Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кашкай Р.М. Водный баланс Большого Кавказа (В пределах Азербайджанской ССР)

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
3.96 Mб
Скачать

Поверхностный сток определяли путем анализа гидрогра­

фов

полного

стока. Анализ

полученных

данных показывает,

что

распределение поверхностного стока,

так ж е как и полно­

го,

подчинено

вертикальной

поясности — с увеличением высо­

ты водосбора величина поверхностного стока возрастает. За ­

висимость поверхностного

стока от средней высоты водосбора,

так ж е как и для других

элементов водного баланса,

харак­

теризуется двумя кривыми, соответствующими двум

районам

Большого К а в к а з а : северо-восточному и южному

склонам

(рис .7).

 

 

гШі

l g 1500

Ca

 

 

5ÖU

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

* S

 

 

 

fl

L

1

.

1

,

 

 

 

 

 

m

400

too

 

 

 

 

'"

Чаеерхнастньш

сток,ми

 

Рис.

7. З а в и с и м о с т ь п о в е р х н о с т н о г о

стока

(S) от

с р е д н е й в ы с о т ы

 

б а с с е й н а :

/ — ю ж н ы й

склон, 2—северо-восточный

склон .

Наибольший поверхностный сток наблюдается в западной

части

южного

склона

(600 мм).

Уменьшаясь

с понижением

местности, поверхностный сток на высоте 1000 м доходит до 200 мм, а уж е на высоте 400 м —20 мм.

На северо-восточном склоне величина поверхностного

сто­

ка меньше, что связано с относительно меньшим полным

сто­

ком в сравнении с южным

склоном.

стока —350 мм,

 

Н а и б о л ь ш а я величина

поверхностного

на­

блюдается на высоте 2800

м.

 

 

Рост

поверхностного стока на южном

склоне с высотой про­

исходит

более интенсивно,

чем на северо-восточном. Средний

50

градиент стока

между 1000 и 2000 м равен

52 мм на

к а ж д ы е

100 м высоты,

а на

северо-восточном — только

14 мм.

Интен­

сивное возрастание

поверхностного стока

на

южном

склоне

происходит до

1600—1700 м. Д а л е е абсолютная величина

поверхностного стока все еще увеличивается, но градиент

несколько

уменьшается. Так, если на высоте

1000—1500 м

на

каждые

100 м поверхностный сток увеличивается

примерно

на

50 мм, то на высоте 1500—2000 м эта величина

составляет

40

мм. Впрочем,

в связи с

существенным рассеянием

точек

на

кривой

вполне

уверенно

об этих различиях

судить

нельзя.

Процент поверхностного стока в полном на всей террито­ рии Большого К а в к а з а довольно велик и почти во всех слу­ чаях превышает 50%. Исключение составляет бассейн р. Турпанчай у с. Савалан, где, по-видимому, поверхностные воды впитываются в рыхлые аллювиальные отложения конусов выноса и увеличивают долю подземного стока, доля ж е поверхностного стока уменьшается и составляет здесь около 40%.

Д о л я поверхностного стока в полном на южном склоне составляет от 50 до 60%, а на северо-восточном — от 50 до 80%. Наибольшая доля поверхностного стока наблюдается в бассейнах рек юго-восточной части Большого Кавказа, где

климат относительно

засушливый

и на

питание

подземных

вод расходуется мало осадков, а

сток

в реках

появляется

лишь после сильных дождейДоля поверхностного

стока

здесь

достигает 90—98%

(Атачай, Д ж е й р а н к е ч м е з ) .

Такие

раз­

личия в распределении поверхностного стока по территории (рис. 8) обусловлены разнообразными климатическими, поч­ венными и геологическими условиями, а т а к ж е большой залесенностыо южных склонов. Почвы здесь обладают высокой ннфильтрационнон способностью, усиливающейся лесной под­ стилкой, задерживающей сток и содействующей этим впиты­ ванию ее в почву, и тем самым уменьшающее долю поверх­ ностной составляющей речного стока.

Подземный сток в реки

Наиболее устойчивую часть речного стока составляет под­ земный сток. Подземные воды играют большую роль в пита­ нии рек Большого Кавказа, особенно в засушливое время года.

Из-за сложности физико-географических, а в особенности, гидрогеологических и почвенных условий Большого К а в к а з а характер формирования подземных вод, а следовательно и питание рек подземными водами довольно различны.

51

Рис- S. П о в е р х н о с т н а я

с о с т а в л я ю щ а я

р е ч н о г о

стока (S), в

м и л л и м е т р а х .

Условиям формирования

подземных вод

предгорных и

низменных

районов

Большого К а в к а з а посвящено много ра­

бот

( M . Е.

Лавров,

1932; I I . Е. Кулошвплн,

1947;

Приклон-

скнй,

1946,

1948; М.

С. Мамедяров, 1959

и д р . ) . Менее

изуче­

ны условия

питания

подземных

вод высокогорной зоны

Боль­

шого Кавказа, которая характеризуется развитием скал и осыпей и слабым распространением вполне сформированного почвенного покрова. Распространение сильно трещиноватых пород и каменистых оеынеп создает на некоторых участках благоприятные условия для инфильтрации атмосферных осад­ ков, выпадающих в виде д о ж д я и снега. Подземные поды здесь в основном приурочены к делювиальным и аллювиальным отложениям и обычно бывают обильны. Их режим в большой степени зависит от распределения атмосферных осадков.

Наиболее водообильиы среднеюрские песчаники и сланцы.

Дебит родников, приуроченных

к этой толще, достигает

7—8

л/сек. Вода

протекает по системам трещин и здесь труд­

но

установить

самостоятельные

водоносные горизонты. В

местах синклинальных пересечений складок (в бассейне р.

Кусарчай,

между

с. Кузун и с. Л а з а ) , в глубоких

ущельях

имеются

выходы

многочисленных родников из

меловых

известняков, дебит большинства которых доходит до 5 л/сек. Воды эти слабо минерализованы, что объясняется условиями их питания, главным образом за счет таяния снегов и лед­ ников в н и в а л ы ю м поясе. В этих районах подземное питание рек составляет значительную часть полного речного стока (до 60%) .

52

На северо-восточном склоне, в пределах Кусарскон (пред­ горной) наклонной равнины выходы подземных вод из всей серии третичных отложении предгорного и низменного поясов характеризуются незначительным дебитом.

В отношении водоносности наибольший интерес представ­ ляют отложения, начиная с верхнеплпоценовых и до четвер­ тичных включительно. Четвертичные отложения массива по своему генезису отличаются большим разнообразием. Здесь широко развиты древние каспийские и речные террасы, совре­ менные аллювиальные отложения, обвалы, осыпи, оползни. Кусарская наклош-гая равнина отличается наличием ее пери­

ферической,

низменной части обильных выходов подземных

вод

в

виде

родников. Кроме того, мощный поток подземных

вод

в

зоне

перехода к Прикаспийской низменности, разде­

ляясь па отдельные водоносные горизонты, приобретает на­ порный характер.

Подземные воды этого района питаются водами рек и оросительных каналов.

Воды рек. впитываясь в речные отложения, идут на попол­ нение запасов подземных вод.

Подпитывание подземных вод происходит, в основном, в

среднем течении

рек, где

их русла

сложены

гравинно-галеч-

нпковыми отложениями.

Судя по

единичным

гидрометриче­

ским измерениям

расходов

воды, реки в средней части наклон­

ной равнины теряют значительное количество воды. Напри­

мер,

р. Куручай

с расходом

0,3—0,4 м3/сек, теряет

полностью

свой

расход на

протяжении

7—-8

км,

т. е. около

50 л/сек на

1 км

пути, а р.

Кусарчай теряет

около

40—50% своего стока.

Но в нижнем течении реки, врезаясь руслами ниже уровня грунтовых вод, дренируют последние.

Такой ж е характер формирования подземных' вод имеет Шекн - Закатальскнй массив (южный склон), объединяющий депрессии, расположенные вдоль подошвы Главного Кавказ ­ ского хребра: Алазань-Агрнчапскую и Апторапскуго долины. Материалы по изучению гидрогеологии области очень скудны, но имеющиеся в литературе данные по этому вопросу (Ш. Е- Лавров, 1932; Н. А. Серебров, 1932) позволяют прийти к выводу, что указанные долины представляют замкнутый гид­ рогеологический бассейн. Характер и условия залегания мезозойских пород южного склона и третичных толщ Аджиноурского плато почти исключают утечку подземных вод за пределы этой долины.

Подземные воды питаются за счет речных вод, впитываю­ щихся в рыхлые отложения. Эти воды затем выходят у под­ ножья склонов и питают реки. Несмотря на большую роль геологического строения в питании рек подземными водами в распределении этого элемента по территории господствуют закономерности высотной поясности.

53

П ри построении связей подземного стока со средней высо­ той водосбора выделяются два типа зависимости подземного стока от высоты (рис. 9). Подземный сток как и полный и

Рис. 9. З а в и с и м о с т ь п о д з е м н о г о стока в реки (U) от с р е д н е й в ы с о т ы бассейна: / — ю ж н ы й склон, . ? — с е в е р о - в о с т о ч н ы й склон,

поверхностный увеличивается с высотой местности над уров­ нем моря. Наименьшие величины подземного стока (10---

15 мм) как на южном, так и на северо-восточном склоне наблюдаются на высотах от 0 до 500-и, что обусловлено неболь­ шим количеством осадков и высокой испаряемостью, характер изменения стока с высотой на обоих склонах различен.

На южном склоне подземный сток увеличивается более интенсивно и уже на высоте 2000 м достигает почти 700 мм. Средний градиент увеличения подземного стока здесь сотавляет около 50 мм на к а ж д ы е 100 м высоты. Общий анализ элементов водного баланса, в том числе осадков и полного речного стока, дает основание предполагать, что подземный сток существенно возрастает и выше 2000 м. Однако, градиен­ ты возрастания, очевидно, уменьшаются.

Северо-восточной склон характеризуется меньшими вели­ чинами подземного стока и в высокогорном поясе на высоте 2500—3000 м составляет 250—350 мм. Средний градиент уве-

54

личения подземного стока для

этого склона

составляет

10—

15 мм па к а ж д ы е 100 м.

 

 

 

 

Различные условия питания

подземных

вод, а т а к ж е

рек

подземными водами,

связанные

с различиями

физико-геогра­

фических условии,

затрудняют определение

зависимости

между процентом подземного стока и высотой бассейна. Осо­

бенно трудно выявить какую-либо связь

в нижних

частях

Кусарскоп наклонной равнины. Так, при небольшой

разнице

высот

700—900—1000 м доля

подземного

стока в

полном

изменяется соответственно в пределах 20%, 10%, 30%.

На

южном склоне, так же

как

и на

северо-восточном,

в нижних частях речных бассейнов

ясной

зависимости доли

подземного стока от средней высоты водосбора не наблюдает­

ся,

и на небольшом промежутке

высот

700—1000 м

процент

подземного стока изменяется от 25% До 50%. Так

почти на

одних и тех ж е

высотах порядка 750—800 м наблюдается

различная

доля

подземного

стока

в полном речном

стоке (р.

.Алджпгаичай

у с. Х а н а б а д — 5 0 % ,

р. Геокчай

у г. Геокчай —

40%, р. Ахсу

у г. А х с у — 2 9 % ) . Связано

это, по-видимому, с

наличием

здесь

Степного плато, протягивающегося с запада

на

восток

до

р.

Геокчай

и играющего

роль

естественного

регулятора стока рек на этом участке. Восточнее р. Геокчай

это плато,

сложенное выносами рек, постепенно

суживается

и западные

реки, стекающие с южного склона,

впитываются

в эти рыхлые отложения и тем самым увеличивают подземный и уменьшают поверхностный сток. Восточнее р. Геокчай, зарегулпрованность стока рек, расположенных за пределами Степного плато уменьшается, в связи с чем уменьшается и доля подземного стока.

Восточнее в связи с малым количеством осадков и мень­ шей инфильтрационной способностью почв большая часть выпадающих осадков стекает поверхностным путем, тем са­ мым уменьшая процент подземного стока в реки. Например, восточнее р. Ахсу подземный сток составляет 5—6%.

Подземный сток в реки на территории Кавказа был под­ считан А. 3. Амусья и Н. С. Ратнер (1964). Методом графи­ ческого расчленения гидрографа они получили величины подземного стока, на основании которых построили зависи­ мость подземного стока от средней высоты водо.сбора. Однако, как указывают авторы, из-за пестроты полученного материала им не удалось картировать величины подземного стока в виде изолиний по всей территории Кавказа .

На

основании

построенных

нами

зависимостей подземного

стока

от средней высоты водосбора

составлена схематическая

карта

распространения

этого элемента

по территории

Большо ­

го Кавказа в пределах

Азербайджана .

 

 

Как видно из

картосхемы

(рис.

10) наиболее

обилен

55

Рис. 10. П о д з е м н а я

с о с т а в л я ю щ а я р е ч н о г о с т о к а (U), в м и л л и м е т р а х .

подземными подами южный склон, особенно его

западная

часть.

 

 

Самым бедным

подземными водами районом

является

юго-восточная оконечность Большого К а в к а з а , где подземный

сток'составляет

5—10

мм.

 

 

 

Испарение

 

 

 

 

 

Д л я

определения

одного

из элементов расходной части

водного

баланса — испарения

с поверхности суши за много­

летний

период

предложено

несколько

различных

методов.

В свое время довольно широко применялся метод. А. Мейе-

' ра (Назаров, 1924; Великанов

и Львович,

1932). Д л я

условий

СССР аналогичный метод был разработан Б. В. Поляковы . ;

(1946). В последние

годы М. И. Будыко

предложил

метод

расчетов испарения с

суши, основанный па

совместном

реше­

нии уравнении теплового и водного баланса.

Наиболее

надеж­

ный способ оценки испарения с суши пока

остается водноба-

лансовый, по разности

осадки минус сток.

 

 

Пользуясь формулой водного баланса, С. Г. Руетамов впер, вые построил карту среднегодового испарения для территории Азербайджанской ССР . С этой целью он использовал карту годового количества атмосферных осадков Э. М. Шнхлинского и составленную им карту среднего годового стока. Этим же методом пользовался Г. П. Хмаладзе (1963) при построении карты испарения для территории Грузинской С С Р (1963).

56

К а р та С. Г. Рустамова в первом приближении дает удовлет­ ворительное представление об основных особенностях и закономерностях распределения годового количества испаре­ ния. Однако для высокогорного и низкогориого поясов эта карта дает заниженные значения испарения. Д л я равнинной части Европейской территории С С С Р схематическую карту

испарения

с суши составили

Д. I I . Кочерпн (1929), П. С. Ку­

зин

(1934,

1940). Д л я

всей

территории

С С С Р такую работу

провел В. А. Троицкий

(1948), а в последние годы — сотруд­

ники

Института географии

АН С С С Р

(Львович и др., 1963).

Д л я определения годовой величины

испарения на террито­

рии ѵ\зербайджанской ССР большая работа проведена в от­ деле климатологии Института географии АН Азербайджан ­ ской ССР (Шпхлпиский, 1964; Гаджнев, Д ж е б р а и л о в а , Мирзоев, 1964). Расчеты проводились в различных лаидшафтно -

климатпческпх

условиях

(от

пустыни

до нагорных

тундр),

по нескольким

методам,

в том числе

и по методу, разработан ­

ному в этом отделе. В результате

было

установлено,

что

в

условиях

Азербайджанской ССР, в

большинстве случаев

го­

довые

величины испарения,

вычисленные

по

графикам

Б- В. Полякова, в основном, согласуются с годовыми

вели­

чинами

 

испарения,

вычисленными

по

уравнению

водного

баланса,

а

т а к ж е

с

данными,

полученными

методом

Э. М. Шнхлпнского,

использовавшего

формулу:

 

 

 

 

 

£ • - 1 , 6 7

[R-12D1

Р с р (fm-th)

 

год]

 

 

 

Д л я

высоты от 1400 до 2000 м расхождения

величин,

полу­

ченных различными методами, не столь значительны и прак­

тически допустимы. Но выше 2000

м эта разница существен­

ная, что объясняется, по-вндимому, неточностью учета

осад­

ков в высокогорном поясе.

 

 

Получив величины испарения

Э. М. Шихлпнский

(1963)

в своей работе не дает изменения этих величин с высотой

местности, а приводит зависимость от высоты годовых

величин

затраты

тепла

на испарение

{LE),

т. е. испарение (Е)

умноженное на

величину тепла

( L ) ,

необходимое на

испаре­

ние 1 мм

воды

с 1 см2 поверхности.

 

 

На основании полученных нами методом водного баланса величин испарения с поверхности речных бассейнов Большого Кавказа, построены две кривые зависимости испарения от средней высоты водосбора, относящихся к двум склонам Главного Кавказского хребта, южному и северо-восточному (рис. 11). Па обеих кривых испарение возрастает с повыше­ нием местности до 800—1200 м. Д а л е е испарение уменьшает­ ся. Наиболее резкое уменьшение происходит на южном скло­ не. Это объясняется тем. что в ннзкогориых районах осадков выпадает мало, а испаряемость велика. С высотой осадки увеличиваются, а испаряемость уменьшается вследствие по-

57

нижения температуры воздуха, и основной расходной статьей водного баланса становится сток.

то

а

^

:

 

 

.

 

 

 

 

 

200

400

цда

s'ijg

 

 

 

Рис. / / . З а в и с и м о с т ь

и с п а р е н и я

от среднем

в ы с о т ы

б а с с е й н а :

/ — ю ж ­

ный склон;

2— с е в е р о - в о с т о ч н ы й

склон .

 

 

Полученная нами зависимость испарения с поверхности

речных бассейнов от высоты

в общем соответствует

распреде­

лению затраты тепла на испарение но высотным

 

поясам,

рассчитанной Э. М. Шнхлпнскнм-

Так ж е как и на

нашил

кривых, в зависимости от соотношения

тепа

и

влаги

затрата тепла на испарение

различна и подчиняется

высотной

поясности. По мере поднятия от Кура-Араксннской

низменно­

сти в сторону Большого Кавказа

величина

В вначале

растет,

достигая максимума

в зоне

около

600—800 м, а далее

умень­

шается. Минимальные значения затраты тепла на испарение наблюдаются на высоте более 3500 м. На южном склоне испарение уменьшается более резко, чем на северо-восточном, что срязано с его крутизной и большими градиентами всех климатических элементов. Так, на высоте от 800 до 2000 м величина испарения на южном склоне уменьшается с 700 до

50—100 мм. Н и ж е 800 иг испарение

т а к ж е снижается и с 700 лиг

на высоте 500 м падает до 600 мм.

 

На северо-восточном склоне увеличение испарения на вы­ соте 1200 м и его уменьшение на больших высотах происхо­ дит плавно и соответствует характеру измениения с высотой

58

и других элементов водного баланса. Так, на высоте 1200— 2500 м испарение уменьшается от 400 до 150 мм. Это связано с общей циркуляцией атмосферы, обусловливающей большую засушливость климата данной территории, а т а к ж е с меньшей крутизной склонов.

Валовое увлажнение территории

Валовое увлажнение территории ( \Ѵ) является одним из важных элементов водного баланса и характеризует ту часть воды, которая расходуется на инфильтрацию. В дальнейшем

эта влага расходуется на испарение

{{£), как с поверхности

почвы, так

и на транспирацию и

питание

подземных вод

f ) , т . е .

W=P—S;

 

W=U'-E

Валовое

увлажнение территории

служит

хорошим показа­

телем засушливости или увлажненности территории, так как, кроме метеорологических условий учитывает и гидрологиче­ скую роль почвы. Такой метод определения валового у в л а ж ­

нения,

предложенный М. И. Львовичем, позволяет

получить

объективное

представление о

степени

увлажненности

терри­

тории,

«так

как представляет

собой

балансовую

величину,

зависящую

не только от нпфнльтрационной способности поч­

вы, но п от

количества атмосферных

осадков, объема

талых

вод, испарения с почвы и от расходования воды на транспи­ рацию» (Львович, 1960).

Д л я большей части территории, особенно для засушливых районов К а в к а з а валовое увлажнение территории характери­ зует ресурсы почвенной влаги. Различие этих двух харак ­

теристик может иметь место в районах с большим

распро­

странением озер, где испарение с поверхности воды

приобре­

тает вес в балансе п отчасти в лесных районах, где

какая-то

часть осадков задерживается пологом леса и не достигает почвы.

Термин «валовое

увлажнение»

был

впервые

предложен

М. И. Львовичем

(1950) и использован

им

для вычисления

валового

увлажнения

территории

всего

Советского Союза

(Львович

и др., 1961). а т а к ж е

Западно-Сибирской

низменно­

сти (Куприянова,

1963), где распределение валового увлажне ­

ния но территории очень ясно подчиняется закону

широтной

зональности.

 

 

 

 

 

 

 

В распределении

валового

увлажнения

по

территории

Большого К а в к а з а также обнаружена определенная законо­

мерность

(рис. 12), в ы р а ж а ю щ а я с я в его

изменении

с

высо­

той местности. По сравнению с другими элементами

водного

баланса,

валовое увлажнение с высотой

изменяется

в

срав-

5 9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ