- •Сибирский федеральный университет н.В. Балацкая Науки о земле
- •Введение
- •1. Водно-балансовые расчеты
- •1.1 Уравнение для произвольного контура
- •Уравнение речных бассейнов
- •1.3 Уравнения для многолетнего периода
- •1.4. Водный баланс озер
- •2. Норма годового стока и его распределение.
- •2.2. Определение нормы годового стока при наличии длительных гидрометрических наблюдений
- •2.3 Внутригодовое распределение стока.
- •Средний многолетний слой стока с речного бассейна
- •3. Расчет значений годового стока различной обеспеченности
- •3.1. Определение коэффициентов вариации и ассиметрии при наличии длительного ряда наблюдений
- •4. Расчет минимальных расходов воды
- •4.1 Определение минимальных расходов различной обеспеченности при наличии гидрометрических наблюдений
- •4.2 Определение расчетных минимальных расходов при отсутствии или недостаточности гидрометрических наблюдений
- •5. Максимальные расходы воды
- •5.1 Расчет максимальных расходов при наличии ряда наблюдений.
- •5.2 Определение максимальных расходов при отсутствии или недостаточности наблюдений.
- •5.3 Расчет по формулам максимальных расходов дождевых паводков
- •5.4 Дождевые максимумы.
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •3. Расчет значений годового стока различной обеспеченности 24
1.3 Уравнения для многолетнего периода
Если уравнения (1.4) – (1.6) отнести к периоду (году), среднему из последовательного ряда большого числа лет, когда изменения средних многолетних запасов влаги будут очень малы и стремиться к нулю (), то для каждой группы бассейнов они получат вид:
для замкнутых бассейнов
; (1.4′)
2) для промежуточных бассейнов
; (1.5′)
3) для суходолов
. (1.6′)
Черта означает, что каждая характеристика имеет среднее многолетнее значение.
Из уравнения (1.4') следует, что среднее многолетнее значение, или норма стока , с водосборов, которые представляют собой замкнутые системы, зависит от нормы осадков и нормы на испарение .
Средний многолетний сток двух других групп водосборов зависит не только от зональных климатических условий (осадков и потерь на испарение), но и от других факторов: характера почво-грунтов, залегания водоносных горизонтов, вреза русел.
Глубина вреза русел определяется мощностью водотоков и данных климатических и прочих физико-географических условий зависит от размеров водосборных площадей.
Из приведенных выше уравнений водного баланса водосборов разных размеров и рис. 1.3 а вытекает, что сток малых и элементарно малых водосборов представлен только поверхностными снеговыми и дождевыми водами. По мере возрастания водосборной площади увеличивается ручейковая, тальвежная и русловая сеть, дренирующая почвенно-грунтовые и подземные воды, за счет которых увеличивается и общий сток. Переход от незамкнутых водосборов (систем) к замкнутым, русла которых дренируют все водоносные горизонты, характеризуется определенной площадью, которую назовем критической площадью Fкр. Сток рек, водосборы которых Fi > Fкр при прочих равных условиях, остается примерно одинаковым и равным зональному слою или модулю. Значение Fкр является зональной характеристикой и зависит главным образом от глубины залегания грунтовых вод. В зонах избыточного и достаточного увлажнения значение – Fкр примерно равно 1–5 км2, в лесостепной и степной зонах – от 50 до 2000 км2
а |
б |
а –неполное дренирование грунтовых вод малыми водотоками,
б –уменьшение общих потерь с малых водосборов.
Рис. 1.3 Общий вид зависимости .
В пустынных и полупустынных зонах, а в некоторых южных районах и степной зоны грунтовые воды залегают очень глубоко и, как правило, не дренируются руслами даже больших водотоков. В этих районах большие реки имеют пониженный сток по сравнению с малыми водотоками вследствие дополнительных потерь с водосборов и плёсов на испарение, дренирования воды из русел на периферию и питание грунтовых вод, а также за счет повсеместного изъятия воды на различного рода потребление. Поэтому сток малых водосборов оказывается выше по сравнению со стоком больших рек, т. е. в этих районах наблюдается обратная зависимость (рис, 1.3 б).
Кроме глубины залегания грунтовых вод, на общий сток (годовой и средний многолетний) малых водосборов существен влияние оказывают характер почво-грунтов и растительного покрова, агротехнические мероприятия, уклон, т. е. те факторы, которые способствуют снижению поверхностного стока талых и дождевых вод и увеличению влаги почво-грунтов и подземных вод.
Пользуясь уравнениями (1.4'), (1.5'), (1.6') и рис. 1.3 а, б, можно определить норму годового стока для водосборов разных размеров, зная норму осадков и потери на испарение.