2 Провести аналіз складеного рівняння водного балансу

Однією з форм аналізу складеного рівняння водного балансу є комплексний інтегральний графік елементів балансу. Попередньо складається таблиця, в якій виконується послідовне підсумовування місячних (за межень, водопілля, повінь) сум елементів водного балансу.

По даним цієї таблиці виконується інтегральний графік, який наочно показує зміну прибуткових і витратних елементів водного балансу, а також його акумуляційного члена на протязі певного інтервалу часу.

Складемо таблицю 5.3, в якій виконується послідовне підсумовування місячних сум елементів водного балансу.

Таблиця 5.3 - Інтегральні зведені дані елементів водного балансу (мм) р. Дзеркальна - с. Березівка

Місяць	Х	Y	E	(Y + E)
I	30	1	2	3
II	67	2	8	10
III	104	4	19	23
IV	179	70	65	135
V	206	78	160	238
VI	290	81	260	341
VII	333	84	335	419
VIII	421	86	395	481
IX	450	89	438	527
X	503	92	457	549
XI	593	95	465	560
XII	640	97	466	563

По даним цієї таблиці накреслюємо комплексний інтегральний графік елементів водного балансу (суми елементів відносяться на кінець кожного місяця) (рис.5.1).

Рисунок 5.1-Комплексний інтегральний графік елементів водного балансу

Проаналізуємо рівняння водного балансу, тобто розглянемо зміни прибуткових і витратних елементів Х, Y, E, (Y + E) за допомогою комплексного інтегрального графіка. У період з січня по березень відбувається інтенсивне наростання опадів, запасів води в снігу при дуже незначному випаровуванні і стоку. З квітня почалося сніготанення, в зв'язку з чим спостерігалося зменшення запасів води в снігу, зростання стоку і випаровування. З травня по грудень стік поступово зростав і досягнув до кінця періоду 97 мм, сумарне випаровування до кінця року досягнуло 466 мм, що в сумі склало 563 мм. По кривих можна добре бачити, що зміна запасів вологи в басейні за рік S = X - Y - E = 640 -563 = 77 мм.

Варіантність роботи.

Водний баланс по місяцях для десяти варіантів наведений нижче. Результати розрахунків необхідно представити у вигляді двох графіків: графіку зміни запасів води в басейні ріки та комплексного інтегрального графіку елементів водного балансу.

Письмово проаналізувати рівняння водного балансу, тобто розглянути зміни прибуткових і витратних елементів Х, Y, E, (Y + E) за допомогою комплексного інтегрального графіка.

Дати письмове пояснення ходу характерних кривих на графіках за кожний місяць.

Варіант 1 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р. Біла - с. Іванівка

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випарову-вання (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	37	2,0	-
II	32	3,0	-
III	32	9,0	15
IV	39	5,0	29
V	49	2,0	63
VI	62	2,0	83
VII	53	1,0	98
VIII	53	1,0	93
IX	34	1,0	63
X	41	2,0	34
XI	45	1,0	10
XII	47	2,0	-
Рік	524	31	488

Варіант 2 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р.Вовча - с. Зарічанка

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	41	2,0	-
II	37	3,0	-
III	36	21	-
IV	41	15	31
V	53	5,0	72
VI	64	2,0	103
VII	63	1,0	108
VIII	52	1,0	98
IX	38	2,0	62
X	46	2,0	32
XI	50	1,0	10
XII	51	2,0	-
Рік	572	57	516

Варіант 3 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р. Оксамитова - с. Соснівка

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	37	2	-
II	32	7	-
III	32	18	12
IV	39	10	23
V	49	5	51
VI	62	3	66
VII	53	2	78
VIII	53	1	74

Продовження варіанту 3

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
IX	34	2	51
X	41	3	27
XI	45	2	8
XII	47	3	-
Рік	524	58	390

Варіант 4 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р. Дзвінка - с. Веселе

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	51	3	-
II	23	3	-
III	47	20	18
IV	48	12	35
V	60	8	77
VI	76	4	100
VII	73	2	118
VIII	68	1	112
IX	40	1	77
X	54	3	41
XI	72	4	12
XII	70	3	-
Рік	682

Варіант 5 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р.Тиха - с. Червоне

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випарову-вання (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	33	1,0	-
II	27	3,0	-
III	30	12	-
IV	35	6,0	18
V	45	3,0	64
VI	66	3,0	93
VII	63	2,0	97
VIII	49	1,0	85
IX	31	1,0	51
X	41	1,0	25
XI	39	2,0	6
XII	36	1,0	-
Рік	495	36	439

Варіант 6 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р.Ведмежа - с. Медове

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	48	2,0	-
II	21	4,0	-
III	43	10	17
IV	45	7,0	35
V	57	6,0	75
VI	72	3,0	99
VII	70	2,0	116

Продовження варіанту 6

Місяць		Елементи водного балансу, мм
		Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
VIII	65		1,0	110
IX	37		1,0	76
X	51		1,0	41
XI	69		2,0	12
XII	67		5,0	-
Рік	645		44	581

Варіант 7. Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р. Спокійна - с. Федорівка

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	64	6,0	-
II	59	6,0	-
III	60	27	18
IV	66	18	36
V	76	9,0	79
VI	89	4,0	103
VII	76	7,0	122
VIII	78	3,0	116
IX	56	4,0	79
X	68	5,0	43
XI	72	5,0	12
XII	74	7,0	-
Рік	838	101	608

Варіант 8 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р. Тепла - с. Борове

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	44	1,0	-
II	39	4,0	-
III	38	12	-
IV	46	8,0	31
V	56	5,0	72
VI	69	2,0	104
VII	58	1,0	109
VIII	56	1,0	98
IX	36	3,0	62
X	48	2,0	31
XI	52	3,0	11
XII	53	2,0	-
Рік	595	44	518

Варіант 9 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р. Жовта - с. Блакитне

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	35	2,0	-
II	29	4,0	-
III	32	11	-
IV	37	8,0	29
V	47	5,0	68
VI	67	3,0	98
VII	64	2,0	102
VIII	50	1,0	93
IX	33	1,0	59
X	43	1,0	29

Продовження варіанту 9

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
XI	41	2,0	10
XII	38	2,0	-
Рік	516	42	488

Варіант 10 Водний баланс по місяцях за 2006 календарний рік р. Блакитна - с. Калинівка

Місяць	Елементи водного балансу, мм
	Опади (Х)	Стік (Y)	Випаровування (Е)	Зміна запасів води в басейні ( DS)
I	54	2,0	-
II	49	8,0	-
III	49	36	15
IV	56	33	30
V	65	6,0	66
VI	77	3,0	86
VII	75	2,0	101
VIII	65	3,0	96
IX	46	4,0	66
X	57	3,0	36
XI	61	3,0	10
XII	63	6,0	-
Рік	717	109	506

Основні терміни.

Розрізняють декілька видів вологообігів у природі.

1 Великий, або світовий, вологообіг - водяна пара, що випаровується з поверхні океанів, переноситься вітрами на материки, випадає у вигляді атмосферних опадів і повертається до океану зі стоком. У процесі вологообігу змінюється якість води: при випаровуванні морська вода перетворюється на прісну, а забруднена - очищається.

2 Малий, або океанічний, вологообіг - водяна пара, що випарувалася з поверхні океанів, випадає у вигляді атмосферних опадів у океан.

3 Континентальний вологообіг - вода, що випарувалася з поверхні суходолу, знову випадає на суходіл у вигляді атмосферних опадів.

Співвідношення приходу і витрат води з урахуванням змін її запасів за вибраний інтервал часу для певного об’єкту називається водним балансом.

Взагалі обліку підлягають атмосферні опади, конденсація вологи, горизонтальний перенос і відкладення снігу, поверхневий і підземний притік, випаровування, поверхневий і підземний стік, зміна запасів вологи у грунті та ін.

Щоб скласти рівняння водного балансу земної кулі, запишемо умови рівняння приходу і витрат води в океані і на суходолі:

Xo + Y = Eo; Xc - Y = Ec; (5.2)

де Хо - середньорічні опади на поверхні морів і океанів;

Хс - середньорічні опади на поверхні суходолу;

Ео - середньорічне випаровування з морів і океанів;

Ес - середньорічне випаровування з поверхні суходолу;

Y - середній річний стік річкових басейнів.

Підсумовуючи попередні рівняння, маємо:

Xо + Xс = Eо + Eс, (5.3)

тобто кількість води, що випаровується з поверхні океанів і континентів, дорівнює кількості опадів, що випадають на ці ж самі поверхні.

Математичний вираз, що описує водний баланс, називається рівнянням водного балансу. Воно може бути складено для певного водного об’єкту (озеро, водосховище тощо), річкового басейну, ділянки території, гідрологічного району, країни, материка і земної кулі.

Метод водного балансу - це використання закону збереження матерії в вигляді рівняння водного балансу для дослідження закономірностей, що існують між прибутком і витратою вологи за будь-який період часу, певної ділянки території, річкового басейну, озера, водосховища, болота або іншого водного об'єкту.

Метод водного балансу засновується на наступному очевидному рівнянні: для будь-якого простору, що обмежується деякою довільною поверхнею, кількість води, яка ввійшла всередину цього об'єму, за відрахуванням кількості води, яка вийшла назовні, повинна дорівнювати відповідно збільшенню або зменшенню її кількості всередині даного об'єму.

Контрольні питання.

1 Що таке водний баланс?

2 Охарактеризуйте елементи водного балансу.

3 На чому заснований метод водного балансу?

4 Які існують головні характеристики стоку ?

5 В чому полягає різниця між малим і великим вологообігами води в природі?

6 Що таке гідрологічний рік?

8 7 Де відбувається загальна зміна запасів води в басейні?

9 Для якого періоду і території може бути складено рівняння водного балансу?

10 Поясність практичне використання водного балансу.

ПРАКТИЧНА РОБОТА №6