Результати комплексного обстеження екологічного стану малих річок можуть бути об’єктивними лиш в разі узгодженого застосування польових та камеральних методів дослідження.
Весь процес вивчення малих річок поділяється на такі етапи:
1. підготовчий;
2. польовий;
3. камеральний.
I етап підготовчий
Для того, щоб заплановане дослідження екологічного стану річки стало успішним, воно має бути добре підготовленими та спланованим. Важливим є підготовчий етап, оскільки він допомагає досягнути бажаних результатів та максимально ефективно використати наявні ресурси.
Перш ніж відправитись у поле необхідно з’ясувати з якою метою будуть проводитись дослідження. Метою досліджень може бути отримання інформації, пов’язаної з конкретною проблемою стану водного об’єкту або його берегів та наступне надання цієї інформації зацікавленим сторонам (громадськості, державним органам), спрямоване на розробку та впровадження дій щодо покращення екологічного стану. Слід також пам’ятати про освітню та виховну функції польових досліджень.
Вибір об’єкта дослідження залежить безпосередньо від мети. Тут існує кілька підходів. Коли кінцевою метою проведеної роботи є покращення екологічної ситуації, відновлення малої річки – застосовують басейновий підхід.
Для зібрання інформації про стан річок в регіоні та надання її зацікавленим сторонам найкраще застосовувати фоновий підхід.
Крім мети та об’єкта дослідження слід визначити характеристики та показники, які потрібно вивчити. Попередній аналіз ситуації з обранням параметрів – важлива частина етапу планування, яка дозволить реалізувати можливості з найбільшою користю. Під час попереднього аналізу досить важливо зібрати всю доступну інформацію про об’єкт дослідження. Це можуть бути картографічні матеріали, літературні джерела, звіти про обстеження малих річок, проекти та ін.
Для польових робіт, перш за все, потрібна карта досліджуваної території, яка має бути досить детальною. Можна використовувати найбільш доступні та поширені топографічні карти 1 : 200 000 та 1 : 100 000. За допомогою карт такого масштабу можна скласти повне уявлення про особливості гідрографії малої річки, про господарські об’єкти, що можуть впливати на її екологічний стан. Для отримання інформації про землевласників прибережних ділянок, виділення водоохоронної зони краще використовувати карти-схеми землекористування та лісових угідь масштабом 1 : 10 000. Використання карт завжди є виправданим, оскільки вони є єдиним джерелом просторової інформації про об’єкт нашого дослідження.
Для більшої ефективності досліджень малої річки бажано створити окрему карту, для цього перенести на кальку русло основної річки, притоки, інші поверхневі водні об’єкти (ставки, озера, стариці та ін.), виходи підземних вод на денну поверхню (джерела, струмки, водотоки). Визначити межі басейну, нанести населені пункти. Під час польового виїзду на ній відмічати маршрут, точки спостережень, джерела забруднень та інші особливості річки залежно від мети досліджень.
Після загального знайомства з об’єктом можна продумати перелік параметрів спостережень. Окрім загальних параметрів, які можна вимірювати при дослідженні будь-яких водних об’єктів, є ряд спеціальних показників, що описують основні характеристики саме досліджуваного об’єкту. Їх вибір залежить від основних факторів, що призводять до змін екологічного стану водойми. Такі показники визначають під час попереднього аналізу та можуть корегувати в ході роботи.
На цьому етапі здебільшого використовують такі методи як:
Картографічний дозволяє за допомогою спеціальних символів та методів зображення відобразити у доступній для сприйняття формі будь-які явища, процеси та події. Застосовуються такі способи зображення: картограма, діаграма, комплексна діаграма, структурна картограма та ін.
Соціологічний – одержання відомостей про режим водних об’єктів шляхом збору інформації від добровільних респондентів у формі відповідей на заздалегідь поставлені запитання, вони можуть стосуватися часу скресання і замерзання водних об’єктів, настання найвищого рівня, інтенсивності та часу випадання опадів, товщину льоду та ряду інших відомостей, які характеризують водний та льодовий режим об’єктів. На цьому етапі лиш складається попередній перелік питань для опитування.
Теоретичний передбачає використання загальних фізичних законів і математичних підходів при вивченні спеціальних питань. Результати обов’язково повинні перевірятися фактичним матеріалом.
Іноді доцільно виїхати на об’єкт для розробки оптимальної програми дослідження, планування маршруту, також для формування загальної уяви про об’єкт.
В результаті роботи протягом підготовчого етапу у дослідників має бути сформоване попереднє уявлення малої річки, розроблені маршрути досліджень, обрані ключові точки визначені характеристики, які будуть обстежуватись.
ІІ етап польовий
Цей етап є головним в роботі, бо від зібраної інформації залежить об’єктивність проведеної оцінки.
На місцевості дослідження відбуваються вздовж прокладеного маршруту. На копіях планів та карт відмічають все важливе, що потрапляє в поле зору. Для зручності використовують топографічні знаки. При необхідності створюють додаткові позначки до яких об’язково додаються пояснення. Крім того, під час руху можна вносити в карти поправки та зміни, які відбулись на місцевості після створення карт. Порівняння карт за декілька років дає інформацію про динаміку змін водного об’єкту та його використання. Перед складанням опису слід добре зорієнтуватись на місцевості та відмітити на карті своє місце розташування, всі точки та створи, на яких відбуваються дослідження, звідки відбирають проби для гідрохімічного аналізу. Всі точки позначають цифрами по порядку руху по маршруту.
В разі потреби та необхідності дослідження морфометричних характеристик долини в деяких точках закладають поперечні перетини. На профілі відмічають елементи долини. У випадку створення комплексного профілю наносять також четвертинні відклади та корінні породи в яких закладена долина.
Під час польових робіт обов’язковим є ведення щоденника, в якому фіксуються всі цікаві та важливі подробиці. При дослідженні малої річки інтерес представляють як природні особливості будови її басейну, так і господарське використання з його екологічними наслідками, а саме: місце розташування джерел забруднення, господарські будівлі, шляхи, гаражі, звалища сміття та відходів, наявність бетонованих берегів.
Записи до щоденника доповнюють малюнками, планами окомірної зйомки, фотографіями.
На цьому етапі крім вищезгаданих методів використовують також:
Метод стаціонарних досліджень проведення постійних систематичних спостережень. Його застосовують при вивченні динаміки елементів гідрологічного режиму водних об’єктів (стік, рівень води, циркуляція). Спостереження відбуваються на водних станціях, гідропостах за загальною програмою. Отримані матеріали обробляють і використовують для територіальних узагальнень, складання карт, атласів.
Експедиційний метод – отримання інформації під час безпосередніх виїздів на об’єкт досліджень. Це може бути збір інформації про фізико-географічні характеристики, водний режим. Отримані матеріали дозволяють широко використовувати метод гідрологічних аналогій, який дозволяє за результатами тривалих експедицій формувати уявлення про невивчені об’єкти, що розташовані і подібних фізико-географічних умовах. Шляхом просторового і часового аналізу особливостей динаміки об’єкту визначаються місце і термін проведення експедицій, які можуть бути регулярними, запланованими, оперативними.
Дистанційні методи – система вивчення природно-територіальних комплексів, їхніх компонентів, факторів, що на них діють, за допомогою чутливих елементів і приладів, що розташовані на відстані від досліджуваного об’єкту чи від спостерігача. Їх застосовують на географічних стаціонарах, автоматичних радіометеорологічних станціях, при аерокосмічному зніманні. В основу методу покладена властивість усіх природних і штучних утворень випромінювати електромагнітні хвилі.
Всю зібрану інформацію аналізують безпосередньо в полі та по приїзду в камеральних умовах.
ІІІ етап камеральний
Обробка інформації відбувається з використанням методів:
Гідрологічної аналогії – 1) при гідрологічних прогнозах – спосіб передбачення зміни режиму водного об’єкта в будь-якому році за роками-аналогами, що підбираються за ознаками однакових з даним роком характеристик гідрометеорологічних факторів, які визначаються гідрологічним режимом. 2) при гідрологічних розрахунках – спосіб наближеної оцінки основних характеристик гідрологічного режиму у не вивчених водних об’єктів, який ґрунтується на відборі вивченого об’єкта-аналога, що перебуває у схожих фізико-географічних умовах, та поширенні його гідрологічних характеристик на невивчений об’єкт з поправками на неповну аналогію фізико-географічних факторів стоку.
Експериментальний – проведення експерименту шляхом моделювання реальних або можливих ситуацій. Використовують для вивчення закономірностей формування русла річки, утворення і танення льодового покриву, явища інфільтрації води в ґрунті та ін.
Статистичних випробувань (метод Монте-Карло) – статистичний метод створення багаторічних рядів гідрологічних характеристик за допомогою таблиці випадкових величин; перетворення таблиці випадкових чисел у ряди гідрологічних характеристик через криву забезпеченості досліджуваної величини.
Математичного моделювання – створення математичних моделей для вивчення характеристик досліджуваного об’єкту та прогнозування його стану.
Метод водного балансу – використання закону збереження матерії у формі рівнянь водного балансу для дослідження закономірностей, що існують між приходом і витратою вологи за будь-який період часу в межах тієї чи іншої ділянки території.