 
        
        книги из ГПНТБ / Тезисы докладов совещания по вопросам экспериментального изучения стока и водного баланса речных водосборов
..pdf!ЛАВНОЕ управление гидрометеорологической службы
ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР
СОВЕЩАНИЯ ПО ВОПРОСАМ - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГОИЗУЧЕНИЯ СТОКА
ВВОДНОГО БАЛАНСА РЕЧНЫХ ВОДОСБОРОВ ?
1964г. ' . -⅛
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | " ! | 
 | 
| 
 | I ʃ ■ | Γ⅛- | |||||
| ' | / | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| - | 
 | 
 | 
 | . | s | 'V√⅛* | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | , ' ■ | ■ - | 
 | 
 | . .∙ | ∙ Jj . J | |
| 
 | ; | ■ | <',⅛' | ||||
| 
 | 
 | \ | 
 | 
 | 
 | 
 | √* | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | • | ' | '' | ' і1 | 
| 
 | 
 | . | . | ∙ | 
 | ‘ | .√∙v | 
| 
 | 
 | 
 | ∙∙<∙∙,y. | ||||
| t | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| I- | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| _■ ≈ x | ' | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
■ г. хВ«лд«й. 1964 г.
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ ПРИ tCOBETE МИНИСТРОВ СССР
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ордена трудового красного знамени
ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
'V
ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ
СОВЕЩАНИЯ ПО ВОПРОСАМ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ СТОКА И ВОДНОГО БАЛАНСА РЕЧНЫХ ВОДОСБОРОВ
1964г.
г. Валдай 1964г,
∙~^Γ^∙. ГѴБЛИЧНАЯ
. ч'ŋ‰t∙Λ4H4ECKA*
• ' - ¿КА СССР-
А
•з
КРЕСТОВСКИЙ О.И., Спотова н.и. (внигл)
СТОК И ВОДНЫЙ БАЛАНС БАССЕЙНОВ В ПЕРИОД ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ (на примере р.Шелони)
1. Современный этап развития гидрологических исследований характеризуется началом вирокого внедрения детальных воднобалан совых наблюдений, на основании которых представляется возмож ность объективно и всесторонне оценить величину и ход какого-ли
| бо компонента в зависимости от соотношения величин | остальных | |
| элементов | водного баланса речного бассейна. Воднобалансовые ис | |
| следования | в различных физико-географических условиях | позволят | 
найти в дальнейшем те основные закономерности и зависимости меж ду основными элементами водного баланса и обусловливающими их факторами, использование которых даст возможность производить на дежные воднобалансовые и водохозяйственные расчеты для различных
| территорий | страны. | 
 | 
 | 
 | за | ||||
| любой | 2. | Расчетное уравнение водного баланса речного бассейна | |||||||
| 
 | период времени может быть представлено | в виде: | 
 | 
 | 
 | ||||
| где | 
 | X | - | 
 | X.= y+Z+∆U+W+W | У+Z | - речной | сток | |
| 
 | осадки - приходная часть баланса; | ||||||||
| и суммарное испарение с различных поверхностей водосбора, | вклю | ||||||||
| чая транспирацию растительностью - расходная часть водного | 
 | ба | |||||||
| ланса; | 
 | ли | - | изменение аккумулированных суммарных запасов | воды | ||||
| в бассейне, | равное разности между величинами | запасов | воды | в | бас | ||||
сейне на конец.и начало рассматриваемого периода времени. Поло жительный знак разности указывает на пополнение запасов воды в бассейне, а отрицательный - на их убыль. Аккумулированные запасы в бассейне слагаются из запасов воды в снеге, во льду и в лужах на поверхности водосбора, в болотах и заболоченных понижениях, в озерах, в почвогрунтах зоны аэрации, в грунтовых водах и в рус ловой сети бассейна; W - величина водообмена с водоносными пластами, включая артезианские горизонты, области питания и раз грузки которых не совпадают с контуром водосбора. Для каждого речного бассейна этот водообмен в различные сезоны года может
| иметь только один знак - положительный при оттоке воды из | бас | |
| сейна или | Nотрицательный, - при поступлении воды из других | бас | 
| сейнов; | - невязка водного баланса, обусловленная погремнос- | |
тями определения его компонентов, в связи с чем для отдельных балансов она имеет переменный знак.
4
Поскольку величины V/ и N не могут быть учтены непосред-* ственными наблюдениями или расчетами, то их умма является оста точным членом уравнения водного баланса. Однако, при осреднении водных балансов за ряд.лет или однотипных сезонов суммарная ве личина невязки баланса ( N ) становится равной нулю, а останочный член уравнения будет соответствовать величине водообмена ( √) с соседними бассейнами.
3. В исследованиях формирования весенних половодий 1962 и 1963 гг. в бассейне р.Шелони были организованы непосредственные наблюдения за всеми составляющими водного баланса речных бассей
нов.
»
Исследования проводились с целью дальнейшего детального, изу чения условий формирования весенних половодий в пределах сравни тельно крупной речной системы и привязки аналогичных?многолетних исследований, проводимых ВНИГЛ на небольших водосборах.
Материалы исследований в бассейне р.Шелони характеризуют водный режим и баланс вод в период половодий для 50 различных по физико-географическим характеристикам водосборов с -диапазоном их площадей от I до 5Q0Q кі/ и в целом для бассейна р.Шелони, пло щадью 6820 км2, расположенного в Северо-Западном районе EIC.
4.В докладе излагаются предварительные результаты анализа характеристик стока весенних половодий и водных балансов 50 во досборов бассейна р.Шелонь.
5.Основные различия в величинах максимального' стока, стока за половодье и отдельные его фазы обусловливались толькоразли
чиями в физико-географических характеристиках водосборов, влияю щих на интенсивность снеготаяния, величину и ход аккумуляции та- і
| лых вод в бассейнах и дальнейшее поступление этих вод в | речную | 
| сеть в процессе половодья. | большие | 
| Анализ водных балансов водосборов показывает, что | 
различия в величинах стока были обусловлены закономерными разли чиями в соотношениях элементов водного баланса бассейнов в от дельные фазы половодья. Например, потери талых вод за половодье на аккумуляцию и испарение для некоторых водосборов-достигали..
50%, тогда как для других водосборов (полевдх с суглинистыми • почво-грунтами) они практически отсутствовали, в связи с чем ко эффициенты стока были равны и даже превышали I.
6. Отдельное место,в докладе уделено^андиизу сравнительно
небольших знакопеременных величин невязок-водных балансов, на основании чего делаетбй вывод о пелной.возможности и перспектив ноготи ведения в настоящее время комплексних воднобалансовыхис
5
следований не толью на малых водосборах стоковых станций, но и на относительно больших речных водосборах.
| 7. В заключение высказываются некоторые методические | реко | 
| мендации по организации воднобалансовых исследований на | речных | 
| водосборах. | 
 | 
БОЛЬШАКОВ Л.Н., МИХАЙЛОВА В.И., ШАК В.Г. (Киргизский НИВХ)
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА И ВОДНОГО БАЛАНСА СКЛОНОВ В ГОРНОМ РЕЧНОМ БАССЕЙНЕ р. ЧОН-КЫЗЫЛ-СУ
1.Изучение закономерностей процессов формирования стока и водного баланса в горных речных бассейнах имеет большое теорети ческое значение и приобретает особую актуальность при составлении справочника по водным ресурсам СССР.
2.Водосборные бассейны большинства рек Киргизии характерны
| тем, | что при относительно небольших их величинах, порядка | 2 u- | 
| IOOO | км^, они простираются на высотах 500-5000 м, охватывая | пр«і | 
этом полупустынные, степные, лесостепные, альпийские и субальпий ские пояса. В верховьях рек водосборные бассейны часто xapaκι:∙. ;ч- зуютея распространением ледников, вечных снегов и снежников.
| Рассматривая подстилающую | дневную поверхность водосборов (в | ||
| смысле изучения потерь осадков | и | стока) можно выделить две | край | 
| ние категории: площади, имеющие | почвенный покров с растительнос | ||
| тью, где испарение относительно | велико и площади, покрытые | осы | |
пями и скалами, где испарение относительно небольшое за счет ин- ■
| тенсивного поверхностного | стока осадков | или же просачивания | их | 
| в нижележащие горизонты. | Все остальные | поверхности можно отнести | |
кпромежуточной категории.
3.Исследования условий формирования стока с эксперименталь
ного речного бассейна Чон-Кызыл-Су начато с 1954 г., а с 1961 г. - изучение элементов водного баланса на стоковых и испарительных площадках, располагающихся в этом речном бассейне в разных ву сотных зонах на склонах различной экспозиции и подстилающей днев ной поверхности.
4. В докладе сообщается о результатах исследований условий формирования стока р.Чон-Кызыл-Су и приводятся данные, характери
| зующие количественные соотношения элементов водного баланса | на | 
| элементарных площадках в связи с вертикальной зональностью, | ха | 
рактером подстилающей поверхности, экспозиции склонов и выявлени ем нижней границы области активного формирования стока. Кроме то-
6
■ ɔ, приводятся соображения no-дальнейшему развитию и совершенст во занию методики изучения условий формирования стока горных рек на базе экспериментальных речных бассейнов«
БУЛАВКО А.Г. (Институт водных проблем Госплана БССР)
KObUUlEKCHHv-. ПОКАЗАТЕЛЬ УРОВНЯ ВЛАГиЗАІІАСОВ
ВРЕЧНЫХ ВОДОСБОРАХ
Ввкладе сообщается о зоэмохных путях решения водного Saπaiιca речных бассейнов за отдельный гидрологический год. При
этс-ч рассматриваются следующие вопросы.
I. Уравнение водного баланса речного водосбора для отдельнто года.
Речной водосбор как особая гидрологическая система, фи зико-географические характеристики которого определяют направ ленность и развитие процессов формирования водного баланса.
J. Влагозапасі. речного водосбора как элемент водного ба ланса, их структура и уровеко.
⅛. Существующие сіособы количественной характеристики уровня влагозаласов и их критическая оценка. Необходимость комп лексного показателя уровня глагозапасор. Требования, которым долтьн удовлетворять тако?, показатели.
5.общие представления о нормальных зависимостях мевду эле ментами водного баланса речного водосбора и их характере.
6.Нормальвая критая зависимости стока от.осадков.
7. Отклонение годовой величины речного стока от его нор мального значения как комплексный показатель уровня влагоыапасов на начало гидрологического года.
8.Особенности построения нормальной кр.-Э/Й зависимости стока от осадков для отдельного ре-.ноге вод. сбора.
9.Опыт применения комплексного показателя уровня влегозапасов к расчету водного баланса речных водосооров за отдельные гидрологические годы.
ByjLAroBCKlLl А.И. (Институт географии АН СССР)
ВОДНЫЙ БАЛАНС КОРНЕОБИТАЕМОЙ ЗОНЫ ПОЧВЫ И МЕТОДЫ ETC ИЗУЧЕШЯ
іJ
I. Водный баланс почво-грунтов в значительной мере опреде- ^,eτ режим поверхностного и подземного питания рек. Его изуче
7
ние имеет так же самостоятельный интерес, связанный с решением ряда практических задач.
2.Зона активного влагообменЬ. почво-грунтов обычно совпала',
сее корнеобитаемой зоной. Уравнение водного баланса корнеобитаімой зоны почво-гоунтов можно написать в виде:
| где | V - влагосодегржание∙j^=Hкорнеобитаемей-y+Q-E, | зоны, H /-■ осадкиɪ | , | ||
| У | - поверхностный сток, CL | - влагообмен с нижележащими почво | |||
| грунтами и грунтовыми водами, | E | - испарение. | от | ||
| 
 | 3. Хотя поверхностный сток в | значительной мере зависит | |||
водного режима почво-грунтов, его исследование по ряду причин удобно рассматривать в качестве самостоятельной задачи. Зависимос ти испарения от определяющих его факторов к настоящему времени изучены относительно лучше по сравнению с некоторыми другими ком понентами уравнения / I /. В целях более широкого применения этих зависимостей необходимо организовать массовое определение входя щих в них параметров для различных физикогеографических условий , и в особенности, распределения водопоглащающих корней по почвен ному профилю.
Зависимостей для определения влагообмена корнеобитаемой зоны с лежащими ниже почво-грунтами в настоящее время посуществу н_ имеется и не разработаны методы измерения этой величины.
4. Для определения распределения водопоглащающих корней и по тока влаги по почвенному профилю можно использовать уравнение не разрывности для почвенной влаги и какого-либо растворенного в ней
| индикатора. При этом нужно использовать два уравнения. | Перво' | 
| уравнение связывает поток влаги с потоком индикатора, | второе .- со | 
| держание индикатора в единице объема почвы с ее влажностью. | |
Уравнение неразрывности выражает условие баланса влаги и ин дикатора и в проверке не нуждается. Для второго, дополнительного уравнения, необходимы разработки простого метода определения так называемого нерастворяющего объема воды.Практически очень важное значение имеет использование в качестве индикатора почвенного раствора.Имеющиеся косвенные данные свидетельствуют о том,что для почв, содержащих заметное количество легкорастворимых солей, ис пользование этого пути не встретит существенных трудностей.
5. Материалы подобных экспериментальных определений можно ис пользовать для построения эмпирических, а затем и теоретических зависимостей потока влаги в почве от определяющих его факторов. При наличии таких зависимостей при заданных величинах осадков и поверхностного стока .возможно реиение уравнения / 1.7, в реэуль-
8
тате которого находится влажность корнеобитаемого слоя почво грунтов и связанная с ней величина испарениг Эти данные, кроме ТОГО, НеоОлОДИМЫ для изучшия поверхностно!-. подземного стока.
МЕЗЕНЦЕВ υ.U. (Омский сель хоз. и..статут)
ЬиДНО-ШАНСОВОЕ РАСЧЕТЫ И КОСВЕННЫJ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕУЧИТЫВАЕМЫХ ОСАДКОВ НА ДОВДЕМЕРНОЛ СЕТИ з ч
1. Метеорологические приборы, используемые сетью.станций и постов, недоучитывают некоторой части атмосферных осадков, в том числе конденсационной влаги. Это приводит к искажению естествен
| ной картины увлажнения и, в частности, | к преуменьшению | 
 | разности | ||||||||||
| осадков и стока, принимаемой для среднего | годового периода | за | |||||||||||
| CJHMapHoe испарение. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ре | ||||
| 
 | 2. Задача расчета водного баланса участка суши должна | ||||||||||||
| шаться | совместно с тепловым его балансом. | 
 | 
 | 
 | проме | ||||||||
| 
 | Уравнение водного баланса для некоторого расчетного | ||||||||||||
| жутка времени можно написать в виде: | 
 | 
 | 
 | (I) | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | X-і-SX +5 +U1 + ,vvj-Z +У+U2 ÷V2 f | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| а уравнение теплового | баланса: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (2) | 
 | |||||
| где | X | и | 
 | R=^Z + P + β, | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | кон | |||
| U1 | - измеренные и | недоучтенные осадки; 5 | - | ||||||||||
| денсация; | - поступление подземных вод к испаряющему почвен | ||||||||||||
| ному слою; | U2 | - инфильтрация атмосферной | влаги | - питание | под | ||||||||
| земных вод; | Ц и W2остатки | влаги в | испаряющем слое почвы на | ||||||||||
| начало и конец расчетного периода; | Z | - суммарное испарение; | |||||||||||
| У - сток; | R, | - радиационный | баланс; | P | - турбулентный | тепло | |||||||
| обмен; | β - | теплообмен | в почве; | «Z | - скрытая теплота испарения. | ||||||||
| 
 | Исключая из (I) и (2) величину | ¿ | , | можно | получить: | 
 | |||||||
| где | А | A=5x+5 + u1-uz=-^(i-R4ß)+y-x+u'-w2, | (J) | 
 | |||||||||
| - суммарный недоучет осадков и других факторов | увлажне | ||||||||||||
| ния. | Для среднего года | W1-W2-O | и | B-O | , поэтому уравне | ||||||||
| ние | (3) | примет | вид: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Ax⅛(f-t) + s-χ- | ("О | 
| 
 | 
| чина | Таким образом, при наличии данных ой | , | P | , У | и | X | 
 | вели | |||||||||||||||||||
| А | 
 | определяется прямым, путем. | Например, | в пункте Салехард, | |||||||||||||||||||||||
| где | 
 | ft | 
 | = | HI | ккал/см2, | ɪ | = 0,05, | У | 
 | = 300 мм/год и X | 
 | = | 445 мм | |||||||||||||
| в год, | величина | А | 
 | составляет: | 
 | 
 | - 445 = | 187 мм/год | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | А | = | -ɪ- (I - 0,05) + 300 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | OyOo | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Следовательно, суммарное испарение будет равно не | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||
| 445 | - Juo | = | 145 мм, | 
 | как это | обычно | принимается, | а | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | F = | 445 | + | 187 | - 300 = | 332 мм | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| НИИ | 
 | 3. Косвенный метод расчета величины | А состоит в использова- | ||||||||||||||||||||||||
| 
 | балансового уравнения, предложенного' автором в форме: | 
 | ,,λ | ||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | У | 
 | _ X≠A i- √,-V√π | Г і. | f | Zm | 
 | 
 | vh-ɪ | > | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| где | 
 | Zm | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | L l^* X + А + | √,-V√z/J | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| Zm | 
 | 
 | 
 | 
 | £т | 
 | 
 | % | возможное испарение, | определяемое по со | |||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | “ максимально | ||||||||||||||||||||||||
| отношению | 
 | 
 | ? | = fL~β. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | QoJ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ∕cs | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | Для среднего годового интервала времени уравнение (5) имеет | |||||||||||||||||||||||||
| вид: Zn-X | 
 | ■I ≈⅜H √⅛)Ti, | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (7) | |||||||||||||||||
| где | 
 | 7 | -ft | 
 | 
 | (5) | легко представляется в | виде графика | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | Уравнение | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | _У | _ / ( X+A÷ √,-V√3) | 
 | 
 | 
 | 
 | u | 
 | _ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Zm | 
 | Г V | 
 | Zm | / | . величин | 
 | , X | 
 | 
 | √, | и | |||||||||
| по которому при известных значениях | У , | Zm | 
 | B | |||||||||||||||||||||||
| 
 | легко | определяется | величина | А | 
 | 
 | 
 | 
 | А | состоит | 
 | 
 | |||||||||||||||
| 
 | 
 | Второй косвенный метод расчета величины | 
 | - | 
 | ис- | |||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | _У | _ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| пользовании уравнения: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | XfA÷y, | ,Γ<√Zm-<W⅛jyi'3 | 
 | 
 | 
 | (8) | ||||||||||||||
| 
 | ¼β | 
 | 
 | Zm | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | L | I | X÷A^4 | 
 | 
 | /J | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| где | 
 | - наименьшая | влагоемкость | почвы (мм) | 
 | средняя для . | 
 | ||||||||||||||||||||
| тельного слоя (0 | - 200 | см), | 
 | - коэффициент, | 
 | зависящий-от | дея- | ||||||||||||||||||||
| Z | 
 | вод; - | |||||||||||||||||||||||||
| но-физических свойств почвы при | влажности разрыва капилляров | 
 | |||||||||||||||||||||||||
| ( Ѵ/рк | ), наименьшей влагоемкости ( | Ь/нв | ) | и определяется по | со | ||||||||||||||||||||||
| отношению: | 
 | VZpk | _ (Z- 1 )5z | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (9) | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Ѵ/нв 3z+Γ∕ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | Уравнение (8) | также легко представляется в виде графика: | 
 | |||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | У | _ | S | Г X÷A + ⅜√ι | 1 | > | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Zm~' LZ∏> + W√v‰β)2J | 
 | 
 | 
 | У | , | Zm | , | X | 
 | , | V/, ' | , | |||||||||
| по которому при известных значениях величин | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||||||
| √pκ | 
 | , | Ѵ/н» | и | Z | 
 | определяется величина Д . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
4. Опыт применения описанных методов для территории Запад ной Сибири аспирантом Карнацевичем И.В. и для Центральной Якутии
