big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Тепло, влага и речной сток

Коэффициент сухости определяет не только величину испарения влаги в той или иной географической зоне, но и другую важную составляющую водного баланса — речной сток. Читатель уже знает, что в каждой точке земной поверхности существует не только свой баланс тепла, но и баланс влаги. Количество осадков, выпавшее в той или иной точке земного шара (приходная часть водного баланса), должно всегда быть уравновешено за счет испарения, стока и просачивания в почву (расходные составляющие водного баланса). Если такого равновесия в природе соблюдаться не будет, то есть приход превысит расход, вода будет непрерывно накапливаться, что приведет к заболачиванию или затоплению земной поверхности.

Каждую составляющую баланса влаги можно измерить или вычислить. Расход влаги на испарение мы теперь можем определить по затратам тепла на испарение, а они, как мы знаем, зависят от тепловых ресурсов, которые отпущены природой для каждой географической зоны. А вот расход влаги при стоке и просачивании пока нам неизвестен. Правда, можно предположить, что он должен быть тесно связан с коэффициентом сухости. Чем больше будет коэффициент сухости А, тем меньше осадков будет стекать в реки и просачиваться в почву. В пустынях, где этот коэффициент достигает 10—15, ни о каком стоке или просачивании выпавших осадков говорить не приходится. Они целиком расходуются на испарение. Величина стока здесь равна нулю.

Иное дело в зоне избыточного увлажнения, где коэффициент сухости очень мал. Большая часть выпавших здесь осадков должна стекать в ручьи и реки и уноситься в озера и моря, а меньшая — просачиваться в почву и грунт, пополняя запасы подземных вод.

В зонах с умеренным и теплым климатом потери осадков, просочившихся в почву в течение года, обычно невелики. Та часть осадков, которая просочится осенью и весной, как правило, возвращается обратно, когда происходит интенсивное высушивание почвы. Поэтому в целом за год водный баланс какого-либо участка суши в этих зонах можно записывать в следующем виде:

Осадки = Испарению + Сток, или О=И + С.

Если каждый из членов этого уравнения поделить на величину осадков (О), то уравнение будет иметь вид:

Легко заметить, что отношение испарения к осадкам определяется остаточной радиацией или коэффициентом сухости, а он, как мы знаем, закономерно возрастает с севера к югу, находясь для каждой природной зоны в определенных пределах.

Отношение же стока к осадкам (С/О) является чисто гидрологической характеристикой и определяется водным балансом. Таким образом, приведенное выше уравнение связывает тепловой и водный балансы в одно целое, утверждая единство процессов сохранения энергии и влаги в природе. Оно показывает, что метеорологические и гидрологические процессы на нашей планете управляются одним и тем же механизмом, которым является солнечная энергия.

Из приведенного выше уравнения следует, что коэффициент стока (С/О) характеризует не только долю осадков, уносимых реками в данном районе, но и количество тепла, которое потребовалось бы на испарение этих осадков. Оно равно разности между единицей и определенным числом, пропорциональным коэффициенту сухости. Таким образом, чисто гидрологическая величина, какой является сток, может быть рассчитана по тепловому балансу. Произведя такие расчеты, метеорологи получили коэффициенты стока для каждой природной зоны, не производя гидрологических наблюдений. На границе тундры и леса коэффициент стока оказался близок к 0,7; на границе леса и степи равен 0,2—03; на границе степи и полупустыни — 0,05—0,1; на границе полупустыни и пустыни меньше 0,05. Зная же коэффициент стока, уже не трудно определить и сам сток. Для этого достаточно определить остаточную радиацию, количество осадков и вычислить коэффициент А. На схеме (рис. 19) приведены годовые величин стока воды (в см) для различных географических зон в зависимости от остаточной радиации Б и условий увлажнения А.

Этот рисунок говорит о многом. Прежде всего он показывает, какая доля осадков, выпадающих в каждой природной зоне, не участвует в испарении, а стекает в ручьи и реки, а затем в моря и океаны. Иными словами, он характеризует

Зависимость стока рек от остаточной радиации Б и условий увлажнения А

водные ресурсы каждой природной зоны. В зоне тундры эти ресурсы огромны. Более 200 см воды в год выносят северные реки в моря и океаны. В степях сток составляет 5—10 см, а в полупустынях и пустынях ни на какие водные ресурсы за счет осадков рассчитывать уже не приходится.

Сток является важной гидрологической характеристикой. Он определяет водность рек в каждой природной зоне, к его показателям прибегают гидростроители, когда хотят рассчитать наполняемость водохранилищ и расход воды через плотину гидроэлектростанции, ими пользуются ирригаторы, прежде чем приступить к орошению сельскохозяйственных полей. Без учета стока не обходится ни одно крупное строительство. Не зная величины стока, нельзя рассчитать водоснабжение не только городов, но даже поселков.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.