![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Кашкай Р.М. Водный баланс Большого Кавказа (В пределах Азербайджанской ССР)
.pdfПоверхностный 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