Предварительная оценка зональной трансформации стока реки

Если река полизональна, то подобные ориентировочные оценки состава РВМ возможны только для верхней части водосбора PC, расположенной в соответствующей географической зоне, так как на участках главной реки, пересекающей остальные зоны, будет происходить зональная трансформация ее стока.

Для примера оценим зональную трансформацию химического стока в изображенной на рис. 3.7 полизональной речной системе PC, очаг формирования РВМ в которой находится в лесной гидрохимической зоне, а в своем нижнем течении главная река этой PC пересекает степную зону. Пусть площадь водосбора реки в пределах лесной зоны А_л = 10 000 км² характеризуется среднегодовыми значениями модуля водного стока т_а1 = 7 л/(с • км²) и модуля ионного стока т_нл = 32 т/(км² • год) (см. табл. 2.5), а площадь ее водосбора в степной гидрохимической зоне составляет А_с = = 1100 км², где ее степной приток имеет Л_пр = 500 км², т_йС = = 2л/(с км²) и /и_ис = 40т/(км² год) (см. табл. 2.5) (для пересчета средневзвешенной величины слоя водного стока в его модуль достаточно толщину слоя в мм/год разделить на 31,5). При этом вся площадь водосбора речной системы, как показано на рис. 3.7, состоит из трех расчетных районов — очага формирования стока в лесной зоне и двух районов в степной — водосбора притока и водосбора рассредоточенного бокового притока к нижнему участку главной реки: А_РС = А_л + А_с = А_л + А_пр + А_бок, где А^_к — площадь.

Рис. 3.7. Схема бассейна полизональной речной системы, включающей:

/ — водосбор реки площадью Д" расположенный в лесной зоне; 2 — водосбор степного притока полизональной реки площадью А_пр и водосбор остального бокового притока к главной реке с территории площадью А_бок в степной зоне; 3 — приустьевое взморье; 4 — водоразделы; Ств. 1 — створ в месте слияния степного притока с рекой; Ств. 2— приустьевой створ Тогда среднегодовые значения расхода воды и ее минерализации в этой реке в створе выше места слияния с притоком (Ств.1), рассчитанные по формулам (2.10), составят 70 м³/с и 145 мг/л, а в устье ее степного притока — 1 м³/с и 635 мг/л. Подставив полученные величины в формулу (1.1), получим среднегодовое значение минерализации трансформированной водной массы главной реки при полном ее смешении с водной массой степного притока, равное 152 мг/л. Приняв те же значения модулей стока т_к и т"_с для остальной площади степной части бассейна реки А_6ок = = 600 км², с которой в нее поступает рассредоточенный боковой приток, получаем по формулам (2.10) его суммарный расход 1,2 м³/с, т. е. 38 млн м³/год воды и 24 тыс. т/год растворенных в ней ионов.

Таким образом, в приустьевом створе реки (Ств. 2) среднегодовой расход воды получается равным 72,2 м³/с (2,27 км³/год), доля в котором вод степных фаций составляет в среднем 3%. На степном участке реки между створами Ств. 1 и Ств. 2 масса ионов в речном стоке возросла с = т^А_л = 320 тыс. т/год до 364 тыс. т/год, т. е. на 12% — из-за ионного стока с водосбора степной реки (20 тыс. т/год) и бокового притока (24 тыс. т/год). В результате в приустьевом створе реки среднегодовая минерализация трансформированной речной водной массы главной реки составит 160 мг/л.

Если бы были известны концентрации отдельных ионов и других компонентов химического состава главной реки в Ств.1 и в ее степном притоке, аналогичными расчетами было бы возможно показать изменение ионного состава воды и характеристик ее качества в трансформированной речной водной массе на нижнем степном участке течения главной реки. При этом можно утверждать, что зональная трансформация речной водной массы на степном участке данной PC в межень практически незаметна, а в многоводные фазы стока с водосбора степного притока — максимальна, поскольку внутригодовая изменчивость и расхода воды, и ее минерализации в степном притоке больше, чем в очаге формирования главной реки, расположенном в лесной зоне.

Кроме того, можно предположить, что по сравнению со сформированной в лесной зоне речной водной массой более насыщенная наносами вода степного притока, имеющего водосбор в гумидной либо семиаридной зоне суббореального климатического пояса (см. табл. 2.6), в многоводные фазы стока увеличит мутность воды в зоне ее смешения с водной массой главной реки. В образующейся здесь трансформированной речной водной массе на отдельных участках русла с все меньшим уклоном в приустьевой области прозрачность воды вследствие седиментации наносов будет возрастать. Однако и здесь не исключены локальные очаги повышенной мутности речной воды вблизи устьев ручьев, стекающих в паводки по оврагам и логам с бокового водосбора.