книги из ГПНТБ / Тезисы докладов совещания по вопросам экспериментального изучения стока и водного баланса речных водосборов
..pdfаспирантом Буслаевым И.Г. привел к очень интересным результатам. В зоне высокого увлажнения на равнине величина А оказалась рав ной 2ü - ∙⅛O % от измеренных осадков, в лесостепной и степной зо нах -IO- 16#, в горной местности - иногда значительно превосхо дит 50#.
5. Bonipoc об уточнении обычного представления об атмосферных осадках требует дальнейшего неотложного изучения.
БРУСЕНЦЕВ В.Ф. и АЙДАРОВ Н.П. (Московский гидромелиоративный ин
|
ститут) |
|
|
ВОДНОБАЛАНСОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОМ |
|
|
УЧАСТКЕ ТАДЖИКСКОЙ CCP |
|
|
1. Вопросы о рациональном дренировании и промывках засолен |
|
ных земель стоят в центре внимания мировой мелиоративной |
науки |
|
и |
практики. Основной целью работ, проводимых кафедрой |
с/х ме |
лиораций МГМИ на опытно-производственном участке Таджикской ССР, является проверка и уточнение основных параметров (глубин, рас стояний) горизонтального закрытого дренажа на основе анализа его действия и разработка практических рекомендаций.
2. Для возможности разработки дифференцированных рекоменда ций, за основной метод исследований принимается анализ водного и солевого балансов опытного участка.
Водный баланс составляется на основе непосредственных изме рений в натуре всех его составляющих: водоподача, сбросы, дренаж ный сток, боковые приток и отток грунтовых вод, подпитывание на порными водами, испарение и транспирация, осадки , запасы воды в почве и грунтовых водах. При этом реиается как общий водный ба ланс участка, так и частные балансы для поверхностных (промывных) почвенных и грунтовых вод отдельно за периоды.
3. В докладе освещаются методика и результаты измерений всех составляющих элементов водного баланса опытного участка, а также мездявка и результаты воднобалансовых расчетов.
II
ЗУЫЮВ Л.П. (Московский гидромелиоративный институт)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ЮОДУ ЭЛЕМЕНТАМИ ВОДНОГО БАЛАНСА ДЛЯ РАСЧЕТА ЗАПАСОВ ВЛАГИ В ПОЧВО-ГРУНТАХ ЦЕНТРАЛЬНА КУЛУНда
1. Экспериментальные исследования проводились ВНИИГиМ и на учноисследовательским сектором Московского гидромелиоративного ин
ститута на территории совхоза "Ключевской" Алтайского края |
в |
I960 - 1963 гг. На опытных участках измерялись метеорологические элементы, запасы влаги в почво-грунтах зоны аэрации» суммарное испарение и уровни грунтовых вод. Наблюдения за этими элемента ми водного баланса проводились ежегодно с мая по октябрь 1 раз в 5 суток в 3-Ю кратной повторностью по методике, рекомендованной ГГИ.
2.Цель исследований - установить зависимости мевду'отдельными элементами водного баланса, которые дали бы возможность рас чета и прогноза запасов влаги в почво-грунтах зоны аэрации кашта новых почв. При .организации полевых исследований и обработке ма териалов была использована также методика А.Д. Саваренского.
3.По данным полевых материалов был исследован ряд зависимо-
и другие, где все компоненты выражены в миллиметрах, V1 и V2
запас |
влаги в почве в начале и конце пятидневки, Vcp |
- |
средний |
|||
запас |
влаги в почве |
за пятидневку, V1 |
- начальный |
запас влаги |
||
нижележащего слоя, zjhV1 |
- разность между начальными |
запасами |
||||
влаги верхнего и нижнего |
слоев, S1 - водообмен с вышележащим |
|||||
слоем за пятидневку, |
S2 - водообмен с |
нижележащим слоем за пя |
тидневку.
ти |
В результате анализа были отобраны три расчетных зависимос |
= f (V,*S1)> ⅛=M<1+S1) и S2 = ∕(V,+S1), |
коэффициенты корреляции которых находились в пределах 0,90-0,94, что указывает на достаточно тесные связи выбранных зависимостей и практическую применимость их для расчета режима запасов влаги
почво-грунтов исследуемого района.
12
4. Выполненные по указанным трем зависимостям расчеты с использованием водобалансовой методики А.Д. Саваренского показа ли, что для 1960-1962 гг. отклонения расчетных запасов влаги от фактически наблюденных находятся в пределах 30% их величины ( в 95-97% случаях из 116 вычислений). Только 3-5% из выполненных расчетов имеют отклонения до 50%.
ГРИН А.М., САВЕЛЬЕВА Т.А., ЧЕРНЫШЕВ Е.11. (Институт географии АН
СССР )
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВоД'ЮГи БАЛАНСА НА КУРСКОМ СТАЦИОНАРЕ ИНСТИТУТА ΓEOΓPλΦ≡ АН СССР
1. В проводимых Отделом гидрологии Института географии комплексных исследованиях водного баланса СССР и его преобразова ний значительное место занимают экспериментальные работы по изу чению водного баланса естественных угодий и сельскохозяйственных полей. Задачей исследований является установление влияния различ ных хозяйственных мероприятий на структуру водного баланса и ха рактер смыва почвенного покрова для разработки научных основ це ленаправленного воздействия на водный баланс сельскохозяйствен ных угодий и установления тех последствий, которые эти воздейст вия могут оказать на структуру водного баланса всей территории.
2. Подобные исследования проводятся Отделом гидрологии под руководством профессора М.ИЛьвовича с 1953 года в разных природ ных зонах СССР. В 1959 году они были начаты в лесостепной эоне Европейской части Союза и в настоящее время сосредоточены на Кур ском стационаре Института географии на естественных заповедных угодьях Центрально-Черноземного госзаповедника и сельскохозяйст венных полях Курской сельскохозяйственной ОПЫТНОЙ. CtBMWU
3. Важным преимуществом избранного района исследований яв ляется наличие в непосредственной близости друг от друга участков целинной степи и заповедных дубрав, ухе не существующих нигде в других районах лесостепья, и сельскохозяйственных полей Курской опытной станции, на которых осуществляется полный комплекс агро номических мероприятий характерных для системы ведения хозяйства в лесостепной зоне ЕТС. Это дает возможность изучить характер структуры водного баланса естественной нераспаханной лесостепи, проследить его эволюцию под влиянием сельскохозяйственной дея тельности вплоть до наших дней и получить данные для разработки 'прогноза возможных изменений водного баланса территории лесосте пи в будущем под влиянием мероприятий по дальнейшей интенсифика- W сельскохозяйственного производства.
ІЗ
4.Ocsgshmmk экспериментальными объектами являются крупные воднобалаесойне глощадки (ях длина соизмерима с длиной характер
ных для дазаого района coo8o^⅛κ малые лога, занятые одним ес тественным WiB, сельеюохозяйственным угодьем. Исследования их вод ного баланса сочетается ç изучением отдельных гидрологических процессов в точке и в пределах малых речных водосборов.
5.Большие размеры воднобаиаяспимт імпцядпк обеспечивают условия, При EOTOpHrjBO-HepbHXjHe происходит нарушения гидроло-
гическиххПроцессов, связанных ёо стеканием воды по склону, |
и, |
во-вторых,Позволяют проведение на них обычных для современного |
|
земледелия работ - тракторной пахоты, комбайновой уборки и т.д. |
|
Последнее обеспечивается и нструктивными особенностями применя емых в Институте площадок -.они-просто и легко собираются и раз бираются. Это позволяет их быстро сооружать на любом колхозно совхозном поле после проведения на нем очередных сельскохозяйст венных мероприятий.
6. Основное требование предъявляемое к экспериментальному объекту - типичность для данных природных и хозяйственных усло вий и тождественность с другими объектами по всем признакам за исключением того фактора, влияние которого на водный баланс в дан ном случае выявляется.
7. Имеющаяся "цепочка" экспериментальных объектов: точка-вод- нобалансовая площадка - малый лог - небольшой речной водосбор,по зволяет изучить всю постепенно усложняющуюся гамму гидрологичес ких явлений, происходящих на данной территории. Напри мер,процесс
испарения и инфильтрации в точке, "чистый” поверхностный сток |
- |
на площадке,поверхностный плюс почвенный сток на малом логу |
и, |
наконец, полный сток (поверхностный плюс подземный) в водосборе небольшой реки.
8. Результаты экспериментальных исследований позволяют ус тановить зависимости структуры водного баланса сельскохозяйствен ного поля от способа его обработки, от проведения мероприятий по полезащитному лесоразведению, а также дают возможность восстано вить структуру водного баланса естественной лесостепи. Исследо вания впитывающей способности почвенного покрова, проведенные в различных районах лесостепной эоны ЕТС, позволили установить ориентировочные зависимости между характеристиками инфильтрацион ной способности почв,их типом и характером угодья.
9. Дальнейшее развитие экспериментальных исследований на Курском стационаре направлено,главным образом,на изучение вопро сов, связанных с влиянием на водный баланс сельскохозяйственных
I⅛
полей и мер по интенсификации зеяледелля.Большое внимание уделяем ся выявлено влияния на водный баланс применения большого коли чества минеральных и органических удобрений. Проводится активный эксперимент с целью установления изменений в режиме испарения , связанных с применением нового агротехнического приема - мульчи рования посевов отходами переработки нефти.
ЗАВОДЧИКОВ А.Б. (ГГй)
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЛИЧИН ДЕЙСТВУЮЩИХ ПЛОЩАДЕЙ
водосборов в года РАЗЛИЧНОЙ водности
Водосборная площадь является одной из главнейших гидрологи ческих характеристик, от которой в значительной степени зависят многие сделанные выводы и расчеты.
Как известно, всегда существует две площади водосбора, однаполная, но фиктивная, включающая все имеющиеся микро и макропонихения и вторая - действующая.
Первая площадь всегда остается постоянной, поэтому-для гид рологическая и водохозяйственных расчетов ею пользоваться удоб нее. C точки зрения познания процессов ,происходящих в природе, более правильным является принятие действующей площади водосбора.
Как и все в природе, osaнаходится в непрерывном движении, |
то |
уменьшаясь, то уьеличмвазе.ь в размере. |
B |
*л |
|
Особенно ярко различие действующих площадей проявляется |
|
,равнинных или слабо всхрхмленннхмрайонах зоны недостаточного
^ўвлахн^нйя, где φopM⅛θsa≡⅛e весеннего стока происходит почти ис-
включительно` ’ |
за счет поверхностного-стока. |
■■ |
|
|||
іг- |
|
*•*.- |
-J ∙; |
4∙∙'⅛4∙, - |
|
|
' |
` |
>'Ла основании φaκτaχec≡0Γ0 іфтедиада. наблюдений |
над/весенним |
|||
стоком, специальных^обслбДО;ваяий^одосборрв,> а также использова |
||||||
ния специальных CbeMoKinpejixaraeTPffI-CxeMa, позволяющая, пока |
||||||
■^весьма приближенно,, оценивать ¿вешѵ^іЁн дейсівующих площадей |
BO- |
|||||
^⅛⅛C.6ppθB .И. средних ширин^.^T0pH⅛^δисходиTсток, |
в-годы |
] |
||||
l⅛MH0fl ВОДНОСТИ. |
∙^2'4'';. |
|
раз- |
|||
ІІ». } λ∙M∙* |
.∙l |
Xk- ■ ■ ' і '∙ ■ |
|
|
||
'1 |
' |
Исследования показали, что |
для-рек-равнинной или сйабо- |
|
всхолмленной территории Северного Казахстана, действующие площа ди водосборов, в зависимости от водности года, изменяются от и,9 ДР 0,05 полной площади водосбора.
15
PEBEPA 0,3. (Богуславская полевая экспериментальная гидрологичес кая база)
ФОРМИРОВАНИЕ ГОДОВОГО И СЕЗОННОГО СТОКА МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ ПРАВОБЕРЕЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ УКРАИНЫ
1. Средний годовой сток малых волос боро в в условиях правобе режной лесостепи Украины составляет O,5-2,2 л/сек с км^. Доля
подземных вод в питании малых водотоков при большой глубине' вре за русла и неглубоком залегании грунтовых вод достигает 30-35# годового стока. Изменчивость годового стока малых водотоков весь ма значительна; она больше для временных, особенно с значительно залесенными водосборами, меньше для полевых-и значительно меньше для постоянных водотоков. В формировании годового стока наиболь ший вес принадлежит стоку талых вод. Лишь в отдельные годы ст. х от довдей превышает сток от снеготаяния. Наиболее значительна влияние на сток малых водотоков оказывает степень залесенностн и уклоны водосборов, а также различия в почвенных условиях, вели
чинах и формах бассейнов и др. |
60- |
2. Otok за зимне-весенний период составляет в среднем |
|
90# годового стока. За этот период коэффициенты стока для |
вре |
менных водотоков изменяются от 0,01 до 0,90. На формирование сто ка зимне-весеннего периода большое влияние оказывают жидкие осад ки, выпадающие во время оттепелей и весеннего снеготаяния.
3. Сток летне-осеннего периода формируется от интенсивных ливней. Дожди до 5 мм не вызывают стока практически при любых, условиях. При большом дефиците влаги в поверхностном слое почвы, особенно в конце лета и начале осени, когда большая часть поверх ности бассейнов вспахана, не-эффективными могут быть дожди и в 20-40 мм. Коэффициенты стока за летне-осенний период только в от дельные годы превышают 0,1, и для времшных водотоков они в ос новном меньше 0,01.
ХАРЧЕНКО С.И. (ГГИ)
НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА В ЗОНЕ НЕДОСТАТОЧНОГО УВЛАМНЕНИЯ И НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ (ПО ДАННЫМ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ. ИССЛЕДОВАНИЙ )
1. Анализ многолетних экспериментальных данных,полученных по левыми гидрологическими базами и стоковыми станциями,показал,'что
іь
основными факторами наиболее существенно влияющими на формирова ние ст ча в зоне недостаточного увлажнения является: величина осадков (снегозанасов), их распределение по территории и интенсив ность выпадения (или таяния снега) и впитывающая способность поч вы, зависящая от предшествующего увлажнения и водно-физических свойств почво-грунтов. Влияние уклонов склонов и характера обра боток поверхности для водсобора в целом нивелируется и носит второстепенное значение.
2. На оспове обобщения экспериментальных материалов по сток; Дубовской обсерватории, а также Нмжнедевжцкой и Бучанекой стоко вых станций, с учетом теоретического еналжэа процессов формирова ния стока, разработаны новые аналитические зависимости слоя ве сеннего стока от запасов вода в снеге, дефицита предшествующего увлажнения и действующей пористости верхнего слоя почвогрунтов. Аналогичные зависимости получились по данным BHMN джя-дадаевого ‘ стока Валдайской возвышенности.
3. Проверка этих формул по данным наблюдений на малых водо сборах и на относительно крупных реках бассейна р.Дон и Валдай ской возвышенности показала вполне, удовлетворительные результаты.
4. Строительство каналов, а также планировка и специальная обработка сельскохозяйственных полей на орошаемых землях, как по казали наблюдения Дубовской обсерватории, приводит к снижению ес тественного стока и повышению инфильтрации на этих полях в 5-Ю раз π<⅛. сравнению со стоком и инфильтрацигина неорошаемых водосбо рах. -Последнее, в свою очередь, приводит к ежегодному постоянно прогрессирующему подъему уровней грунтовых вод на орошаемых зем лях на' 10-20 см. Это явление особенно сильно выражено на масси вах с неглубоким залеганием грунтовых вод.
СУББОТИН 1.И.. ода)
НЕКОТОРЫЕ 3WHOMEPHOCTa ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА ТАЛЫХ и димдаых вод в JpstHott части лесной зоны (по материалам
ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПОДМОСКОВНОЙ СТОКОВСЙ СТАНЦИИ)
I. Одной из основных особенностей условий формирования сто ка в лесной зоне является возможность формирования в подзолисных, суглинистых почвах временного водоносного горизонта - внутрипоч венной верховодки. Илдювиальный..іш.да.евды2 горизонт "В" в этих почвах обладает обычно ^ррАздб^^еньщей'водопропускной способно стью, чем вышележащие, слои. ВсдйДстри§,_этого весной и во время
17
выпадения обильных осадков может наблюдаться полное насыщение водой верхнего слоя почвы. При этом начальные потери талых и дож девых вод в очень сильной степени зависят от дефицита влажности верхних почвенных слоев "А". Особенно четко это явление выражено в лесу, где пористость верхних слоев почвы обычно бывает настоль ко большой, что даже в мерзлом состоянии они не теряют способ ность впитывать воду.
На полевых участках в течение осени и зимы почва может на столько переувлахниться, что в мерзлом состоянии будет содержать воды больше полной влагоемкости. В этом случае почва не только не впитывает талые воды, но.наоборот,при оттаивании сбрасывает избыток воды, который может принимать участие в формировании по ловодья в виде внутрипочвенного стока. В такие годы в поле поте ри талых вод происходят в основном в тальвегах логов и в пониже ниях, где за зиму скапливается много снега и почва вследствие этого промерзает мало. В этих местах происходит основное питание подземных вод.
2. В летний период, наоборот, тальвеги логов и сырые поймы являются основными очагами формирования стока дождевых вод.Именно на этих участках благодаря высокому уровню подземных вод и по вышенной влажности почвенного слоя потери дождевых вод бывают паи
меньшими. Возможен также сток дождевых вод с коротких крутых склонов, прилегающих к тальвегам и поймам. Что касается осадков, выпадающих на пологие длинные склоны и приводораздельные простран ства, то летом они целиком поглощаются почвой и в формировании
дождевого стока не участвуют. Исключение составляют |
ливневые |
осадки очень высокой интенсивности, превышающей |
интенсивность |
впитывания в почву, и осадки, выпадающие на участки дорог, улицы поселков и т.д. Эти осадки могут дать некоторый сток, который,
однако, в формировании паводка играет все хе подчиненную |
роль. |
||
Указанное заставляет критически относиться к методам |
рас |
||
четов. дождевых паводков, исходящих из представления о стекании |
и |
||
осадков со всей площади водосбора (например метод изохрон), |
влаж |
||
способам прогноза стока дождевых вод, основанным на учете |
|||
ности почвы только на склонах и водоразделах и не |
учитывающих |
степень увлажненности тальвегов и притальвехных склонов.
|
1 ~ '■ "’'БЛИННАЯ |
I |
|
f |
.!чьХНИЧЕСКАЯ |
I |
I |
, , <∙i.∙¾⅜CCtiP |
|
18
КОРЗУН В.И. (ГУГМС)
ВЛИЯНИИ ДЛИНЫ СКЛОНА НА ПОВЕРХНОСТНЫЙ сток талых вод
1. Склоновый схок представляет начальную стадию (зарождения) речного стока и формируется, в основном, да участках, занятых сель скохозяйственными и лесными угодьями, в сглзи с чем изучение про цессов его формирования с выделением влияния различных факторов
является одной из важных задач гидрологии. |
формирование |
2. К основным природным факторам, влияющим на |
|
склонового стока, относятся: состав почв, степень их |
увлажненно |
сти, промерзания и оттаивания, а также литология подстилающих грунтов; характер поверхности, уклоны и экспозиция склонов; длина склонов и условия погода.
Существенное влияние на формирование склонового стока оказы вает деятельность человека (различные виды обработки почв и воз делывания сельскохозяйственных культур, вырубки, лесоразведение и
проч.).
3. Изучение склонового стока талых и дождевых вод обычно про
водится на |
стоковых станциях Гидрометслужбы СССР, организован |
ных в различных природных зонах.
Общепринятой методикой изучения является постановка комплек сных наблюдений на постоянных и временных стоковых площадках,раз мещение и оборудование которых, а также программа наблюдений,дол жны отвечать поставленным задачам по исследованию влияния на скло новый сток природных факторов и деятельности человека.
Такого рода исследования широко поставлены Валдайской научноисследовательской гидрологической лабораторией (ВНИГЛ - ГГИ). Эти исследования, наряду с большим научно-методическим значением, по
зволяют изучать региональные особенности формирования стока |
для |
|
Северо-Западного района ЕТС. |
|
|
⅛. Результаты исследований склонового стока на ВНИГЛ, стоко |
||
вых станциях и на различных опытных стационарах других |
ведомств |
|
использованы в ряде научных работ. Однако, в этих работах |
недо |
|
статочно освещено влияние на сток .длины склона. |
|
|
5.В 1957-58 гг.ВНИГЛ были организованы специальные наблюде |
||
ния по выяснению влияния длины склона на сток и потери |
талых |
вод. |
Наблюдения проводились на четырех стоковых площадках,расположенных в средней части 500-метрового северного склона р.Чернушки (в 6 км юго-восточнее г .Валдая).-При одинаковой ширине площадок (10 м)
19
длины их составляли 20, 40, 80 и 150 м и уклоны - в пределах 1<?о- I50o∕oo. Площадки располагались на.реестоянии 4-15 и друг от дру
га и при общей разности высот их водосборных частей в 20,5 и,раз ность отметок водоприемных лотков не превышала - 1-2 м, а по дли не склона водоприемные лотки имели смещение в пределах - 3-8 м . Луговая поверхность площадок не имела заметных микропониженнй и впадин. Почво-грунты площадок представлены гумусированной, легкой и тяжелой супесью и суглинками. Тяжелые суглинки располагаются на глубине 0,5-1,0 м, в связи с чем грунтовые воды залегают обычно на глубине 3 м, а в периоды обильных осенних и весенних увлажне ний поднимаются местами до поверхности земли. Водораздельные бор тики площадок были выполнены из утрамбованного суглинка и одерно ваны. Оборудование площадок и методика наблюдений проводились в соответствии с Руководством стоковым станциям.
5. Проведенные наблюдения позволили получить данные по внутрисуточному ходу стока, суточным и максимальным его величинам, оценить характер трансформации стока по длине склона, а также рас считать потери стока на инфильтрацию в почво-грунты и испарение в зависимости от длины склона и различных фаз половодья.
В результате анализа материалов установлено значительное сни жение всех характеристик поверхностного стока талых вод с увеличе нием длины склона.
ЦАРЕВ И.И. (УГИС ЦЧО)
К ВОПРОСУ О РЕДУКЦИИ НОРНЫ СТОКА ДЛЯ МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ
Работа выполнена по материалам наблюдений Нижнедевицкой сто ковой станции и малых рек ЦЧО.
Исследования показали, что редукцию среднего годового стока для малых водосборов лесостепной эоны нельзя считать универсаль
ной в пределах данной зоны. |
; |
Полученная закономерность уменьшения стока с уменьшением площади водосбора является частной и проявляется в определенном физико-географическом комплексе и для рассматриваемого! 'района она зависит в основном от рельефа и климата.
В рассматриваемом районе имеются малые водосборы, средний го довой сток которых равен зональной величине или дажепревышает ее. Это обменяется тем, что ,наряду с основным фактором стока - клима том, действуют и другие, такие как рельеф, геология, уклон водосбс,, з ;і проч. В определенных условиях эти второстепенные факто ры и стать основными, определяющими норму стока.