Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
1. Детальное изучение количественных связей величин питания грунтовых вод в типичных природных и водохозяйственных условиях с естественными гидрометеорологическими и искусственными водохозяйственными факторами, как, например, осадки, суммарное испарение, инфильтрация поверхностных вод, их склоновый сток, расход воды на орошение, дренажный сток и т. п.
2. Количественная оценка элемютов водного баланса на поверхности, в зоне аэрации, включая изменение запасов воды в различных зонах по вертикали (аккумуляцию воды), необходимых для составления соответствующих водных балансов [см., например, уравнения (II.1), (II.2), II.3)].
3. Установление главных элементов прихода и расхода водного баланса (например, фильтрационные потери из каналов) и связи их с режимом грунтовых вод, воздействуя на которые, представляется возможным регулировать баланс и режим грунтовых вод.
4. Детальное исследование процессов формирования запасов грунтовых вод в течение годового цикла и многолетия, в частности процессов влагопереноса в зоне аэрации, изучение связи их с формированием подземного стока грунтовых и межпластовых вод, выяснение источников питания, обоснование искусственного дренажа и т. п.
Ниже мы остановимся на основных требованиях, предъявляемых к определению отдельных элементов водного баланса. Эти требования и сопутствующие им методические указания мы рассматриваем в неразрывной связи с применением метода гидродинамического анализа режима подземных вод и составлением их баланса.
АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ
Осадки составляют приходную часть баланса. В неорошаемых районах они часто являются основным источником питания грунтовых вод.
Наблюдения за жидкими осадками производятся с помощью дождемеров и осадкомеров системы Третьякова. Последние устанавливаются на столбе с таким расчетом, чтобы верхние края их отстояли от поверхности земли на
2 м. Такая установка является общепринятой в сети метеорологических станций Гидрометеослужбы СССР и обеспечивает получение сравнимых данных по этому элементу баланса.
При детальных балансовых исследованиях помимо указанных дождемеров для более полного учета осадков, достигающих поверхности земли, применяются наземные дождемеры. Последние могут состоять из обычных дождемерных ведер с приемной площадью F = 500 см2, защитой Нифера, устанавливаемых заподлицо с поверхностью земли или на ее поверхности. Наиболее удобен наземный дождемер, входящий в комплект почвенного испарителя ГГИ-500.
Твердые осадки учитываются с помощью систематических наблюдений за мощностью и плотностью снегового покрова как на метеоплощадках, так и в районе всего водосбора при проведении снегомерных съемок.
Весьма важный вопрос о получении достоверных средних величин атмосферных осадков решается на основе статистической обработки результатов наблюдений осадкомерных полигонов. На основе такой обработки результатов измерений осадков в 750 пунктах на площади 600 км2 в СССР получена оценка погрешности усреднения слоя осадков при различной плотности дождемерной сети (табл. 13, заимствована из международного руководства «Репрезентативные и экспериментальные бассейны», ЮНЕСКО, 1970, Гидрометеоиздат, 1971).
Исследования, использованные для составления этой таблицы, проводились на Северо-Западе европейской части территории СССР (зона избыточного увлажнения) в двух районах, а также на Юго-Западе той же территории (зона недостаточного увлажения).
Из табл. 13 следует, что погрешность усреднения осадков по площади при одной и той же плотности сети резко падает с увеличением интервала времени, за который усредняются осадки. Эта погрешность уменьшается с возрастанием исследуемой площади.
Данные табл. 13 могут быть использованы для проектирования сети осадкомеров на репрезентативных и экспериментальных бассейнах. Большая густота осадкомерной наблюдательной сети необходима в районах с пересеченным рельефом или находящихся под воздействием моря.
На точность показаний осадкомеров влияет ветер, а также испарение и смачивание поверхности прибора.
Установлено, что потери осадков на смачивание стенок сосудов составляют примерно 0,2 мм слоя воды на одно измерение, потери на испарение — до 6% суммы осадков, выпавших за теплый сезон. Такие поправки устанавливаются путем сравнения показаний обычных осадкомеров с наземными дождемерами наибольших размеров. С 1966 г. осадки, наблюденные Гидрометеослужбой СССР, исправляются путем введения указанных поправок. Последние учтены и в Справочнике по климату СССР, часть IV.
Наиболее совершенным является вариант осадкомера, установленного на уровне земли и окруженного круговой стенкой из дерна диаметром 3 м. Защита наземного дождемера от ветра может существенно уменьшить погрешности измерения осадков. Совершенная защита должна обеспечить параллельность потока воздуха над приемным отверстием прибора и не допустить забрызгивания капель в приемное отверстие.
Л. Г. Булавко (1971) указывает, что коэффициент приведения наблюденных осадков за ,год для Белорусского Полесья лежит в пределах 1,14—1,18. Что касается месячных коэффициентов приведения осадков, то их значения достигают 1,39—1,41 (за период 1946/47—1959/60 гг.). По мнению этого автора, «Временные указания по введению поправок в месячные суммы осадков при расчетах водных балансов речных водосборов», разработанные ГГИ (1967 г.), весьма усложнены. Получаемые значения приведенных осадков по этим указаниям являются завышенными на 5—8% главным образом за счет преувели-
