Анотація до роботи:

Ющенко Ю.С. Геогідроморфологічні закономірності самоформування русел у різних природних умовах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора географічних наук за спеціальністю 11.00.07 – гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2005.

Виконано аналіз та синтез основних уявлень про саморегуляцію та самоформування у системі потік-русло. Виявлена і описана однорідність процесів самоорганізації та морфогенезу русел у різних умовах. Введено поняття „геострумінь” та „геоструменеве руслоформування”. На їх основі розкриваються інваріантні закономірності розвитку русел. Проаналізовано головні фактори і прояви їх генезису та еволюцій, генеральні кількісні закономірності.

Проведено геогідроморфологічний аналіз складної системи факторів, що впливають на самоформування алювіальних русел річок, головних кількісних співвідношень. Виведено основне рівняння процесів даного роду. Запропонована та обґрунтована їхня геогідроморфологічна класифікація. Описано її верхні рівні-класи та підкласи русел. Виділено класи: крупноалювіальних русел (5 підкласів), піщаних алювіальних русел (3 підкласи) та супіщаних алювіальних русел (2 підкласи). Запропоновано схему виділення типів, як типологічно-таксономічних одиниць в межах підкласів.

Виявлені геогідроморфологічні закономірності самоформування русел застосовані до вивчення основних річок Карпато-Подільського регіону України. Проведено аналіз руслоформування у гірських, напівгірських та рівнинних умовах даної території. Наведено приклади відображення розповсюдження категорій русел, однорідних ділянок та умов їх розвитку. Описано основні проблеми антропогенного впливу на русла річок регіону.

1. Дослідження самоорганізації в системах потік-русло надзвичайно різноманітні, що відповідає різноманітності процесів руслоформування. У свій час постановка питання про взаємодію потоку та русла привела до якісного стрибка у вивченні поверхневих потоків суходолу. Але таку логіку можна продовжити. Сучасні уявлення про гідродинамічні дисипативні системи висвітлюють розвиток певних форм у самих турбулентних потоках. Таким чином існує реальна основа для розширення погляду на об’єкт та предмет руслових досліджень, розгляду зовнішніх (міждисциплінарних) їхніх аспектів, порівняння функціонування систем потік – русло у різних географічних та геофізичних умовах. Такі підходи реалізовані у даному дисертаційному дослідженні. Створені теоретико-методологічні основи вивчення геогідроморфологічних закономірностей самоформування русел. Вони дозволили поглибити уявлення про причинність, фактори розвитку русел, сутність процесів руслоформування, об’єкт та предмет руслознавства; з нових позицій розглянути різноманіття та єдність систем потік-русло.

2. Дослідження найважливіших ознак цілісності в системах потік-русло, порівняння їхнього активного самоформування привело до виділення відповідної множини однорідних систем, що характеризуються наявністю інваріантних закономірностей розвитку. Активне самоформування проявляється у виникненні довгих, стягнутих геофізичних турбулентних струменів – геоструменів. Їх гідродинамічні форми це русла з основними елементами будови. Найважливішими, домінантними формами виступають хвилі-мезоформи. Таким чином інваріант геоструменевого руслоформування у першу чергу пов’язаний з мезопроцесами (мезорівнем організації системи).

Геострумені зароджуються і розвиваються за рахунок концентрації енергії у вигляді кінетичної енергії поступального руху вздовж певних ліній (меж) на контактних геофізичних поверхнях або поблизу них. Первинні умови поступово трансформуються у процесі саморозвитку потоку та русла. Генералізовано розрізняються процеси активізації (інтенсифікації) та пасифікації (старіння, деградації). Вони включають дискретні складові – квазістаціонарні стани системи. Особливостясм функціонування (станів) системи відповідають особливості морфогенезу. Це: 1) стани недостатнього прояву самоорганізаційних процесів – рихлі, недостатньо цілісні, багатоструменеві („розгалужені”) форми; 2) активні стани – квазіпрямолінійні стягнуті цілісні стремені з чітко вираженими, впорядкованими домінантними формами; 3) стани старіння активного геоструменя, пасифікації – розвиток меандрування, звивистості. Спільні риси та особливості геоструменевого руслоформування у різних природних умовах відображають геогідроморфологічні закономірності. Генезис та еволюції геоструменево-руслових дисипативних систем можна пов’язувати з певними причинними зв’язками. Головними факторами є енергійність (рівень кінетичної енергії поступального руху) і обмеження – самообмеження. Вони діють взаємопов’язано і односпрямовано. Це прояв єдності енергетичних та морфогенетичних процесів. Інваріантність морфології найбільше проявляється у планових формах русел. Форми поперечних перерізів залежать від геофізичних умов (характеристик природного середовища у якому розвивається геострумінь). При переході від умов атмосфери до поверхні океану та суходолу струмені відносно розпластуються, стають менш розвинутими у вертикальній площині.

3. Провідні кількісні закономірності морфогенезу геоструменево-руслових дисипативних систем стосуються їхніх планових характеристик – кроків домінантних хвиль-форм та ширин активного потоку. Вони пов’язані з відповідними витратами води (газу) та між собою, при інших рівних (приведених) умовах, наступними співвідношеннями L=510 Q; L=2;4;8 B (при Q=const). Інваріантність підтримується не тільки в різних умовах але і у надзвичайно великому діапазоні змін абсолютних розмірів об’єктів. Зв’язок розмірів русел саме з витратами речовини потоків відображає дану властивість системи. Збереження характеру (однорідності) самоорганізаційних процесів вказує на існування функціональної подібності. Сталою залишається також внутрішньо цілісна система, нелінійних зв’язків: L ~ Q^2/3; h~ Q^1/3; h ~ B^1/2 .

4. Особливості розвитку геоструменевого руслоформування у різних природних умовах можна назвати адаптаціями систем даного роду (при збереженні їхньої якісної однорідності). При цьому дія складної системи факторів розглядається ієрархічно, підлегло.Такий підхід дає змогу цілеспрямовано вивчати адаптації, розкривати співвідношення загального, часткового та індивідуального у руслоформуванні. Він названий геогідроморфологічним.

5. Самоформування алювіальних русел річок характеризується певними загальними кількісними закономірностями. Вони об’єднуються у внутрішньо зв’язану (цілісну) систему нелінійних співвідношень: L = K₁ Q^2/3, B = K₃ Q^2/3 , h = K₄Q^1/3, I = K₂Q^-1/3, S = L/ B = VhI/K_D. ЇЇ узагальненням виступає основне рівняння геоструменевого руслоформування алювіальних русел річок: KL=QI. Воно відображає дію головних факторів і взаємозв’язок енергетичних та морфологічних характеристик систем потік-русло.

6. Ієрархічна ситема факторів геоструменевого руслоформування включає головні, додаткові та специфічні. Їх аналіз покладено в основу геогідроморфологічної класифікації алювіальних русел річок. Вона поєднує таксономічний та типологічний підходи. При виділенні класифікаційних одиниць використовуються якісні та кількісні характеристики об’єктів. Основними таксономічними рівнями виступають класи, підкласи та типи алювіальних русел.

Виділення класів базується на дослідженні найбільш загальних впливів фактора наносів на розвиток алювіальних русел. У першу чергу це стосується розміру придонних часток. Їх поділ на основні категорії за гідравлічною крупністю є фізичною основою найбільших відмінностей у процесах руслоформування і динаміки СПР. Фізичні закономірності поєднуються з географічними, у відповідності до яких формується склад наносів.

Виділення підкласів алювіальних русел пов’язане з деталізацією розгляду дії фактора наносів та її наслідків для руслоформування. Вона носить свою специфіку в різних класах. Для КАР характерний шорсткісний вплив крупного алювію, значний розвиток придонної області потоку за рахунок транзитної, прояви верхніх режимів транспорту наносів, яскраво виражені процеси їхнього гідравлічного сортування. Для ПАР важливою є величина стоку наносів. Річки з великим стоком характеризуються розпластаним високодинамічним руслом. Вплив цього фактора в САР досягає максимума, поділяючи їх на два протилежних підкласи. У першому супіщані наноси максимально зменшують стійкість русла, а у другому проявляються процеси зчіплення часток і закріплення руслових форм.

Виділення типів алювіальних русел річок базується на таксономічно-типологічному підході; схемі, що враховує генералізовані морфологічні типи та порядкові, дискретні значення показника стягнутості S; врахуванні можливих впливів макропроцесів. На рівні типів завершується генералізований аналіз головних та додаткових факторів геоструменевого руслоформування у річках.

7. Застосування геогідроморфологічного підходу у дослідженнях закономірностей формування русел річок Карпато-Подільського регіону України дозволило виявити важливі їх особливості. Зокрема, розкрита специфіка еволюцій умов та процесів самоформування вздовж течій гірських та напівгірських річок, переходів між підкласами, виявлені закономірності формування русел найбільших річок регіону, подільських приток Дністра. Для проведення таких досліджень створено і застосовано нові методи та прийоми: комплексний режимний аналіз чисел Фруда; аналіз зв’язків параметра рухомості, числа Фруда, Глушкова та параметра стягнутості; розгляд абстрагованих і реальних еволюцій руслоформування вздовж течії річок; комплексне вивчення впливу фактора наносів та інші. Разом з тим регіональні дослідження дозволили розкрити значну різноманітність діючих факторів, конкретні їх прояви. Це стосується характерних ділянок русел і аналізу специфіки формування їхніх типів, підтипів та руслових режимів. Геогідроморфологічні дослідження річок регіону дозволили комплексно, систематично характеризувати умови розвитку їхніх русел та заплав, удосконалити обґрунтування раціонального використання та охорони. Проведення таких робіт для річок Прут, Черемош та інших показало їхню високу ефективність.

Публікації автора:

Монографія, навчальний посібник

1. Ющенко Ю.С. Геогідроморфологічні закономірності розвитку русел. – Чернівці: Рута, 2005. – 320 с.

2. Екологічні проблеми Буковини: Навчальний посібник/ В.П.Коржик, Л.І.Воропай, М.М.Куниця, В.Г.Явкін, Ю.С.Ющенко, Л.М.Ткачук, І.І.Чорней, І.В.Скільський, Ю.Г.Масікевич/ За редакцією В.П.Коржика. – Чернівці: Зелена Буковина, 2002.-168 с. (Особистий внесок автора – 7%, участь у написанні розділа „Водні ресурси Буковини”, спільно з В.П.Коржиком, стор.59-75).

Статті

3. Ющенко Ю.С. Русловой процесс на верхней Сухоне. // Труды ГГИ. – Л., 1987. – Вып. 313. – С.57-68.

4. Знаменська Н.С., Ющенко Ю.С. Связь гидравлических сопротивлений речных русел с масштабными превращениями русловых форм. // Межвузовский сборник научных трудов. – Л.: Изд-во ЛПИ, 1987. – Вып. 98 (ЛГМИ). – С.84-88. (Особистий внесок автора – 30%, збір та систематизація базової інформації, участь в обгрунтуванні та аналізі головних залежностей; внесок Знаменської Н.С. – 70%, розробка методичних питань, участь в обгрунтуванні та аналізі залежностей, розробка і аналіз схеми дискретних змін кроків руслових форм).

5. Знаменська Н.С., Ющенко Ю.С. Гидравлическое сопротивление в реках и антиреках. // Труды ГГИ. – Л., 1990. – Вып. 344. – С.76-89. (Особистий внесок автора – 40%, збір і систематизація базової інформації, експедиційні та експериментальні дослідження, участь в обгрунтуванні та аналізі основних залежностей, аналіз впливу фактора крупності донних відкладів на поздовжні похили річок; внесок Знаменської Н.С. – 60%, розробка методичних питань, участь в обгрунтуванні та аналізі основних залежностей, розробка та аналіз залежностей поздовжніх похилів річок для умов нерівномірного руху потоку).

6. Ющенко Ю.С. Розвиток русла річки Прут на ділянці інтенсивного антропогенного впливу в районі м.Чернівці // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. Зб. наук. праць. – Вип. 19: Географія. – Чернівці: ЧНУ, 1997. – С.17-21.

7. Ющенко Ю.С. Русла та заплави річок Українських Карпат // Науковий вісник Волинського педагогічного університету. Зб. наукових праць: „Українське Полісся: вчора, сьогодні, завтра”. –Луцьк: Волинський державний університет ім. Лесі Українки, 1998. – С.98-99.

8. Ющенко Ю.С. Дослідження ширин русел річок Українських Карпат // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. Зб. наук. праць. – Вип. 31: Географія. – Чернівці: ЧНУ, 1998. – С.8-13.

9. Ющенко Ю.С. Природні умови формування русел основних річок Закарпаття // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. Зб. наук. праць. –Вип. 49: Географія. – Чернівці: ЧНУ, 1999. – С.3-9.

10. Ющенко Ю.С. Числа Фруда рек Украинских Карпат / В кн. ”Стаціонарні та експериментальні дослідження сучасного рельефоутворення” // Зб. праць Міжвуз. ради з проблем ерозійних, руслових та гирлових процесів. – Львів.: Видавничий центр ЛНУ ім.Івана Франка, 2000. – С.105-110.

11. Ющенко Ю.С. Бурхливість течії та процеси формування русел річок // Наук. зб. „Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія”. – К.:Київський національний ун-т ім.Т.Г.Шевченка, 2000. – Т.1. – С.141-144.

12. Ющенко Ю.С. Антропогенное влияние на русло реки Прут (Украина) в горной и предгорной части течения // „Человек и ландшафт”, Работы Отдела наук о Земле Силезского университета. – № 11.”Man and Landscape”, Dissertations of Faculty of Earth Sciences, University of Silesia. – №11. – Ostrava-Sosnowiec, 2001. – C.83-87.

13. Ющенко Ю.С. Дослідження русла р.Прут на ділянці розвитку водозаборів м.Чернівці. // Наук.зб. „Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія”. – К.:Київський національний ун-т ім.Т.Г.Шевченка, 2001. – Т.2. – С.368-373.

14. Ющенко Ю.С. Огляд характерних особливостей русел подільських приток Дністра// Наук. вісник Чернівецького ун-ту. Зб. наук. праць. – Вип. 158: Географія. – Чернівці: ЧНУ, 2002. – С.26-31.

15. Ющенко Ю.С. Природні умови і закономірності формування русел основних річок Передкарпаття. Зб. „Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія”. – Київ-Луцьк. РВВ Луцького ДТУ, 2002. – Т.4. – С.119-123.

16. Ющенко Ю.С. Проблемы и перспективы использования русел и пойм рек Черновицкой области Украины // «Региональные аспекты природопользования», Работы Факультета наук о Земле Силезского университета. – № 20. “Regional Aspects of Land Use”Dissertations of Faculty of Earth Sciences, University of Silesia. – № 20. – Chernivtsy- Sosnowiec, 2002. – C.87-91.

17. Ющенко Ю.С. Особливості переходу від стиснутих до розгалужених русел на річках Українських Карпат // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. Зб. наук. праць. – Вип. 167: Географія. – Чернівці: ЧНУ, 2003. – С. 86-97.

18. Ющенко Ю.С. Деякі питання досліджень самоорганізації в системі потік-русло // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. Зб. наук. праць. – Вип. 199: Географія. – Чернівці: ЧНУ, 2004. – С. 33-41.

19. Ющенко Ю.С. Проблеми використання русел та заплав річок Українських Карпат. // Матеріали V конгресу Міжнародної асоціації україністів: Соціально-гуманітарні науки. – Чернівці „Рута”, 2004. – С.356-361.

20. Ющенко Ю.С., Смирнова В.Г., Швець З.М. Проблеми екологічного руслознавства на прикладі річок Прикарпаття. // Наук. записки Тернопільського держ. педагог. ун-ту. – № 2. – Ч.1: Географія. –Тернопіль, 2004. – С.104-109. (особистий внесок автора – 35 %, аналіз проблем використання русел річок Прут і Дністер, постановка задачі; внесок Смирнової В.Г. – 35 %, аналіз проблем використання річки Черемош, огляд методологічних проблем; внесок Швець З.М. – 30 %, збір і обробка матеріалів, участь в їхньому аналізі).

21. Ющенко Ю.С. Геогідроморфологічні закономірності розвитку русел річок (на прикладах Карпат і Поділля). // Зб. наук. праць: „Україна: географічні проблеми сталого розвитку”. – К.: ВГЛ „Обрії”, 2004. – Т.3. – С.158-160.

22. Ющенко Ю.С. Характерні риси самоформування русел річок Українських Карпат в межах алювіальних рівнин. Зб. // „Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія”. – К.: ВГЛ „Обрії”, 2004. – Т.6. – С.94-99.

23. Ющенко Ю.С. Особливості самоформування крупноалювіальних русел річок Українських Карпат. // Український географічний журнал, 2004. – № 4(48). – С.27-33

24. Ющенко Ю.С. Головна закономірність розвитку кроків мезоформ русел. // Наук. вісник Чернівецького ун-ту. Зб. наук. праць. – Вип. 220: Географія. – Чернівці: ЧНУ, 2004. – С.53-62.

25. Ющенко Ю.С. Загальна закономірність самоформування алювіальних русел // Тернопільський педуніверситет ім. Володимира Гнатюка. – Наукові записки. Серія: Географія. – № 3 (7), 2004. – С.31-36.

26. Ющенко Ю.С. Дослідження особливостей морфогенезу русел подільських приток Дністра // Наукові записки Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського. Серія: Географія. – Вип.8. – Вінниця, 2005.– С.28-36.

Тези доповідей

27. Ющенко Ю.С. Зависимость для определения продольных уклонов свободной поверхности рек. // Третья Всесоюзная конференция “Динамика и термика рек, водохранилищ и окраинных морей”. Тезисы докладов. – Т.ІІ. – М., 1989. – С.51-53.

28. Ющенко Ю.С. Развитие русла р.Прут на участке интенсивного антропогенного воздействия в районе г.Черновцы. Четвертое координационное совещание по проблеме «Исследование русловых процессов на реках и в устьях рек и разработка методов их учета для различных отраслей народного хозяйства» плана НИР научного направления «География» НТС Госкомобраза СССР, 27-28 сентября 1989 г. (тезисы докладов). – Луцк, 1989. – С.62.

29. Ющенко Ю.С. Сравнительная характеристика многолетнего развития русла р.Прута на различных участках // Тезисы докладов Межвузовского координационного совещания по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. – Ташкент: ТГУ, 1991. – С.69-70.

30. Ющенко Ю.С. Формирование системы использования русла и поймы р.Прут // Материалы ІХ совещания межвузовского научно-координационного Совета по проблемам эрозионных русловых и устьевых процессов при МГУ. Тезисы докладов. – Брянск, 27-29 ноября 1994. – С.141-143.

31. Ющенко Ю.С. Руслові процеси в басейні р. Бистриці. // Всеукраїнська науково-практична конференція. Українська геоморфологія: Стан і перспективи. Тези доповідей. – Львів: Львівський держ. ун-т., 25-26 листопада 1997. – С.183-184.

32. Ющенко Ю.С. Прогнозирование развития русла р.Прут в святи с проектированием водозаборов г.Черновцы. // ХV пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных руслових и устьевых процес сов. Волгоград, 3-5 октября 2000г.: Доклады и краткие сообщения. – МГУ, ВГПУ- Волгоград-Москва: Перемена, 2000. – С .181-182.

33. Ющенко Ю.С. Некоторые особенности русел рек Подолии // Восемнадцатое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов . – Курск, 2003. – С.214-215

34. Смирнова В.Г., Ющенко Ю.С. Порівняльний гідроморфологічний аналіз умов формування розгалужених русел річок Алтаю та Українських Карпат. // (Тези доповідей Другої Всеукраїнської наукової конференції „Гідрологія, гідрохімія та гідроекологія” , 24-26 листопада, 2003). – К.: Ніка-Цетр. – 2003. – С.82-84.

35. Ющенко Ю.С. Особенности перехода от стеснённых к разветвленным руслам на реках Украинских Карпат // Доклады и сообщения ХІХ пленарного межвузовского координационного совещания по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов, Белгород, 9-12 ноября 2004 г. Белгород. – С.214-216.

36. Ющенко Ю.С., Смирнова В.Г., Швець З.М. Вплив антропогенної діяльності на формування гальково-валунних русел. // Геополитические и географические проблемы Крыма в многовекторном измерении Украины. Материалы Международной научной конференции, посвященной 70-летию географического факультета (Симферополь, 20-22 мая 2004 г.) – Симферополь: Таврический национальный университет им. В.И.Вернадского. 2004. – С.280-282.