|
содержание
Лыхина А.А. Кафедра гидрогеологии.
На территории юго-западных засушливых штатов США обсуждаются возможности вырубки можжевельников для увеличения питания подземных вод за счет уменьшения суммарного испарения. Целью данной работы является оценка возможного увеличения доли осадков, формирующей питание подземных вод, при изменении ландшафта с залесного на полевой на примере бассейна Эстансия, Нью Мехико США. Данный бассейн характеризуется нормой осадков 330мм в год и нормой испаряемости 1417 мм в год. Для оценки использовались два метода: а) оценка изменения нормы среднемноголетнего испарения и б) моделирование влагопереноса в зоне аэрации с учетом транспирации в корневой зоне переменной мощности.
Для оценки нормы среднегодового испарения использовалась зависимость Занга и др. [2]:
![$E= [1 + {E_0}/{P} - (1 + {E_0}/{P})^w]^{1/w} * P$](https://images.geo.web.ru/pubd/2006/06/24/0001175949/tex/formula2.gif) (1)
Где Е - суммарное испарение, Е 0 - испаряемость, Р - среднегодовое количество осадков, W - эмпирический коэффициент, равный 2,84 для лесного и 2,55 для полевого ландшафтов.
Используя данную зависимость, автор рассчитал среднемноголетнее испарение для четырех метеостанций бассейна Эстансия, используя параметры W для лесного и полевого водосбора для каждой метеостанции.
Результаты расчетов показывают, что при смене ландшафта происходит уменьшение суммарного испарения на 13 мм/год, однако, это уменьшение составляет около 1% от величины испаряемости, что не позволяет, уверено прогнозировать уменьшение суммарного испарения при вырубке растительности.
На процессы перераспределения влаги в зоне аэрации влияет мощность корневой зоны растительности, которая существенно больше у древесной растительности, чем у травы и кустарников. Для оценки влияния корневой зоны на транспирацию проводилось моделирование при помощи программы Hydrus 1- D [1]. При этом моделировался одномерный вертикальный влагоперенос в зоне аэрации от поверхности земли до уровня грунтовых вод, располагающегося на глубине 10м при заданных метеоусловиях на поверхности земли, характерных для бассейна Эстансия. В процессе моделирования от варианта к варианту менялась только мощность корневой зоны от 0.5 до 3 м c шагом 0.5. Все остальные параметры модели во всех вариантах оставались неизменными
В результате моделирования выявлено, что при увеличении мощности корневой зоны, количество влаги, шедшее на питание, сокращается. Питание грунтовых вод осуществляется лишь при мощности корней равной 0,450 и 1 метр , при больших значениях (1,5-3м) питания горизонта не происходило, напротив, корни растительности создавали зону повышенного всасывающего давления в зоне аэрации, тем самым формировали поток от грунтовых вод к корневой зоне. При этом разница суммарной транспирации при мощной корневой равной 3 м . и маломощной зоне равной 0.5 м . составила около14 мм в год.
Таким образом, результаты расчета среднемноголетнего испарения по зависимости (1) и моделирование влагопереноса в зоне аэрации показали, что при смене типа растительности на территории бассейна Эстансия возможно некоторое (порядка 14 мм в год) уменьшение суммарного испарения, которое теоретически может вызвать увеличение питания подземных вод на величину соизмеримую с этим уменьшением испарения.
Примечания:
Simunek J., Seyna M., van Genuchten M.Th. "The Hydrus-1D Software Package for Simulating the One-Dimensional Movement of Water, Heat and Multiple Solutes in Variably Satured Media"- U.S. Salinity Laboratory, Agricultiral Research Service , U.S. Departament of Agriculture Riverside , California ,1998
Zhang L , Hickel K., Dawes W.R. "A rational function approach for mean annual evapotranspiration",2004
|
