Основные фазы формирования поверхностного стока при выпадении дождя и таяния снега

Явление поверхностного стока состоит из 4-х фаз (рисунок 12).

I. Выпадение дождя

1) Первая (начальная) фаза при выпадении дождя характеризуется отсутствием поверхностного стока; все выпавшие осадки идут на:

- заполнение углублений и неровностей почвы – поверхностная аккумуляция;

- просачивание в почву – инфильтрация;

- задержание части осадков на ветвях, листьях, стеблях растений.

Эта фаза – фаза полного бассейнового задержания (продолжительность, τ ₁).

2) Вторая фаза – продолжается от начала появления первых струек поверхностного стока до подхода струй к рассматриваемому створу. Эта фаза является началом поверхностного стока и называется фазой подъема (продолжительность, τ ₂). В этот период вода поглощается почвой.

3) Третья фаза – фаза полного стока при стекании дождевой воды со всей площади бассейна (продолжительность, τ ₃). Поглощение воды почвой постепенно уменьшается. Эта фаза заканчивается в момент прекращения дождей.

4) Четвертая фаза – фаза спада стока после прекращения дождя до окончания стока (продолжительность, τ ₄).

Так можно представить схему формирования стока при условии одинаковой за время дождя его интенсивности i и равномерного распределения по площади.

Рис. 12. Схема формирования речного стока

II. Таяние снега

Процесс формирования поверхностного стока при таянии снега – аналогичен процессу формирования поверхностного стока при выпадении дождя.

В первые моменты таяния снега вся вода задерживается в самом снеге или в неровностях и углублениях бассейна. т. е. наблюдается первоначальная бессточная фаза.

Наличие промерзшего слоя грунта или ледяной корки в значительной мере уменьшает просачивание. Набольшее просачивание наблюдается в конце снеготаяния.

Неравномерное залегание снега обуславливает площади снеготаяния во времени. Сначала снег тает на открытых местах или южных склонах возвышенностей, затем в глубоких понижениях рельефа и, наконец, в зарослях кустарника и леса.

Таким образом, при выпадении дождей или таянии снега в формировании поверхностного стока принимает участие только некоторая часть атмосферных осадков. Эти осадки (дождевые или снеговые) называются эффективными, или стокообразующими.

Суммарная величина потерь атмосферных осадков при их стекании по поверхности бассейна выражаются коэффициентом стока

, (13)

где h – высота слоя стока, мм;

х – высота слоя выпавших осадков, мм.