Водный сток, его значение и факторы, влияющие на его величину

 

 Лабораторная работа.

Водный сток,  его значение и факторы,  влияющие на его величину

 

Одной из важнейших гидрологических характеристик  рек является речной сток, образующийся за счет поступления поверхностных  и подземных вод с водосборной  площади.

На  величину речного стока и его распределение в течение года влияет комплекс природных факторов и хозяйственная деятельность человека. Среди природных условий основным является климат, особенно осадки и испарение. При обильных осадках сток рек большой, но надо учитывать их вид и характер выпадения. Например, снег даст больший сток, чем дождь, поскольку зимой меньше испарение. Ливневые осадки увеличивают сток по сравнению с обложными при одинаковом их количестве. Испарение, особенно интенсивное, уменьшает сток. Помимо высокой температуры, ему способствуют ветер и дефицит влажности воздуха. Почвогрунты влияют на сток через инфильтрацию и структуру. Глина увеличивает поверхностный сток, песок его сокращает, но увеличивает подземный сток, являясь регулятором влаги. Прочная зернистая структура почв (например, у черноземов) способствует проникновению воды вглубь, а на бесструктурных распыленных суглинистых почвах часто образуется корка, которая увеличивает поверхностный сток.

Весьма  важно геологическое строение речного бассейна, особенно вещественный состав пород и характер их залегания, поскольку они определяют подземное питание рек. Водопроницаемые породы (мощные пески, трещиноватые породы) служат аккумуляторами влаги. Сток рек в таких случаях больше, так как меньшая доля осадков затрачивается на испарение. Своеобразен сток в карстовых областях: рек там почти нет, так как осадки поглощаются воронками и трещинами, но на контакте их с глинами или глинистыми сланцами наблюдаются мощные родники, питающие реки. Влияние рельефа (абсолютной высоты и уклонов поверхности, густоты и глубины расчленения) велико и разнообразно. Сток горных рек обычно больше, чем равнинных, так как в горах на наветренных склонах обильнее осадки, меньше испарение из-за более низкой температуры, за счет больших уклонов поверхности короче путь и время добегания выпавших осадков до реки. Из-за глубокого эрозионного вреза обильнее подземное питание сразу из нескольких водоносных горизонтов. Влияние растительности – разных типов лесов, лугов, посевов и т. д. – неоднозначно. В целом растительность регулирует сток. Например, лес, с одной стороны, усиливает транспирацию, задерживает осадки кронами деревьев (особенно хвойные леса снег зимой), с другой стороны, над лесом обычно выпадает больше осадков, под пологом деревьев ниже температура и меньше испарение, дольше снеготаяние, лучше просачивание осадков в лесную подстилку. Выявить влияние разных типов растительности в чистом виде весьма трудно ввиду совместного компенсирующего действия разных факторов, особенно в пределах крупных речных бассейнов. Влияние озер однозначно: они уменьшают сток рек, поскольку с водной поверхности больше испарение. Однако озера, как и болота, являются мощными естественными регуляторами стока. Влияние хозяйственной деятельности на сток весьма значительно. Причем человек воздействует как непосредственно па сток (его величину и распределение в году, особенно при постройке водохранилищ), так и на условия его формирования. При создании водохранилищ меняется режим реки: в период избытка вод происходит накопление их в водохранилищах, в период недостатка – использование на различные нужды, так что сток рек оказывается зарегулированным. Кроме того, сток таких рек в общем сокращается, ибо увеличивается испарение с водной поверхности, значительная часть воды расходуется на водоснабжение, орошение, обводнение, уменьшается подземное питание. Но эти неизбежные издержки с избытком перекрываются пользой от водохранилищ. При переброске вод из одной речной системы в другую сток видоизменяется: в одной реке уменьшается, в другой – увеличивается. Большое значение для регулирования речного стока имеют мероприятия, выполняемые в бассейне реки, ибо его начальным звеном является склоновый сток на водосборе. Основные проводимые мероприятия следующие. Агролесомелиоративные – лесопосадки, гидромелиоративные – плотины и пруды в балках и на ручьях, агрономические – осенняя вспашка, снегонакопление и снегозадержание, пахота поперек склона или поконтурная на холмах и увалах, залужение склонов и др. Помимо внутригодовой изменчивости стока, происходят его многолетние колебания, связанные, по-видимому, с 11-летними циклами солнечной активности. На большинстве рек отчетливо прослеживаются многоводные и маловодные периоды родолжительностью около 7 лет: в течение 7 лет водоносность реки превышает средние значения, половодья и межень высокие, столько же лет водоносность реки меньше среднегодовых значений, расходы воды во все фазы водного режима малы. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная  работа. Определение интенсивности поступления вод стока

 

Как правило, весь объем поступающих сточных  вод (qi) формируется за счет следующих  факторов:

объема дренажной  воды (qd), объема дождевой воды (qr), объема сточных вод (qs)

Общий объем  сточных вод (qi) поступающих на участок в единицу времени, рассчитывается следующим образом:

qi = qd + qr + qs (л/с)

Дренажная вода (qd)

Как правило, в количественном выражении, объем  дренажной воды, который необходимо откачать, незначителен. Если почва  рыхлая и дренажная система размещается  ниже уровня грунтовых вод, номинальный объем дренажной воды должен определяться на основании гидрогеологических исследований. Существует эмпирическое правило, согласно которому следующие значения можно использовать в случае почвы с нормальными характеристиками (т.е. при отсутствии в непосредственной близости рек или других водных путей, а также болот) и, если уровень поверхности почвы находится выше уровня моря

Песчаная почва:

qd = L x 0,008 [л/с]

Глинистая почва:

qd = L x 0,003 [л/с]

где L = протяженность  дренажного трубопровода.

Объем дождевой воды рассчитывается следующим образом:

qr = i x ϕ x A, где  i = номинальная интенсивность дождя  (л/с/м2) (0,014)

ϕ = коэффициент  стока (0,1) - это мера дождевого стока с площади водосбора. Коэффициент меняется в зависимости от типа поверхности.

A = площадь водосбора в м2 - это область, откуда вода стекает в систему водосброса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расётные данные для лабораторной работы «Определение интенсивности поступления вод стока»

 

Номер варианта	Протяженность дренажного трубопровода, L	Номер варианта	Протяженность дренажного трубопровода, L
1	30	11	32
2	35	12	34
3	39	13	38
4	40	14	42
5	41	15	44
6	54	16	52
7	28	17	48
8	27	18	34
9	29	19	37
10	33	20	46

 

Номер варианта	Площадь водосбора, A	Номер варианта	Площадь водосбора, A
1	15	11	17
2	16	12	17
3	17	13	20
4	20	14	21
5	21	15	23
6	24	16	26
7	14	17	25
8	15	18	22
9	16	19	21
10	18	20	24

 

 

Номер варианта	Сточная вода (qs), qs (л/с)	Номер варианта	Сточная вода (qs), qs (л/с)
1	6,8	11	6,7
2	3,7	12	3,8
3	2,9	13	2,8
4	2,6	14	2,7
5	3,5	15	3,6
6	4,4	16	4,5
7	4,2	17	4,3
8	4,7	18	4,8
9	5,5	19	5,6
10	5,3	20	5,4