитку селевих явищ є своєрідність геологічної будови окремих гірських хребтів (Горгани), де максимально розвинені кам’янисті розсипи, які на крутих схилах бувають рухомими. У таких випадках по глибоко врізаних долинах гірських потоків нагромаджується твердий матеріал, який при інтенсивних зливах транспортується водним потоком вниз, обумовлюючи утворення селів.

Поширені тут так звані «підвисні грунти», що утворилися на кам’янистих схилах, можуть вбирати і утримувати значну кількість вологи. Інколи надмірне їх зволоження обумовлює сповзання товщі грунту разом з рослинним покривом, особливо з крутих схилів. Сліди таких явищ є в урочищі «Розтоки», недалеко від Пасічної і під горою Довбушанка в Прикарпатті. У першому випадку близько 2,5 га лісу разом з грунтом зсунулося вниз по схилу на відстань близько 50 м, причому ліс не втратив своєї життєздатності, лише внаслідок сповзання стовбури дерев похилилися в різних напрямах. Утворився так званий «п’яний ліс». На північному схилі вершини Довбушанка бурхливим стоком талих і дощових вод знесено значну масу каміння разом з грунтом і рослинним покривом. В результаті одного такого катастрофічного зсуву, як описує Є. Ромер (1904), було знищено 49 га лісу і 20— 25 га заростей соснового криволісся.

Описані стихійні явища є доказом того, що при відповідних умовах, коли грунти сильно перезволожуються, лісорослинний покрив не може протистояти зсувам. Але наявність лісового покриву, не дуже зміненого діяльністю людини, в основному запобігає утворенню зсувів і селевих потоків.

Утворенню селів значною мірою сприяє безсистемне випасання худоби на гірських схилах, яке дуже часто призводить до деградації лісових площ у непридатні в господарському відношенні угіддя. Тварини сильно ущільнюють грунт, внаслідок чого погіршуються водно-фізичні властивості грунтів, особливо їх водопроникність. При таких умовах під час зливових дощів посилюється поверхневий стік, а прискорене збігання води по крутих схилах підвищує інтенсивність ерозійних процесів, що в кінцевому результаті зумовлює утворення грязе-кам’яних селів. Селеві паводки часто зносять будники, знищують посіви, фруктові сади.

При розробці лісосік, віддалених від лісовозних шляхів, первинне транспортування деревини, як правило, проводиться наземним способом по водотоках. В результаті порушується природне русло водотоку, а на окремих його відрізках нагромаджується каміння і деревина. При зливових дощах або раптовому сніготаненні у таких випадках утворюються селеві потоки, які нерідко знищують мости і дороги, хоч переважна частина водозбірної площі вкрита лісом.

Проте розглянутими вище антропогенними факторами не обмежуються всі причини утворення селевих потоків у Карпатах. Природа виникнення селів у цьому районі досить складна, і лише при врахуванні комплексу факторів і регіональних особливостей селеутворення можна більш диференційовано і глибоко вникнути в суть цих стихійних явищ. Тому існуючі схеми і гіпотези виникнення селевих паводків у Карпатах потребують критичного перегляду й доповнення відповідно до конкретних умов.

За літературними даними, одним з важливих факторів утворення селевих паводків є невелика річна кількість опадів при сприятливих для інтенсивних злив умовах, таких як сухість району, і навпаки, при великій кількості атмосферних опадів у басейні та по долинах водотоків розвивається багата рослинність, яка охороняє їх від руйнівного впливу окремих атмосферних чинників, утруднює процеси змиву і транспортування твердого матеріалу.

В Українських Карпатах найінтенсивніше проявляються селеві паводки в тій частині гірської системи, де випадає найбільше атмосферних опадів. Так, при зливових дощах влітку 1955 року селеві паводки утворилися в урочищах «Бухтівець», «Фінтераль» і «Довбушанка» Надвірнянського лісокомбінату. Конуси виносів свідчать про те, що процес цей мав дуже енергійний характер. Через дев’ять років тут пройшла тривала й інтенсивна злива (протягом 30 годин 19 хвилин випало 162,6 мм опадів), яка спричинила стихійну повінь. Зруйновано шосейні та залізничні шляхи, мости і будівлі. У цей же час спостерігались селеві паводки, але в згаданих урочищах їх слідів не відмічено. На нашу думку, це пояснюється в першу чергу тим, що за дев’ятирічний період на басейнах збільшилась загальна маса лісорослинного покриву, яка стала важливою умовою попередження селевих паводків, ускладнила нагромадження твердого матеріалу в руслах водотоків.

Найбільш істотно порушуються захисні функції гірських лісів під впливом стихійних вітровалів. Вони мали місце за останній час в зоні домінуючого поширення ялинових лісів. Як відмічає С. М. Стойко (1966), протягом минулих ста років вітровали ялинового лісу в Карпатах періодично повторювалися, але охоплювали незначні площі. Ерозійні процеси на ділянках, охоплених вітровалами, характеризуються до деякої міри своєрідними особливостями. Їх інтенсивність залежить від багатьох причин, проте головною з них є сильне порушення грунтового покриву. При вітровалах коренева система разом з ґрунтовим субстратом відривається від товщі грунтового шару і дуже часто переміщається на деяку віддаль від виїмки. Таким чином, на вітровальних ділянках майже повністю порушуються ґрунтозахисні функції кореневих систем деревної рослинності, тоді як при рубці ростучого лісу вони зберігаються. Крім того, розробка вітровалів, особливо первинне транспортування деревини, призводить до ще більшого пошкодження і без того сильно розпушеного грунтового покриву.

Ступінь порушення грунтового покриву, а потім і розвиток ерозійних процесів залежить від того, які елементи рельєфу охоплені вітровалами. Як показали обстеження вітровальних ділянок, залежно від крутизни схилів і потужності грунтового покриву при вітровалах утворюються різної форми, величини та глибини виїмки. На неглибоких сильнощебенистих грунтах їх глибина незначна, але вони охоплюють відносно велику площу, оскільки в цих умовах максимально розвивається поверхнева коренева система. На потужніших грунтах, навпаки, глибина виїмок збільшується, а площі виїмки і відповідного їй вивороту зменшуються.

Положення вивороту по відношенню до виїмки та відстань від неї визначаються як напрямком вітру, так і крутизною схилу. Від цього безпосередньо залежать ступінь і інтенсивність ерозійних процесів. Виворот може бути на одному рівні з виїмкою з обох боків, вище або нижче виїмки по відношенню до схилу. Найбільш сприятливим з точки зору попередження ерозійних процесів є положення вивороту на кромці нижньої або верхньої частини виїмки. В даному випадку поверхнева коренева система разом з грунтом утворює вертикальну стіну, яка розташовується поперек схилу, утворюючи перепону, здатну частково стримувати поверхневий стік. Розташування вивороту по боках виїмки, тобто коли вертикальна стіна його співпадає з напрямком схилу, майже не впливає на ослаблення поверхневого стоку. Найбільш несприятливими і такими, що посилюють розмив грунту, є випадки, коли вивалені дерева знаходяться на деякій віддалі від виїмок. В таких випадках виїмки швидко заповнюються як ґрунтовими, так і поверхневими водами. При надмірному їх переповненні з нижнього боку виїмки починається відток води. Спочатку утворюються невеликі рівчаки, які з часом переростають в яри. При відповідних умовах, тобто в дощову погоду, коли посилюється розмив грунту, такі виїмки з’єднуються між собою, що призводить до відслонення материнської породи й утворення вздовж схилів кам’янистих розсипів. У періоди сильного зволоження, тобто коли випадає значна кількість атмосферних опадів, при таких умовах інтенсифікуються ерозійні процеси, утворюються селеві паводки та зсуви перенасиченого водою грунту, оскільки кореневі системи повністю втрачають свою властивість скріплювати грунт.

Отже, заходи по знешкодженню ерозійних процесів повинні стати першочерговим завданням по ліквідації стихійних явищ. Попередити ерозійні процеси і селеві явища, нормалізувати водний режим і підвищити захисні функції гірських лісів Карпат можна шляхом таких заходів:

Обмежити користування лісом в розмірах розрахункової лісосіки.

Виділити ліси, що зростають в селенебезпечних басейнах, та ті, що мають особливе водоохоронне та ґрунтозахисне значення, в першу групу лісів з відповідним режимом ведення в них лісового господарства.

Для транспортування деревини створити мережу капітальних доріг, прокладаючи їх по горизонталях в середній частині схилів. Це дасть можливість ширше застосовувати вибіркову систему користування лісом і дозволить раціональніше зберегти корисні властивості гірських лісів.

З метою уникнення пошкоджень та руйнування неглибоких лісових грунтів ширше застосовувати повітряно-транспортні установки.

На водотоках, що являють собою постійну загрозу виникнення селевих потоків, влаштовувати каскади перепадів, регулюючих стік. Відрегульовані перепадами водотоки сприятимуть також розведенню в них лососевих риб, яке в умовах Карпат розширюється.

Основним лісогосподарським заходом ліквідації стихійних явищ є чим швидше залісення схилів, які втратили свою господарську цінність і являють собою постійну загрозу розвитку ерозійних процесів. При заліслювальних роботах в зоні домінуючого поширення ялини створювати стійкі проти вітровалу мішані насадження, а на крутих і небезпечних з точки зору зсувів та сповзання грунту схилах використовувати схилозакріплюючі карпатські породи: гірську сосну, зелену вільху та інші.

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