Слайд 2
История вопроса
В 1925 г. М. А.
Великанов впервые предложил организовать в различных физико-географических условиях воднобалансовые
станции
Д. Л. Соколовский разработал и предложил в 1933 г. первый научно-обоснованный план размещения на территории СССР в различных физико-географических условиях 45 специализированных полевых лабораторий (стоковых станций)
Начиная с 1945 г. были организованы новые стоковые станции
С 1965 г. начала действовать сеть репрезентативных и экспериментальных бассейнов в рамках Международного гидрологического десятилетия и Международной гидрологической программы
В 1968 - 1970 гг. создана сеть комплексных агро - водно - балансовых пунктов наблюдений на сельскохозяйственных полях
Слайд 3
Водно – балансовые станции Казахстана
Слайд 4
Воднобалансовые станции
Задачи:
- ведение детальных исследований всех элементов водного
баланса водосборов и отдельных участков местности (площадок), необходимых для
расчета водного баланса в его естественном и измененном под влиянием хозяйственной деятельности виде
- изучение основных закономерностей гидрометеорологических процессов в пределах речных бассейнов для разработки и усовершенствования методов гидрологических расчетов и прогнозов
- исследование процессов круговорота воды в природе (суммарное испарение с поверхности речных бассейнов, пополнение и расходование запасов подземных вод, миграция почвенной влаги, преобразование речным бассейном осадков в сток, оценка потерь стока на водосборах и в руслах рек и др.)
Слайд 5
Простой и активный эксперименты (1)
Простой эксперимент -
изучение влияния ландшафтных факторов на элементы водного баланса при
изменении климатических факторов. Такие эксперименты проводятся в течение длительного времени
Активный эксперимент предусматривает на сравниваемых объектах равенство всех факторов, влияющих на изучаемый элемент водного баланса, кроме одного или группы однородных факторов
Например, при совершенно одинаковых почвенно-гидрогеологических и морфометрических характеристиках сопоставление:
за разные по увлажненности периоды и годы значений стока с облесенного и открытого водосборов
значений испарения с водной поверхности и с растительности и т. д.
Активный эксперимент предусматривает изучение изменения какого-либо одного элемента водного баланса в результате хозяйственной деятельности (вырубка и посадка леса, внесение удобрений и т. п.).
Слайд 6
Простой и активный эксперименты (2)
Эксперимент может быть
проведен также путем моделирования естественных природных условий (иссушение или
увлажнение почв, усиление и ослабление интенсивности снеготаяния, дождевание и т. д.)
Моделирование процессов в ходе эксперимента сокращает период исследований и позволяет наметить обоснованную модель формирования изучаемого процесса
Лабораторные работы еще более сокращают период исследований, моделирующие процессы инфильтрации воды, испарения, миграции влаги и т. д.
Активный эксперимент позволяет достаточно полно и быстро количественно определить основные формы и направления процессов формирования изучаемого элемента водного баланса
Слайд 7
Состав
наблюдений водно-балансовых станций
Измерение суммарного стока на малых
водосборах
Измерение стока со склонов (стоковых площадок), различающихся по уклонам,
почвогрунтам, экспозиции и сельскохозяйственной обработке
Измерение запасов воды в снеге на участках, характеризующихся различными видами ландшафта и угодий
Измерение атмосферных осадков
Измерение и расчет испарения с различных видов поверхности (суша, вода и снег)
Измерение влажности и влагозапасов в почвогрунтах зоны аэрации
Наблюдения за уровнем и температурой подземных вод
Измерение глубины промерзания и оттаивания почвогрунтов
Метеорологические и актинометрические наблюдения
Специальные работы
Слайд 8
Перечень
типичных и общих научных и практических задач
Исследования закономерностей формирования стока годового, весеннего половодья и дождевых
паводков в различных природных зонах
Изучение факторов, обусловливающих потери стока
Оценка роли главных факторов в формировании стока и максимальных расходов половодья и дождевых паводков за годы разной водности
Расчет водного баланса речных водосборов за разные промежутки времени
Исследование влияния агролесомелиоративных мероприятий на склоновый и речной сток и др.
Исследование и проверка методов измерений и расчетов всех основных элементов баланса (снегозапасы, осадки, сток, испарение, влагозапасы в почве и запасы воды в водоносных слоях и др.) с оценкой точности их определения
Изучение пространственной неравномерности в распределении снегозапасов, осадков, влагозапасов в почве и т. д.
Усовершенствование методики изучения и расчета смыва почвы со склонов и малых водосборов
Слайд 9
Научно-методические задачи и измерения
Научно-методические задачи
Разработка, усовершенствование и
испытание приборов, оборудования и установок для производства экспериментальных и
массовых наблюдений
Усовершенствование методов производства экспериментальных гидрологических работ и способов обработки материалов наблюдений
Разработка специальной аппаратуры и перевод обычных установок на автоматические и дистанционные системы измерения
Измерения
Измерения инфильтрации в мерзлых и оттаявших почвогрунтах
Измерения скоростей стекания талых и дождевых вод по склонам с различными уклонами и видами поверхности
Измерения водоотдачи из снега, конденсации влаги в верхних слоях почво-грунтов, задержания твердых и жидких осадков кронами деревьев и др.
Слайд 10
Репрезентативные,
экспериментальные и парные бассейны (1)
Репрезентативные бассейны
- типичные для гидрологических регионов бассейны, в пределах которых
предполагается наличие однообразных гидрологических условий
Наблюдения на репрезентативных бассейнах должны быть длительными и по возможности сочетаться с изучением климатических, почвенных, геологических и гидрогеологических характеристик
Эти наблюдения предназначены для фундаментальных гидрологических исследований с целью определения влияния естественных изменений на гидрологический режим, для целей гидропрогнозов, создания опорной сети станций, к которым могут быть привязаны короткие ряды наблюдений так называемых временных станций и т. д.
Размеры репрезентативных бассейнов зависят от естественных условий и от поставленных задач; как правило, они составляют от 1 до 250 км2 и редко превышают 1000 км2.
Слайд 11
Репрезентативные,
экспериментальные и парные бассейны (2)
Реперные бассейны -
репрезентативные бассейны, находящиеся в естественном состоянии, в пределах которых
в течение длительного времени не ожидается изменений почвенных и растительных условий
Экспериментальные бассейны – это бассейны, которые имеют однородный почвенный и растительный покров и однообразные физические характеристики
Естественные условия на таких бассейнах умышленно подвергаются изменениям; изучается влияние этих изменений на гидрологические характеристики
Площадь этих бассейнов обычно не превышает 3 - 4 км2
В практике исследований на экспериментальных бассейнах основным обычно является метод сравнения, поэтому они часто располагаются группами по два или более
Слайд 12
Репрезентативные,
экспериментальные и парные бассейны (3)
Парные бассейны
- бассейны, где сток и другие гидрометеорологические процессы в
разных частях речных бассейнов происходят неодинаково
Поэтому при исследованиях формирования стока и его потерь в пределах речного бассейна необходимо знать когда и сколько стекает или задерживается воды на том или ином участке водосбора и где имеют место основной сток и потери
В программу работ на парных бассейнах входит измерение стока, осадков, глубины промерзания почвы, уровня грунтовых вод и определение запасов воды в снеге
Слайд 13
Комплексные воднобалансовые и агрометеорологические исследования (1)
Комплексность воднобалансовых
и агрометеорологических исследований заключается в одновременном проведении ряда гидрометеорологических
наблюдений по единой программе на специально выбранных для этой цели наиболее характерных для окружающей территории сельскохозяйственных полях и постоянных участках с естественным растительным покровом
На опорных станциях ведутся стационарные комплексные наблюдения за влажностью почвы и определяющими ее факторами:
- испарением
- режимом грунтовых вод и динамикой влаги в зоне аэрации
- стоком
- метеорологическими элементами
- ростом и состоянием растительности
Слайд 14
Комплексные воднобалансовые и агрометеорологические исследования (2)
Наблюдения на
опорной сети пунктов проводятся на постоянном (реперном) участке с
естественным травяным покровом и на всех полях типичного для местоположения опорного пункта
Постоянный (реперный) участок с естественной травяной растительностью служит для изучения водного режима поля и его связи с климатическими условиями
Теплобалансовые наблюдения проводятся на отдельных опорных станциях
В районах орошаемого земледелия постоянный участок выбирается среди поливного массива на площади, примыкающей к резервным полям, или на краевых участках сельскохозяйственных угодий
Слайд 15
Некоторые научные
итоги работы водно-балансовых станций
На базе
водно-балансовых станций были разработаны методик расчета испарения, транспирации с
растений, стоковые характеристики и др.
Литовченко А.Ф. Вопросы гидрологии горных районов Алма-Ата 1971г., Экспериментальное изучение элементов водного баланса горных водосборов. Киев "Вища Школа" 1986г.
Соседов И.С. Методика территориальных воднобалансовых обобщений в горах Алма-Ата, 1976 г., Исследование баланса снеговой влаги на горных склонах Алма-Ата, 1967г.
Слайд 16
Дополнительная литература
УДК 626/627
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ IX Международной научной
конференции студентов и молодых ученых «Наука и образование -
2014»
ВОДНОБАЛАНСОВЫЕ СТАНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВА ИХ СОЗДАНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН
Пилипенко Анастасия Владимировна anastashen-007@bk.ru Студент 3 курса специальности «5В061000-Гидрология» кафедры физической и экономической географии факультета естественных наук ЕНУ им. Л.Н. Гумилѐва, Астана, Казахстан
Научный руководитель – С. Ахметов