3. Твердые осадки и накопление снежного покрова. Уравнение теплового баланса
Накопление снежного покрова. В климатических условиях СССР значение снежного покрова как фактора режима вод суши весьма велико. Снежный покров снижает степень промерзания грунтов и водоемов. В период весеннего таяния на поверхность суши поступают большие массы воды, что приводит к резкому увеличению водности рек и поверхностных водоемов, к усилению питания подземных вод. Поэтому изучение процесса формирования и таяния снежного покрова, продолжительности его залегания, запасов воды в снеге необходимо для понимания режима вод суши.
Наблюдения за снежным покровом показывают, что все его основные характеристики (продолжительность залегания, плотность, высота, запасы воды в снеге) подвержены весьма существенным колебаниям, как по территории, так и от года к году. Продолжительность залегания снежного покрова на территории СССР уменьшается с севера на юг. В то время как на побережье Северного Ледовитого океана она в среднем составляет 240—260 дней, на юго-восточном побережье Каспийского моря снег лежит в среднем всего 3—4 дня. Увеличение континентальности климата по мере продвижения с запада на восток обусловливает увеличение продолжительности залегания снежного покрова
Большое влияние на распределение снежного покрова оказывает растительный покров.
Значительное скопление снега наблюдается в местах распространения кустарниковой растительности, мелколесья и у опушек леса. По направлению от опушек вглубь леса обычно мощность снежного покрова уменьшается. Объясняется это тем, что в окраинные участки леса значительное количество снега сносится ветрами с безлесных участков. По этой же причине в лесах, разбросанных по бассейну в виде небольших массивов, запас воды в снежном покрове может быть значительно больше, чем на полях.
Таяние снежного покрова происходит не одновременно в различных частях речных водосборов, что приводит к образованию так называемого пестрого ландшафта. Очевидно, что при расчетах поступления воды в реки за счет снеготаяния с момента появления
участков, освободившихся от снега, наличие пестрого ландшафта должно быть принято во внимание.
Наиболее часто задача расчета снеготаяния решается на основе использования уравнения теплового баланса:
Sсн=Scp+Sна+Sнв+-Sти+-Sив+-Sиа
Sсн – итоговый приход тепла к снегу в ккал/см2
Scp – суммарная радиация
Sиа, Sив – излучение атмосферы и воды
Sти – турбулентный теплообмен с атмосферой
Sна – теплообмен с атмосферой при испарении и конденсации
4. Жидкие осадки, стокообразующие дожди
Жидкие осадки в основном выпадают при сравнительно высоких температурах. Значительная часть их, впитываясь в верхние слои почвы, в последующем теряется на испарение. Поэтому их воздействие на режим вод существенно отличается от снежного покрова.
Дожди малой интенсивности, выпадая при высоких температурах и на сильно иссушенную почву, не образуют поверхностного стока. Дожди со слоем осадков, при котором возникает поверхностный сток, называются стокообразующими.
Количество осадков, идущих на первоначальное смачивание и заполнение пор и мелких неровностей почвы до начала поверхностного стока, называют слоем начальных потерь.
Конкретные дожди могут иметь различную интенсивность при данной продолжительности. Например, вполне возможны короткие дожди с малой интенсивностью.
Однако, имея в виду, что дожди малой интенсивности при небольшой продолжительности целиком поглощаются почвой и не дают поверхностного стока, часто из общей совокупности дождей» выделяют те, которые при данной продолжительности характеризуются сравнительно высокой интенсивностью. Такие дожди относятся к категории ливней.
В качестве критерия для разделения дождей на ливневые и неливневые используются так называемые нормы Э.Ю. Берга. Указанное деление дождей на ливневые и неливневые является чисто условным и не имеет практического значения при решении гидрологических задач, в частности при расчетах максимального дождевого стока используют следующие способы: 1) средней арифметической; 2) квадратов; 3) медиан; 4) изогиет.
Способ средней арифметической является наиболее простым. В этом случае суммируются значения слоя осадков, зарегистрированные на всех метеорологических станциях, расположенных в пределах водосбора, и полученная сумма делится на число станций, использованных для расчета. Метод квадратов заключается в том, что площадь бассейна делится на сеть равновеликих квадратов. В квадратах, в пределах которых расположены метеостанции, вписывается измеренный на этих станциях слой осадков. Для всех пустых квадратов вписываются величины, полученные интерполяцией между показаниями ближайших станций. Способ медиан. Применяя этот способ, распределяют площадь бассейна для каждой станции таким образом, чтобы граница каждого участка находилась на половинном расстоянии от соседних станций. Оконтуренный таким образом участок водосбора, прилегающий к данной станции, своим размером по отношению к общей площади бассейна определяет тот вес, с которым должны быть приняты показания этой станции при вычислении средней высоты осадков по бассейну (поэтому рассматриваемый способ часто называется методом взвешивания). Способ изогиет применяется при наличии достаточно густой сети станций с целью более детального освещения закономерности распределения осадков по территории. При этом по показаниям дождемерных станций проводят линии равного количества осадков (изогиеты). Построив изогиеты, планиметрированием определяют площади между соседними изогиетами. Умножая площадь между изогиетами на полусумму значений изогиет, получают объем осадков, выпавших на эту площадь.
... , бедствия, вызванные временным избытком или недостатком воды, составляют в сумме 65% всего пострадавшего населения. В последние десятилетия во многих странах мира наблюдается ухудшение экологического состояния водных объектов суши (рек, озер, водохранилищ) и прилегающих к ним территорий. Это связано в первую очередь со значительно возросшим антропогенным воздействием на природные воды. Оно ...
... в замыкающем створе реки по сравнению с ходом поступления воды на поверхность водосбора. 1. Характеристики водности рек Цель занятия - изучить и определить основные характеристики речного бассейна, связанные с ее гидрологическим режимом. Задачи: освоить основные понятия гидрологических характеристик бассейна реки; изучить основные характеристики, отображающие водный режим реки. Исходные ...
... 4 варианте дана р. Мура в пункте наблюдения Ирба. Имея данные: площадь водосбора – 9320 км2, расход воды – 24,3 м3/сек, высота годового слоя осадков – 405 мм, мы получили следующие характеристики водности рек: · модуль стока – 2,61 л/с∙км2; · высота слоя стока – 82,22 мм; · объем годового стока – 0,77 м3; · коэффициент стока – 0,203. Последний показатель отражает, в районе с какой ...
... , изменения коренных ландшафтов, в том числе и водных, столь глубоки, что приходится говорить о гидрологии измененных водных ландшафтов, антропогенной гидрологии. Отход от географического фундамента гидрологических исследований был продолжительным, но все-таки временным. Новое обращение к глушковскому пониманию гидрологических процессов произошло в 70-е годы текущего столетия. Как заметил Ю.Б. ...
0 комментариев