книги из ГПНТБ / Лещинский, Г. Т. Ресурсы временного поверхностного стока пустынь Средней Азии и Западного Казахстана

Рис. 29. Связь среднего годового стока (h0) с годовым сто­

гцадки и степени минерализации грунтовой воды опреде­ лить искомую величину (рис. 30).

Таким образом, в районах пустынь, где слой стока составляет около 100 мм в год, а минерализация воды примерно 10 г/л, можно иметь 2000 м3 пригодной для водопоя воды, а при соленых грунтовых водах 30 г/л— 1000 м3. При среднегодовом слое стока 260 мм и мине­ рализации 10 и 30 г/л получим соответственно 5— 2,5 тыс. м3 воды. Следовательно, в районах с наимень­ шим стоком (около 100 мм), при указанных условиях и норме воды 5 л/сутки на овцу, водопойный пункт мо­

166

Изменение стока по территории и во времени полно­ стью отражают распределение осадков. Поскольку вну­ тригодовое распределение среднего годового стока силь­ но сглажено и не отражает распределения стока реаль­ ных лет, то при расчете его за тот или иной сезон сле­ дует учитывать также и частоту вероятности появления стока.

Рис. 30. Номограмма для расчета пригодного для водопоя объема воды (ИР„м3) п о среднему годовому стоку (h0 мм) и минерализации грунтовых вод (т г/л) (по данным Т. П. Витковской).

Такие расчеты выполнены для восточной части Турк­ мении, где широко практикуется строительство искусст­ венных водосборов, сток с которых используется для во­ допоя овец. На этой территории весной (III—V) сток наблюдается ежегодно, то есть вероятность появления стока составляет 100%, за исключением пункта Уч-Ад- жи, где сток вероятен на 92%. Этому периоду соответ­ ствует 47—54% нормы стока. Такая же высокая вероят­ ность появления стока свойственна зимнему периоду (XII—II), на который приходится 29—37% среднего го­ дового стока. Летом (VI—VIII) в большинстве случаев частота появления стока составляет 17—45%, однако сток этого сезона весьма незначительный (2—5% от годового). Осенью (IX—XI) вероятность случаев со сто­ ком и величина его увеличивается соответственно до

25—59% и до 6—17%.

167

Вы в о д ы

1.Норма осадков па равнинной части пустынь Сред­ ней Азии и Западного Казахстана изменяется в пределах 100—200 мм. Несмотря на малое количество атмосфер­ ных осадков, они, благодаря своеобразному распределе­ нию во времени и по величине дождей, формируют на глинистых водосборах значительный для пустыни сток.

Здесь глинистые водосборы, представленные в основном такырами и такыровидными почвами, имеют широкое распространение. Общая площадь их составляет около 20 млн. га.

2. Рассматриваемая территория площадью около 160 млн. га при норме 150 мм получает 240 км3 пресной воды в год. Указанное количество воды почти в 4 раза превышает средний годовой объем стока р. Амударьи (63 км3). Это дает основание рассматривать атмосфер­ ные осадки как водные ресурсы. При использовании да­ же незначительной доли этих потенциальных водных ре­ сурсов позволило бы улучшить, а в ряде районов пус­ тынь организовать устойчивое питьевое и пастбищное водоснабжение путем хранения воды в подземных при­ родных коллекторах и в поверхностных искусственных емкостях.

3. Направленность сельскохозяйственного развития пустынной зоны СССР за пределами орошаемого земле­ делия— крупное пустынное животноводство. Пастбища здесь занимают и будут занимать в будущем основную часть территории. Несмотря на их низкую естественную продуктивность во многих районах пустынь скот содер­ жится на естественных пастбищах почти на протяжении года. Продукция пастбищного животноводства значи­ тельно (местами на 50%) дешевле, чем в среднем по всей стране. Большую роль в развитии животноводства в условиях пустынь играет вода. Поскольку в восточ­ ной части пустынь рассматриваемой территории преоб­ ладают слабоминерализованные подземные воды, а в за­ падной — высокомииерализованные, то во многих рай­ онах, особенно на западе пустынной зоны, ресурсы вре­ менных поверхностных вод, в сравнении с другими ис­ точниками, на данный период являются единственным доступным, простым и наиболее экономически выгодным способом водоснабжения многих мелких потребителей

168

(животноводство, поселки скотоводов и персонала, об­

служивающего тракторные и трубопроводные магист­ рали).

4. Начальный слой потерь стока в зависимости от влажности почвы, средней интенсивности дождя и сум­ марного объема микропонижений на поверхности водо­ сбора изменяется в пределах от десятых долей милли­

водосборах с битумно-песчаным покрытием в зависимо­ сти от его качества составляют 1—3 мм.

5. Водосборы, сложенные такырными и такыровидны­ ми почвами, характеризуются слабыми инфильтрационными свойствами. Поэтому даже при малых количествах осадков за период дождя на этих водосборах формиру­ ется сток. Последний наблюдается на малых такырах ежегодно, на такырах площадью >1 км2 в отдельные годы сток может отсутствовать.

6. Основными факторами, определяющими величину слоя стока с такырных и такыровидных водосборов, яв­ ляются сумма осадков за период дождя, средняя интен­ сивность осадков., запасы влаги в десятисантиметровом слое почвы перед выпадением дождя и размер площади водосбора, а с искусственных водосборов — слой осадков и качество водопроницаемого покрытия. Между слоем стока за период паводка и указанными факторами уста­ новлены зависимости, которые приняты за расчетные. По­ грешности расчета паводочного стока по этим зависи­ мостям находятся в пределах ±10—15%. а сезонных и годовых величин стока — ± 6—8%.

7. Величина среднего многолетнего стока на террито­ рии пустынь Средней Азии и Западного Казахстана из­ меняется в пределах 0,15—1,1 л/сек. с 1 км2. Область наименьшего стока (0,15—0,20 л/сек. с 1 км2) приуро­ чена к центральной и северо-восточной части изучаемой территории. В северном направлении от этой области сток увеличивается до 0,3, в северо-западном — 0,4, в южном и юго-восточном — соответственно 0,7 и 1,1 л/сек. с 1 км2. Такие величины годового стока имеют практи­ ческие значения для хозяйственной деятельности в уеловиях пустынь. Особенно велика роль его для территории

169

пастбищных угодий, где подземные пресные воды отсут­ ствуют или они недоступны.

8. Годовые величины временного поверхностного сто­ ка значительно колеблются во времени. В многоводные годы сток составляет несколько десятков тысяч кубиче­ ских метров, а маловодные — несколько тысяч кубиче­ ских метров с 1 км2, или он полностью отсутствует. Ко­ эффициенты вариации годового стока изменяются в пре­ делах 0,42—1,04, а коэффициенты асимметрии — 0,0—3,4.

9. Синхронность и синфазность в циклических коле­ баниях годового стока существует лишь в отдельные го­ ды и только по некоторым пунктам.

Продолжительность маловодных и многоводных пе­ риодов весьма различна, строгой периодичности в их че­ редовании не имеется, а цикличность во многих пунк­ тах за рассматриваемый период выражена неясно. Про­ должительность маловодных периодов изменяется от 3 до 11 лет, а многоводных — от 4 до 11 лет. Продолжи­ тельность циклов составляет от 7 до 21 г.

10. Внутригодовое распределение стока весьма нерав­ номерное. Весной (III—V) в средней части пустынной зоны Джезказган, Бетпак-Дала, Казалинск, Челкар и других наблюдается около 43% годового стока, в пре­ делах Устюрта и Мангышлака — 36, в Каракумах и Кизылкумах — до 70, в юго-восточных районах Турк­ мении—Тахта-Базаре, Кушке и других—до 55—а в юго-

Устюрте и Мангышлаке — 38 и 15% годового стока. В Каракумах и Кизылкумах в эти сезоны сток незначи­ тельный и в среднем составляет около 10% годового, а в юго-восточных районах он еще меньше. В Юго-Запад­ ной Туркмении на лето и осень приходится примерно по 20% годовой величины стока. Зимой (XII—II) в север­ ных районах пустынь стока почти не бывает. В Кизыл­

Туркменистана — 45% среднего годового стока. Внутригодовое распределение стока, где месячные ве­

личины его получены как средние за периоды наблюде­ ний, очень сглажено по сравнению со стоком реальных

170

лет. В связи с этим важно знать вероятность появления стока в данном месяце или сезоне.

11. Весной вероятность появления стока на такырах, расположенных в подгорных районах, составляет 100%, в Каракумах и Кизылкумах — 90%, в северных и северозападных районах пустынь — 80% общего числа случаев.

Летом в Каракумах и Кизылкумах сток с такыров ве­

тории — 70—75%.

Осенью в Каракумах и Кизылкумах сток бывает ча­ ще (48%), чем летом. В остальных районах рассматри­ ваемой территороии он наблюдается 60—70% общего числа случаев.

Зимой в Юго-Западной и Юго-Восточной Туркмении вероятность стока составляет 100%, в Каракумах и Ки­

12. Величина ресурсов временных поверхностных вод, формирующихся на глинистых водосборах пустынь Средней Азии и Западного Казахстана, для среднего по водности года составляет 704 млн. м3, в том числе на территории Туркменистана 332, Узбекистана 99 и Ка­ захстана 273 млн. м3. Расчеты показывают, что для во­ допоя мелкого рогатого скота, выпасаемого на этой тер­ ритории около 30 млн. голов и для водообеспечения лю­ дей, обслуживающих животноводство, требуется пресной и солоноватой воды 60—70 млн. м3 в год, что в 10 раз

13. В результате обработки данных ливневых дождей по территории Туркменистана получены формулы, позво­ ляющие по слою суточных осадков заданной обеспечен­ ности и районных кривых редукции слоя осадков, сред­ ней интенсивности дождя и минимальной интенсивности дождя на концах интервала времени определять расчет­ ные величины слоя осадков, средней и минимальной ин­ тенсивностей дождя, необходимые для расчета стока за период паводка и максимальных расходов воды.

14. Величины слоя паводочного стока 1 и 39%-ной обеспеченности, вычисленные по кривым редукции осад­

171

ков, хорошо согласуются со значениями максимального слоя стока такой же обеспеченности, полученными по рекомендуемой нами схеме расчета стока за период па­ водка. В отдельных случаях, а зависимости от характера выпадения осадков и предшествовавшего дождю увлажнения водосбора, они отклоняются на +35—

39%.

15. Средняя мутность паводковых вод такырных и та­ кыровидных водосборов зависит от средней интенсивно­ сти дождя, влажности почвы перед выпадением осадков

0,01—0,62 мм/мин., средняя мутность воды за период па­ водка изменяется от 3 до 6,2 кг/м3. На такыровидном водосборе со средним уклоном 8,6% о при дождях интен­ сивностью 0,005—0,47 мм/мин. средняя мутность воды со­ ставляла 2,3—24 кг/м3. По фазам паводка мутность колеблется также в широком диапазоне. За время па­ водка мутность воды изменялась от 3 до 12 кг/м3 (та­ кыр) и от 3 до 50 кг/м3 (такыровидный водосбор). Мак­ симум мутности чаще всего наблюдается на пике па­ водка, сформированного дождями малой интенсивности <0,05 мм/мин. или на подъеме, если паводок обусловлен ливнями.

Годовые величины мутностей за период наблюдений составляли 3—3,5 кг/м3 (такыр) и 7—20 кг/м3 (такыро­ видные почвы). Средние многолетние значения мутно­ стей, приведенные к периоду 1952—1969 гг., для этих же водосборов соответственно равны 3,1 и 12,7 кг/м3.

16. Данные гранулометрического состава взвешенных наносов показывают, что в паводковых водах такыров и такыровидных водосборов преобладают частицы ила (0,01—0,001 мм). Частиц даметром меньше 0,01 мм со­ держится от 64 до 95%.

17. Засоление верхнего горизонта такыров достигает 2—3%. Минерализация паводковых вод такыров и та­ кыровидных водосборов определяется главным образом засолением верхнего горизонта почво-грунтов, процессом формирования и режимом паводков. На одном и том же водотоке минерализация может изменяться от 120—200

172