Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
JC0=r„ + Z0 + V0, (IK8)
где У0 — норма инфильтрации или величина среднемноголетней инфильтрации, идущей на питание глубоких артезианских водоносных горизонтов, дренируемых за пределами данного речного бассейна.
Для речных бассейнов или их частей, расположенных в областях разгрузки артезианских бассейнов, аналогичное уравнение представляется в виде
X0 = Y0 + Z0-U0, (II.9)
где U0 — норма глубокого артезианского стока (разгрузки) в речном бассейне.
Лишь для речных бассейнов или их частей, расположенных в областях напора артезианских бассейнов, остается справедливым уравнение (II.7), известное как уравнение Пенка — Оппокова.
Пользуясь уравнениями (II.8) и (II.9), Б. И. Куделин определил ресурсы артезианских вод Днепровско-Донецкого бассейна. При этом он использовал весьма надежные данные о нормах осадков, речного стока и испарения.
Г. Н. Каменский (1953) водный баланс участка суши представлял в аналогичном (II.4) виде. Причем в отличие от последнего он не рассматривал переток
подземных вод в нижележащие водоносные пласты.
Существенное отличие уравнения Г. Н. Каменского и нашего (II.4) от уравнения (II.5) состоит в том, что в первых двух элементы водного баланса непосредственно и в явной форме связаны с изменением уровня грунтовых вод ДН или с изменением их запасов. Этим устанавливается непосредственная связь между режимом грунтовых вод и балансом влаги на дневной поверхности и в зоне аэрации. Принципиальных различий между рассматриваемыми уравнениями нет.
По М. И. Львовичу, для целей водохозяйственного планирования необходимо пользоваться комплексным уравнением водного баланса, которое раскрывает структуру круговорота воды.
По существу это уравнение сводится к двум другим, имеющим вид (в на ших обозначениях):
(11.10) (11.11)
W — X — Y пон Z-rY,
где Fn0B — поверхностная (паводочная) составляющая речного стока; Упод — подземная составляющая речного стока; ZT — транспирация или продуктивное испарение; Zn0H — непродуктивное испарение, т. е. испарение с поверхности почвенного покрова, водоемов, водотоков и крон деревьев; W — валовое увлажнение территории; Z — суммарное испарение.
М. И. Львович, а также А. М. Грин применяют коэффициент питания
Y
рек Кж = —характеризующий ту часть валового увлажнения, которая
расходуется на питание подземных вод. В определенных природных условиях и для данного диапазона значений величины W коэффициент Ки остается постоянным.
Доля суммарного испарения в валовом увлажнении находится с помощью
1' у
коэффициента испарения Кг = -ф-. Сумма Ки + Кг — 1.
При решении различных практических задач (например, для обоснования режима орошения) водный баланс можно представить в более развернутом виде с учетом конкретных факторов его формирования.
Так, М. М. Крылов (1959) для орошаемых районов Узбекистана представлял водный баланс в виде
где Yn — количество воды, поданной на орошаемые поля, м3; YB — количество подземной воды, выклинивающейся на дневную поверхность на границе балансового района, м3; /к — количество воды, поступающей из оросительных каналов путем фильтрации, м3; Qlt Q-2 — приток и отток грунтовых вод, м3; (о — площадь балансового района, га. Остальные обозначения прежние.
При решении вопросов, связанных с мелиорацией почв, водный баланс часто составляют для корнеобитаемого слоя почв (А. Ф. Сляднев, Н. С. Рыжов и др.). В этих случаях для почвенной призмы, выделенной выше подошвы деятельного почвенного слоя, в качестве одной из приходных частей водного баланса принимается подток воды снизу, а в качестве новой расходной статьи — отток влаги вниз. Такой подток или отток влаги непосредственно связан с вла-гообменом между зоной аэрации и грунтовым потоком. Иа уровне подпертой капиллярной каймы этот влагообмен нами выражается величиной питания грунтовых вод (wAt) за время At, а на уровне минимального стояния грунтовых вод — разностью между оттоком и притоком этих вод, усредненной на o« — Q,
площади участка, ---------At.
Определив экспериментальным путем большинство элементов водного баланса, из приведенных выше уравнений общего баланса находят величины притока и оттока грунтовых вод или их разность, если эти элементы не определены независимым методом, например, по формулам динамики подземных вод. Последние, в свою очередь, должны найти широкое применение и при использовании метода общего водного баланса, так как они учитывают конкрет-
fx АН Dj-{- D2 —X
(11.12)
ные условия водопроводимости водоносных пластов, а также напорные градиенты в натурных условиях.
Величину питания грунтовых вод сверху w A t можно вычислить по данным рассмотренных выше элементов водного баланса с помощью формулы
Здесь (Z—Ку) — суммарное испарение за вычетом конденсации водяных, паров (определяется, например, с помощью весового испарителя); (3^—Y2)~ приток за вычетом оттока поверхностных вод (определяется поверхностной гидрометрией). Аккумуляция воды на поверхности (Dj) находится с помощью снегомерных наблюдений и поверхностной гидрометрии, а аккумуляция влаги в зоне аэрации (Z)2) — с помощью влагомеров. Осадки (X) устанавливаются по наземным осадкомерам и снегомерным съемкам.
