Файл: Кашкай Р.М. Водный баланс Большого Кавказа (В пределах Азербайджанской ССР).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.08.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ризует коэффициент / \ п , а расходование ее на испарение — коэффициент Л'Е ,которые сзязапы соотношением Л' [ 1 - ( - А' Е =1 .

Эта схема взаимосвязи элементов водного баланса имеет большое значение в выявлении зональных закономерностей водного балапаса территории, что и находит свое подтверж­

дение в

условиях всеіі территории Советского Союза

(Льво ­

вич,

1902),

а т а к ж е Западно - Сибирской

равнины (Куприяно­

ва,

1961)

и

позволяет

выявить различия

в структуре

водного

баланса

в различных

географических зонах.

 

Исследование водного баланса Большого К а в к а з а с по­ мощью указанной схемы дало положительные результаты и для выявления закономерностей водного баланса различных высотных поясов.

Определение подземной составляющей речного стока

Б последние годы все больше возрастает интерес к проблеме подземного питания рек. Это и попятно, так как дальнейший прогресс в изучении закономерностей форми­ рования речного стока и его расчет невозможны без знания закономерностей подземного стока в реки и его количествен­ ной оценки. Так как подземная составляющая речного стока является наиболее устойчивой в течение года, то она представляет наибольшую ценность для народного хозяйства.

Впервые проблема подземного питания рек возникла

в

связи с практической необходимостью прогноза водности

рек

впериод засухи, когда реки пе получают воду непосредст­

венно за счет дождевых осадков или снеготаяния,

т. е. за

счет поверхностного стока. С этой целью появился

способ

«срезки» гидрографа речного стока. Этот метод,

впервые

предложенный В. Г. Глушковым (1924), заключается в гене­ тическом расчленении гидрографа. Еще раньше генетические составляющие речного стока были оценены Е. А. Гейицем

(1903)

для р. Оки.

 

 

Д л я

периодов

отсутствия больших паводков

прием

выделе­

ния подземного

стока в реки сложился уже

давно.

Однако,

по вопросу питания рек подземными водами в период павод­

ков и половодья в течение продолжительного

времени

не было

полной ясности.

 

 

 

 

 

 

 

Этот вопрос дискутировался в работах В. С. Советова

(1930), А.

В.

Огневского (1932),

M .

I I . Львовича

(1938),

С. Н. Боголюбова

и

3. ГІ. Богомазовой

(1956),

Б. I I . Куде-

лпна

(1960),

О.

П.

Щегловой (1960),

Л .

А.

Владимирова

(1964)

и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема

выделения

подземного

питания

В. С.

Советова

(1930)

отражает метод В. Г. Глушкова. На

примере

р. И ж о -

12


ры В. С. Советов подразделяет подземный сток на две категории. Н и ж н я я часть гидрографа отсекалась прямой ли­ нией, соединяющей точки, соответствующие зимнему устойчи­ вому низкому расходу к а ж д о г о года. Эта часть подземного питания названа им подземным стоком. Н а д ним выделяется верховодка по устойчивому низкому расходу летом в межень. Положение .максимума питания реки подземными водами определяется приближенно, сдвигаясь примерно на месяц относительно максимума весеннего половодья.

По мнению А. В. Огневского (1932), в первую половину половодья подземное питание снижается до величины глу­ боководного питания, а с момента пика половодья его вели­ чина начинает возрастать.

При расчленении гидрографа для

горных рек ледникового

н дождевого питания М. И. Львович

(1938) предложил схему,

по которой подземный сток принимался постоянным и был равен меженным расходам реки, а для равнинных рек подзем­ ный сток принимался возрастающим с. началом весеннего половодья и достигающим своего максимума в момент его окончания.

Некоторые авторы считают, что выделять подземную составляющую речного стока нужно с учетом того, что пику половодья соответствует минимум питания рек подземными водами. Б. И. Куделин (1960), исходя из характера движения (напорный пли безнапорный), отсутствия или наличия гидрав­ лической связи с рекой различает три основных типа питания: грунтовое, артезианское и отрицательное подземное. Третий тип питания тесно связан с режимом самых верхних горизон­ тов подземных вод. При повышении уровня воды в реке уменьшается расход подземного стока в реку. На подъеме половодья в прибрежной зоне образуются обратные гидрав­ лические уклоны грунтового стока и происходит фильтрация речных вод в берега. Такие подземные воды, интенсивно питаясь русловыми, столь же интенсивно отдают свою воду обратно в речные русла. Так как характер и распространен­

ность

этого явления

изучены еще слабо, то установить,

в

каких

случаях следует

придерживаться

первой схемы — схе­

мы срезок

(увеличение

притока

подземных вод в

реки) и

в

каких — второй (уменьшение притока)

трудно.

 

 

При решении вопроса о методе выделения

подземного

стока

на

гидрографе

полного

стока

в

отделе

гидрологии

Института

географии

 

АН С С С Р исходили из

следующих

положений

(Львович,

Грин и др., 1963).

 

 

 

При питании подземных вод русловыми водами, во время большого половодья, приток подземных вод в реки может уменьшиться. Интенсивность такого уменьшения зависит от морфологии речной долины, гидрогеологических условий, ли­ тологии горных пород, слагающих коренные берега и от

1-3


х а р а к т е ра аллювиальных отложений речной проймы. Чем благоприятнее условия питания подземных вод русловыми, тем интенсивнее должен быть спад притока подземных вод в реки.

По мере снижения половодья питание подземных вод за счет руслового стока уменьшается и через некоторое время прекращается . В дальнейшем на спаде половодья восстанав­ ливается нормальная кривая депрессии уровня подземных вод по направлению к руслу реки, и вода, израсходованная из реки на пополнение запасов подземных вод выше нормальной кривой депрессии, должна снова возвратиться в реку.

Указанный процесс отражается на форме линии, отделяю­ щей сток подземных вод, гидравлически связанных с рекой, от поверхностного стока в период половодья. Эта линия, следовательно, представляет собой циклическую кривую, пер­

вая

часть которой — снижение,

а вторая — повышение прито­

ка

подземных вод в реки (рис.

1 а) . Основанием циклической

кривой служит прямая линия, соединяющая точки на гидро­ графе, соответствующие моментам питания реки только под­ земными водами до и после половодья. Если за границу между поверхностным и подземным стоками примем указанную прямую линию, то получим средний результат, отражающий размеры притока в реки подземных вод, гидравлически свя­ занных с русловыми водами в период половодья.

Однако, подземный сток в реки происходит не только за счет подземных вод, гидравлически связанных с русловыми водами. Реки питаются т а к ж е подземными водами гидравли­ чески не связанными с русловыми, которые т а к ж е увеличи­ ваются к моменту спада половодья. Учитывая это, можно приближенно установить границу между поверхностным реч­ ным стоком и общим притоком всех видов подземных иод в реки (рис. 1а, 4).

Этим методом пользовались для определения

подземной

составляющей речного

стока для рек всего

Советского Союза

и отдельных экономических районов. Хорошие

результаты

получены Е. И. Куприяновой (1964) для бассейнов

рек Запад ­

ной Сибири, а т а к ж е

в воднобалаисовых

исследованиях для

Карпат

в содружестве

с румынскими гидрологами

(Моноц -

гаііа ....

1960).

 

 

 

Если для равнинных рек основным источником подземного питания являются грунтовые воды гидравлически связанные с русловыми, а воды родников (гидравлически не связанные) имеют подчиненное значение, то в горных странах это соотно­ шение изменяется в пользу последних.

Первые исследования

по вопросу

о питании горных рек

С С С Р принадлежат Э. М. Ольдекопу

(1917), В. Г. Глушкову

(1924), Л . К. Д а в ы д о в у

(1933).

 

14


/

//

m w

V vi

vu m ix

X xi xii

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

1

a — С х е м а

о п р е д е л е н и я

п о д з е м н о й

с о с т а в л я ю щ е й

р е ч н о г о

стока

 

в п е р и о д п о л о в о д ь я :

1 -

т о ч к и , с о о т в е т с т в у ю щ и е

п и т а н и ю

рек

п о д з е м ­

 

ными

г и д а м и д о

и

после

п о л о в о д ь я ;

2—естественный

 

 

х о д

п р и т о к а

 

в

реки

подъемных

вод,

г и д р а в л и ч е с к и с в я з а н н ы х

с р е ч н ы м и

р у с л о -

 

ЕЫМІІ

водами; 3 — л и н и я ,

п р и м е р н о с о о і в е т с т в у ю щ а я

с р е д н е м у

при ­

 

току

п о д з е м н ы х

вод,

г и д р а в л и ч е с к и

не

с в я з а н н ы х

с р у с л о в ы и и

 

в о д а м и ;

4 — линия,

 

п р и н и м а е м а я

в

к а ч е с т в е

г р а н и ц ы

п о д з е м и о і о

 

и п о в е р х н о с т н о г о

 

стока

с

у ч е т о м

питания

р е к

п о д ъ е м н ы м и

в о д а м и ,

 

г н а р а в л п ч е с к п не с в я з а н н ы м и с р у с л о в ы м и .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й" — Г и д р о г р а ф п о д з е м н о г о с т о к а р. М а . ш и ( п о Ф . М а к а р е н к о ) ;

 

1 — п о д з е м н ы й сток;

а

-

г р а ф и к

с р е д н и х д е к а д н ы х ( с г л а ж е н н ы х

по

 

5

д е к а д а м )

р а с х о д о в

р. Л а д ж а н у р и п

и с т о ч н и к о в

п о д з е м н ы х

вод

за

 

1953

г.

(по

Л . А.

 

В л а д и м и р о в у ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я определения

 

источников

питания

рек

Азербайджана

С. Г. Руетамов (1954) использовал метод В. Г. Глушкова, основанный на расчленении гидрографа стока на его генети­ ческие составляющие.

15


Д ж о р д ж н о (1950, 1955) в своеіі работе, посвященном ме­ жени па реках Средней Азии, выделяя подземное питание рек на гидрографе общего стока, тоже соединяет прямой даты окончания знмнеіі и начало осениеіі межени. К подземному питанию, таким образом, относится вся межень за вычетом

проходящих

в это время

кратковременных

дождей .

 

 

Этим способом пользовались т а к ж е Большаков

(1955) для

Киргизии,

Лаврентьев

(1958)

для Джунгарского

Ала-тау,

Щеглова

(1960)

для рек Средней Азии, Хмаладзе (1963) для

определения

подземных

вод З а к а в к а з ь я ,

Владимиров

Л . А.

(1964) для определения подземных вод Грузии.

 

 

Недостаток

этого способа

заключается

в том,

что

он не

учитывает динамичность подземного стока. Наиболее верным способом определения величины подземного питания горных рек мог бы явиться гидрогеологический метод прямого опре­ деления суммарных расходов подземных потоков, питающих реку. Но в настоящее время отсутствуют необходимые для этой цели гидрогеологические данные. Сложность решения этой задачи для периодов половодья и паводков, в формиро­ вании которых в большом объеме участвует и поверхностный

сток, заключается еще в том, что динамика

подземного стока

в реку в это время зависит от положения

мест разгрузки

подземных вод по отношению к урезу реки и от колебания

уровня

в ней.

 

 

 

 

 

 

Исходя из

того,

что для горных рек преобладающее зна­

чение

имеют

подземные

воды

гидравлически не

связанные

с рекой и

разгружаются

выше

уреза воды,

Ф. А.

Макаренко

(1948)

на

примере

р. Малки

предложил

способ

выделения

подземного стока горных рек, основанный на использовании данных по режиму нескольких нисходящих источников под­

земных вод этого водосбора. В результате сопоставления

этих

данных с меженным

стоком реки, когда ее

питание, в основ-

.-ном, осуществляется за

счет подземных

вод,

определены

поправочные коэффициенты, при помощи которых, зная

дебит

этих источников

можно

подсчитать

подземное

питание

реки

т а к ж е и за

паводочный

период.

 

 

 

 

С этой целью

Ф.

А.

Макаренко

применил

следующую

расчетную

формулу:

 

 

 

 

 

 

 

 

Q=qK, + .

. .

-'rçKu

 

где

Q—величина

подземного

стока

в реку за данное время,

<:/—единичный расход пли сток реки в межень,

принимае­

мый

за грунтовый,

/С, -. • . . .

-гКл—коэффициенты

измене­

ния кривой режима суммарного дебита опорных источников. ГІрн этом А", для периода межени принимается за 1.

Ф. А. Макаренко не только смог оценить суммарную вели­ чину подземного питания р. Малки, но и построить его гидро-

16