Файл: Богословский, Б. Б. Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища.pdf

Т а б л и ц а 8 Водный баланс территории СССР по бассейнам морей, мм

3. Влияние географических факторов на сток

При рассмотрении общих особенностей стока мы отметили, что географические факторы, действующие в речных бассейнах, могут значительно изменять сток и .вызывать существенные от­ клонения его-величин и распределения от среднезональных. Ни­ же расаматривнетюя влияние основных геогр.афичеаких факто­ ров на сток1.

Влияние морфометрических характеристик водосбора. Влия­ ние местных факторов на сток сказывается сильнее на малых водосборах, где оно может даже доминировать над действием зональных климатических факторов. С увеличением' размеров (площади) бассейна роль местных факторов уменьшается и при некоторой предельной площади распределение стока по терри­ тории подчиняется только географической зональности и мало зависит от азональных факторов. Различия величин среднего стока больших и малых рек в одной и той же географической воне связаны с неодинаковым соотношением поверхностного и подземного питания, а в некоторых случаях и с разными значе­ ниями потерь на испарение с водосборов. Площадь водосбора возрастает с увеличением эрозионного вреза долины и русла. Такая зависимость обусловлена регрессивной эрозией, при кото­ рой с понижением местного базиса эрозии (отметки дна русла) увеличивается длина склонов и водораздельная линия отодвига­ ется от реки. Чем больше врез, чем больше водоносных горизон­ тов дренируется рекой, тем обильнее и устойчивее ее подземное

1 Влияние климата на сток рассмотрено в параграфах 2, 4, 5, 6.

111

питание — наиболее стабильная часть стока. Таким образом, площадью водосбора в условиях достаточного увлажнения ха­ рактеризуются условия и величина подземного питания рек.

В условиях избыточного увлажнения грунтовые воды рас­ положены близко к поверхности земли и дренируются как боль­ шими, так и малыми реками.Существенных различий в модулях стока больших и малых рек здесь нет. Примером подобных рай­ онов могут служить тундра и северная часть лесной зоны Евро­ пейской части СССР, где, по данным К- П. Воскресенского (1962), средние годовые модули стока не зависят от площадей

водосборов.

В районах с неустойчивым движением (южная часть лес­ ной и лесостепная зона Европейской части СССР), где грунто­ вые воды залегают глубже (до- 8—10 м) и дренируются только большими и средними реками, средний сток интенсивно возра­ стает с увеличением площади водосбора до 40—50 и более мед­

ленно до 500—1000 км2.

В засушливых районах сухих степей, полупустынь и пустынь подземные воды залегают глубоко и не участвуют в формирова­ нии годового стока. Здесь с увеличением площади водосбора возрастают потери на испарение воды, задерживающейся при поверхностном стоке в замкнутых понижениях рельефа (запа­ динах, бессточных котловинах) и в озерах. Таких форм рельефа больше на крупных водосборах, которые к тому же имеют мень­ ший уклон. Потери стока вследствие этого возрастают с увеличе­ нием площади водосборов, связь между средним стоком и пло­ щадью водосбора обратная.

Поскольку на территориях крупных водосборов влияние местных факторов на сток нивелируется, сток с них в условиях достаточного увлажнения распределяется в году более равномер­ но, чем с малых водосборов. В засушливых районах регулирова­ ния стока водосборами не происходит.

Помимо размеров водосбора, на сток влияют и другие его морфометрические показателя: уклон, расчлененность рельефа и связанная сшей густота речной сети. С увеличением уклона и густоты речной сети сток возрастает.

Влияние рельефа. Непосредственное влияние рельефа на сток ограничивается уменьшением или увеличением скорости сте­ нания вод по поверхности бассейна в зависимости от уклона этой поверхности и степени ее расчленения оврагами, балками, западинами. При значительных уклонах сток происходит быстро, уменьшаются время добегания, вод до русла и потери на инфиль­ трацию и испарение. Аналогично влияние расчлененности скло­ нов долинами притоков, балками, оврагами, по которым сток происходит также интенсивно. При медленном стоке по пологим склонам потери возрастают.

Несравненно больше косвенное влияние рельефа на сток. Оно проявляется в воздействии на составляющие водного балан­

112

са: осадки, испарение, аккумуляцию воды в бассейне, инфильтра­ цию. В многочисленных мелких углублениях (западинах, «блюд­ цах»), во множестве встречающихся на пологих пространствах степей, скапливающаяся дождевая и талая вода расходуется на испарение и инфильтрацию.

Во многих случаях рельеф играет решающую роль в распре­ делении снега по водосбору. На равнинах снег сдувается ветром с приводораздельных пространств, накапливается в овражнобалочной сети и при таянии обеспечивает интенсивный сток. Так, по данным Придеснянской стоковой станции, снегозапасы в ов­ рагах глубиной 10—15 м бывают на 70% больше, чем на приво­ дораздельных участках. В южном Заволжье мощность снега на вершинах Сыртов 70—90, в речной сети 150—300, в балках 300— 450 см. Массы снега, скапливающиеся в горных ущельях, питают реки летом.

Важную роль в изменении элементов водного баланса и сто­ ка играет высотная поясность. На равнинах избыточно и доста­ точно увлажненных территорий существенное влияние на осадки и сток оказывают даже незначительные высоты. Так, на Валдай­ ской возвышенности (200—300 м абс.) осадки достигают 700 мм в год, в то время какна расположенной рядом Ловатско-Ильмен- ской низменности — всего 550 мм. Соответственно сток-состав­ ляет 10—11 и 5—6 л/с-км2.

В лесостепной и степной зонах распределение стока ближе к широтному и возвышенности -менее резко влияют на сток. Так,

осадков возрастает -с высотой до некоторого предела, различно­ го в разных горных системах; -с дальнейшим подъемом оно начи­ нает уменьшаться. Это связано с уменьшением содержания вла­ ги в воздухе, поднимающемся по горному склону, по мере ее кон­ денсации и выпадения в -виде осадков. Так, на северных склонах Заилийского Алатау количество осадков растет до высоты 2250, в Джунгарском Алатау —до 3200—3400 м.

Помимо изменения годового количества осадков, большое гидрологическое значение имеет увеличение с высотой доли твер­ дых осадков, влекущее за -собой возрастание коэффициента сто­ ка. Испарение с поверхности водосборов уменьшается с высотой в результате понижения температуры воздуха и дефицита -влаж­ ности. Изменение суммарных, твердых и жидких осадков и испа­ рения с высотой хорошо видно на примере бассейна р. Малой Алматинш (Заилийский Алатау) (табл. 9).

В распределении осадков большую роль играет экспозиция склонов. Наприм-ер, на юго-западных склонах Главного Кавказ­ ского хребта в результате поступления влажных морских воз-

верхнего предела этого возрастания единого мнения нет. По осредненным для гор Средней Азии данным В. Л. Шульца, мо­

нообразию условий стока, даже в од­ ной горной системе такие связи различны для отдельных ее рай­ онов. На рис. 26 представлены осредненные зависимости М = = f (Я), построенные для западных склонов различных горных систем СССР.

Существенно изменяется с высотой соотношение различных видов питания рек. С увеличением средней высоты водосборов уменьшается доля грунтового и дождевого и возрастает доля снегового и ледникового питания. Так, в Джунгарском Алатау, по данным П. Ф. Лаврентьева и И. С. Соседова, на высоте 1500 м абс. подземное питание дает 50% годового стока, дожде­

114

вое 12, снеговое 38%. На высоте 2750 м подземное питание умень­ шается до 30, дождевое до 6, снеговое возрастает до 44%, лед­ никовое дает 20%. Соответственно изменяется и распределение стока внутри года.

Влияние карста на сток различно в зависимости от характе­ ра водообмена поверхностных и подземных вод в карстовых рай­ онах.

В центральных частях карстовых областей обычно происхо­ дит интенсивное поглощение дождевых и талых вод трещинами, воронками, покорами. В результате поверхностный сток умень­ шается или совсем не происходит. Распределение стока в году неравномерно из-за отсутствия подземного питания. Здесь часты случаи исчезновения рек в карстовых пустотах. Так, р. Вадка (бассейн р. Суры) в среднем течении теряется в карстовых пу­ стотах, а ниже онша выходит на поверхность; теряется и р. Са­ райная (бассейн р. Сосьвы, Урал) и другие реки.

На периферии карстовых районов наблюдаются выходы под­ земных вод в речных долинах и руслах в виде ключей и источ­ ников, создающие дополнительное питание рек.

Сток повышается в результате дополнительного поступления карстовых вод и распределяется в году равномерно, так как ре­ гулируется запасами этих вод в бассейне.

Примером сочетания различного влияния карста ,на сток может служить Силурийское плато в Ленинградской области. В его центральной части из-за поглощения вод карстом поверх­ ностного стока совсем нет. Реки же, начинающиеся на его пери­ ферии, отличаются зарегулированным з-а счет карстовых вод стокам. 3'арегулирша1нноС'ть этих рак хорошо видна при сравне­ нии внутригодового хода стока за1кар1стов1анных и незакаретовэн­ ных бассейнов рак Л'енигапродск'ой области (табл. 10). В связи с разнообразием условий и характера водообмена в карстовых районах установить типовой ход стока для этих районов затруд­ нительно.

Влияние леса на сток сказывается главным образом через воздействие на водопроницаемость почв. В результате разрыхля­ ющего действия корневой системы деревьев увеличивается по­ ристость и водопроницаемость почв. Лесная подстилка интен­ сивно впитывает воду. Зимой промерзание почвы в лесу меньше, чем на открытых участках. Таяние снега в лесу замедлено. Все