Файл: Лещинский, Г. Т. Ресурсы временного поверхностного стока пустынь Средней Азии и Западного Казахстана.pdf

Б у г д а й л и

дорослей. Уклон такыра па отдельных участках преиму­ щественно северо-западного направления изменяется в пределах 0,0006—0,0016. На такырах в этом районе с давних пор строились колодцы, которые вскрывали соле­ ную воду (20 г/л и более). Соленые грунтовые воды оп­ реснялись за счет налива в колодцы пресных вод, почти ежегодно формирующихся на такыре в период выпаде­ ния осадков. Для задержания воды здесь несколько де­ сятков лет тому назад была построена земляная дамба и в наиболее пониженной части такыра углубление (кот­ лован) площадью в несколько сотен квадратных метров с максимальной глубиной в центральной части до 0,7— 1 м. Вокруг углубления и в центре его расположено 8 ко­ лодцев, в том числе 6 наливных («Черле») и два колод­ ца современной конструкции. Наливные колодцы и кот­ лован сильно заилены. Очистка их от наносов регулярно не производится. По этой причине пресные поверхност­ ные воды используются неэффективно. Так, например, при глубине воды в котловане 0,5 м и больше она разли­ вается топким слоем по поверхности такыра, занимая площадь примерно в 400 тыс. м2, где в основном теряет­ ся па испарение и рассредоточенную инфильтрацию. В колодцы поступало воды мало, поэтому линза в районе наливных колодцев имеет малую мощность. По состоя­ нию на 1972 г. наливные колодцы полностью занесены глинисто-песчаным материалом н воды такыров в них не поступают. Если в 1972—1973 гг. не будут построены инфильтрациопные сооружения (бассейны, колодцы) для трансформации воды в подземные емкости, то запасы пресной воды подтакырной линзы в результате интенсив­ ного водозабора быстро израсходуются и колодцы будут давать соленую воду. Такая картина характерна для большинства наливных систем в Каракумах.

В верхней части такыра Каррыкуль в 1964 г. Инсти­ тутом пустынь АН Туркменской ССР совместно с Уп­ равлением геологии при Совете Министров Туркменской ССР и Управлением гидрометеорологической службы Туркменской ССР, в связи с организацией опытно-экспе­ риментальных исследований по искусственному форми­ рованию подтакырных линз пресных вод, был построен комплекс гидротехнических и гидрометрических сооруже­ ний (инфильтрационный бассейн, дамбы, водосливы, ус­ тановки самописцев уровней и стоковые площадки). Ин-

42

испарение. В таких случаях объем стока со всей площа­ ди такыра определялся приближенно расчетным путем.

С т о к о в а я п л о щ а д к а состоит из двух соеди­ ненных площадок № 1 и № 2, каждая из них длиной 100 м и шириной 20 м. Площадка № 1 имеет естествен­ ную такырную поверхность. На площадке 2, в централь­ ной части искусственным путем сделана борозда глуби­ ной в устьевой части 10 см, а в верховье— 1 см. Пло­ щадки сверху и сбоков ограничены бортиками, возвы­ шающимися над поверхностью такыра на 15 см. В грунт бортики заглублены па 20 см. Внутренняя часть бортика вертикальная, внешняя — с пятисантиметровым ско­ сом. Бортик, разделяющий площадки № 1 и 2, имеет двусторонний пятисаптиметровый скос, С двух сторон бортиков насыпан грунт, что способствует безаккумуляциопному переносу песка.

На расстоянии одного метра от бортиков стоковых площадок устроена водоотводящая борозда, шириной в 1 м и глубиной 0,3 м. За бороздой располагается дамба высотой 0,7—0,8 м, защищающая стоковые площадки от

ема воды, стекающей с площадок. Водоприемные лотки сверху закрываются козырьками, изготовленными из оцинкованного железа, предохраняющими попадание атмосферных осадков. Лотки соединяются с измеритель­ ными баками, установленными в специальном павильоне. Последний имеет полезную площадь 12 м2, что позволяет удобно разместить оборудование и приборы для учета стока. Измерительные баки железные, размерами 1,6Х Х0,7 м и высотой 1 м, оборудованы тонкостенными тре­ угольниками 45° водосливами, самописцами уровней «Валдай» и крючковыми рейками. Каждый из водосли­ вов рассчитан на максимальный расход 82 л/сек. Шкала отсчетов и игла крючковой рейки освещаются электро­ лампочками напряжением 2,5 вольт.

Вода из павильона отводится по лоткам в котлован, полезным объемом около 70 м3. Общий вид стоковых площадок показан на рис. 3.

Л о г З и р и к расположен в 30 км от Западно-Турк­ менской стоковой станции в северо-западном направле­ нии. Площадь бассейна у плотины водохранилища сос-

44

1. Исследования режима стока временных водоток (такырных и такыровидных водосборов).

2; Изучение атмосферных осадков, как основного фак­ тора формирования стока временных водотоков. Для изучения осадков на водосборах была организована сеть дождемерных пунктов с установкой осадкомеров и само­ писцев дождя. Это позволяло определять количество и характер выпадения осадков, а также их интенсивность. Кроме того, при выпадении осадков в твердом виде про­ изводились снегосъемки, имеющие целью: выяснить на­ копление снега на водосборах и запасы воды в снежном покрове перед началом снеготаяния.

3. Изучение влажности почво-грунтов и испарение с водной поверхности. В районах расположения стоковых площадок Бскибент, Бугдайли, Сансыз и Каррыкуль на метеорологических станциях велись наблюдения по про­ граммам и методике, принятым в системе Гидрометслужбы. Наблюдения над влажностью почвы велись в непо­ средственной близости от стоковых площадок. Пробы грунта брались почвенным буром каждую декаду (8, 18 и 28 числа), а также в течение 3—5 дней после каждого дождя, сформировавшего сток. Пробы отбирались с дву­ кратной повторностью с поверхности и с глубины 10, 20, 30, 40, 50, 75 и 100 см, а при дополнительных наблюде­ ниях— с глубины 10, 20, 30, 40 и 50 см. Определение влажности почвы производилось весовым методом. За влажность соответствующего слоя принималось Среднее двух измерений. Наблюдения над испарением с водной поверхности производились с помощью испарителей ГГИ — 3000 см2.

Механический состав и водные свойства почво-грун­ тов определялись у стоковых площадок Бекибент, Буг­ дайли и Каррыкуль.

4. Определение мутности воды. Для характеристики стока взвешенных наносов пробы воды на мутность обыч­ но отбирались батометром-бутылкой, на подъеме, при максимальном расходе воды и на спаде паводка.

Изучение временного поверхностного стока в услови­ ях пустыни встречало значительные затруднения в связи с особенностями его режима. Сток наблюдается несколь­ ко раз в год, преимущественно в ночное время суток, продолжительностью в несколько часов. Величина сто­ ка определяется большим количеством факторов с раз-

46

личным сочетанием их количественных характеристик, которые зачастую весьма трудно учитывать. При нали­ чии даже относительно большого количества (несколь­ ко десятков) измерений стока на данном водосборе, и одном и том же створе, не всегда удается построить рас­ четные графики. Необходимо иметь измерение стока в данном пункте за каждый паводок, в противном случае подсчет годового стока затрудняется. Однако при произ­ водстве гидрометрических работ это удавалось не всег­ да. Так, например, на рассматриваемых нами водосбо­ рах Западно-Туркменской стоковой станции системати­ ческие измерения стока проводились в период 1952— 1959 г., а начиная с 1960 г. измерениями было охвачено 10—75% наблюдавшихся в году паводков. На стоковых площадках Бугдайли данные о стоке за 1962—1972 гг. отсутствуют. Это объясняется неукомплектованностью станций инженерно-техническим персоналом и иногда неисправностью к моменту стока приборов, оборудования и даже гидрометрических сооружений и т. п.

Степень достоверности гидрологических наблюдений определяется точностью измерения расходов воды, сум­ мы осадков и продолжительности каждого дождя, а так­ же квалифицированной обработкой полученных материа­ лов. Обработка последних выполнена в основном качест­ венно. Однако анализопубликованных данных по стоку (см. «Материалы наблюдений Западно-Туркменской сто­ ковой станции» [88, 89] показал, что в ряде случаев сток за паводок вызывает сомнение или он не измерен. Поэто­ му при подсчете годового стока данные за период павод­ ка либо браковались и сток пересчитывался, либо вос­ станавливался по расчетным зависимостям.

За период 1952—1969 гг. по всем пунктам были заме­ рены величины стока более 750 паводков. Эти материалы позволили детально изучить условия формирования стока временно действующих такырных водотоков, произвести оценку годового и среднего многолетнего стока, дать его характеристику изменения во времени и по территории,

(табл. 7) опубликованы в работах В. В. Богданова [14], В. Н. Кунина, Г. Т. Лещинского [53], Материалы наблю­

47

дений Западно-Туркменской стоковой станции [88—90], Н. Ф. Федина и Г. Л. Шимкевича [119], по такырам Каррыкуль и Уру приведены в приложении 1.

Условия формирования стока

Природные условия, формирующие временный по­ верхностный сток на территории пустынь Средней Азии

изападной части Казахстана, весьма разнообразны. Ма­ лое количество осадков, крайне неравномерное распре­ деление их во времени, резкая континенталыюсть кли­ мата в сочетании с различными ландшафтами пустыни

игеологическое строение водосборов определяют свое­ образный эпизодический сток. Последний формируется лишь на локальных водосборах, сложенных слабоводо­ проницаемыми почво-грунтами (глинистыми), широко распространенными в подгорных равнинах и среди пес­ ков на огромной территории пустынь.

Равнинность, отсутствие гидрографической сети, ма­ лые размеры изолированных такырных водосборов при­ водят к стеканию воды в виде склонового стока. Такое течение захватывает почти всю ширину водосбора и со­

провождается до наиболее пониженного места, где вода концентрируется, занимая сравнительно большие площа­ ди. Если не приняты меры по сохранению воды в по­ верхностных естественных и искусственных емкостях или в подземных природных коллекторах, то она в течение непродолжительного времени расходуется на рассредо­ точенную инфильтрацию и испарение. Сток, образую­ щийся на такыровидных водосборах, попадает в Слабо­ развитую гидрографическую сеть и движется по основ­ ному руслу, которое заканчивается естественным пони­ жением, принимающим воды паводков, или оно развет­ вляется на множество мелких, рассеивающих сток по равнине.

Такой характер временного поверхностного стока создает трудности при его измерении и рациональном использовании. Однако скотоводы с давних пор научи­ лись сохранять небольшие объемы воды, являющиеся единственным источником водоснабжения и орошения малых земельных участков на обширной территории пустынь. Основная же доля стока составляет бесполез­ ные потеси.

48

Величина паводочного стока колеблется в больших пределах как во времени, так и по территории. Основны­ ми факторами, определяющими величину стока, явля­ ются: стокообразующие осадки, интенсивность дождей, степень увлажнения почвы перед выпадением дождя и размер площади водосбора.

На рассматриваемой территории осадки преимуще­ ственно (76—95% от годового количества) выпадают в жидком и смешанном виде. Следует отметить, что иног­ да сток может быть сформирован таянием снега.

Стокообразующими осадками принято считать все дожди, в результате выпадения которых возникает по­ верхностный сток, то есть дожди со слоем, превышаю­ щим слой начальных потерь, расходующихся на поверх­ ностное задержание и увлажнение почво-грунтов. В. Н. Кунин [48] впервые, на основании визуальных наблюде­ ний, показал, что сток на такырах может образоваться при слое осадков не менее 3—5 мм, выпавших в течение 1,5—2 часов. Осадки менее 3 мм за более длительный период выпадения стока не вызывают.

Наблюденные величины осадков, не формирующие стока, впервые приводятся В. В. Богдановым [13, 14]. Согласно этим данным на увлажненных такырах Низ­ менных Каракумов сток не образуется при слое осадков 2—3 мм, а на такырах подгорных равнин — 5—6 мм; на пеувлажненных такырах соответственно сток не наблю­ дается при дождях 3—4 и 8—9 мм. Следует отметить, что эти выводы сделаны на основании весьма ограничен­

мер площадок 1200 м2. При этом влажность почвы, ход дождя и стока не фиксировались. Различные величины начальных потерь стока в зависимости от географиче­ ского расположения такыров объясняются менее глини­ стым составом такыров подгорных равнин в сравнении с такырами Низменных Каракумов и тем, что солонцовый процесс, влияющий на фильтрационные свойства почвы,

впочвах подгорных равнин развит, по-видимому, слабее

[14].Такое объяснение географических условий стокообразования на такырах нельзя признать убедительным, так как уже отмечалось, что в подгорных равнинах и в Низменных Каракумах имеются такыры с несколько раз-