WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 45 |

ГидрологиОсадки, влагозаческие гоперехват испарение транспи- инфильмм с т о к пас. в ды осадков с почвы рация трация почве 1 2 3 4 5 6 7 В о д о с б о р № 1 - д о р у б к и 1977-78 1196 4,7 14,9 45,2 26,7 8,5 5,1978-79 1259 8,7 17,6 32,9 25,4 15,4 3,1979-80 1354 9,8 22,2 58,9 13,6 -9,3 -4,1980-81 1741 8,4 16,6 49,3 8,4 17,3 6,1981-82 2238 8,4 14,6 59,7 5,8 8,8 -2,1 2 3 4 5 6 7 В о д о с б о р № 1 - п о с л е р у б к и 1982-83 1774 0 15,8 53,6 22,0 8,6 5,1983-84 1179 0 20,0 65,2 14,8 0,0 2,1984-85 1743 0 20,9 69,9 9,9 -9,0 -8,1985-86 1114 3,4 20,1 64,6 16,6 -6,6 -1,1986-87 1509 0,8 14,0 66,4 19,6 -0,8 6,1987-88 1965 1,5 12,7 55,2 13,3 8,8 -8,1988-89 1736 1,3 11,6 70,3 16,7 0,02 -3,1989-90 1326 0,8 12,0 55,4 26,4 5,4 0,1990-91 1496 11,1 12,8 41,1 6,0 24,3 4,1991-92 1926 2,6 13,0 49,5 22,8 13,8 -1,1992-93 1409 2,3 12,5 64,9 22,9 5,0 -7,1993 -94 874 1,8 9,0 54,6 19,1 6,6 8,1994-95 1933 3,3 15,1 54,1 15,3 13,4 -1,1995-96 1648 3,4 8,6 67,1 16,8 6,4 -2,1996-97 1815 0,8 6,6 48,1 26,9 16,2 1,1997-98 1364 3,0 14,6 79,8 10,9 5,8 -14,1998-99 1620 3,8 7,4 47,9 24,3 8,3 8,1999-2000 1671 3,3 6,0 64,6 20,0 7,1 -1,2000-2001 1561 3,7 10,0 54,2 30,0 5,3 -3,2001-2002 2102 3,4 8,0 75,6 20,0 -2,5 -4,2002-2003 1138 6,5 20,0 52,9 26,0 5,5 -10,2003-2004 1231 6,0 12,2 66,8 24,0 6,2 -15,2004-2005 1558 3,5 8,0 60,0 12,0 11,5 5,В о д о с б о р № 2 - д о р у б к и 1977-78 1196 4,7 14,9 50,1 25,5 4,8 5,1978-79 1210 9,1 18,4 40,0 27,9 2,6 -2,1979-80 1354 9,8 22,2 45,6 12,7 3,6 -6,1980-81 1636 8,9 17,7 47,5 7,6 16,7 -1,1981-82 2238 8,4 14,6 39,2 11,9 23,1 -2,1982-83 1865 5,0 15,0 41,1 20,9 18,0 10,В о д о с б о р № 2 - п о с л е р у б к и 1983-84 1150 4,4 20,6 27,6 28,1 18,4 -0,1984-85 1743 2,5 16,6 37,1 20,0 19,3 -4,1 2 3 4 5 6 7 1985-86 1114 4,3 15,1 48,6 20,9 9,2 -1,1986-87 1509 6,2 10,6 54,4 20,6 8,2 6,1987-88 1965 3,3 9,6 48,1 18,6 11,9 -8,1988-89 1736 4,9 9,5 54,4 23,2 11,5 -3,1989-90 1326 0,6 12,0 55,4 16,8 15,2 0,1990-91 1430 3,5 12,8 39,8 10,7 26,2 7,1991-92 1902 3,9 13,0 46,3 21,3 16,3 -1,1992-93 1383 1,9 12,5 52,7 25,4 15,3 -7,1993 -94 877 2,8 9,0 50,4 12,0 16,9 8,1994-95 1933 6,5 12,5 63,9 8,2 8,8 -1,1995-96 1648 5,3 8,6 69,4 16,0 3,0 -2,1996-97 1852 2,4 6,6 57,3 24,7 10,2 -1,1997-98 1399 2,4 8,6 73,6 14,0 3,3 -9,1998-99 1706 0,9 7,4 40,8 30,1 16,1 4,1999-2000 - - - - - - - 2000-2001 - - - - - - - 2001-2002 - - - - - - - 2002-2003 1149 6,4 17,7 43,2 26,0 15,7 -9,2003-2004 1372 5,5 10,2 37,6 24,0 17,8 4,2004-2005 1608 3,6 12,0 49,7 19,0 11,7 4,На 2-ом водосборе (с 1-ым приемом котловинной рубки, освоено 18,2% площади водосбора) в 1-ый год после рубки сток увеличился на 6%, а в целом за 5 лет после рубки - на 9%. При этом к 6-ому году наблюдений после рубки на 1-ом водосборе различия в стоке с контрольным водосбором уменьшились до 12%, а на 2-ом водосборе (к 5-ому году) - увеличились до 18%.

В таблице 39 представлены усредненные данные водного баланса по отдельным пятилетиям для водосборов с опытными рубками. В среднем условия увлажнения (по количеству осадков) по периодам до и после проведения рубки сходны, что облегчает анализ полученных данных.

На 1-ом водосборе со сплошнолесосечной рубкой в калибровочный период расходная часть баланса состоит наполовину из стока (51,5%), примерно 1/3 занимает испарение (39,8%), а остальные 10% приходятся на долю инфильтрации и аккумуляции в почве. При этом баланс влаги контрольного к 1-му ручью 4-го водосбора практически одинаков за этот период: сток - 48,9%, суммарное испарение - 42,7%, инфильтрация - 8,9%.

В период после рубки на контрольном водосборе соответствующие величины составляют: 43,9, 39,7 и 14,0%.

Таблица 39 – Средний водный баланс водосборов ЛГС “Горский” за периоды до (1977-1983 гг.) и после рубок (1983-2005 гг.

Расходные элементы баланса в % Период Измен.

Водонаблю- Осад- влагозаиспар. транс- инфисборы перехват дений, ки, мм пас. в с поч- с т о к пира- льтраЛГС осадк.

годы почве вы ция ция Водосбор со сплошнолесосечной рубкой 1977-82 1545 8,2 17,2 51,5 14,4 8,7 1,1982-88 1510 0,9 17,3 63,4 16,4 0,9 -1,1-ый 1989-94 1393 5,0 13,0 53,0 16,5 11,0 1,ручей 1995-99 1676 2,9 10,4 59,4 18,8 10,0 -1,2000-05 1543 4,4 10,7 62,4 22,0 5,5 -5,1977-82 1532 8,2 16,6 49,3 8,4 17,3 6,1982-88 1510 7,2 14,6 59,7 5,8 8,8 -2,4-ый ручей 1989-94 1328 7,0 15,0 49,6 9,7 17,2 1,(контр) 1995-99 1667 7,0 7,3 66,6 6,2 10,2 2,2000-05 1270 7,0 10,0 60,4 11,9 12,8 -2,Водосбор с котловинной (узколесосечной) рубкой 1977-83 1560 7,7 17,2 44,4 17,2 13,5 0,1983-88 1478 4,1 14,1 44,2 21,4 13,7 -2,2-ой 1989-94 1392 4,9 12,9 46,4 16,4 17,9 1,ручей 1995-99 1708 3,5 8,7 61,0 18,6 8,3 -2,2000-05 1376 5,2 13,3 43,5 23,0 15,1 0,1977-83 1560 7,7 17,2 46,6 17,4 11,1 0,1983-88 1478 4,6 13,9 42,8 21,6 14,6 -2,3-ий ручей 1989-94 1348 5,0 13,0 47,5 16,5 16,5 1,(контр) 1995-99 1712 5,0 11,2 55,4 13,6 13,1 1,2000-05 1397 5,0 15,0 53,7 16,5 10,2 -0,С учетом изменения элементов баланса на контрольном водосборе определено увеличение стока на 1-ом водосборе за 6 лет после рубки - в 1,37 раза; суммарное испарение несколько снизилось; практически исчезла инфильтрационная составляющая баланса.

Следовательно, влияние сплошнолесосечной рубки сказалось в резком уменьшении (до нулевых величин) глубоководного грунтового питания, составляющего основной резерв для питьевых вод.

На 2-ом водосборе с 2-приемной котловинной рубкой расходные элементы баланса до рубки составили: сток - 44,4% (на контроле 46,6%), суммарное испарение - 42,1% (на контроле 42,3%). После рубки на 2-ом водосборе сток увеличился в 1,07 раза, испарение не изменилось, а инфильтрационная составляющая баланса уменьшилась в 0,77 раза, т.е. на 4% по балансу.



70,60,50,40,30,20,10,0,-10,сток испарение инфильтрац. измен. влагозап.

руч. 1 руч. 2 руч. 3 руч. Рисунок 47 – Средний водный баланс водосборов с опытными рубками и контрольных на ЛГС «Горский» за период наблюдений 2000-2005 гг.

Таким образом, сплошнолесосечные рубки на водосборах в формации дуба скального при условии очень напряженного водного баланса до рубки (на инфильтрацию приходится лишь около 10% осадков) приводит к уменьшению грунтового питания рек до нулевых величин и к увеличению склонового стока в 1,4 раза. Группово-постепенные (котловинные) рубки воздействуют в направлении ухудшения водного баланса в значительно меньшей степени и могут быть рекомендованы к применению в условиях СевероЗападного Кавказа.

Изменение водорегулирующей роли дубовых лесов По результатам экспедиционных исследований формирования стока в формации дуба скального, где распространены бурые лесные почвы на тяжелых суглинках и глинах, водно-физические свойства почв в верхнем 30-40-см горизонте почвы характеризуются хорошими показателями в нетронутых рубками насаждениях. В связи с малой емкостью почвенного регулирования (30…40 мм) здесь наблюдаются большие величины паводочного стока даже на неповрежденных рубками склонах. Все виды рубок ухудшают водно-физические свойства почв, а сплошнолесосечные - в максимальной степени:

водовместимость уменьшается на 40…50%, фильтрационные свойства - в 10 раз и более.

На вырубках 5-летнего возраста водорегулирующие свойства примерно в 2 раза хуже, чем на свежих лесосеках.

Общими особенностями формирования склонового стока в условиях ЛГС "Горский" являются большие величины объемов и коэффициентов стока паводков, составляющих в среднем около половины всех выпадающих осадков. При этом в холодный период года основная часть паводков имеет коэффициенты стока, равные 90…98%. Раз% от осадков личия в площади водосборов в 4 раза (от 6 до 25 га) на ЛГС "Горский" практически не сказываются на условиях формирования стока, что является следствием малой аккумулирующей емкости почвогрунтов на водосборах.

По экспериментальным данным установлены корреляционные зависимости, характеризующие формы гидрографов склонового стока на площадях рубок ЛГС “Горский”.

Так, связь объемов паводков водосбора №1 со сплошной рубкой и 4-го (контрольного) водосбора имеет линейный вид и коэффициенты корреляции 0,86…0,97, что позволяет с высокой степенью достоверности оценивать изменения паводочного стока после проведения опытной рубки. Связь коэффициентов паводочного стока (, % от осадков) также имеет линейный вид и коэффициенты корреляции 0,80-0,89. Максимальные модули стока на водосборах с рубками и контрольных водосборах имеют практически функциональную связь: r = 0,94…0,99.

На 2-ом водосборе (площадью 22,3 га) после проведения 2-х приемов узколесосечной (котловинной) рубки (при освоении рубкой 23% площади водосборного бассейна) существенных изменений склонового стока не наблюдалось. Несколько возросли (в 1,раза) объемы паводков.

Таблица 40 - Средние за сезоны коэффициенты паводочного стока на водосборах ЛГС “Горский” за 1984-1989 гг.

Ср. сумма средненные коэф. стока в % Гидрологичеосадков за С е з о н ы 1-ый 2-ой ру- 3-ий ру- 4-ый ские годы паводок, мм ручей чей чей ручей холодный 86,0 88,3 55,5 51,6 55,1984-85 теплый 42,4 47,2 26,4 24,8 28,гидролог. год 59,5 70,5 35,6 40,0 40,холодный 76,6 77,4 59,3 58,2 47,1985-86 теплый 28,7 4,6 3,8 4,7 5,гидролог. год 50,3 54,6 41,9 41,4 34,холодный 66,7 77,6 68,9 57,1 57,1986-87 теплый 38,8 57,1 41,3 39,6 29,гидролог. год 55,8 70,0 61,3 53,0 49,холодный 72,9 72,4 65,2 60,6 57,1987-теплый 61,3 40,3 33,1 27,3 32,гидролог. год 66,5 56,1 48,8 43,6 45,холодный 64,8 89,0 73,5 72,4 74,теплый 60,0 44,7 26,4 34,1 20,1988-гидролог. год 62,5 68,6 51,8 54,7 49,С р е д н и е гидролог. год 58,9 64,0 47,9 46,5 43,В целом, анализ осредненных характеристик паводочного стока показал, что на водосборе №1 со сплошной вырубкой на 3-ий год после рубки коэффициенты паводочного стока в 1,7 раза выше, чем на контрольном, на 6-й год после рубки - больше в 1,раза, на 7-й - в 1,10 раза, на 8-й - в 1,22 раза, чем до рубки. К 8-9-летнему возрасту молодняков паводки на сплошной вырубке в среднем для холодного периода в 1,06 раза выше, а за теплый период - в 1,86 раза больше, чем паводки на этом водосборе до рубки.

На водосборе №2 с двумя приемами узколесосечной рубки по данным последнего года исследований паводки холодного периода в 1,13 раза больше, а теплого периода - в 1,раза меньше, чем до рубки (в целом за год - в 1,05 раза больше).

Особенностью формации дуба пушистого является его приуроченность к перегнойно-карбонатным почвам, характеризующимся сильной щебенистостью и маломощностью при карбонатных подстилающих породах. В связи с этим, водно-физические свойства этих почв лучше, чем бурых лесных, и интенсивное хозяйственное и рекреационное воздействие сказывается не так сильно на гидрологических функциях (в сравнении с другими формациями). Тем не менее, рубки в 2…3 раза ухудшают фильтрационные свойства почв, при этом становится большим период относительного восстановления их после рубок (на 13-летних вырубках на глубине около 35 см УКФ составляет 0,4 мм/мин).

Таким образом, сопоставляя условия формирования стока в двух основных формациях Северо-Западного Кавказа - буковой и дубовой, следует отметить очень высокую водорегулирующую способность буковых насаждений (и это при условии большей увлажненности) и относительно слабое водорегулирующее воздействие дубрав, особенно в холодный период.





В связи с малым бассейновым регулированием стока (как отмечалось выше, бассейны с площадью 23 га и 7 га практически не отличаются величиной регулирования) в зоне дубрав очень часто возникают периоды с напряженным водным балансом - с одной стороны, и катастрофическими паводками - с другой.

В формации дуба скального на водосборе со сплошнолесосечной рубкой максимальное увеличение стока (в 2,1 раза) наблюдается на 3…5-й год после рубки, а среднее увеличение стока за 10 лет составляет 1,59 раза за год (рис. 48).

На водосборе с котловинной двухприемной рубкой (проведено 2 приема) при освоении рубкой 23% площади водосбора увеличение стока в 1,3 раза наступает на 4-й и на 9-й год, продолжительность влияния рубки - не менее 15 лет, а среднее увеличение стока - в 1,09 раза в год (рис. 48).

Анализ материалов по склоновому стоку в формации дуба скального не даёт достаточно веских оснований для однозначного решения о наступлении стабилизации условий формирования стока даже после 20-летнего периода наблюдений. Как на площади сплошнолесосечной рубки с 20-летними молодняками, так и на водосборе с котловинной рубкой индексы изменения склонового стока в некоторые годы снижаются до величин 0,9, в другие годы – увеличиваются до 1,2-1,3, особенно в холодные периоды, когда регулирование выпадающих осадков площадью водосбора минимальное (коэффициенты зимних паводков приближаются к 0,95) (рисунки 49).

1,8 2,1,2,1,1,1,1,0,1,0,0,0,0,0,0 0,мод. коэф. скл. сток Рисунок 48 - Изменение склонового стока в дубовых насаждениях ЛГС «Горский» (водосбор № 1 со сплошнолесосечной рубкой 22-летнего возраста -1982-83 гг.) Обозначения на рис.48 и 49: мод. коэф. - модульные коэффициенты стока (левая шкала); сток - коэффициенты изменения стока (правая шкала).

1,6 1,1,1,2 1,1,0,8 0,0,0,4 0,0,0,0 0,мод. коэф. скл. сток Рисунок 49 - Изменение склонового стока в дубовых насаждениях ЛГС «Горский» (водосбор № 2 с котловинной рубкой 1983 г) 3.3 Влияние рубок леса на почвенный покров Водно-физические свойства почв на площадях промышленных рубок Состояние поверхности почвы после проведения лесосечных работ можно оценить следующими 3-мя категориями в балльной оценке:

1 - повреждения отсутствуют;

2 - снесена подстилка, частично поврежден и уплотнен гумусовый горизонт почвы (до 10 см);

3 - пасечные и магистральные волока, а также участки со значительным повреждением гумусового и аллювиального горизонтов (>10 см).

Сток Модульный коэф.

Сток Модульный коэф.

Исследованиями было доказано, что степень повреждения почвенного покрова достаточно надежно увязывается с изменением плотности поверхностных горизонтов почв. В табл. 41 даны величины плотности поверхностного 10-см горизонта почв на участках с различными категориями повреждений при рубках в буковых и дубовых насаждениях.

При одинаковых категориях повреждения почвы уплотнение зависит от способа рубки, технологии лесосечных работ, которыми определяются не только эксплуатационные повреждения почвы, но и последующие изменения ее физических свойств под влиянием естественных природных процессов.

С учетом принятых категорий повреждений почвы на 15 пробных площадях в буковых древостоях, и 15 - в дубравах была определена распространенность повреждений по площади в зависимости от способов рубки (табл. 41).

Таблица 41 - Степень повреждения и объемный вес поверхностного горизонта почвына площадях рубок в букняках и дубравах Причерноморья Степень повреждения в % на Объемный вес, г/см3 при катего1 га риях повреждения почвы Способ рубки 1 катего- 2 катего- 3 катего- 1 катего- 2 катего- 3 категория рия рия рия рия рия Б у к о в ы е н а с а ж д е н и я Промышленно43 42 15 1,06 1,21 1,выборочная Добровольно82 10 8 0,95 1,26 1,выборочная Д у б р а в ы Сплошнолесосечная 13 46 41 1,15 1,40 1,Группово87 9 4 1,15 1,43 1,выборочная В буковых насаждениях, изреженных промышленными выборочными рубками 510 лет назад, площадь поврежденного почвенного покрова достигает 57% от общей. Восстановление структуры на поврежденных участках происходит медленно, при этом 15% площади имеют величины коэффициента фильтрации (УКФ ) меньше 0,1…0,2 мм/мин. На участках добровольно-выборочных рубок значительные повреждения почвенного покрова распространены лишь на 18% площади при минимальном УКФ около 0,2 мм/мин, а остальные 82% площади имеют УКФ более 3…5 мм/мин.

С увеличением возраста вырубок происходит перераспределение соотношений между участками с различными категориями повреждения. За счет разрастания травяного покрова и возобновительного процесса уменьшается доля повреждений 2-й и 3-й категорий, и соответственно увеличивается площадь с характеристиками 1-й категории.

Средневзвешенный объемный вес (плотность) почв при промышленных выборочных рубках в буковых древостоях увеличивается до 1,11 г/см3, а УКФ снижается до 2,0 мм/мин. При добровольно-выборочных рубках эти показатели составляют - 0,г/см3, и 12,6 мм/мин. В дубравах, на свежих сплошных вырубках 87% площади имеют значительные повреждения почвенного покрова; на долю 2-й категории повреждений приходится 46%, 3-й - 41%; УКФ поверхностных горизонтов на таких участках уменьшается до 0,2 мм/мин. Средневзвешенный объемный вес почв на этих вырубках составил 1,29 г/см3, а величина УКФ - 1,6 мм/мин.

Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 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.