WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 45 |

теплый сезон 1239 3,4 10,0 7,2 22,5 (7,0) 1,6 51,гидрологический год 2336 -0,9 5,5 3,9 12,4 (4,1) 2,4 70,1974-1979 гг.

теплый сезон 1277 -0,3 7,2 14,3 16,6 11,5 0,9 51,гидрологический год 2670 1,0 3,4 6,7 6,9 5,4 2,6 74,1980-1984 гг.

теплый сезон 1196 -0,8 7,9 13,5 17,8 12,4 1,9 45,гидрологический год 2557 -1,0 3,7 6,3 8,3 5,8 2,5 72,1985-1989 гг.

теплый сезон 1306 3,3 12,3 10,8 24,2 5,2 2,1 42,гидрологический год 2431 1,4 6,6 5,8 13,0 2,8 1,8 69,1990-1994 гг.

гидрологический год 2234 1,6 3,5 10,6 18,5 5,5 5,9 54,1995-1999 гг.

гидрологический год 2651 0,5 3,8 7,0 18,9 6,0 3,7 60,2000-2005 гг.

гидрологический год 2428 -1,4 8,0 12,0 16,5 6,0 6,3 52,Четвертый водосбор (контрольный, без рубки) 1966-1974 гг.

теплый сезон 1264 2,8 10,1 6,9 22,5 (7,8) 44,8 7,гидрологический год 2360 -0,8 5,6 3,8 12,4 (4,3) 60,7 12,1975-1979 гг.

теплый сезон 1291 2,9 9,1 12,6 21,4 7,9 48,0 1,гидрологический год 2706 0,3 4,4 6,2 10,5 3,9 60,7 14,1980-1984 гг.

теплый сезон 1213 -1,4 8,3 13,3 27,5 7,5 67,4 -25,гидрологический год 2595 -1,2 3,9 6,2 12,9 3,5 72,0 0,1985-1989 гг.

теплый сезон 1324 3,3 13,0 12,4 27,3 5,7 56,6 -18,гидрологический год 2823 1,4 6,1 5,8 12,8 2,7 58,5 13,Продолж. табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 1990-1994 гг.

гидрологический год 2278 1,0 5,0 6,0 7,5 3,0 66,0 11,1995-1999 гг.

гидрологический год 2668 0,4 5,5 6,5 10,9 3,0 59,4 14,2000-2005 гг.

гидрологический год 2561 -1,4 6,0 6,0 11,3 3,0 43,1 32,Таким образом, по многолетним исследованиям в буковых лесах на стационаре “Аибга” установлено, что проведение рубок главного пользования на водосборах сопровождается протяженным во времени влиянием их на все элементы водного баланса и прежде всего - на сток. Склоновый сток, играющий роль интегрального показателя изменений гидрологической обстановки на водосборах, наиболее подвержен изменениям. При использовании технологии лесозаготовок, сводящей до минимума повреждения почвенного покрова, существенные изменения склонового стока отмечаются спустя 5 и более лет после рубок. Стабилизация водного режима водосборов в зависимости от способов и технологий рубок наступает через 20-25 лет.

- Из м е н е н и е в о д о р е г у л и р у ю щ е й р о л и н а с а ж д е н и й. Благодаря тому, что бурые лесные почвы характеризуются большой начальной водопроницаемостью и аккумулирующей емкостью (до 567 мм), а также значительным крутизнам склонов, что способствует быстрому оттоку паводковых вод, дожди, выпавшие в зоне буковых лесов, практически никогда не образуют сплошного слоя воды на поверхности почвы. Поэтому интенсивность впитывания здесь определяется интенсивностью ливней.

Как было отмечено ранее, сток с горных склонов может служить интегральным показателем изменений гидрологической обстановки на водосборах с опытными рубками.

Влияние рубок на формирование стока имеет длительный во времени характер, и тенденции его изменений (тренд) можно проследить только на стационарных гидрометрических постах. Поэтому изменение водорегулирующей роли горных лесов в связи с хозяйственным воздействием было прослежено по данным постоянных наблюдений за паводками на двух лесогидрологических стационарах. Анализом обработанных данных по дождевым и снеговым паводкам установлены величины изменений как объемов паводков, так и формы их гидрографов. При этом общий сток за паводки разделялся расчленением гидрографов на склоновую составляющую (к ней относится сток, проходящий по поверхности почвы и в слое до 0,5…0,8 м, т.е. быстрый по времени стока) и грунтовую (относительно медленный сток, время добегания которого к замыкающим створам исчисляется периодом от нескольких часов до нескольких суток и более). Ниже дан анализ экспериментальных данных по изменениям водорегулирующей роли буковых лесов в связи с рубками главного пользования.

До проведения рубок в буковых насаждениях общими особенностями формирования склонового стока на элементарных водосборах являются: сравнительно малые объемы паводков и небольшие коэффициенты паводочного стока (в среднем 1,7…19,мм и 1,1…19,3% от осадков) при значительных стокообразующих дождях (в среднем 80…96 мм), а также превышение объемов паводков и коэффициентов стока в холодный период года над паводками теплого сезона в 1,5…2,0 раза.

Для характеристики изменений водорегулирующей роли буковых лесов в связи с опытными рубками на ЛГС "Аибга" проанализированы объемы паводков (в мм слоя стока), коэффициенты паводочного стока (в % отношения слоя стока за паводок к величине стокообразующего дождя) и максимальные модули стока (мгновенные максимумы, отнесенные к единице площади бассейна, л/с) за весь период наблюдений. Перечисленные характеристики в достаточной степени дают представление об изменении формы гидрографа стока на площадях рубок. При этом объемы паводков определяли срезкой грунтового питания на гидрографе паводочного стока. Анализ результатов проведен с применением метода наименьших квадратов для установления корреляционных зависимостей характеристик паводков на водосборах с опытными рубками с аналогичными паводками на контрольном 4-ом водосборе. Зависимости эти достаточно четко распределяются на несколько групп, объединяемых периодом времени после рубок: 1966-1973 гг.- калибровочный период; 1974-1978 гг. - период наименьшего влияния рубки на паводки;

1979-1984 - период наибольшего влияния рубки на сток, и 1985-2005 гг. - период снижения влияния рубки на сток. Все зависимости имеют высокие коэффициенты корреляции - от 0,75 до 0,92 - для объемов паводков, от 0,64 до 0,86 - для коэффициентов склонового стока, и от 0,55 до 0,85 - для максимальных модулей стока.



Исследования на 1-ом водосборе ЛГС "Аибга" (со сплошной вырубкой) показали, что объемы паводков в первые 5 лет после рубки практически не изменились;

резкое увеличение паводков произошло здесь только на 6-11-й годы после проведения рубки: увеличение объема паводков составляет в 2,1 раза, коэффициентов паводочного стока - в 2,6 раза. Максимальные модули стока после рубки практически не изменились:

при средней величине на контрольном 4-ом водосборе q4= 2,0 л/с*га объем их увеличился в 2 раза, и изменилась форма гидрографов - за счет их растягивания во времени.

На 2-ом водосборе с 3-мя приемами котловинной рубки (1974,1982 и гг.) и с изъятием на 24 котловинах общей площадью около двух третей эксплуатационного запаса древесины - анализ зависимостей объемов паводков с контрольным водосбором позволил установить, что паводки на 5-11-й годы после рубки увеличились в 1,2 раза, а коэффициенты паводочного стока – возросли в этот период в 1,8 раза. Максимальные модули стока увеличились: в первый период после рубки – в 1,3, и во второй – в 1,5 раза.

На 3-ем водосборе, где в 1974 г. проведена добровольно-выборочная рубка с тракторной трелевкой древесины по серпантинным волокам и с выборкой 28% запаса древесины, в 1-ый период после рубки наблюдалось увеличение коэффициентов стока в 1,раза, а во 2-ой – в 1,1 раза. Максимальные модули стока уменьшились после рубки в среднем в 1,4 раза.

Таблица 32 - Усредненные за сезоны коэффициенты склонового стока на водосборах ЛГС “Аибга” за 1984-1989 гг.

Средние коэффициенты стока в % Ср. сумма ГидрологичеС е з о н ы осадков за 1-ый 2-ой ру- 3-ий ру- 4-ый ские годы паводок, мм ручей чей чей ручей холодный 70,9 32,8 14,2 2,0 9,1984-85 теплый 70,5 16,4 6,4 1, 4 8,гидролог. год 70,7 22,6 9,3 1,6 8,холодный 64,8 4,7 3,9 3,4 5,1985-86 теплый 68,5 4,2 2,5 0,8 3,гидролог. год 66,0 4,6 3,4 2,7 4,холодный 182,5 7,6 7,7 4,2 17,1986-87 теплый 85,4 4,6 2,6 3,0 3,гидролог. год 128,5 6,5 5,8 3,8 12,холодный 102,0 6,3 8,4 1,5 8,1987-88 теплый 88,8 5,8 6,0 5,2 5,гидролог. год 95,7 6,0 7,3 3,2 7,холодный 103,8 7,0 9,7 6,7 10, 1988-89 теплый 76,6 12,9 7,9 5,1 13,гидролог. год 83,8 10,2 8,7 5,9 12,С р е д н и е гидролог. год 88,9 10,0 6,9 3,4 9,Коэффициенты паводочного стока связаны менее тесными корреляционными зависимостями с контрольным водосбором; тем не менее, достоверно доказано увеличение этого показателя в среднем в 2,6 раза: до рубки при 4 = 6,0% - 1 = 5,2% ; в первый период после рубки 1 = 4,3%, а во второй - 1 = 13,8%. Максимальные модули стока после рубки практически не изменились: при средней величине на контрольном 4-ом водосборе q4= 2,0 л/с•га объем их увеличился в 2 раза, и изменилась форма гидрографов – за счет их растягивания во времени. В период 1985-1994 гг. устойчивые повышенные коэффициенты паводочного стока наблюдались в начале этого периода (для 1-го водосбора – в 3,4 раза зимой, и в 1,9 раза – летом; для 2-го водосбора – в 1,5 раза зимой, и в 1,3 раза летом), а в последующие годы отмечено снижение – в 1,4 раза и ниже.

По приведенным выше зависимостям рассчитаны значения годового склонового стока для экспериментальных водосборов для периодов после рубок. Отношение наблюденных величин стока к рассчитанным по калибровочным зависимостям дает величину изменения годового стока в результате проведенных рубок. По наблюденным и рассчитанным данным об изменении склонового стока до и после рубок получены графики динамики стока на водосборах с опытными рубками в виде индексов изменения стока.

На рисунках 37 и 38 показана динамика индексов (показателей) изменения склонового стока на водосборах с опытными рубками за весь период наблюдений. Как следует из приведенных данных, к 26-летнему сроку наблюдений после проведения сплошных и котловинных рубок имеется лишь некоторая тенденция уменьшения склонового стока до значений, близких к 1,0, что может характеризовать большую или меньшую стабилизацию стока. Усредненные кривые, проведенные по эмпирическим точкам, дают представление о величине и периодах изменения склонового стока на площадях рубок. Так, в буковых насаждениях на водосборе со сплошнолесосечной рубкой (рис.37) начало влияния рубки сказывается на 5-й год после рубки, максимум роста стока (в 3 раза) наступает на 10-й -11й год, а средний рост стока, полученный интегрированием обобщенной кривой динамики стока, равен 1,73 раза в год (при продолжительности влияния рубки - не менее 25 лет).

На водосборе с котловинной рубкой (рис.38) максимум стока наблюдается на 6-7й год после каждого приема (увеличение стока в 2,2 раза), а среднее увеличение стока (за 2 приема рубок) составляет 1,56 раза за год.

По экспериментальным данным получены динамические модели изменения параметров среды на площадях опытных рубок за период с 1967 года по настоящее время.

1,6 3,1,3,1,2,1,2,0,1,0,1,0,0,0,0,0 0,мод. коэф. скл. сток Рисунок 37 – Изменение склонового стока в буковых насаждениях ЛГС «Аибга», водосбор №1 (со сплошно-лесосечной рубкой 1973-74 гг.) Условные обозначения на рис. 37 и 38: мод. коэф. - модульные коэффициенты в долях от 1 (левая шкала); сток - индексы изменения стока (правая шкала).

За весь период наблюдений на ЛГС "Аибга" зафиксированы во время интенсивных ливней прохождение 3-х паводков, когда буковые насаждения (даже на контрольном водосборе) не смогли обеспечить регулирование паводочных вод площадью водосбора.





Поэтому, при оценке водорегулирующей роли насаждений речь идет о выполнении ими защитных функций только при ливнях определенной повторяемости в многолетнем разрезе. Таким был ливень 26.06.1989 г. при суточном количестве осадков мм, давший следы поверхностного стока под пологом материнского древостоя. Модульсток модульный коэф.

ный коэффициент суточного максимума этого ливня составляет К=1,60, что соответствует 5%-ной обеспеченности (или повторяемости 1 раз в 20 лет). Следовательно, ливни 5%ной обеспеченности не могут быть зарегулированы даже нетронутыми хозяйственной деятельностью буковыми древостоями.

2,4 2,2,2,1,1,1,1,0,0,0,0,0 0,мод. коэф. скл. сток Рисунок 38 - Изменение склонового стока в буковых насаждениях на водосборе № с 3-х-приемной котловинной рубкой, ЛГС "Аибга" Большое практическое значение имеет вопрос продолжительности влияния рубок на водоохранные и водорегулирующие функции горных лесов. Принципиально важно также определить, восстанавливаются ли они до исходного уровня, или восстановление лесных экосистем никогда не достигнет первоначальных характеристик. Для определения сроков стабилизации водорегулирующих функций буковых лесов, помимо материалов по стоку, полученных на ЛГС “Аибга”, были привлечены многолетние данные по воднофизическим свойствам почв на лесосеках различного возраста. Получены предварительные придержки периодов стабилизации водорегулирующих функций буковых насаждений при различных способах рубок и технологиях лесозаготовок. В зависимости от крутизны склонов и технологии лесоразработок эти сроки могут колебаться от 20 до 30 и более лет. Необходимо отметить, что полного восстановления параметров лесных экосистем не происходит, возникают новые экосистемы, которые могут приближаться по некоторым свойствам к исходным, существовавшим до хозяйственного воздействия.

сток мод. коэф.

3.2. Изменение экологии дубовых лесов в связи с рубками леса Способы рубок и технология их проведения в дубравах региона.

Интенсивная эксплуатация лесосырьевых ресурсов Северного Кавказа, в том числе и Причерноморья, началась во второй половине 20-го столетия. В 50-60 годы ежегодная площадь проведения главных рубок достигал 11-13 тыс. гектаров. При этом как в довоенные, так и в послевоенные годы в большинстве формаций применялись сплошнолесосечные рубки. Постепенные и промышленно-выборочные рубки стали широко практиковаться в 60-е годы. Так, в лесах Краснодарского края с конца 50-х до начала 90-х годов рубки главного пользования проведены на площади свыше 320 тыс. га, что составляет около 27% лесопокрытой площади.

При этом сплошными рубками освоено 56% площади, постепенными и выборочными – около 44%. В довоенные и первые послевоенные годы лесосечные операции осуществлялись на базе гужевого транспорта. С середины 50-х годов стала широко внедряться тракторная технология. В этот же период на первичном транспорте леса стали использоваться канатные установки. Однако, основная доля лесосечно-транспортных операций (80%) осуществлялись на базе гусеничных тракторов.

Начиная с середины 80-х годов в небольших объемах использовалась вертолетная техника. Следует отметить, что при размещении лесосечного фонда в рубку назначались наиболее доступные по транспортным условиям продуктивные насаждения. В дубравах около 34% лесосек приурочены к склонам крутизной до 100, 56% размещены на склонах 11-200, на более крутые склоны приходится 10%. Рубки в буковых насаждениях осуществлялись на пологих и покатых склонах, на уклоны круче 210 приходится менее 14% лесосек. Площади рубок в пихтовых лесах расположены в основном на покатых склонах, в мягколиственных – на пологих.

При горных лесозаготовках большой объем земляных переместительных работ связан с сооружением пасечных и магистральных волоков, предназначенных для трелевочных операций. Использование при лесосечно-транспортных работах тяжелых гусеничных тракторов отрицательно сказывается на сохранении продукционного потенциала нового поколения леса вследствие разрушения почвенного покрова, развития эрозионных процессов, нарушения водного режима осваиваемых рубками площадей.

Изучение генезиса склонового стока на вырубках показывает, что в формировании поверхностных вод большую роль играет глубина заложения, размеры и расположение на лесосеках трелевочных волоков. Опыты по исследованию впитывания на волоках свежих вырубок как в буковых, так и в дубовых насаждениях, позволяют сделать выводы о том, что практически все волоки имеют нулевую фильтрацию, т.е. являются водоупорами.

Следовательно, площадь водосбора, занятая волоками, формируют только поверхностный сток.

Таблица 33 - Размещение магистральных трелевочных волоков на площадях сплошнолесосечных рубок в дубравах Джубгского и Горяче-Ключевского лесхозов Общ. Объем перемеСред. Общая Доля Кру- Плодлина щаемого грунта, шири- пло- плоРасположение тизна щадь воло- мна во- щадь щади лесосеки скло- делянков, локов, воло- под на,0 ки, м2 на дем ков, м2 вол. % на 1 га м лянке Среднее по Дефановскому 12 9795 468 4,2 1928 20,4 766 лесничеству Среднее по Фанагорийско- 15 28714 422 4,8 2022 8,3 1350 му лесничеству Среднее 14 24510 448 4,6 2001 11,0 1220 Кроме того, в определенных условиях волок способен концентрировать часть склонового стока, образующегося на той площади водосбора, которая располагается выше волока. В результате трелевочные волоки являются концентраторами поверхностного стока на лесосеках и способствуют развитию интенсивной эрозии.

Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 45 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.