Тема 3.4. Гидрометрический метод оценки полезного питания и основные характеристики подземного стока.

Метод основан на уравнении баланса русловых вод. Научастке реки имеющемоднородные гидрогеологические условия, в период движения выбираются два створа. За короткий промежуток времени производится измерение расходов в верхнемQ_в и нижнемQ_н створах и вычисляются соответствующие объемы стокаW_ви W_н. Учитываются балансовые составляющие в объемных величинах, а именно: приточность и слоновый сток Wп_р, осадки W_х, выпавшие на водную поверхность, испарение с водной поверхности W_в, ΔWизменение объема воды в русле за расчетныйпериод. По полученным величинам составляются два общих уравнения:

При оценке подземного питания

W_подт=W_н-W_в-W_пр+W_е-W_х-ΔW

При оценке подземных потерь

W_пот=W_в-W_н+W_пр-W_е+W_х-ΔW

Эти уравнения могут быть значительно упрощены при следующих условиях. Если на участке отсутствует приточностьW_пр=0, значение W_х практически равно нулю, т.к. измерения производятся в период отсутствия дождей, величины Wе и ΔW очень малы по сравнению с W_в и W_ними можно пренебречь. После принятых допущений гидрометрический метод можно рассматривать как метод разностей. Надежность расчета подземного стока подземного стока в реку (или потерь) указанным методом зависит от всех условий проведения съемки, точности гидрометрических работ, а при использовании всех составляющих уравнений и от точности определения балансовых элементов.

Следует отметить, что полученная величина W_подз (или W_пот) характеризует питание на данном участке съемки из водоносного горизонта, что соответствует и характеристике естественных ресурсов на участке.

Если на участке нет притоков и расходы определялись в период отсутствия осадков, то модуль подземного питания по полученной разности расходов может быть вычислен по формуле

),

Где F_в и F_н – площадь водосбора для верхнего нижнего створов на участке гидрометрической съемки, км².

Основные характеристики подземного стока вычисляются следующим образом.

Подземное питание на 1 км протяженности реки вычисляется по формуле

Р=

Где L –расстояние между створами, км; Q_н и Q_в – расходы воды в нижнем и верхнем створах, измеренные за короткий промежуток времени на бесприточном участке при отсутствии осадков. При наличии притоков вычисляется сумма их расходов и вычитается из разности (Q_н-Q)_в.

Модуль подземного стока М_подз вычисляется по формуле

Расход подземного потока в реку определяется объемом воды, проходящей через поперечное сечение всей породы

Q_п=0.001M_подз*F

Объем подземного стока W, м³ или км³ в год – общий подземный сток в речном бассейне за год – вычисляется по формуле

W_подз=Q31,5*10⁶м³

Слой подземного стока в реку, или годовая инфильтрация атмосферных осадков, вычисляется по формулам

Yподз=31.5M, мм

Коэффициент подземного питания реки выражает отношение подземного стока, поступающего в реку, к общему поверхностному стоку в % или долях единицы

k= *100%= k=

Коэффициент подземного стока k_подз

k= k=

где Х_о – количество осадков за этот период, выпавших на площадь питания водоносного пласта.

Удельный модуль М_уд – расход водоносного пласта в единицу времени на единицу его емкости, используется при оценке естественных ресурсов подземных вод

М_уд=

Естественные ресурсы подземных вод – обеспечение в водном балансе исследуемого района поступления подземных вод за счет питания атмосферными осадками

Определить количество естественных ресурсов подземных вод можно поформулам

We=2.74Y_подзF,

We=86,4М_подзF,

We=0,0274Хk_подзF,

Где Y_подз и М_подз – слой (мм) и модуль л/(с*км²) подземного стока, определенные по карте; F–площадь водосбора подземных вод, км²; k_подз – коэффициент подземного стока, %; Х – среднее многолетнее количество осадков, мм.

Модуль подземного стока М_подз можно определить по карте распределения подземного стока.

Контрольные вопросы:

• В чем заключатся гидрометрический метод оценки подземного питания?

• Как рассчитываются характеристики подземного стока по данным наблюдений?

Как можно использовать карту подземного стока?