ХАРАКТЕР СВЯЗИ ПОДЗЕМНОГО И ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКОВ Р. УСЕНЬ Лешан И.Ю.

Башкирский государственный университет


Номер: 10-
Год: 2014
Страницы: 292-295
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

поверхностный сток, подземный сток, гидрограф. Keywards: runoff, underground drainage, hydrograph

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Статья посвящена изучению взаимосвязи подземного и поверхностного стоков р. Усень. Проведено расчленение гидрографа общего стока реки по типам питания методом Б.И. Куделина.

Текст научной статьи

Взаимосвязь поверхностных и подземных води интенсивность этого процесса зависят от большого числа природных и антропогенных факторов. Основными из них являются фильтрационные сопротивления поверхностных водотоков, степень вскрытия руслом водоносного пласта, фильтрационные свойства и строение водовмещающих пород, градиенты давления, определяющие движение водных потоков в пористой среде, сработка напорных водоносных горизонтов и др.[3,94]. Взаимосвязь подземных и поверхностных вод состоит в том, чтов зависимости от условий залегания и типа подземных вод, влиянияклиматических факторов и особенностей гидрологического режимаводотоков происходит питание поверхностных водотоков подземными водами, или наоборот возникают потери речных вод напополнение запасов подземных вод. Формы взаимосвязи подземных и поверхностных вод в природнойобстановке разнообразны и сам процесс очень сложен. По характеру гидравлической связи поверхностных и подземныхвод в сочетании с гидрогеологическими условиями р. Усень входит в разряд со смешанным типом гидравлической связи поверхностных и подземных вод формируетподпорно-нисходящий или нисходяще-подпорный режим подземного стока. В условиях смешанной гидравлической связи поверхностных и подземных вод питание реки подземными водами в периоды половодий на первом этапе увеличивается, а затем постепенно сокращается, но не прекращается. Это объясняется тем, что в этот период водоносные горизонты обычно интенсивно пополняют свои запасы за счет инфильтрации атмосферных осадков и весеннего снеготаяния [3,102]. Характер взаимосвязи речных и подземных вод по длине реки, как правило, различен; в пределах водосбора один и тот же водоток может дренировать несколько водоносных горизонтов. Даже один и тот же водоносный горизонт по длине реки может иметь различную гидравлическую связь с водотоком. Следует иметь в виду, что подземный сток в реки представляет собой многофакторное сложное явление. Однако наиболее значительное влияние на величину и интенсивность подземного стока оказывают характер гидравлической взаимосвязи, гипсометрическое положение отдельных водоносных горизонтов подземных вод, величина напора подземных вод и уровень дренирования водоносных горизонтов по всей длине водотока [2,34]. При восходящей стадии весеннего половодья в прибрежной зоне образуются обратные гидравлические уклоны грунтового потока и происходит инфильтрация речных вод в берега. При спаде половодья зеркало грунтового потока приобретает наклон к реке и начинается обратный сток в реку профильтровавшейся в берегаречнойводы. Чтобы подробно изучить взаимосвязь поверхностного и подземного стока нужно произвести расчленение гидрографа общего стока р. Усень - г. Туймазы по видам питания (методом Б.И.Куделина). Для этого были поставлены следующие задачи: - выделить грунтовый сток в период половодья; - определить объем стока за год; - вычислить характеристики стока; - рассмотреть изменение стока реки за несколько лет. Усень - правый приток реки Ик. Течёт с юго-востока на северо-запад по территории Белебеевского и Туймазинского района Республики Башкортостан. Берёт начало в 5 км, севернее от деревни Красная Заря, Белебеевского района. Впадает в реку Ик с правого берега на 342 км, от устья.Длина реки составляет144 км, вместо прежних 147.Средний уклон реки 1-1,9%, площадь водосбора 2460 км2, расход воды в среднем 8,05 м3/с [1,82]. Данные по расходам во временном разрезе для построения гидрографов взяты из архива Башкирского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. На графике (рис. 1) отчетливо видно резко выраженное весеннее половодье. Дата начала весеннего половодья - 6.IV, значит и прекращение стока грунтовых вод в реку из водоносных горизонтов, гидравлически связанных с рекой наступает одновременно, т.е. подземное питание прекратилось 6 апреля, и это продолжается до дня с показателем максимального значения расхода воды в реке - 16.IV (142 м3/с). Рис. 1. Гидрограф стока реки Усень за 1969 год (г. Туймазы) В этот момент давление на грунтовые воды максимален, и в речную сеть начинают поступать воды за счет основных запасов грунтовых вод в бассейне из водоносных горизонтов, гидравлически связанных с рекой. С 6 апреля с каждым днем в замыкающем створе расход грунтовых вод будет увеличиваться вследствие поступления грунтовых вод с менее удаленных частей бассейна.Эти воды достигнут расчетного створа согласно предыдущего через 15 дней до даты окончания половодья в верховьях. Дата конца половодья - 1.V. С этой даты закончится береговое регулирование поверхностного стока по всему бассейну, и к этому времени заканчивается сток талых снеговых вод, и река переходит преимущественно на грунтовое питание и частично на дождевое. Итого, продолжительность половодья за этот год составляет 27 дней. Также на графике заметен скачок наблюдающийся в период с 23.VII - 27.VII - дождевой паводок, в этот период максиальный показатель Qсоставил 53,9 м3/с. После проведенных расчетов на гидрографе, представляющем общий годовой сток, планиметрическим способом были выражены количественные характеристики подземного, дождевого и снегового питания, и их процентное соотношение составило: снеговое - 53%, дождевое - 16%, подземное - 31%. По гидрографу можно определить следующие объемы стока за год: объем годового стока W = 0,23км3, объем поверхностного снегового стока Wn= 0,12 км3, объем поверхностного дождевого стокаWд= 0,0368 км3 и объем грунтового стока Wгр = 0,0713 км3. Указанные объемы были вычислены по гидрографу последовательным планиметрированием площадей: всего гидрографа, поверхностного снегового, поверхностного дождевого, подземного грунтового стоков. При расчленении гидрографа стока и выделении подземной составляющей заметим, что подземное питание рек осуществляется за счет стока в реки грунтовых и артезианских вод. Динамика подземного стока из отдельных водоносных горизонтов зависит от степени гидравлической связи этих горизонтов с рекой. Общий поверхностный модуль стока составил 3,17 л/сек*км2. Модуль подземного стока составил 0,98 л/сек*км2, поверхностного стока в целом - 2,18 л/сек*км2. На гидрографе стока за 1979 г. (рис. 2) резко выражено весеннее половодье, в отличие от предыдущего здесь наблюдается несколько пиков весеннего половодья, а процесс нагрузки и разгрузки грунтовых вод происходит в таком же порядке. Дата начала половодья - 15.IV. Максимальные значения в период половодья - 111 м3/с (21.IV), 107 м3/с (28.IV), 118 м3/с (1.V). Дата конца половодья - 8.VI. Весеннее половодье продлилось 55 дней, что оказалось более продолжительнее чем на предыдущем графике. Рис. 2. Гидрограф стока реки Усень за 1979 год (г. Туймазы) Доля снегового питания - 62%, дождевого - 11% и подземного - 27%. Объем годового стока W = 0,40 км3. Из них на долю грунтового стока приходится Wгр = 0,10 км3, на долю поверхностного Wпов = 0,30 км3. Модуль общего стока - 5,48 л/сек*км2. Модуль подземного стока - 1,47 л/сек*км2, поверхностного стока в целом - 4,01 л/сек*км2. В отличие от других графиков, половодье в 1989 г. (рис. 3) резко не выражено, что говорит о затяжном переходе сезонов года. Рис. 3. Гидрограф стока реки Усень за 1989 год (г. Туймазы) Дата начала весеннего половодья - 5.IV. Максимальное значение расхода воды в реке Усень составил 51,5 м3/с (14.IV). На графике наблюдается несколько пиков, это связано с резкими перепадами температур за этот период. Дата окончания половодья - 1.V, но эта отметка достаточно условна. Продолжительность весеннего половодья составила 26 дней, но и эта цифра тоже условна. Также планиметрическим способом были определены доли питания от общего стока реки: снеговое - 53%, дождевое - 11%, подземное - 37%. Объем годового стока W = 0,344 км3. Из них на долю грунтового стока приходится Wгр = 0,1258 км3, на долю поверхностного Wпов = 0,2142 км3. Общий модуль стока - 4,74 л/сек*км2, модуль подземного стока - 1, 75 л/сек*км2. Таким образом, если проанализировать речной сток за 20 лет, то наблюдается повышение модуля подземного стока.Подземные воды играют весомую роль в питании р. Усень и в среднем составляют 31 %. Кроме того, это значение имеет тенденцию к увеличению.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.