4.4. Водний баланс басейну річки

Водний баланс– співвідношення надходження, витрат води з урахуванням зміни її запасів протягом певного проміжку часу для певного об’єкта. Обчислюють для ділянки території, річкового басейну, водойми.

Рівняння водного балансу– це математичний вираз, що характеризує водний баланс. Складники водного балансу визначають надходження, витрати та зміни запасів води (рис. 7).

Рівняння водного балансу річки:

х + у₁+₁+ z₁= у₂+₂+ z₂ ± ∆u,

де х – опади (дощ і сніг);

у₁– поверхневий притік з-за меж басейну;

₁– підземний притік з-за меж басейну;

z₁– конденсація водяної пари;

у₂– поверхневий стік за межі басейну;

₂– підземний стік за межі басейну;

z₂– випаровування з поверхні басейну;

± ∆u – зміна запасів води в басейні за проміжок часу (позитивна – за збільшенням запасів води, від’ємна – за їх зменшенням).

Рис. 7. Схема водного балансу басейну: 1 – опади; 2 – інфільтрація; 3 – підземний стік; 4 – поверхневий стік; 5 – випаровування; 6 – капілярне підняття та випаровування

У багатьох випадках можливі деякі спрощення рівняння водного балансу. Частіше можна не враховувати конденсацію. Для великих річкових басейнів часто не враховують підземний притік і стік. У таких випадках і за відсутністю штучного перерозподілу стоку між басейнами рівняння водного балансу має таке рівняння:

х = у + z ± ∆u

Нарешті, якщо зневажати зміни запасів води в межах річкового басейну, то рівняння водного балансу має такий вигляд:

х = у + z

Структура водного балансу басейну річки– це співвідношення між різними прибутковими і витратними складовими частинами рівняння водного балансу.

Відношення стоку до опадів – коефіцієнт стоку(= у/х). Цей коефіцієнт показує, яка частка опадів перетворюється на стік. Відношення випаровування до опадів можна назватикоефіцієнтом випаровування(= z/x). Суматаповинна дорівнювати одиниці.

Діапазон можливої зміни коефіцієнта стоку для багаторічного періоду такий: 0 1.

В умовах надмірного і достатнього зволоження (тундра, лісотундра, ліси) значення знаходиться зазвичай у межах 0,4–0,6. В умовах недостатнього зволоження (лісостеп, степ) величина коефіцієнта стоку менша – 0,4–0,1. Нарешті, в умовах посушливого клімату (напівпустелі, пустелі) величинаблизька до нуля.