Вплив сучасних кліматичних змін на характеристики...

Гребінь

Василь Васильович, доктор географічних наук,

професор кафедри гідрології та гідроекології

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Кафедра гідрології та гідроекології

ВПЛИВ СУЧАСНИХ КЛІМАТИЧНИХ ЗМІН НА

ХАРАКТЕРИСТИКИ ГІДРОЛОГІЧНОГО

РЕЖИМУ РІЧОК УКРАЇНИ

Актуальність теми

Більшість гідрологічних розрахунків зводиться до оцінки режимних характеристик з метою гідротехнічного та водогосподарського проектування, а також планування заходів по використанню та охороні водних ресурсів. Методологія таких оцінок базується на статистичній обробці даних спостережень за попередній період, гідрологічні характеристики якого поширюються на час експлуатації або планування майбутніх заходів. Такий підхід виходить із уявлення про стаціонарність кліматичних умов формування річкового стоку.

Обґрунтованість такого підходу в даний час викликає значні сумніви у зв’язку із змінами клімату, що відбуваються в останні десятиріччя XX, на початку XXI сторіччя. Найбільший інтерес мають не стільки масштаби можливого глобального потепління, скільки його наслідки для зміни зонального перерозподілу випаровування та, особливо, атмосферних опадів. У зв’язку з цим, до найбільш актуальних завдань відноситься виявлення закономірностей гідрологічного режиму річок на фоні потепління, що відбувається, та оцінка цих змін на перспективу.

2

3

4

Схема ландшафтно-гідрологічного

районування території України

5

Ієрархічна структура ландшафтно-гідрологічних

систем в межах України Ландшафтно-гідрологічна

зона (гірська країна)

Ландшафтно-гідрологічна

провінція

Ландшафтно-гідрологічний район

Мішанолісова

волога

Прип‘ятська

Деснянська

Широколистолісова

волога Бузько-Дністровська

Волинський височинний

Розтоцько-Опільський височинний

Лісостепова

недостатньо зволожена

Дністровсько-Дніпровська Подільсько-Придніпровський височинний

Центральнодніпровський височинний

Лівобережно-Дніпровська

Центральнодніпровський низовинний

Полтавський рівнинний

Східноукраїнський схилово-височинний

Степова

посушлива

Нижньобузько-Дніпровська

Дніпровсько-Сіверськодонецька Нижньодніпровський низовинний

Сіверськодонецький схилово-височинний

Причорноморсько-Приазовська

Причорноморський низовинний

Приазовський височинний

Донецький височинний

Кримський низовинний

Карпатська гірська

значно зволожена

Прут-Дністровська

Тисо-Латорицька

Кримська гірська

достатньо зволожена Гірсько-Кримська

6

Осереднена різницева інтегральна крива відхилень

від середнього багаторічного значення

середньої річної температури повітря в межах

України

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

1951

1954

1957

1960

1963

1966

1969

1972

1975

1978

1981

1984

1987

1990

1993

1996

1999

2002

2005

Роки

Сум

ар

не в

ідхи

лен

ня

від

сер

ед

нь

ого

бага

то

річ

но

го з

нач

ен

ня

7

Зміни середньої річної температури повітря в межах

окремих ЛГП за період 1989-2010 рр.

по відношенню до попереднього періоду

8

Зміни середньої температури повітря зимового

сезону в межах окремих ЛГП за період 1989-2010 рр.

по відношенню до попереднього періоду

9

Осереднена різницева інтегральна крива відхилень

від середнього багаторічного значення

річної суми атмосферних опадів в межах України

-1,4

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

1951

1955

1959

1963

1967

1971

1975

1979

1983

1987

1991

1995

1999

2003

Роки

Сум

ар

не в

ідхи

лен

ня

від

сер

ед

нь

ого

бага

то

річ

но

го

зн

ач

ен

ня

10

Відношення кількості опадів весняного періоду в

межах окремих ЛГП за період 1989-2010 рр.

по відношенню до попереднього періоду

11

Відношення кількості опадів осіннього періоду в

межах окремих ЛГП за період 1989-2010 рр.

по відношенню до попереднього періоду

12

Середня по басейну Дніпра частка окремих видів

живлення

для років певної забезпеченості

двох характерних періодів

40

52

38

43

43

54

40

59

21

23

16

24

21

24

27

21

39

25

46

33

37

33

21

22

II

I

II

I

II

I

II

I

cер

ед

нє

75

75

50

50

25

25

Заб

езп

ечен

ість

ро

ку

Частка живлення

підземне

дощове

снігове

13

Зміна частки (%) підземного живлення у річному стоці

за два характерні періоди

14

Осереднена різницева інтегральна крива відхилень

від середнього багаторічного значення

середніх річних витрат води річок в межах України

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1955

1958

1961

1964

1967

1970

1973

1976

1979

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006

Роки

Сум

ар

не в

ідхи

лен

ня

від

сер

ед

нь

ого

бага

то

річ

но

го

зн

ач

ен

ня

15

Осереднені гідрографи стоку води

р. Десна – м. Чернігів

за два характерні періоди

0

50

100

150

200

250

300

01.0

1.00

01.0

2.00

01.0

3.00

01.0

4.00

01.0

5.00

01.0

6.00

01.0

7.00

01.0

8.00

01.0

9.00

01.1

0.00

01.1

1.00

01.1

2.00

Ви

трат

а води

, м

3/с

ек

1946-1988 1989-2007

16

Осереднені гідрографи стоку води

р.Прип’ять – с.Річиця

за два характерні періоди

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

01.0

1.00

01.0

2.00

01.0

3.00

01.0

4.00

01.0

5.00

01.0

6.00

01.0

7.00

01.0

8.00

01.0

9.00

01.1

0.00

01.1

1.00

01.1

2.00

Ви

тр

ата

во

ди

, м

ку

б./с

ек

1963-1988 1989-2007

17

Осереднені гідрографи стоку води

р. Случ – м. Сарни

за два характерні періоди

0

50

100

150

200

250

300

01.0

1.00

01.0

2.00

01.0

3.00

01.0

4.00

01.0

5.00

01.0

6.00

01.0

7.00

01.0

8.00

01.0

9.00

01.1

0.00

01.1

1.00

01.1

2.00

Ви

трат

а во

ди

, м

3/с

ек

1946-1988 1989-2007

18

Розподіл (%) термінів проходження

максимумів весняного водопілля за два характерні

періоди

0

10

20

30

40

50

60

70

лю

ти

й

бе

ре

зе

нь

кв

іте

нь

лю

ти

й

бе

ре

зе

нь

кв

іте

нь

лю

ти

й

бе

ре

зе

нь

кв

іте

нь

Прип’ятська Деснянська Дніпровсько-

Сіверськодонецька

Ча

стка

(%

) те

рм

інів

пр

ох

од

же

нн

я

ма

кс

им

ум

ів в

ес

ня

но

го

во

до

піл

ля

до 1989 1989-2007

19

Розподіл (%) термінів проходження

максимумів холодного періоду року за два

характерні періоди

0

5

10

15

20

25

30

35

40

ли

сто

па

д

груд

ен

ь

січ

ен

ь

лю

ти

й

бе

ре

зе

нь

кв

іте

нь

ли

сто

па

д

груд

ен

ь

січ

ен

ь

лю

ти

й

бе

ре

зе

нь

кв

іте

нь

Тисо-Латорицька Гірсько-Кримська

Ча

стка

(%

) те

рм

інів

пр

ох

од

же

нн

я

ма

кс

им

ум

ів х

ол

од

но

го

пе

ріо

ду

до 1989 1989-2007

20

Осереднена різницева інтегральна крива відхилень

від середнього багаторічного значення

максимальних річних витрат води річок в межах

України

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1955

1958

1961

1964

1967

1970

1973

1976

1979

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006

Роки

Сум

ар

не в

ідхи

лен

ня

від

сер

ед

нь

ого

бага

то

річ

но

го

зн

ач

ен

ня

21

Величина максимальних витрат весняного водопілля

річок в межах окремих ЛГП за період 1989-2010 рр.

по відношенню до попереднього періоду

22

Зміна частки (%) весняного водопілля у

внутрішньорічному розподілі стоку

23

Різницева інтегральна крива відхилень від

середнього багаторічного значення середніх річних

витрат завислих наносів р.Десна – м.Чернігів

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1949

1952

1955

1958

1961

1964

1967

1970

1973

1976

1979

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006В

ідхи

лен

ня

від

сер

ед

нь

ого

бага

ор

ічн

ого

знач

ен

ня

24

Різницева інтегральна крива відхилень від

середнього багаторічного значення тривалості

льодоставу

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1949

1952

1955

1958

1961

1964

1967

1970

1973

1976

1979

1982

1985

1988

1992

1995

2000

2003

Від

хи

лен

ня

від

сер

ед

нь

ого

багато

річ

но

го

зн

ач

ен

ня

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

1945

1949

1953

1957

1961

1965

1969

1973

1977

1981

1985

1989

1993

1997

2001

2005

Від

хи

лен

ня

від

сер

ед

нь

ого

багато

річ

но

го

зн

ач

ен

ня

р.Десна – м.Чернігів р. Південний Буг – с. Олександрівка

25

Відношення мінімальних середньомісячних витрат

літньо-осінньої межені за два характерні періоди

26

Відношення мінімальних середньомісячних витрат

зимової межені за два характерні періоди

27

Середні сезонні рівні води по гідропосту

р.Прип’ять – с.Люб’язь за два періоди

(1961-1990 рр. та 1991-2010 рр.)

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

см

Зима Весна Літо Осінь

1961-1990

1991-2010

28

Середня щорічна тривалість затоплення заплави

для двох періодів (1961-1990 рр. та 1991-2010 рр.)

0

20

40

60

80

100

120

140

Тр

ив

ал

ість

, д

об

и

Прип'ять- Прип'ять- Стохід-

Річиця Люб'язь Любешів

1961-1990

1991-2010

29

Середньорічна температура води (ºС) по гідропостах

Верхньої Прип’яті за два періоди

(1961-1990 рр. та 1991-2010 рр.)

9,0

9,2

9,4

9,6

9,8

10,0

10,2

Те

мп

ер

ату

ра

во

ди

, гр

ад

С

Прип'ять- Прип'ять- Турія- Стохід-

Річиця Люб'язь Ягідне Любешів

1961-1990

1991-2010

30

Середня тривалість періоду без льодових явищ по

гідропостах Верхньої Прип’яті за два періоди

(1961-1990 рр. та 1991-2010 рр.)

255

260

265

270

275

280

285

290

Кіл

ькіс

ть д

іб

Прип'ять- Прип'ять- Турія- Стохід-

Річиця Люб'язь Ягідне Любешів

1961-1990

1991-2010

31

Середня тривалість вегетаційного періоду водної

рослинності по гідропостах Верхньої Прип’яті

за два періоди (1961-1990 рр. та 1991-2010 рр.)

164

166

168

170

172

174

176

178

180

182

Кіл

ькіс

ть

діб

Прип'ять- Прип'ять- Турія- Стохід-

Річиця Люб'язь Ягідне Любешів

1961-1990

1991-2010

32

Сезонний розподіл річних мінімумів

за два характерні періоди, (у %)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

весна літо осінь зима весна літо осінь зима весна літо осінь зима

Прип’ятська Нижньобузько-Дніпровська Причорноморсько-

Приазовська

Частка (

%)

річ

ни

х м

інім

ум

ів з

а д

ва

хар

актер

ні

пер

іод

и

до 1989 1989-2007

33

Сезонний розподіл стоку річок

за два характерні періоди, (в %)

Ландшафтно-гідрологічна

провінція

Гідрологічний сезон

весняний літній осінній зимовий

Прип’ятська 50/44 16/18 14/13 20/25

Деснянська 57/43 13/16 14/18 16/23

Бузько-Дністровська 38/33 21/22 18/20 23/25

Дністровсько-Дніпровська 42/34 19/22 18/21 21/23

Лівобережно-Дніпровська 55/45 13/17 13/18 19/20

Нижньобузько-Дніпровська 54/42 12/14 10/18 24/26

Дніпровсько-Сіверськодонецька 49/41 11/16 11/16 29/27

Причорноморсько-Приазовська 41/37 15/19 13/17 31/27

Прут-Дністровська 37/36 33/27 16/22 14/15

Тисо-Латорицька 38/40 22/18 17/21 23/21

Гірсько-Кримська 45/42 14/16 9/14 32/28

34

Лімітуючи часові інтервали,

рекомендовані для водогосподарських розрахунків

Ландшафтно-гідрологічна провінція

Лімітуючи:

період сезон місяць

Прип’ятська VI-II (VI-II ) IX-XI (IX-XI) IX (X )

Деснянська VI-II (VI-II ) VI-VIII (VI-VIII ) VIII (VIII )

Бузько-Дністровська VI-II (VI-II ) IX-XI (IX-XI) IX (X )

Дністровсько-Дніпровська VI-II (VI-II ) IX-XI (IX-XI) IX (IX )

Лівобережно-Дніпровська VI-II (VI-II ) VI-VIII (VI-VIII ) VIII (VIII )

Нижньобузько-Дніпровська V-I (V-I ) IX-XI (V-VIII ) IX (VIII )

Дніпровсько-Сіверськодонецька V-I (V-I ) V-VIII (V-VIII ) VIII (VIII )

Причорноморсько-Приазовська V-I (V-I ) IX-XI (IX-XI) IX (IX )

Прут-Дністровська IX-II (IX-II ) XII-II (XII-II ) I ( I )

Тисо-Латорицька VI-II (VI-II ) IX-XI (VI-VIII ) IX (VIII )

Гірсько-Кримська V-XI (V-XI ) IX-XI (IX-XI) X (X )

35

Висновки

36

- Зміни складових водно-теплового балансу, що відбулися

на території України в останні десятиріччя та є наслідком

кліматичних змін, викликали певні зміни у живленні річок.

- Зменшення частки снігового живлення та зростання частки

підземного сприяли зменшенню частки весняного водопілля

та зростанню меженного стоку.

- Такі внутрішньорічні зміни стоку викликають його

вирівнювання всередині року.

- Під впливом змін клімату відбувається зміна інших

характеристик гідрологічного режиму: стоку наносів,

льодового та термічного режимів.