Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

пресные воды хорошего качества, устойчивые во времени. Этими свойствами, за отдельным исключением, обладают подземные воды зоны активного водообмена, дренируемые реками, озерными котло­ винами и др. и возобновляемые в процессе круговорота. Эти воды подвержены и меньшему загрязнению по сравнению с поверхност­ ными водами.

Поверхностная составляющая речного стока (паводочный сток) отличается неравномерностью в течение года. Для ее использова­ ния необходимо регулирование речного стока во времени, что до­ стигается путем создания водохранилищ. С помощью каналов и межбассейновых перебросок воды осуществляется ее транспортиро­ вание из районов, где вода в избытке, в районы, где ее недоста­ точно. В соответствии с требованиями городского хозяйства, раз­ личных отраслей промышленности и теплоэнергетики проводятся меры по улучшению качества воды, вплоть до опреснения морской воды. Все это различные приемы преобразования с целью расши­ ренного воспроизводства водных ресурсов, под которым понима­ ется перевод труднодоступных и недоступных для использования водных ресурсов в доступные и наиболее удобные для использова­ ния. К расширенному воспроизводству относится также увеличение одних источников водных ресурсов за счет других, например пере­ вод поверхностного стока в ресурсы почвенной влаги, искусственное питание подземных вод речными паводочными водами, создание подземных водохранилищ в целях увеличения ресурсов подземных вод и т. п.

Расширенное воспроизводство — весьма ценное свойство вод­ ных ресурсов. Целенаправленные мероприятия, проводимые для осуществления этого воспроизводства, позволяют решать сложные водохозяйственные задачи и обеспечить человечество водой в необ­ ходимом количестве. Решение водохозяйственных задач, начиная

соценки водных ресурсов, должно осуществляться комплексно. При этом различают природный комплекс (взаимоувязанная оценка всех источников водных ресурсов, связанных между собой в природе

впроцессе круговорота воды), а также хозяйственный комплекс (взаимоувязанное решение водохозяйственных задач в соответствии

синтересами людей и всех отраслей хозяйства). Эти принципы за­ ложены в плановом координированном использовании и охране водных ресурсов Советского Союза.

§ 225. Балансовая оценка водных ресурсов

Метод водного баланса широко использовался с конца прошлого столетия с целью определения главным образом средней многолет­ ней величины речного стока. В настоящее время он применяется для оценки водных ресурсов стран, различных природных зон, от­ дельных речных бассейнов.

На основе исследований вод территорий создается возможность не только количественно оценить водные ресурсы, но и наметить пути их рационального использования и преобразования, поскольку ре­ шение этих задач зависит от естественных свойств водных ресурсов.

Особенно актуальной стала проблема изучения водного баланса территорий в период Международного гидрологического десяти­ летия.

Для изучения водного баланса территории требуется комплекс­ ный географический подход, позволяющий установить взаимосвязь между всеми звеньями круговорота воды в природе и оценить со­ ставляющие баланса как для длительных, так и для коротких от­ резков времени. Географический подход к изучению водного ба­ ланса основан также на том, что происхождение водного баланса в речном бассейне есть совокупный результат его формирования на отдельных ландшафтах этого речного бассейна.

Такая задача была впервые поставлена и намечены пути для ее решения в Институте географии АН СССР в послевоенные годы.

И іП fi гл

P

Комплексный метод исследования водного баланса, предложен­ ный М. И. Львовичем, основывается на схеме внутриматерикового водообмена, происходящего на ограниченных территориях — в реч­ ном бассейне и его частях (рис. 156). Взаимоувязанная оценка отдельных звеньев этого круговорота производится путем исполь­ зования следующей системы уравнений водного баланса:

где P — атмосферные осадки; S — поверхностный сток; U — подзем­ ный сток в реки; Е — суммарное испарение; W — валовое увлаж­ нение территории; Ки — коэффициент питания рек подземными во­

дами или доля просочившейся воды в почву, участвующая в пи­ тании рек; К е — коэффициент испарения; R — полный речной сток.

Под валовым увлажнением территории М. И. Львович понимает количество воды, поступившее в почву и частично задержанное на ее поверхности в микропонижениях при орошении ее атмосферными осадками, численно оно равно разности между осадками и поверх­ ностным стоком.

Все члены уравнения водного баланса вычисляются при извест­ ных величинах атмосферных осадков и речного стока, разделенного на две составляющие: подземную и поверхностную (путем расчле­ нения гидрографа, см. § 126).

Этот метод начиная с 1960 г. получил широкое распространение в Советском Союзе и за рубежом. В настоящее время в Институте географии АН СССР завершено составление мировых карт элемен­ тов водного баланса суши и оценены этим методом водные ресурсы всех стран мира.

§ 226. Зональные закономерности водного баланса

Структура водного баланса различна для разных географиче­ ских зон и меняется внутри зон. Эта закономерность является ре­ зультатом взаимодействия воды с другими компонентами ландшафта:

климатом, почвами, растительным по­ кровом. Хорошим показателем расхо-

в почву и аккумулированной на ее поверхности, являются коэф­ фициенты Ки и К е , в сумме составляющие единицу (K U + K E = 1). Эти коэффициенты отражают влияние на расходование воды как различных соотношений тепла и влаги, так и почвенно-раститель­ ных условий конкретного района.

Сказанное хорошо иллюстрируется теоретической схемой зави­ симости испарения и питания подземных вод от валового увлажне­ ния (рис. 157). При малых и средних величинах годового валового увлажнения почвы W кривая E = f(W) близка к прямой линии, выходящей из начала координат под углом 45°. С увеличением увлажнения рост испарения замедляется и величина испарения при

когда испарение приближается к величине испаряемости данного района и вся дополнительная почвенная влага сверх расходования

Л а фоне зональных закономерностей формирования водного баланса под влиянием местных факторов возникают своеобразия в структуре водного баланса той или иной ограниченной терри­ тории.

Изучение водного баланса в лесу и в поле, на различно исполь­ зуемых и обрабатываемых сельскохозяйственных угодьях позво­ ляет сделать вывод о значительной пестроте в распределении эле­ ментов водного баланса внутри зоны в зависимости от разнообра­ зия почв (их инфильтрационных свойств), растительности, рельефа, способов использования и обработки полей.

§ 227. Принципы комплексного использования и охраны водных ресурсов

Водные ресурсы занимают особое место среди природных ре­ сурсов. Вода — один из важнейших сырьевых ресурсов, не имею­ щих замены. По мере развития народного хозяйства требования, предъявляемые к водным ресурсам, возрастают. Перед человечест­ вом при определении наиболее эффективных путей использования имеющихся водных ресурсов возникают две проблемы — проблема количества и проблема качества этих ресурсов.

Трудности с обеспечением пресной водой возникают почти во всех городах мира с пяти—десятимиллионным населением. Не хва­ тает воды в Нью-Йорке, Токио. Чистая вода становится предметом экспорта в некоторых капиталистических странах. Больших и все возрастающих объемов воды требуют многие отрасли промышлен­ ности, особенно химической, металлургической, горнодобывающей. Для выплавки 1 т стали расходуется 100—250 м3 воды, для выра­ ботки 1 т вискозного шелка необходимо затратить примерно 2000 м3, а капрона — 5600 м3. Огромное количество воды расходу­ ется теплоэлектростанциями на охлаждение турбогенераторов. Ве­ лики потребности в воде сельского хозяйства.

Водозабор на орошение в СССР достигает 120 км3 в год. Пло­ щадь орошаемых земель растет, а вместе с ней увеличивается и расход воды на орошение. По плану перспективного развития при­ мерно через 15 лет площадь орошаемых земель должна быть дове­ дена до 21 млн. га против 10 млн. га в 1968 г. Водозабор из рек и подземных источников на нужды промышленного и бытового во­

в то время как население лишь удвоилось. К 2000-му году отбор

Часть воды, расходуемой на бытовое и промышленное водо­ снабжение и орошение, возвращается обратно в реки, озера, но уже в виде сточных вод, значительно загрязненных и требующих очи­ стки.