МІНІСТЕРСТВО ОСВIТИ I НАУКИ УКРАЇНИ

УПРАВЛIННЯ ОСВIТИ I НАУКИ

РIВНЕНСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМIНIСТРАЦIЇ

РIВНЕНСЬКА МАЛА АКАДЕМIЯ НАУК УЧНIВСЬКОЇ МОЛОДI

Вiддiлення «Науки про Землю»

Секцiя «Гідрологія»

ВИЗНАЧЕННЯ МОРФОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

РІЧКИ БОРКОВА

Науково-дослiдницька робота

учня 9 класу

Мащанської загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів

Костопільського району Рівненської області

Чернецького Назарія Володимировича

Науковий керiвник

Яроменко Оксана Володимирiвна,

кандидат географiчних наук, доцент,

керiвник гуртка «Географiя» РМАНУМ,

доцент кафедри географії і туризму

МЕГУ ім. акад. С.Дем’янчука

Озарчук Андрій Валерійович,

вчитель географії та інформатики

Мащанської загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів

Костопільського району Рівненської області

Рiвне – 2017

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………......3

РОЗДІЛ І.ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ АНАЛІЗУ РІЧКОВИХ СИСТЕМ…………...6

1.1.Річкова система як об’єкт геоморфологічного дослідження............................6

1.2. Методика структурного аналізу гідромережі....................................................9

1.3. Методика визначення температури річкової води………………………..…11

РОЗДІЛ ІІ. ПРИРОДНО-ГЕОГРАФІЧНІ ТА СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНІ УМОВИ ФУНКЦІОНУВАННЯ Р. БОРКОВА…………………………………...14

2.1. Природно-географічні умови функціонування р. Боркова…………….…...14

2.2. Господарська діяльність як чинник трансформації річкової системи.........30

2.3. Різночасові параметри структури річкової системи Боркова…….………..33

РОЗДІЛ IІІ. ВИЗНАЧЕННЯ МОРФОМЕТРИЧНИХ ТА ГІДРОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РІЧКИ БОРКОВА………………………………………………...40

3.1. Вимірювання ширини та глибини річки Боркова…………………………...40

3.2. Поперечний профіль русла річки Боркова………………………………….42

3.3. Вимірювання температури річкової води…………………………………...46

ВИСНОВКИ………………………………………………………………………..47

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………………50

ДОДАТКИ………………………………………………………………………….54

ВСТУП

Актуальність роботи. Більшість дослідників, які стоять на позиціях системного підходу до вивчення флювіального рельєфу розглядають річку, річкову систему як структурне, системне утворення і на елементарному рівні (два схили і тальвег), і на рівні складної, багатогранної системи (мережа різнорангових водотоків, об’єднаних односпрямованим потоком води і наносів).

У вивченні річкових систем важливими є питання аналізу меж системи, її структури та умов функціонування. Поняття про межі річкової системи набуває подвійного змісту: з одного боку – це межа планового контуру системи, з іншого боку – це межі «входу» і «виходу» речовини та енергії. Планові кордони прирівнюють до вододільної лінії. Ступінь достовірності, очевидно, визначається тим, наскільки вододіл для підземних вод збігається з поверхневим вододілом. Що стосується другого, то тут не може бути однозначного вирішення, оскільки надходження речовини та енергії може здійснюватися на всій чи окремій частині площі басейну [20].

Поняття «структура» у геоморфології близьке за значенням до поняття «будова». Під структурою річкової системи розуміють сукупність елементів (водотоків), їхнє просторове розміщення та взаємодію [11].

Функціонування річкової системи виражається в кумуляції стоку, перенесенні, перерозподілі та акумуляції енергії та речовини в басейні [10]. Надходження води у вигляді опадів, переміщення її по схилу із захопленням (розмивом) на схилі твердих часток, перенесення їх річкою з винесенням у море чи іншу водойму – такий шлях речовини, який і визначає функціонування річкової системи.

Цілісність і динаміка річкової системи цілковито залежить від впливу чинників середовища, як природних, так і антропогенних. Залежно від інтенсивності та масштабів такого впливу певною мірою змінюється її структура та основні характеристики функціонування. Вивчення таких змін річкової системи з урахуванням комплексу чинників ландшафту та антропогенного навантаження дозволяє простежити її розвиток за визначений інтервал часу та зробити прогнози щодо її стану в майбутньому.

В останні десятиріччя все більше уваги приділяється дослідженню проблем малих річок. Це пов’язано не тільки з необхідністю реалізації загальної природозберігаючої стратегії використання водних ресурсів, але й усвідомленням ролі малих водних об’єктів у функціонуванні середніх і великих річок.

Як відомо, річка – це продукт клімату і ландшафту, їхніх взаємовідношень. Залежно від природних особливостей території та характеру її господарського використання відбуваються зміни у процесах функціонування ландшафту, а, отже, змінюється і його «продукт» – річка. Таким чином, стан річок визначається станом навколишніх ландшафтів – території, з якої річка збирає воду.

Мета і завдання дослідження. Основною метою роботи є визначення масштабів розвитку трансформаційних процесів у річковій системі Боркова на основі аналізу просторово-часових змін параметрів структури гідромережі та дослідження морфометричних та гідрологічних параметрів річки Боркова.

Для досягнення поставленої мети вирішувались такі завдання:

• опрацювати теоретико-методичну літературу з питань еколого-геоморфологічного та, зокрема, структурного аналізу річкових систем;

• вивчити фізико-географічні та соціально-економічні умови формування та розвитку річково-басейнової системи Боркова;

• висвітлити параметри структури досліджуваної гідромережі на двох різночасових зрізах (1925 і 2006 рр.) (за І. Ковальчуком, Т. Павловською);

• виявити чинники структурних змін;

• визначити основні морфометричні параметри річки Боркова;

• побудувати поперечний профіль русла річки Боркова;

• виділити дестабілізуючі та екостабілізуючі чинники геоекологічної ситуації у басейні р. Боркова;

• визначити й обґрунтувати природоохоронні заходи, орієнтовані на оптимізацію стану досліджуваної річково-басейнової системи.

Об’єктом дослідження є флювіальна басейнова система Боркова.

Предметом дослідження є різночасові параметри структури річкової системи Боркова, гідрологічні показники, природні й антропогенні процеси, які визначають еколого-геоморфологічні умови досліджуваного водозбору.

Методи досліджень. В основу роботи покладено методологію системного підходу та порівняльний аналіз науково-методичної літератури з досліджуваної теми. Використано еколого-геоморфологічний та басейновий підходи. Застосовано такі методи дослідження як математико-статистичний аналіз, порівняльний аналіз різночасових топокарт, картографічний, польових досліджень тощо.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. У роботі охарактеризовано вплив чинників навколишнього середовища на структуру річкової системи Боркова та висвітлено масштаби трансформаційних процесів, їхню спрямованість, закономірності поширення в просторовому аспекті.

2. Визначено основні морфометричні та гідрологічні параметри річки Боркова (глибина, ширина, температура води).

3. Побудовано поперечний профіль русла річки Боркова.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані в роботі результати є основою для загальної характеристики ступеня порушення екологічної рівноваги території басейну. Результати можуть слугувати базисом для корекції характеру та інтенсивності господарської діяльності у межах водозбору. А також використовуватися у навчальному процесі та при вивченні природи рідного краю.

Структура і об’єм роботи. Робота складається зі вступу, 3-х розділів, висновку, списку використаних джерел та додатків.

РОЗДІЛ І

ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ АНАЛІЗУ РІЧКОВИХ СИСТЕМ

1.1. Річкова система як об’єкт геоморфологічного дослідження

Річкова (флювіальна) система – це сукупність природних водотоків головної ріки і її допливів, які є поверхневим виразом відповідних їм гідрогеологічних структур. Останні організовані додатними (області живлення вод) і від’ємними (області розвантаження і акумуляції вод) морфоструктурами [9].

Річки утворюються у результаті ерозійно-акумулятивних процесів, що протікають на земній поверхні.

Спостереження за водними об'єктами, флювіальними процесами та формами рельєфу почалися ще у глибокій давнині (Марков, 1948; Федосєєва, 1960; Щукін, 1960; Соколов, Чеботарьов, 1970; Зайков, 1973; Бисвас, 1975).
Важливими рубежами формування гідрологічних наукових уявлень були XVII -XVIII ст. та особливо XIX століття. В цей час були опубліковані “Гидрографический атлас Российской империи" (1832) та "Гидрография России" (1844 - 1849рр.) І. Штухенберга в шести томах, проведені спеціальні дослідження стану водних об'єктів (експедиції І. Жилинського в 1873 - 1898 рр. на Поліссі), роботи В. Лохтіна (1886, 1891), М. Пузеровського (1902), М. Лелявського на Дністрі, Н. Максимовича (1901), Є. Оппокова (1904) на Дніпрі та інших ріках, узагальнення О. Воєйкова та В. Докучаєва, С. Нікітіна, О. Павлова (1898), В. Мосальського (1897), які дали змогу зробити великий крок як у розвитку теоретичних уявлень, так і в розв'язанні практичних питань (покращення судноплавства на ріках, здійснення меліоративних робіт і руслорегулювання) [10].

У першій половині XX століття зусиллями таких визначних вчених, як В. Глушков, М. Великанов, Б. Аполлов, Д. Соколовський, І.Щукін, Я. Едельштейн, В. Еллісон, С. Соболєв, Д. Арманд, С. Рудницький, М. Львович, М. Маккавеєв та інші започатковано основи сучасної гідрології та флювіальної геоморфології. Їхні теоретичні розробки базувалися на багатому фактичному матеріалі, отриманому в результаті багаторічних спостережень на гідропостах, у ході лабораторного моделювання та розрахунків.

У другій половині XX ст. у гідрологічних і геоморфологічних дослідженнях флювіальних систем і процесів досягнуто вагомих результатів. Приділялась велика увага дослідженням впливу діяльності людини на стан річкових систем і розвиток їхніх водозбірних басейнів; в останні десятиліття акцент змістився на прикладні інженерно-геоморфологічні та інженерно-географічні дослідження флювіальних систем; розгортання комплексних досліджень стану, перетворення, трансформації, деградації річкових систем.

Під час досліджень річкових систем використовують три основні методи: гідрологічний, геоморфологічний, та ландшафтно-гідрологічний [9].

Об'єктом досліджень при використанні гідрологічного підходу є постійні водотоки та процеси формування стоку води, наносів і розчинених речовин.

При геоморфологічних дослідженнях вивчають форми флювіального рельєфу (русло, заплаву тераси, річкові долини, ерозійні борозни, яри, балки та ін.), геоморфологічні процеси (заплавно-руслові – транспорт наносів, ерозія, акумуляція) та системи (річкові, басейнові) – їх будова, функціонування, розвиток, зміна стану, а також умови їх виникнення та фактори розвитку. Стосовно цих проблем існує обширна бібліографія.

Ландшафтно-гідрологічний (у більш широкому розумінні географо-гідрологічний) підхід, свідчить про перспективність цього підходу, особливо у вирішенні екологічних проблем, та необхідність подальшого його розвитку і вдосконалення.

У регіональному еколого-геоморфологічному аналізі флювіальних басейнових систем (ФБС) одне з центральних місць відводиться вивченню структури річкових систем, її трансформації під впливом ерозійно-акумулятивних процесів і господарської діяльності людини, оцінці змін стану малих річок і різнорангових природно-господарських басейнових систем.

Під структурою річкової системи розуміють сукупність елементів (водотоків), їхнє просторове розміщення та взаємодію [10].

Під структурними змінами річкових систем розуміємо появу або зникнення водотоків, як правило, нижчих таксономічних рангів у складі вищих, які викликають зміни співвідношення різнопорядкових водотоків у річковій системі, зміни рангу річкової системи в цілому чи окремих її підсистем [22].

Спрямованість трансформації параметрів структури малих рік, стоку води, наносів, розчинених речовин, а також ландшафтів у їх басейнах, яка характеризується системою якісних і кількісних показників (спектр процесів, їх інтенсивність, просторові масштаби прояву, прискорення або спо­вільнення протягом певного інтервалу часу, різноманітність видів і сила антропогенного впливу тощо) пропонують називати тенденцією зміни стану річкових систем (Ковальчук, 1997).

Центральне місце в структурному підході займає оцінка організації та стану малих рік, аналіз багаторічних тенденцій їх зміни. Структуру і стан малих рік певного часового «зрізу» описує сукупність морфометричних, геолого-геоморфологічних, гідрологічних, ландшафтних, еколого-геохімічних і соціально-економічних показників, що дають уяву про рівень організації флювіальних систем, існуючі зв'язки між їх підсистемами, функціонування протягом характерних відтинків часу, зміни параметрів, а також про фактори, що викликають збурення стану системи.

Доцільно відрізняти природну та антропогенну зміну стану басейнових систем. Кожна з них може характеризуватися як часовим рядом реально виміряних показників, так і розрахованими середніми величинами.. Основними чинниками, які зумовлюють помітне (іноді катастрофічне) відхилення стану малих рік від багаторічного режиму виступають антропогенні впливи на водозбори, долини і русла рік, а також гідрокліматична циклічність, певна повторюваність особливо небезпечних кліматичних явищ, внутрішньосистемні та трансграничні потоки речовини, в тому числі техногенного походження, які часто служать потужним джерелом принесення в систему небезпечних забруднювачів.

1.2. Методика структурного аналізу гідромережі

Структурним аналізом називають дослідження рівня організації річкових систем та співвідношення між їхніми елементами – річками різних рангів. Структурний аналіз річкових систем повинен базуватися на використанні серії різночасових (переважно великомасштабних) топографічних карт, які відображають будову (рисунок) річкової мережі. В якості класифікаційних схем доцільно використовувати моделі річкових систем Філософова-Стралера та Шайдеггера. Важливим напрямком аналізу може виступати також розрахунок гідроморфологічних параметрів річкової мережі [5].

Дослідження річкових систем здійснюються різними авторами у двох напрямах: 1) вивчення рисунку річкової мережі і його зв’язку з геологічними структурами; 2) вивчення топологічних властивостей річкових систем і їх зв’язку з гідрологічними і гідрографічними характеристиками річкових басейнів. У першому напрямку працюють зазвичай геологи, у другому – гідрологи та геоморфологи. Розглянемо топологічні властивості флювіальних систем – закономірності будови (структури) останніх.

Існує більше десятка класифікаційних схем кодування річкових систем. Перша з них була розроблена Р. Хортоном у 1948 році [9]. Однак, вона не виявилась ідеальною і дала початок новим її удосконаленням.

1.Моделі Хортона і Стралера передбачають зростання порядку на одну одиницю лише при злитті двох однопорядкових елементів (підсистем), тобто поєднують в порядку і потужність і рисунок річкової системи, в якості домінуючого показника виступає рисунок гідромережі. За пропозицією Стралера найменший (елементарний) водотік, що не має приток, називається водотоком І-го порядку. Річка утворена злиттям двох водотоків І-го рангу вважається річкою ІІ-го порядку. Остання може приймати безліч елементарних водотоків і змінює свій порядок на ІІІ-ій лише у випадку її злиття з іншою річкою ІІ-го порядку. Водотік ІІІ-го порядку відповідно може приймати необмежено число приток І-го і ІІ-го порядків і підвищує свій ранг на одиницю лише після злиття з іншою річкою ІІІ-го порядку (рис.1.1).

2. Моделі Шайдеггера і Шріва розглядають окремо потужність річкової системи і порядок зарахування до неї елементів у мережі. Основним показником розмірів річкової системи є її потужність.

3.Модель М. Ржаніцина є перехідною між вказаними групами.

Рис.1.1. Класифікація річкових систем за моделями Хортона (а), Стралера (Філософова) (б), Шріва (г) [9].

Структурний аналіз річкової системи Боркова у дослідженнях професора І.П. Ковальчука базувався на використанні класифікаційної схеми Філософова-Страллера з використанням топокарт, які відображають геоситуацію 1927 і 2006 рр., параметри яких надалі аналізовані нами в роботі. Для об’єктивної оцінки структурної організації річкової системи та пояснення її змін за досліджуваний період нами здійснено аналіз природних умов та головних видів господарської діяльності у межах водозбору.

Природні та антропогенні чинники є невід’ємною складовою флювіальних басейнових систем (ФБС), механізмом, що забезпечує і саморозвиток, і функціонування, і реалізацію їхнього енергетичного потенціалу. Вони є тими причинами, які зумовлюють нові властивості стану річкової системи. При цьому, чинники – активне начало, умови – те, без чого явище не може проявити себе [28]. Поділ чинників та умов на природні та антропогенні показує роль діяльності людини у зміні стану природно-господарської системи.

Аналіз природних чинників та умов формування і функціонування річкової системи Боркова передбачає характеристику таких природних складників річкового басейну як рельєф, геолого-тектонічна будова, клімат, поверхневі та підземні води, рослинний і ґрунтовий покрив; виявлення їх особливостей; визначення домінуючих чинників у формуванні річкової системи та її розвитку; оцінку їхньої ролі у збереженні екологічної рівноваги в басейні.

Природні чинники та умови розвитку ФБС слугують фоном, на якому розвивається господарська діяльність. Аналіз антропогенного навантаження на басейн р. Боркова здійснено у просторово-часовому аспекті з метою виявлення його територіальних відмінностей у досліджуваному басейні та зміни його інтенсивності з наближенням до сучасності. Як відомо, антропогенний прес на водозборах і в руслах річок перетворює річкові системи у природно-антропогенні. Знання особливостей і механізму впливу господарської діяльності, наслідків такої дії на функціонування річкових систем, може слугувати основою проектування можливих пом’якшуючих, реабілітаційних заходів, враховуючи позитивні моменти антропогенного втручання.

1.3. Методика визначення температури річкової води

Температура води – один із найважливіших факторів, що впливають на фізичні, хімічні, біохімічі та біологічні процеси, які відбуваються у водоймі. Від температури води в значній мірі залежать кисневий режим та інтенсивність процесів самоочищення. Показники температури використовують для визначення ступеня насиченості води киснем, різних форм щільності, стану карбонатно-кальцієвої системи, під час багатьох гідрохімічних, гідробіологічних, особливо лімнологічних досліджень, при вивченні теплових забруднень [14].

Температура води в річці є результатом кількох одночасно протікаючих процесів, таких, як сонячна радіація, випаровування, теплообмін з атмосферою, перекіс тепла течіями, турбулентним перемішуванням вод та ін. Зазвичай нагрівання води відбувається зверху до низу. Річний та добовий хід температури води на поверхні та глибинах визначається кількістю тепла, що надходить на поверхню, а також інтенсивністю та глибиною перемішування. Добові коливання температури можуть становити декілька градусів і, як правило, проникають на невелику глибину. На мілководді амплітуда коливань температури води близька до перепаду температури повітря.

Температуру води можна виміряти звичайним водним термометром для ванної. За для безпеки необхідно використовувати спиртовий термометр, а не ртутний. При випадковому пошкодженні приладу може відбутись отруєння води, так як ртуть дуже отруйна і небезпечна речовина. Термометр опускають у воду приблизно на 1/3 шкали і утримують протягом 3-5 хвилин. Потім, не дістаючи повністю термометр із води, визначають показники температури з максимально можливою точністю. В гідрології необхідна точність становить 0,1°С. Виміряні значення записують в журнал, до органолептичних показників. Одночасно в журналі візначають місце розташування, час проведення спостережень і характер погодних умов – температуру повітря, хмарність, опади [14].

Важливо правильно вибрати місце для вимірювання температури. Прибережні мілководні ділянки швидко прогріваються, і їх температура може значно відрізнятися від температури основного водного потоку. Якщо річка невелика і неглибока, то температуру потрібно вимірювати на середині водойми, ввійшовши у воду. Коли виміряти температуру води можливо лише в прибережній зоні, то слід знайти ділянку глибиною не менше 0,3 м та записати про це в журналі. Якщо на досліджуваній ділянці є вихід джерельних вод, вимірювання температури потрібно проводити на кілька метрів вище джерела і занотувати це в журналі.

Усі вимірювання необхідно повторити два-три рази, щоб уникнути випадкової помилки. Якщо два послідовних вимірювання дуже відрізняються одне від одного, необхідно обов’язково виміряти температуру ще раз. У цьому випадку кінцевий результат отримують як середнє двох найбільш близьких значень.

РОЗДІЛ ІІ

ПРИРОДНО-ГЕОГРАФІЧНІ ТА СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНІ УМОВИ ФУНКЦІОНУВАННЯ Р. БОРКОВА

2.1. Природно-географчні умови функціонування р. Боркова

Боркова – річка в межах Рівненського (частково) та Костопільського районів Рівненської області. Є правою притокою Горині (басейн Прип’яті). Річка типово рівнинна. Долина широка і неглибока, на значній протяжності заліснена, місцями заболочена. Річище слабозвивисте, подекуди каналізоване і випрямлене. Тече в межах південних відрогів Костопільської рівнини Поліської низовини переважно на північний захід, у пониззі – місцями на захід. Впадає до річки Горинь поблизу північної околиці села Корчин. Над річкою розташовані села: Три Копці, Кам’яна Гора, Новий Берестовець, Берестовець і Корчин (додаток А).

Свій початок річка Боркова бере з невеличкого джерельця неподалік від села Три Копці (Рівненський район). Ширина місця витоку становить 8 см, а глибина – 5 см. Внаслідок малих нахилів швидкість течії становить 0,5 – 0,8 м/с. Річний хід рівнів більш спокійний, максимальні паводки пов’язані з весняним сніготаненням. Найбільша глибина в руслі становить 120 см, а також зустрічаються місця, де русло із найменшою глибиною 25 см.

Рельєф території впливає на її екологічний стан, визначаючи масштаби речовинних і енергетичних потоків, в межах крупних водозбірних басейнів [33]; визначає густоту закладання річкової сітки, ступінь і швидкість розвантаження басейнів від опадів і талих вод [16]. Еволюція форм рельєфу і геологічна будова території визначають кути нахилу схилів, ерозійну стійкість порід, що виходять на денну поверхню. Просторовий розподіл форм рельєфу суттєво впливає на структуру річкової сітки, на характер поздовжньої мінливості процесів самоочищення водних об’єктів [33].

За сучасною схемою геоморфологічного районування водозбірна територія р. Боркова входить до геоморфологічного району Рожищенсько-Костопільської водно-льодовикової, слабохвилястої, слаборозчленованої рівнини, ускладненої карстовою морфоскульптурою; підобласті Прип’ятсько-Слуцької пластово-акумулятивної низовини на палеогенових і крейдових відкладах, Південно-Поліської області пластово-акумулятивних низовинних рівнин [28].

Територія досліджуваного річкового басейну розміщена у вигині р. Горинь між с. Велика Любаша Костопільського району і с. Тучин Рівненського району, межує на півночі і сході з басейном річки Замчисько, на півдні і заході – р. Жильжанка, які теж є притоками Горині. Основні нерівності поверхні утворюють річкові долини, різноманітні горби, вали, пасма. Переважаючі висоти – 180-200 м [19].

Серед основних типів рельєфу Рівненського Полісся найбільше поширення мають льодовикові, флювіальні, еолові та денудаційні (на карбонатній основі) комплекси.

Льодовиковий рельєф формувався під впливом талих вод дніпровського льодовика. Значне поширення на Рівненському Поліссі, де знаходиться басейн річки Боркової, має річково-долинний рельєф, тобто форми і типи поверхні, у створенні яких брали участь потоки поверхневих вод. На думку О. Маринича, до 45% поверхні Південного Полісся припадає саме на давні та сучасні річкові долини [22]. Еоловий рельєф, основою якого є різні за походженням і віком піщані відклади у формами горбів, поширений у північній частині басейну.

На ділянках, де безпосередньо до поверхні підходить крейдяно-мергельна товща туронського ярусу, поширений денудаційний рельєф. Інтенсивний дочетвертинний розмив зумовив горбкуватий рельєф поверхні крейди, де розлогі куполи та вододільні пасма, вершини яких часто позбавлені будь-яких молодших відкладів, чергуються з глибокими (20-30 і навіть до 50 м) депресіями поверхні. Вперше ці форми рельєфу описав П. А. Тутковський (1903) під назвою крейдових горбів. Пізніше їх розглядали як залишки поверхні другої над заплавної тераси Прип’яті (Лічков, 1928). До долин вони не мають прямого відношення і виникли в результаті денудації. Наявність крейдових відкладів сприяла розвитку карстових форм рельєфу у вигляді лійок і провалів (Тутковський, 1911). Такий характер денудаційного рельєфу особливо чітко про­стежується у східній та південній частині басейну.

Для більш повної характеристики геоморфологічних умов формування і функціонування басейну Боркової варто відмітити роль сучасних екзогенних процесів. У межах Костопільської денудаційної рівнини найінтенсивніше проявляються підтоплення, заболочення, карстоутворення [5]. Найбільші площі розвитку мають процеси заболочення та багаторічного високого стояння рівня ґрунтових вод (природне підтоплення). Інтенсивний розвиток болотоутворюючих процесів у водоймах і на суходолі зумовлений особливостями геологічної структури, рельєфу, клімату та гідрологічного чинника. Тут наявні підземні напірні та близькі до поверхні ґрунтові води; достатньо сприятливий також і клімат (550-600 мм опадів на рік при помітно менших показниках випаровування).

До непрямих чинників заболочування відносимо наявність тут значної кількості різного виду депресій, знижень та досить густої гідрографічної мережі при загалом рівнинній, з малим нахилом, місцевості. За морфологічними особливостями від’ємні форми рельєфу представлені улоговинами різного типу і віку: замкнутими безстічними, глибокими озероподібними, а також неглибокими і зовсім мілкими – типу «блюдець» та певною мірою протічними, зазвичай у формі видолинків, улоговин. До того ж, тут поширені досить значні товщі піщаних відкладів як акумуляторів вологи та місцями близьке до поверхні залягання кристалічних порід.

Загальні риси карсту визначаються перш за все тим, що він розвивається на породах крейдового віку порівняно однорідного літологічного складу під впливом комплексу фізико-географічних умов. Обов’язковою умовою, без якої б розвиток карстового процесу був би неможливим, є водопроникність порід, що карстуються.

На тектонічний фактор як визначальний у розвитку процесів карстоутворення вказав ще в 1911 р. П. А. Тутковський: «В данной местности, несомненно, существуют глубокие дислокационные (тектонические) трещины,… впервые установленные замечательными работами академика А. П. Карпинского» [34].

Для розвитку карстових процесів у крейдових відкладах важливу роль відіграють також підземні води. Такі висновки були зроблені ще П. А. Тутковським при дослідженні карстових явищ на 452-454 верстах Вільно-Рівненської лінії Поліських залізниць.

Таким чином, у басейні р. Боркова домінантними генетичними типами рельєфу є денудаційні (на карбонатній основі), водно-льодовикові, флювіальні, еолові. Серед сучасних геоморфологічних процесів – заболочення, природне підтоплення, карстоутворення, вітрова ерозія.

Геологічна історія території є визначальною стосовно закладання і розвитку річкових систем: тектонічні рухи визначають режим території (морський чи континентальний), створюють первинну гіпсометричну поверхню, яка пізніше переформовується екзогенними (в тому числі і флювіальними) процесами.

Територія досліджуваного басейну розташована в межах Волино-Подільської плити. Остання має двоярусну (двоповерхову) будову. Нижній структурний поверх – фундамент, складений метаморфічними і магматичними породами архей-протерозойського віку. Верхній структурний поверх – осадовий чохол, тобто породи верхньопротерозойсько-фанерозойського віку [16]. Поверхня фундаменту плити похило занурюється за системою східчастих скидів меридіонального та субмеридіонального простягання на захід та південний захід від Українського щита, поступово перекриваючись все молодшими комплексами осадових відкладів. З розломами пов’язують виверження основних (типу базальту) порід. Магматичні вилиті породи і вивержені пухкі вулканічні продукти зосереджені в околицях села Берестовець. Відслонення значно поширені у виробках базальту. Виходи базальтів приурочені до тектонічної лінії північно-західного простягання довжиною до 50 км. Вік базальтів рифейський. Базальт утворює окремості, які стоять вертикально, або, частково зігнуті. Вони п’яти-, шестикутні, іноді розбиті тріщинами, виповнені кальцитом, халцедоном або продуктами їх руйнування. Поверхня базальту має на собі сліди розмиву і перекрита верствою щільного або щебенистого з численними уламками креміння вапняку. Вище лежать верстви крейди туронського віку. Підстелює базальт товща вулканічного туфу, виявлена потужність відкладів якого перевищує 20 м. Сланці і туфіти відкладаються в морі поблизу суші на невеликій глибині. Вони утворюються за тієї ж фази, за якої утворюються базальти [16; 17].

Осадовий чохол Волино-Подільської плити формувався протягом дуже тривалого часу й тому представлений потужною товщею осадків. Повсюдно поширені післяльодовикові флювіогляціальні відклади, представлені потужною товщею (до 15-18 м) жовтих, жовто-сірих пісків іноді із включенням гальки і гравію. Території, складені стійкими (через високі показники фільтрації) пісками флювіогляціану сприяють заболоченню території і високому проценту підземного стоку, формуванню безстічних западин.

До сучасних відкладів відносять алювіальні відклади заплав річок, болотні відклади, ґрунти. Алювіальні відклади заплав представлені пісками кварцовими, глинистими, суглинками і супісками, інколи перевідкладеною крейдою. Болотні відклади на території представлені торфом і мають широке розповсюдження, особливо у північній частині. Вони поширені як на заплавах, так і на низьких вододільних просторах [34]. Таким чином, аналізуючи вплив тектонічної і геологічної будови на формування річкової системи Боркової, слід акцентувати увагу на кількох наступних моментах [16; 17]:

1. Тектонічна будова басейну не справляє значного впливу на будову рельєфу басейну через свою однорідність і малі кути падіння моноклінальних товщ (приблизно 1-2 град).

2. Диз’юнктивні порушення фундаменту не відображені в рельєфі, оскільки відбувалися у пізньому протерозої і були перекриті потужною палеозойською товщею. Щоправда переміщення відбувалися у зоні порушень і пізніше, проте зденудовувались і трансгресивно перекривались молодшими товщами.

3. У басейні відчутними є сліди недавнього зледеніння, однак його відклади є вже дуже переформованими.

5. Літолого-петрографічний склад порід визначає характер розвитку гідромережі, насамперед, через опір до розмиву і фільтраційні властивості.

Характер клімату, його особливості є визначальними для формування рельєфу будь-якої території: він визначає набір екзогенних процесів, що поряд із тектонічними рухами визначає тип рельєфу.

У формуванні морфоскульптури клімату належить виключна роль, однак річкові басейни високих порядків – утворення поєднаного впливу тектоніки (першочергово) і екзогенних процесів, яким належить дуже велика, але вторинна роль. Однак для протікання флювіальних процесів фактор клімату є однозначно регламентуючим, оскільки його характеристики (кількість опадів, коефіцієнт зволоження, хід температури) не лише визначають особливості та інтенсивність протікання процесів, а й регламентують саму принципову можливість протікання цих процесів (як у випадку посушливого клімату пустель) [33].

Клімат території басейну зумовлений його розташуванням на Поліській низовині. Загалом його можна визначити як помірно-континентальний, для якого характерні м’яка зима і достатньо тепле та вологе літо. Визначальним для циркуляції атмосфери є західний переніс повітряних мас з Атлантики, проте доволі частими є вторгнення (особливо у холодний період року) арктичних мас із півночі і холодного континентального повітря зі сходу.

Величина сумарної сонячної радіації досягає 98-100 ккал/см², радіаційний баланс практично протягом усього року, за винятком періоду з другої половини листопада по першу половину лютого, додатній. Більшу частину року переважає розсіяна сонячна радіація, і лише у червні-вересні – пряма [18; 20].

Для флювіальних процесів серед термічних показників важливими є амплітуда температур (на Поліссі – від -38ºС до +37ºС). Зволоження басейну більш-менш рівномірне, середнє багаторічне значення кількості опадів складає 618,05 мм. У річному розподілі у межах басейну переважають літні опади, що складають ≈ 70% від річної їх кількості, але через високі показники випаровування, більша частина стоку формується у холодну пору року, спричинюючи весняну повінь [18].

Таким чином, у басейні Горині кліматичні умови, безперечно, сприяють формуванню гідрографічної мережі, оскільки коефіцієнт зволоження в усіх частинах басейну Кзв≥1. У нижніх відділах басейну, внаслідок широкого поширення водопроникних порід, слабкого первісного розчленування рельєфу, а, отже, дренажу, надмірна зволоженість (Кзв≥1) призводить до заболочування [18]. Річки Полісся, в тому числі р. Боркова є значною мірою залежними від кліматичних умов, оскільки на частку підземного живлення у них припадає лише 8-20 % усього стоку [18].

Природна густота річкової мережі на Поліссі невелика (0,25-0,45 км/км²), що викликано особливостями рельєфу, геологічної будови та гідрогеологічних умов цих територій. Однак з часом вона зросла майже удвічі. Причиною цього є меліоративне будівництво.

Основне джерело живлення річок басейну – талі снігові води. Їхня частка у річковому стоці становить близько 55-60%. Узимку та влітку, тобто в періоди, коли немає опадів, ріки живляться підземними водами. Підземна складова стоку поліських рік становить 8-20% [18]. Решта стоку формується дощами та зливами.

Рівень води є важливим елементом водного режиму. Від його висоти залежить глибина і ширина річки, площа водного перерізу, похили, швидкості течії, витрати води тощо. Рівневий режим Боркової – типовий для більшості рівнинних річок. Протягом року він нерівномірний. Найбільш ранні дати підвищення рівнів води внаслідок сніготанення припадають на першу декаду лютого, найпізніші – на початок квітня. Інтенсивність підйому рівнів у період весняної повені різна і залежить від водності весни.

Найвищі рівні весняної повені спостерігаються у кінці березня – на початку квітня. Закінчується повінь у другій половині квітня, іноді – на початку травня. На річці Боркова, як і на інших малих річках поліської частини басейну Горині повінь триває у середньому 40-45 днів. В умовах плоского рельєфу швидкості стікання талих вод малі, а час добігання великий. Це збільшує строки повені та час стояння високих рівнів води. У заболочених районах, зокрема у нижній частині течії, тривалість стояння високих рівнів води збільшується також унаслідок підпору водами Горині [18; 19].

Під час межені на ріках спостерігаються дощові паводки. Річна амплітуда коливання рівнів води становить 0,7-2,6 м [18].

Водність рік визначається не лише кількістю опадів, але й величиною підземного живлення та чинниками, які впливають на втрату вологи. Ці втрати залежать насамперед від ґрунтів та рельєфу місцевості. На Поліссі внаслідок плоского рельєфу та невеликих, іноді незначних врізів русел, водність рік мала. Внутрішньорічний розподіл стоку в різні за водністю роки неоднаковий. На поліських ріках у середньому на весну припадає 50-70 %, на літо-осінь – 10-15 %, а на зиму – 15-30 % річного стоку. Максимальні витрати води рік басейну спостерігаються навесні під час повені та влітку після злив. Максимальні зливові витрати спостерігаються на малих річках та тимчасових водотоках басейну переважно у червні-серпні.

Узимку та влітку, тобто в періоди, коли немає опадів, ріки живляться підземними водами, які близько залягають від поверхні, а в заболочених районах на одному рівні з болотними водами. На мінімальний стік певним чином впливає карст, поширений в басейні Боркової.

Тривалість меженного періоду на ріках влітку становить 130-160 днів, а найбільш маловодного – 15-30 днів. Початок літнього меженного періоду припадає на травень – початок червня, а закінчується літня межень у листопаді.

Річний хід температури води рік досліджуваного басейну добре узгоджується з ходом температури повітря. В осінньо-зимовий період при зміні температури повітря до від’ємних значень на ріках з’являються льодові утворення у вигляді за берегів, сала, шуги, льодоходу та льодоставу. Перші за береги та сало спостерігаються в останні дні листопада – перші дні грудня. Середні дати скресання рік припадають на середину березня. На малих ріках льодовий покрив часто тане на місці. При відлигах іноді спостерігається зимове скресання рік [18].

Гідрогеологічні фактори формування і еволюції малих водотоків досить різноманітні. Зокрема, вони визначають приналежність басейнів малих рік до певних геологічних структур території, гідродинамічної системи артезіанських басейнів, що характеризує специфіку і координати розміщення областей живлення, транзиту і розвантаження в межах крупних регіонів, тип геоінфільтраційних середовищ тощо. Їх значення легко оцінити за роллю у формуванні меженного стоку, так як в цей період ріки живляться майже виключно підземними водами [33].

Територія басейну річки Боркова знаходиться в межах Волино-Подільського артезіанського басейну. Системи водоносних горизонтів практично не відокремлені один від одного якимись значними витриманими по простяганню слабопроникними шарами, таким чином утворюючи єдиний водоносний комплекс, максимальна потужність якого визначається глибиною поширення тріщинуватості в домезозойських породах.

В межах басейну Боркової поширені переважно вапняки, крейда, доломіти, мергелі, піщаники, алевроліти, аргіліти, туфи, базальти. Ця обставина визначила специфіку формування фільтраційних властивостей водоносних і слабопроникних відкладів. Тут встановлено чіткий корелятивний зв’язок зниженої водопроникності порід з вододільними ділянками і підвищеної водопроникності тих же порід з долинами рік.

Оскільки в живленні річок басейну Боркової підземні води четвертинних відкладів відіграють значну роль, зупинимося коротко на основних характеристиках водоносних горизонтів антропогену.

Для даного водоносного комплексу характерне неглибоке залягання підземних вод (1-5 м, рідше до 10 м і більше), їх безнапірний характер, тісний зв’язок із зоною аерації і відповідно, значна залежність від поверхневих умов живлення, розвантаження, сезонних більш тривалих змін метеорологічних умов. На території Волинського Полісся відмічається широкий розвиток боліт з близьким до поверхні рівнем ґрунтових вод. Невеликі похили сучасного рельєфу і місцевої річкової сітки не сприяють розвантаженню ґрунтових вод в ріки і відтоку їх за межі регіону, в результаті чого швидкість відтоку підземних вод різко зменшується [18; 22].

Ґрунтові води алювіальних відкладів заплав і надзаплавних терас містяться переважно у різнозернистих пісках. Глибини залягання рівнів у заплавах – 0,5-4 м, у надзаплавних терасах – 5-10 м, іноді до 15 м [18].

Спостереження за режимом підземних вод четвертинних відкладів і вод заплавного алювію свідчать про повсюдне сезонне коливання рівнів вод алювіальних відкладів річкових долин. Максимальне значення рівнів спостерігається в березні-квітні, коли відмічається різко виражений їх весняний підйом, що триває 15-30 днів, з поступовим зниженням рівня до серпня. Восени та взимку відмічаються найнижчі рівні, але в окремі роки, що передують рокам з високим рівнем підземних вод, поступовий підйом буває і взимку, що відбуваються в основному за рахунок тривалої інфільтрації опадів попереднього року, які поповнюють водоносні горизонти. У роки теплої та сніжної зими при випаданні снігу на непромерзлий або слабопромерзлий грунт та тривалих відлигах підвищення рівня взимку відбувається внаслідок інфільтрації в товщу алювію талих вод.

Режим вод алювіальних відкладів річкових долин, особливо заплав та 1-ої надзаплавної тераси, тісно пов’язаний з режимом рівня річок, які дренують ці води в меженний період і зумовлюють їх підпір у весняну повінь, тимчасово створюючи зворотний нахил ґрунтового потоку [10]. Флювіогляціальні відклади, які представлені різнозернистими пісками з прошарками моренних суглинків, теж обводненні. Режим цих вод непостійний, залежить, в основному, від кількості опадів. Ці води гідравлічно зв’язані з водами алювіальних відкладів надзаплавних терас і утворюють єдиний горизонт [18].

На території досліджуваного водозбору відмічається широкий розвиток боліт з близьким до поверхні рівнем ґрунтових вод. Води сучасних болотних утворень приурочені до болотних масивів, безстічних знижень у рельєфі і заплав рік. Потужність водоносного горизонту зазвичай не перевищує 1 м і лише іноді збільшується до 3 м. Рівні вод болотних утворень зазнають різких сезонних коливань.

Як бачимо, потужність товщі водовміщуючих порід різна, але в основному коливається в межах від 2-5 до 15-20 м і представлена переважно пісками дрібнозернистими, рідше середньо-крупнозернистими. Якісний склад підземних вод четвертинної товщі порід значною мірою залежить також і від культури ведення сільського господарства. Мінеральні добрива, які вносять у ґрунт, зумовлюють підвищений вміст нітратів та аміаку у водах четвертинних утворень [10].

Загальна мінералізація ґрунтових вод антропогенових відкладів здебільшого коливається в межах 0,1-0,8 г/дм куб. У населених пунктах вона іноді зростає до 0,9-1 г/л за рахунок збільшення вмісту у воді хлоридів, сульфатів та нітратів. Ймовірно, це результат локальних забруднень з поверхні землі. Загальна жорсткість води становить, як правило, 2-4 мг-екв [10; 18; 20].

Водоносний горизонт крейдяних відкладів приурочений до мергельно-крейдяної товщі турону і є основним джерелом водозабезпечення на більшій частині досліджуваної території. Найпоширенішими є води мергельно-крейдяної товщі туронського ярусу. Вони напірні, багато свердловин дали самовиливи. Води мергельно-крейдяної товщі гідрокарбонатно-кальцієві, їх мінералізація досягає 120-480 мг/л. Загальна жорсткість 1,5-6 мг-екв/л. Живлення водоносного горизонту відбувається в основному за рахунок інфільтрації атмосферних опадів. Місцями спостерігається зв’язок вод мергельно-крейдової товщі із залягаючими нижче напірними горизонтами сеноманських і верхньопротерозойських відкладів [18].

Водовмісні породи верхньопротерозойського віку (пісковики з прошарками пісків, тріщинуваті туфо-пісковики і туфіти рифею (поліська серія) та вендського комплексу (волинська і валдайська серія)) поширені на глибинах 75-200 м. За хімічним складом води переважно гідрокарбонатно-кальцієві і кальцієво-магнієві; мінералізація 0,2-0,7 г/л, в окремих місцях збільшується до 0,9-1,1 г/л. У зоні поширення верхньопротерозойських ефузивних утворень на глибині до 100 м поширені підземні води хлоридні натрієво-кальцієві з мінералізацією до 2,5-3,1 г/л [18; 19].

Водоносний горизонт поліських відкладів рифею залягає безпосередньо на породах кристалічного фундамент. Водовміщуючі породи представлені піщаниками, що перешаровуються алевролітами і аргілітами, глибина залягання яких зростає до 200-240 м. Води хорошої якості, у верхній частині переважно гідрокарбонатно-кальцієві з мінералізацією в районах неглибокого їх залягання від 0,5 до 2,5 г/л і загальною жорсткістю 4 мг-екв. Живлення здійснюється за рахунок інфільтрації атмосферних опадів і, частково, за рахунок підтоку тріщинних вод кристалічних порід. Цей водоносний горизонт має велике значення для централізованого водопостачання [18; 20].

Вивчаючи гідрогеологічні особливості річкового басейну Боркової, слід зауважити, що формування природних ресурсів підземних вод верхніх гідродинамічних зон визначається багатьма факторами, серед яких є геоморфологічні (орографічні) особливості і річкова мережа території. Геоморфологічні особливості в значній мірі визначають інтенсивність стоку підземних вод, а річкова сітка контролює основні напрямки стоку і суттєво впливає на умови розвантаження підземних вод верхніх гідродинамічних зон.

Формування флори і ґрунтово-рослинного покриву басейну, як і всього Рівненського Полісся, відбувалося головним чином у льодовиковий та післяльодовиковий час. Реліктів більш ранніх епох збереглося дуже мало: очевидно, дольодовикові рослини не витримали суворих умов прильодовикових тундро-степів, які панували на півночі України протягом активних фаз розвитку плейстоценових зледенінь. На досліджуваній території переважають дерново-підзолисті ґрунти, поширені лучні, лучно-болотні, торфувато-болотні та торфово-болотні ґрунти [17; 18; 19].

Дерново-підзолисті ґрунти сформувалися переважно під лісами за участю трав’яної рослинності, що зумовило одночасний прояв двох протилежних процесів ґрунтотворення: з одного боку – підзолистого, при якому руйнуються мінеральні й органічні частини ґрунту, а з іншого – дернового, який сприяє нагромадженню органічних та мінеральних (насамперед карбонатних) речовин у ґрунтовій товщі.

Лучні ґрунти зустрічаються по всій території басейну, займаючи низькі (часом і високі) рівні заплав, днища балок і фрагментарно – окремі ділянки надзаплавних річкових терас та знижених вододілів (особливо на Поліссі). Формуються переважно під трав’янистою рослинністю на алювіальних та делювіальних відкладах в умовах надмірного тимчасового зволоження. Дерново-карбонатні ґрунти (рендзини) мають високий ступінь насиченості кальцієм, більше гумусу і поживних речовин. Поширюються фрагментарно на високопіднятих відкладах крейди у басейні р. Боркова. Найбільше поширення у межах басейну мають низинні торфовища, на долю яких припадає понад 90% всього болотного фонду. Найбільший розвиток в описуваному регіоні мають осоково-гіпнові, пізнотравно-осокові, очеретяні та деревно-очеретяні різновиди низинних торфовищ.

Аналіз водно-фізичних та фізико-хімічних властивостей ґрунтового покриву водозбірної території р. Боркова свідчить, що переважна більшість ґрунтових різновидів може досить ефективно використовуватися у сільськогосподарському виробництві, але тільки за умови штучного їх поліпшення, тобто застосування науково обґрунтованої системи гідротехнічних та хімічних меліорацій.

Для кожного типу ґрунту характерні певні різновиди рослинного покриву, ступінь господарських перетворень, які впливають на рухливість хімічних речовин та елементів, інтенсивність ерозійних процесів.

Сучасна рослинність досліджуваної території включає одночасно бореальні, неморальні європейські, степові і монтанні види. Так, широкий розвиток мають сосна звичайна, ялина європейська, берези пухнаста і бородавчаста, які представляють бореальні угрупування, а поряд з ними співіснують дуб звичайний, граб звичайний, липа європейська та інші неморальні види деревної рослинності. Ще більший спектр суміші рослинних видів простежується через видовий аналіз чагарникової та трав’яної рослинності (додатки Б, В, Г) [31].

Під лісами у басейні р. Боркова зайнято 57 % території басейну (87,36 км².). Лісові ресурси на території басейну розміщені дуже нерівномірно. В основному зосереджені у його периферійній частині (ближче до вододілів) та у нижній течії річки Боркової. У 1925 р. ліси займали 85,5 % водозбору (130,777 км²). Лісові масиви були лише відсутні біля сіл Корчин, Берестовець, Маща, Кам’яна Гора. У лісовому покриві області чільне місце займають хвойні породи (60%). Скромнішу роль відіграють м’яколистяні (21%) та твердолистяні (11%). Аналіз динаміки лісопокритих площ показує, що за останні десятиріччя вони мало змінилися.

Найбільше поширення на території басейну мають соснові ліси (бори). За флористичним складом виділяють кілька різновидів сосняків: зелено-мохові, лишайникові, складні та сфагнові сосняки [18; 24; 31].

Зелено-мохові сосняки характеризуються виключним пануванням сосни у деревному ярусі (зімкнутість крон сягає 0,7-0,8), незначним розвитком (а часто й повною відсутністю) підліска, добре виявленими трав’яними ярусами (чорниця, верес, папороть тощо) і нерівномірним розвитком мохового покриву (переважно брієві мохи). Сухі лишайникові сосняки відрізняються певним розрідженням крон деревного ярусу (зімкнутість не перевищує 0,5-0,7), наявністю поодиноких кущів, відчутним розрідженням і зміною видового складу травопокритих площ (як правило, типчаком овечим, чебрецем звичайним та іншими травами вкрито не більше 20-30% площі у таких лісах), добре виявленим мохово-лишайниковим ярусом (листяні мохи, кущисті лишайники).

Численні зниження поверхні у басейну значною мірою вкриті одноярусними сфагновими сосняками, де крім сосни часто зустрічається береза пухнаста. По всій території басейну зрідка зустрічаються двоярусні складні сосняки (субори, сугрудки), де перший деревний ярус складають високобонітетні сосни, а у другому переважають дуб звичайний та граб. Серед трав найбільш поширена чорниця. Моховий покрив розвинений фрагментарно. Особливо розвинені дубово-ліщинкові типи складних сосняків.

Досить поширені на досліджуваній території широколистяно-хвойні та хвойно-широколистяні лісові масиви.

Широколистяно-хвойні ліси представлені двома різновидами – двоярусними дубово-сосновими лісами (перший ярус – високобонітетні сосни, другий ярус – дуб звичайний, розвинений ліщиновий підлісок, розрід­жений трав’яний покрив) та грабово-дубово-сосновими триярусними лісами, де у першому ярусі домінує сосна звичайна, у другому – дуб звичайний, а у третьому – граб. Висока зімкнутість крон (0,8-0,9) зумовлює майже повну відсутність підліска та значну розрідженість трав’яного покриву.

Хвойно-широколистяні ліси представлені лише одним різновидом – сосново-дубовими лісами, де основу деревостану складає дуб звичайний за участю сосни звичайної. У таких лісах підлісок розвинений слабо; у трав’яному ярусі переважають типові для поліських хвойних лісів чорниця, брусниця, папороті, а моховий покрив дуже розріджений. Дубові ліси (діброви) представлені заростями дуба звичайного і зустрічаються по всій території басейну локально, утворюючи так звані чагарничкові діброви, де поряд з дубом зустрічається граб, а основу потужного підліска становлять ліщина, бруслина, вовче лико, крушина.

Друге (після лісів) місце серед природних рослинних асоціацій басейну посідають луки. Останні майже завжди носять вторинний характер, формуючись на місці вирубаних мішаних і широколистяних лісів (виняток становлять лише сосняки, після вирубки яких утворюються трав’яні або чагарничкові пустища). Суходільні луки виникли на місці знищених суборів, сугрудків та грудів і займають підвищені ділянки поліських межиріч (вершини та схили окремих горбів, пасм тощо). Низинні луки займають зволожені пониження межиріч та околиці крупних болотних масивів. Утворюються вони на місці винищених сирих лісів, насамперед чорновільхових, а також на деградуючих (підсушених) масивах низинних боліт. За флористичними особливостями розрізняють три основних різновиди низинних луків: болотисті, торф’янисті та пустищні. Болотисті низинні луки поширені головним чином на зниженнях других надзаплавних терас. Трав’янисті низинні луки переважно зосереджені на широких плоских низинах, зволожуваних поверхневими водами. Пустищні низинні луки формуються у комплексі з торф’янистими. Основу густого, дво-триярусного травостою утворює біловус. Ці луки теж мають добре розвинутий моховий покрив [31].

Заплавні луки утворюються майже виключно на місці вирубаних заплавних лісів. Справжні заплавні луки займають здебільшого прируслові та центральні частини заплав. Мають високі травостої, переважно різнотравно-злакові (лучнокостричники, біломітличники, лучнотонконіжники та ін.). Болотисті заплавні луки зосереджуються головним чином у притерасних та міжгрядових зниженнях річкових заплав, а також займають узбережжя численних стариць.

Значний розвиток боліт визначає одну з специфічних рис природи річкової системи Боркової. За генезисом рослинного покриву та за положенням у рельєфі на території басейну найбільше поширення мають низинні або евтрофні болота. Трав’янисті болота сформовані переважно безлісними осоковими та злаково-осоковими травостоями в умовах надмірного зволоження. Трав’яно-мохові болота теж формуються в умовах надмірного зволоження у притерасних зниженнях та вздовж реліктових річкових долин. Характеризуються широким розвитком гіпново-мохового (часом сфагнового) рослинного покриву. Найбільше поширення мають кореневищно-осоково-гіпнові болота. Лісові низинні болота зустрічаються переважно у межах вододільних та терасових знижень. Невеликими масивами зустрічаються чагарникові низинні болота, сформовані на згарищах та вирубках лісів, а також на осушених масивах трав’яних і трав’яно-мохових боліт. Сучасні рослинні асоціації території басейну мають на собі відбитки значного антропогенного впливу, тому потребують більшої уваги щодо проблем збереження їхнього видового розмаїття та чисельності (додаток В).

2.2. Господарська діяльність як чинник трансформації

річкової системи

Річки тісно пов’язані з економікою прилеглих територій і відіграють значну роль у розвитку соціального середовища. В той же час всебічне використання біоресурсів річок, їх зарегулювання, відбір води на господарсько-побутові потреби, а також перетворення річок на колектори стічних вод порушили їх природний стан. Річки стали забрудненими, спрямленими, мілководними, з поганою якістю води, збідненим органічним світом. Надміру інтенсивне використання в народному господарстві як самих річок, так і водозборів порушує їх природний гідрохімічний та гідробіологічний режим, зменшує водність і глибину, річки замулюються і заростають, збільшується їх евтрофікація. Відмічено повсюдне забруднення річок господарсько-побутовими стоками, які вміщують величезну кількість органічних та біогенних елементів.

Важливим чинником сучасного стану малих річок є меліоративні роботи. Нищівного удару меліораторів зазнали болота, особливо заплавні, був знищений природний стан багатьох заплав, здебільшого їх переорано. Відомо, що в результаті меліорації в руслах річок змінюється гідравлічна структура потоку [35], а це, в свою чергу, може сприяти або запобігати розвитку руслових деформацій; порушується природне життя річки: змінюються умови стоку води та наносів, знижується або втрачається її самоочисна здатність тощо. На сьогодні всі річки басейну Боркової мають прямолінійні русла, що зумовлено антропогенним впливом – спрямлювальними роботами, тоді як на початку дослідницького періоду (1925 р.) річки мали природні (звивисті) обриси своїх річищ [18].

У межах басейну Боркової найактивніші осушувальні меліорації проводилися у 50-70-их рр. минулого століття. При осушувальній меліорації малі водотоки часто використовують як водоприймачі меліоративної мережі, завдяки чому зростає густота річкових систем. Досить часто широкомасштабна меліорація (особливо, якщо вона здійснюється на малих водозборах) порушує сталу рівновагу в екологічній системі [11; 18; 20; 24].

Так, на досліджуваному водозборі у результаті меліоративних робіт площа боліт та заболочених земель скоротилася у 22,6 раза (в 1925 р. вона становила 72,16 км², а в 2006 р. – 3,19 км²). Дослідження, проведені після меліорації та осушення долин і водозборів, показали, що в тих місцях, де стало менше боліт, рівень ґрунтових вод, а отже, й базис ерозії річок, різко знизилися. Невеличкі ж болота, що залишилися незайманими серед осушених масивів, виявилися нездатними підтримувати рівень ґрунтових вод, вони втрачають вологу, висихають, під впливом пилових бур, які перевівають торф, швидко мінералізуються. Знижується рівень вод по всій території меліорованої річки, про що свідчить висихання раніше повноводних криниць [18; 20].

Величезної шкоди сприятливому режимові річок завдає розорювання заплав, особливо якщо воно поширюється до самого урізу води. По зораних та осушених долинах і заплавах під час дощів і танення снігу тепер прямо в річки потрапляє маса змитого матеріалу, що містить органіку, всілякі отрути і пестициди (додаток В). Рівнинність заплав Боркової та мала розчленованість рельєфу водозбору є своєрідними стабілізаторами геоекологічного стану річки. Порівняно невисокий ступінь розораності (менше 35 %) території теж сприяє збереженню екологічної рівноваги у флювіальній басейновій системі.

У структурі сільськогосподарських угідь поліських водозборів значну частку займають сіножаті й пасовища. Випасання великої рогатої худоби, коней чи дрібних тварин здійснюється по всій території басейну. Відсутність спеціальних пасовищ, неспроможність утриму­вати тварин прив’язним способом призводить до того, що тварин випасають в прибережних смугах та заплавах. Відновлення на таких ділянках рослинного покриву, відбува­ється дуже повільно, а при щорічному випасанні в одних і тих же місцях вже помітні ділянки з відсутністю відростання рослин. Отже, це загрожує зміні видового складу рослинного покриву та призводить до його дег­радації. При цьому відбувається часткове або повне знищення рослин.

Негативний вплив на геоекологічний стан флювіально-басейнової системи Боркової має зменшення площ лісів – у 1,5 раза за обліковий період (1925-2006 рр.). Крім землеробства та лісогосподарської діяльності, на формування еколого-геоморфологічної ситуації помітний вплив має тваринництво. На досліджуваній території тваринницькі ферми розташовані біля сіл Новий Берестовець, Глажева. Потрапляючи до річок сільськогосподарські стоки несуть органіку, біогенні речовини, що, як правило, сприяє інтенсивній евтрофікації водотоків.

Костопільщина здавна відома покладами базальтів, які і сьогодні інтенсивно розробляються. Однин із кар’єрів з видобутку базальтів діє в с. Берестовець, що в басейні р. Боркова. Унікальність цього будівельного каменю полягає в тому, що він придатний не тільки для виробництва таких будівельних матеріалів, як будівельна шашка, формак, але й є сировиною для виготовлення базальтового волокна, мінеральної вати та різноманітних виробів каменеливарного виробництва. Збільшення поселенського навантаження у басейні Боркової зумовлене збільшенням кількості населених пунктів та зростанням їхніх площ. У 1925 р. нараховувалося 6, у 2006 р. – 9 населених пунктів. У 70-80-их рр., визнання неперспективності значної кількості малих поселень і зумовлений цим їхній занепад і відтік сільського населення у міста сприяли зменшенню дрібних поселень (хуторів, малих сіл) у поліських районах. Одне із сіл досліджуваної території – Болярка зникло, натомість розрослися інші поселення. У 1925 р. сумарна площа населених пунктів у басейні становила 3,1653 км², у 2006 – 7,2016 км².

З розвитком поселенського навантаження безумовно пов’язане зростання густоти автошляхів. Станом на 1925 р. у басейні Боркової були відсутні дороги з твердим покриттям, у 2006 р. їхня сумарна протяжність перевищує 40 км. У субмеридіональному напрямку через верхню частину басейну проходить автомобільна дорога з поліпшеним покриттям сполученням Рівне-Сарни. Довжина залізниць не змінилася – 11 км. Натомість зменшилася довжина ґрунтових доріг. Це пов’язано з удосконаленням покриття доріг, які раніше були ґрунтовими та ліквідацією тих ґрунтових доріг, які втратили актуальність за рахунок появи нових автошляхів з поліпшеним покриттям [18; 20].

Таким чином, з усіх видів господарської діяльності найбільший вплив на стан річки та динаміку її функціонування мають меліоративні роботи, здійснені у другій половині минулого сторіччя. Антропогенізація флювіально-басейнової системи Боркова пов’язана також зі збільшенням площі населених пунктів, доріг з твердим покриттям, збільшенням кількості та потужності сільськогосподарських підприємств у межах водозбору.

2.3. Різночасові параметри структури річкової системи Боркова

Структурний аналіз річкової системи Боркова (р. Боркова – права поліська притока р. Горинь, площа басейну – 158,2 км²) здійснювався уродженцями Рівненщини проф. І.П. Ковальчуком та Т.С. Павловською на основі порівняння різночасових (1927 р., 2006 р.) топокарт з використанням порядкової класифікації річок Філософова-Стралера. Вихідною одиницею для ідентифікації річкових систем є порядок водотоку, який дає усереднене уявлення про розмір річки. За цією схемою водотоком першого порядку вважають елементарний нерозгалужений потік b₁. Водотік другого порядку b₂ утворюється від злиття двох потоків першого порядку (b₁). Водотік третього порядку b₃ утворюється від злиття двох водотоків другого порядку (b₂) і необмеженого числа допливів нижчого рангу. Така формалізація річкової мережі дозволяє з’ясувати закономірності її супідрядності і дає конкретну кількісну оцінку гідромережі [12; 18].

Вивчення параметрів структури гідромережі здійснено І.Ковальчуком, Т.Павловською та передбачало: 1) визначення рангу річкової системи на різних часових зрізах; 2) підрахунок кількості різнопорядкових водотоків станом на 1927 і 2006 рр.; 3) вимірювання довжин цих водотоків; 4) визначення коефіцієнтів трансформації кількості водотоків та коефіцієнтів трансформації довжини водотоків.

Отримані параметри дозволили виявити масштаби розвитку трансформаційних процесів у структурі річкової системи.

Станом на 1927 рік річкова система Боркова мала ІІ-ий порядок. За кількістю водотоків у структурі гідромережі переважали річки I-го порядку (83,3 % від загальної кількості). Але за сумарною довжиною домінували водотоки ІІ-го рангу (66,9% від загальної протяжності річкової системи). На річки І-го порядку припадало 33,1 % (табл. 2.1). Середня довжина елементарних водотоків (річок І-го порядку) становила 1,6 км [18; 20; 24; 26].

У річковій системі нараховувалось всього 6 водотоків, із них водотоків І-го порядку – 5, водотоків ІІ-го рангу – 1. Оцінюючи складність структури річкової системи [9] в 1927 р., констатуємо, що реальне число річок різних порядків (6 одиниць) в 2 рази перевищує мінімально необхідне (3 одиниці) для порядкоутворення.

Таблиця 2.1

Параметри структури р. Боркова станом на 1927 р.

(за І. Ковальчуком, Т.Павловською)

У 2006 р., порівняно з попереднім часовим зрізом, досліджувана гідромережа збільшила свій порядок на два ступені (з ІІ-го річка перейшла у ІV-ий ранг). За кількістю і за довжиною переважають водотоки І-го порядку (відповідно 72,2 % і 57,3 %) (табл.2.2). Середня довжина елементарних водотоків 1,2 км, що менше, ніж у 1927 р. Зменшення цього показника пояснюється збільшенням кількості коротких штучних водотоків – меліоративних каналів [18; 20; 24; 26].

Таблиця 2.2

Параметри структури р. Боркова станом на 2006 р.

(за І. Ковальчуком, Т.Павловською)

Річки ІІ-го порядку нараховують 20 водотоків і складають 20,6 % від загальної кількості річок у гідромережі. Їхня сумарна довжина 30,4199 км, що становить 20 % від загальної довжини річкової системи. На водотоки ІІІ-го порядку припадає 6,2 % загальної кількості і 8,5 % загальної довжини водотоків. Річки ІV-го порядку мають 1,0 % за кількістю та 14,2 % за довжиною (табл. 2). Аналіз кількості водотоків показав, що зі зростанням порядку водотоків зменшується їхня частка у структурі гідромережі. Що ж до сумарної довжини однопорядкових річок, то, як бачимо, водотоки ІV-го рангу за довжиною випереджають річки ІІІ-го порядку (рис. 2.1).

1927 р.

1927 р.

Рис. 2.1. Різночасові параметри структури р. Боркової

Реальна кількість водотоків різних порядків становить 97, тобто у 6,5 раза більша від мінімально необхідного для порядкоутворення (15). З цього випливає, що річкова система Боркова має підвищену складність, і це дає їй змогу досить довго підтримувати рівноважний стан за умови раціонального природокористування у басейні.

Аналіз коефіцієнтів трансформації сумарної кількості та протяжності річок у річковій системі Боркова в період з 1927 до 2006 року вказує на зростання кількості водотоків різних рангів та їх довжин. Коефіцієнт трансформації кількості водотоків у гідромережі становить +1516,7 %, коефіцієнт трансформації загальної довжини водотоків – + 521,8 %. У розрізі різнорангових водотоків кількісні показники змін можна визначити лише для водотоків І-го і ІІ-го рангів, оскільки річок вищих рангів у 1927 р. не існувало. Щодо кількості водотоків, то більш масштабні зміни відбулися з водотоками ІІ-го рангу (їхній коефіцієнт трансформації становить +1900 %). Що стосується довжини однорангових річок, то більших змін зазнали водотоки І-го порядку (+977 %).

Позитивні коефіцієнти трансформації вказують на збільшення кількості і довжини водотоків. Як зазначалося вище, ці зміни відбулися за рахунок будівництва нових річок-каналів та подовження існуючих водотоків природного чи антропогенного походження. За рахунок таких змін сумарна довжина гідромережі зросла у 6,2 раза, а кількість водотоків – у 16,2 раза (рис. 2.2).

а)

б)

Рис. 2.2. Структура річкової системи Боркова станом на:

а) – 1927 р., б) – 2006 р. (за І. Ковальчуком, Т.Павловською)

Таким чином, здійснений аналіз річкової системи Боркова дозволив виявити зміни її структури у просторі та часі, масштаби та спрямування цих змін (прогресивна трансформація [13]). Домінуючим чинником у процесі трансформації річкової системи, безумовно, є антропогенний вплив. Однак для оптимізації регіонального природокористування необхідно глибше проаналізувати характер антропогенного навантаження на річково-басейнову систему за визначений період часу. Це завдання є наступним кроком у наших дослідженнях минулого й сучасного геоекологічного стану флювіальної басейнової системи Боркової з метою прогнозування її подальшого розвитку.

РОЗДІЛ IІІ

ВИЗНАЧЕННЯ МОРФОМЕТРИЧНИХ ТА

ГІДРОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РІЧКИ БОРКОВА

3.1. Вимірювання ширини та глибини річки Боркова

Загальна довжина річки 19 км. Ширина річки невелика і коливається від 3,5 до 7 метрів. Глибина – від 0,5 до 2 метрів. Береги річки заввишки 0,1-0,3 м. Річка в посушливі та холодні роки пересихає і перемерзає.

Незначні схили поздовжнього профілю річки обумовлюють повільну та спокійну її течію – в средньому 0,5-0,8 м/с. Провідна роль в живленні належить талим сніговим водам. Снігове живлення дає 55-60% річного стоку, близько 35-40% річного стоку припадає на долю ґрунтового живлення і лише незначну частину річного стоку (10-15%) становлять дощові води.

Притоки досліджуваного басейну являються мілководними. Головна причина мілководності – занадто інтенсивна господарська діяльність на водозборах, що виражається у значній вирубці лісів та розорюванні земель і, як наслідок, широкий розвиток ерозії.

Для визначення глибини річки та ширини русла застосовуються різні методики.

Найпростішим способом являється визначення глибини за рослинним покривом. Різні водяні рослини на ріках, озерах, водосховищах і морях ростуть на визначеній глибині. Це особливо яскраво виражено, коли не змінений горизонт води, відсутні вітер та хвилі [14]. Рослинний покрив прісноводних водойм за цією ознакою можна поділити на чотири групи:

• прибережні рослини, які ростуть на глибині до 1 м (осока, стрелолист, рогіз та ін.)

• очерет, який росте на глибині до 2 м в озерах та водосховищах із постійним ровнем води и на глибині до 3 м при змінному горизонті води (очерет озерний, хвощ та ін.)

• водяні лілії – біле латаття, кубішки – ростуть у водосховищах і озерах на глибині до 3-4 м. Кубішка росте на більш глибоких місцях, ніж біле латаття. Синьо-зелені водорості ростуть на глибині понад 4 м.

На малих річках рослинність росте зазвичай так, що на поверхні води по стрежню її або мало, або взагалі нема.

Для вимірювання глибини річки прямими вимірами використовують водомірну рейку або розмічений шнур. Оскільки глибина досліджуваної річки не перевищувала 1 м, для вимірювання даної характеристики нами використовувалась водомірна рейка. Вимірювання глибини проводилось з мосту (с. Новий Берестовець) та переходячи річку вбрід (пасовище, с. Кам’яна Гора).

Для визначення ширини річки та розташування промірних точок використовувалась мірна рулетка. Промірними називаються точки, в яких вимірюється глибина річки. Кількість промірних точок для досліджуваної річки визначалась наступним чином: на руслі річки шириною понад 10 м – через 1 м, на руслі річки шириною 1-10 м – через 0,5 м, для річки чи струмка шириною до 1 м достатньо 2-3 промірних точок [14].

На вибраній ділянці досліджуваної річки упоперек течії натягується мірна рулетка, по якій визначалась ширина річки. Відповідно до вимірів ширини визначалась кількість промірних точок та їх розташування.

Рухаючись вздовж мірної рулетки, у назначених точках опускали промірну рейку до дна і фіксують поділку, на рівні якої знаходиться вода – це і є глибина річки в даному місці [14].

Таким чином, середня глибина р. Боркова становить 1 м, а максимальна − 2,5 м (в нижній течії річки). Средня ширина річки становить 3,58 м, а максимальна – 7,0 м (нижня течія). Заболоченість території особливо у середній та верхній тесіях, а також густа кущова рослинність обмежували підходи до русла річки та не дозволяли провести більш точніші заміри глибин водойми і ширини русла. Тому, в таблиці 3.1 представлені дані тільки з найбільш характерних ділянок.

Таблиця 3.1.

Результати вимірювання глибини та ширини річки Боркова на ділянках 16.07.2016 р.

3.2. Поперечний профіль русла річки Боркова

Поперечний переріз русла - площина, перпендикулярна до напрямку течії потоку і обмежена зверху рівнем води в річці, спічу і з боків дном і укосами русла

За результатами вимірювань ширини і глибини річки можна побудувати поперечний профіль русла річки і обчислити площу водного перерізу, тобто перетин потоку річки уявною площиною в місці промірної ділянки.

Розрізняють площу живого перетину - при наявності руху води і площу мертвого перетину - при його відсутності. Зрозуміло, що кожному рівню (висоти горизонту води) відповідає свій переріз. Загалом, форми русел можуть мати різний вигляд, що знову ж таки пов’язано з характером ґрунтів, що складають дно долини, та інтенсивністю бічної ерозії.

За результатами польових досліджень, які ми проводили влітку 2016 р., побудовані поперечні профілі русел р. Боркова у верхній, середній, нижній течіях та розраховані площі живого перерізу річки.

Поперечний профіль річки у верхній течії побудований за даними ділянки № 1, яка розміщувалася у с. Кам’яна Гора (рис.3.1). Ширина річки на даній ділянці становить 2,5 м. Береги водойми поросли густою вологолюбною рослинністю: різними видами осоки, лютиком їдким, хвощем польовим, підмаренником та ін. Також тут ростуть верби.

На досліджувані й ділянці № 1 було вибрано 4 промірних вертикалі з відрізками між ними 0,5 м. На кожній точці вимірювалась глибина. За результатам промірних рабіт побудовано поперечний профіль річкового русла (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Поперечний профіль русла р. Боркова

(ділянка № 1, с. Кам’яна Гора)

Таким чином, отримали схематичне зображенння водного перерізу річки, площу якого розраховували, як суму площ геометричних фігур, утворених промірними вертикалями: