Практикум по гидрологии болот

Предисловие

Гидрология болот - раздел гидрологии суши, занимающийся изучением физических процессов движения влаги в болотах и процессов влагообмена между болотами и окружающей средой. В связи с широким распространением болот и заболоченных земель в России и в целом на Земном шаре представляет несомненный интерес изучение особенностей формирования болот, их функционирования и возможных путей устранения неблагоприятных свойств заболоченных территорий. Болото – тип земной поверхности, постоянно или длительное время обильно увлажненной, покрытой специфической растительностью и характеризующейся соответственным почвообразовательным процессом. Болото может быть с торфом или без торфа. Болотные массивы представляют собой результат совместного взаимодействия таких процессов как избыточное увлажнение, произрастание специфичной болотной растительности и наличие процесса торфообразования. В таких условиях в болоте формируется не похожий на другие водные объекты водно-физический и тепловой режим, формируются болотные микроландшафты, меняющиеся при смене стадий развития болота, развивается болотная гидрографическая сеть. На болотах берут свое начало многие мелкие и крупные реки, а наличие на водосборе болотных массивов сказывается в условиях формирования стока и испарения. В связи с этим возникает необходимость детальных изучений свойств болот и процессов в них происходящих.

Для усвоения теоретических знаний в курс «Гидрология болот» включены следующие практические работы:

1) Построение типологического плана болотного массива на основе дешифрирования аэрофотоснимков (2 час).

2) Построение сетки линий стекания с болотного массива. (2 часа).

3) Расчет стока с болота методом фильтрационных характеристик (2 часа).

Работы выполняются с использованием данных стационарных наблюдений на болотных станциях, взятых из ежегодников, и аэрофотоснимков болотных массивов или их частей. Построение типологического плана и сетки линий стекания болота выполняется с использованием ГИС –технологий, например, программы MapInfo.

Задание № 1. Построение типологического плана болотного массива на основе дешифрирования аэрофотоснимков

Цель работы – построение топонимического плана болотного массива по материалам аэрофотосъемки.

Основные задачи:

1. ознакомиться с программой MapInfo;
2. дешифрировать аэрофотоснимок болотного массива;
3. графически отобразить расположение микроландшафтов на болотном массиве, используя программу MapInfo;
4. оформить топонимический план болотного массива.

Исходные данные. Аэро- или космоснимок болотного массива, компьютер с программным обеспечением MapInfo.

Содержание работы. Работа выполняется на основе дешифрирования аэро- и космоснимков болотных массивов. По характерным признакам (цвет, структура, ориентировка элементов и др.) в программе MapInfo создаются рабочие наборы файлов, содержащие карту-схему расположения болотных микроландшафтов и гидрографических объектов на территории массива, таблицу с характеристиками каждого микроландшафта и/или объекта и вспомогательные файлы. При отсутствии необходимого программного обеспечения работу можно выполнить с использованием кальки. Результатом работы является топонимический план болота или схема расположения микроландшафтов по его территории с легендой и перечнем выделенных микроландшафтов.

Теоретические положения.

Формирования болота происходит в течение длительного периода. Постепенно формируются особые свойства переувлажнения, влаголюбивая растительность, накапливается торф. В силу неоднородности распределения по территории болотного массива степени разложения торфа и скорости его накопления формируется болотный микрорельеф с произрастающей на нем характерной совокупностью болотных видов растений. Каждый микроландшафт характеризуется свойственными ему физическими и гидродинамическими параметрами, такими, как режим уровня грунтовых болотных вод, проточность и модуль проточности, толщина деятельного слоя, коэффициент фильтрации, водопроводимость, водоотдача и др. Выявление особенностей распределения болотных микроландшафтов по территории болота и их гидродинамических характеристик лежит в основе расчета стока с болотного массива. Таким образом, построение топонимического плана, отражающего структуру болотного массива, является основой для дальнейших расчетов балансовых характеристик.

В болотных массивах выделается много различных микроландшафтов, название которым дается по видам произрастающей на них растительности. В определении названии растительной ассоциации на первое место ставится растение-эдификатор, на второе- доминанты, на третье – кондоминанты. Например, название микроландшафта сфагново-кустарничково-сосновым означает, что принципиальным его отличием от других является наличие сфагнового мха, основу микроландшафта при этом составляют кустарничковые виды растительности (клюква, голубика и др.), сочетающиеся с соснами. Далее все микроландшафты разбиваются на две большие группы по строению микрорельефа: 1) микроландшафты мозаичной, пятнистой и однородной структуры, обладающие, как правило, кочковатым микрорельефом; 2) комплексные микроландшафты, образованные комплексом различных растительных ассоциаций, например, грядово-мочажинный и грядово-озерковый комплекс.

Разнообразие и видовой состав растительности микроландшафтов зависит от района (природной зоны) расположения болота, его размеров, условий формирования, стадии развития и др. Поэтому для выделения того или иного микроландшафта необходимо учитывать общие сведения о районе, в котором находится исследуемый болотный массив. Выделение (дешифрирование) контуров микроландшафтов осуществляется по вешним, видимым на снимке, характеристикам цвета, формы, структуры растительности и др. Оптимальные масштабы плана – от 1: 10000 до 1: 50000.

Выполнение работы с использованием программ ГИС-технологий, например, MapInfo, дает большое преимущество при дальнейших необходимых расчетах и визуализации данных.

Работа по выделению микроландшафтов создает основу для выполнения последующих заданий, поэтому грамотное дешифрирование и определение типа микроландшафта позволит, в конечном итоге, получить достоверные результаты по стоку и испарению с болотного массива.

Используемые термины и определения

Болотный микроландшафт (фация)– часть болота, в пределах которой сохраняется одинаковая структура растительного покрова все связанные с ней другие физические компоненты среды (Иванов, 1975).

Болотный мезоландшафт (урочище) – изолированные болотные массивы, образующиеся из одного первичного очага заболачивания и обладающие на каждой стадии своего развития вполне определенными закономерностями размещения по их территории болотных микроландшафтов различных типов. Понятие болотного мезоландшафта эквивалентно болотному массиву.

Болотный макроландшафт - болотный ландшафт, образовавшийся путем слияния нескольких вначале изолированных болотных мезоландшафтов. Представляет собой систему слившихся болотных массивов. Болотные макроландшафты различают в зависимости от того, на какой стадии и ходу развития, сливаются болотные массивы.

Уровень грунтовых болотных вод

Болотный массив – часть земной поверхности, занятая болотом, границы которого в плане образуют замкнутый круг. При этом граница определяется по нулевой глубине торфяной залежи (Иванов, 1975).

Топонимический план болотного массива – построение структуры болотного массива. Структура болотного мезоландшафта (болотного массива) – закономерность размещения на его территории и типы составляющих его болотных микроландшафтов.

Микрорельеф болотного массива – положительные и отрицательные формы рельефа, выделяющиеся на территории болота, сформированные различными видами растений и неоднородной степени их разложения и накопления. К положительным формам относятся кочки различных форм и размеров, гряды; к отрицательным – западины и мочажины.

План выполнения работы

1. Отметить карандашом на аэро- или космоснимке болотного массива четыре метки в виде крестиков по углам снимка, отсканировать (рисунок 1).
2. Открыть файл с растровым изображением (отсканированным) снимка (меню «файл»-«открыть», указать файл с отсканированным изображением в формате jpg).
3. Выполнить плановую привязку снимка по предварительно отмеченным на нем крестикам. Для этого в меню «таблица» выбирается «растр» - «регистрация изображения». Указывается проекция (план-схема), единицы (метры или километры). Поочередно отмечаются точки границ снимка, помеченные крестиками, и указываются их координаты (например, точка 1 с координатами (0;10000), точка 2 – (10000;10000), точка 3 – (10000;0), точка 4 – (0;0)). Если действительный масштаб и размер аэроснимка не известен, можно воспользоваться условным.
4. Назначить количество слоев, с которыми предстоит работать, отображающие информацию об объектах. Рекомендуется создать два слоя: первый слой – гидрографические объекты болота, второй – микроландшафты болотного массива.
5. В программе MapInfo создать новую таблицу, включающую в себя ряд полей для характеристики микроландшафтов (таблица 1.1): «файл» - «новая таблица», пометить «добавить к карте» - «создать…» - «добавить поле», далее указывается имя поля, его тип и количество знаков в поле. Выбор типа поля делается исходя их тех сведений, которые будут записаны в столбце характеристик объекта. Если предполагается создание различных слоев карты, то для каждого слоя следует создать свою таблицу. Таблицу сохранить (меню «файл» - «сохранить таблицу»)!

Таблица 1.1.

Описание параметров полей при оформлении таблицы в программе и примерный список полей таблицы микроландшафтов

Описание поля
Короткое целое	Символьное (30 знаков)	Символьное (30 знаков)	Вещественное/Десятичное (10 знаков, 2 –после запятой)
Номер объекта	Название микроландшафта	Характеристика микрорельефа	Площадь микроландшафта, кв.м
	Сосново-сфагновый	кочковатый	345,5
	Грядово-мочажинный	Ориентированные гряды	563,2
3…

1. Указать проекцию, в которой будем работать. Это выполняется одновременно с открытием новой таблицы: «Проекция», далее указать в окне «Категория» план-схему, в окне «Проекция» - план-схема (метры) или (километры).
2. В окне «управление слоями» сделать доступным для редактирования слой с микроландшафтами.
3. На основе дешифровочных признаков (таблица 1.2) определиться по снимку, где и как проводить границы между микроландшафтами.
4. Указать в меню «Пенал» стили линий, точечных и площадных объектов.
5. Оцифровать границы микроландшафтов, продолжая работать в необходимом «слое», каждый микроландшафт выделить отдельным цветом или структурой (рисунком).
6. Выделяя тот или иной микроландшафт, не забывать проверять в таблице его нумерацию, и заносить его название и необходимые характеристики.
7. В таблице можно выполнить некоторые операции с введением параметров объектов в строку записи. Например, программа позволяет получать площади контурных объектов. Для этого необходимо воспользоваться меню «Таблица» - «Обновить колонку». В диалоговом окне указать колонку, в которую следует записать искомую площадь объекта и в окошке «значение» войти в диалоговое окно «составить…» и указать выражение функции (Area(obj,”sq m”)). Аналогично можно получить длины линейных и др. объектов и пополнить таблицу.
8. Создать второй слой гидрографических объектов болотного массива. Для этого выполняем пункты 5-12 только для другого слоя и соответствующей ему таблице.
9. Создать легенду типологического плана болота. Для этого в меню «карта» указать «создать легенду», проверить разделы легенды (там должны быть указаны названия таблиц – слоев, которые необходимо нанести на топонимический план), указать стиль шрифта заголовков, указать графу таблиц, содержимое которых будет являться подписями объектов (лучше выбрать столбец с названием микроландшафта) и нажать кнопку «завершить».
10. Сохранить рабочий набор с файлами. Всего должно быть 6 файлов с расширениями tab, dat, id, ind, map, wor. Файл с расширением ind появляетсн в том случае, если в таблице сделана пометка «индекс» на определенном поле, что позволяет выполнять быстрый поиск объекта и выполнение SQL-запросов. Файл с расширением wor является рабочим набором, позволяющим открыть совокупность необходимых файлов и таблиц для работы. Каждый слой (таблица) имеет свой набор пяти файлов. Поэтому для рабочего набора из двух косметических слоев (например, «микроландшафты» и «гидрография») общее количество файлов составляет 11 шт. (или 9 шт. – без индексов).
11. Вывести на печать типологический план болотного массива (рисунок 2) и таблиц с их характеристиками.
12. Рабочий набор с файлами и распечатанный вариант плана и таблиц является отчетным материалом по данному заданию.
13. Если работа выполнялась без использования ГИС-программ, то типологический план с легендой представляется на кальке, прикрепленной к аэрофотоснимку.

Рис. 1. Исходный аэрофотоснимок болотного массива

Рис.2. Типологический план болотного массива

Задание № 2. Построение сетки линий стекания с болотного массива

Цель работы – построение сетки линий стекания с болотного массива по материалам аэрофотосъемки и типологическому плану.

Основные задачи:

1. научиться определять ориентированность микрорельефа болотных микро- и мезоландшафтов по аэро- или космоснимку;
2. в программе MapInfo графически отобразить линии стекания болотного массива;
3. оформить сетку линий стекания, наложенную на типологический план болотного массива.

Исходные данные. Аэро- или космоснимок болотного массива, типологический план болотного массива (выполненный в задании № 1), рабочий набор файлов (полученный в задании № 1), компьютер с программным обеспечением MapInfo.

Содержание работы. Работа выполняется на основе дешифрирования аэро- и космоснимков болотных массивов и топонимического плана болотного массива. По характерным признакам (ориентирование элементов микрорельефа болота, форм водоемов и направления стекания водотоков и др. – таблица 1.2) в программе MapInfo или на кальке создается схема линий стекания с болотного массива. В программе MapInfo к уже существующим (задание № 1) добавляется новая таблица и рабочий «слой», в котором рисуются линии стекания от центра болотного массива к периферии с учетом особенностей микрорельефа и расположения гидрографической сети. Результатом работы является сетка линий стекания с болотного массива, наложенная на топонимический план, легенда карты-схемы.

Теоретические положения.

Сетка линий стекания (СЛС) является основной гидродинамической характеристикой для неосушенных болотных массивов и отражает направление фильтрации грунтовых вод и стока поверхностных вод на территории болота. Форма сетки линий стекания остается неизменной во времени. Типологический план болотного массива с сеткой линий стекания строится на основе простого визуального дешифрирования аэрофотопланов болотных массивов, согласно определенным правилам.

Совпадение поверхности микрорельефа болота с формой поверхности грунтовых болотных вод дает возможность использовать сетку линий токов и для точного наведения горизонталей поверхности болота.

Самым важным является определение типа микроландшафта. Это связано с тем, что существуют определенные взаимосвязи между структурой микро-, мезо- и макроландшафтов, их микрорельефом и направлением течения воды в фильтрационных и поверхностных потоках. Это является основным критерием для установления направления течения вод. Для определения типа микроландшафта и микрорельефа можно пользоваться прямыми и косвенными признаками. Первая группа признаков определяет структуру. К числу признаков этой группы относится ориентация элементов микроландшафта комплексного строения (грядово-мочажинных, грядово-озерковых и т.п.). Известно, что гряды располагаются перпендикулярно направлению фильтрационных и поверхностных вод для того, чтобы происходил максимально возможный в условиях недостаточного содержания питательных элементов перехват минеральных веществ растениями. Когда признаков первой группы недостаточно, рассматривают структурные элементы другого порядка, характеризующие строение мезо- и макроландшафтов, а также расположение последних относительно внешней гидрографической сети (расположение топей выклинивания; расположение и направление стока русел внутриболотных речек; ориентация, размеры и расположение озер, истоков и т.п.).

Также визуально определяется центр (или центры) болотного массива (системы массивов). Необходимо помнить, что верховые или олиготрофные болота имеют выпуклый профиль, т.е. их центр – положительная «+» форма рельефа, а, значит, фильтрация и сток осуществляется от центра к окраинам болота. Эвтрофные или низинные болота имеют «-» отрицательную форму мезорельефа – вогнутую поверхность и собирают воды в центре массива. Плановые формы потока бывают расходящиеся, параллельноструйные и сходящиеся.

Сетка линий стекания добавляется к типологическому плану болотного массива, поэтому масштаб СЛС должен быт такой же. Расстояния между линиями стекания выбираются по принципу достаточности для отображения процессов стока и фильтрации в данном участке массива, чаще всего это расстояние равняется 5-10 мм на плане.

Конечной целью построения СЛС является получение расчетной основы в графической форме, с помощью которой можно было бы определить длины спроектированных контуров стока и притока для любого заданного болотного массива.

Используемые термины и определения

Сетка линий стекания - с овокупность проведенных на плане болотного массива линий, ортогональных к горизонталям поверхности болотного массива (рисунок 3).

Линиями тока называются траектории, касательные в каждой данной точке потока к вектору полной скорости, отображающему направление стекания с болотного массива.

План выполнения работы

1. Открыть рабочий набор, созданный в ходе выполнения задания № 1 по построению типологического плана болотного массива.

2. Создать новую таблицу (см. задание № 1, пункт 5) для линий тока, куда необходимо включить поле с длиной линии, и новый слой для отображения линий на карте.

3. В меню «Управление слоями» добавить к рабочему набору созданную таблицу СЛС и сделать слой редактируемым.

4. В меню «Пенал» задать параметры стиля линий (толщину, цвет, тип – стрелка и др.).

5. Обозначить «-»-ом или «+»-ом центр болотного массива.

6. Учитывая прямые и косвенные признаки дешифрирования (см. таблицу 1.2) провести необходимое количество линий тока от центра болотного массива к его границам (или от границ – к центру при наличии вогнутого профиля).

7. Занести длины линий тока (s_i) в таблицу. Для этого в столбце длина линии оформить «выражение» (см. задание 1, пункт 12).

8. Создать легенду сетки линий стекания и типологического плана болота.

9. Сохранить таблицу и рабочий набор с файлами, к которому, соответственно, добавляются еще 5 файлов нового слоя сетки линий стекания.

10. Вывести на печать сетку линий стекания. Возможна печать СЛС на типологическом плане болотного массива. Распечатывается также таблица с характеристиками линий тока.

11. Рабочий набор с файлами и распечатанный вариант СЛС и ее таблицы является отчетным материалом по данному заданию.

12. Если работа выполнялась без использования ГИС-программ, то сетка линий стекания с легендой представляется на кальке, прикрепленной к аэроснимку и типологическому плану болотного массива.

Рис.3. Сетка линий стеканий с болотного массива
Задание № 3. Расчет стока с болота методом фильтрационных характеристик

Цель работы – рассчитать сток со всего болотного массива или его части, используя метод фильтрационных характеристик.

Основные задачи:

1. ознакомиться с методом фильтрационных характеристик;
2. создать информационную базу для расчетов стока;
3. в программе MapInfo найти площади контура стока и длину проекций линий тока;
4. рассчитать элементарный расход для каждого микроландшафта;
5. рассчитать сток со всего болотного массива или его части;
6. рассчитать модуль стока за определенный промежуток времени со всего болотного массива или его части;
7. построить гидрограф стока с болотного массива.

Исходные данные. Таблица суточных данных по уровням грунтовых болотных вод для микроландшафтов различных типов, которые берутся из материалов наблюдений болотных станций; таблица значений элементарных расходов из указаний по расчетам стока с неосушенных и осушенных болот. Используется также типологический план болотного массива и сетка линий стекания, построенные на основе аэро- или космоснимков в заданиях № 1 и 2. При работе на компьютере необходимо программное обеспечение MapInfo. Если работа выполняется без использования компьютера, то необходим также планиметр.

Содержание работы. Работа выполняется на основе дешифрирования аэро- и космоснимков болотных массивов. По характерным признакам (цвет, структура, ориентировка элементов и др.) в программе MapInfo создаются рабочие наборы файлов, содержащие карту-схему расположения болотных микроландшафтов и гидрографических объектов на территории массива, таблицу с характеристиками каждого микроландшафта и/или объекта и вспомогательные файлы. При отсутствии необходимого программного обеспечения работу можно выполнить с использованием кальки. Результатом работы является таблица с расчетом стока и модуля стока с болотного массива, график изменения модуля стока во времени для всего болота.

Теоретические положения.

Расходная часть водного баланса болотных массивов состоит, в основном, из двух составляющих: стока и испарения. Расчет стока с болота возможен различными способами, например, по расходам ручьев, стекающих с массива. Однако, на практике часто необходимо решение более сложных задач. Болотные системы часто занимают очень обширные территории и расчет стока по гидрографической сети невозможен. Необходимо рассчитать сток (фильтрацию) через линию, проходящую по болоту, например, планируемую магистраль. Для этого используются методы расчета фильтрации через толщу деятельного и/или инертного горизонта. В данной работе выполняется расчет стока с болота методом фильтрационных характеристик, который позволяет решать задачи данного рода.

Болото в силу своих свойств содержит большое количество влаги, однако не стремиться от нее избавиться, проявляя тем самым устойчивость болотного местообитания влаголюбивой растительности. Сток с болотного массива – процесс длительный и трудоемкий ввиду очень малых уклонов поверхности болота и низких коэффициентов фильтрации. Было установлено, что на болотных массивах существует связь между балансом водного питания, закономерностями распределения растительного покрова, микрорельефа поверхности и физическими свойствами деятельного и инертного слоев болота. Соотношения внутри такой системы остаются постоянными, а гидродинамические характеристики обладают своим режимом, меняющимся во времени.

Вычисление и тем более измерение многих гидродинамических характеристик затруднено, поэтому для проведения расчетов основываются на зависимости различных параметров болота, прежде всего, от уровня грунтовых болотных вод. Динамика болотных вод отражает многие процессы, происходящие в болоте: испарение, движения жидкости, фильтрацию, просачивание, накопление и др.

Одним из примеров использования уровня грунтовых болотных вод в расчетах является расчет стока методом фильтрационных характеристик, в основе которого лежит, по сути дела, закон Дарси, использующийся для расчетов фильтрации на болоте. В работе таки параметры уравнения Дарси, как уклон, коэффициент фильтрации и площадь фильтрующего образца получают из зависимостей уровня болотных вод от типа микроландшафта и микрорельефа болота, полученных ранее экспериментальным путем.

Используемые термины и определения

Модуль стока с болотного массива – количество (расход) воды, фильтрующееся или стекающее в единицу времени с единицы площади болотного массива. Выражается в л/(с*км²), или м³/(с*км²).

Расчетный контур – границы, в пределах которых выполняются расчеты различных стоковых характеристик. Это может быть ганица всего болотного массива или участок, ограниченны, с одной стороны, определенной линией на плане, а, с другой, - рельефом мезоландшафта.

Водопроводимостью торфяной залежи называется количество воды, протекающее через единицу площади некоторой поверхности, которая в каждой своей точке перпендикулярна к направлению градиента сил, действующих на поток жидкости при градиенте их, равном единице.

Водоотдачей болот называется количество воды, стекающее из торфяной залежи, насыщенной до состояния нормальной или выше нормальной влагоемкости, под действием силы тяжести. Водопроводимость ниже уровня грунтовых вод определяется при помощи коэффициента фильтрации, а в зоне аэрации - коэффициентом влагопроводности.

Фильтрация – стадия просачивания воды в почву, при которой продвижение ее происходит под преобладающим действием силы тяжести со скоростью, соответствующей коэффициенту фильтрации данного почвогрунта.

Коэффициент фильтрации – скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице; выражается в м/сут или мм/сут.

Основные гидродинамические характеристики болотных массивов:

1) уровни грунтовых болотных вод, амплитуды их колебаний и изменений уровней по территории болотного массива;

2) закономерности изменения водопроводимости деятельного горизонта и торфяной залежи по глубине и по территории болотного массива

3) закономерности изменения водоотдачи деятельного слоя и торфяной залежи при изменении уровней грунтовых вод

4) толщина деятельного горизонта и ее изменения по территории массива

5) проточность воды в деятельном слое и в торфяной залежи, ее изменения по глубине торфяной залежи и по площади болотного массива

6) модуль проточности и его изменения по площади болотного массива.

План выполнения работы

1. Открыть рабочий набор, созданный в ходе выполнения задания № 1 и 2 с сеткой линий стекания и типологическим планом болотного массива.
2. Создать новую таблицу для линий тока, куда необходимо включить поле «длина линии», и новый слой для отображения линий на карте.
3. В меню «Управление слоями» добавить к рабочему набору созданную таблицу СЛС и сделать слой редактируемым.
4. В диалоговом окне меню с названием «Пенал» задать параметры стиля линий (толщину, цвет и пр.). Нанести на карту расчетный контур. Это может быть граница всего болотного массива (расчет стока ведется для всего болота) или линия определенной длины (в случае расчета фильтрации, к примеру, через планируемую автомагистраль).
5. Провести линии l_i,j (где i - номер микроландшафта, пересекающего расчетный контур, j - номер линии в пределах данного микроландшафта) перпендикулярные линиям тока в месте пересечения ими расчетного контура.
6. Рассчитать длину l_i,j и занести значения в таблицу. Проверить, чтобы длина линии отображала реальные значения на местности (в метрах), а не на рисунке (в миллиметрах)!
7. Создать новую таблицу. В ней проводится суммирования ортогональных линий l_i,j для каждого отдельного микроландшафта, пересекающего расчетный контур. Образец заполнения таблицы приведен в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Таблица для расчета длин линий, ортогональных линиям тока через расчетный контур

1-й микроландшафт	2-й микроландшафт	3-й… микроландшафт
l1,1	l2,1	l3,1
l1,2	l2,2	l3,2
l1,3…	l2,3…	l3,3…
å l1,j (в метрах или км)	å l2,j (в метрах или км)	å l3,j (в метрах или км)

Если работа выполняется на кальке, то, в первую очередь, подсчитываются длины линий l_{i, j} в миллиметрах, а затем с использованием масштаба карты-схемы, длины линий приводятся к реальным размерам.

1. Распечатать таблицу 3.1 и карту-схему сетки линий стекания с нанесенными на ней проекциями линий l_i,j.
2. Создать в MapInfo новую таблицу, включающую в себя уровни грунтовых болотных вод для каждого микроландшафта за некоторый промежуток времени (например, за месяц) (таблица 3.2).
3. В таблицу 3.2 внести значения уровней грунтовых болотных вод для микроландшафтов (z), отмеченных на типологическом плане, выполненном в задании № 1. Значения берутся из исходных таблиц суточных данных по уровням грунтовых болотных вод для микроландшафтов различных типов, выписанные из материалов наблюдений болотных станций;
4. По таблицам из указаний по расчетам стока с болот (таблица 3.3) определить значение единичного (элементарного) расхода, соответствующего уровню грунтовых болотных вод (пункт 10) для выделенных ранее микроландшафтов q=f(z), добавить значения элементарных расходов в таблицу 3.2.
5. В таблице 3.2 рассчитать горизонтальный сток для каждого микроландшафта в пределах расчетного контура болотного массива по формуле Q_i,n= å l_i*q_i,n (где i - номер микроландшафта, пересекающего расчетный контур, n - дата).
6. Рассчитать горизонтальный сток через весь расчетный контур за сутки и за весь расчетный период åQ_n. Для этого суммируются величины стока со всех выделенных микроландшафтов болотного массива.
7. Определить площадь болотного массива (w) в пределах расчетного контура при помощи программы MapInfo (см. задание 1 пункт 12).
8. В таблице 3.2. рассчитать модуль стока со всего расчетного контура за сутки по формуле М_n= Q_,n/w и за весь расчетный период åM_n.
9. Построить графика модуля стока (М_n) за рассматриваемый период. В программе MapInfo это делается следующим образом: меню «Окно» - «новый график» - в диалоговом окне «создание графика» указываем тип графика, затем таблицу (табл.3.2) и выбираем поле графика – колонку таблицы, по данным который необходимо этот график построить, т.е. «модуль стока». Можно также обозначить столбец, который будет лежать по оси абсцисс и, тем самым, «подписать» данные. Распечатать график.

Таблица 3.2

Таблица для расчета модуля стока с болотного массива через расчетный контур

Дата	1-й микроландшафт	2-й микроландшафт	3-й …	Сток через весь контур	Модуль стока
n	zn	q1	ål1	Q1,n= ål1*q1,n	zn	q1	ål1	Q1,n= ål1*q1,n		Q n=åQi,n	Mn=Qn/w
дд.мм.гг	см	л/с*км	км	л/с							л/с*км^2
01.08.95
02.08.95
…
										åQn	åMn

1. Вывести на печать таблицу 3.2 с расчетами стока с болотного массива и модуля стока.
2. Сохранить рабочий набор с файлами, в который должны войти все ранее созданные таблицы и карты-схемы.
3. Рабочий набор с файлами, таблицы 3.1 и 3.2, график модуля стока с болотного массива являются отчетным материалом по данному заданию № 3.

Рекомендуемая литература

1. Иванов К.Е. Водообмен в болотных ландшафтах. Л., Гидрометеоиздат, 1975.
2. Романов В.В. Гидрофизика болот. Л. Гидрометеоиздат, 1961.
3. Чечкин С.А. Водно-тепловой режим неосушенных болот и его расчет. Л., Гидрометеоиздат, 1970.
4. Mires: Process, exploitation and conservation/revised and amended by A.L. Heathwaite and translated by John Cooke from «Moor- und Torfkunde». John Wiley & Sons, 1993. 4.4. The physics of peat soils, pp.197-212, 4.5. Peat hydrology, pp. 212-247.
5. Гидрологические расчеты при осушении болот и заболоченных земель (под ред. К.Е. Иванова). Л., Гидрометеоиздат, 1963
6. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. Л., Гидрометеоиздат, 1978. 308 с.
7. Heikurainen L., Paivanen J., Sarasto J. Grounwater table and water content in peat soil. – “Acta forestalia fennica”, 1964, vol.77, № 1, p. 1-18.
8. Иванов К.Е. Основы гидрологии болот. Общая гидрология (гидрология суши), Л., Гидрометеоиздат, 1984.

9. Charman D. Peatlands and Environmental changes. Болота и изменения окружающей среды. John Wiley & Sons, Ltd., 2002. 302 p. ISBN 0-471-96990-7(HB) 0-470-84410-8 (PB).

10. Учебник «Гидрология суши» Львов, Чекмарев и др.

11. Методическое пособие по курсу "Географические информационные системы", Третьяков В.Ю, ГРРМУ, 2000г.,32 с.

12. Материалы наблюдений болотных станций, Л., 1976

13. Указания по расчетам стока с неосушенных и осушенных болот, Л., Гидрометеоиздат, 1971, 86 с.

Таблица 1.2.

Структурные признаки для построения сетки линий стекания по аэрофотоснимкам болот

Дата добавления: 2015-04-30