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

личным механическим составом. Различие в механиче­ ском составе глинистых почво-грунтов, по данным наблю­ дений', существенного влияния па величину начальных потерь стока не оказывает. По-видимому, оно сглажива­ ется явлениями заплывания и набухания почвы при ее увлажнении, а также происходящими в поверхностном слое почвы химическими и биологическими процессами.

Указанный В. В. Богдановым [13,14] верхний предел начальных потерь стока (8—9 мм) на сухом такыре (сто­ ковая площадка) может быть в случае выпадения дож­ дей малой интенсивности с перерывами в начальной фазе до 30—60 мин. и па водосборах, имеющих площадь боль­ ше, чем стоковые площадки. Нижний предел начальных

(0,007 км2) изменяются от десятых долей миллиметров до 5—6 мм, а на суглинистых — от 5 до 20 мм, в зави­ симости от интенсивности дождя и влажности верхнего слоя почвы (0—10 см) к началу выпадения осадков [61, 62, 65, 67, 79]. Эти величины начальных потерь получены путем выделения сумм осадков по плювиограммам бо­ лее 700 дождей и гидрографам стока за время от начала дождя до момента образования стока. Следует отме­ тить, что точность определения начальных потерь стока значительно зависит от согласованности работы само­ писцев, фиксирующих величины осадков и стока.

Полученные значения начальных потерь (до 5—6 мм) на стоковых площадках и малых водосборах, где по­ верхностное задержание стока практически отсутствует, отражают в основном потери осадков на инфильтрацию. С увеличением площади водосбора относительно возра­ стает суммарный объем микропонижений, для заполне­ ния которых необходим больший слой осадков. Так, на такыре Каррыкуль (Южная часть Центральных Караку­

1965—1969 гг., стока не образуют. При выпадении дож-

50

дя с перерывами, продолжительностью более 1 часа, сум­ марный слой осадков 13—15 мм только подготовляет такыр к стоку, но последнего не формирует. При ливне­ вых дождях, а также влажном такыре начальные потери стока снижаются до 3—5 мм (табл. 8). В таких же пре­ делах начальные потери наблюдались при формировании стока па такыровидном водосборе лога Зирик (Юго-За­ падная Туркмения) площадью 200 км2.

Т а б л и ц а 8

Дожди не сформировавшие или образовавшие небольшой сток

_____________ на такыре Каррыкуль, площадь 1,75 км2_____________

Зависимость начальных потерь стока ( Н о ) от средней интенсивности дождя ( И ) и запасов влаги ( Р ) в слое почвы 0—10 см перед выпадением осадков для площадки 2000 м2 приведена на рис. 4, откуда видно, что при запа­ се влаги в десятисантиметровом слое до 10 мм (то есть практически сухой почве) и дождях малой интенсивности (-<0,003—0,05 мм/мин.) до появления стока на малых такыровидных водосборах теряется 3—6 мм осадков. С увеличением интенсивности дождя и запасов влаги в

почве, величина начальных потерь снижается. При влаж­ ности почвы, близкой к полевой влагоемкости, потери стока незначительны и не превышают десятых долей миллиметра.

Следует отметить, что средняя интенсивность всего дождя не характеризует в полной мере начальных по­ терь, так как последние зависят от интенсивности дождя до начала стока. Малое количество метеорологических станций с самописцами дождя и отсутствие наблюдений над интенсивностью осадков до начала стока не позво­ ляют вводить этот фактор в расчетные зависимости. По­ этому для построения зависимости (рис. 4) нами исполь­ зована средняя интенсивность дождя. Но это не может значительно исказить расчетные данные начальных по­ терь, поскольку между средней интенсивностью всего дождя и его интенсивностью до начала стока больших отклонений не наблюдается [53] за исключением дождей ливневого характера, которые, как уже указывалось, вы­ падают очень редко.

Увеличение начальных потерь стока с ростом площа­ ди такыровидных водосборов и такыров для случаев су­ хой и влажной почвы при выпадении осадков малой ин­ тенсивности (-<0,02 мм/мин.) показано на рис. 5.

52

По наблюдениям на такырах Бугдайли, Сансыз и Каррыкуль накопление воды на их поверхностях проис­ ходит следующим образом: при выпадении осадков мень­ шей интенсивности, чем начальная интенсивность ин­ фильтрации, на полцгоналях выпуклой формы, покрытых сухой водорослевой пленкой, в начальную фазу дождя капли воды скатываются в трещины между полигоналями. При отсутствии водорослевой пленки капли воды впитываются корковой поверхностью такыра. После смачивания такырной корки и смыкания или заплывания трещин между полигоналями, интенсивность инфильтра­ ции резко убывает, и на поверхности такыра появляется тонкий слой воды. При выпадении осадков с интенсив­ ностью, превышающей впитывание, процесс стокообразования наступает очень быстро.

В начальной стадии формирования стока водой запол­ няются мельчайшие углубления на поверхности почвы. Заполнив эти неровности, вода занимает более крупные понижения микрорельефа, образуя небольшие озерца, которые имеют при глубине 0,5 см площадь от несколь­ ких десятков квадратных метров до 2—10 м2, а при глу­ бине 1 см — от 20—100 до 1000—2000 м2. После заполне-

53

ния всех неровностей микрорельефа вода начинает течь тонким слоем в направлении уклона. Обычно после дож­ дя наиболее пониженная часть площади такыра покры­ вается сплошным слоем воды глубиной 5—10 см. При благоприятных условиях формирования стока и в за­ висимости от уклона, глубина воды на такыре достигает 50 см. Объем воды за один дождь, в зависимости от раз­ мера такыра, составляет тысячи, а иногда и десятки ты­ сяч кубометров. Если сток не используется для ороше­ ния и не сохраняется в поверхностных или в подземных емкостях с целью водоснабжения, то эти, весьма ценные в условиях пустыни, запасы пресной воды вскоре сос­ тавляют потери на рассредоточенную инфильтрацию и ис­ парение. Продолжительность стояния воды на такыре, кроме других факторов, определяется скоростью ветра.

В условиях пустыни весьма часто наблюдаются ветры со скоростью > 5 м/сек., под действием которых вода перегоняется к граничащим с такырами пескам, при этом частично рассеивается по такыру и поглощается песками. Кроме того, ветер оказывает большое влияние на величи­ ну стока. Он может задерживать течение воды, покры­ вающей поверхность водосбора топким слоем, к наиболее пониженным местам (на такырах) и в мелкую гидрогра­ фическую сеть (на такыровидных водосборах), что при­ водит к увеличению потерь стока. Поэтому искусствен­ ная гидрографическая сеть, способствующая увеличению стока, должна устраиваться перпендикулярно господст­ вующему направлению ветра.

Процесс формирования стока на такыровидных во­ досборах в отличие от образования его на такырах за­ ключается в том, что после заполнения неровностей мик­ рорельефа вода попадает в микрогидрографическую сеть, по которой достигает главного, не глубокого, но довольно широкого русла.

Малое количество осадков и значительное испарение обусловливают скудность запасов влаги в почвах. Сред­ няя месячная влажность (запасы влаги) в верхних го­ ризонтах такыров и такыровндных почв (10—15 см) меньше 3—5 мм, и лишь после дождей она составляет около 20 мм. В лежащих ниже горизонтах влажность более устойчива, и величина ее в течение года изменя­ ется всего от 10—15 до 16—20 мм. Рассматриваемые во­ досборы увлажняются относительно равномерно, при

54

этом чаще всего на глубину 10—15 см [63, 64, 119] за исключением наиболее пониженной части такыра, где вода застаивается. Здесь глубина промачивания больше и определяется продолжительностью стояния воды.

Динамика запасов влаги в полуметровой толще поч­ вы после выпадения дождя иллюстрируется графиками, показанными на рис. 6. Из этих графиков видно, что наи­ более увлажняется верхний десятисантиметровый слой почвы.'Однако уже через несколько дней запасы влаги в них уменьшаются до 5—-10 мм. Следует отметить, что даже в периоды (продолжительностью до 5 дней) между дождями влажность такыровидных почво-грунтов в слое 0—10 см уменьшается в зависимости от метеорологиче­ ских факторов с 20 до 5 мм, а такырных — с 30 до 7 мм.

Такой режим влажности почвы оказывает значитель­ ное влияние на формирование и величину стока. Поэтому возникает необходимость разработки приемов определе­ ния влажности почвы к моменту выпадения стокообра-

55