- •Лекция 2
- •«Замкнутый» речной бассейн
- •«Висячий» речной бассейн
- •Уравнение водного баланса горного ледника
- •Уравнения водного баланса проточного и бессточного озер (1)
- •Уравнения водного баланса проточного и бессточного озер (2)
- •Уравнение водного баланса участка реки
- •Уравнение водного баланса речного бассейна в условиях интенсивной хозяйственной деятельности
- •Условия применимости уравнения в. б. речного бассейна в условиях
- •Уравнение в. б. речного бассейна в условиях хозяйственной деятельности с
- •Оценка суммарного изменения испарения ∆Ех
- •Оценка изменения бассейновых запасов воды ∆Sx
- •Факторы, которые нужно учитывать при расчетах
- •Уравнение в. б. речного бассейна в условиях хозяйственной деятельности для внутригодового периода
- •Вопросы
- •Спасибо за внимание!
Лекция 2
Тема: Уравнение водного баланса разных водных объектов суши в естественных условиях
Курс «Водно-балансовые исследования»
О
«Замкнутый» речной бассейн
«Замкнутый» речной бассейн – это речной бассейн, у которого водоразделы поверхностный и подземных вод совпадают и поэтому подземный сток полностью формируется в пределах данного бассейна
То есть притока подземных вод извне отсутствует (Qп.позд. = 0)
Отток подземных вод Qо.подз. из таких бассейнов происходит лишь через замыкающий створ основной реки (в виде подземной
составляющей Qпозд. общего речного стока Q)
Уравнение водного баланса замкнутого речного бассейна в естественных условиях имеет вид
P – E – Q = ∆S
а при расчленении общего речного стока Q на поверхностную Qпов. и подземную Qподз. составляющие оно может быть представлено в виде
P – E - Qпов. - Qподз. = ∆S
«Висячий» речной бассейн
«Висячий» речной бассейн – это речной бассейн, у которого водоразделы поверхностных и подземных вод не совпадают.
Сток в замыкающих створах этих рек Q' включает в себя в основном лишь поверхностную составляющую общего речного стока Qпов., т. е.
занижен на величину не дренируемого подземного стока Qпов.
К числу висячих речных бассейнов относятся обычно водосборы малых рек засушливых районов, для которых характерно глубокое залегание основных безнапорных водоносных горизонтов
Уравнение водного баланса таких речных бассейнов имеет вид
P – E – Q’пов. = ∆S
Уравнение водного баланса горного ледника
Уравнение водного баланса горного ледника для короткого интервала времени (месяц, сезон и т. д.) имеет вид
Рледн. + Qмет,лав. + ∆Sп.з. – Qо – Еледн. = ∆Sледн.
Рледн. - количество выпавших твердых осадков за расчетный период на поверхность ледника
Qмет, лав. - количество льда и снега, поступивших на поверхность ледника за счет лавин и метелевого переноса снега
∆Sп.з. - количество талой воды, поступившей к леднику с прилегающих склонов гор и замерзшей в толще фирна
Qо - отток вод от ледника за счет растаявшего снега и льда и притока к нему талых вод с прилегающих склонов гор
Еледн. - испарение с поверхности ледника
∆Sледн. - изменение общего запаса воды в льде и снеге горного ледника за рассматриваемый период
Уравнения водного баланса проточного и бессточного озер (1)
Уравнение водного баланса проточного озера м. б. представлено в виде
Роз. + Qп. + Qп.позд. – Еоз. – Qо – Qо.позд. = ∆Sоз.
Роз. - осадки на зеркало водоема
Qп., Qп.позд. - приток в озеро поверхностных и подземных вод Еоз – испарение с водоема
- отток из озера поверхностных и подземных вод
∆Sоз. - изменение запаса воды в озере за расчетный интервал времени
Для бессточного озера Qо и Qо.позд равны нулю и уравнение баланса записывается следующим образом:
Роз. + Qп. + Qп.позд. – Еоз. = ∆Sоз.
Уравнения водного баланса проточного и бессточного озер (2)
За многолетний период, охватывающий несколько замкнутых циклов, включающих многоводные и маловодные фазы водности, величина ∆Sоз.= 0,
и поэтому эти уравнения для годового интервала времени принимают вид:
Роз. + Qп. + Qп.позд. – Еоз. – Qо – Qо.позд. = 0
Роз. + Qп. + Qп.позд. – Еоз. = 0
Для крупных озер подземные составляющие притока Qп.позд. и оттока Qо.позд. вод обычно весьма незначительны в сравнении с поверхностным притоком
Qп. и оттоком Qо, поэтому уравнения имеют вид:
Роз. + Qп.. – Еоз. – Qо = 0
Роз. + Qп. – Еоз. = 0
Последние два уравнения широко используются для количественной оценки одного из их элементов (Qп, Qо или Еоз.) как остаточного члена. Последнее
уравнение особенно часто используется для определения норм годового испарения с бессточных озер
Уравнение водного баланса участка реки
Уравнение водного баланса для участка реки с имеет вид
Ррусл. + Qп.в. + Qп.бок. + Qп. подз. – (Qо + Ерусл. + Qо.подз.) = ∆Sрусл.
Ррусл - осадки на водную поверхность реки на данном участке (между верхним и нижним гидрометрическими створами)
Qп.в. - приток воды на данный участок реки через верхний гидрометрический створ
Qп.бок - боковой приток воды в реку на данном ее участке (сток всех притоков, впадающих в реку, и склоновый поверхностный сток с
междуречных прибрежных частей водосборной площади)
Qп. подз. - приток подземных вод в реку на рассматриваемом ее участке Qо - отток воды через нижний гидрометрический створ реки
Ерусл. - испарение с открытой и заросшей растительностью водной поверхности реки (включая затопляемую высокими водами пойму)
Qо.подз - отток вод из русла реки подземным путем
∆Sрусл. - изменение запаса воды на данном участке реки за расчетный
Уравнение водного баланса речного бассейна в условиях интенсивной хозяйственной деятельности
Оно может быть представлено в виде
Q’ = P’ – E’ ± ∆Sx
в естественных условиях уравнение среднего годового баланса, как отмечалось ранее, имеет вид
Q = P – E ± ∆Sx
Вычитая почленно это уравнение из предыдущего, получим
∆Qх = ∆Pх – ∆Eх ± ∆Sx
Q, Р, Е - средние годовые значения речного стока, атмосферных осадков и суммарного испарения
Q', Р', Е‘ - соответствующие величины с учетом их изменений (∆Qх,
∆Pх, ∆Eх) под влиянием хозяйственной деятельности: Q' = Q + ∆Qх Р'
= Р + ∆Pх Е' = Е + ∆Eх
∆Sx - среднее годовое изменение запасов воды в бассейне, вызванное влиянием хозяйственной деятельности.
Условия применимости уравнения в. б. речного бассейна в условиях
хозяйственной деятельности
Приведенные уравнения справедливы для:
-замкнутых речных бассейнов, у которых отсутствует естественный подземный водообмен со смежными территориями
-условий, при которых отсутствует переброска части речного стока за пределы бассейна Qперебр. о.
-условий, при которых отсутствует переброска части речного в смежные
бассейны Qперебр. п.
- условий, когда отсутствует закачка воды |
Qзак.глуб. в глубокие |
нефтеносные пласты для поддержания в них внутрипластового давления при нефтедобыче
- условий, когда отсутствует откачка воды Qотк.глуб. (при горнорудных и других работах) из глубоких водоносных слоев, находящихся ниже
уровня дренирования речной сетью, с последующим использованием и сбросом этих вод в реку.