Файл: Аполлов, Б. А. Курс гидрологических прогнозов учебник.pdf

бассейнах, и довольно существенно колеблется по годам. Благо­ даря этому в отношении лесных бассейнов нередко справедливо уже приводившееся положение: потери талых вод в основном зави­ сят не от того, сколько воды уйдет в почву, а от того, сколько из этой воды бассейн задержит в почво-грунтах и сколько талой воды израсходуется на поверхностное задержание. Другими словами, нередко потери зависят больше от водовместптельной способности бассейна, чем от водопроницаемости почвы. Эта способность, ес­ тественно, довольно сильно меняется от бассейна к бассейну, а для данного бассейна существенно колеблется от года к году в зави­ симости от степени его обшей влагонасыщенностп перед наступ­ лением зимы. Главным образом в связи со всем этим в лесной зоне роль глубины промерзания почвы в формировании потерь талых вод менее значительна, чем в степной черноземной зоне.

Рассмотрим несколько примеров методики долгосрочных прог­ нозов весеннего стока рек лесной зоны. Вначале сделаем это для западной части лесной зоны Европейской территории СССР, так как в ней условия формирования весеннего стока существенно от­ личаются от условий на остальной, большей части данной зоны.

К западной части лесной зоны можно прежде всего отнести бассейны Западной Двины, Немана, небольших рек Прибалтики, рек, впадающих в озера Чудское и Ильмень, рек Волхова, Волги до г. Калинина и рек верхнего течения Днепра, включая бассейны Припяти и Березины. Все бассейны находятся в зоне избыточного увлажнения и имеют лесистость обычно 20—45%; леса преобла­ дают смешанные. Заболоченность территории в общем незначи­ тельная.

Важной климатической особенностью являются сильные отте­ пели. Опн вызывают дополнительное увлажнение почвы, если она в состоянии поглощать талую воду, и повышение уровня воды на болотах, а также большее или меньшее заполнение других очагов задержания талых вод на поверхности. Кроме того, оттепели при­ водят к появлению весьма значительной разницы величин запасов воды в снежном покрове на открытой местности и в лесах, а также к образованию на поверхности почвы толстой ледяной корки.

В отличие от восточных районов лесной зоны Европейской тер­ ритории СССР и лесной зоны Западной Сибири, глубина промер­ зания почвы в рассматриваемых бассейнах довольно сильно колеб­ лется от года к году и даже на полях часто не достигает 60 см. Но как отмечалось, роль этого фактора в лесной зоне в целом меньше, чем в степной. Здесь это должно быть тем более выражено благодаря обычно наблюдающемуся избыточному увлажнению бас­ сейнов к началу таяния снега.

Особенностью половодья рек западной части лесной зоны яв­ ляется весьма длительный спад расходов воды после исчезновения снега на полях. Главные причины — медленное стекание воды с по­ логих, часто заболоченных пространств, происходящее одновре­ менно с дотаиванием снега в лесах, и довольно значительный сток, вызываемый частым выпадением весенних дождей (количество их

229

обозначено х 2) на переувлажненную почву и заполненные талыми водами болота.

В § 2 настоящей главы отмечалось, что при разработке методов долгосрочных прогнозов стока за период половодья нецелесооб­ разно суммировать количество осадков х 2 с максимальным запа­ сом воды в снежном покрове. Выше указывалось также, что в рас­ четах сток от дождей х 2, обозначавшийся нами через г/д, лучше исключать пз стока за половодье и таким образом добиваться воз­ можности не учитывать при разработке методов факторы этого дождевого стока. Говорилось и о способах нахождения величин стока Уд.

Теперь рассмотрим нередко применяемый на практике прием

сейна, как правило, довольно существенно различаются. Когда их соотношение сильно меняется по годам, то, очевидно, метод прог­ ноза весеннего стока данной реки должен состоять, по сути дела, из метода прогноза этого стока с безлесной части бассейна и ме­ тода прогноза стока с лесной части. Но пока для разработки таких методов возможностей мало.

в снежном покрове, сложенный с осадками за время от даты съемок на станциях, показавших максимум накопления снега на полях, до

даты схода на этих полях снежного покрова и с величиной — =

11т

230

началом таяния здесь принята величина (J^Xi — ^ ß i ) с 1 августа с поправкой на зимние оттепели (см. выше). Запас воды в снеж­ ном покрове вычислялся по формуле (17.VII).

Обеспеченность допустимой ошибки величин стока при расчете по рассматриваемой зависимости и по фактическим величинам х\ и Хо равна 95%. Однако по проверочным прогнозам, составленным по этой же зависимости, но с заменой ежегодных значений х\ п хі их средними многолетними значениями (нормами), обеспеченность снижается до 81 %• Как отмечалось, в отличие от степной зоны, не­ знание будущих весенних осадков обычно заметно снижает точ­ ность долгосрочных прогнозов стока за период половодья рек лес­ ной зоны.

же приращение т вызывает одинаковое изменение стока рек, впа­ дающих в оз. Ильмень. Значит, в отличие от рек степной зоны, размер влияния осеннего увлажнения бассейна на сток не зависит от величины поступления воды на поверхность, когда оно превы­ шает даже только 60 мм. Эта закономерность объясняется тем, что в западной части лесной зоны, относящейся к области избыточного увлажнения, влажность почвы почти ежегодно достигает весной наименьшей полевой влагоемкости, а поверхностное задержание — предельной величины; почвенный горизонт Ві поглощает, по-види­ мому, небольшое количество воды. В заключение отметим, что при расчете величин поступления воды, использованных для по­ строения рассматриваемого графика, были систематически не­ сколько преуменьшены запасы воды в снежном покрове в лесу и в ледяной корке. Это привело к занижению величин потерь талых вод, что особенно наглядно показывает верхняя кривая на графике.

На рис. 88 дан график зависимости потерь талых вод в бассейне Угличского водохранилища на Волге (площадь бассейна 60 000 км2, лесистость 30%), вычисленных по выражению (7.ѴІІ), от запаса продуктивной влаги в слое 0—100 см на участках наблюдений 10 агрометеорологических станций на 28 октября предшествующего года, сложенного с количеством последующих осадков до оконча­ тельного установления снежного покрова и с вычисленным по вы­

231

осадков от даты наступления максимального запаса воды до схода снега в лесу; р — потери, вычисленные по зависимости, приведен­

предварительно надо построить обычным способом кривую обеспе­ ченности этих величин.

Из рис. 88 следует, что потери талых вод в бассейне Волги до Углича не зависят от величины s +лд в пределах ее изменения по данным наблюдений. Значит, в этом бассейне, как и в бассейне оз. Ильмень, ежегодно происходит полное насыщение талыми во­ дами почвы и достижение предельной величины поверхностным задержанием.

В восточной части лесной зоны Европейской территории

СССР, за исключением неширокой полосы вдоль южной ее границы

мального запаса воды в снежном покрове, сложенного с осадками за время снеготаяния, и показателя осеннего увлажнения бассейна, т. е. показателя общего количества воды в почве, лесной подстилке, моховом покрове, болотах и бессточных углублениях к моменту ус­ тановления снежного покрова. За показатель была принята сумма осадков с 1 августа до расчетной даты начала зимы за вычетом испарения с почвы за это же время. Испарение было вычислено по способу А. Р. Константинова (см. § 5 настоящей главы). Отметим, что в бассейне р. Юга поверхностное задержание должно быть зна­ чительным, так как большие пространства в той или иной степени заболочены, а в хвойных лесах имеются влагоемкие лесная под­ стилка и моховой покров. Зависимость может быть аппроксимиро­

вана уравнением y = s — p 0th —^—, для которого график связи ро Ро

с указанным показателем увлажнения бассейна представлены на

232