МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и экологии РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (РОСГИДРОМЕТ)

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТАМ СТОКА С НЕОСУШЕННЫХ И ОСУШЕННЫХ БОЛОТ

г. Санкт-Петербург 2011

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Государственным учреждением «Государственный гидрологический институт» (ГУ «ГГИ») Росгидромета

2    РАЗРАБОТЧИКИ В.И. Батуев, зав. группой гидрологии болот (руководитель темы); С.М. Новиков, канд. тех. наук; ЛИ. Усова, научный сотрудник; А.Е. Короткевич, ведущий инженер

3 УТВЕРЖДЕН директором ГУ «ГГИ» В. Ю. Георгиевским...........2011

4    ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ «ГГИ» за номером СТО ГУ ГГИ 08.30-2011

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

-    СПБ: Средняя поверхность болота, определяемая методом линейной таксации или микронивелировки микрорельефа поверхности болота. За СПБ принимается поверхность, соответствующая отметке средней высоты элементов микрорельефа.

-    ЕРТ: Европейская территория России.

-    АФС: Аэрофотосъемка.

4 Общие положения

4.1    Настоящий стандарт устанавливает методы расчета стока с болотных массивов или с любой их части, находящихся как в естественном (неосушенном), так и осушенном состоянии.

Для расчета стока с территории болот, не зарегулированного русловыми емкостями внутриболотных ручьев и рек-водоприемников болотных вод, применяются два метода:

-    метод фильтрационных характеристик для определения средних и характерных расходов воды;

-    метод водного баланса для определения средних расходов за расчетный период.

Предлагаемые методы расчета стока используются при проектировании на болотах

мелиоративных систем (при сельскохозяйственном освоении, лесомелиорации, торфодобыче и промышленном строительстве) и водопропускных сооружений на линейных трассах, пересекающих болота (при прокладке дорог, нефте- и газопроводов и других коммуникаций).

4.2    Стандарт распространяется на территорию лесной и частично лесостепной зон ЕТР и Западной Сибири, включающих три болотные зоны:

-    зону выпуклых олиготрофных (сфагновых) болот;

-    зону евтрофных и мезотрофных осоково-гипновых и лесных болот;

-    зону бугристых болот (рисунок 1).

5

4.3 Кроме материалов, содержащихся в настоящих Указаниях, для расчетов стока с болот по предлагаемым методам необходимо использовать:

-    материалы наблюдений болотных станций Росгидромета [13];

-    материалы аэрофотосъемки (АФС) и космические снимки, или специально составленные топографические планы болот, на которых выделяются основные типы болотных микроландшафтов и строится сетка линий стекания болотных вод. Дешифрирование болот по аэрофотосъемкам (космическим снимкам), составление типологических карт и построение сеток линий стекания проводятся по дешифровочным признакам и рекомендациям, приведенным в приложениях Б, В, Г [3,4, 14-17];

-    материалы полевых изысканий на болотном массиве: описание микроландшафтов, измеренные уклоны поверхности болота, характер подстилающих болото грунтов, воднофизические свойства торфяной залежи и т.п., полученные на стадии составления проектных заданий по освоению болотных массивов;

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

-    план осушительной системы с характеристикой системы осушения, план расположения линейных сооружений и др.

4.4    В случае сложного строения болотного массива и наличия на нем неизученных или слабоизученных болотных микроландшафтов на стадии проектного задания следует проверить исходные физические зависимости, на которых основываются расчеты стока с болот.

Проверка включает:

-    определение экспериментальным путем [15] послойных коэффициентов фильтрации для болотных микроландшафтов, составляющих данный болотный массив;

-    определение экспериментальным путем [15] значений послойных коэффициентов водоотдачи деятельного горизонта для тех же микроландшафтов;

-    сопоставление полученных зависимостей с обобщенными зависимостями для тех же болотных микроландшафтов, приводимых в настоящих Указаниях (приложения 3 и И);

-    определение уклонов поверхности болотных микроландшафтов [15. 19].

Определение значений специальных терминов, встречающихся в тексте и

приложениях Указаний, приведено в главе 3.

4.5    Надежность расчетов стока воды с болот определяется точностью получения основных фильтрационных характеристик, а именно типовых кривых связи коэффициентов фильтрации K_z = f(z) и единичных расходов q_z = f(z) с уровнем болотных вод по отдельным микроландшафтам и точностью наблюдений за уровнем воды.

При измерениях уровня болотных вод с погрешностью 0,5 см, суммарная ошибка в расчетах стока воды с болота для высоких уровней (выше -10 см) составляет 20-25%, средних уровней (от -10 см до -40 см) - 10-20%, низких уровней (ниже -40 см) - 6-10%.

Точность расчетов преобразования стока весеннего половодья при осушении болотных массивов для модулей максимального стока составляет: в пределах вероятностей превышения 1-75% ошибка расчетов не более 7%; для вероятностей превышения 75-99% ошибка в расчетах составляет от 20 до 50%. В практике проектирования интерес представляют максимальные модули стока весеннего половодья 1-30% вероятности превышения. При расчетах максимальных слоев стока ошибка составляет не более 20% во всем предлагаемом (приложение М) диапазоне вероятностей превышения (1-99%).

7

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

5 Сток с неосушенных болот

5.1    Годовой сток

5.1.1    Годовой сток с болот зоны сезонномерзлых грунтов

5.1.1.1    Средний многолетний годовой сток с болотного массива, выраженный в мм слоя, определяется по разности среднегодовых величин осадков и испарения, а при приближенных расчетах - непосредственно по картам, приведенным в приложении Д (рисунки Д.1 и Д.2).

По карте (рисунок Д.1) определяется сток с неосушенных верховых болот, на которых преобладают моховые и мохово-травяные, слабо обводненные микроландшафты, а также грядово-мочажинные комплексы средней обводненности. По карте (рисунок Д.2) находится величина стока, формирующегося на неосушенных низинных болотах, занятых травяными и травяно-моховыми, необлесенными или слабо облесенными микроландшафтами.

5.1.1.2    Средние многолетние годовые осадки для расчета годового стока принимаются

по ближайшему к рассматриваемому болоту пункту наблюдений за осадками из данных соответствующего выпуска Справочника по климату, часть IV (таблица «Среднее количество осадков с поправками к показаниям осадкомера»), современных официальных изданий и электронных баз данных.

5.1.1.3    Годовое испарение определяется как сумма испарения с болот за вегетационный сезон и испарения за холодный период года. Средние многолетние суммы испарения за вегетационный сезон определяются согласно «Рекомендации по расчету испарения с поверхности суши» [18]. Извлечение из этих рекомендаций приведено в приложении Е.

При приближенных расчетах испарение, в зависимости от преобладающих типов болотных микроландшафтов, может быть определено по картам рисунки Д.З, Д.4 приложения Д:

- по рисунку Д.З - для микроландшафтов верхового типа (сфагново-пушицевые и сфагново-кустарничковые, слабо облесенные; грядово-мочажинные комплексы средней обводненности, в которых площадь занятая грядами больше площади занятой мочажинами);

8

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

- по рисунку Д.4 - для микроландшафтов низинного типа (осоковые, осоково-гипновые, вейниковые и др., необлесенные и слабо облесенные).

Для болот, занятых лесными микроландшафтами, испарение принимается на 10% больше, чем определенное по картам.

Для обводненных грядово-мочажинных, где площадь занятая мочажинами преобладает над площадью, занятой грядами, и грядово-озерковых комплексов испарение принимается соответственно на 15 и 20% больше величин испарения, снятых с карты рисунок Д.З.

Расчет испарения (Е) с грядово-мочажинных и грядово-озерковых комплексов различной обводненности ведется по формуле:

Е = Е_кК,    (1)

где Е_к - величина испарения, снятая с карты (рисунок Д.З), мм; К - переходный коэффициент, определяемый по нижеприведенной таблице 1.

Таблица 1 - Значения переходного коэффициента К в формуле (1)

Комплексные микроландшафты Доля площади комплекса (%), занятая: Коэффициенты перехода, К грядами мочажинами озерками Лишайник занимает более 25% площади гряд Лишайник занимает менее 25% площади гряд Г рядово-мочажинный 50 50 - 1,1 1,2 Мочажинно -грядовый 35 65 - 1,2 1,3 То-же 25 75 - 1,3 1,3 Г рядово-мочажинно -озерковый 40 30 30 1,2 1,3 Г рядово-озерковый 45 15 40 1,2 1,3 Мочажинно -озерково -грядовый 25 35 40 1,4 1,4

Испарение за холодный период при расчетах принимается равным 40 мм.

5.1.1.4 Еодовой сток заданной вероятностью превышения определяется по кривой обеспеченности, которая строится следующим образом:

- по ближайшей к исследуемому болоту метеорологической станции составляется ряд

годовых величин осадков;

9

- по данным наблюдений за облачностью, температурой и влажностью воздуха этой же станции рассчитываются месячные суммы испарения с болота за все годы ее работы. Расчет производится (приложение Е) в соответствии с Рекомендациями [18], только не среднемноголетних месячных величин испарения, а месячных его значений за отдельные годы, по которым определяется годовое испарение. Затем как разность осадков и испарения за каждый год определяется климатический (суммарный) сток с болота. По полученному ряду строится кривая обеспеченности годового стока с болота.

Примеры расчета годового стока приведены в приложении Н.

5.1.2 Годовой сток с болот зоны многолетнемерзлых грунтов (бугристых болот)

Средний многолетний годовой сток с бугристых болот Западной Сибири определяется по карте (рисунок 2). Значения годового стока различной вероятности превышения с болот, расположенных вблизи метеорологических станций, определяются по таблице 2.

Рисунок 2 - Карта средних многолетних значений слоев годового стока с бугристых болот, мм

10

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

Таблица 2 - Слои годового стока с бугристых болот различной вероятности превышения, мм

Метеостанция Вероятность превышения, % 1 5 10 25 50 75 90 95 99 Салехард 615 512 453 368 282 204 141 106 45 Березово 534 454 406 341 276 219 173 149 108 Тарко-Сале 554 479 447 396 342 290 246 222 193 Казым 507 435 391 325 263 211 174 156 112 Мужи 602 501 459 392 321 252 192 157 121 Нум-То 625 536 482 406 331 263 207 177 132 Надым 578 504 459 400 341 288 245 221 185 Толька 648 548 497 424 343 258 180 133 89 Уренгой 540 452 418 362 301 242 189 159 129 Полуй 567 475 422 341 257 181 119 84 27

Приближенные значения декадных, месячных и годовых слоев стока с бугристых болот различной вероятности превышения можно получить, используя таблицу 3.

Таблица 3 - Слои стока с бугристых болот Западной Сибири, мм

Месяц Декада Вероятность превышения, % 5 10 25 50 75 90 95 Апрель 1 - - - - - - - 2 15 12 - - - - - 3 28 16 7 - - - - Месяц 40 28 10 - - - - Май 1 100 73 22 5 - - - 2 139 118 67 21 2 1 - 3 206 174 123 68 19 2 - Месяц 291 260 205 141 70 22 - Июнь 1 192 156 104 56 20 3 0 2 133 101 57 21 2 0 0 3 48 36 19 5 1 0 0 Месяц 305 249 167 95 40 16 5 Июль 1 24 18 7 1 0 0 0 2 23 17 4 0 0 0 0 3 20 17 3 0 0 0 0 Месяц 53 42 24 7 0 0 0 Август 1 17 12 2 0 0 0 0 2 23 12 4 0 0 0 0 3 24 19 8 0 0 0 0 Месяц 57 45 23 3 0 0 0 Сентябрь 1 25 22 11 2 0 0 0 2 26 21 13 6 1 0 0 3 24 20 13 6 0 0 0 Месяц 66 56 38 19 3 0 0 Октябрь 1 17 16 3 0 - - - 2 - - - - - - - 3 - - - - - - - Месяц 22 17 8 1 - - - Год 489 443 376 306 241 187 156

11

5.2. Сток весеннего половодья

5.2.1. Сток весеннего половодья с болот зоны сезонномерзлых грунтов

Максимальный весенний сток рассчитывается по методу фильтрационных характеристик с неосушенных верховых болот, а также с низинных болот в тех случаях, когда торфяная залежь подстилается слабоводопроницаемыми грунтами (глины, суглинки).

Максимальный фильтрационный расход болотных вод через расчетный контур стекания (втекания) вычисляется по формулам:

- для болот без транзитного стока

Ql - q_zi h + q_Z2 h + ■ ■ ■ + qzn In,    (2)

- для болот с транзитным стоком

Q'l = (q_zi h + q_Z2 h + ■ ■ ■ + q™ In) - (q'_zi l'i + q'_Z2 1 '2 + • • • + q'_zn l'n),    (3)

где Q_l - максимальный расход воды стекающей с болотного массива или его части без транзитного стока, л/с; L - расчетный контур стекания, км; Q'_L - максимальный частный расход воды с болотного массива с транзитным стоком, л/с; q_zi, q_Z2, ••• , q_zn - единичные максимальные расходы для 1, 2, ... , n-ого микроландшафтов, примыкающих к расчетному контуру стока, л/с км; 1ц Ь, ... , 1_п - длины участков спроектированного контура для каждого болотного микроландшафта, км; q'_zi, q'_Z2, ... , q'zn - единичные максимальные расходы для 1, 2, ... , n-ого микроландшафтов, примыкающих к контуру втекания, л/с км; l'i, Г2, ... , Г_п -длины участков спроектированных контуров вытекания (стока) для каждого болотного микроландшафта, км.

Типы болотных микроландшафтов, примыкающих к контуру стекания, определяются по аэрофотоснимку (фотосхеме) или космическому снимку болота, на котором составляется типологическая карта, строится карта сетки линий стекания болотных вод и проводится расчетный контур. Правила и приемы построения типологической карты болот и сетки линий стекания приведены в приложении Г. Дешифровочные признаки АФС болот и легенда к типологической карте приведены соответственно в приложениях Б и В.

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

Длины участков спроектированного контура 1ц Ь, ... , 1_П и l'i, У 2, ... , IV в пределах каждого пересекаемого расчетным контуром болотного микроландшафта вычисляются путем суммирования проекций отрезков контура, заключенных между соседними линиями стекания и измеряемых на аэрофотоплане с учетом его масштаба. По типологической карте определяют типы болотных микроландшафтов, пересекаемых расчетным контуром - для выбора расчетных зависимостей единичных расходов от уровней болотных вод (q_z).

Максимальные весенние уровни болотных вод (z_max) различной вероятности превышения для болотных микроландшафтов выбираются из таблиц приложения Ж. В случае отсутствия в этих таблицах нужного микроландшафта, требуемый уровень в нем определяется с помощью таблицы соответственных уровней. Для этого по известному уровню в каком-либо микроландшафте, который имеется в таблицах приложения Ж (таблицы Ж.1 или Ж.З), по таблицам соответственных уровней (таблицы Ж.2 или Ж.4) определяем необходимый уровень заданной вероятности превышения.

Величина q_z для интересуемого микроландшафта определяется по заданному уровню болотных вод (z) из таблиц приложения 3.

При наличии измеренных уклонов поверхности болота (i_H3M) исследуемых микроландшафтов, отличающихся от уклонов Д_табл) использованных при расчете q_z Табл (таблицы приложения К), единичные фильтрационные расходы (q_{z расч}) определяются по формуле:

(4)

Правила определения уклона поверхности микроландшафта даны в работах [15, 19].

По рассмотренной схеме ведется расчет величин и интенсивности притока болотных вод к линейным сооружениям на болотах (дорогам, осушительным канавам, границам промышленных объектов и т.д.). Пример расчета величин притока к линейным сооружениям приведен в приложении Н.

Модуль стока с болотного массива или его части без транзитного стока определяется по формуле:

m = Ql / со,

для болот, имеющих транзитный сток, по формуле:

13

m' = (Q_l - Ql') / со,

2

где m - модуль стока с болот без транзитного стока, л/с км ; ш'- внутренний модуль стока с

болот с транзитным стоком, л/с км ; со - площадь болотного массива или его части, с которой

2 ^ рассчитывается сток, км ; Ql - расход воды через расчетный контур вытекания, м/с; Ql'-

расход воды через расчетный контур втекания, м³/с.

При расчете модуля стока с низинных болотных массивов контур втекания

проводится по первым, примыкающим к суходолу, болотным микроландшафтам.

Примеры расчета максимального стока с болотных массивов приводятся в

приложении Н.

Расчет количества воды, сбрасываемой при понижении уровня на болоте от максимального весеннего уровня до заданного уровня снижения, определяется с помощью таблиц динамических запасов болотных вод (приложение Л) по формуле:

W = Uz_max-Uz_H,    (7)

где W - количество сбрасываемой воды, мм; Uz_max - динамические запасы болотных вод при максимальном весеннем уровне заданной вероятности превышения z_p, мм; Uz_H -динамические запасы болотных вод при заданном снижении уровня болотных вод, мм.

5.2.2 Сток весеннего половодья с болот зоны многолетнемерзлых грунтов (бугристых болот)

Поскольку топи являются первичной гидрографической сетью бугристых болот, то сток с этих болот измеряется в топях.

Максимальный расход воды с бугристого болота вычисляется по формуле:

Qmax = k₆W_pⁿ + A,    (8)

где Qmax - максимальный расход воды топи, м /с; кб - эмпирический коэффициент максимального стока с бугристых болот, с"¹; W_p - потенциально возможный объём стока весеннего половодья с болота (водосбора топи), м ; А - член уравнения, учитывающий

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

Содержание

1    Область применения...................................................................................

2    Нормативные ссылки.................................................................................

3    Термины, определения и сокращения.............................................................

4    Общие положения.....................................................................................

5    Сток с неосушенных болот...........................................................................

5.1    Годовой сток......................................................................................

5.1.1    Болота зоны сезонномерзлых грунтов...............................................

5.1.2    Болота зоны многолетнемерзлых грунтов (бугристые болота)................

5.2    Сток весеннего половодья......................................................................

5.2.1    Болота зоны сезонномерзлых грунтов...............................................

5.2.2    Болота зоны многолетнемерзлых грунтов (бугристые болота).................

5.3    Сток летне-осеннего периода..................................................................

5.3.1    Дождевой сток.............................................................................

5.3.2    Минимальный сток........................................................................

5.3.3    Бытовой сток...............................................................................

6    Сток с осушенных болот..............................................................................

6.1    Максимальный сток..............................................................................

6.2    Минимальный сток..............................................................................

7    Сток с заболоченных речных водосборов.........................................................

Приложение А (справочное) Сеть болотных станций и постов Росгидромета..............

Приложение Б (справочное) Дешифровочные признаки АФС болот для

составления типологических карт и сеток линий стекания..................

Приложение В (обязательное) Легенда к типологической карте болот

(по материалам АФС масштаба 1:25000).........................................

Приложение Г (обязательное) Правила и приемы построения типологической карты

болот и сетки линий стекания болотных вод...................................

Приложение Д (справочное) Карты среднего многолетнего стока и испарения с болот

Приложение Е (обязательное) Расчет испарения с болот...............................

Приложение Ж (обязательное) Характерные уровни воды разной обеспеченности для

основных типов болотных микроландшафтов................................

Приложение 3 (обязательное) Значения единичных расходов воды для основных типов

болотных микроландшафтов...................................................

Приложение И (обязательное) Послойные коэффициенты водоотдачи для основных типов болотных микроландшафтов Приложение К (справочное) Уклоны поверхности болотных вод для основных типов

болотных микроландшафтов олиготрофных болот.........................

Приложение Л (справочное) Динамические запасы болотных вод для основных типов болотных микроландшафтов..........................................

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

дружность весны при формировании максимального расхода, м³/с; п - показатель степени редукции.

Площади водосборов топей определяются по крупномасштабным (1:5000-10000) аэрофотоснимкам (либо, как исключение, по топографическим картам масштаба 1:25000) с обязательным наземным уточнением границ водосборов топей.

Максимальный расход воды 1% вероятности превышения с бугристого болота вычисляется по формуле:

Qmax 1о/о=1,2-10'⁵ Wplo_/o °’⁸⁴ + А_1%,    (9)

где Qmax 1% - максимальный расход воды на топи 1% вероятности превышения, м³/с; W_pi% -потенциально возможный объём стока весеннего половодья с водосбора топи 1% вероятности превышения, который равен W_pi% = 10³(X_TBi% х А), м³; X_TBi% - сумма атмосферных осадков за период сентябрь-май 1% вероятности превышения, определенная по одному или нескольким близлежащим к исследуемому болотному массиву пунктам наблюдений за осадками, мм; А - площадь водосбора топи, км²; Ар/,, - член уравнения, учитывающий дружность весны при формировании максимального расхода 1% вероятности превышения для топей бугристого болотного массива, определяется по таблице 4.

Таблица 4 - Значения Ai<>/0, в уравнении (9), мм

Площадь водосбора топи А, км2 0,4 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Ai%, м3/с 0,06 0,14 0,24 0,32 0,36 0,40 0,46

Максимальный расход воды заданной вероятности превышения Qmax _Р% с бугристого болотного массива вычисляется по формуле:

Qmaxp% ^— ^-р% Qmax 1% ,    (Ю)

где Х_р",, - переходные коэффициенты для заданной вероятности превышения, при установленном соотношении коэффициента асимметрии (C_s) и коэффициента вариации (С_у), определяемые по таблице 5.

15

Приложение М (обязательное) Коэффициенты преобразования максимальных

модулей и слоев стока весеннего половодья для различной вероятности превышения при разных параметрах осушения и исходных характеристик

болота в неосушенном состоянии...................................................

Приложение Н (справочное) Примеры расчета стока с болот

Приложение О (справочное) Расчетные гидрологические характеристики для малых заболоченных речных водосборов Западной Сибири Библиография

IV

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

Введение

Широкое развитие работ по хозяйственному освоению болот и заболоченных земель в России требует уточнения и усовершенствования методов гидрологических расчетов для обоснования проектов осушения и мероприятий по рациональному использованию болот и их охране.

До настоящего времени в практике проектирования хозяйственных и промышленных объектов на болотах гидрологическое обоснование их проектов осуществляется на основе «Указаний по расчетам стока с неосушенных и осушенных верховых болот» [1], подготовленных в ГГИ и введенных в действие в 1971 году как межведомственный нормативный документ Главного управления гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР и Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР. За время выхода в свет этого документа на сети болотных станций Росгидромета накоплен весьма обширный экспериментальный материал по гидрологическому режиму болот и водно-физическим свойствам их деятельного слоя. Причем наиболее изученными оказались болота Европейской части страны, где работало до 90-х годов прошлого столетия 9 болотных станций. Кроме того, в этот же период Западно-Сибирская экспедиция ГГИ проводила круглогодичные комплексные исследования различных типов болот в районах нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири с целью обеспечения проектных и строительных организаций информацией для гидрологического обоснования проектов обустройства нефте-газопромыслов и инженерно-технических решений. За 30 с лишним лет работы экспедиции получен уникальный материал по гидрометеорологическому режиму западно-сибирских болот, включая и болота зоны многолетней мерзлоты. Результаты научного анализа и обобщения полученного материала изложены в монографиях: «Болота Западной Сибири, их строение и гидрологический режим» [2], 1976 г.; «Гидрология заболоченных территорий зоны многолетней мерзлоты Западной Сибири» [3], 2009 г. и многочисленных статьях.

При подготовке настоящего документа учтены и использованы результаты упомянутых выше исследований. В Стандарте в краткой форме изложены основные приемы расчета стока с болот, базирующиеся на принципах гидравлического и гидрометеорологического подхода к расчетам гидрологического режима болот [4-12]. Эти приемы в течение многих лет разрабатывались в ГГИ и совместно с проектными организациями апробировались на сети болотных гидрологических станций и в Западно-Сибирской экспедиции.

Описанная методика расчета стока рассчитана на применение к верховым, низинным и переходным болотам, а также бугристым болотам зоны многолетнемерзлых грунтов.

В Приложениях к тестовой части документа приводятся все необходимые обобщенные экспериментальные данные, входящие в расчетные формулы, а также примеры расчета.

VI

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТАМ СТОКА С НЕОСУШЕННЫХ И ОСУШЕННЫХ БОЛОТ

Дата введения - 2011-01-10

1 Область применения

1.1    Настоящий стандарт разработан в развитие действующих «Указаний по расчетам стока с неосушенных и осушенных верховых болот», введенных в действие 1 июля 1971 г. При переработке документа были учтены и использованы результаты НИР, выполненных в отделе гидрологии болот ГУ ГГИ за четыре десятилетия. При этом помимо результатов более глубокого изучения процесса перемещения влаги в деятельном слое торфяной залежи и условий формирования стока с болот Европейской части страны учтены и использованы результаты 30-ти летних экспедиционных гидрологических исследований болот Западной Сибири включая болота зоны многолетней мерзлоты.

1.2    В стандарте существенно обновлены и расширены рекомендуемые методы расчетов стока воды с болотных массивов, а так же введены новые положения и правила расчетов.

Перечень основных дополнений и изменений:

-    составлены новые карты среднемноголетнего годового стока с верховых и низинных болот, даны рекомендации по расчёту годового стока разной вероятности превышения.

-    проведено уточнение всех исходных данных, входящих в расчёты стока с верховых болот методом фильтрационных характеристик.

-    определены условия, при которых расчёт стока с низинных болот может вестись также методом фильтрационных характеристик, приводятся обобщённые исходные данные для расчёта по основным типам микроландшафтов низинных болот.

-    приводится таблица «Уровни болотных вод различной вероятности превышения для основных типов болотных микроландшафтов», что исключает необходимость расчета

уровнен по метеоданным.

1

-    уточнены коэффициенты преобразования стока под влиянием осушения.

-    приводится карта среднемноголетних слоев годового стока с бугристых болот Западной Сибири.

-    разработана и приведена методика расчета стока с бугристых болот.

-    приводится уточненная классификация болотных микроландшафтов и их дешифровочных признаков.

-    даются рекомендации по дешифрированию аэрофотоснимков болот и составлению типологических карт и сеток линий стекания болотных вод с использованием компьютера.

-    приводятся гидрологические характеристики стока малых и средних заболоченных рек, исследованных Западно-Сибирской экспедицией ГГИ.

1.3 Стандарт обязателен для применения подразделениями ГУ ГГИ.

Использование стандарта другими организациями и учреждениями может носить как рекомендательный, так и обязательный характер на основании внутренних распоряжений и приказов хозяйствующих организаций и государственных органов по согласованию с ГУ ГГИ. Стандарт может быть также полезен для органов государственного контроля и надзора за использованием и охраной болот.

2    Нормативные ссылки

Настоящий стандарт подготовлен с учетом нормативного документа:

СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик.

3    Термины, определения и сокращения

3.1В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    болото: Часть земной поверхности, характеризующаяся обильным застойным или слабопроточным увлажнением верхнего горизонта почво-грунтов, на которой произрастает специфическая болотная растительность, наличием процесса торфонакопления и толщиной слоя торфа при которой корни основной массы растений не достигают подстилающего минерального грунта.

3.1.2    болото осушенное (торфяник): Болото, осушенное под освоение в народном хозяйстве, на нем замедляется или прекращается процесс торфонакопления.

СТО ГУ ГТИ 08.30-2011

3.1.3    болота зоны многолетнемерзлых грунтов: Болота, расположенные в зоне многолетнемерзлых грунтов, торфяная залежь которых находится в многолетнемерзлом состоянии, кроме слоя сезонного оттаивания.

3.1.4    болота зоны сезонномерзлых грунтов: Болота, расположенные обычно вне зоны многолетнемерзлых грунтов.

3.1.5    болотный массив: Часть земной поверхности, занятая болотом, границы которой представляют собой замкнутый контур и проведены по линии нулевой глубины торфяной залежи.

3.1.6    болотный микроландшафт: Часть болотного массива, однородная по характеру растительного покрова, микрорельефу поверхности и водно-физическим свойствам деятельного горизонта и представленная либо одной растительной ассоциацией, либо группой близких по флористическому составу и структуре растительных ассоциаций, закономерно чередующихся в пространстве.

3.1.7    бугристое болото: Болото зоны многолетнемерзлых грунтов, представляющее собой сочетание мёрзлых бугров, межбугорных понижений, а также озерков.

3.1.8    бугры: Повышенные, относительно слабообводнённые участки бугристых болот с развитым микрорельефом поверхности, занимающие обычно до 60-80% площади комплексного микроландшафта.

3.1.9    внутренний (собственный) сток: Сток с площади самого болотного массива, имеющего транзитный сток.

3.1.10    гидрологическое дешифрирование болот по аэрофотоснимкам:    А)

обнаружение болотных массивов и оконтуривание их границ с окружающими природными и сельскохозяйственными угодьями. Б) обнаружение и оконтуривание границ различных типов болотных микроландшафтов (фаций) и внутриболотных водных объектов (ручьи, топи, озёра и озерки, озеровидные мочажины); В) построение гидродинамической сетки линий токов (сетки линий стекания) болотных вод с использованием определённой системы прямых и косвенных дешифровочных признаков

3.1.11    деятельный слой бугристых болот: Верхний горизонт торфяной залежи, в котором активно протекают процессы влаготеплообмена. Мощность деятельного слоя равна среднемноголетней глубине сезонного оттаивания.

3.1.12    деятельный горизонт болота: Слой активного влаго- и теплообмена в болоте, являющийся переходным от торфяной залежи к поверхности живого растительного мохового покрова (в моховых и древесно-моховых микроландшафтах) или к поверхности

плотных сплетений корневищ (в травяной, тростниковой и древесно-травяной группах микроландшафтов). За нижнюю границу деятельного слоя принимают среднемноголетний минимальный уровень болотных вод.

3.1.13    динамические запасы болотных вод:    Количество    гравитационной    и

капиллярной влаги, которое может быть удалено из торфяной залежи путём свободного стекания при понижении уровня болотных вод от заданного уровня до среднемноголетнего минимального уровня в естественных условиях.

3.1.14    контур стекания:    Линия    на плане или аэрофотоснимке болота,

ограничивающая часть его площади, с которой определяется сток.

3.1.15    послойный коэффициент водоотдачи: Отношение объёма воды, стекающей из всего слоя залежи над уровнем болотных вод, к объему элементарного слоя снижения уровня.

3.1.16    расчетный контур втекания: Линия на плане или аэрофотоснимке болота, ограничивающая часть площади болота, с которой поступает вода, от части площади, с которой определяется сток. Контуром втекания является также часть контура внешней границы болотного массива, через которую поступают воды на болото поверхностным и фильтрационным потоком с вышерасположенных минеральных земель (суходолов).

3.1.17    сетка линий стекания:    Система    линий,    нанесённых    на    план или

аэрофотоснимок болота, указывающих направления скоростей горизонтальной фильтрации в деятельном горизонте торфяной залежи и направления скоростей поверхностного стекания на территории болотного массива.

3.1.18    топи, ложбины: Понижения между повышенными элементами мезорельефа, имеющие ровную слабовогнутую к центру поверхность, выполняющие роль первичной гидрографической сети.

3.1.19    фильтрационная характеристика: Зависимость единичного расхода воды в деятельном горизонте болотного микроландшафта, приходящего на единицу длины контура стекания (втекания) от уровня воды в этом микроландшафте.

3.1.20    частный модуль стока: Разность расхода воды, проходящей через контуры стекания и вытекания, деленная на ограничиваемую ими площадь.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения и их обозначения:

- ГГИ: Государственное учреждение «Государственный гидрологический институт» Росгидромета.