Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Поток между осадками. Базовый поток (также называемый потоком засухи, потоком спада грунтовых вод, малым потоком, низким уровнем воды, низким водосбросом и устойчивым или придонным потоком) – это часть речного стока, поддерживаемая между эпизодами осадков и питаемая реками с задержкой. Его не следует путать с потоком грунтовых вод. Придонный поток также называют базовым потоком.
Stream flow between precipitation events
Baseflow (also called drought flow, groundwater recession flow, low flow, low water flow, low water discharge and sustained or fair weather runoff) is the portion of the streamflow that is sustained between precipitation events, fed to streams by delayed pathways. It should not be confused with groundwater flow. Fair weather flow is also called base flow.
Важность
Базовый поток важен для поддержания человеческих населенных пунктов и экосистем. Это особенно актуально для водосборных бассейнов, не зависящих от снеготаяния. Различные экологические процессы протекают на разных участках гидрографа. Во время подъема базового потока часто увеличивается площадь русла и доступность среды обитания для водных видов, например, для нерестующего лосося. Во время спада, который в Калифорнии приходится на период с мая по октябрь, площадь русла уменьшается, и местные виды лучше приспособлены к выживанию в условиях низкого уровня воды, чем интродуцированные виды.
Baseflow is important for sustaining human centers of population and ecosystems. This is especially true for watersheds that do not rely on snowmelt. Different ecological processes will occur at different parts of the hydrograph. During the baseflow ascending limb, there is frequently more stream area and habitat available for water dependent species, spawning salmon for example. During the recession limb which in California is from May to October, there is increasingly less stream area, indigenous species are more adept at surviving in low flow conditions than introduced species.
Геология
Базовый поток формируется за счет накопления воды в коренных породах вблизи поверхностных долинных почв и прибрежных зон. Вода просачивается в грунтовые воды, а затем поступает в водоем. Кривая спада базового потока отражает уменьшение базового потока/подземных вод и запасов влаги в почве. На объем и скорость воды, движущейся в виде базового потока, могут влиять макропоры, микропоры и другие трещиноватости в почве, а также неглубокие геоморфные особенности. Инфильтрация, пополняющая подземные хранилища, увеличивает базовый поток. Испароиспарение уменьшает базовый поток, поскольку деревья поглощают воду из почвы. Осенью базовый поток может возрастать перед началом дождей, так как деревья сбрасывают листву и снижают потребление воды. Вертикальная эрозия русла реки может уменьшить базовый поток за счет понижения уровня грунтовых вод и водоносного горизонта. Хороший базовый поток связан с поверхностными водами, находящимися в проницаемых, растворимых или сильно трещиноватых коренных породах. Плохой базовый поток наблюдается в кристаллических или массивных породах с незначительной трещиноватостью, которые плохо удерживают воду. Участки потери потока характеризуются уменьшением расхода воды по мере ее движения вниз по течению, что связано с более глубокими трещинами, чем у поверхностных вод, или с карстовыми геологическими условиями из-за высокой емкости известняка и доломита. Участки пополнения потока характеризуются увеличением расхода воды по мере ее движения вниз по течению. Участки пополнения потока распространены во влажных горных районах, где уровень грунтовых вод находится выше уровня поверхностных вод, и вода течет от зон высокого напора к зонам низкого напора в соответствии с законом Дарси. Методы обобщения данных о базовом потоке на основе существующих гидрологических наблюдений включают статистику минимальных расходов, основанную на событиях, кривую продолжительности расходов, показатели, определяющие долю базового потока в общем расходе, и кривую спада базового потока, которую можно использовать для неразмеренных водотоков на основе эмпирических зависимостей между характеристиками водосбора и базовым потоком на размеренных участках. Определенные параметры базового потока, такие как среднее время пребывания воды и кривая спада базового потока, могут быть полезны для описания смешения вод (например, осадков и грунтовых вод) и степени участия грунтовых вод в формировании речного стока в водосборах. Разделение базового потока часто используется для определения доли гидрографа, обусловленной базовым потоком, и доли, обусловленной поверхностным стоком. Распространенные методы включают использование изотопного трассирования и программного обеспечения HYSEP, среди прочих.
Baseflow is derived from bedrock water storage near surface valley soils and riparian zones. Water percolates to groundwater and then flows to a body of water. Baseflow depletion curve is the declining of baseflow/groundwater and soil reserves. The volume and rate of water moving as baseflow can be affected by macropores, micropores, and other fractured conditions in the soil and shallow geomorphic features. Infiltration to recharge subsurface storage increases baseflow. Evapotranspiration reduces baseflow because trees absorb water from the ground. In the fall baseflow can increase before it starts to rain because the trees drop their leaves and stop drinking as much water. River incision can decrease the baseflow by lowering the water table and aquifer. Good baseflow is connected to surface water that is located in permeable, soluble, or highly fractured bedrock. Bad baseflow is in crystalline or massive bedrock with minor fracturing and doesn't store water. Losing reaches is when the water flow decreases as it travels downstream and is fracturing deeper than surface water or in karst geology because limestone and dolomite high storage. Gaining reaches is when flow increases as it travels downstream. Gaining reaches are common in humid mountainous regions where the water table is above the surface water and the water flows from high head to low head following Darcy's law. Methods for summarizing baseflow from an existing streamflow record include event based low flow statistics, flow duration curve, metrics that explain proportioning of baseflow to total flow, and the baseflow recession curve which can be used on ungauged streams based on empirical relationship between watershed characteristics and baseflow at gauged sites. Certain parameters of baseflow, such as the mean residence time and the baseflow recession curve, can be useful in describing the mixing of waters (such as from precipitation and groundwater) and the level of groundwater contribution to streamflow in catchments. Baseflow separation is often used to determine what portion of a streamflow hydrograph occurs from baseflow, and what portion occurs from overland flow. Common methods include using isotope tracing and the software program HYSEP, among others.
Антропогенные эффекты
Антропогенное воздействие на базовый приток включает в себя лесное хозяйство, урбанизацию и сельское хозяйство. Лесной покров обладает высокой способностью к инфильтрации и пополнению запасов подземных вод благодаря корням деревьев. Удаление лесного покрова может вызвать кратковременное увеличение среднего и базового притока, поскольку уменьшается перехват осадков и испарение. Урбанизация подразумевает реорганизацию поверхностного и подземного стока, в результате чего вода быстро отводится из водосборного бассейна из-за снижения гидравлического сопротивления, коэффициента Маннинга, наличия каналов и непроницаемых поверхностей, что уменьшает инфильтрацию. В городских районах вода часто импортируется извне водосбора из артезианских скважин и водохранилищ. Трубопроводы, по которым транспортируется вода, часто протекают на 20-25% в грунт, что может фактически увеличить базовый приток. Сельское хозяйство может снижать базовый приток, если вода забирается из ручьев для орошения, или увеличивать его, если вода используется из другого водосборного бассейна. Пастбища могут приводить к уплотнению почвы и снижению содержания органических веществ, что уменьшает инфильтрацию и базовый приток.
Anthropogenic effects to baseflow include forestry, urbanization, and agriculture. Forest cover has high infiltration and recharge because of tree roots. Removal of forest cover can cause a short term increase in mean flow and baseflow because there is less interception and evapotranspiration. Urbanization includes a re organization of surface and subsurface pathways so that water is flushed through catchments because of reduced hydraulic resistance, Manning's n, channels and impervious surfaces which decreases infiltration. In urban areas water is often imported from outside the watershed from deep wells and reservoirs. The pipes that transport the water often leak 20 25% to the subsurface which can actually increase baseflow. Agriculture can lower baseflow if water diverted from stream for irrigation, or can raise baseflow if water is used from a different watershed. Pastures can increase compaction and reduce organic matter with reduces infiltration and baseflow.