Ліс і повені: чи все так просто?

Про вирубування лісів як першопричину повені останнім часом говорили фізики, лірики, орнітологи, політики та домогосподарки. Лише Google на ключові слова «вирубка лісів повені» видавав близько п’ятиста позицій, лейтмотив переважної більшості з них — природну катастрофу спричинили лісники. Дивує категоричність суджень і насторожує оперативність, з якою було підхоплено «думку екологів».

25 років досліджую гідрологічний вплив лісів, контактую з багатьма вченими-лісогідрологами Європи і хочу популярно розповісти про механізм стокорегулювального впливу лісу.

Насамперед трохи термінології. Повінь (англійське Flooding, німецьке Uberschwemmung, польське powodz, російське «наводнение») — стихійне лихо, яке виникає внаслідок особливо значного збільшення водності річки під час визначних висоководних фаз водного режиму: весняних водопіль чи дощових паводків (відповідно Flood, «Hochwasser», wezbranie, половодье, «паводок»). При цьому фіксуються матеріальні збитки чи навіть людські жертви (катастрофічні повені). Власне ж водопілля та паводки відбуваються щорічно, навесні та влітку-восени, і є не шкідливими, а корисними, для життя річкової екосистеми — прочищаються русла, заряджаються водою заплави.

Тобто саме поняття повені пов’язане з людиною та її діяльністю. І коли ми з вами щось побудували чи засіяли в зоні, яка, хоч і рідко, затоплюється, то повінь рано чи пізно прийде. Це відчувають практично всі країни Європи, зокрема і «благополучні» з погляду ведення лісового господарства. Особливо затоплює регіони, де русла річок спрямлені і каналізовані.

Ліс як один із багатьох чинників підстильної поверхні водозбору має велику вагу. Чим же вирізняється лісова екосистема серед інших з гідрологічного погляду?

Серед багатьох гідрологічних функцій лісів кількісно найменш дослідженою є стокорегулювальна, тобто йдеться про здатність змінювати величину стоку річок у часі, зменшуючи його в багатоводні періоди і частково збільшуючи в маловодні. І тут слід зрозуміти перший важливий момент: на відміну від водосховищ, механізм стокорегулювального впливу лісів під час випадання великих дощів полягає не в накопиченні вологи, ліси не акумулюють такої кількості води, яка була б співмірною з кількістю опадів. За один дощ попередньо незволожені крони дерев можуть максимально утримати 5—6 мм опадів (всі хоч раз ховалися від дощу під деревом), суха лісова підстилка — до 25 мм, а вологоємність зони
аерації грунтів під лісом на загал не надто відрізняється від грунтів такого ж типу нелісових територій в цих же грунтово-геологічних умовах. Зрозуміло, що про різницю акумулюючої здатності «ліс» — «не ліс» як стокорегулювальний фактор при разових опадах 100 — 400 мм говорити не доводиться.

Головним стокорегулювальним чинником лісів зазвичай вважають більшу водопроникність лісових грунтів порівняно з іншими угіддями, хоча ця різниця зменшується на водозборах, укритих легкими за механічним складом грунтами. В лісах до певного моменту більше вологи проникає в грунт. Там вона повільно рухається до русла. Чим глибше воді вдасться проникнути, тим нижче за течією річки виклиниться вона, пройшовши більший шлях і витративши на це більше часу. За тієї самої кількості опадів водність річки і рівні води в ній зростатимуть повільніше, а максимуми за паводок, які й призводять до затоплень та руйнувань, будуть менші, ніж у разі швидкого добігання води до русла поверхневим схиловим стоком.

Другий важливий момент: зі збільшенням величини опадів зменшується водопроникність як лісових, так і нелісових грунтів. У Карпатах інфільтрація різко знижується також і з глибиною, тому тут формується так званий підповерхневий (контактний) схиловий стік, швидкість добігання якого значно більша, ніж глибокого ґрунтового. Під час особливо великих і тривалих дощів навіть на заліснених водозборах витрата води в руслі річки формується як поверхневим стоком (вода не встигає просочуватися в грунт), так і контактним стоком, що вже встиг добігти і виклинитися. Тому вплив лісу нівелюється, а повені в Карпатах виникали і в прадавні часи. Такий висновок одним із перших зробив на початку минулого століття швейцарець Енглер, його підтвердили і наступники, а сьогодні такої думки дотримуються всі лісогідрологи світу. Звичайний багатофакторний статистичний аналіз модулів максимального стоку багатьох визначних паводків з карпатських річок різної лісистості, зроблений за матеріалами водомірних постів гідрометслужби, показує відсутність стокорегулювального впливу лісу.

Кількісна оцінка стокорегулювального впливу лісів полягає у визначенні їхньої здатності зменшувати максимальні витрати та рівні води паводків у конкретному створі (ділянці) річки під час випадання дощів певної тривалості, величини й інтенсивності. Вона залежить від комплексного поєднання характеристик самого лісу, його розташування на водозборі, грунтово-геологічних та морфометричних характеристик водозбору. Тому слід визначати вплив конкретних лісів на конкретних водозборах, моделюючи процеси формування стоку, а набуті дані переносити з регіону в регіон дуже обережно. Найменш вивченою складовою такого моделювання в лісовій та інженерній гідрології є оцінка схилового стоку.

Сьогодні деякі країни можуть похвалитися певними результатами в цьому питанні. В Україні ж, незважаючи на тривалість лісогідрологічних досліджень, через брак фінансування робіт з використанням сучасної приладної бази немає даних, прийнятних для практичного використання.

Проте, знаючи про можливість випадання значних опадів і неспроможність лісів допомогти в цьому випадку, слід там, де потрібно, будувати гідротехнічні споруди — стокорегулювальні водосховища, захисні дамби, берегоукріплення тощо. Думки про недоцільність таких робіт є шкідливими, бо перешкоджають принаймні частковому вирішенню проблеми. Повністю вирішити її неможливо. Нам слід, як усій Європі, навчитися жити з повенями (особливо в часи зміни клімату), зменшуючи частоту їх прояву та руйнівні наслідки.