Архів якісних рефератів

Знайти реферат за назвою:         Розширений пошук

Меню сайту

Головна сторінка » Екологія

Вплив лісів Карпат на сніготанення та формування весняного стоку (частина 2) (реферат)

Вплив гірських лісів Карпат на снігонагромадження, сніготанення та формування весняного паводкового стоку (частина 2)

Для повнішого з'ясування впливу крутизни та експозиції схилу, а також характеру підстилаючої поверхні на тривалість залягання снігу використаємо дані спостережень за сніговим покривом у зимовий період 1966/67 гідрологічного року (табл. 28). Цей період відзначався стабільною зимою з досить потужним сніговим покривом.

Тривалість залягання снігового покриву найменша на відкритій місцевості. Тут найшвидше з'явилися проталини. Порівняно близькі дані одержано для контрольного водозбору, вкритого стиглим буковим деревостаном повнотою 0,7. Відносно нетривале залягання снігового покриву на цьому водозборі обумовлене в першу чергу незначним нагромадженням його на крутих схилах. З другого боку, істотний вплив на танення снігу тут має південно-західна експозиція, що в комплексі із значною їх крутизною обумовило попадання на поверхню снігу не тільки прямих, але й бокових сонячних променів.

На суцільно-лісосічній вирубці, як відмічалось вище, снігу нагромаджується найбільше, в зв'язку з чим і на його танення витрачається більше часу. Крім того, прямі сонячні промені на схили південно-східної експозиції падають лише у першій половині дня, коли температура повітря ще низька, а потім він затінюється. Зрозуміло, це призводить до уповільнення сніготанення.

Найдовше утримується сніговий покрив на II водозборі, утвореному переважно пологими схилами. Тут нагромаджується значна кількість снігу, який під зрідженим деревостаном залягає відносно рівномірним шаром, а північно-західна експозиція схилів цього водозбору сприяє переважному затіненню його, що значною мірою затримує процеси сніготанення.

Відмічена залежність тривалості залягання снігового покриву від крутизни схилів та їх експозиції, а також характеру і стану лісової рослинності має місце переважно при радіаційному типі сніготанення. Щодо адвективного типу сніготанення, то в даному випадку швидкість цього процесу залежить від характеру нагромадження снігу на окремих частинах водозборів. В тих місцях, де снігу нагромаджується менше, він сходить швидше, і навпаки.

Швидкість сніготанення і його періодичність обумовлюються, головним чином, особливостями погоди протягом зимово-весняного періоду. Найбільш сприятливою погодою, яка забезпечує рівномірне і тривале сніготанення, як уже згадувалось, є безхмарні сонячні дні. Стік при цьому має рівномірний характер з невеликими підйомами рівнів води у водотоках, так званими піками стоку, в другій половині дня. Такий тип сніготанення, як правило, гальмує бурхливість весняних паводків навіть тоді, коли в зимовий період нагромаджується значна кількість снігу.

Адвективний тип сніготанення також не завжди загрожує виникненням бурхливих паводків, якщо потепління, а в зв'язку з цим відлиги бувають короткочасними і змінюються морозною погодою. Таке розчленування сніготанення на кілька фаз також істотно впливає на зменшення бурхливості весняних паводків.

Загальне уявлення про вплив метеорологічних умов зимового періоду на характер сніготанення, а в зв'язку з цим і на особливості формування стоку талих вод дадуть нам дані спостережень за сніговим покривом і стоком по окремих гідрологічних роках (табл. 29).

Танення снігу, що призводило до помітного збільшення стоку, мало місце, в одних випадках, протягом зимового періоду, в інших, при стабільній зимі, під час весняного потепління, коли майже весь стік талих вод обмежувався одним періодом меншої чи більшої тривалості. Таким чином, залежно від особливостей погоди протягом зимових місяців, сніготанення може бути однофазним або проходити у кілька фаз. Багатофазним типом сніготанення відзначались зими 1961/62, 1962/63 і 1964/65 гідрологічних років. В інші роки, як видно з даних таблиці 29, танення снігу обмежувалось одною фазою і співпадало із загальним весняним потеплінням.

Враховуючи цю залежність сніготанення від характеру погоди в зимові місяці, певний інтерес для нас має розподіл стоку талих вод у зимово-весняний період. Практичне значення в даному випадку має питання, при якому із зазначених вище типів сніготанення зростає бурхливість наводків. Відомо, наприклад, що швидке танення значних мас снігу за короткий час може спричинити виникнення стихійних повіней, посилену ерозію грунту, утворення селевих потоків тощо (рис. 10).

Для того, щоб дати відповідну оцінку згаданій вище періодичності сніготанення, співставимо величини сумарного стоку за холодний період з величинами паводкового стоку за цей же час, але в одних випадках викликаного багатофазним, в інших — однофазним типом сніготанення (табл. 30).

Відношення паводкового стоку талих вод до сумарного стоку за холодний період характеризується певними постійними величинами, за винятком окремих гідрологічних років. Таким чином, на перший погляд важко встановити різницю у формуванні паводкового стоку при одно і багатофазному сніготаненні. Тому, крім безпосереднього співставлення величин паводкового і сумарного стоків, врахуємо деякі індивідуальні особливості погоди протягом зимових місяців, які й обумовили відповідний тип сніготанення.

 


 

Рuc.10. Суміщений хронологічний графік висоти снігового покриву, запасів води в снігу, температури повітря і стоку: А під наметом лісу, Б — на відкритій місцевості; 1 — висота снігового покриву; 2 запаси води в снігу; І, ІІ, III — стік з водозборів.

Протягом зимового періоду 1961/62 гідрологічного року, як видно із даних таблиці 30 і суміщеного графіка, відносно потужний сніговий покрив утримувався недовго. За цей час сніготанення, яке привело до збільшення стоку талих вод, проходило у три фази і супроводилося випаданням дощу. Воно мало виключно адвентивний характер. Показники відношення паводкового стоку до сумарного досить близькі по всіх трьох водозборах. Це свідчить про те, що танення снігу на всіх водозборах проходило однаково і було викликане загальним потеплінням повітря. Вплив експозиції і крутизни схилів на розподіл та періодичність стоку в даному випадку не проявився. Необхідно відмітити і те, що паводки, викликані сніготаненням, становлять основну частину стоку за холодний період.

В інші роки, коли сніготанення проходило у кілька фаз (1962/63 гідрологічний рік), найменший показник паводкового стоку був по ІІІ водозбору, який має південно-західну експозицію. На основі цих даних можна зробити висновок, що за цей період мав місце мішаний тип сніготанення адвентивно-радіаційний. Відлиги, викликані загальним потеплінням повітря, зумовлювали істотне збільшення стоку із затінених І та ІІ водозборів, а на ІІІ водозборі, крім паводків талих вод, значна частина стоку формувалася за рахунок поступового радіаційного сніготанення. Протягом 1964/65 гідрологічного року сніготанення проходило у кілька фаз і мало виключно адвентивний характер, в зв'язку з чим показник відношення паводкового стоку талих вод до сумарного на III водозборі досить близький до відповідних показників по І і II водозборах.

При однофазному сніготаненні чітко виявлена різниця у формуванні стоку між затіненими І і II та експонованим сонячній радіації ІІІ водозборами. Відношення паводкового стоку талих вод до сумарного показує, що тут найменша участь паводків, які сформувались при сніготаненні, по відношенню до загального об'єму стоку на III водозборі. Це можна пояснити тим, що однофазному сніготаненню, яке звичайно збігається з весняним потеплінням, передує стабільна морозна погода, при якій має місце поступове радіаційне сніготанення на ІІІ експонованому сонячній радіації водозборі, в той час як на затінених І і II водозборах це її тип сніготанення практично не впливає на збільшення стоку. Таким чином, участь рівномірного, стабільного стоку, що формується при радіаційному сніготаненні на ІІІ водозборі, становить значно більшу частину у загальному об'ємі стоку за холодний період, ніж на затінених І і II водозборах. Крім того, на крутих схилах ІІІ водозбору нагромаджується менше снігу, тому її запаси води тут нижчі.

За останні два гідрологічні роки відповідний вплив на снігонагромадження та хід процесів сніготанення мали рубки головного користування. Адже на пройдених рубками водозборах снігу нагромаджувалось більше, порівняно з контрольним водозбором, вкритим високоповнотним стиглим буковим деревостаном. В даному випадку досить чітко просліджується також залежність сніготанення від ступеня порушення цілісності лісового покриву водозборів. Так, найбільші кількісні показники стоку одержано по І водозбору, пройденому суцільно-лісосічною рубкою, відносно близькі по II, пройденому першим прийомом поступової рубки, і найменші по III водозбору.

Аналізуючи дані обліку стоку талих вод, можна зробити висновок, що після проведення рубок істотно збільшився стік з І водозбору, що обумовлене значним нагромадженням снігу на суцільно-лісосічній вирубці.

Як видно з даних таблиці 30, за період до проведення рубок на водозборах як при багато-, так і при однофазному сніготаненні найвищі показники стоку або дуже близькі до максимальних були по II водозбору, що особливо чітко виражене для однофазного сніготанення, яке мало місце у 1963/64 гідрологічному році. В даному випадку загальний об'єм паводкового стоку талих вод з II водозбору майже у два рази перевищив стік з І водозбору.

Після проведення рубок максимальні величини стоку талих вод одержано по І водозбору суцільно-лісосічна рубка, дещо зменшився об'єм стоку за цеп період з II водозбору поступова рубка і найменші показники, як і за період до рубок, встановлено по III, контрольному, водозбору, на якому збережено природний лісовий покрив.

На основі наведеного вище можна зробити висновок про те, що на невеликих лісосіках суцільної рубки в результаті нагромадження більшої кількості снігу відповідно зростає загальний об'єм стоку талих вод. Порушення лісостану, яке зводилось в одному випадку до повної ліквідації лісового намету, а в іншому до зрідження його першим прийомом поступової рубки, прискорило процеси сніготанення і посилило паводки. Це підтверджується даними відношення паводкового стоку до сумарного за холодний період. Якщо співставити ці умовні величини за період до і після проведення рубок, то побачимо, що різниці між III, контрольним, водозбором, з одного боку, і І та II водозборами, з другого, за період до рубок менші, ніж за останні два роки, тобто після проведення рубок. Таким чином порушення лісового намету сприяє прискоренню сніготанення і посиленню паводків талих вод. Але такий вплив лісового покриву недостатньо пояснити лише зрідженістю намету, тобто створенням більш сприятливих умов проникненню сонячних променів до поверхні снігу.

Щоб з'ясувати особливості сніготанення на відкритій місцевості і під наметом лісу, спочатку розглянемо цей процес як своєрідне природне явище. При потеплінні повітря сніг тане і вода, що при цьому утворюється, просочується вниз. Досягаючи на певній глибині ущільненого шару снігу, вона спочатку стікає по ньому поступово, просочуючись крізь його товщу і змінюючи структуру снігу з пухкої на зернисту. При утворенні зернистої структури в усій товщі снігового покриву талі води досягають поверхні грунту і, залежно від швидкості сніготанення, в різних кількостях вбираються грунтом, частина попадає у гідрографічну сітку.

Швидкість просочування води крізь товщу снігу на початку сніготанення залежить від структури снігу, що й визначає початок стоку води на поверхні грунту. Тому й не зразу після потепління формується стік талих вод. Як видно із суміщеного графіка снігового покриву, температури повітря і стоку (рис. 10), формування паводків талих вод не співпадає із строками встановлення позитивних температур, а на деякий час затягується. Як правило, короткочасне потепління та наявність відносно потужного снігового покриву не призводить до формування стоку талих вод. В таких випадках сніговий покрив повністю вбирає воду, яка утворюється на його поверхні.

Швидкість сніготанення, а в зв'язку з цим і формування паводків міняється залежно від ступеня затінення грунту рослинним покривом. Відомо, що під наметом лісу перші проталини утворюються навколо стовбурів дерев. Поступово розширюючись, вони захоплюють все більші площі. Таким чином, вони є осередками, від яких починається танення снігу під наметом лісу. Це природне явище пояснюється тим, що стовбури дерев, завдяки своєму темному забарвленню, енергійніше вбирають теплову енергію сонячних променів, тоді як біла поверхня снігу їх відбиває, а отже й менш нагрівається.

Формування проталин навколо стовбурів має позитивне значення в тому відношенні, що до деякої міри регулює сніготанення, зумовлюючи неодночасність стоку талих вод, тобто розтягаючи цей процес. Але цим не обмежується водорегулюючий вплив лісового покриву у період сніготанення. Талі води, які утворюються в прикомлевій частині стовбурів не витрачаються на поверхневий стік, а по кореневій системі потрапляють у глибинні горизонти грунту. Таким чином, прогалини переводять шкідливий поверхневий стік у глибинний ґрунтовий. Ці функції кореневих систем продовжуються і при дальшому сніготаненні, тобто тоді, коли прикомлева частина повністю звільняється від снігового покриву. Поверхневий стік талих вод, потрапляючи в прикомлеву зону дерев, по кореневій системі переводиться у глибину грунту.

Загальний хід формування стоку талих вод залежить не тільки від величини нагромадження снігу та швидкості його танення і, як відмічалось вище, від характеру погоди під час сніготанення. Особливо посилюються процеси формування весняних паводків при одночасному випаданні дощів, що, як правило, спостерігається при адвентивному типі сніготанення. В зв'язку з цим певний інтерес являє собою динаміка формування весняних паводків залежно від характеру погоди під час сніготанення. З'ясувати де можна шляхом встановлення відповідної залежності між максимальними запасами води в снігу і додатковою кількістю опадів у період сніготанення, з одного боку, та відповідних їм об'ємів весняних паводків, з другого (табл. 31).

 


 

Паводковий стік тим бурхливіший, чим вищі запаси води в снігу і чим більше випадає в цей період дощу і снігу. Такими були весняні паводки 1962 і 1967 років. Виняток к ньому відношенні становить весняний наводок 1964 року. За зимовий період нагромадилася значна кількість снігу, про що свідчать високі запаси води в ньому, крім того, до кінця сніготанення додатково випала значна кількість опадів переважно у вигляді снігу. Але, як ми вже знаємо, за зимовий період 1963/64 гідрологічного року сніготанення мало виключно радіаційний характер, що й спричинило згладження бурхливості весняного наводку.

В зимовий період останніх років утримувався невеликий сніговий покрив, в зв'язку з чим і запаси води в ньому були невисокі. В окремі роки (1964/65, 1965/66) сніговий покрив відзначався нетривалим заляганням. Протягом відносно теплої і вологої зими 1965/66 гідрологічного року сніговий покрив утримувався недовго і на загальне формування стоку в холодний період не мав істотного впливу, проте коефіцієнт стоку був високим. Це пояснюється тим, що формуванню стоку талих вод передувало надмірне зволоження водозборів рідкими опадами.

Отже, додаткова атмосферна волога, яка випадає в період сніготанення переважно у вигляді дощу, істотно впливає на зростання весняного паводкового стоку. Найбільш сприяє зниженню бурхливості весняних паводків радіаційний тип сніготанення.

Характерною особливістю сніготанення, а в зв'язку з цим і формування стоку талих вод в зоні поширення букових лісів Закарпаття є те, що ця частина карпатського гірського утворення більш, ніж зовнішні Карпати, перебуває під впливом теплих і вологих повітряних мас, які надходять з південного заходу.

Якщо у вищі положення карпатських гір та на північний макросхил повітряні потоки надходять в охолодженому стані, що обумовлює випадання снігу, то на значну територію південного макросхилу вони приносять вологу у вигляді дощів. Цим пояснюється те, що паводки талих вод в зоні букових лісів на Закарпатті проявляються досить бурхливо і нерідко призводять до виникнення повіней. В той же час у вищих положеннях та на північному макросхилі сніготанення проходить більш рівномірно, тому тут весняні паводки проявляються з меншою інтенсивністю, а формування бурхливих паводків, які викликають стихійні повені, буває здебільшого у теплий період року.

Це підтверджує також добова циклічність стоку. В зоні букових лісів, в зв'язку з переважанням адвентивного типу сніготанення, добова циклічність у розподілі стоку майже не спостерігається, в той час як в поясі ялинових лісів максимум стоку припадає на другу половину дня, а мінімум на початок доби.

Використана література:

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





Реферат на тему: Вплив лісів Карпат на сніготанення та формування весняного стоку (частина 2) (реферат)


Схожі реферати



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