Влияние факторов, определяющих сток талых вод с малых водосборных бассейнов

Основные факторы, влияющие на формирование стока талых вод - запасы воды в снеге и характер распределения его на площади водосбора, интенсивность и продолжительность снеготаяния, степень осеннего увлажнения и промерзания почвогрунтов. Кроме того оказывает влияние площадь и форма бассейна, рельеф, характер почв, геологическое строение бассейна, наличие в бассейне озер, лесов, болот. Перечисленные факторы в той или иной мере вызывают аккумуляцию и регулирование образовавшихся от снега талых вод.

Количество воды, поступающей на водосбор в период половодья, определяется главным образом запасами воды в снеге и интенсивностью снеготаяния.

Сток талых вод на поверхности водосбора происходит с запозданием относительно начала снеготаяния. Снег обладает влагоемкостью – способностью удерживать в виде пленочной или капиллярной воды. Поэтому водоотдача из снега, то есть поступление (не удерживаемой снегом) талой воды на почву, не равна интенсивности снеготаяния как по величине, так и по времени.

Вода, образующаяся в начале снеготаяния, просачивается и увлажняет нижние слои снежного покрова. До тех пор, пока снег не насытится водой до максимальной влагоемкости, порции талой воды удерживаются водой и не достигают почвы. В дальнейшем наоборот, водоотдача из снега становиться несколько больше того количества воды, которое образуется от снеготаяния за рассматриваемый период. К концу половодья интенсивность водоотдачи может значительно превышать интенсивность снеготаяния. Существенное увеличение водоотдачи происходит под влиянием весенних дождей, которые уменьшают аккумулирующую способность снега, изменяя его структуру; дождями разрушаются снежные капилляры, вследствие чего содержащаяся в снеге капиллярная и пленочная вода переходит в гравитационную, быстро стекающую вниз.

По данным П.П. Кузьмина, начало поступления на поверхность почвы избыточной талой воды, не удерживаемой снегом, соответствует моменту стаивания от 15 до 25% начальных влагозапасов.

Часть поступающей в бассейн воды, которая не участвует в формирование стока, представляет потери стока половодья. К таким потерям относятся инфильтрация, аккумуляция (задержание) вод на поверхности бассейна и испарение с поверхности талых вод снега. Потери на испарение не превышают 10% запасов воды в снеге. Особенно малы потери на испарение в северных районах.

Инфильтрация. Часть талых вод расходуется на просачивание (инфильтрацию) в почву.

Инфильтрациязависит от структуры почвогрунтов, степени промерзания почвы и увлажнения почвы перед наступлением отрицательных температур воздуха. Часть просочившихся талых вод остается в почве, насыщая ее, как правило до полной влагоемкости.

Другая часть талых вод, просочившись через верхний легко водопроницаемый слой почвы, достигает менее водопроницаемого слоя и стекает по поверхности этого относительно водоупора. Это так называемый внутрипочвенный сток. Обычно водоупором, по которому стекают талые воды, является мерзлый слой, который по мере оттаивания почвы продвигается вниз. Если нет другого относительного водоупора, внутрипочвенный сток в оттаявшей почве прекращается, и вода просачивается в нижние слои.

Третья часть просочившихся талых вод достигает поверхности грунтовых вод, пополняя их запасы и обеспечивая питание реки и межень. Эту часть стока исключают из весеннего стока и рассматривают как потер.

Минимальные потери талых вод на инфильтрацию и наибольший поверхностный сток наблюдается, если земля покрыта ледяной коркой.

Аккумуляция на поверхности бассейна. С начала водоотдачи талые воды не сразу стекают по склону, а заполняют неровности рельефа на водосборе. Чем больше площадь водосбора, тем больше их аккумулирующая способность, тем больше его сглаживающие влияние на половодный сток.

Трансформирование (сглаживание) половодного стока с увеличением площади бассейна объясняется также различным временем добегания воды по отдельным составляющим гидрографической сети, лучшим русловым регулированием. Поэтому с увеличением площади водосбора максимальный модуль стока уменьшается, продолжительность половодья увеличивается, форма гидрографа становится более плавной, растянутой.

Наиболее сильно выражены процессы аккумуляции стока в бассейнах, имеющие значительные аккумулирующие емкости в виде озер. Озера задерживают часть талых вод, вследствие чего максимальный расход весеннего половодья снижается.

Пруды и водохранилища оказывают то же влияние, как и озера. Аккумулирование талых вод происходит и в лесу. Снижение максимума весеннего половодья в лесных бассейнах зависит от степени залесенности, расположения лесов в бассейне, состава лесных насаждений. Регулирующая роль болот сравнительно не велика и зависит от типа, размера и размещение болот по водосбору.

Аккумулирующей способностью обладают также мощные толщи рыхлых отложение (крупнозернистые пески, песчано-гравелистые грунты), трещиноватые и карстовые породы. Наличие их в бассейне приводит к значительному снижению максимума весеннего половодья.