Байрак Г.
Методи геоморфологічних досліджень

Балансовий метод в геоморфології. Методи ідентифікації ступеня небезпеки і чинників ризику

Балансовий метод

Балансовий метод грунтується на визначенні кількості поступлення і виносу матеріалу в межах досліджуваної території (наприклад, у річковому басейні) за деякий період часу. Різницю між ними називають “балансом”. В екологічній геоморфології найпоширеніші балансові дослідження на річкових водозборах та у руслах рік.

На водозборах визначають співвідношення змиву й акумуляції продуктів ерозії в межах різних морфологічних елементів басейну. Баланс наносів системи “схил – водозбір – русло” розраховують за формулою

Ар + Аз + Wтр + Wрр = Ес - Ас + Ея - Ая + Ед + Еу - Ау - Амс + Wмс + Eр + Wо + Wкр - Акр + Wхім - Wф ± Д,

де Ар – акумуляція наносів у руслі;
Аз – акумуляція наносів на заплаві;
Wтр – об’єм твердих речовин, винесених русловим потоком за межі облікового створу;
Wрр – об’єм розчинених речовин, винесених русловим потоком за межі облікового створу;
Ес – схилова ерозія;
Ас – акумуляція продуктів ерозії на схилах;
Ея – яркова ерозія;
Ая – акумуляція продуктів яркової ерозії у днищах;
Ед – ерозія ґрунтових доріг;
Еу – ерозія улоговин;
Ау – акумуляція наносів у тальвегах улоговин;
Амс – акумуляція наносів, принесених з міських і сільських територій;
Wмс – об’єм матеріалу, винесеного з міст і сіл;
Eр – руслова ерозія;
Wо – матеріал обвальних, зсувних, осипних схилових процесів;
Wкр – матеріал (мінеральна речовина), що надходить у русло внаслідок процесів кріпу;
Акр – продукти кріпу, акумульовані у підніжжях схилів і на заплаві;
Wхім – об’єм розчинених речовин, який постачає в річку водозбір;
Wф – об’єм розчинених речовин, які потрапили у ґрунт завдяки інфільтрації частини стоку;
Д – інші джерела надходження в русло або вилучення з нього мінеральної речовини [31].

У руслах рік відбуваються процеси ерозії, транспорту й акумуляції матеріалу. Баланс наносів у водному потоці, який має довжину ∆Х і ширину W розраховують за формулою

∆Т/∆Х + ∆V/∆X∙∆t = TLW + EW - AW,

де Т = СQ – витрата наносів, м3/с як добуток витрати води Q на загальну концентрацію С наносів всіх видів;
Х – поздовжня координата, м;
V – об’єм зважених наносів, м3;
t – час;
TL – питома витрата наносів, яка потрапляє в потік з водозбору на одиницю ширини W(м) на ділянці ∆Х, м/с;
Е – швидкість розмиву дна потоку, м/с;
А – швидкість акумуляції наносів у руслі і на заплаві, м/с;
знак Дельта – приріст величини.

У лівій частині рівняння записаний баланс наносів по довжині потоку (перший член) і в часі (другий член). У правій частині рівняння записані головні процеси, які впливають на баланс наносів, в порядку:

  1. потрапляння наносів з водозбору;
  2. ерозія;
  3. акумуляція (за О.Ю. Сидорчуком, 2015).

Отже, балансові методи дають змогу визначити співвідношення приносу і витрат речовини у певних геосистемах.

Методи ідентифікації ступеня небезпеки і чинників ризику

Під небезпекою розуміють процес, властивість або стан природи, які визначають загрозу для життя людей, об’єктів господарства чи довкілля [16]. Геоморфологічна небезпека – можливість, загроза лиха, катастрофи зі сторони якого-небудь геоморфологічного об’єкта. Такими об’єктами є:

  1. аномально нестійкі форми й елементи рельєфу, що прямо чи опосередковано сприяють поширенню небезпечних процесів – нависаючі скали, урвища, підрізані знизу нестійкі схили тощо;
  2. порушуючі чи руйнуючі середовище життєдіяльності людини геоморфологічні процеси – обвали, зсуви, селі, карстові і сейсмотектонічні провали, пучіння та просідання ґрунтів, розмив, змив, намив, вітрова ерозія та акумуляція тощо [2].

Види небезпеки:

  1. за часом прояву – фонова і реальна. Фонова – це середня небезпека ендоі екзогенних процесів за період часу. Реальна – можливість виявлення конкретного процесу на цей рік, розрахована на підставі прогнозних значень ступеня активності процесу;
  2. за площею виявлення – об’єктна, локальна, регіональна, глобальна (космічна).

Ступінь небезпеки (катастрофічності) геоморфологічного процесу визначають за його власними параметрами: швидкістю зміни, об’ємом втягнених у рух мас гірських порід, площею ураження, а також параметрами суспільно-економічного середовища, на який вплинув геоморфологічний процес.

Для аналізу ступеня небезпеки морфодинамічних процесів складають карти їхнього поширення з зазначенням об’єктів, на які вони можуть вплинути. Виконують районування території за ступенем розвитку небезпечних ендо(сейсмічність) і екзогенних процесів.

В екологічній геоморфології розглядають також поняття “ризику” виникнення небезпечних геоморфологічних процесів. Ризик – це ймовірнісна міра небезпеки для визначеного об’єкта (суб’єкта) у можливих моральних, матеріальних чи фізичних втратах за певний час [17].

Геоморфологічний ризик – імовірність настання або активізації негативної геоморфологічної події і можливого нанесення збитків господарським об’єктам чи населенню [2].

Розрізняють такі види ризиків:

  • прямий (руйнування об’єктів, ландшафту, загибель людей) та опосередкований (негативні наслідки в житті людей – втрата врожаю, тривожний психічний стан тощо) [2];
  • за походженням: природний, техноприродний, техногенний (з участю людини);
  • за середовищем розвитку: геолого-геоморфологічний, гідрологічний, метеорологічний, космічний;
  • за сферою фіксації: економічний (виражається в грошовому еквіваленті – грн/рік), соціальний (загибель людей – особа/рік, психічні травми, побутові незручності), екологічний (негативні наслідки дії на довкілля, виведення з землекористування території – км2/рік, кількість випадків/рік);
  • за механізмом розвитку небезпечних природних процесів: сейсмічний, зсувний, селевий, лавинний, абразійний, карстовий, цунамі, повеней, ураганів тощо;
  • за масштабом дії: локальний, регіональний, глобальний;
  • характером впливу: одномоментний (одноразовий, багаторазовий) і перманентний – постійний (збільшення, зменшення ризику);
  • за кількістю небезпек: власний (від однієї небезпеки), сумарний (від кількох небезпек);
  • форма виявлення: точковий (об’єктний), територіальний (площинний) [1];
  • потенційний (ймовірнісний) і реальний;
  • ризики руйнування природних систем, здоров’я населення, збоїв техногенних систем на конкретних підприємствах, керування природними ресурсами, природних катастроф, впливу регіональних військових конфліктів, ризик екологічного тероризму [44].

Небезпека і ризик – не тотожні поняття. Наприклад, відомо, що зсуви небезпечні для будівництва, експлуатації споруд і життя людей. Якщо відбувається будівництво в зсуво-небезпечних районах, то будівельники йдуть на ризик, споруджуючи будівлі в цих районах. Якщо, знаючи про небезпеку зсувів, приймають певні заходи, то її знижують або усувають. Небезпека проявів процесів зумовлює ризик будівництва, експлуатації споруд і життя людей.

Методи ідентифікації ризику небезпечних морфодинамічних процесів передбачають:

  1. визначення чинників рельєфотворення, умов розвитку процесів;
  2. виявлення видів і ступенів техногенного навантаження, його зміни. Зміни техногенного навантаження найчастіше призводять до змін умов розвитку небезпечних геоморфологічних процесів і цим можуть посилити ризик їхнього впливу на довкілля;
  3. з’ясування темпу розвитку сучасних рельєфотвірних процесів, частоти ураження території (наприклад, карстовими проявами);
  4. картографування ризиків. Основою для побудови карт ризику є аналіз спільного вияву в просторі та часі екзочи ендогенних процесів і картографування різних видів небезпек. Природні й антропогенні чинники ризику вивчають з урахуванням стійкості територій, поєднуючи геологічні та екологічні карти. З накопиченням інформації застосовані в перших варіантах карт ризику якісні характеристики перетворюють на кількісні. Кінцевим результатом побудови карт ризику є його оцінювання, зазначення на картах природного потенціалу – здатності ландшафту території до самовідновлення після антропогенного чи стихійного лиха.
Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом
При копіюванні інформації обов'язкові прямі посилання на сторінки сайту.
Всі книги та статті є власністю їхніх авторів та служать виключно для ознайомлення.