Навигация
Запасы воды в снежном покрове
54594
знака
0
таблиц
3
изображения
1. Запасы воды в снежном покрове.
Первый выпавший снег редко остается на зиму. Обычно в предзимье снег выпадает два-три раза и тут же тает. При этом увлажняется верхний слой почвы, что во многом определяет потери стока половодья.
Определение истинной величины снегозапасов в бассейне сопряжено с немалыми трудностями. Ведь снег залегает на местности крайне неравномерно. Причина не только в том, что в разных местах выпадает неодинаковое количество твердых осадков, сколько в том, что ветер переносит выпавший снег с места на место. Перенос снега начинается уже при скорости ветра 5—7 м/с. Снег с открытых поверхностей сносится в различного рода понижения — лощины, балки, овраги, русла рек и ручьев. Снег отлагается и в зонах перехвата — на опушках леса, в лесозащитных полосах, в садах, у изгородей, около отдельных деревьев и кустов. Один буран в открытой степи может до неузнаваемости изменить рельеф снежного покрова. Некоторое влияние оказывают на него и зимние оттепели. При оттепелях снег тает преимущественно в поле и почти не тает в лесу. Соотношение между снегозапасами в поле, лесу, оврагах и пр. меняется от года к году. В среднем, например, в Центральных черноземных областях в узких оврагах снега в 2,5 раза больше, чем в поле, на опушках леса — в 2 раза, в лесу — в 1,3 раза, в лощинах, ложбинах и в руслах рек в 1,2 раза больше. В отдельные оттепельные и ветреные зимы соотношение может быть существенно иным. Так, в конце зимы 1951-52 г. в бассейне Дона снега в оврагах было в 5 раз больше, чем в поле. Заметим, что и лес лесу рознь — здесь имеют значение возраст, густота и состав леса. Почти всегда на 10 % площади снегозапасы в 2—4 раза больше средней величины и еще на 10% площади — в 1,5—2,0 раза меньше.
Ввиду всех этих обстоятельств снегосъемки производятся один раз в 5 дней вблизи метеорологических станций на характерных для данной местности маршрутах длиной 2 км в поле и 0,5 км в лесу и оврагах. Измерения осуществляются через каждые 10 м, причем на 5—10 измерений высоты приходится одно измерение плотности. Если высоту снежного покрова выразить в см, а плотность у в г/см3, то снегозапасы в мм составят: 5 == ЮснУ. Заметим, что ландшафтно-маршрутные снегосъемки выполняются с 1965—1966 гг. До этого в продолжение 25 лет (с 1940 г.) снегосъемки в поле производились по сторонам равнобедренного треугольника, сумма длин сторон которого составляет 1 км. До 1940 г. были иные методики снегосъемок. Поэтому данные о снегозапасах до и после 1965 — 1966 гг. не вполне однородны, и гидрологам при расчетах приходится вводить в данные разного рода поправки.
Средние снегозапасы бассейна вычисляются как средние взвешенные с учетом доли площади, занятой полем, лесом и овражко-балочной сетью. В свою очередь, средняя величина снегозапасов для поля, так же как для леса и овражно-балочной сети, определяется как средняя арифметическая из данных измерений. Обычно данных о снегозапасах в лесу в 3—5 раз меньше, чем в поле, и это отрицательным образом влияет на точность прогноза.
В декаду наибольшей высоты снежного покрова его плотность большей частью составляет: в Европейской части страны — 0,25 г/см3, в Сибири — 0,23 г/см3, на Дальнем Востоке — 0,20 г/см3.
Рис. 1. Наибольшие из максимальных за зимний период запасов воды в снежном покрове
Средняя многолетняя величина максимальных за зиму снегозапасов изменяется от 40—50 мм на юго-западе Украины и в Молдавии до 180—200 мм в Центральной Сибири (рис. 9). Еще более сильно выраженная территориальная изменчивость характерна для наибольших из максимальных снегозапасов: в Европейской части страны они колеблются от 60—80 мм до 300—350 мм (рис. 1).
2. Атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья. Весенние осадки, являясь дополнительным источником питания рек, играют весьма важную роль в формировании максимума весеннего половодья. Можно выделить осадки периода снеготаяния и размерзания почвы, а также осадки последующего весеннего периода до конца половодья. Первые обращаются в сток с теми же потерями, что и снегозапасы, вторые — с несколько большими потерями. Если коэффициент стока снегозапасов и осадков принять за 1,0, то для осадков он составит 0,8 на севере в зоне избыточного увлажнения и 0,5 на юге в зоне недостаточного увлажнения.
Момент оттаивания почвы примерно совпадает с окончанием снеготаяния в лесу, а в безлесных районах оттаивание почвы начинается спустя 5—8 дней после схода снега.
3. Осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния.
Влажность верхнего слоя почвы толщиной 0,5—1,0 м —самый важный фактор потерь талых вод. Но именно влажность почвы и есть самая изменчивая во времени и в пространстве величина. В каждой низине влажность почвы больше, чем на возвышенных местах. Она существенно различается на песчаных и глинистых почвах, на распаханных и целинных участках, при наличии травяной или древесной растительности и т. д. По этой причине, а также потому, что измерение влажности почвы — дело трудоемкое и им начали заниматься сравнительно недавно (в лесу влажность почвы и сейчас не измеряется), при прогнозах широко используются разного рода косвенные характеристики. Самая распространенная из них — это разность между суммарными осадками (X) и суммарным испарением (Е} за 2,5—3,0 месяца до устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 0° С. Величина разности Х — Е примерно равна запасу продуктивной влаги в слое 0—50 см. Другая распространенная характеристика — суммарный сток реки за период октябрь — январь.
Во время зимних оттепелей влажность почвы возрастает настолько, насколько убывают снегозапасы, если, конечно, не возникает зимних паводков. При этом в величину осенней влажности почвы (или в ее косвенную характеристику) вводится соответствующая поправка.
4. Глубина промерзания почвы к началу снеготаяния. Наблюдения на полях показывают, что при глубоком (свыше 60 см) промерзании почвы зимой ее оттаивание весной происходит лишь после освобождения полей от снега. Хорошо увлажненная и глубоко промерзшая почва практически непроницаема для талой воды. Напротив, сухая, неглубоко промерзшая почва впитывает в себя много воды. Внешним признаком влажной промерзшей почвы является то, что она с трудом рубится топором или раскалывается ломом. А сухая непромерзшая почва сравнительно легко разрыхляется лопатой и режется ножом. Бывает, что в многоснежную слабоморозную зиму замерзшая с осени почва оттаивает до того, как весной устанавливается положительная температура воздуха. Случается и нечто противоположное. Просочившаяся в почву талая вода замерзает из-за наличия большого запаса холода в почве. И тогда на короткое время образуется запирающий слой почвы.
Иногда можно наблюдать и такую картину. После схода снега и исчезновения луж в период оттаивания почвы в гидрографическую сеть продолжает поступать довольно много воды с полей. Это, как иногда говорят, идет «донник», или «земляная вода». Донником в отдельных местностях называют такое состояние почвы, когда под оттаявшим верхним слоем почвы находится еще мерзлый слой. Нога человека увязает в грязи, йо упирается в твердый грунт. В период донника можно видеть, как в поле то в одном, то в другом месте почва, которая утром имела вид жижи, к вечеру обезвоживается, вода проваливается вниз. Это происходит в тот момент, когда нижний слой почвы полностью оттаивает. Через несколько дней почва подсыхает, и человек уже может пройти по полю. Ускоренному оттаиванию мерзлого слоя почвы снизу благоприятствует неглубокое залегание зеркала грунтовых вод.
Слабопромерзшей обычно считают почву с глубиной промерзания до 15—20 см, а сильнопромерзшей — свыше 60—80 см. Уже при средней глубине промерзания — 60 см — на ровных полях не остается участков со слабым промерзанием.
Наиболее интенсивное промерзание почвы происходит в начальный период зимы, до того как высота снежного покрова в полях достигнет 10—15 см.
Глубина промерзания в лесу намного меньше, чем в поле. Для леса глубина промерзания почвы не такая важная характеристика, как для поля. Лесные почвы обладают громадной скважностью.
Следует подчеркнуть, что процесс инфильтрации воды в мерзлую почву как в поле, так и в лесу чрезвычайно сложный. На него оказывают влияние не только гравитационные и молекулярные силы, под воздействием которых происходит движение воды, но и замерзание просочившейся воды, оттаивание частиц льда, разжижение грунта и пр.
Похожие работы
... в планах действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, разрабатываемых на всех уровнях комиссиями по чрезвычайным ситуациям. Организация взаимодействия сил ликвидации, последствий наводнений и катастрофического затопления территорий является одним из важнейших факторов, обеспечивающих успех проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ. Взаимодействие ...
... 0,3 - 0,8 м. В половодье повреждаются сооружения в поймах рек, размываются берега, иногда покрываются песком ценные сельскохозяйственные угодья. Наибольшие половодья приводят к наводнениям, считаются стихийными бедствиями. Чтобы избежать затопления, осуществляют обвалование рек, строительство польдеров, плотин и водохранилищ. Учёт весеннего подъёма уровней рек необходим при проектировании и ...
... пологости дна в Невской губе, а также сужающегося к дельте Финского залива. Также вклад в наводнения делают сейши, ветровые нагоны и другие факторы. 1. История наводнений в Санкт-Петербурге До основания Петербурга, самое крупное наводнение произошло в 1691 году. В шведских летописях сказано, что водой была скрыта вся местность, центральной части будущего города на двадцать пять футов высоты ...
... в постоянной готовности системы оповещения населения, в том числе с использованием плавательных средств, при нарушениях линий связи. Подготовка населения к действиям в условиях наводнений проводится в соответствии с общими положениями обучения и спецификой данной ЧС. Рекомендации населению, проживающему в зонах возможных наводнений При получении оповещения об угрозе наводнения: перенести на ...
0 комментариев