Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Основы учения о водном балансе . 8
1.1. История и современное состояние воднобалансовых исследований . 8
1.2. Уравнения, во дно го баланса речных водосборов . 11
1.3. Методы расчета водного баланса 16
Глава 2. Элементы водного баланса и методы,их определения 28
2.1, Атмосферные осадки 28
2.2, Речной сток
2.3. Испарение 38
2.4. Изменение запасов влаги на водосборе . 43
2.4.1. Изменение запасов влаги в зоне аэрации , 43
2.4.2. Изменение запасов влаги в зоне насыщения , 46
2.4.3. Другие изменения запасов влаги на водосборе 49
Глава 3. Метод расчета водного баланса речных. водосборов 54
3.1. Модель круговорота.воды на водосборе . 55
3.2, Выбор метода расчета суммарного испарения . 57
3.3, Определение инфильтрационного питания грунтовых вод атмосферными осадками . 62
3.4, Оценка изменений запасов влаги на водосборе . 74
3.5, Некоторые дополнительные сведения о предлагаемом методе расчета . 77
Глава 4. Проверка метода. и. анализ возможностей. его применения 88
4.1. Выбор расчетных.водосборов и их краткая характеристика 88
4.2, Выбор расчетного периода . 95
4.3, Расчет элементов водного баланса речных водосборов . 99
4.4, Оценка достоверности полученных результатов 134
4.5, Анализ возможностей.практического применения метода,расчета ,. . 148
Заключение і58
Литература 162
- Уравнения, во дно го баланса речных водосборов
- Изменение запасов влаги в зоне аэрации
- Определение инфильтрационного питания грунтовых вод атмосферными осадками
- Расчет элементов водного баланса речных водосборов
Введение к работе
Актуальность темы» Современное развитие науки и техники предполагает наличие комплексного подхода к решению многих проблем. При изучении водных объектов такой подход в большинстве случаев невозможен без .учета. их полного гидрологического цикла, численным выражением которого служи .водный баланс. Именно на основе водного баланса возможно комплексное, и рациональное использование водных ресурсов. При этом необходимо знание не только отдельных цифр, характеризующих приходную и расходную части баланса водного объекта, за какой-то промежуток времени, ной совокупности процессов, обуславливающих формирование этих частей. В полной мере это относится и к изучению речных водосборов, где наглядно проявляется все многообразие и сложность природных связей.
Водный баланс является здесь той отправной точкой, которая позволяет разобраться в реальном положении дел на водосборе, а также оценить перспективы развития имеющихся тенденций и возможное состояние водосбора под действием этих тенденций. Поэтому является естественным тот факт, что подход все чаще используется при решении самых разнообразных. задач. гидрологии. Однако.. на пути более широкого, использования этого подхода. лежит проблема, связанная с недостатком материалов наблюдений за, отдельными элементами водного баланса,, особенно подземной его составляющей. Это зачастую .не. позволяет .замкнуть гидрологический цикл водосбора и тем более достаточно .полно. .последовать его .внутреннюю структуру» По-, этому вполне закономерно возникает вопрос о. нахождении таких методов расчета, которые. позволили ,бы более полно использовать имеющуюся обширную информацию о метеорологических элементах и речном стоке для характеристики процессов водообмена, происходящих как на поверхности водосбора, так и в дренируемой его толще Целью работы. является создание метода расчета, позволяющего определять все основные элементы водного баланса речного водосбора за конкретные интервалы времени на основе данных только сетевых метеорологических, и гидрологических наблюдений, . .Для достижения поставленной цели потребовалось решить ряд задач:, _ .. .
1 Выявить условия формирования водного баланса речных водосборов, 2. Исследовать взаимосвязь основных элементов водного баланса и найти те из. них, которые являются ключевыми при решении поставленной проблемы. 3. Выбрать модель водного баланса, речного водосбора, которая бы, с одной стороны, соответствовала. реальным процессам, происходящим на.водосборе и достаточно полно характеризовала их, а с другой стороны, была бы относительно, простой.._
4. Создать и отработать. схему расчета, позволяющую производить определение элементов водного баланса речного водосбора,. не нарушая соответствия между моделью и реальными процессами на водосборе, . ....
5. Проверить. разработанный метод на независимом материале.
6. Оценить возможность практического применения метода.
В диссертации рассматриваются и защищаются следующие положения:
Метод расчета водного баланса речных водосборов за конг кретные (месячные) интервалы времени по данным сетевых гидрометеорологических наблюдений,(без использования.материалов наблюдений за влажностью почвогрунтов и уровнями грунтовых вод).
2. Методики определения отдельных элементов водного баланса (суммарного испарения, активного_инфильтранионного питания грунтовых вод, изменений запасов влаги в зонах аэрации и насыщения),
3, Результаты расчетов элементов водного баланса трех типичных водосборов бассейна Верхней Камы. . А»._ Возможности .использования предложенного метода в практике гидрологических расчетов и прогнозов.
Научная новизна. Выполненные в, работе исследования позволили разработать новый, метод. расчета основных элементов водного баланса речных водосборов. Этот метод дает возможность рассчитать не только отдельные элементы баланса, но и определить его внутреннюю структуру при минимальной исходной информации Уточнен метод расчета величин суммарного испарения с поверхности суши. Разработан новый способ определения величины активного питания грунтовых вод, позволяющий получать ее для водосбора в целом за конкретные (месячные) интервалы, времени..
Практическое значение. Результаты диссертации соответствуют генеральному направлению, гидрологических исследований, для обеспечения комплексного использования и охраны водных. ресурсов, а также повышения уровня оперативного обеспечения народного хозяйства, гидрологической информацией. Теоретическое значение ,работы заключается в развитии представлений .о формировании водного_ баланса _ речных водосборов. В практическом.плане она прежде всего предназначена для водобалансовых расчетов. Однако поскольку, эти расчеты используются при.решении многих, задач гидрологии, полученные результаты имеют достаточно широкую область применения, а именно: теория. и практика гидрологических прогнозов, исследования поверхностного „и подземного стока,.моделирование гидрологических. процессов на водосборе, изучение антропогенных изменений на водосборе и ряд других.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на I??.. страницах машинописного текста содержит 31 таблицу, .14 рисунков и состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (375 наименований).
Уравнения, во дно го баланса речных водосборов
В уравнениях _(.1.9) - (і.12) приняты, обозначения: Е .-.. испарение грунтовых вод; „.-_испарение непосредственно.с поверх-, ности почвы.и растительности; Уп., Уд ,, Yr - соответственно поверхностная, почвеннр-грунтрвая и грунтовая составляющие речного стока; . С -инфильтрация влаги., в зону аэрации; Уг ..- инфиль-. трациоиное питание.грунтовых вод; двп - изменение запасов влаги на поверхности водосбора.
Дальнейшее.усложнение уравнений.может производиться за счет, выделения в основных.элементах баланса тех.частей, которые_играют разную роль в.формировании водного режима речного бассейна, или различны по скорости протекания, происхождению. Так, например,, общий речной.сток может быть_расчленен на.склоновый, почвенный, на сток верховодки, сток первого водоносного горизонта и так далее.
Однако подобная детализация ..возможна лишь при специальных. воднобалансовых, исследованиях. .Что же касается сети стандартных наблюдений за гидрометеорологическим режимом, то она не всегда... , обеспечивает надежное определение даже ррновных элементов.водного баланса. Отсюда возникла необходимость разработки целого ряда косвенных методов расчета, в которых, так или иначе решается проблема недостатка исходной информации.
Несмотря на относительную простоту самого уравнения водного баланса, конкретные.пути его решения порой очень сложны и трудоемки. Вполне понятно, что это, в первую очередь связано с отсутствием или недостаточной полнотой материалов наблюдений за отдельными элементами водного баланса. На.первом этапе, развития водно-балансовых исследований имелись достаточно надежные.данные лишь по стоку и осадкам, поэтому испарение обычно рассчитывалось как остаточный член уравнения. Но такой подход, применим только.для получения среднемноголетнего баланса. При. расчетах за конкретные годы возникает необходимость учета накопления.и расходования влаги на водосборе. Здесь появляется два варианта решения воднобалан-сового уравнения. В первом варианте испарение находится каким-либо методом, а изменение влагозапасов на водосборе вычисляется как остаточный член., второй вариант - в качестве остаточного члена . выступает испарение,, при условии нахождения независимым путем величины изменения влагозапасов на.водосборе, возможен и третий вариант - как испарение, так и влагозапасы.водосбора определяются независимыми методами. В результате такого расчета мы.получаем невязку баланса, которая, в некоторой степени, позволяет оценивать достоверность полученных данных. При. увеличении членов уравнения водного баланса возрастает и.количество вариантов его решения. Выбор конкретного метода расчета водного баланса определяется, в первую„очередь, наличием исходных данных и задачами, которые поставлены перед исследователем.
Остановимся кратко.на отечественных методах, которые затрагивают, в той или иной степени, общее решение уравнения водного баланса. Конкретные пути определения отдельных элементов водного баланса рассматриваются в следующей главе. Е.В.Оппоков (1935) разработал метод решения уравнения водного баланса, основанный на анализе зависимостей между осадками и стоком, при предположении относительного постоянства.величин испарения. Осадки и сток связывались корреляционной зависимостью Далее, учитывая уравнение.(і.2),. он.вычислял в первом приближении ту.величину испарения, которая будет иметь место при данном количестве атмосферных осадков, по уравнению Здесь Р - атмосферные осадки; У -речной сток;.. Е -суммарное испарение;. & и 6 - параметры, определяемые по способу наименьших квадратов.. Рассматривая соотношение осадков с суммой речного стока и испарения, Е.В.Оппоков определял либо .дефицит.осадков за конкретный год, который затем восполнялся .за счет влагозапасрв водосбора, либо их избыток, который, переходит на следующий год. Метод, по существу, сводится.к определению приближенных значений испарения, а изменение влагозапасрв на водосборе.находится как остаточний член воднобалансоврго уравнения. В настоящее,время, когда, имеются белее надежные приемы прлучения величины испарения, этот метод не применяется . .. В качестве.примера решения уравнения водного баланса для целей гидрологических прргнрзрв можнр указать на исследование, выполненное Г.П.Калининым и Т.Т.Макаровой С1956). В нем общие влаго-запасы на водосборе были разделены на три основные части - запар, воды в русловой сети C Spy ), запас воды в почве С V ) и запас воды в грунтовых водах ( Wr ), а общий сток - на поверхностный ( Yn ) и подземный С У с ). Первоначальное уравнение имеет вид Для периодов, когда отсутствует интенсивное питание подземных вод, принимается, что изменение запасов подземных вод равно подземному стоку. Изменение запасов воды в русле считается незначительным, а изменение запасов влаги в почве ( AW ) записывается в виде ( WK-WH ). в итоге получено уравнение.
Изменение запасов влаги в зоне аэрации
Зона аэрации включает в себя, прчвогрунты, расположенные между дневной поверхностью и зеркалом.грунтовых.вод. Она характеризуется, сложным водным режимом, который.формируется под. влиянием_ процессов поступления влаги в почву, ее перемещения внутри почвогрунтов.и расходования, с одной стороны, на испарение, а с другой - на питание грунтовых вод. Кроме того, наблюдается непрерывное изменение.физических состояний.почвенной влаги. Не останавливаясь на воднофизических свойствах почвогрунтов, которые детально рассматриваются в ряде работ (Веригр, 1973; Роде, 1952, 1955, 19.65; Чайлдс, 1973 и.др.),. перейдем сразу к вопросу об определении запасов влаги в. зоне аэрации. (4 ). Эта величина непосредственно может быть получена в том случае, если имеются данные по влагозапасам почвогрунтов на начало ( 1 ) и. конец (...) расчетного интервала (чаще всего месяца). Основным способом определения влажности почвогрунтов на сети агрометстан- . ций в. настоящее время, являет сятермостатнр-весрвой Влажность почвы, при этом, измеряется в верхнем метровом.слое почвы, значительно реже - в полутораметровом слое, что. приводит к. необходимости использования графиков связи между влагозапасами метрового слоя почвы.и влагозапасами либо всей зоны аэрации (Крестовский,.19666), либо той ее части (2-3 метра), в пределах которой сказываются се-, зонные, колебания.влажности (Харченко., I960). Однако и.в.том и другом случае для построения графиков,,.перехода.надо производить, специальные экспериментальные исследования. Поэтому, обычно изменение запасов.влаги.в зоне аэрации,определяют по данным о влажности верхнего метрового слоя условно, принимая, что ниже этого слоя . колебания влажности от месяца к месяцу,являются незначительными. Указанное допущение (которое, строго говоря,. мало_соответствует действительности) не устраняет однако все трудности определения рассматриваемого элемента при воднобалансовых расчетах, так как полученные по результатам измерений значения являются точечными характеристиками и возникает достаточно сложная проблема их осреднения для водосбора. При этом надо иметь ввиду, что подавляющее болыпинство пунктов наблюдений за.влажностью почвы располагается на полевых частях речных водосборов, а как показали многочисленные исследования (Молчанов, 1952,.1953, I960; Рахманов, 1962; Рутковский, 1948; Шпак, 1968 и др.) между влажностью почвы в лесу и в.поде имеются существенные различия. Для.устранения этого недостатка можно построить графики связи между влажностью почвы в, поле и в лесу (это довольно грубое деление3 фактически необходимо знание влажности почвы.на всех элементах ландшафта), но для этого опять, же потребуется проведение специальных полевых.исследований, а полученные по результатам исследований связи будут иметь чисто локальное значение, так как режим.влажности почвы определяется целым комплексом природных.факторов, многие из которых, являются индивидуальными для каждого водосбора. Здесь же отметим,.что.не все полевые участки отбора проб почвы на влажность являются постоянными, а это еще больше.затрудняет использование натурных наблюдений за. влажностью почвогрунтов. В. практике расчетов изменений ,... запасов влаги в зоне аэрации по.натурным данным приходится сталкиваться еще с одной проблемой.-в весенний период указанные наблюдения начинают производиться, во многих случаях, с.опозданием (в ЗИМНИЙ период наблюдения не производятся, хотя влажность изменяется иногда.довольно.значительно), что ведет к.некоторой.дополнительной погрешности.вычисления изменения запасов влаги первого месяца.теплого периода. По указанным, выше причинам точность, опре деления, средних, значений запасов влаги в зоне аэрации по натурным данным, во многих случаях, является крайне неудовлетворительной, .погрешность может достигать десятков и сотен миллиметров.(Бочков,_J97I; Вольфцун, 1964; Заводчиков, 3971;.Шпак,.1968 и др.). Поэтому в последнее время для определения этой величины все чаще применяются более перспективные расчетные методы, основанные на совместном решении уравнений водного и.теплового балансов (Андреянов, 1960а, 19606, 19776; Будыко, 1955, 1956; Харченко, 1975, 1978), в. которых влажность на конец месяца определяется по влажности на начало месяца с учетом всех основных элементов баланса за этот месяц. Один из этих методов (все они являются однотипными) - метод Будыко - будет детально рассмотрен в главе 3.
Изменение запасов влаги в зоне насыщения Изменение запасов влаги в зоне насыщения (в грунтовых.водах) определяется соотношением таких, процессов», как влагробмен о.зоной аэрации и грунтовый сток. Подземный водообмен с другими водосбо рами обычно невелик Ссм.главу і) и при воднобалансовых исследоват ниях на реках,.полностью дренирующих грунтовые воды, как правило, не учитывается. Величина.грунтового, стока почти.всецело определяется.запасами грунтовых вод и поэтому является относительно стабильной.характеристикой, зоны, насыщения (каждой, величине запаса грунтовых вод Соответствует вполнє .опрєдєлєнноє. значение. величины. вого стока). Иначе обстоит дело.при рассмотрении.вопроса о влаго-обмене с зоной, аэрации. На. эту величину.влияет комплекс, факторов подстилающей, поверхности .(рельеф, растительность,, состав и мощт норть зоны аэрации), отличающихся значительной.изменчивостью по площади водосбора, и ряд климатических факторов (атмосферные осадки, температурный режим)..Все это. приводит к. значительной . пестроте распределения величины.влагообмена между.зонами аэрации и насыщения пр.территории речного водосбора. Поэтому вполне по-, нятны те. трудности,, которые возникают.при расчетах.изменений, заг.. пасов влаги в зоне, насыщения, для., всего.;водосбора по данным натурных наблюдений за режимом грунтовых вод в отдельных его точках.
Определение инфильтрационного питания грунтовых вод атмосферными осадками
Инфильтрационное питание грунтовых вод происходит как.за счет просачивания атмосферных осадков через зону аэрации до уров-. ня грунтовых вод, так и за счет поступления влаги из зоны аэрации, которое не связано с выпадением.атмосферных осадков..Последний случай особенно характерен для весеннего периода,.когда накопленная за зиму влага в зоне аэрации (в.результате процесса миграции влаги к фронту промерзания) после,оттаивания почвы.поступает в грунтовые воды (Васильченко,. 1972; Вершинина,. 1980; Коноплянцев, 1981; Крестовский, 1972 и др.). Однако главная роль_в питании., грунтовых вод принадлежит.атмосферным осадкам и поэтому его иногда называют питанием грунтовых вод атмосферными осадками (в гидрогеологии - просто инфильтрацией атмосферных осадков).
Многофакторность .процесса инфильтрации атмосферных осадков до уровня грунтовых вод определяет значительную вариацию этого . элемента как по площади водосборов так и во времени, что создает значительные трудности при определении.рассматриваемой величины. Существует, достаточно много методов определения инфильтраци онного питания грунтовых вод. Его величина может быть непосредственно измерена по лизиметрам,,Однако этот метод применим только для опытных участков или воднобалансовых площадок, что связано как с трудностью установки лизиметров, так и с ограниченными возможностями интерполяции полученных данных на неизученные территории. Гидрогеологические методы с использованием разведочных опыт ных работ (Каменский, МЗ; Киселев, 1961; Лебедев, 1963 и др.)„ позволяют производить детальное изучение баланса и режима,грунто вых вод. Однакових применение, связано, со значительными затратами и поэтому расчеты по указанным методам производятся в основном также для небольших.опытных участков, --..-. Инфильтрационное питание грунтовых вод можно определить по уравнению водного баланса либо зоны аэрации, либо первого от поверхности водоносного горизонта. Для.этого необходимы сведения о величинах целого ряда элементов водного баланса, поэтому метод применим для небольших экспериментальных водосборов и сельскохозяйственных полей»
Наиболее многочисленную.группу составляют методы, основанные на анализе колебаний уровня грунтовых вод (Абрамович, 57; Бин-деман, 1963; ВодогрецкИй,.1965, 1966, 1973а,б; Вольфцун, .1972, . 1974; Лебедев, 1967, 1976; Ткачук, 1949 и др.). При,наличии достаточного количества скважин на речном.водосборе эти методы.могут использоваться для расчетов питания грунтовых вод.за конкретные интервалы времени. Если,же информации по уровням грунтовых, вод . нет или ее явно недостаточно для получения достоверных результатов, то в этом.случае для.расчетов, рекомендуются графики зависимости питания грунтовых вод от определяющих его факторов, которые получены по материалам хорошо изученных водосборов (Водогрецкий, 1979» Лебедев, 1980). Такие графики применимы для оценки норм инфильтрационного питания на отдельных видах_ландшафтов, но непри-. годны для воднобалансовых расчетов за короткие интервалы времени.
Таким образом, при отсутствии материалов наблюдений за уровнями грунтовых вод (именно этот случай и рассматривается в данном исследовании) мы не..имеем возможности найти величины инфильтраци-онного питания, грунтовых.вод (..) по месячным интервалам времени за конкретные годы для водосборов в_целом. Однако.мы можем найти суммарную величину активного инфильтрациоиного питания, грунтовых вод.С У г )..за весь расчетный,период и затем.попытаться распреде-_ лить. ее. по месяцам (именно эту величину в гидрогеологии называют питанием грунтовых вод).
Как известно, суммарная величина результирующей процесса.вла-гообмена между зонами аэрации и насыщения ( У/.) за достаточно длительный отрезок времени может быть приравнена, с некоторой погрешностью, к суммарной величине подземного стока.за этот же период, если, во-первых, на водосборе за расчетный период.не наблюдается систематическое накопление или расходование.запасов грунтовых вод, во-вторых, река практически полностью дренирует грунтовые воды и не имеет подземного водообмена с соседними водосборами. При выполнении указанных условий.неточность такого равенства связана с различием,запасов влаги в грунтовых водах на начало и конец расчетного периода, 0 величине этого различия можно, судить по.грунтовому стоку, так как он определяется запасами грунтовых.вод» Чем меньше разность .между под земным, сто ком в..начале и в конце, выбранного периода.и чем длиннее сам этот период, тем меньше неточность равенства. Поскольку все вычисления производятся, по календарным срокам, начало и конец расчетов приходятся на зиму, когда.разность в стоке, по годам.в большинстве случаев, незначительна, а.поэтому незначительна и разница между влагозапасами грунтовых вод. Учитывая длительность расчетного периода (10т15 лет), этупогрешность можно не принимать во внимание, что дает основание записать. Как уже было отмечено, величину грунтового стока (Vr ) можно определить по одной.из схем расчленения.гидрографа стока на. его поверхностную, и грунтовую составляющие. Этот же метод, кстати, был.использован Б.И»Куделиным (i960) для региональной оценки ес тественных ресурсов подземных вод. Теперь.необходимо полученную суммарную величину„активного пи тания грунтовых вод. X распределить.внутри расчетного периода по месяцам» Для этого надо найти те основные факторы, которые определяют ее значение. Их„можно разделить.на две группы. Первая группа -это факторы,.которые.являются„относительно стабильными для данного,водосбора» Они и определяют свойства водосбора как единого целого (рельеф, почвы, гидрогеологические условия, мощ-. ность зоны аэрации, растительный, покров и т.д.). Поэтому их действие на процесс инфильтрационного питания грунтовых, вод.не претерпевает за расчетный период значительных изменений. Вторая группа факторов не является.постоянной, она и определяет различия в питании грунтовых вод по месяцам. Среди них. главенствующая роль, естественно, принадлежит атмосферным осадкам. Но их величина неоднозначно, определяет величину инфильтрации, так как некоторое., значение имеет.интенсивность поступления атмосферных осадков на водосбор и состояние, самого водосбора на момент поступления, этой влаги. Учет интенсивности.осадков является сложной и трудоемкой. операцией. К тому же-при расчетах по месячным интервалам времени различие в интенсивности выпадения осадков между этими месяцами,. несколько сглаживается.
Расчет элементов водного баланса речных водосборов
В летний же период может наблюдаться обратное соотношение. Это.ведет к тому, что весной и осенью фактическое активное инфильтрационное питание грунтовых вод должно быть больше активного инфильтрационного питания грунтовых вод, полученного расчетным путем. Одновременно происходит завышение найденных величин,влагозапаса почвы за указанные периоды, так как к ним добавляется та часть влаги, которая должна будет поступить туда в,летний, период в результате испарения грунтовых вод. Здесь надо отметить, что имеет значение не вся величина испарения грунтовых вод, а лишь та ее часть, которая превышает величины инфильтрации в.отдельные сухие.месяцы теплого периода года (в предлагаемом методе С/г за эти месяцы приравнивается нулю).
Величина испарения грунтовых вод значительно варьирует по площади водосборов, что в значительной .степени определяется ее зависимостью от высоты уровня грунтовых вод. Когда уровень.грунтовых вод находится.ниже определенной.границы, испарение влаги в зону аэрации практически прекращается (положение этой границы определяется, целым рядом факторов, главными из которых являются температура воздуха,. механическим состав почвогрунтов и вид растительности). Так И.Б.Вольфцун (1972) считает, что "при расположении грунтовых вод на глубине более 3-х метров подпитывание зоны аэрации пренебрежимо.мало и при врднобалансовых расчетах его можно принять равным нулю". По данным А В. Лебедева (i980) испарение грунтовых вод с глубины 3-х метров составляет (приближенно) около 4% суммы атмосферных осадков (для. Северо-запада СССР), с глубины 4 метра - 2% и практически полностью прекращается при. залегании.. уровня грунтовых вод на глубине 5 метров (менее.J% суммы атмосферных осадков). Это дает основание предполагать, что для условий рассматриваемого района (бассейн Верхней Камы) испарение грунтовых вод для всего водосбора в большинстве случаев невелико, так как здесь характерно достаточно глубокое залегание грунтовых вод. На водоразделах и склонах.грунтовые воды находятся на глубинах по-рядка 10 метров (Гидрогеология СССР,.1972), Участки, с высоким стоянием, уровня, грунтовых, вод (от 0,5 до 3-х метров) приурочены в основном к пойменным участкам рек,.площадь которых,незначительна, по сравнению с площадямиих водосборов и к заболоченным территориям (их площадь составляет около hfo).
Если же на расчетном водосборе имеются.значительные площади с высоким залеганием уровня грунтовых.вод, то получеиные.резуль-таты следует подвергнуть дополнительному анализу. При этом следует учитывать, что величина Уг берется за период в. несколько лет, которые могут отличаться между собой, как по.условиям увлажнения., водосбора в.летний период, так.и по температурному, режиму. Поэтому в одни годы, может.наблюдаться значительное превышение величин испарения грунтовых вод в зону аэрации.над инфильтрационным питанием, (при сухом и жарком лете), в.то время как в другие годы, ин-фильтрационное питание грунтовых вод может быть преобладающим во все сезоны (при.влажном и холодном лете). Вследствие этого,может возникнуть некоторое перераспределение.и годовых величин отдельных элементов водного баланса внутри расчетного периода.
Кроме испарения.грунтовых вод.на результаты расчета могут оказывать влияние и такие процессы,.как,миграция влаги к фронту промерзания.и конденсации влаги в почвогрунтах.
Несмотря.на. то,, что. вопросу движения влаги к промерзшему слою почвы уделялось немало внимания (Большаков, .1961; ..Вершинина, 1972; Калюжный, 1981« Капотов,,1969; Леонова,.i960; Лротасьев, 1969; Разумова, Ї950; Соколова,І979; Чистотинов,1973 и др.), дать количественную.характеристику этого процесса,на данном этапе затруднительно, так как во-первых, величины миграции получены для разных грунтов и различных по высоте_слрев, а во-вторых, миграция влаги к.фронту промерзания завидит от многих„факторов и поэтому ее величина значительно.изменяется по территории водосборов. Приводимые оценки колеблются от 5 до 100 мм (для полевых участков водосбора). В некоторых случаях (при большой осенней влажности). может наблюдаться и обратный,процесс - отжатие влаги из промерзающей почвы в нижележащие слои (Калюжный, I98l). Однако проведенные, исследования позволили выявить .основные закономерности зимней миграции влаги в прчвогрунтах. Этот процесс определяется такими факторами, как состав почвогрунтов, их влажность, температура воздуха, толщина снежного покрова,.уровень грунтовых вод. Кроме того отмечено, что лес значительно, уменьшает дополнительное увлажнение почвы из-за более позднего и менее интенсивного ее промерзания и особенностей строения, почвы. Учитывая „значительную залесенно.сть рассматриваемой территории, а также относительно глубокое залегание грунтовых вод,, не следует ожидать увеличения влажности почвы в„результате миграции влаги, к фронту промерзания более..чем .на 10„мм, что составляет в. среднем для рассматриваемой территории около 5% . от весенней., продуктивной влажности почвы. „Более того, эта дополнительная влага в почве играет отличную от осеннего увлажнения гидрологическую роль. Как показали исследования П.А.Урываева (1954) величина стока с площадки, .имеющей большую, осеннюю.влажность,, была больше„величины стока с площадки, имевшей меньшую осеннюю увлажненность. Это соотношение сохраняется даже в том случае, если менее увлажненная с осени площадка в результате миграции влаги,к фронту промерзания.имела.большую влажность почвы, чем первая. Поэтому учет дополнительного увлажнения почвогрунтов зоны аэрации в боданном случае является нецелесообразным.
Рассмотрим теперь возможное влияние конденсации в почвогрун-тах на точность выполняемых расчетов. Этот элемент водного баланса достаточно широко обсуждался в конце ЗО-х начале 40-х годов (Благовещенский, 1940; Журавлев, 1940; Колосков, 3936; Кулик, 1938; Лавров, 1938; Лебедев, 1936; Мельников, 1937; Сочеванов, 1937, 1938а,б, 1939; Точилов, 1937; Тугаринов, 3937 и др.).
Основным выводом этих работ (несмотря на некоторую противоречивость отдельных взглядов) стало понимание того, что "в некоторых специфических районах роль почвенной конденсации в водном балансе может быть значительной" (Великанов, 1940), Дальнейшие.исследования. (Водогрецкий, 1975; Захарченко, 1972; Зеленрвский, 3968, Климочкин, 1974; Мэлчанов, 3952; Роде, 3978 и др.) подтвердили правомерность такой оценки конденсации в почвогрунтах. Для горных и пустынных районов она может составлять, по разным оценкам, от 10 до 50 мм в год и осуществлять, таким образом, весомый вклад в формирование влагозапасов зон аэрации и насыщения. Для равнинных территорий умеренной зоны этот элемент водного баланса значительно меньше, однако и здесь он может иметь определенное значение. Расчетные методы для определения этой величины пока отсутствуют, поэтому мы можем только качественно охарактеризовать возможное влияние почвенной конденсации на результаты расчета по предлагаемой схеме.
