Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Норма годового стока рек Кубы

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Норма годового стока рек Кубы"

ОДЕССКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 556.535.3 . 729.Г |5эбДб5«'»-5*

ИОФИН Зиновия Константинович

НОШ ГОДОВОГО СТОКА РЕК КУШ (на примере восточных провинций)

11.00.07 - гидрология оуии, водные реоурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диосертации на ооиокание ученой степени хандидата географических наук

Одеооа - 1990

Работа выполнена в Одесском гадрометсорологичискои институте

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор pjnw;::;o Е.Д.

Официальные оппоненты: доктор географических наук

Христофоров A.B.

кандидат географических наук, доцент Колодеев Е.й.

¿Зздувдя организация - арендное предприятие, производствен!!!

объединение "Совиитервод"

Защита состоится 15 ноября 1990 г. в 10,00 часов на заседании специализированного совета K068.04.0I при Одесской гидрометеорологическом институте.

Отзывы и замечания в 2-х экземплярах, заверенных почауьв, дрооии направлять по адресу: 270016, Одесса 16. Львовская, 15,

о гаи'.

G диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке Одесского гидрометеорологического института

Автореферат разослан " СХ/77-&*1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, к.г.н., доцент

Н.С.Лобода

ОБЩАЯ ХАЙКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуазгетость тени. Интенсивное развитие промыилеиности и :ельокого хозяйства о качала- 60-х годов на Кубе вызвало активное ¡овхеченне в использование водных реоуроов. К этому времен;: отно-!ИТоя и программа правительства по изменение ооциально-эконокиче-:ких уоловий кизии, в т.ч. и обеспечение водой наоелекия страна 'по данным XЛ.Батиста (1987) водообеспеченность населения Иубн в I рага меньпе, чей в среднем по виру). Интенсификация сельскохозяйственного производства, необходимость оропеиия сельскохозяйст-!виних культур в сухой период практически на всей территории ¡трани, требуит привлечения болызих-зарегулированных воднвд рвоур-ов. Если а настоящее время по данным X.Л.Батиста (1987) примерно 7% (5600 млн.м3 из 32200 млн.мэ/пзд) водных ресурсов страна соб-ано в водохранилицах, то к 2000 году планируется довести объем одохрзнилнц до 9000 млн.н3. В этой связи глета розь гидрояогяча-гах исследования для обеспечения задачи эффективного и эколсга-ески правильного использования водных ресурсов.

На данном этапе наметилась диспропорция в потребностях :ет-енсигно развигзэцейся экономики Н^бы и возможностях гадрологнчз-хой науки. В связи со значительным объемом регулирования сто«, дням из проблемных зспросоэ является познзеннс точности расчтгд ор»а стока.

Целы) гработя является исследование процессов формирования го-рэого стока и разработка рекомендаций по расчету норны стог* для одосбороз ли бих размеров. В основу работы положены принципы я етодология генетической теории стока, разработанных А.Н.Бефанч.

Методика исследований. Исследование заполнено на осиояз ??.ве-!!л угавнечяя годного баланса. В обработке материалов наблг,.!2!<чл сг.ользовп:!« соэоеменные методы статистического анализа. Л"-' ия--«^е;«!!',!:'. з денной паботе привлечена материалы наблюдения

плювиометрических и 22 гидрометрических пунктов наблюдений. Дл проверки некоторих методических положения использованы данные ВНИГЛ.

Научная новизна представленной работы состоит в разработа параметров генетической формулы нории стока и методики расчете годового стока неизученных рек восточных провинций Кубы. В рас те решен ряд проблемных вопросов, обладающих научной новизной являссшхся предметом зацити:

- обоснование параметров линейно-корреляционной модели, с зывасцей осадки и сток и позволяющей определить составляющие уравнения водного баланса;

- пространственное распределение слоев впитывания, поверх постного задержания, инфильтрации, испарения с суп» и с водноР поверхности для территории восточных провинция Кубы;

- разработка параметров генетической формулы и методики расчета нории годового стока рек восточных провинций Кубы.

Пгактическая ценность и реализация полученных результата Предложенная нетодика позволяет повысить точность расчетов нор стока на реках любых размеров. Метод определения составляющих уравнения водного бал-нса дает возмояность устанавливать такие трудноопределяемыс параметры как впитывание, поверхностное зад кание, инфильтрацию, испарение без организации специальных нас дениа. Осе разработки доведены до практических рекомендация и гут быть использованы при проектировании водохозяйственных мес прилтий и для экологических оценок.

Дппобацяя работы. Основные положения диссертационной рабе обсуящались и полокительно оценены на конференции пирологов р в 1986 г., на конференциях по итогам научно-исследовательскоЯ бота Одесского гидрометеорологического института в ЮРЛ 19ЭС ЧТ-.'.•'шо-т?».ничеекпч совете Зологдагипроводхоза в [-' ч' г. Часть

»ток диссертации попользуется в практике гидрологов Кубы. По

! дисоертации опубликовано 4 статьи, в тон числе 2 в соавтор-»•

Объем и структура работы. Диссертация оостоит из введения, ipex глав, заключения, списка литературы из 105 наименований. и работы содержит 236 страниц каиинописного текста, включая шеунков и 25 таблиц, 4 приложения на 34 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность теш, определены цель и чи работы, сформулированы положения, составляющие научную ноу и предмет защиты. В первой главе изложены сведения по природным условиям ис-уемой территории. Географическое и островное положение Кубы, нный характер атмосферной циркуляции - создают характерные тропиков климатические условия. Наличие равнинных и горных иврв накладывают отпечаток на пространственную изменчивость атичеоких характеристик.

По количеству выпадавших осадков в году выделяются сухой . 1У), когда на территории Кубы выпадает 20% годовой суммы осади влажный (У-Х) периоды. Наибольшей изменчивостью по терри-и выделяется распределение осадков на востоке страны, где ъ к Сагуа-Баракоа годовая сумма осадков может быть более 400Г-ке время в 60-70 км южнее наиболее увлажненной части стран-» лзменности Гуантанамо - выпадает 500-600 мм. рельеф Кубы формировался на протяжении длительного геолп,-зго -времени, начиная с конца эоцена. Благодаря много крат : ;сзивным и трансгрессивным циклам, а также вертикальным lecKHM движениям, на протяжении эоцена-голоцена создан?. ья гидрография. ,

Пространственное распределение подзсиаих вод на коследуе территории недостаточно разработано из-sa слабой гвдрогеолоп; ской изученности.

Характеристика почвенного покрова востока Кубы> ооновш на работах С.В.Зонна CI966) и Э.К.Навацдза (1975)* дана приме тельно к дальнейшей оценке впитывавшей способности.

Гидрография Кубы, в т.ч. и восточных провинций, овоеобре Незначительная ширина острова в сочетают с полосенкэм гздвнс водораздела страны создали реки о небольшое! длиной и пдоЕЗдг водосбора: оредняй дайна рек воотока Кубы не празызасг 22 wi. территории восточных провинций протекает 264 Из 599 рек, непс оредотвенно впадавших в море, u 1549 рек с /четой всох притог Средняя пяоцвдь водооборов рек восточных провинций кзшюпш с 120 км^, а с учетом притоков - 21 км^. Речная сеть развита не номерио: при средней густоте 1,7 кн/кн^на некоторых роках О нес, Танаио) она монет достигать 4 ки/ки^. Минимальная гуоточ речкой сети приурочена к прибреанкн, и£и карстовым районам. Г оценке X.Л.Батиста (1987) карстовые, образования в воотсчиых. i нах имсвт место га реках Севилья, Хобабо, КаПохо^Дгуас Бхет ка северном склоне бассейна р.Кауто-р.р.Саладо, Риохо» Прзял] о.Кауто до среднего течения, Хайбо, Гуасо, туевтакано м Бши Болота не является характерныыпрпзглкомландБафта и sai dt до 5% территории страны в прибрешт зонах.

Водный реким рек формируется под влиянием климатообразу! факторов и физико-географичеоких условий зодо сборов. Характе] особенностью рекима. для всех рех Кубы является выделение дву: зонов в году, отличшощихоя водностьвг влаЕный (У-Х) исухоП 1У). Наиболее значительные наксикальше расходы воды чаото рувтся в конце вшгаого сезона, Цогда происходит перестройка стратификационных процессов атмосферы. В сухой Период года п

огический реши характеризуется постепенным истощением стока, иогда такие кривее спада могут нарушаться паводками, вызванным! нклоками континентального происхоэдения. На водный режим все ольпее влияние начинает оказывать хозяйственная деятельность, в астности регулирование стока водохранилищами.

Гидрологическая изученность восточных провинций недостаточен; I гидрометрическая станция, период наблюдений на которой ревьтает Ю лет, приходится на 1367 <"?. В то Ее время оценка о пространственно-корреляционному критерии (И.Ф.Карасев, 1968) оказывает, что одна станция должна приходиться не более, чем на 80 Необходимость учета стока на палых плосадях С/"* 20-50км^),

так:хе ка реках различных высотных зон, линь подчеркивает недота точкое количество гидрометрических станций. Несмотря на боль-оз количество пунктов наблюдений за осадками, недостаточно освс-.ени наблюдениями территории с высотой над уровнем моря более Г'.1 м. Существенным недостатком гидрометеорологических наблпде-нй является отсутствие официально изданных материалов.

Вторая глава посвящена пространственно-временному анализу олей осадков и стока. Предварительный анализ исходной инборма-;пи, вклпчаощий исследование независимости элементов выборки, ;роверг,у рядов на тренд к однородность, показал, что практически <се ряды осадков образованы независимыми элементами и являются лучзйниин, Анализ случайности выполнен по критерию Вальда-Боль-огица, а тренд - по линейной модели.

Приведение1" коротких рядов к длительному периоду осуществле-:.о методом линейной корреляции. При оценке погреоности в опреде-:е. :-;пи выборочной средней использован объем эквивалентной и и? ор-;гф;и. Приведенные к длительном/ периоду средние значения стока всех постах, га исклпчением р.Хибара, превилапт средние рас-

- б -

ходы за период наблюдений в средам *.и 20$. Такое ¿аьлач'ю в личинах годового стока является значимым и не мокет слукить о кованием для принятия единого периода набладений на всех река восточных провинций для вычисления нормы, как это сделано в р те X. Л.Батиста (1987).

Репрезентативность периода наблюдений для рядов стока и осадков оценена с помощью кривых скользящих средних. Анализ к вых позволяет предварительно судить о средней длине группиров повышенной и пониженной водности, составляющих для восточных винций Кубы II лет. Наибольшие значения средней длины группир вох характерны для пунктов, находящихся в тени гор и возвыпен стей» Наиболее часто встречаются группировки продолжительное! 6-8 лет, по мере увеличения длительности группировок их повто; кость уменьшается и для периода 9-14 лет не превышает 30$. Нс^ смотря на одинаковую повторяемость маловодных и многоводных г; пировок, примерно у 40$ рядов сравнительно короткие периода к< бани К величин осадков за пределами 1963 г. переходят в малово; ветвь и до 1982 г. не замыкаются полный циклом. Колебания стш ейерных осадков происходят по территории асинхронно. По кризы: скользящих средних нонно выделить по крайней мере 7 районов, : ри которых колебания осадков синхронны. Использование коротки; стокоьых рядов, образованных за последние 20 лет (1964-83 гг.! точки зрения репрезентативности мокет быть признано целесообр; ¡Ш1! для районов долины р.Кауто и Кабо Крус. Для всех остальны; рядов требуется приведение к длительному пзриоду.

Пространственно-корреляционная функция годовых осадков и стока пс достигает пулевых значений коэффициентов корреляции з предьш; восточных провинций при рассмотрении всех пунктов ней дек:;,. Однако, при рассмотрении проотранствзкногкорреляционко! Зувс;»» ссш-'-т, по районам можно увидеть, что коэффициента ко]

ляции достигают нулевых значений в пределах 260-280 км. Это говорит, во-первых, о неоднородности общей функции и, во-вторых, подтверждает необходимость выделения районов по синхронности колебаний исследуемых элементов.

С точки зрения репрезентативности рядов важное значение в последние годы придается закономерности чередования лет различной водности, особенно для оценки полезной отдачи из водохранилищ. Тип модели корреляции и возможность применения олокной цепи Маркова вызывает споры среди учзкых. Между тем не исследована природа внутрирядной корреляции. Д.Я.Раткович (1976), выполнив- . пий сравнительно подробный анализ как автокорреляционно:? функции, так и стохастических моделей стоковых рядов, считает, что в качестве показателя средней длительности серий маловодных и многоводных лет на реках без озер служит модуль стока. От него зависит повторяемость серий: с уменьшением модуля стока повторяемость длительных серий увеличивается, а для больших модулей стока сзо.Ч-ствеинм ¡салые длительности серий. По мнению Д.Я.Ратковича увзли->\2нная внутрирздная связность в рядах поверхностного стока в сравнении с рядами осадков вызвана внутрирядной связкостыз рядов годовых величин испарения, формирующихся за счет переходящих запасов почвенных вод, и зарегулированность» подземного притока э реки.

Если принять во внимание вывод Д.Я.Ратковича об увеличении коэффициентов автокорреляции с уменьшением модуля стока, то применительно к регулирующей роли подземного стока (переходящих запасов) этот вывод несколько противоречив. Общепринято, что с уменьшением площади водосбора, а, значит, и модуля стока для зон избыточного увлажнения, уменьшается доля подземного питания в общем стоке реки. Поэтому, скорее, наоборот: с увеличением подземного питания автокорреляции в стоковых рядах моает уменьшаться:

Что касается переходящих запасов почвенник еод, выравнивающих мнению Д.Я.Ратковича испарогглэ сменных лет, то в сроднемноголе кем разрезе также общепринято принимать их рахшшш нудп в ура! ник водного баланса. С таким допуцзииоч г:а::<ио не соглашаться его введение означает, что переходящие запаса почвешшх вод щ подсчете коэффициента автокорреляции будут взаимнокомпенсирове ними. Другое дело, что ежегодно существует такой вид потерь кг инфильтрация, обычно не рассматриваемый в уравнении волчого бс ланса, з т.ч. и в работе Д.Я.Ратковича. Поэтому при таком под;, де в уравнении водного баланса под испарением монет поникатьс; сумма испарения и инфильтрации, и у ко о та величина ошбочно о1; сится к переходящим запасам почвешшх вод. На самом деле расе; трпыеше потер;! относятся к безг-.эзвратшм и но могут проявляв сп в стоке последующих лет, этим ее.мш не подтверждается усто/ оееся мнение о пореходящэй из года в год части стока, создающс природу автокорреляции. Таким образом, суммарное испарение и I фильтрация, формируемые неоднозначной реакцией водосбора па о; и ту ;;.е величину выпадающих осадков, образуют безвозвратные пс т.ерл и, как представляется, создают природу автокорреляции. Ее нрннять во внш.ди;:з г'.оод Л.Я.Раткохичг об увзлиношгл кооффищ та ии701С0ррел;л)!;л с уиьнышшеи модуля стока, полученная оцет не расходится с огни выводом. Твк3 например, степень внутрирл; пой связности долкиа возрастать с увеличением степени засуалш сти климата, т.о. когда безвозвратные потери возрастает по ерг нониа с менее засуиливымн усяовижи.

Проверка соответствия стохастических моделей Д.ЯЛ'аткоюг (1976) и Е.Г.Блохпиова, О.В.Сараманова (1968) фактическим ряде годового стока м осадков показала удовлетворительную сходимос по обоим моделям. Однако предпочтение следует отдать модели ¿«Й.Ратковичй.

В третьей главе содеркится 4 раздела. В первом из них дан *лиз современного состояния вопроса расчета нормы стока. В ргой работе Д. А.Мата киев СЕ972) использовано неполное уразне-е ьодного баланса (осадки, сток, испарение) и формула Л.Тюрка 358) для определения испарения. Такой же подход использован М.Лебедевой при составлении ¡»рты нории стока, опубликованной 1970 г, в Вацнокалыюм атласе Кубы. ХЛ. Батиста (197>0 опубли-взд нормы стока, определеннуо по гидрометрическим данным

использованием корреляционных зависимостей стока с осадками, своей Д5!сс-гртац;ш X.Л.Батиста (1987) использовал иестикомпо-:шшй истод водного баланса 01. И Львович, 1963, 1974).. Причем отоп работе для определения норму стока принят единый для всех ¡и страна период пабзпденкй - 196<»-83 гг., что противоречит нага» гидрологических районов, гыдегайннх ХЛ.Батиста (Т973, >74). Достаточно связь стока с осадками на реках Кубы

»ззо'иза X.Л.Батиста С982) преддаагаь эмпирическуо зависимость 5риа стока о? ерздннх осадков и высота водосбора. Эта зависнуть яир?.о кспозьзуодоз в практике- гидрологов кубы. Однако, саяи1 фор«ута позволяя ограничить сферу применения незначительна различие» парг-чатров иасдедуемого бассета от средних'по ре-аону.

В огязн о а*тивя?гм использованием разновидности уравнения одного бззаяса, кзэгаииого гакя неполный, - осадки, сток, иопа-. 5Ш18 - во второй раздела приводятся соображения по возможности го яршгзкеняя. В частности, использование его предполагает полай перехват рзками инфильтрациониах потерь, а *вм можно согласиться яиаь при рассмотрении очень крупных водосборов. По крайня мера, возникает.вопрос об источниках питания многолетних загсов подземных вод, которые не должны были бы существовать, т.к. «фильтрация переводится в повзрхностный сток, На примере '-.ссй'й-

.¡оь ВНИГЛ (СССР) показано, что вычисление, например, испарзнил неполному уравнению водного баланса приводит к зашивши его д 20(2?, В этом Ев разделе даетсл характеристика пространствешюг определения годовых осадков и оценка определения испарашл с суии и водной поверхности по существующим методам. Карта изоги построенная автором по данным наблюдений из 307 пунктах, низе! достаточное сходство в очертании изолинии с сущзствущзй, но р яичастся по абсолютной величина осадков. Больное разнообразие физико-географических условий исследуемой территории, в часто оти орох'рофии, определило районирование аерря'хории по усяокшм увлажнения, по зависимости осадков от выооты распоно'кегая пую; наблюдений над уровнем моря.

Существующий метод определения испарений с водной погархн сти, несмотря на удовлетворительные результаты, требует дорабо в части, касающейся обоснования переходного коэффициента от ис рителя к фактической водной поверхности. Здесь необходим учат ; лобий-защищенности как испарителя, так и'водной поверхности, в которую переносятся результаты. Что не касается метода оценки парения с суши, то применение неполного уравнения водного бала; приводит к существенно завышенным величинам.

В третьем разделе предпринята попытка количественного бы р. Кения составляющих уравнения водного баланса на ооног.о корреяя-ц'.шпт«;: зависимостей между годовыми осадками и стокеп. Предпос: кой к. такому подходу посяукило предположение о том, что коль скоро имеют место достоверные корреляционные зависимости, связ: ваюцие причину (осадки) и следствие (сток), в ней заложены хар! теркстики потерь осадков при трансформации их в сток. Несмотря н. доэольно длительное применение уравнешя водного баланса, и: весткое с 1674 г. по работам П.Перро, подход к зависимости сто; от осадков, как разновидности уравнения водного баланса, не рае

¡атрмгался в научной литературе. Для исследования состав урзв-1гля водного баланса принят состоянии из осадков, стока, нспа-:Ш!Я и инфильтрации. »о дреииру&поП рекой. Из зозмогяшх сочета-Ui зависимости стока от осздкоз - <J( = P * jJ,=KzP >ifj=P-£j - практичгсккп интерес предстазляот третье и четоср-зо. УраЕмзнка

(I)

/<*г ~Х и Sjr 0 прздстагляс? соСзя сток, сфорнирогипат осадками, \ niusTOü какой-то пх частя. Сообразуясь с $изкчесш< смыслом злекяя отметив, что сток ¡глчитвтзя и оканчивается с иекогорзд -н'лзщцгйнкзп по отиоезг'.о к яомонту начала и окончания доцдя, ..'о оиясано о ::зг.оплвнясм определенной зеяичшпг из'-зрь» Посиоле

= I, потеря з процосзв отопим отсутствуй?, то тогда плра-э-грц "о" и осра-л^п1 носзр осадкой до падала и посла окон-пннл гг-дсэбрампапля» Kern сопос^агпть уравнение (I) с исполним годного fasarrca, то обглпу^гаэтея дез вазннх гксода. '¿•«•йзркй:, Щ есть пз что иное .ту: аспарзнке, а, следовательно, otrpatao? кэ просто потеря, а зпкгаглиие и аккуиуляц'.ш шпа~ :~пц!лс оездкоз з пошгл-знкях до падала п посла окончания содообр.-^оголгля. Пря osoh поодиолага-зтел, что pai» полностью пероягати-газ? т:фг1ЛЬтг:1ц:гпп:;нН по сок, д::ио пк^лльтращ'ошшз процосси от~ ^утотзуп? п сток ооупг^лпгэ'.ся поворхяоетши путон. Во-зторих, '.зпозкоо урэдютао "одного 6a?j;:ea допстзитсдьио при осгоутэтаия готерь з процесса стола (Дз <[)» В урагнепяи

Уги'^Р-'Ъ (2)

3 Уг10Я)М ПЛ!5 (% "^Cli (3)

является часть» О.?,. Несла кзсяоезых прзобразотппл ураанэ-шя (2) получена аналитические ниракепяя для испарения £ , полной инфильтрации (■(■ , потерь на спаде склонового стока .

Согласно тзорлп склонового отогл А.Н.Бейаки (1958) началу

активного водообразования, а, следовательно. Формированию час1 «пнттлния и аккумуляции на водосборе, способствует интенсивность дождя, структура поверхности отекания, генетический тип почв, уклон склонов, оказывающий влияние на приращение объема поверхностных вод на склоне. Исключив из ^ влияние величинь осадков и построив зависимость вц от геоморфологического Ф« ра, мы тем самым должны учесть, что оставшийся разброс точек * графике будет определяться стр'--'сурой поверхности отекания. А« лиз связи ^ и Ф позволил установить степень редукции 6„ влияния рельефа нг величину впитывания. Аппроксимация корреляционной связи ее экстраполяция в область Ч1—'09 д возможность определить величины впитывания V в зависимости о неханического оостава почв. Количественно потери на поверхноот ное задержание - - выражены тесной корреляционной авязыз через геоморфологический фактор ф.

Представляется необходимым привеоти уравнение водного бал1 са для поверхностной составляющей речного стока, т.к. во иного: изданиях оно приводится без учета инфильтрации и подземного о? на:

Р-Уу-и^Уп^Яг+Ъ С6)

где у - подземный о ток; 11 - не дрсаируемая рекой инфильтрация; - поверхностный сток; - суммарное впитывание зг период водообразования; Я? - слой впитывания за период спада склонового стока; /С0 - впитывание пооле конца отока за счет ос ма воды, оставшейся в замкнутых понижениях; Ьа - слой впитыхэд до качала водообразования.

Выражение суммарного испарения чероз определяющие факторы во многом упрощается, т.к. часть составляющих уке рассмотрена:

(7)

Потери на спаде склонового с'¿ока Цг не удалось выразить ч

рез длину и уклон склонов, что, вероятно, овязано с типом склонового стока: при неполном незавераенвом склоновом стоке в формировании кривой спада гидрографа принимает участие не веоь оклон,-а только его часть. Трудноинтерпретируемой оказалаоь зависимость Уу от ^ , е поэтому осуществлена попытка определения ^ по связи 'р':/{-р-) ' зная Е и 4 » легко полезности найти . Каа-дая из трех кривых зависимости ~р~-У () дифференцирована по степени увлаяыения: первая группа точек имеет увлажнение более 1900 мм в год, вторая - 1390-1800 мм, третья - до 1380 мм. Таким образом, Е и Ц определяется величиной впитывания и степенью увлажнения водосбора. Также как и на бассейнах ВНИГЛ (СССР), подученные величины испарения могут отличаться от вычисленных по неполному уравнении водного баланса (существующий метод) до 20С$. Сравнение вычисленных величин испарения о водной поверхности по зависимости

Ее^Ес+УЛс (8)

где /5а, - испарение о водной поверхности; Ес - испарение о суши; у0 - норма стока, и.по существующему методу показала удовле-творитзльнув сходимость^ различие в среднем составило немногим более 305?.

Оценка инфильтрационной способности почв исследуемых водосборов выполнена опираясь на теорию подземного стока и о учетом ' мнения А.Н.Бефани (1958) о том, что объем грунтового стока определяется инфильтрационными свойствами почв и зависит от почвенно-климатичесхих условий. Не давая анализа всем исследованным овязян сдоя инфильтрации от определявших факторов, отметим два ва&ных обстоятельства. Во-первых, в процессе исследования природы инфильтрации на реках восточных провинций Кубы не получено подтвервде-ние о влиянии карстовых процессов на годовой сток, учет которых предложен Х.Л.Батистой (1987). Вполне возможно, что этот результат

о"; числен подходом Х.Л.Бйаисга (1937), в которой коэффицпеп« ва •гад?-: средкеиосячьох'о стока не осаобоцден от гашшпя других, кроме каротоозих, физико-географических факторов. Во-ахорих, достаточно определенно величина ««фильтрационной спосоопооги грун тов исследуемых бассейнов определится значением .

В четвертом разделе излагается структура геиегаческоЛ фор:; ли нормы стока» рекомендуемой к испогьэонакга гмеего оуииогщ'вщ •згаирнчесвоЯ зависимости, Бэаютооаи оиппрцчоокого падали огр ничени в чао га учи-д факторов, огклоишя&югя от ергдизрггпоппяь ных, а генетически;; подход свободен от зж нгдеотстсоа. В рода ции 1967 V* А.Н.Бсфани прсдсуавадьз? гаиеуичесгу» формул порни стока б следувцем глде:

Уо*У,гыС. .

С учетом иитразойсяышк фед-герзв она $апксшх.о'хая в бализ ойцз! редакции:

а 'Уог^кХМ+' см)

где уо - норма полного речного с^огл; мзр;:а ш^рхпос^чд

составлявшей; Ул\ ~ косХФЗДи-и«:, учи'швааг,::;; ьисдг-з г

сов, озер, болот на повархмос-'щт. сос*йхгдгцуш полного р^и-л'о стс::' г, Ул - то ис, па нодзашуо сссхавзла^чч ~ нор:::; ! фильтрации в грунтовые иеди; - редушмуаии!! ко»ф§".щпг;1С> и-д 1 доучет^олн щфиЕьтрацви на гдалп:; зедотогдус«.

Ренетичаокиз соотазшшщп; полного речного стопа в оке:« о разнородность» условий формирования прсдставлются тоор-'лпгок; Формулами, Так выражение для повзрхкостного стока юасгаазг оло! водообразования и потерн на спаде океоиоворо сто:;а •'

Ш) .

Теоретическая формула дм лотарв на спаде поручена А.И.Бйфаш (1?б?) б ввдз: __?

-ХЭ-

хя равнинных территория, а для горних районов

ZR=qA/<P (13)

Ю 0-г - склоновый параметр; У - приведенное тлело олучасв еока за оредгай год; V - геоморфологический фактор; ¿4- огло-Ш1й парамзтр, характзрияупции проющаеноогь относительного г.о-jynopa¿ подотндавгзго рыхлне отлог.ешя; А/ - число ояучазз сто-i.

Формула; пппрошвя1 рузг;йя.уравнение многоярусного груитово-> raiigira рек, no:gr«isanifl А.Н.Бзфапя па осиогз обобцзгпя расчз-ст сухарного сгояа из различно дрзнярохаттх горизонтов,' имззт

] (i/,)

;о - полная инфильтрация; гидрогеологический параметр^ шй оиагаешт згзех походов грунхохяк вод зоны дренипоЕгпиа по ¡ртапзлл к максимальной глубина драпирования; F^ - средняя воз борная площадь па поток рока; £ - параметр,- учигцсаяг^а ав-■нсивноогь прироста грунтового ппаангл с углублением ароэкэшю-вран*» рczn за очаг роста плогдди водосбора F.

В чатозргой гладз прпзодптся обосногзшз параметров гепзти-скоП формулы нормы стока. Для определения поверхностной совтав-пцзй рзчпого отока необходимо, располагать сдоем водообразова-я S и потарлми ка спаде '// . Каздый из этих параметров опрз-лэн раздельно. Слой водообраэозания S получен по коррзляцион-П эаглоиности S-J(P) о осадками, учитывая, что з низпзй части

ой зависимости имеет место больсоа отклонениэ чезти точе:: от

¿¿+S

едней линии, введена третья переменная - р г— , позволившая делить три групплров1К1 точек. Потери стока па спаде склонового oiía

¿к , или Vy , получены :tait 1{f-E-i4 .в своп очзрздь . = [Л W , гак укз говорилось в прег.чдуцзй главз, зачиоляотоя: зависимости V=J~(P) ело* т;пятузапия, по запсимоста

-16 - ,

слой поверхностного задержания. Величина £ определяется о I пользованием зависимости • Среди интразональных $1

торов, влияющих на поверхносиг 1 учету подлеаат оззрг, болота приурочены к побереньян, а . лесные массивы ие обо знача] на картах, что затрудняет их учет. Однако, учитывая, что лес: Кубе имеет определенные ареалы распространения, - в основном горних массивах - могно очигать; что воздействие леса на нов . иоотнув и подзенную составляющие проявляется в оуикарком в ли о рельефом. Озерные водоекы, предотавденнао I» исследуемой т тории водохранилищами, по смолу гядошэ учитывай той форяуао А.Н.Бефшш (1967):

где - отношение |зорна поверхностного стока г бассейнах, щих площадь озер ^ к иорлг яри егоугстояи о&зрнооха^ Хе коэффициент избыточного иошрзшш

предотавяяэщий собой избыточнее изпзрзннс в дож ое поверх! ного стока; Х3 - коэффнцаенг коЕвраши;-: вод, по А-И.БеФаж (1967) моййт быть п{шя? равнш - яоэ#ВДиэну сунш

го водопотребления: отношение об.цого водопотраблаиая ив воде включая потери на иопарание ы полезный забор веда, к копарз!

Для обоснования параметров формуаы внчкеяегаш пэр$& по; ного питания рек ш располагаем узе норной ивфидьтрацш ¿1,з чащей грунтовое питание (¡^ . Зшзнводоага ¿1 от плоадн к сбора не дает оснований предполагать, что ¿1 изменяется с ; чением Р . Токе можно оказать и о связи от плсейдн во; ра, где в пределах рассматриваемых площадей водосбора ие пр кивается изменение ¿^ о увеличением А .

Для пространственной интерполяции /5хр Д.Н.Бефани (I! 1967) рекомендует метод картограмм. Анализ картограммы /^и зал, что сравнительно большая часть территой*И;тде отС"Атст

гста:«г рг;с, относ:ггся к облает», испытавшей длительные зоздепст-зия траисгрэсснЯ, запэдливпой развитие речи:.:;: долин. Эта облает-') 1рздстаялязт собой, в основном, абразионные террасы, абразионное здтшп, области погружения и отсутствие истоков рек на отой

)двако, достаточно расчленении?! релье^, например, на вго-состоке !лок1 Мол-Еасекоа, где отсутстэуот потоки рек, говорит о тем, что юграст пород, орогр-уня, морфометрия, гидрогеология - факторы

¡еобходиете, но недостаточные для обоснования факта отсутствия ¡стоков. Вполне возможно тогда, что бессточные области, обязаное ;7'->\'л про;:о>:с;-"1.ек,!см горним породам, не даацим постоянного поверх-юстрого и грунтового руслового стока. К таким породам могут от-:сситьс.-: глрбонатзо-иелоэзе различного возедега и определенпэя таднм ргзхз^^тя карста, моцные песчаники о низким уровнем заде-

подземных -вод. Граница территории, где образуется реки, хо-юпо у-ясыгаотся с форкэми рельефа, основные черты и структура .оторого сформировались в позднемпонеи-плейстоценовнй период. То сть ото зона более древних геологических пород, она совпадает со труктурншп; орогра^нческакя особенностями территории.

ПщрогеологпчеокиЯ параметр &г найден как „ а-гСАЧ. ' '

^="¿2" , =0,25, что подтверждается ггафиком фб^'^/ф^-/)]

- близко теоъ.о:1чзо«сиу значении.

Ср-мП-.-; ' г,н 5ЛЫ1'.!/, факторов, пяжшцих на подзенный сток, тгана опрность. Относительно возможности н необходимости учета лклшш леса и болот уко говорилась при расснотреиии поверхностей сое.тйЕЛЯйпел. Слияние озерноети на норму грунтового питания омю учесть формулой, предложенной А.Н.Еефани (1967):.

Вопрос об учете влияния карста на подзеннув составляспуа

полного речного стока представляется преждевременным и требуе углублешш уже. имевшихся исследований XЛ.Батиста (1987) и пр влечения дополнительных материалов и, в особенности, зксперим тальных. Однако, предварительно, с учетом графиков зависимое! £ и представляется возиокним ввести Крите

наличия карстовых процессов в бассейне: при <^,¿1,3 км^ вог но положительное влияние карста, при Р<К/> > 7 км^ и уклоне ру ■ Эр > 1% - отрицательное.

Оценка точности предложенной методики показала, что сред ошибка вычисления нормы стока по предлагаемой методике состах 9,2% при медианной погрешности 7,8$. Обеспеченность ошибки вь ления в 15% рсизна 17%, а с точностью 2- 100/?.

вывода

1. Гидрологическая изученность территории восточник про! ций Кубы недостаточная и долина развиваться на научной осковг учетом пространственногвременной изменчивости осадков и их ш

2. Установлено существование характерных гидрографически зон: реки образуются в области древних геологических образов? и не образуются, протекаит транзитом, в области современных 1 логических структур.

3. Пространственная изменчивость осадков на территории ; точных провинций характеризуется асинхронность». Корреляциом функция стоковых рядов формируется за счет существования по'х> поверхностной составляющей полного речного стока. Эти потери равнивавт сток разных по водности лет.

В качестве стохастической модели внутрирядной связности ка и осадков может использоваться модель Д.Я.Ратковича (1976

4. Установлена необходимость обязательного учета инфидь ционных потерь стока при использован™ уравнения водного бая Отказ от учете инфильтрации мокет приводить к существенным п

вт;;" Для условий Кубы, например, ошибка в вычислении испарения з учета инфильтрации может достигать 200^.

5. Предложенный метод определения составляющих уравнения дкого баланса характеризуется удовлетворительной точностью и зволяет оценивать суммарное испарение, впитывание, поверхност-'е задержание, инфильтрации без организации специальных набдю-ШЯ.

6. Оценки суммарного испарения и испарения с водной поверх-1сти, пс;у ченные по существующим методам, завышены: если по на-!М данным испарение с суии изменяется от 300 до 850 мм, то ис-»льзуемые в настоящее время в практике - от 830 до 1160 им. Несение с водной поверхности, полученное в данной работе, харак-:ризуется величинами 808-1455 мм, а используемое в практике -50-16Б0 мм.

7. Среднемноголетняя величина впитывания на исследованных эдссборах ¡меняется от 135 до б© мм, что составляет 10-Ц3% гс~ эеых осадков и определяется типом почв, величиной атмосферных садков, геоморфологией бассейна.

8. Потери на поверхностное задержание могут достигать одогых осадков (р.Каутальо, вбеолотная величина потерь - 370мм), ншлаясь па некоторых водосборах до 6% (93 мм на р.Бакокао), и агзисят от геоморфологического фактора Ф .

9- Учет кнфильтрационних потерь существенно сказывается ка епультатач применения уравнения водного баланса. Значения ин-ильтрации могут изменяться з пределах от 212 нм до 869 мм по ;бс слитной величине, или от 19% до 49$ годовой суммы осадков и _

до Ъ% обшего речного стока. Достаточно поденно величина :н?':;льтрч'1И1 определяется по слой впитывания и атмосферных осад-сов.

10. Слой водообразования изменяется от ¿142 мм до 1359

i. соответствии с нзммилшем атмосферных осадков, что подтааргда' ртоя значимой корреляционной зависимоетьв.

U.4-Ú:

Учиаывак нооолызой диапазон изменения величины —используемой на графике S-J(ft) в.качестве третьей перанзниой, f такко слабую гидрологическую изученность, мокно предположить во: мокиость существования болыаего количества линий связи Поэтому выводы, касаюцкзс« слоя водообразования, следует считат! предварительными.

IT. Потери tu ene,;;б склонового стока характеризуятся значительной изменчивостью - '66-Ц7Ч мм, или 3-216% общего речного стс ка. Значение почвесшо-ботаничсского параметра Q-z , для условий Кубы отличается от опубликогылшх данных не только для СССР, но и для США, инзаг;их близкие почвенно-климзтическио характерней^! с Кубоа.

12. Подученгше составляацие уравнения водного балепоо игке-tifiBTCí. в соответствии с изменением климатических, поч£01Ш~бс>ха~ ничеоких, геологических и гидрогеологических факторов.

13. Грунтовое питание рек при каличиа гидрометрических t:."-ó. дг.ний иог-от быть определено по предлагаемой энгнрлче;-к í, ьавиок-

»-.¡:, vpcóynwtí; расчленения гидрографсз, V. .гкчлш гр/ьтоьэго :п:тг.шгк i.a исоледоз/..::глх водосборах совтм.л^от сбг;ето роч

;;ого cTOijj.

Ji-, lvy;portfor.;;r;;n-.окий пирометр ккоет сравшт&лььа низ-г.:;с значения - 0,02-0,23 - что может быть свез.',но с cktiuíi-:.«: ка с. аик»: процессами аь глубине: досчч-точио раои^остракешнл.

iov;o Сормь' - вертикальные нустосы (нс-г- hicyo свя;v к..:,ротовые вог.и непосредствег.ко с кор^п, с. поэтому дрг!-:.р спосо0;;ос'п. рек здесь моест прояшл-ьел.

15. 'itupcí- на отек з даанпл раСот1 н„ ,„ало подгззр:

i т исследованных водосборах. Вполне ' {...-.o'xí. что лриьлоче-

ие более Представительного материала помогло 6а обнаружить его акание.

По теме диссертации опубликованы следувщие работы:

1. Некоторые вопросы применения метода наибольшего правдо-юдобия для оценки параметров временных гвдрологических рядов с грехпараиетрическии гамка-распределениеи //Проблемы изучения и «пялексного использования ресурсов. Ч<.,1978.- С.94-104. Соавторы: Вязалов Л.Х., Поляков H.H.

2. Коэффициенты асояметрии гвдрографов паводков на Кубе//Во~ авнтад гидравлика.-1986.- S 72.- С.20-31. Соавтора: Оральдо Перео Ионтеагудо, Раннро Дретс Миро.

3. 1^комендации по определенна кормы годового стока з восточных провинциях отраны//Волвнтад гвдравлика.-1988.- й 79.-(7.16-25;

4. Особеннбсти пространственного распределения площадей водосбора истоков рек Кубы (на примере восточных провинций) //Деп. 1773-589 21.03.89 в ВИНИТИ.- 18 с.