РАСХОД ВЛАГИ С ОСУШЕННЫХ ЛЕСНЫХ БОЛОТ Б. В. Бабиков

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия, Санкт-Петербург, subota_m@mail.ru

В статье рассматриваются 15-летние результаты исследования водопроницаемости, стока и суммарного испарения на осушенных облесенных болотах.

Исследованию водопроницаемости и стока с болот посвящено немало работ (Иванов, Лундин, Маслов, Шебеко). Большая часть этих исследований выполнена на болотах, используемых под сельхозпользование или при торфоразработках. При этом установлено снижение стока во времени, что объяснимо интенсивной осадкой и уплотнением торфа по мере отвода воды. Сток с осушенных облесенных болот при выращивании высокопродуктивных насаждений изучен в меньшей степени (Бабиков, Вомперский, Чиндяев). Хотя очевидно, что на используемых под сельскохозяйственное пользование действительно происходят уплотнения торфа при его осадке. На облесенных болотах осадка происходит также, но уплотнению торфа препятствуют корни растений, как бы армирующие торфяной слой.

Методика исследований

В основу методики наших исследований положен метод водного баланса. Сток изучался на водомерных постах с гидромерическими водосливами, установленными на каналах осушительной сети. Сток фиксировался по уровням воды в каналах на пороге водосливов с помощью самописцев уровня воды «Валдай». Исследования проводились круглогодично в течении 15 лет. Осадки учитывались по осадкомерам на объектах исследования с использованием данных метеопоста государственной сети гидрометеослужбы.

Объектами исследования являлись олиготрофное и мезотрофное болота с глубиной торфа 1,5-3,0 м. Болота осушены открытыми каналами глубиной 1,0-1,2 м, проведенных через 65, 130 и 205 м.

Водопроницаемость торфа во время осушения определялась методом восстановления воды в скважинах после откачки. После осушения водопроницаемость рассчитывали по модулям стока по формуле Роте.

Результаты исследования

Формирование и внутригодовое распределение стока зависит от интенсивности осушения, водопроницаемости торфа и ее изменения по глубине торфяной залежи. Полученные коэффициенты фильтрации показывали существенные различия по глубине и типам болот. На олиготрофном болоте в верхнем слое до глубины 50 см коэффициент фильтрации в год осушения составляет 25,1 м/сутки. На глубине 65-70 снизился до 2,3 м/сут- ки. На мезотрофном торфянике грунтовые воды располагались ниже. На глубине 65-70 см коэффициент фильтрации равен 7,9 м/сутки, на глубине 73-117 см - 4,6 м/сутки.

На олиготрофном торфянике можно говорить о слоистости и наличии деятельного и инертного горизонтов (Иванов, Лопатин), на мезотрофном торфянике такая слоистость не выявлена.

После осушения ситуация изменилась. По модулям стока, полученным по наблюдениям на водомерных постах, были рассчитаны коэффициенты фильтрации по формуле Роте K=qLI/40HI, где К - коэффициент фильтрации (см/сек), q - модуль стока (л/сек с га), L - расстояние между осушительными каналами (м), H - величина напора (см).

Расчет коэффициентов фильтрации по модулям стока позволяет определить водопроницаемость не в каком-то месте торфяной залежи, а для всей торфяной залежи.

Некоторая неточность остается и в этом случае, поскольку поступающая в каналы вода вблизи последних поступает по нижним, более плотным горизонтам. Напор вычисляется как разница отметок уровня грунтовой воды (ГВ) посередине между каналами.

Многолетние наблюдения за стоком позволяют рассмотреть изменения водопроницаемости во времени, по 5-летним периодам по изменению коэффициентов фильтрации (табл. 1).

Таблица 1

Изменение водопроницаемости после осушения облесенных болот

С увеличением водопроницаемости можно было бы ожидать увеличение стока. Однако модули стока снизились, особенно на олиготрофном болоте. Многолетние исследования показали, что сток по каналам происходит круглогодично (табл. 2). Величина его различна на олиготрофном и мезотрофном болотах. Наименьшая величина стока, около 15-16 % годовых, наблюдается в зимний период, когда полностью отводится вода грунтовых запасов.

Таблица 2

Распределение стока по периодам года

Осадки в виде снега почти не пополняют почвенные влагозапасы. Это приводит к повышенному стоку весной. Только за апрель месяц отводится 35-40 % годового стока. В годы интенсивного снеготаяния сток апреля составляет до 50 % годового.

Основной расход влаги летом - это суммарное испарение за счет физического испарения и транспирации древостоя. Древостой на мезотрофном болоте представлен сосняками 1-1а класса бонитета, на олиготрофное 2-3 класса бонитета. Суммарное испарение, вычисленное по уравнению водного баланса, составило за четыре месяца (VI-IX) на оли-

готрофном болоте 219 мм, на мезотрофном - 231 мм. Слой стока за этот же период составил по исследуемым типам болот 34 и 23 мм соответственно.

Рис. 1. Соотношение стока и суммарного испарения (мм)

Доля летнего стока (VI-IX) на олиготрофном болоте составила 13 %, на мезотрофном 9 % от общего расхода влаги за этот период. Соотношение стока и суммарного испарения приведено на рис. 1.

Поскольку развивающийся после осушения высокобонитетный древостой увеличивает расходы на транспирацию, увеличивая суммарное испарение, можно предполагать, что осушение болот ухудшает водное питание рек. Однако, сопоставив в наших исследованиях сток с болот со стоком реки в зоне исследования, следует отметить, что летние модули стока с болот на 50-60% выше, чем в реке.

Литература Бабиков Б. В. Экология сосновых лесов на осушенных болотах. - СПб.: Наука, 2004. - 166 с. Формирование и режим стока при гидромелиорации. - М.: Наука, 1988. Иванов К. Е. Водообмен в болотных ландшафтах. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 280 с. Лопатин В. Д. «Гладкое» болото (торфяная залежь и болотные фракции) // Ученые записки ЛГУ. Серия географических наук. - 1954. - Вып.9. - №166. - С. 95-181. Лундин К. П. Водные свойства торфяной залежи. - Минск: Урожай, 1954. - 210 с. Маслов Б. С. Режим грунтовых вод переувлажненных земель и его регулирование. - М.: Колос, 1970. - 230 с. Писарьков Х. А. Модули расчетного и фактического стока из дренажных систем // Гидротехнический сборник. Труды Сев. НИИ ГиМ. - 1939. - Вып IX. - С. 5-36.

EVAPORATION AND FLOWING OF WATER AFTER DRAINAGE OF BOGS

B. V. Babikov

In article 15-year-old results of Investigation of water penetration, flowing and total evaporation on drained bogs with forest are considered.