Архів якісних рефератів

Знайти реферат за назвою:         Розширений пошук

Меню сайту

Головна сторінка » Екологія

Вплив лісів Карпат на снігонагромадження, сніготанення та формування весняного стоку (реферат)

Вплив гірських лісів Карпат на снігонагромадження, сніготанення та формування весняного паводкового стоку (частина 1)

Основною причиною нерівномірності річного розподілу стоку є сезонні зміни погоди. Вони здебільшого визначають характер і особливості формування стоку, впливають на його величину, тривалість та інтенсивність.

Протягом теплого періоду року випадають помірні дощі або короткочасні зливи, що зумовлює майже безпосередню їх участь у гідрологічних процесах, які відбуваються в грунті, зокрема у формуванні стоку. По-іншому залучається атмосферна волога у процеси стоку протягом холодного періоду. Відомо, що тверді опади у вигляді снігу не зразу витрачаються на стік та інфільтрацію вологи в грунт. Інколи сніг може створювати великі запаси вологи на водозборі. Залежно від характеру погоди, яка визначає швидкість сніготанення, формуються більшої чи меншої інтенсивності весняні паводки.

Настання зими в горах, а в зв'язку з цим нагромадження вологи у вигляді снігового покриву має специфічний характер і підпорядковане закономірностям вертикальної поясності клімату. У високогір'ї снігу нагромаджується більше як за рахунок частіших опадів, так і в результаті тривалішої холодної погоди. Звичайно тут сніговий покрив утримується до половини травня або й довше, тоді як в нижчих положеннях вже зовсім немає снігу. Таким чином, при весняному потеплінні живлення гірських потоків відбувається спочатку за рахунок сніготанення в нижчих положеннях схилів і тільки в кінці весни за рахунок танення снігу — у високогір'ї. Отже, сніготанення тут розтягується на довший проміжок часу, а сам процес формування стоку у весняний період відбувається за рахунок як дощового, так і снігового живлення.

Такий хід процесів формування весняного стоку в Українських Карпатах має місце на гірських масивах, що утворюють головні хребти. На відрогах головних хребтів, які характерні незначним підняттям рельєфу, процеси сніготанення і формування весняних паводків проходять більш-менш одночасно.

Крім кліматичних умов, на формування весняних паводків істотно впливає лісовий покрив. Доказом цього є результати снігомірних робіт, проведених нами на водозборах гідростаціонару «Хрипелів», розташованого в Прикарпатті в районі Центральних Горган в зоні домінуючого поширення ялини (табл. 24). Водозбори досліджуваного стаціонару вкриті стиглими ялиновими деревостанами і охоплюють діапазон висот між 820 і 1320 м над рівнем моря. У верхній частині, на вододілі, вони закінчуються неширокою смугою високогірних лук-полонин, які займають близько 20% всієї площі водозборів. Відносно значний висотний діапазон та наявність на водозборах полонин дають можливість з'ясувати до деякої міри вплив висоти над рівнем моря і типу рослинності як на процеси нагромадження снігу, так і на характер і динаміку сніготанення. Снігомірні зйомки проводились на постійних маршрутах, прокладених поперек схилів: у верхній частині водозборів (полонина), у приполонинному лісі, в середній та нижній частинах водозборів. Як показали вимірювання, найбільші товщина снігового покриву і запаси води в снігу в приполонинному лісі. Цьому в значній мірі сприяє те, що певна кількість снігу здувається вітром з полонин і затримується в смузі приполонинних лісів. Характер сніготанення в цих висотних положеннях, його тривалість та швидкість відповідно впливають на процеси формування стоку в цілому. У специфічних особливостях цього природного процесу очевидна водорегулююча роль приполонинних лісів у період весняного сніготанення.

Сніговий покрив у приполонинних лісах утримується найдовше, оскільки його тут нагромаджується найбільше. З другого боку, танення його проходить повільніше порівняно з безлісними полонинами тому, що намет ялинового лісу захищає маси снігу, які тут нагромадилися від прямої сонячної радіації. Таким чином, сніговий покрив у приполонинному лісі зберігається ще й тоді, коли на розташованих вище полонинах він майже повністю зникає. Такий розподіл снігу на гірських схилах у весняний період має важливе значення з точки зору регулювання поверхневого стоку талих вод.

В результаті швидкого танення снігу на безлісних полонинах значні кількості вологи стікають вниз. Натрапляючи на товстий шар снігу, який зберігається в смузі приполонинних лісів, майже вся вода збирається ним і, таким чином, дальший її стік по схилу на деякий час припиняється. Отже, найбільші запаси води в снігу під кінець сніготанення в приполонинному лісі. Тому в період весняного сніготанення приполонинним лісам належить особливо важлива роль регулятора і перетворювача стоку.

Можна зробити висновок, що регулювання стоку талих вод на водозборах, які охоплюють значний висотний діапазон, обумовлюється впливом таких двох взаємодіючих факторів, як вертикальна поясність клімату та наявність лісового покриву. Виходячи з цього, стає очевидною важливість охорони приполонинних лісів. Розладнання їх, яке здебільшого буває в результаті випасання худоби, а також безгосподарних рубок з метою поширення високогірних пасовищ, може привести до значної втрати захисних функцій приполонинних лісів.

Своєрідність формування стоку в зимово-весняний період, яке супроводиться сніготаненням, визначає в основному особливості внутрішньорічного розподілу стоку, а швидкість сніготанення впливає безпосередньо на бурхливість паводків талих вод. В зв'язку з цим відповідний інтерес являє собою визначення участі зимово-весняного стоку в сумарному річному об'ємі. При цьому необхідно відмітити, що залежно від метеорологічних умов не весь об'єм зимово-весняного стоку формується за рахунок сніготанення. Випадання в цей період дощів служить додатковим джерелом стоку, а інколи становить основну його частину.

Щоб з'ясувати залежність між особливостями погоди за холодний період і величиною та характером формування стоку, розглянемо дані багаторічних спостережень на гідростаціонарі «Свалява» (табл. 25).

Зими перших двох гідрологічних років були малосніговими. Атмосферна волога випадала переважно у вигляді дощів і досягла приблизно 1/3 загальної річної кількості опадів. Проте величина стоку за цей період становила більше половини його загальнорічного об'єму. Збільшення витрат вологи на стік протягом холодного періоду пояснюється, в першу чергу, істотним зменшенням витрат її на сумарне випаровування (прямий ефект зниження температур) та припиненням транспірації лісовою рослинністю.

Деякими індивідуальними особливостями погоди та характером снігонагромадження відзначалась зима 1961/62 гідрологічного року. Значний сніговий покрив появився в кінці зими. Танення його проходило з одночасним утриманням хмарної дощової погоди. Це викликало бурхливе формування весняного паводку. Таке сніготанення, коли сніг тане під дією не прямої сонячної радіації, а теплих повітряних течій, прийнято називати адвективним.

За весь семирічний період спостережень весняний паводок 1961/62 гідрологічного року досягнув максимального розміру. При цьому необхідно відмітити, що періодичні стихійні повені, які завдавали істотної шкоди народному господарству Карпат, були наслідком саме такого бурхливого сніготанення. Такими були повені у січні 1947 та в грудні 1957 років.

Утримання стабільного снігового покриву та тривалої морозної погоди обумовлює істотне зменшення бурхливості весняних паводків. Періодичні недовготривалі відлиги сприяють поступовому і рівномірному зменшенню запасів води в снігу. Стік формується плавно і довше триває. У таких випадках весняні паводки не загрожують утворенням повіней. Особливо сприятливо на стабілізацію стоку впливає ясна безхмарна погода. У таких випадках стік дещо збільшується вдень під дією прямої сонячної радіації, а в нічний час та ранком зменшується внаслідок зниження температури повітря. Таке сніготанення прийнято називати радіаційним, або солярним.

Такий тип сніготанення мав місце у зимово-весняний період 1962/63 та 1963/64 гідрологічних років. Як видно з даних таблиці 25, величини стоку від сніготанення досить близькі в межах одних і тих же водозборів. Щодо неоднорідності стоку між водозборами, то вона пояснюється певним впливом їх орографічних особливостей на снігонагромадження та сніготанення.

В тих випадках, коли невеликий сніговий покрив утримується недовго, тобто коли мають місце часті відлиги, сніготанення майже не впливає на збільшення загального об'єму стоку в холодний період, що характерне для 1964/65 гідрологічного року. Але часті дощі протягом холодного періоду призводять до значно більшого зростання стоку, порівняно з вегетаційним періодом. Так, зимою 1965/66 гідрологічного року сніговий покрив утримувався не довго. За весь холодний період цього року випало 558,9 мм опадів переважно у вигляді дощів, за вегетаційний — 620 мм. Проте витрати вологи на стік протягом холодного періоду становили по І водозбору 72%, по II 81,6% і по ІІІ — 76,8% від загального річного об'єму стоку.

Наведені вище дані дають загальне уявлення про вплив погоди і, зокрема, характеру атмосферних опадів на динаміку стоку протягом холодного періоду. Але процеси формування стоків при сніготаненні мають своєрідні особливості і перш за все залежать від характеру снігонагромадження та швидкості сніготанення. В свою чергу формування снігового покриву та хід процесів сніготанення в горах обумовлені рядом факторів, серед яких визначне місце належить лісовому покриву і таким особливостям рельєфу, як крутизна та експозиція схилів. Відомо, що сніговий покрив залягає на місцевості нерівномірно. Це залежить від двох факторів вітру та перешкод на земній поверхні, які впливають на повітряний потік. Взаємодія між підстилаючою поверхнею та вітром полягає в тому, що сніговий покрив формується не тільки за рахунок твердих опадів, які утворюються безпосередньо в хмарах і випадають на земну поверхню (опадоутворююча складова), але й за рахунок снігових частин, які відриваються від снігового потоку та переносяться повітряним потоком (адвентивна складова). Доля адвекції у формуванні снігового покриву зростає з посиленням вітру та збільшенням перешкод на земній поверхні, викликаних пересіченістю рельєфу, рослинним покривом тощо.

Значне збільшення товщини снігового покриву на стику полонин з лісом, тобто в смузі охоронних приполонинних лісів, відбувається, як ми вже знаємо, в результаті здування снігу з полонин, на яких сила та швидкість вітру найбільші. Тут немає природних перешкод, які б стояли на шляху повітряних потоків. Натрапляючи на стіну приполонинного лісу сила і швидкість вітру зменшуються, в зв'язку з чим і нагромаджується більше снігу.

Формування снігового покриву під наметом лісу значною мірою залежить також від його породного складу. Так, під намет ялинових лісів проникає менше снігу, оскільки чимала частина його затримується кронами дерев. Під намет букових деревостанів, навпаки, зимою проникає більше опадів, що є наслідком відсутності в цей час листя, здатного затримувати опади. Але основна роль лісового покриву в снігонагромадженні зводиться до того, що під наметом лісу істотно зменшується сила та швидкість вітру, в результаті чого сніговий покрив залягає рівномірніше, порівняно з відкритою місцевістю.

Велика роль у формуванні снігового покриву належить внутрішньо-лісовим прогалинам, якщо вони не досягають великих розмірів (поляни, вирубки).

Користуючись даними багаторічних спостережень за сніговим покривом в зоні як букових, так і ялинових лісів, розглянемо деякі особливості формування снігового покриву у цих двох найбільш поширених в Карпатах лісорослинних угрупованнях. Для цього використаємо дані щоденних вимірювань товщини снігового покриву та запасів у ньому води, які проводились з п'ятиденними інтервалами (табл. 26). Для порівняння взято максимальні дані снігозапасів та товщини залягання снігового покриву.

Формування снігового покриву між буковими та ялиновими лісами істотно відрізняється. Так, під наметом букових лісів снігу нагромаджується більше, порівняно з відкритою місцевістю, тоді як у ялинових лісах, навпаки, під наметом лісу як потужність снігового покриву, так і запаси води в ньому менші.

Найбільше снігу нагромаджується на лісосіці і прогалині. Це обумовлене, з одного боку, зменшенням сили і швидкості вітру за рахунок прилеглих площ, вкритих лісом, а з другого, відсутністю лісового покриву, здатного в менших чи більших кількостях затримувати своїм наметом тверді опади. Не менш важливе значення мають завихрення повітряного потоку над лісовими прогалинами, з яким сюди попадає додаткова кількість снігу.

На характер снігонагромадження, а потім і на тривалість танення снігу істотно впливають такі особливості орографії, як крутизна та експозиція схилів (табл. 27). Найбільше снігу нагромаджується на водозборі, утвореному пологими схилами (тут товщина снігового покриву найбільша і найвищі в ньому запаси води), найменше — на ІІІ водозборі, утвореному переважно крутими схилами.

Така закономірність формування снігового покриву спостерігалась за період до рубок, коли всі три водозбори були вкриті однорідними буковими деревостанами. Істотно змінився характер снігонагромадження на водозборах, пройдених рубками. Найбільшу висоту снігового покриву виміряно на І водозборі, на якому проведена суцільно-лісосічна рубка. Дещо менший сніговий покрив сформувався під наметом зрідженого деревостану II водозбору, пройденого першим прийомом поступової насінно-лісосічної рубки. Але запаси води в снігу спочатку були найвищими на відкритій вирубці, згодом вони істотно зменшилися і під кінець утримання снігового покриву найвищими виявилися на II водозборі, під наметом зрідженого деревостану. Такі зміни у формуванні запасів води в снігу пояснюються деякими відмінностями в сніготаненні між відкритою лісосікою та зрідженим деревостаном. У першому випадку створюються умови для більш нерівномірного залягання снігового покриву. Як правило, на безлісних схилах менше снігу нагромаджується на підвищеннях мікрорельєфу, звідки він швидше сходить як при радіаційному, так і при адвективному сніготаненні. Звільнений від снігового покриву грунт в таких місцях швидше нагрівається, особливо коли підвищення мікрорельєфу піддаються прямій сонячній радіації. Такі плями грунту швидко розширюються, а волога від сніготанення витрачається на поверхневий стік та інфільтрацію в грунтові товщі.

По-іншому проходить сніготанення тоді, коли сніговий покрив залягає рівномірним шаром, що має місце на пологих схилах II водозбору із зрідженим лісовим покривом. Волога від танення снігу тут повністю затримується в товщі снігового шару. Цим можна пояснити те, що під кінець зими запаси води в снігу під наметом зрідженого деревостану на II водозборі вищі, ніж на безлісному І водозборі.

Експозиція схилів істотно впливає на тривалість залягання снігового покриву, тобто на швидкість його танення. На південних схилах сніговий покрив сходить набагато скоріше, порівняно із затіненими схилами північної і близьких їй експозицій.

Неодночасність танення снігу на схилах різних експозицій, як також на різних частинах водозбору, приводить до утворення так званого строкатого ландшафту. Це має чимале практичне значення, особливо в гірських умовах з різко виявленим пересіченим рельєфом. Живлення водних артерій талими водами відбувається спочатку за рахунок сніготанення на схилах південних і близьких їм експозицій, і тільки потім в міру загального потепління повітря за рахунок танення снігу на затінених схилах. Такий характер сніготанення забезпечує певне зниження бурхливості стоку талих вод, по-іншому формується стік талих вод, обумовлений адвективним типом танення снігу. Це буває тоді, коли має місце притік значних мас теплого повітря, що в умовах Карпат нерідко супроводжується хмарною погодою і випаданням дощу. У таких випадках сильно зростає бурхливість паводків, які в кінцевому результаті призводять до виникнення повіней.

Використана література:

Чубатий О.В. Захисна роль карпатських лісів. – Ужгород: Карпати, 1968. – 137 с.





Реферат на тему: Вплив лісів Карпат на снігонагромадження, сніготанення та формування весняного стоку (реферат)


Схожі реферати



5ka.at.ua © 2010 - 2016. Всі права застережені. При використанні матеріалів активне посилання на сайт обов'язкове.    
.