загрузка...

Хозяйственная деятельность на малых водосборах


Гидроэкология малых рек [2]. Гидроэкология, по Н.И. Алексеевскому, - новое научное направление, изучающее закономерности оптимального сосуществования населения, хозяйства, водных объектов, экосистем при котором развитие производительных сил территории сочетается с надежностью гидроэкологической безопасности, минимизацией экологических ущербов от негативных гидрологических процессов. Она показывает реальный путь управления процессами природопользования в речных бассейнах, поиска разумных компромиссов между задачами повышения экономического уровня и сохранения благоприятных условий жизни, существования водных и наземных экосистем. Особенно актуален учет этих закономерностей в бассейнах малых рек.
Состояние небольших водотоков в максимальной степени зависит от антропогенных нагрузок на водосбор и долинно-русловой комплекс. Их влияние прослеживается в форме физического, химического, бактериального загрязнения водных объектов. Эквивалентом этих видов загрязнения является изменение фоновых значений геостока. Геосток (в понимании С.Д. Муравейского - суммарный речной сток) - совокупность стока воды, наносов, химических веществ, биологических субстратов, тепла, отражающая условия его формирования на поверхности бассейна и перемещения по русловой сети. Геосток включает природную и антропогенную составляющие. Изменчивость их соотношения характеризует меру трансформации природных механизмов стока и, следовательно, вариации водоносности рек, качества воды, абиотических условий существования водных экосистем. Связь между изменением геостока, потребительскими свойствами водных ресурсов, разнообразием и продуктивностью речных биоценозов многофакторна. Определение ее вида требует учета разнообразных принципов и критериев подобия малых рек.
Главным признаком подобия малых рек является идентичность условий формирования геостока. Она определена сочетанием факторов формирования стока, совокупность влияния которых прослеживается в закономерном (зональном) изменении составляющих уравнения водного баланса бассейнов за многолетний период времени:
Y = X-Z,
где Y,X,Z- соответственно, слой стока, осадков и испарения.
К важным признакам подобия малых водотоков относятся тип рек (горные или равнинные), их размер (длина, площадь бассейна, порядок), тип русловых отложений (валунно-галечные, илистые, песчаные и др.), морфодинамический тип русла (относительно прямолинейное, меандрирующее, разветвленное на рукава), состояние потока (изменчивость числа Фруда), его режим (изменчивость числа Рейнольдса).
Водотоки могут иметь одинаковый или несовпадающий тип внутригодового распределения стока, отличаться по совокупности азональных условий, характерных для их водосборов. Если все эти признаки и критерии подобия совпадают, то логично ожидать подобия рек по гидроэкологической безопасности территорий, по состоянию водных экосистем. В этих условиях отличия между ними связаны в основном с изменчивостью антропогенных нагрузок. В зависимости от их набора, меры воздействия на изменчивость антропогенных составляющих геостока находится трофический статус водного объекта и, следовательно, экологическое состояние малых рек.
Оценка состояния среды водосборов малых рек [77]. Малые реки в значительной степени определяют гидрологический режим и качество вод крупных и средних рек, так как они составляют гидрологическую основу территории, регулируя водный режим природного ландшафта, перераспределяя или поддерживая влагу. Экосистемы малых рек являются весьма "ранимыми"; их состояние определяется состоянием водосборной площади.
Оценка экологического состояния водосборов малых рек проводится по степени освоения территории и нарушенности природных комплексов. Последняя определяется по состоянию почвенного покрова, растительных ассоциаций, изменениям химического состава почв, растительности, донных отложений, поверхностных и подземных вод.
При исследованиях современного геоэкологического состояния водосборов малых притоков применяется метод ландшафтного профилирования. На ключевых участках закладываются поперечные профили, пересекающие долину реки с правого борта на левый. Профиль размечается с таким расчетом, чтобы охарактеризовать наибольшее количество ПТК и отразить антропогенную ситуацию. Ключевые (рабочие) участки выбираются с учетом типов природопользования: сельскохозяйственные территории (пашня, сенокос, выпас), селитебные территории (сельские), автомобильные и железные дороги (зона влияния), а также природный фон (луга, болота, лес) (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Геоэкологическое состояние среды водосборов малых рек (оценивается по 4 градациям)

Оценка состояния среды
Нарушенное™
Степень антропогенной нарушенности, %

0-10 11-25 26-60 Более 60
Практически ненарушенное Слабая Средняя Сильная
Естественное
Хорошее
Удовлетворительное
Неудовлетворительное

Как показали исследования, степень и характер антропогенного использования водосборов малых рек во многих регионах достигли критического уровня и требуют корректировки (хотя бы по позициям, не требующим больших материальных затрат), а именно:
  1. запрещение распашки территории до уреза воды и создание небольших лесополос в прирусловой части рек;
  2. расчистка и углубление русел рек, засорившихся ключей и родников;
  3. удаление и утилизация мусора;
  4. обваловка берегов на опасных участках, создание сборников стоков, лесомелиорация и т. д.

Проведение оценок экологического состояния малых рек и их водосборов требует дальнейшей разработки и уточнения. Но даже предварительные результаты позволяют сделать вывод о необходимости снижения уровня антропогенных нагрузок и о необходимости узаконить статус санитарных зон для малых рек. Улучшение качества вод малых водотоков требует также повышения экологической грамотности населения, проживающего на территории водосбора, и соблюдения научно обоснованных норм антропогенных нагрузок по различным видам природопользования.
Методические подходы к оценке нагрузки загрязнения на экосистемы малых рек [159]. Оценка качества воды и определение нагрузки загрязнения на малые реки необходимы для выявления масштабов загрязнения (изменения) водной среды; суммарного антропогенного воздействия, возможных путей снижения антропогенных нагрузок, что позволит в дальнейшем разработать программы действий, конкретных мероприятий, управленческих решений, с целью их уменьшения.
Пресс загрязнения складывается из нагрузок, поступающих с водосборной площади и формирующихся в самом водном объекте. Однако за исключением случаев, когда на водном объекте ведется интенсивная хозяйственная деятельность (добыча полезных ископаемых, удаление донных отложений и т. д.), состояние экосистемы малой реки и формирование качества воды в значительной степени зависят от состояния водосборной площади.
В настоящее время в практической деятельности оценка нагрузки загрязнения на водный объект в большинстве случаев определяется как суммарная (результирующая) нагрузка в самом водном объекте. Это не дает возможности определить источники воздействия, дифференцировать нагрузки по качеству, характеру и степени воздействия и, как следствие, выработать рекомендации для устранения или снижения негативных воздействий на экосистему малой реки и улучшения качества воды.
Оценка нагрузки загрязнения определяется по двум основным типам источников загрязнения:
  1. точечным (фиксированным);
  2. рассредоточенным (диффузным, площадным) [333].

Точечные источники загрязнения, являясь контролируемыми, оказывают локальное загрязняющее воздействие. Объемы и интенсивность поступления стоков, как правило, не зависят от сезонов года. С позиции управления водными ресурсами, наибольший интерес представляют рассредоточенные источники загрязнения, не поддающиеся точному учету и контролю, и, следовательно, прогнозировать их воздействие на водные объекты довольно сложно.
При оценке влияния хозяйственного использования на качество вод следует выявить наиболее характерные загрязняющие вещества (ЗВ) по видам преимущественного природопользования. Если ЗВ поступают от нескольких видов хозяйственного использования, то суммарная концентрация конкретного ЗВ не должна превышать ПДК для данного типа водного объекта:
Q =Яі + 42 + ••• + Чп lt; ЩЩ/ V,
где Q - концентрация в водном объекте данного ЗВ; qh q2, qn - поступление данного ЗВ от всех видов хозяйственного использования, развитых на данном объекте; V - объем воды, участвующий в разбавлении ЗВ; ПДК - предельно допустимая концентрация данного ЗВ для этого типа водного объекта.
Для правильной оценки нагрузки загрязнения следует учитывать особенности миграции приоритетных ЗВ в системе "водоем-водосбор", соотнести фактический баланс ЗВ с расчетными данными, провести районирование водосборов малых рек по степени антропогенной нагруженности и типизацию самих рек по степени загрязнения, в том числе диффузным стоком [295, 333]. Анализ полученных данных позволит выработать рекомендации по снижению негативного воздействия на малые реки и их водосборную площадь.
Влияние антропогенных факторов внешней среды на структурнофункциональную организацию речных экосистем [73]. К основным следствиям влияния антропогенных факторов внешней среды на экологические системы относятся изменения структуры сообществ, круговорота веществ, функциональных характеристик и основных направлений развития экосистем [221, 247]. К основным видам антропогенного воздействия на водные экосистемы можно отнести органическое загрязнение, ацидофикацию и токсикацию. Анализ влияния этих видов антропогенного стресса на экологические системы малых рек показывает, что вызываемые ими изменения структурно-функциональной организации экосистем водотоков наряду с некоторыми общими тенденциями могут существенно различаться.
Исследования малых рек Ленинградской и Калининградской областей показали, что органическое загрязнение вызывает значительное изменение пространственной и функциональной структуры речной экосистемы. Сильное органическое загрязнение приводит к разрушению пространственной структуры речного континуума. На всех участках реки повышается роль мелкодисперсных фракций органического вещества и увеличивается дистанция их сноса, что уменьшает роль первичных консументов и увеличивает роль бактерий в их переработке. Видовое разнообразие гидробионтов уменьшается. Роль продуцентов органического вещества в экосистеме резко сокращается и значительно возрастает роль и биомасса консументов 1 -го порядка, среди которых преобладают глотатели и собиратели детрита. Роль консументов 2-го порядка также снижается. В сообществах гидробионтов начинают преобладать стенобионтные короткоживущие полицикличные виды гидробионтов, многие из которых имеют поливольтинный жизненный цикл и относятся к r-стратегам. В целом органическое загрязнение приводит к преобладанию детритных пищевых цепей, резкому увеличению скорости деструкции органического вещества в экосистеме, снижению отношения продукции экосистемы к его деструкции (Р/R) и, следовательно, значительному отклонению его от равновесного (климаксного) состояния, при котором Р/R близко к единице. К2 экосистемы при этом снижается.
В случае ацидофикации водотока изменения, происходящие в его экосистеме, во многом имеют другую направленность. Несмотря на то, что биологическое разнообразие экосистемы уменьшается, общая структура речного континуума сохраняется. При этом подавляются процессы деструкции органического вещества бактериями и значительно уменьшается биомасса первичных консументов, что часто приводит к увеличению биомассы и усложнению пространственной структуры перифитона. Резко увеличивается роль вторичных консументов, среди которых доминируют хищные личинки водных насекомых. Многие из них имеют многолетний жизненный цикл и могут быть отнесены к r-стратегам. В целом ацидофикация приводит к преобладанию пастбищных пищевых цепей, снижению скорости деструкции органического вещества и увеличению отношения Р/R и К2 экосистемы и, следовательно, вызывает сдвиг функционирования экологической системы водотока к равновесному состоянию.
Влияние токсикации на речные экосистемы зависит от вида токсикантов. Так, влияние пестицидов приводит к резкому обеднению фауны водных насекомых и доминированию некоторых представителей первичноводных животных. Напротив, при воздействии тяжелых металлов доминируют хищные водные насекомые. При токсикации происходит подавление первичной продукции экосистемы и может наблюдаться стимуляция деструкции органического вещества, что приводит к снижению отношения Р/R и К2 экосистемы [73].
Влияние хозяйственной деятельности на гидрологический цикл [116]. Влияние, которое оказывает деятельность человека на процессы гидрологического цикла, издавна привлекало ученых и практиков. Уже в 30-х гг. XVIII в. сильное обмеление многих европейских рек начали объяснять вырубкой лесов в их бассейнах. В 40-х гг. XIX в. в Петербургской академии наук была создана комиссия, в которую вошли академики К.Ф. Бэр, П.П. Кеппен и др., в задачу которой входило изучение последствий вырубки лесов в бассейне Волги [55]. Особенно широкую дискуссию в научной печати европейских стран и России вызвало выступление австрийского инженера Г. Векса в 1873 г. "Об убыли воды в родниках, малых и больших реках культурных стран при одновременном усилении половодий" [259]. Наблюдавшееся в те годы снижение уровня воды в реках он объяснял истреблением лесов и осушением болот. Работа Г. Векса изучалась Венской, Копенгагенской и Петербургской академиями наук. Специальная комиссия Петербургской академии наук пришла к выводу, что обмеление рек происходит по причине уменьшения количества осадков, и по отношению к российским регионам оно фактически не доказано [184].
В дальнейшем становилось все очевидней, что рост хозяйственной деятельности на водосборах рек неизбежно приведет к существенному преобразованию гидрологических процессов. Начали появляться обширные и глубокие исследования по влиянию различных сторон антропогенной деятельности на водность рек. Сводку этих работ можно найти в монографиях [55, 184, 268].
Согласно [134] выделяется несколько этапов развития "гидрологии антропогенного направления": 1930-е гг. - преобразование сельского хозяйства, новые приемы земледелия; конец 1940-х - начало 1950-х гг. - развернувшееся гидротехническое строительство, в том числе на малых реках, значительные масштабы полезащитных лесонасаждений; начало 1960-х гг. - бурное развитие по всем направлениям хозяйственной деятельности, сопровождавшееся пренебрежением к водоохранным и экологическим вопросам: середина 1980-х гг. - интенсификация водного хозяйства на фоне ярко выраженного интереса к экологическим вопросам с акцентом на ресурсосбережение.
Современному этапу исследований антропогенного воздействия на процессы гидрологического цикла присущи следующие черты, которые достаточно объективно можно охарактеризовать цитатой из монографии Н.И. Коронке- вича [134]: "Здесь так же господствуют методы формальной статистики в ущерб генетическим, недостаточное внимание уделяется водосборам по сравнению с местами концентрации вод, лучше известны изменения стока, чем других элементов водного баланса, средние оценки превалируют над оценками лет определенной водности, изменения годового количества и режима вод более изучены, чем изменения качества вод".
Тем не менее, за более чем столетний период развития гидрологии антропогенного направления были установлены определенные факты, разработаны методы оценок, предложены практические рекомендации.
Согласно исследованиям последних десятилетий, достоверно установлено, что лесные массивы увеличивают как жидкие, так и твердые осадки. Мы касались этого вопроса в разделе 2.3, там же приведены необходимые ссылки. Ученые указывают, что над лесом жидкие осадки за теплый период увеличиваются на 8 - 14% по сравнению с безлесными (полевыми) участками. Твердые осадки в лесной зоне европейской части России, которые могут быть оценены запасами воды в снеге на конец зимы, в лесу всегда выше на 6 - 36% в зависимости от породного состава и возраста леса. Исключения составляют еловые леса, где снегозапасы примерно равны последним на полевых участках. В лесостепной и степной зонах в лесу снегозапасы выше в 1,3 - 2,5 раза по сравнению с полем. Другой особенностью снегонакопления в лесу является запаздывание схода снежного покрова в весенний период по сравнению с открытыми участками. Согласно [55], это запаздывание может составлять от 5 до 25 дней в зависимости от породного состава и возраста леса.
Роль леса в расходовании влаги на испарение долгое время являлась предметом дискуссий. После публикаций Г.Н. Высоцкого в начале XX в. распространилось крылатое выражение "лес сушит равнины и увлажняет горы". Г.Н. Высоцкий ввел в оборот термин "мертвый горизонт", ниже которого влага не проникает (2 - 4 м от поверхности земли), что дало ему возможность упростить уравнение водного баланса и на основе расчетов прийти к выводу, что испарение с леса значительно больше испарения с поля.
Резкое снижение испарения происходит в результате рубок леса. Рубка леса ведет вообще к катастрофическим экологическим последствиям по многим аспектам. Резко изменяются водно-физические свойства почв. Так, в работе [55] отмечается, что в формировании водных свойств лесных почв особенно велика роль лесной подстилки. Полная влагоемкость подстилки по опытам
А.П. Малянова составляет 500 - 700%, и в этом заключается ее основная гидрологическая роль. Кроме того, что она может поглощать много влаги, она поддерживает высокие инфильтрационные свойства нижележащей почвы. Рубка леса приводит к быстрому разрушению подстилки и ухудшению воднофизических свойств. Для восстановления фильтрационных свойств почвы надо не менее 45 - 55 лет.
Посадка леса также меняет элементы водного баланса. По наблюдениям на Валдае в процессе роста леса увеличиваются осадки и испарение. Через 18 лет после посадки испарение с леса и поля соответственно составляло 449 и 355 мм. Уменьшилась плотность почвы с 1,45 г/см3 до 1,09 г/см3. Уровень грунтовых вод сначала поднялся на 50 см, затем стал падать, после чего стабилизировался и стал почти таким же, как и до посадки леса [329].
Наиболее ярко влияние леса на сток проявляется после рубок. Так, по данным [183, 332, 357], на второй год после вырубки леса годовой сток увеличивается на 40 - 60%, весенний на 30 - 40%, меженный на 80%. По мере восстановления и роста леса значения стока уменьшаются, и через 30 лет годовой сток по сравнению с исходными значениями (до вырубки леса) уменьшается на 40%, весенний на 20%, меженный на 40%. Далее величины стока опять начинают возрастать и примерно через 100 - 120 лет достигают своих (до рубки) первоначальных значений. Указанный ход изменения стока в зависимости от возраста леса, полученный экспериментально, подтверждается и данными математического моделирования [132, 259].
Столь мощное воздействие вырубок на сток объясняется, кроме уменьшения испарения, еще и возрастанием глубины промерзания. В лесах европейской части почвы промерзают на 15 - 35 см меньше, чем в поле, а иногда остаются талыми всю зиму. Лес влияет также на запасы влаги в почве и уровень грунтовых вод. Согласно данным [259], в лесу влагозапасы и уровень грунтовых вод ниже, чем в поле. Таким образом, лесотехнические мероприятия, и особенно рубки леса, оказывают существенное влияние на все элементы водного баланса и режима территории.
Рассмотрим влияние агротехнических и агролесомелиоративных мероприятий. Это комплекс, включающий вспашку (зяблевая, весенняя, противо- эрозионная, дискование, рыхление и др.), создание полезащитных полос, снегозадержание, систему севооборотов, внесение удобрений и др. Воздействие его на процессы гидрологического цикла очень велико, хотя бы вследствие того, что такие мероприятия проводятся на огромных пространствах, часто занимающих подавляющие части водосборов малых рек.
Влияние агротехнических мероприятий на осадки в основном проявляется в воздействии на снежный покров. Если сравнивать снегозапасы на целинных участках степи и на других угодьях, то по данным, приведенным в работе [55], в степи (ЕТС) снегозапасы в конце зимы были: на целине - 43 мм, озимых - 41, стерне - 39, зяби - 34 мм: в Казахстане (степь) на целине - 52 мм, стерне - 68, зяби - 39 мм; в лесостепи ЕТС на целине - 152 мм, зяби - 117 мм. В этой работе приведены и другие данные по снегозапасам на различных угодьях. Можно заключить, что наличие растительности или сухостойной растительности на полях зимой способствует большему (в пределах 115 - 135%) накоплению снега по сравнению с зяблевой пахотой. Увеличение снегозапасов на полях создается и снегозадержанием. При этом в зависимости от природной зоны и условий зимы запасы воды в снеге на полях могут возрастать в 1,5-2 раза [367].
Существенное влияние на запасы воды в снеге оказывают лесополосы. Исследования этого вопроса проводятся давно и восходят еще к экспедиции В.В. Докучаева в Каменную степь (1883 - 1903). Сводку работ по этому вопросу можно найти в монографии [200]. Согласно приведенным здесь данным, снегозапасы на открытых участках в Каменной степи составляют 46 - 52 мм, на участках между лесными полосами 64 - 80, в самих лесных полосах 197 - 303 мм. В некоторые годы запасы воды в снеге самих лесных полос могут достигать 800 - 1000 мм. Примерно такие же значения приводятся для стационаров Куйбышевской, Саратовской и Орловской областей.
При отсутствии лесных полос, колков и островов леса снег сдувается в гидрографическую сеть (балки, овраги, поймы рек). Соотношение между снего- запасами в открытом поле и в гидрографической сети равно 1,5 в лесных районах, в сильно расчлененных районах Черноземного центра и Поволжья - 3, на юге Западной Сибири и Северного Казахстана - 4 [55, 200].
Агротехнические мероприятия в значительной мере способствуют удержанию влаги на полях, особенно талого стока. Это и вспашка (рыхление почвы), снегозадержание, лесные полосы и др. Вследствие этого следует ожидать увеличения испарения. По данному вопросу существует две точки зрения. Считается, что повышение урожайности, связанное с развитыми современными приемами агротехники, вызывает увеличение испарения на 15 - 55% в течение вегетационного периода [364].
Наиболее полно в литературе рассматривается вопрос влияния агротехнических мероприятий на склоновый и речной сток. По вопросу влияния агротехнических мероприятий на сток больших рек существуют две точки зрения. Согласно первой распашка земель, интенсификация агротехнических мероприятий существенно снижают сток больших рек. В частности, для рек Дон, Волга, Днепр с 1950-х гг. до 1980 - 1985 гг. прогнозировалось уменьшение стока до 30 - 45% [363, 364]. По мнению других ученых, уменьшение стока может произойти, но незначительно, не более 10%. Если обратиться к мнению исследователей о влиянии агротехники на сток малых рек, то здесь можно отметить отсутствие разногласий. Спор идет только по частным вопросам: при каких условиях это влияние проявляется больше.
В.Е. Водогрецкий [56] считает, что "для очень малых речных бассейнов в степной и лесостепной зонах, не дренирующих подземные воды, поверхностный сток при проведении агромелиоративных мероприятий резко уменьшается, что приводит практически к такому же уменьшению полного стока - до 20 - 40%м. Н.И. Коронкевич на основании своих исследований приходит к выводу, что снижение стока с пашни оценивается в среднем в 40%. Причем в зоне дерново-подзолистых почв уменьшение стока составляет 10 - 20%, в зоне серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных черноземов 20 - 40%, в зоне типичных, обыкновенных и южных черноземов 25 - 60%, в зоне темнокаштановых почв 65 - 90% [134].
Обобщение большего количества материалов по стоку со склонов позволило сотрудникам Института географии АН [55] выполнить дифференцированную оценку воздействия распашки склонов на сток. Это влияние зависит в значительной степени от увлажненности региона.
Достаточно длительную историю имеет и дискуссия по влиянию осушительных мелиораций на сток рек и вообще водные ресурсы. Начало дискуссии связано с масштабными работами Западной экспедиции по осушению земель в Полесье под руководством И.И. Жилинского (1873 - 1906). Здесь были представлены две точки зрения. Сам И.И. Жилинский считал, что осушение болот приведет к увеличению весеннего и меженного стока. В то же время известный почвовед В.В. Докучаев доказывал, что если все крупные реки (Днепр, Западная Двина, Волга и др.) берут начало из болот, осушение последних приведет к обмелению рек. Эти две точки зрения применительно к отдельным элементам речного стока существуют и сейчас.
Осушение земель оказывает влияние не только на речной сток, но и значительно меняет структуру водного и теплового балансов территории, ведет к существенному изменению всех режимных характеристик малых рек [273]. Влияние осушения на сток с болот и заболоченных земель связано с прокладкой осушительной сети, что приводит, с одной стороны, к увеличению стока за счет лучших условий его формирования, с другой - понижение грунтовых вод увеличивает зону аэрации, а, следовательно, и потери стока. Эту мысль о влиянии осушения на сток высказывал в 1975 г. К.Е. Иванов [111]. Два отмеченных мощных фактора объясняют многочисленные примеры уменьшения годового стока под влиянием осушения и его увеличение. Подобное же влияние отмечается и на максимальные расходы и слой стока весеннего половодья и дождевых паводков [184, 217, 364].
Для более детального знакомства с особенностями изменения стока малых рек после мелиорации укажем еще на несколько публикаций по разным регионам бывшего СССР и России [78, 86, 196, 233, 312, 360, 378]. Как решаются эти вопросы в Новочеркасском инженерно-мелиоративном институте, где научно обоснованы и систематизированы охранные, рекультивационные и хозяйственные мероприятия по малым рекам, показано в [162].
Еще одним важным фактором трансформации стока малых рек и их водосборов явилась массовая урбанизация, геоэкологическая роль которой освещается во многих публикациях по географии и экологии практически всех городов России [27, 84, 96, 232, 284, 313, 325].
Следует отметить, что сама задача количественной оценки и прогноза влияния хозяйственной деятельности на гидрологический цикл очень сложна. Это обусловлено тем, что на водосборе действует множество факторов хозяйственной деятельности, последствия которых нередко носят противоположный характер. Кроме того, эти воздействия накладываются на естественные природные процессы, которые по величине могут превышать антропогенное влияние и затушевывать его. Третьим фактором, усложняющим решение задачи, является трудность получения информации о характере антропогенной деятельности, которая часто не систематизирована или вообще отсутствует.
Гидрологическая наука накопила достаточный методический арсенал для решения вопроса. Могут быть названы следующие группы методов [106,194, 302]:
  1. статистические;
  2. водно-балансовые;
  3. математического моделирования;
  4. физического моделирования;
  5. активного эксперимента.

Для реализации расчетов необходимо располагать крупномасштабными специальными картами водосбора (геологическими, геоморфологическими, гидрологическими, почвенными, растительности и распаханности). Кроме того, надо уметь рассчитывать составляющие уравнения, т. е. иметь расчетные методики. Такие детальные методики разработаны В.Е. Водогрецким для определения изменения годового и сезонного стока при агротехнических и лесохозяйственных мероприятиях [56].
Для расчета изменения годового стока при агротехнических и лесомелиоративных мероприятиях им применяются громоздкие формулы, где оцениваются:
  1. изменение годового стока рек под влиянием лесомелиорации, мм;
  2. средняя многолетняя сумма осадков за год, мм;
  3. средние многолетние значения запасов воды в снеге на сельскохозяйственных полях и на залежи (целине), мм;
  4. атмосферные осадки за период склонового стекания, мм;
  5. коэффициенты среднего многолетнего склонового стока и питания грунтовых вод атмосферными осадками на целинных участках водосбора до их агромелиоративного освоения;
  6. собственно изменение среднего многолетнего склонового и грунтового стока под влиянием агротехники и лесополос на суглинистых и супесчаных почвах в долях единицы;
  7. доля площади водосбора под пашней и лесными полосами;
  8. доля площади водосбора под теми же угодьями с различными глубинами залегания грунтовых вод;
  9. коэффициенты для вычисления изменений склонового и грунтового стока заданной обеспеченности;
  10. коэффициенты для вычисления изменений грунтового и склонового стока на супесчаных и легкосуглинистых почвах (на суглинистых почвах он равен единице);
  11. коэффициенты, учитывающие глубину распашки;
  12. коэффициенты, учитывающие водность района в пределах природных зон;
  13. коэффициент, учитывающий возраст лесных полос;
  14. коэффициент, учитывающий расположение лесных полос (вдоль и поперек склонов);
  15. коэффициент, учитывающий влияние на сток уклона.

Все коэффициенты для расчета определяются по таблицам, которые составлены В.Е. Водогрецким на основании данных наблюдений на стоковых и водно-балансовых станциях. Кроме этого, им разработан ряд эмпирических формул в рамках совершенствования своей методики. Формулы носят региональный характер и основными аргументами служат осадки, снегозапасы, уклон и уровень грунтовых вод. Метод В.Е. Водогрецкого является основным для рекомендаций по определению антропогенного влияния на сток малых рек [191].
Несмотря на детальную проработку на основе обширного материала водно-балансовых станций расчетной схемы оценки антропогенного влияния на сток рек, метод В.Е. Водогрецкого не лишен недостатков. К ним следует отнести чрезвычайную громоздкость расчетных формул, обилие коэффициентов, невозможность применения для конкретных лет. В условиях Западной Сибири с ее большей заболоченностью важен учет влияния болот, а методика В.Е. Водогрецкого их роль не учитывает. К недостаткам методики следует отнести и то, что рассчитывается изменение стока, а не его величина. Тем не менее, ряд положений, таблиц и величины этой расчетной схемы необходимо учитывать при оценке влияния воздействий на гидрологический цикл.
<< | >>
Источник: Ткачев Б.П., Булатов В.И.. Малые реки: современное состояние и экологические проблемы = Small rivers: state-of-the act and ecological problems: Ана- лит. обзор / ГПНТБ СО РАН. - Новосибирск,2002. - 114 с.. 2002

Еще по теме Хозяйственная деятельность на малых водосборах:

  1. Глава 2. СОСТОЯНИЕ МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ
  2. Условия формирования речного стока малых водосборов
  3. Ландшафтно-гидрологические исследования на малых водосборах
  4. 3. Законодательство о хозяйственной деятельности
  5. ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОНАСТЫРЕЙ
  6. §17.4. Хозяйственная деятельность товарищества собственников жилья
  7. Тема 6. ФИРМА И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЕЕ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
  8. Хозяйственная деятельность товариществ собственников жилья.
  9. 1. Каково главное назначение хозяйственной деятельности?
  10. Проверка финансово-хозяйственной деятельности (ст. 186)
  11. § 4. ПРАВОВЫЕ ФОРМЫ СОВМЕСТНОЙ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ