География и геология / 3.Гидрология и водные ресурсы.

К.ф.-м.н. Саноцкая Н.А.

Российский государственный гидрометеорологический университет,
Санкт-Петербург, Россия

Особенности формирования
экстремального стока рек аридных областей

Исследование экстремального стока рек (наибольших и наименьших значений расходов воды) является одной из важнейших задач инженерной гидрологии вследствие того значения, которое экстремальный сток имеет при проектировании и эксплуатации гидротехнических сооружений на реках [1].

Общая площадь всех аридных зон России, которые соответствуют пустынной, полупустынной, сухостепной и южной частям степной зоны, составляет 74,1 млн га, а с учетом субаридной и субгумидной зон – до 156,4 млн га. [2]

Сток водотоков, расположенных в зонах с аридным и полуаридным климатом, имеет ряд особенностей. На Европейской территории России рассматривались Средневолжский и Донской районы.

Реки этих областей относятся к типу рек с половодьем и паводками. Отличительной особенностью является то, что в меженный период паводки наблюдаются преимущественно летние. Летне-осенняя и зимняя межень очень маловодна. Многие реки летом пересыхают, зимой перемерзают.

Климат отличается умеренно холодной зимой и довольно жарким летом. Наблюдается небольшое превышение осадков над испарением с суши. Главная масса осадков поступает со стороны Атлантического океана. Максимум осадков наблюдается летом (июнь-июль), а минимум – зимой (январь-февраль, местами март). Летом бывают сильные ливни. Снежный покров незначителен. В зимний период в западной части зоны часты оттепели, в результате которых возникают зимние паводки и ослабляется весеннее половодье.

Основные условия, оказывающие влияние на максимальные расходы воды:

1. Количество атмосферных осадков, определяющее объем стока половодья или паводка.

2. Площадь водосбора реки, с увеличением площади увеличивается расход в замыкающем створе.

3. Форма водосбора, влияющая на вид гидрографа.

4. Длина реки, от которой зависит время добегания талых или дождевых вод до замыкающего створа.

5. Характер и густота речной сети, влияющие на вид гидрографа.

6. Ветер, сдувающий снег в пониженные места на открытых пространствах и, тем самым, уменьшающий количество воды, просачивающейся в грунт.

7. Предварительное увлажнение бассейна летне-осенними дождями. Чем меньше это увлажнение, тем больше возможность просачивания талых вод в грунты.

8. Наличие в бассейне озер, оказывающих регулирующее воздействие на речной сток в зависимости от величины и расположения.

9. Гидрогеологическая характеристика бассейна, от которой зависит распределение талых и дождевых вод между поверхностным и грунтовым стоком.

10. Высотное положение различных частей бассейна.

11. Неравномерность охвата дождем территории водосборного бассейна реки как по величине одновременно покрываемой дождем площади, так и по интенсивности и продолжительности дождя в различных частях одного бассейна.

Минимальные расходы воды находятся в сильной зависимости от местных условий. Можно указать следующие важные моменты:

1. Климатические условия оказывают не только прямое влияние на величину грунтовых запасов, но и косвенное, направленное в сторону уменьшения грунтового питания реки вследствие большого испарения летом и промерзания зимой.

2. Озерные бассейны, как правило, дают значительно большие минимальные расходы по сравнению с бассейнами, лишенными озер в том же районе.

3. Деятельность человека (забор воды на орошение) иногда приводит к полному прекращению речного стока.

4. Если ложе реки образовано легко фильтрующими породами, то даже при почти полном прекращении видимого стока в том или ином размере сохраняется подрусловой поток.

Необходимость учета очень большого количества различных природных условий, оказывающих влияние на экстремальные значения стока рек, крайне затрудняет разработку косвенных методов расчета наибольших и наименьших расходов воды в случае отсутствия гидрометрических наблюдений. И знание этих природных условий является необходимым для разработки новых методов расчета и совершенствования существующих.

Литература:

[1] Владимиров А.М. Гидрологические расчеты. – Л. Гидрометеоиздат, 1990. – 364 с.

[2] Современные трансформации среды и биоты аридной и семиаридной зон Юга России в условиях изменений климата. 2009. URL: http://www.ssc-ras.ru/eng/page903.html.