Про вплив природних чинників на винос солей річками

В останні 15-20 років досить посилену увагу звертають на вплив господарської діяльності на довкілля, що є закономірним і зрозумілим у наш техногенний час. Але при цьому майже забувають про взаємозв'язок і взаємодію між природними чинниками та про їхній вплив на процеси, які протікають у різних сферах Землі, в тім числі в гідросфері. Так, при дослідженнях водного стоку річок у багатолітньому плані шукають причини коливань їхньої водності у зарегульованості русел, осушувальних меліораціях та інших видах господарської діяльності .

В той же час існують потужні природні чинники, які підпорядковують не лише природні процеси на Землі, а і всебічну діяльність людини, в тім числі і в областях безпосереднього її впливу на докілля.

Зокрема активізація будь-якої діяльності на водозборах річок приводить до активізації водної міграції хімічних компонентів, активізації надходжень їх у річки та виносу солей за межі водозборів.

Ми в даному випадку робимо спробу подивитись на один із важливих етапів круговороту речовин у природі – винос солей річками – через призму впливу на ці процеси первинних чинників, які керують рухом мас на земній поверхні.

Генератором усіх природних первинних процесів на Землі є Сонце. В його діяльності, як відомо, чітко визначається циклічність, яка полягає у чергуванні максимумів та мінімумів сонячної активності. В середньому максимум випромінювань настає через кожні 11 років (точніше – через 11,1 року). Після максимуму активність Сонця знижується і доходить до мінімуму. Час між ближніми мінімумами також 11 років [ 3 ].

Зміни в активності сонячного випромінювання викликають 11-річні коливання в магнітній активності Землі, в динаміці біоценозів [ 6 ]. Змінна з 11-річним циклом сонячна активність впливає на загальний характер циркуляції атмосфери і гідросфери на Землі, визначає круговорот води в природі. З цим круговоротом поєднується рух великих мас твердих речовин, які переносяться водними потоками та річками. [ 2 ].

Саме з таких позицій впливу сонячної активності на гідросферу нами розглядається винос солей річковими водами на прикладі р.Случ (права притока Горині) по створу в м.Сарни. Вихідні дані – матеріали гідрометслужби України за період з 1950р. по 1992р. включно. За цими даними отримані середньорічні значення водного стоку та виносу солей і розглядується динаміка виносу останніх у

співставленні з динамікою водного стоку та зі змінами сонячної активності, вираженої числом всіх груп сонячних плям [ 4 ].

Такий розгляд показує, що за весь час спостережень виділяються три періоди у коливаннях витрат води річкою. При цьому закінчення одного періоду, як і циклу, в коливаннях є початком наступного періоду чи циклу (тому на один і той же рік , у тексті посилаємось два рази, оскільки в ньому спостерігався кінець-початок суміжних періодів чи циклів).

Перший період охоплює 19 років (1950-1968 рр.). Він закінчується мінімумом коливань у витратах і характеризується в цілому середніми змінами витрат: від 17,3 м3/с в 1954р. до 63,6 м3/с в 1956р., тобто амплітуда становить 46,3 м3/с.

Другий період (1968-1984 рр.) охоплює повний цикл у коливаннях витрат води (мінімум-підйом-спад-мінімум), рівний 4-ом (1968-1972 рр.), та другий такий же цикл, але рівний 12 рокам (1972-1984 рр.). Цей період характеризується найбільшими коливаннями в динаміці витрат води: від 101,0 м3/с в 1970р. до 30,1 м3/с в 1972 р., тобто амплітуда перевищує 70 м3/с.

Третій період розпочався після мінімуму у витратах води, який спостерігався в 1984р. Цей період ще не закінчився в 1992р. Він, за наявними даними, характеризується найменшими коливаннями в динаміці витрат води: від 53,0 м3/с в 1988р. до 31,40 м3/с в 1987р., тобто амплітуда становить 21,60 м3/с.

Динаміка виносу солей (за концентраціями гідрокарбонатів, сульфатів, хлоридів, кальцію та мінералізацією води) чітко визначається динамікою водного стоку: виділяються ті ж самі три періоди, в межах кожного з яких максимуми і мінімуми виносу солей співпадають з відповідними значеннями витрат води.

Перший період виносу солей (1950-1968 рр.) характеризується середніми величинами в коливаннях виносу: від 582 · 103т в 1956р. до 153,4 · 103т в 1952р. Амплітуда коливань понад 428 · 103т. В цьому періоді виділяється 12-річний цикл сонячної активності, визначений за її мінімумами (1954-1966 рр.). Закінчується перший період мінімумом у коливаннях виносу солей, який спостерігався в 1968р. і співпадає з максимумом сонячної активності, що спостерігався в цьому ж році та являв собою закінчення 11-річного циклу сонячної активності (1957-1968 рр.).

Другий період виносу солей розпочинається мінімумом в 1968р. і закінчується мінімумом виносу солей за мінералізацією води (Si) в 1985р. За цей період спостерігались 11-річний цикл сонячної активності, виділений за максимумами (1968-1979 рр.), 12-річний цикл, виділений за мінімумами в коливаннях витрат води (1972-1984 рр.), 10-річний цикл за максимумами виносу солей, найбільш виразно спостережений за максимумами виносу кальцію (1970-1980 рр.). Цікаво, що ці максимуми співпадають з максимумами сонячної активності в 1970р. і в1980р. (табл.).

Таблиця. Винос солей р.Случ біля м.Сарни в співставленні з витратами води та активністю Сонця

У другому періоді спостерігались найбільші коливання у виносі солей. Так, у 1970р., ознаменованому одним з максимумів сонячної активності, було винесено гідрокарбонатів 544,3 · 103т, сульфатів 75,1 · 103т, хлоридів 68,1 · 103т, кальція 147,6 · 103т. Загальна кількість солей, які були винесені в 1970 р., становили 923,6 · 103т. Проте в 1973р. їх було винесено в 3-4 рази менше, а в 1975 р. – уже в 2-4 рази більше, ніж в 1973 році (див. табл.). Амплітуда коливань виносу солей в другому періоді понад 660 · 103т.

Третій період виносу солей розпочався в межах 1985 і 1986рр. Останній з цих років охарактеризований мінімумом у сонячній активності і закінченням її 11-річного циклу (1975-1986 рр.). За даними астрономів, 1986р. є роком мінімуму і вводить у новий, 22-й, цикл сонячної активності [4 ]. Третій період розпочинається після значного зменшення виносу солей, особливо сульфатів, хлоридів, кальцію і характеризується найменшими коливаннями – від 307,6 · 103т в 1987р. та 355,0 · 103т в 1990р. до 701,41 · 103т в 1991р. Амплітуда понад 393 · 103т.

Одна з особливостей третього періоду – різке зменшення виносу кальцію, а саме: зменшення до величин, рівних виносу сульфатів, чого за попередні часи не спостерігалось. В 1950-1980 рр. винос сульфатів був завжди меншим виносу кальцію.

Більш детальний аналіз впливу 11-річної сонячної активності на винос солей річкою Случ показує наступне.

Мінімуми виносу солей в 1957р. і в 1968р. співпадають з максимумами 11-річного циклу сонячної активності, що спостерігалося в ці роки. Проте в наступні роки, які охоплюють другий період виносу солей, з максимумами сонячної активності, що спостерігались у 1970р. і 1980р., співпадають максимуми виносу солей (в той час максимум виносу солей в 1975р. співпадає з мінімумом сонячної активності, що спостерігався у цьому ж році. Див. табл.).

Дуже важливим у дослідженнях впливу сонячної активності на винос річками солей є визначення тієї частини всіх солей, яка сформувалась під впливом господарської діяльності, тобто за рахунок антропогенної складової. Це великий пласт досліджень, який нині є незатронутим.

Актуальність названої проблеми полягає, з нашої точки зору, в наступному. Максимуми та мінімуми сонячної активності викликають активізацію чи уповільнення процесів у суспільстві, що не може не виразитись конкретними видами діяльності і зрештою в тій чи іншій мірі вплинути на природне середовище, в тім числі на водні ресурси, зосереджені зокрема в річках. Збільшення навантажень на річкові басейни викликає зміни в хімічному складі водного стоку і виносі солей, формуючи їхню антропогенну складову.

І.Баранова та О.Яструбов [ 1 ], розглядаючи історичний розвиток України в ХХ столітті, говорять про чітку закономірність і послідовність змін економічної та політичної активності в державі. Економічні спади та підйоми, за їхніми даними, повторюються закономірно через 12 років, на протязі яких після 4-річного економічного підйому приходила 4-річна стабілізація, тобто сповільнено – постійний період, після чого наставав наростаючий спад, тобто застій економічного розвитку також з 4-річним проміжком часу.

Визначені названими авторами коливання в економічній та політичній активності в Україні на протязі 1957-1992 рр. ми співставили з коливаннями в сонячній активності, щоб потім перейти до співставлення цих коливань з виносом солей річкою. Таке співставлення показує:

а) підйоми в економічному та політичному житті України співпадали з пониженням сонячної активності, які наставали після її максимумів, що спостерігались в 1957-1958 рр., 1968-1970 рр. і 1979-1980 рр. При цьому початки таких підйомів співпадають з названими максимумами;

б) стабілізація наставала з подальшим пониженням сонячної активності і закінчувалась у межах її мінімумів (співпадала з її мінімумом або спостерігалась трохи раніше чи пізніше), які мали місце в 1965 р., 1975 р. і 1986 р.;

в) спади в економічному та політичному житті України пов'язані з фазами підвищення сонячної активності, які наставали після мінімумів і закінчувались максимумами.

У зв'язку з наведеним звертає на себе увагу закінчення першого і початок другого періодів виносу солей рікою. Межа між ними, про що уже йшлося, є 1968р. охарактеризований максимумом у сонячній активності і мінімумом у витратах води та виносі солей. Після 1968р. настає різкий підйом у витратах води та виносі солей. Цей підйом досягає максимумів в 1970р. Після 1968р. досить помітно зростають значення, які характеризують коливання виносу хлоридів (див. табл.). Співставлення тенденції росту цих значень в 1968-1985рр. з тенденцією зменшення витрат води річки дає нам підставу стверджувати, що збільшення виносу хлоридів за ці роки відбувається за рахунок антропогенних чинників.

Підтвердження сказаному є виконані нами раніше дослідження, які показали, що саме в ці роки за рахунок всіх антропогенних чинників формувалось 40-60% хлоридів, котрі виносились річками Українського Полісся, а в загальній антропогенній складовій цих солей 80-90% формувалось за рахунок осушувальних меліорацій [ 5 ].

Наведене є цікавим тому, що в 1966р., як відомо, відбувся травневий Пленум ЦК КПРС, який затвердив програму широкомасштабних меліорацій в Радянському Союзі. Цю програму дуже активно почали реалізовувати в Україні, особливо в Українському Поліссі.

Як бачимо, початок активізації осушувальних меліорацій в Українському Поліссі настав після мінімуму сонячної активності, що спостерігався в 1965р., і співпадає з її підйомом та масимумами в 1968-1970 рр. З початком і подальшою активізацією осушувальних меліорацій співпадає посилення виносу хлоридів, а також сульфатів, натрію і магнію [ 5 ] річками Прип'ятьського Полісся Укоаїни. В цей же час активізувався водний стік р.Случ (див. табл.).

У доповнення сказаному варто навести роки “глобальних персональних змін у владних структурах” [ 1 ] у поєднанні з фазами сонячної активності: 1953р. – смерть Сталіна і початок десталінізації, в 1954р. – мінімум сонячної активності; 1965р. – відставка Хрущова і закінчення політичної “відлиги” (мінімум сонячної активності в 1965р. і початок її підйому).

На цьому фоні зрозумілим виглядає наше посилання на 1966р., після якого активізувалися осушувальні меліорації, що стали важливим чинником збільшення виносу солей ріками Прип'ятського Полісся України, в тім числі р.Случ.

ВИСНОВКИ. Спостерігається певний вплив сонячної активності на динаміку виносу солей річками. Він проявляється в першу чергу через динаміку витрат води річкою. Найбільш виразні фази у динаміці виносу солей співпадають як з мінімумами, так і з максимумами сонячної активності.

Антропогенна складова солей, котрі виносяться річками, формується під впливом господарської діяльності, активність якої поєднується зі змінами економічної та політичної активності в державі, що в свою чергу визначається сонячною активністю. Уявляється такий зв'язок: активність Сонця ® активізація діяльності людини ® посилення діяльності на водозборах ® активізація формування антропогенних складових стоку хімічних компонентів. Першопричиною формування антропогенних складових у хімічному річковому стоці є потужній природний чинник – діяльність Сонця.

Список літератури

1. Баранова І., Яструбов О. Доживемо до 2001року, ощасливимось.- Голос України, 09.11.1997 р., №233 /1733/. 2. Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных А.С., Прохоров В.Г. Краткий справочних по геохимии. – М.: Недра, 1970.- 280 с. 3. Волынский Б.А. Астрономия. М.: Просвещение, 1971.- 208с. 4. Гневышева Р.С. Солнечная активность в 1986 и 1988 гг. – Астрономический календарь, вып. 93, 1990.-с.184-191. 5. Закревский Д.В. Оценка влияния осушительных мелиораций на химический состав речных вод. – Мелиорация и водное хозяйство, 1992, вып. 76, с.66-71. 6. Максимов А.А. Природные цыклы. Причины повторяємости екологических процессов. Л.: Наука, 1989. –236 с.