Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Водосборы: Недопустимое название — Викисловарь

Содержание

описание, выращивание, размножение, болезни и полезные свойства растения

Водосбор распространен по всему свету, для человека давно не только привычно, но и даже символично. Аквилегия любима цветоводами, а также нашла «законное» место в городских парках и садах всего мира.

Содержание:

Немного интересной информации о водосборе

Этот цветок знают даже те, кто никогда не был ни цветоводом, ни владельцем земельного участка, ни просто человеком, переступавшим черту города.

Именно этому цветку обязаны своей формой популярные предметы посуды – так называемые креманки, которые именуют еще коктельными.

Мы говорим о водосборе или водосборах, чье название в русском языке является дословным переводом с латинского словообразования аквилегия (от «вода» и «собирать»).

И если в латыни — Aquilegia, то в народе этот цветок имеет уйму прозвищ, связанных с его внешним видом — орлик, шпорник, колокол, сапожки и даже голубки.

С этим растением связано немало интересных и даже мистических фактов, среди которых выделим такие:

  • В христианстве символизирует святой дух, а его лепестки – святые дары.
  • У нордических народов это «цветок эльфов».
  • Со средневековья считается «амулетом» и наделяется способностью уберечь от магии и колдовства.
  • Для американцев — это голубка Колумбина, что символизирует непостоянство женщин (соблазн и измену этот цветок олицетворяет у многих наций).
  • У французов их называют цветком сварливой (а посему – битой) бабы (согласно поверью, лишь когда женщина стала набирать в рот отвар этого цветка в семье прекратились распри).
  • У норвежцев это символ Фреи (богиня любви и красоты).
  • За похожесть шпорки цветка на колпак шута, есть у многих народов символом глупости.
  • Водосбор голубой является символикой американского штата Колорадо.

Распространена аквилегия по всему Северному полушарию нашей планеты.

Описание растения

Водосбор — это многолетнее травянистое растение из семейства лютиковых.

В силу своего широко распространения аквилегия имеет более ста описанных видов в естественной среде, но люди большинство из них не выращивают.

Отличительный внешний признак водосбора:

  • Цветки специфической формы и различного окраса, что соединяются со стеблем своеобразной «шпорой» или «шпорцем», как это принято называть среди цветоводов. Как правило, водосбор имеет эстетичные дважды-трижды тройчатые листья, у которых налет сизого оттенка.
  • Размеры листьев в сантиметрах: длина около 5, ширина до 3. Листики имеют водоотталкивающую поверхность, поэтому растение «плачет» каплями росы или дождя (функцию собирания воды узурпировали бутоны).
  • Бутончик цветка представляет из себя пять лепестков, что разделены и образуют как бы воронку, что на окончании имеет «шпорец», а также пять листиков чашевидной формы.
  • У корня листья переходят в розетку, которая после весны разовьется в стебель.
  • Ее размеры диктуются сортом и видом аквилегии, в сантиметрах от 20 до 100.
  • С ростом растения стебель обрастает своими листьями и цветоносами: это соцветия из 8-12 штук либо же «солирующие» цветки.

Период цветения водосбора наступает в большинстве случаев с приходом лета.

Отдельный цветок распускается где-то на неделю, а полное время цветения культуры длится около месяца. У аквилегии хорошо развитая корневая система – корень толст у основания и проникает в грунт почвы на значительную глубину.

Водосбор имеет плод в виде стручка с мелкими черными семенами, что легко разносятся ветром, когда плод созрел и раскрылся.

Разновидности этого прекрасного растения

Водосбор и в естественной природе, и в цветоводстве чрезвычайно многообразное растение.

Имеется множество его видов и сортов, если мы говорим про культивирование.

Не претендуя на всесторонность, приведем лишь некоторый сортимент:

  • По длине стебля аквилегия бывает низкорослая, среднерослая и высокорослая.
  • По виду цветка бывают махровые, немахровые и полумахровые.

Получили наибольшее распространение:

  • Водосбор обыкновенный – неселекционный вид, взятый в натуральном виде из природы, обыкновенно высота в сантиметрах 40-80, цвета различны, шпорец короткий.
  • Водосбор голубой, родом из Северной Америки, в высоту доходит в сантиметрах до 70, куст в диаметре около полуметра с цветками, что имеют голубые или сиреневые листики и белые лепестки, а также длинную шпорку
  • Водосбор олимпийский, цветки сине-белого цвета, крупные и эффектные, стебли высотой в сантиметрах 30-60 с пушистыми цветоносами.
  • Водосбор двухцветный с высотой в сантиметрах не больше 15, как все низкорослые аквилегии хрупок и нежен, родом из Пиренеев, имеет бутончик светло-голубого окраса и чашечку кремового цвета.
  • Водосбор Бертолони, тоже низкорослый, цветки – крупные, голубого цвета и расцветают уже во второй половине весны.
  • Водосбор Екалькарата, еще один низкорослый (в сантиметрах до 20), но бесшпоровый, имеет вишневого окраса цветки.
  • Водосбор вееровидный, низкорослый дальневосточный вид, в высоту в сантиметрах 20-30, имеет крупные белые, лилово-синие или фиолетовые цветки с длинным крючкоподобным шпорцем.
  • Водосбор канадский, среднерослое растение (до 60 см), имеет красноватые листики, желтые лепестки, а шпорка буро-красного цвета, очень стоек к холоду, и цвести начинает в конце весны.
  • Водосбор железистый, он среднерослый, сиренево-голубого цвета, с одноименным пушком.
  • Водосбор альпийский, в высоту сантиметров 30, крупные цветки в голубых, синих и лиловых тонах, цветет в середине лета.
  • Водосбор тёмный, среднерослая аквилегия, цветки крупные с насыщенными фиолетово-сине-лиловыми цветами.
  • Самый распространенная в садах, парках и скверах культура – гибридный водосбор. Существует огромное количество выведенных сортов этой аквилегии, но обычно в высоту она в сантиметрах 50-100, цветки крупные, как простые, так и махровые, одноцветные и двуцветные, а цветовая гамма неимоверно разнообразна и пестра – белые, розовые, желтые, лимонные, сиреневые, синие и даже красные.

Выращивание водосбора

Аквилегия – неприхотливое растение, но на внимательное отношение к себе ответит сторицей и сможет максимально проявить себя во всей красе.

Для водосбора подходит любая почва, лучше рыхлая и умеренно влажная, и уж точно не тяжелые суглинные грунты.

Прямого солнца растение не боится, но предпочтительнее этого не допускать – тогда цветение получите дольше по времени и обильнее, а цветки — крупнее. Так что, аквилегия спокойно будет у вас расти даже в тени деревьев, буквально на их корнях. Однако тут тоже нужна мера – уж если будет полная «темень» — ждите многих болезней.

Сажать водосбор нужно:

  • На глубину не менее в сантиметрах 20, очень кстати будет питательная рыхлая смесь.
  • Потом нужно не допускать уплотнения и «заболачивания» грунта.
  • Кусты нужно рассаживать не менее: 20 см – у низкорослых, и 40 см – у обычных.
  • Кроме величины роста, следует также учесть количество света на участке (чем его меньше – тем реже высаживание) и вентиляцию (влияет на болезнетворность, поэтому должна быть достаточной).
  • Следует следить за тем, чтобы земля была рыхлой и прополотой от ненужного сорного соседства.
  • Поскольку это многолетнее растение имеет свойство по весне «распираться» за счет уплотнения корня и стебля, то рекомендуется присыпать лунку сверху компостом либо перегноем (ежегодно).
  • Водосбор природно обожает влажность, поэтому следует заботиться об увлажнении участка и у себя в саду.

Однако и засуха ему не страшна, поскольку корневая система аквилегии развита достаточно сильно, чтобы добывать воду из глубины земли.

Однако это отразиться на «мощи» растения – оно не сможет в полной мере проявить всю свою красоту при цветении.

Нетребовательна аквилегия и в плане подкормки удобрениями – ей достаточно первоначально внести комплексные удобрения, а далее – после того, как отцветет. В принципе, это многолетнее растение само «попросит» — это заметно по внешнему виду (снижение интенсивности цветения и буйства красок).

По окончанию времени цветения, побеги водосбора рекомендуется срезать до своеобразной розетки из прикорневых листьев у основания стебля.

Если хотите добыть семена для размножения, то это нужно сделать до того, как плоды осыпятся (как только они побуреют) и рассеются сами.

Размножение водосбора

Водосбор имеет два вида размножения — семенами или вегетативное.

Замечено, что при культивировании аквилегии на одном месте более 6 лет это растение стареет, ухудшаются его качества (теряется морозостойкость, цветки становятся меньше, а болезни чаще). Но в силу способности растения к самосеву клумба не утрачивает свою декоративность, так как постоянно подрастают новые молодые кусты.

Если уход за растением сведен к минимуму, это чревато тем, что происходит переопыление сортов и «порода» понемногу вырождается в сторону упрощения своих характеристик:

  • В связи с этой особенностью для селекционности сорта рекомендуется выращивать сорта отдельно и «предохранять», используя искусственное опыление.
  • Семена водосбора не способны к длительному «ожиданию» (всхожесть со временем падает), поэтому их высевают «озимою» либо подвергают стратифицированию, если станут сеять по весне.
  • Первое цветение наблюдается на втором году, а пышный цвет саженцев ждите годом позже. Характерная особенность – именно молодые растения приемлемо переносят пересадку.
  • Более распространенным для сохранения чистоты конкретного сорта является вегетация – через деление кустов или черенкование побегом, растущим у корня.
  • Нужно иметь в виду, что в этом отношении водосбор, как и все лютиковые, не подарок и повозиться с ним придется. Это обусловлено специфичным тканепроводящим строением этого семейства растений.
  • Приготовьтесь к тому, что взрослые кустики плохо станут приживаться, поскольку выкопать длинный корень аквилегии без повреждения практически невозможно.

Для размножения делением куста принято использовать водосбор трехлетнего возраста.

Выкопанный корень промывают, делят вдоль таким образом, чтобы у нужных поделенных частей остались отростки корня и почки. После этого, полученные «зародыши» с присыпанной древесным углем раненной стороной сажают в рыхлую почву. Делать это надо по весне и не позже осени, дабы у саженцев было время укорениться и приготовиться к зимовке.

Черенкование аквилегии еще проще – весной отламывают молодой побег растения, обрабатывают укоренителем и присаживают в рыхлую землю или просто песок в парнике, а дальше – лишь притенение и систематическое увлажнение.

Болезни и вредители водосбора

Аквилегии цветы здоровые и болеют не часто – в основном из-за ненормальной влажности.

Наиболее часто встречаются у водосборов эти болезни:

  • Мучнистая роса, вызывающая у них белый налет при сырой холодной погоде. Рекомендуется в таком случае обработка растения препаратами, что содержат медь. Обработать следует как можно раньше, а затем несколько недель повторять процедуру.
  • Все иные садовые болезни (гниль, пятнистость, мозаика) — смертельны в большинстве случаев для этого растения.

Вредители почти не обращают внимания на аквилегию из-за ее естественной токсичности (лишь иногда могут быть повреждения от гусениц и тли). А вот поражения разными вирусами бывают такие же, как и у других растений. В такой ситуации борьба бесполезна и растения нужно вырвать и сжечь.

Водосбор с точки зрения медицины

Хотя водосбор и используются в народной медицине по всему свету, но препараты на их основе ни в коем случае не стоит применять без профессиональной консультации, поскольку это растение чрезвычайно ядовиты, а семена особенно.

Симптомы отравления – плохое самочувствие, слабость, судороги, а в летальном случае – остановка дыхания (обильное питье с промыванием желудка – первая помощь).

Поэтому если у вас на участке есть такие ядовитые растения – постарайтесь предупредить, прежде всего, детей о такой опасности.

Но отравление аквилегией – случай из ряда вон выходящий, в целом же это очень полезное декоративное растение:

  • Водосборы привычно используют для дизайна – как ландшафтного, так и в смешанных посадках на садовых участках.
  • Лучше всего сочетать это растение с другими таким образом, чтобы оно было впереди других и не терялось ни за чьей «спиной», а рассмотреть можно было каждый цветок без какой-либо трудности.

В зависимости от сорта водосбор прекрасно сочетается с другими садовыми культурами:

  • Низкорослые с такими же не крупными растениями, например, гвоздичками.
  • Высокие – в сочетании с такими многолетниками как колокольчики или маки.
  • Возле водоемов водосбору просто восхитительные композиции могут образовать с папоротниками, ирисами, астильбой и купальницами.
  • Даже сама по себе аквилегия при выращивании в разных сортах очень хорошо смотрится и при этом можно подобрать такой период цветения каждого сорта, что весь сезон клумба будете «цвести и пахнуть».
  • Мелкие сорта пригодны и для культивирования как горшечные растения.

Водосбор не теряет свою цветную яркость и при высушивании, поэтому находят применение у мастеров, создающих картины и панно из высушенного растительного материала.

Обобщая вышеприведенное, нужно сказать, что люди выращивают этот любимый ими за неприхотливость и изящество красоты цветок уже четвертое столетие. И он отвечает на добро добром – почти без ухода многие годы растет и цветет на одном и том же месте, и на солнце и в тени, без специального укрытия на зиму, не привередничая к почве.

Больше информации можно узнать из видео.

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings. DRAG_TEXT}}  

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}  

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select. selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Центр природного земледелия Ларисы Маланиной

Слово ВОДОСБОР говорит само за себя. Собирающее влагу.
ВОДОСБОР имеет природное происхождение. Основной его компонент – смолы, выделенные из хвойных растений.
ВОДОСБОРОМ опрыскивают растения. Под действием солнечного света на них образуется тонкая прозрачная блестящая пленка, удерживающая влагу внутри. Под защитной пленкой растения дышат. Она просто регулирует испарение влаги растениями без вреда для их роста и развития, процессов дыхания и фотосинтеза. Пленка не ощутима на вкус, не смывается дождем.

Главное, ВОДОСБОР укрепляет природный восковой налет растений, усиливая природную защиту культур от засухи, пониженных температур, избыточного увлажнения, солнечных ожогов, болезней и вредителей.
Что же на практике дает применение ВОДОСБОРА?

Первое и очень важное. ВОДОСБОР поможет сохранить рассаду и саженцы при перевозке и пересадке.
Пересадка рассады и саженцев огромный стресс для растения. Пока корни еще не прижились и не могут поглощать влагу из почвы, испарение с поверхности растения замедляет его приживаемость. Растение вянет, у него ослаблена сопротивляемость к почвенным болезням, оно может даже погибнуть. Чтобы этого не случилось, рассаду и саженцы следует обработать ВОДОСБОРОМ в рассаднике перед транспортировкой, а затем после высадки в грунт.

Исследования ученых показали, что применение ВОДОСБОРА позволяет повысить урожай овощных, плодовых, ягодных культур, картофеля и винограда на 15-60%. Товарный вид, их качество также меняются к лучшему. Фрукты и овощи становятся крупнее, более сочными, ароматными, интенсивнее окрашены.

Еще одно важное свойство. ВОДОСБОР предотвращает растрескивание плодов черешни, вишни и других, склонных к этому культур.
Благодаря способности удерживать влагу в тканях плодов, ВОДОСБОР, замедляет процесс старения и продлевает срок хранения овощей и фруктов.
Виноград, яблоки и другие плоды, обработанные ВОДОСБОРОМ непосредственно перед сбором урожая, становятся более лежкими и транспортабельными.

Благодаря защитному действию ВОДОСБОРА можно уменьшить развитие такой вредоносной болезни, как серая гниль ягод земляники.

Для любителей комнатных растений, вынужденных оставлять их при отъездах без полива, а также для дачников, приезжающих на свои участки по выходным, будет интересен ВОДОСБОР со своим эффектом влагосохранения. Он дает возможность увеличить интервал между поливами растений даже в жаркую погоду.
Растительный препарат ВОДОСБОР широко применяется в органическом земледелии, он абсолютно безопасен для окружающей среды.
Опрыскивают растения препаратом на всех стадиях роста — от рассады до сбора урожая.

Для обработки рассады и саженцев 10 мл препарат разводят в 0,5-1 л воды, для растений в период вегетации 10 мл на 1 л воды. ВОДОСБОР поможет растению влагу сберечь от испарения!

Аквилегия

Аквилегия


Аквилегии, или водосборы любимы многими цветоводами. Это растение широко применяется в ландшафтном дизайне. Поэтому водосбор часто можно встретить в садах и парках мира. Народное название аквилегии – «орлик». У северных народов водосбор известен как «цветок эльфов». В средние века аквилегию почитали как «оберег» — растение, способное уберечь от колдовских чар.

Разнообразные виды аквилегии ценятся садоводами за красивые цветки причудливой формы и декоративную ажурную листву. Зелёно-сизые тройчатые листья водосбора, образующие пышный куст, сохраняют декоративность с весны до поздней осени. Водосборы хорошо растут и прекрасно смотрятся под деревьями и рядом с садовым прудом. Аквилегии разных видов и сортов делятся на низкорослые, среднерослые и высокорослые. Низкорослые компактные водосборы очень хороши в альпинариях и рокариях, а также пригодны для горшечной культуры и выгонки. Среднерослые и высокорослые сорта аквилегии садоводы часто используют в разнообразных цветниках. В зависимости от вида, от региона и условий выращивания, аквилегия зацветает весной или в разные месяцы лета. Над листвой куста водосбора возвышается многоцветковое метельчатое соцветие. Цветки у аквилегии в зависимости от сорта бывают немахровые, полумахровые или махровые.

Водосбор хорошо растет и цветет на дренированной почве, в полутени или на солнечном месте с полуденным притенением. На очень сухих местах и на солнцепеке чувствительные виды и сорта аквилегии страдают от недостатка влаги и жары. В результате мельчают цветки водосбора, сокращается продолжительность цветения. Поэтому все виды аквилегии лучше себя чувствуют под деревьями и кустарниками, в смешанных групповых посадках под прикрытием других растений. Виды водосбора, растущие в природе на камнях, менее восприимчивы к перегреву. Но на богатой органикой садовой почве, в кружевной тени деревьев низкорослые виды водосбора образуют более крупный куст.

Аквилегия всегда лучше выглядит при достаточном количестве влаги в почве, поэтому в засуху желателен регулярный полив. Весной подсыпайте к кустам водосбора плодородную почву (им присуще нарастание и выпирание), мульчируйте землю вокруг кустов для сохранения влаги. После цветения побеги аквилегии нужно обрезать на треть. При благоприятных условиях водосбор железистый и некоторые другие виды могут вторично зацвести (но менее обильно) в конце лета или в начале осени. Аквилегия относится к малолетникам, поэтому на смену взрослым кустам желательно периодически выращивать новые растения. Старые кусты водосбора изреживаются и хуже цветут, становятся менее холодостойкими и поэтому вымерзают зимой.

Далеко не каждый садовый цветок может похвастаться столь долгой биографией. В качестве культурного растения аквилегия появилась в садах Западной Европы еще в 13 веке, три века спустя цвела уже и в русских садах. Изящество облика, разнообразная гамма цветов, неприхотливость позднее сделали аквилегию очень популярной культурой — ее часто использовали в оформлении дворянских усадеб. Но к месту она была и в «демократичных» палисадниках горожан среди других традиционных цветов русского сада: маков, люпинов, флоксов. В последнее время вновь возник интерес к аквилегии. Во-первых, потому что появилось много новых сортов с необычными окрасками. А во-вторых, все чаще стали возвращаться к старым сортам «дикоросам», которые используют в садах природного стиля. Здесь среди папоротников, декоративных злаков, колокольчиков, баданов, купальниц, астильб и хост место и для аквилегии.


Геоэколог ПГНИУ оценила последствия ликвидации шахт КУБа на речные водосборы


Старший преподаватель кафедры картографии и геоинформатики ПГНИУ Ольга Березина защитила кандидатскую диссертацию по теме «Комплексная оценка геоэкологических последствий влияния ликвидированных шахт Кизеловского угольного бассейна на речные водосборы». В рамках диссертации была создана геоэкологическая геоинформационная система КУБа.


Новый ресурс содержит информацию обо всех источниках загрязнения: 20 изливов кислых шахтных вод, 11 загрязненных родников, более 100 породных отвалов, контуры которых нанесены по космическим снимкам сверхвысокого разрешения. С помощью визуального дешифрирования данных космической съемки высокого разрешения и полевых исследований было выделено 17 участков с угнетенной растительностью общей площадью около 20 га.

В пределах изучаемой территории выделено 233 водосбора средних и малых рек, а также семь бассейнов крупных рек. На основе метода главных компонент рассчитана интегральная оценка состояния окружающей среды в пределах водосборов рек. Полученные количественные значения загрязнённости территории были переведены в качественные характеристики: норма, риск, кризис, бедствие. Выделено 20 бассейнов рек площадью 575 км2, наиболее подверженных негативному влиянию, а также зоны в поймах крупных рек. Ряд таких бассейнов рек, как Полуденный Кизел, Большой Кизел, Малый полуденный Кизел, отнесенные к категории «бедствие», требуют первоочередных мероприятий по реабилитации территории.

Функционал нового сервиса позволяет пользователю познакомиться со сведениями о химическом состав вод изливов по различным компонентам и их расходах в виде столбчатых диаграмм за многолетний период и отобразить фотографии мест, указанных на карте.

«Попадание загрязняющих компонентов из изливов кислых шахтных вод в реки приводит к образованию техногенных донных отложений с высоким содержанием марганца, меди, никеля, цинка, свинца и других химических элементов. Их перемещение вниз по течению рек приводит к распространению загрязнения на многие километры. Ярким примером является Косьвинский залив Камского водохранилища. Образующийся техногенный осадок опасен с экологической точки зрения, являясь источником вторичного загрязнения. Изучением этой сложной проблемы и поиском путей её решения на сегодняшний день мы занимаемся в лаборатории ГТП ЕНИ ПГНИУ под руководством Николая Георгиевича Максимовича в рамках гранта РФФИ», – рассказала Ольга Березина.

Полученные в ходе исследования результаты, созданная геоинформационная система КУБа и её функциональные возможности успешно применяются при разработке мероприятий по минимизации и ликвидации воздействия кислых шахтных вод на водные объекты Пермского края в рамках соглашения между министерством природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края и ПГНИУ. Исследования выполнялись в рамках реализации ряда научных проектов, поддержанных Российским фондом фундаментальных исследований и Русским географическим обществом.

Защита кандидатской диссертации состоялась 16 января 2020 года в Казанском федеральном университете, ученую степень кандидата географических наук по специальности «Геоэкология» Ольге Березиной присвоили на заседании 21 мая. Научный руководитель – доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой картографии и геоинформатики ПГНИУ Сергей Пьянков.

Пресс-служба

Аквилегия (Водосбор) — Питомник растений Сибирский сад

(описание сортов, фото) 

Аквилегия — многолетнее травянистое растение. 

Применение: Высокорослые и средние по величине сорта сажают в цветники и смешанные миксбордеры, а также в тенистые места у водоемов. Но для групповой посадки водосбор – растение, которое лучше размещать с краю, так как в глубине композиции этот цветок теряется. Низкорослые аквилегии подходят для рокариев и альпинариев. Некоторые виды водосборов, в естественной среде растущие на камнях. Также низкорослые водосборы хорошо подходят для высаживания в горшках.

Описание: Аквилегия, или водосбор – многолетнее травянистое растение. Высота до 1 м. Корень толстый стержневой сильноразветвленный, может уходить в землю на глубину более полуметра. Листья аквилегии образуют прикорневую розетку, которая выглядит как пышный раскидистый куст. Из центра розетки в конце весны — начале лета вырастают цветоносные стебли со стеблевыми листьями. Листья имеют изысканную ажурную форму – дважды или трижды перисто-рассеченную – и сизый налет, сохраняют декоративность до осени. Стеблевые листья водосбора – тройчатые, сидячие. Один цветонос несет 8-12 цветков. Цветки аквилегии, одиночные либо собранные в рыхлую метелку, поникающие, гладкие, полумахровые или махровые, имеют правильную форму и самую разнообразную окраску. Цветок водосбора может достигать в диаметре 10 см. Венчик цветка составляют пять заостренных чашелистиков и пять отдельных лепестков в виде косой воронки, которые переходят в загнутые или прямые шпорцы. Цветет аквилегия в мае-июне в течение месяца, некоторые сорта цветут до глубокой осени. Плоды-пятилистовки созревают в июле. Семена аквилегии – мелкие, черные, блестящие – ядовиты. Для аквилегии характерен обильный самосев.

Аквилегия (водосбор) классифицируется по виду шпорцев:

1. шпорец загнут крючком или кольцеобразный – европейские виды (аквилегия альпийская, железистая, обыкновенная и олимпийская), для них характерна также белая, голубая, синяя и розовая окраска цветков;
2. шпорец длинный и прямой – американские виды (аквилегия голубая, канадская, золотистая, Скиннера), которым свойственна золотистая, оранжевая и красная окраска;
3. Аквилегия альпийскаяцветки без шпорцев – японские и китайские виды с цветками белой, розовой, голубой и синей окраски.

Аквилегия обыкновенная, или водосбор обыкновенный (A. vulgaris). Самый морозоустойчивый вид аквилегии, выдерживает температуру до -35С. Высота 40-80 см. Листья прикорневой розетки дважды перисто-рассеченные с клиновидно-яйцевидными тупыми листочками, сверху темно-зеленые блестящие, снизу – серо-зеленые опушенные. Окраска цветка водосбора обыкновенного зависит от сорта. Диаметр цветка 5 см. Водосбор обыкновенный цветет с мая по июль.

Аквилегия гибридная (A. hybrida). Распространена в средней полосе России. Выведена масса сортов этого вида аквилегии. Высота 50-100 см. Цветки крупные (до 9 см в диаметре), длинношпорцевые. Окраска цветков аквилегии гибридной зависит от сорта.

Аквилегия альпийская (A. alpina). В естественной среде произрастает на лугах и на скалах альпийского пояса гор Западной и Центральной Европы. Карликовый вид: высота куста 30 см. Цветки крупные (до 8 см в диаметре), с коротким шпорцем. Цветки аквилегии альпийской окрашены в сине-голубо-лиловые тона. Растение цветет в июне-июле.

Аквилегия канадская (А. canadensis). Родина – горные леса восточных областей США до высоты 1500 м над уровнем моря. Высота до 60 см. Зимостойкий вид. Цветки с тонким длинным шпорцем. Окраска двуцветная, красно-желтая. Цветет в мае-июне.

Аквилегия мелкоцветковая (A. parviflora). В естественной среде растет на Дальнем Востоке, в Северо-восточном Китае, в Северной Монголии. Высота 40-50 см. Цветки мелкие (до 3 см в диаметре), с короткими шпорцами, фиолетово-синие. В соцветии до 25 цветков. Цветет в июне-июле.

Аквилегия сибирская (A. sibirica). Распространена в западной и восточной Сибири. Высота 30-70 см. Листья прикорневой розетки тройчатые, красновато-зеленого цвета. Цветки среднего размера (до 5 см в диаметре), с коротким тонким шпорцем. Окраска цветка лилово-синяя, изредка белая. Цветет с конца мая.

 

Как купить аквилегию


в питомнике «Сибирский сад»

В нашем питомнике купить саженцы аквилегии можно на открытых торговых площадках и в магазинах питомника. Адреса, график работы, телефоны торговых точек смотрите в разделе «Контакты» (в верхнем меню).

Питомник «Сибирский сад» осуществляет доставку саженцев по России. Заказать растения вы можете в нашем интернет магазине по адресу: zakaz.sibsad-pitomnik.ru или перейдите по ссылке в верхнем меню. Информацию об условиях оформления заказов, их оплаты и доставки саженцев по России вы найдете также в интернет магазине в соответствующих разделах.

Питомник Сибирский сад реализует саженцы оптом и приглашает к сотрудничеству организации, занимающиеся продажей саженцев, ландшафтным дизайном, а также организаторов совместных покупок. С условиями сотрудничества можно ознакомиться в разделе «Оптовикам» (в верхнем меню).

 

Уход за аквилегией

Условия выращивания: Водосбор – цветок, нетребовательный, лучше всего ему подходит легкая плодородная почва, перекопанная на глубину до 20 см, чтобы корень аквилегии получал достаточно кислорода и влаги. Аквилегия предпочитает влажную почву. Полутень предпочтительнее.

Уход: Аквилегия – растение очень неприхотливое. Выращивание аквилегии не требует особого труда. Ей нужны самые обычные процедуры: умеренный полив без застоя воды, прополка, ежегодная подкормка. Раз в году под куст стоит подсыпать плодородную землю. Какой-либо специальный уход аквилегии не требуется.

Размножение: Размножается аквилегия из семян и делением куста. Семена аквилегии высевают осенью, весной и сразу после сбора. Растение позволяет и размножение делением куста. Его можно проводить на четвертый-пятый год жизни. Эта процедура требует большой аккуратности из-за особенностей строения корневой системы аквилегии.

Водосборы, они же аквилегии. — Наталья Гагаринова — LiveJournal

Сегодня продолжила работу ботаническая конференция, где было и моё выступление о распространении двух видов водосборов. Пользуясь этой оказией, хочу рассказать, какие водосборы растут у нас в Забайкалье. Они стоят того. Уж больно красивые растения. И латинское название красивое — аквилегия.

Водосбор острочашелистиковый (Aquilegia oxysepala) — наверное, самый красивый из наших видов. Хоть сразу на клумбу тащи. Хотя какие-то похожие на него декоративные сорта уже выведены. Так что, лучше не тащить, тем более, что он внесён в региональную Красную книгу.


Вообще-то, это дальневосточный вид. И почти до самого конца XX века никто в Забайкалье (и вообще в Сибири) его не встречал. Лишь лет 20 назад благовещенский ботаник В.М. Старченко, обнаружила этот водосбор в низовьях Аргуни. Спустя десять лет я нашёл ещё одно место возле нашей единственной дубовой рощи (сейчас — заказник «Реликтовые дубы»).
Там, кстати, попалась и белоцветковая форма этого растения. Единственный раз, никогда больше не встречал.

А по-настоящему о распространении этого водосбора в Забайкалье мы узнали лишь за последние два года, когда его встретили, по меньшей мере, ещё раз пять в разных местах. На этот раз — в низовьях Шилки и верхнем течении Амура. Но всё это максимум километров на 100 от границы с Амурской областью. Дальневосточник, он и есть дальневосточник.


Водосбор железистый (Aquilegia glandulosa) — самый крупный и самый холодолюбивый. Растёт исключительно на альпийских лужайках высоко в горах.
Этот сфотографирован на гольце Сохондо.
И даже с видом на голец.
Водосбор сибирский (Aquilegia sibirica) — в Забайкальском крае растёт, видимо, только по Хэнтэй-Чикойскому нагорью (Красночикойский район и, наверное, немного по соседству).

Это фото С. Гордеева (Улан-Удэ), сделано в Бурятии.

Водосбор амурский (Aquilegia amurensis) — очень похож на предыдущий вид, но растёт только на севере Забайкалья — Кодар и Удокан.


Тоже в местной Красной книге, хотя, по-моему, у нас на севере не так уж и редок.


Водосбор мелкоцветковый (Aquilegia parviflora) — некрупный, но тоже очень милый. Ещё один дальневосточный лесной вид. Растёт у нас в восточных районах, в основном по Шилке и Аргуни.


Во «Флоре Сибири» указывается распространение на запад до самой Читы, но что-то я в это не очень верю.


Водосбор зеленоцветковый (Aquilegia viridiflora) — с самой необычной окраской.


И единственный наш водосбор, способный расти в степях. Хотя здесь он обычно прячется среди скал.


Водосбор тёмно-пурпуровый (Aquilegia atropurpurea). Раньше рассматривался в качестве отдельного вида. Но сейчас его считают особой, редкой цветовой формой водосбора зеленоцветкового.


Наконец, водосбор Турчанинова (Aquilegia turczaninovii) — самый редкий и загадочный. Никто его в Забайкалье не фотографировал, поэтому вынужденно использую чужую фотографию с этого сайта, за что спасибо автору И. Щегловой.

Это растение впервые встретил первый забайкальский ботаник, автор знаменитой Flora Baicalensi-Dahurica («Байкало-Даурская флора») Николай Степанович Турчанинов. В 1833 году, проплывая по Шилке, он собрал семена, которые после прорастания в Петербургском ботаническом саду дали неизвестный ранее вид водосборов. И потом этот вид не могли найти ещё 140 лет. Только в 1972 году такой же водосбор снава встретили на горе Сохондо. С тех пор водосбор Турчанинова удалось найти ещё в нескольких местах — у нас на Чикое (2), в Монголии (1) и на Дальнем Востоке (3 или 4 популяции). Но никому пока не удалось выяснить, сохранилась ли та популяция напротив села Горбица, которую впервые увидел Турчанинов. Даже о популяции Сохондинского заповедника, кажется, ничего не известно, хотя с тех пор уже прошло 40 лет.

Так что, хватает ещё у нас белых пятен. Даже если речь идёт всего лишь о цветочках.

Что такое водосбор — WaterNSW

Водосбор — это территория, где вода собирается естественным ландшафтом.

Представьте, что вы держите руки под проливным дождем и собираете в них воду. Ваши руки стали водосбором.

Внешний край водосбора всегда является самой высокой точкой. Гравитация заставляет весь дождь и сток в водосборном бассейне стекать вниз, где они естественным образом собираются в ручьях, реках, озерах или океанах.

Дождь, падающий за пределы одного водосбора, падает на другой водосбор и перетекает в другие ручьи и реки.

Некоторое количество воды также просачивается под землю, где она хранится в почве или в пространстве между камнями. Это называется грунтовыми водами.

Мы используем воду, собранную естественным ландшафтом, для снабжения водой наших нужд, строя плотины и плотины или используя подземные воды. Это называется водопровод .

Система водоснабжения Сиднея включает 11 крупных плотин , в которых накапливается вода, собранная в результате дождя в пяти водосборах : Варрагамба, Шолхейвен, Верхний Непин, Воронора и Голубые горы.

Дождь в Сиднее не означает увеличения уровня плотины, если дождь не выпадает в водосборные бассейны питьевой воды.

Водосборные бассейны Большого Сиднея простираются от севера от Литгоу в истоке реки Кокс в Голубых горах до истока реки Шоулхэвен к югу от Брейдвуда и от Вороноры на востоке до истока реки Воллондилли к западу от Круквелла. .

Пять водосборов покрывают территорию площадью 16 000 квадратных километров. Это всего 2% территории штата Новый Южный Уэльс, но он обеспечивает питьевой водой 60% населения штата — более 4.5 миллионов человек, которые живут в Сиднее и в регионах Голубые горы, Иллаварра, Южное Хайлендс, Гоулберн и Шолхейвен.

Деятельность человека влияет на здоровье наших водосборов. WaterNSW управляет и защищает водосборные бассейны питьевой воды в районе Большого Сиднея и поставляет высококачественную сырую воду. WaterNSW работает вместе с местными советами, землевладельцами, государственными учреждениями и промышленными предприятиями, чтобы повседневная деятельность в водосборном бассейне — особенно строительство, промышленность и сельское хозяйство — не наносила вреда окружающей среде, из которой поступает наша питьевая вода.

водосборных бассейнов (водоразделов) — Добро пожаловать в Hill Country Alliance

Фото: Chase Fountain

Планирование и сохранение масштабов водосбора

Водосборные бассейны широко признаны как наиболее эффективные единицы управления для защиты водных ресурсов, как качества воды, так и водоснабжения. Водосборный бассейн (обычно называемый «водоразделом») — это участок земли, где вся вода стекает в один ручей, реку, озеро или даже океан.Естественные границы водосборов могут быть очень маленькими для одного ручья или ручья или довольно большими — например, бассейн реки Колорадо. HCA поощряет использование термина «водосбор» над «водоразделом». Водосборная зона является домом для полной системы круговорота воды. Чтобы управлять этими системами для здорового будущего, мы должны научиться улавливать, сохранять и разумно использовать всю воду в системе, а не «сбрасывать» эту воду, как подразумевает термин «водораздел».

Концепция «водосбора» распространена во всем мире

«Водосбор — это территория, где вода собирается естественным ландшафтом.В водосборном бассейне вся дождевая и сточная вода в конечном итоге стекает в ручей, реку, озеро или океан или в систему грунтовых вод. Природные и человеческие системы, такие как реки, кустарники, фермы, плотины, дома, растения, животные и люди, могут сосуществовать в водосборном бассейне ». — Управление водосбора Сиднея

Здоровые водосборы обеспечивают:

• Источник чистой питьевой воды

• Нетронутая природа для отдыха

• Среда обитания растений и животных

• Здоровая растительность и водные пути

• Надежная и чистая вода для животноводства и полива

• Возможности для устойчивого сельского хозяйства и промышленности.

Наша повседневная деятельность влияет на здоровье водосборов. Первый шаг к защите наших водосборов — лучше понять наше воздействие на них.

Планирование защиты водозабора в Техасе

Планирование защиты водосбора в Техасе обычно направлено на решение вопросов качества воды для ручьев и речных систем, которым угрожает опасность или которые «находятся в состоянии нарушения». Хотя планирование водосбора может принимать разные формы, обычно средства поступают от EPA через Программу чистых вод в форме «319 грантов».Это разработанные на местном уровне целостные планы, которые координируют деятельность и ресурсы для управления качеством воды. Здесь у TCEQ есть полезные ресурсы по этому типу процесса планирования.

Здесь, в Hill Country, мы определили одиннадцать планов защиты водосборов, над которыми мы работаем. Щелкните здесь, чтобы просмотреть полезную карту нашего региона и легенду о планах защиты водосбора, о которых мы знаем в настоящее время. Обнадеживает то, что мы начинаем видеть движение к более активному подходу к планированию.К заинтересованным сторонам
Южного Льяно, например, относятся Союз водораздела Южного Льяно и TPWD, которые вместе работают над восстановлением окуней Гуадалупе и общими целями управления водоразделом. План защиты водораздела Сайпресс-Крик направлен на решение проблемы ливневого стока в развивающемся водоразделе. А в Берне городские власти в партнерстве с заинтересованными сторонами региона разработали проактивную, ненормативную программу, направленную на устранение последствий роста и развития пригородов.

Масштаб водосбора Сохранение земель — Сохранение земель Сохраняет воду

Вода и земля неразделимы; Очевидно, что то, что мы делаем на земле, влияет на водные ресурсы в пределах водосбора. Существует огромная общественная ценность в принятии политики, которая вознаграждает землевладельцев за практику управления, которая улучшает водоснабжение нашего региона. В целом, HCA поддерживает эти типы политики и надеется помочь определить новые и творческие способы разработки «рыночных» решений по сохранению земли / воды.

Законодательство, принятое в 2011 году, позволило бы провести новую оценку земли (налоговые льготы) для практики рационального использования водных ресурсов на частных землях. Эта программа была продвинута Охраной природы Техаса как новая национальная модель вознаграждения землевладельцев за защиту и улучшение водных ресурсов, что в конечном итоге приносит пользу населению.Для вступления в силу осенью 2011 года общественности необходимо было принять «Предложение 8», чего не произошло.

Программы приобретения прав на застройку (PDR) продвигались в течение многих лет, но редко получали финансирование. Идея состоит в том, чтобы создать фонд для оплаты сервитутов, которые в конечном итоге ограничат развитие частных земель (добровольно) в обмен на налоговые льготы.

Литература по бассейну реки Хилл-Кантри

Все реки между Рио-Гранде и Верхним Колорадо берут свое начало в Хилл-Кантри и обеспечивают живительную пищу для муниципалитетов, домашнего скота и диких животных от их истоков до побережья Мексиканского залива.Действительно, большая часть промышленного, туристического, электроэнергетического и нефтехимического комплекса Техаса зависит от надежной и чистой воды из этих рек.

Все больше исследований проводится с целью лучшего понимания и защиты важнейших водоносных горизонтов и речных ресурсов, которые поддерживают наше здоровье и экономику. Среди них — исследования общих характеристик бассейнов, режимов родникового / основного стока, гидрогеологических изменений и других.

Ниже приводится набор текущих исследований со ссылками на опубликованный полный отчет.

Река Фрио — Исследование биологии и речной геоморфологии для определения воздействия песчано-гравийной деятельности

Любимое место летних каникул верховья реки Фрио составляют всего 0,013% от общей протяженности реки в штате. Но в период с 2007 по 2016 год 11% совокупных разрешений на добычу полезных ископаемых в штате приходилось на раскопки на красивых берегах Фрио. В этом отчете по паркам и дикой природе Техаса за 2019 год описывается флора и фауна реки Фрио и вдоль нее, а также влияние, которое совокупные горнодобывающие предприятия оказывают на эту некогда нетронутую реку.

Река Педерналес — Штат Педерналес: Угрозы, возможности и потребности в исследованиях

Река Педерналес — это знаменитая река Хилл-Кантри, протекающая в 106 милях через холмы из известняка, прежде чем в конечном итоге впасть в реку Колорадо на озере Трэвис. Педерналес осушает почти 820 000 акров в 8 округах. В засушливые периоды река Педерналес обеспечивает до 23% поверхностных вод, попадающих в озеро Трэвис, которое город Остин использует для питьевой воды, производства энергии и отдыха.Педерналес и связанный с ним водораздел обеспечивают критическую среду обитания для нескольких эндемичных видов, а река представляет собой важную живописную, рекреационную и культурную ценность Центрального Техаса. Прочтите отчет HCA 2015 The State of Pedernales , обобщающий результаты исследований, природоохранных и хозяйственных работ, которые были завершены или в настоящее время проводятся в бассейне реки Педерналес.

Река Педерналес — Сколько воды в водоразделе Педерналеса?

Этот продолжающийся комплекс исследований Центра водных ресурсов и окружающей среды Meadows включает наземную информацию об измерениях поверхностного стока, объемах базового стока из водоносных горизонтов, влиянии земного покрова на качество воды, измерениях прироста / потерь и Атлас водоразделов.

Верхняя часть реки Гуадалупе — Верхняя часть реки Гуадалупе: Стюардинг горной страны Значок

Река Верхняя Гваделупа — одна из знаковых рек Техас-Хилл-Кантри, берет начало из водоносного горизонта под западным плато Эдвардс и прорезает каньоны на 187 миль через холмистые известняковые холмы. Прежде чем в конечном итоге достичь границ Каньон-Дам в центральном графстве Комал, Верхняя Гваделупа осушает почти 1427 квадратных миль и касается семи графств.Река дает воду для отдыха, сельского хозяйства, рыбы, дичи и людей. По заказу Ассоциации реки Гуадалупе и написанному HCA в 2017 году, Река Верхняя Гваделупе обобщает исследования и усилия по управлению в бассейне реки Верхняя Гваделупе. Понимание уникальных характеристик реки, разнообразия землепользования в бассейне и широкого круга заинтересованных сторон, заинтересованных в ее долгосрочной устойчивости, послужит основой для будущих усилий по защите ее экономической и экологической жизнеспособности.

Норт-Форк Река Гуадалупе, от верхней границы заповедника Керр до перехода от фермы к рынку 1340 Мостовой переход на ранчо Мо

Участок реки North Fork Guadalupe длиной 6,4 км между верхней границей зоны управления дикой природой Керр и низкой плотиной ниже по течению от мостового перехода 1340 от фермы к рынку в Мо-Ранч был исследован для оценки физической среды обитания в ручье, воды качество, скопления рыбы, мидий и макробеспозвоночных, прибрежная зона и места общественного доступа в апреле 2012 г. Этот отчет Техасских парков и дикой природы документирует исключительную водную дикую природу на этом прекрасном участке.

Река Льяно — Истоки реки Льяно

Реки Северный и Южный Ллано являются ценным ресурсом для Центрального Техаса, обеспечивая возможности для отдыха, среду обитания для уникальных сообществ растений и животных, а также источники воды для местных и нижележащих сообществ. Защита и сохранение стока этих рек и их водосборов были определены как экологическая, экономическая и культурная проблема.2012 Истоки Ллано Река — это характеристика и сравнение рек, источников и водосборов рек Северного и Южного Ллано, подготовленная для Союза водоразделов Южного Ллано совместно с парками Техаса. и Департамент дикой природы Тайсона Броуда.

Река Саут-Ллано — Страна живых вод

Река Саут-Льяно не перестала течь в письменной истории из-за наличия нескольких крупных источников. Самый большой из этих источников — Big Paint Spring, за ним следует более знаменитый Seven Hundred Springs. Эти два источника, наряду с множеством других источников и выходов вдоль реки Саут-Льяно, ежегодно обеспечивают около 80% стока вниз по течению реки Льяно. В засушливые периоды река Ллано обеспечивает около 75% стока в Хайленд-Лейкс, основное водоснабжение города Остин и других водопользователей в нижнем течении реки Колорадо вплоть до Мексиканского залива. Отчет 2008 Земля живых вод , подготовленный для Фонда защиты окружающей среды и написанный Тайсоном Броудом, пытается облегчить усилия потенциальных заинтересованных сторон, предоставляя характеристику реки Саут-Льяно, ее источников и водораздела, а также предлагая рекомендации по решению выявленных проблем управления водными ресурсами.

Джеймс Ривер — Неизвестная река Центрального Техаса

Река Джеймс малоизвестна в Кантри Хилл, но это экологически чистый и экономически значимый приток реки Льяно. Источники реки Джеймс и ее притоков обеспечивают исключительную среду обитания для уникальных биологических сообществ и обеспечивают водоснабжение домашних хозяйств, домашнего скота и диких животных в регионе с ограниченными поверхностными водами. Неизвестная река Центрального Техаса 2010 года, написанная Тайсоном Броудом для Фонда защиты окружающей среды, характеризует реку и описывает ее значение для Горной страны.

Река Нуэсес — Сводный отчет по бассейну за 2013 год

Сводный отчет по бассейну реки Нуэсес за 2013 год охватывает всю территорию этого агентства, включая прибрежный бассейн Сан-Антонио-Нуэсес, прибрежный бассейн Нуэсес-Рио-Гранде; бассейны, заливы и устья реки Нуэсес, включая реки Аранзас, Миссия, Атаскоса, Фрио, Леона, Сабиналь, и связанные с ними системы ручьев. Этот документ в первую очередь представляет собой снимок качества воды, однако можно найти хорошие данные, в том числе целевую информационно-пропагандистскую деятельность, карты и прибрежные ресурсы.

Река Сан-Маркос — оценка весеннего стока для поддержки экосистемы родников в верхнем течении реки Сан-Маркос

Воды, вытекающие из водоносного горизонта Эдвардс через Сан-Маркос-Спрингс в верховьях реки Сан-Маркос, составляют вторую по величине родниковую систему в Техасе и наиболее исторически устойчивую родниковую систему на юго-западе Соединенных Штатов. В этом исследовании подробно рассказывается, как исторически стабильные потоки из источников способствовали появлению множества эндемичных видов, населенных пунктов и процветающей экономики.

границ | Простые уловы и их местонахождение: взаимосвязь между хранением и сбросом как показатель сложности улова

Введение

От чего зависит реакция водосбора на конкретное климатическое воздействие? Казалось бы, простой вопрос, на который до сих пор трудно дать однозначный ответ (Sivapalan, 2005; Clark et al., 2016). Это происходит главным образом потому, что каждый водосбор уникален и, следовательно, немного отличается даже от наиболее похожих на него (Beven, 2000). Тем не менее, мы находим сходные черты в поведении водосбора, начиная от склона холма (Loritz et al., 2018) до континентальных масштабов (Kuentz et al., 2017). Мы даже добились прогресса в предсказании поведения в неотслеживаемых бассейнах (Hrachowitz et al., 2013). Тем не менее, нам необходимо найти более надежные способы передачи нашего понимания гидрологических процессов между водосборными бассейнами.

Существует множество различных подходов к количественной оценке и пониманию сходства между водосборами. Один из подходов состоит в том, чтобы взять большую выборку водосборов, отсортировать их по группам схожего поведения, а затем изучить общие характеристики (Berghuijs et al., 2014; Kuentz et al., 2017; Jehn et al., 2020). Это также можно сделать наоборот, начав с аналогичных характеристик водосбора, а затем изучить его поведение (Knoben et al., 2018). Другие черпают понимание поведения водосбора из исследований экспериментальных склонов холмов или водосборов, таких как Tromp-van Meerveld and McDonnell (2006). Однако существуют и более теоретические подходы, такие как использование гидрологических моделей для вывода основных процессов в водосборе (Clark et al., 2011; Fenicia et al., 2014). Существуют также подходы, которые пытаются связать поведение водосбора с термодинамической теорией (Loritz et al., 2018, 2019) или с элегантными математическими подходами (Kirchner, 2009; Savenije, 2018).

Это исследование вдохновлено более ранними работами о рецессии и водном балансе, которые показывают, что поведение гидрологической рецессии часто можно описать с помощью экспоненциальных функций, если не добавляется дополнительная вода. Это означает, что отток пропорционален накоплению, а нижележащий водоносный горизонт реагирует как единый линейный резервуар (Tallaksen, 1995; Wittenberg, 1999).Однако остается неясным, как часто это «простое» поведение действительно встречается в водосборах и в каких масштабах оно присутствует. Эту динамику можно изучить, изучив большую выборку взаимосвязей между хранением и разрядкой. Использование зависимости накопления-разгрузки для изучения динамики водосбора — не новая идея (например, Kirchner, 2009; Spence, 2010; Sayama et al., 2011), но рассматривается как ценный способ улучшить понимание водосборов (Tetzlaff et al. др., 2011). В частности, динамическое поведение водосборов при хранении дает возможность сравнивать водосборы в разных ландшафтах (Spence, 2010; Buttle, 2016).

Исследования изменения водосбора часто рассматривают только несколько водосборов (например, Geris et al., 2015; Cheng et al., 2017; Floriancic et al., 2018) или сосредотачиваются на одном классе атрибутов водосбора, таком как топография (Liu et al., ., 2016; Staudinger et al., 2017), геологии (Sayama et al., 2011; Creutzfeldt et al., 2014; Pfister et al., 2017) или растительности (Geris et al., 2015; Cheng et al., 2017). Это затрудняет обобщение, поскольку эти исследования позволяют получить лишь моментальный снимок атрибутов водосбора и их влияния на гидрологическое поведение.Следовательно, необходимы исследования с использованием больших размеров выборки, которые изучают взаимосвязь между накоплением и сбросом в сложных ландшафтах со схожими климатическими условиями (Loritz et al. , 2019). В лучшем случае при выборе водосборов следует учитывать схожие климатические условия, чтобы граничные условия были аналогичными, а поведение водосбора не зависело от гидрометрических различий. Это поможет связать знания, полученные с помощью более теоретических подходов (Wittenberg, 1999; Kirchner, 2009), с экспериментальными исследованиями, которые исследуют отдельные склоны холмов в глубину и подчеркивают важность физических процессов, таких как предпочтительный поток (Wienhöfer and Zehe, 2014).Мы используем набор данных из 88 водосборов из федеральной земли Гессен, Германия, который имеет широкий спектр характеристик водосбора при относительно схожем климате. Чтобы учесть все факторы, которые обычно приписывают влиянию на гидрологическое поведение, мы изучаем площадь водосбора, форму водосбора, почву, геологию, топографию и землепользование (Sivapalan, 2005) и используем взаимосвязь между накоплением и сбросом в качестве показателя сложности водосбора. Чем больше соотношение накопления и разгрузки соответствует экспоненциальной функции, тем проще мы рассматриваем поведение этого водосбора.

Целью этого исследования является тщательное изучение водосборов с различной сложностью их взаимосвязи между хранением и сбросом и изучение того, какие атрибуты водосбора связаны с этой меняющейся сложностью с использованием большого набора данных. Этот акцент на том, насколько водосборы подчиняются «простому» образцу поведения, подчеркнет, какие процессы активны или доминируют в разных местах, и поможет понять причины гидрологического сходства.

Материалы и методы

Область исследования

Мы анализируем базу данных 88 водосборов, расположенных в земле Гессен, Германия (рис. 1), с данными о расходах и климате за 26 лет (1992–2018 гг.), В результате чего выделено 2 314 отдельных года водосбора.Реки с крупными техническими сооружениями, которые препятствуют сбросу из-за искусственного водохранилища (например, водохранилища), исключаются из анализа. Однако у некоторых рек есть шлюзы. Поскольку у Гессена очень разнообразная геология (HLNUG, 2007), это позволяет рассматривать самые разные типы водосборов при одинаковых климатических условиях. Тем не менее, климат имеет значительный диапазон, особенно количество осадков (рис. 2). Это компромисс между климатическим сходством и размером выборки. Мы включили климатические данные в наш анализ, чтобы определить влияние на окончательные результаты.В целом климат влажный и типичный для Центральной Европы. Чтобы охватить все факторы, которые обычно приписывают влиянию на взаимосвязь между накоплением и сбросом, мы исследуем 15 атрибутов климата (суммарное испарение, коэффициент стока, осадки), землепользования, топографии (уклон, коэффициент удлинения, площадь), почвы (текстура почвы, тип почвы, глубина почвы), геология (гидравлическая проводимость водоносного горизонта, тип геологии, проницаемость) и расход воды (расход, подпитка грунтовых вод). Эти атрибуты в базе данных очень разнообразны (рисунок 2).Снежный покров в данном исследовании не рассматривался, поскольку Stoelzle et al. (2020) показали, что в аналогичном наборе водосборов снег оказывал лишь незначительное влияние на сток, если водосборы находились ниже 800 м над уровнем моря, что имеет место для водосборов в этом исследовании.

Рисунок 1 . Расположение водосборов в Гессене и расположение Гессена в Германии. Более темный синий цвет указывает на вложенные водосборы.

Рисунок 2 . Атрибуты 88 водосборов, рассмотренных в данном исследовании.Климатические характеристики водосбора — средние за все годы. Аббревиатуры типов почв: DC, Dystric Cambisol; EC, Eutric Cambisol; SC, Сподик Камбизол; SG, застойный глейзол; HP, Haplic Luvisol; EP, Eutric Podzuluvisol.

Источники данных

Все данные о почве и геологии взяты из карт Федерального института геолого-геофизических исследований и природных ресурсов (а именно, гидрогеология HUEK 250, грунтовые воды GWN1000, структура почвы BOART 1000, тип почвы BK 500 и карты глубины почвы PHYSGRU 1000).Значения водосборов были извлечены из этих карт с помощью QGIS. Числовые атрибуты усреднялись по водосборному бассейну. В категориальных атрибутах использовалось доминирующее / наивысшее значение (например, водосбор с более чем 50% пастбищ был классифицирован как пастбища). Грубое разрешение данных о земном покрове приводит к получению нескольких типов покрытия, поэтому выбор того, у которого доля наивысшего, вероятно, позволит выделить наиболее обширный. Сброс обеспечивает Гессенское агентство по охране природы, окружающей среде и геологии (https: // www.hlnug.de/static/pegel/wiskiweb2/). Дальнейшие долгосрочные данные, недоступные в Интернете, можно получить, обратившись в Агентство по охране природы, окружающей среде и геологии земли Гессен. Данные об осадках и эвапотранспирации получены из проекта REGNIE Немецкой службы погоды (https://www.dwd.de/DE/leistungen/regnie/regnie). Исходные наборы растровых данных можно загрузить из Центра климатических данных Немецкой службы погоды (https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/cdc/cdc_node.html). Временное разрешение для расхода, эвапотранспирации и осадков — ежедневно. Значения потоков водного баланса в мм на водосбор, основанные на площадях, можно найти в репозитории этого документа (Jehn, 2020). Коэффициент удлинения (то есть отношение диаметра круга той же площади, что и бассейн, к максимальной длине потока) оценивается следующим образом (Sukristiyanti et al. , 2018). Уклон и площадь водосбора получены из цифровой карты высот с разрешением 40 × 40 м. Коэффициент стока рассчитывается по расходу и осадкам.Все потоки воды (расход, осадки, эвапотранспирация) переводятся в миллиметры.

Данные эвапотранспирации REGNIE рассчитаны с помощью модели AMBAV (Löpmeier, 1994), предполагая однородный травяной покров над супесей. Поскольку землепользование и почвы в рассматриваемых водосборах часто сильно различаются, мы соответствующим образом корректируем эвапотранспирацию. Для этого мы предполагаем нулевое изменение накопления в течение длительного периода, что соответствует замкнутому водному балансу. На основе нескорректированного водного баланса и общего эвапотранспирации за весь период времени мы рассчитываем ошибку водного баланса по отношению к эвапотранспирации.В результате устанавливаются поправочные коэффициенты для эвапотранспирации для конкретного водосбора, так что изменение накопления равно нулю за 26-летний период. Эта процедура увеличила среднее фактическое суммарное испарение по всем водосборам с 431 до 541 мм в год, что эквивалентно долгосрочному среднему значению 530 мм в год для Гессена (KLIWA et al. , 2017). Как в начале 1992 года, так и в конце 2018 года наблюдаются схожие засушливые условия, на что указывает стандартизованный индекс осадков (McKee et al., 1993), равный −10 для 1992 года и −12 для 2018 года, поэтому можно предположить долгосрочное изменение условий хранения. быть близким к нулю.

Годовое совокупное изменение хранилища

Поскольку объем водосбора не может быть измерен напрямую, мы аппроксимируем объем хранилища, следуя основному уравнению водного баланса (уравнение 1).

0 = P (t) -ET (t) -Q (t) — △ S (t) (1)

С суточным количеством осадков P [мм], суммарным испарением ET [мм], расходом Q [мм] и изменением накопления △ S [мм]. Мы используем уравнение (2) для расчета годового накопленного запаса по отношению к состоянию на начальный день (τ = 0) гидрологического года (1 st Nov — 31 st Oct) с использованием ежедневных данных.Это означает, что изменение хранилища рассчитывается ежедневно. На основе этого мы определяем кумулятивную сумму хранилища, в результате чего получаем вектор S кум , который содержит совокупную сумму изменения хранилища за каждый день.

S′cum (t) = ∑τ = 0tP (τ) −ET (τ) −Q (τ) (2)

Это делается для каждого гидрологического года отдельно, чтобы избежать накопления ошибок в измерениях и обеспечить межгодовые сравнения. Обратите внимание, что это годовое кумулятивное изменение хранилища не отражает общее хранилище водосбора, но является прокси-сервером активных / динамических изменений хранилища, как определено Staudinger et al.(2017) и McNamara et al. (2011).

Сложность отношений хранения и разгрузки

После расчета годового кумулятивного хранения мы оцениваем взаимосвязь между годовым кумулятивным изменением хранения и сбросом. Поскольку мы хотим проверить, как водосборы следуют экспоненциальной зависимости накопления-разгрузки, мы проверяем, насколько хорошо зависимость накопления-разгрузки может быть согласована с экспоненциальной функцией (уравнение 3). В качестве функционального подхода мы используем экспоненциальную зависимость расхода от накопления, предложенную в компоненте базового расхода TOPMODEL (Beven and Kirkby, 1979) [описанном в приложении Knoben et al. (2019)]. Однако это соотношение также можно описать степенной функцией (см., Например, Kirchner, 2009).

а эб мразь ‘(3)

с разрядом Q [мм d -1 ], параметрами формы a и b [-], а также кумулятивным изменением накопления △ S ‘[d -1 мм]. Чтобы подобрать функцию к данным, мы использовали модуль curve_fit пакета Python scipy (версия 1.4.1), который использует нелинейную аппроксимацию методом наименьших квадратов. Мы используем только дни без осадков, чтобы избежать прямого влияния осадков на сток (Kirchner, 2009).Этот шаг позволяет нам оценить, насколько реальные данные отклоняются от экспоненциальной функции (рис. 3), путем расчета эффективности Клинга-Гупта (KGE) (Gupta et al., 2009). KGE, равный 1, описывает водосбор с абсолютно экспоненциальным поведением в данном году. Это приводит к 27 (по одной в год) отдельным подборкам (как показано на Рисунке 3) и, следовательно, значениям KGE для каждого водосбора.

Рисунок 3 . Визуализация отклонения измеренного и идеализированного соотношения накопление-разряд (искусственные данные).

Этот KGE отражает сложность водосбора. Чем меньше суммарные остатки, тем проще водосбор. Таким образом, водосборы в данном исследовании, описанные как простые, относятся к соотношению объем накопления-сброса для данного года и водосбора, которые следуют экспоненциальной функции без особых отклонений. С другой стороны, сложное поведение относится к соотношению накопление-разрядка, которое существенно отличается от экспоненциальной функции. Мы используем KGE без объединения в таблице 1 (раздел «Различия в атрибутах водосбора между простыми и сложными водосборами»), чтобы определить, существует ли связь между атрибутами водосбора и сложностью для всего набора данных.

Чтобы выявить влияние атрибутов водосбора на взаимосвязь между накоплением и сбросом, мы объединяем 20% водосборов ( n = 18) вместе с самым низким / самым высоким средним KGE и называем их простыми / сложными. Мы используем это в анализах на Рисунке 6 (раздел «Различия в атрибутах уловов между простыми и сложными уловами»), чтобы выделить различия между наиболее экстремальными уловами. Мы сравниваем среднее значение KGE за все годы для всех водосборов с атрибутами водосбора, используя линейную регрессию (для числовых атрибутов) и ANOVA (для категориальных атрибутов).Проверяются все наклоны линейных регрессий, если они существенно отличаются от нуля. Чтобы снизить частоту ложноположительных результатов, мы скорректировали все значения p , умножив их на общее количество статистических тестов, проведенных в этом исследовании [поправка Бонферрони (Haynes, 2013)]. Значимый в этом исследовании относится к уровню значимости 1%.

Чтобы очертить различия между простыми и сложными водосборами и общим набором данных, мы вычисляем ANOVA для числовых атрибутов с той же поправкой, что и упомянутая выше.Качественно сравниваются категориальные признаки.

Результаты и обсуждение

Сложность отношения хранения-разгрузки

Взаимосвязь между хранением и разрядкой показывает четыре группы различного поведения (рисунок 4). Многие отношения между хранением и разрядкой демонстрируют почти идеальное экспоненциальное поведение (рис. 4A). Эти водосборы идентифицируются как простые. Другие шаблоны (рисунки 4B – D) не могут быть приспособлены к простой функции. Отсюда мы заключаем их сложными. Сложное поведение бывает трех разных типов.Простое поведение определяется более строго, чем сложное, поскольку оно может возникать только из паттерна, показанного на рисунке 4A. Первый сложный тип (рис. 4B) связан с явным пиковым расходом в водосборе в начале года. После этого пика он высыхает, а затем снова наполняется. Однако во время повторного наполнения водосбор не показывает увеличения расхода, хотя он также определяется накоплением большего количества воды, чем в начале года. Второй сложный тип (рис. 4C) также имеет пиковый расход в начале года и высыхает после этого.Однако, в отличие от других, пиковый разряд можно найти и при малой емкости. Третий сложный тип (рис. 4D) демонстрирует неустойчивое поведение без четкой картины. Кроме того, поведение водосборов часто меняется от года к году (Рисунок 5).

Рисунок 4 . Графики показывают кумулятивное изменение объема хранения в зависимости от сброса во время периодов спада в гидрологическом году. Цвет указывает месяц гидрологического года. Примеры закономерностей во взаимосвязи между хранением и разрядкой. (A) почти идеально экспоненциальная зависимость накопления-разрядки (B) низкий разряд, даже если накопление больше, чем при предыдущем пиковом разряде (C) пиковый разряд, даже если накопление меньше, чем при предыдущем пике разряд (D) неустойчивое поведение.

Рисунок 5 . Тепловая карта эффективности Клинг-Гупта (KGE) (мера сложности водосбора) для 88 водосборов из набора данных Гессена, разделенных по годам.Более темные цвета указывают на меньшую сложность. Гистограммы отображают средние значения для строк и столбцов.

Сложность взаимосвязи между хранением и сбросом водосбора, описанная в разделе «Сложность взаимосвязи между хранением и сбросом», может иметь широкий диапазон (рис. 5). Некоторые водосборы имеют низкую сложность (например, водосбор № 88) на каждый год. Напротив, ни один из водосборов не отличается высокой сложностью за все годы. Тем не менее, несколько водосборов в большинстве случаев указывают на довольно сложное поведение (например,г., водосбор №1). В общем, сложность (при измерении как среднее значение KGE водосбора) изменяется более чем в два раза между самыми простыми и самыми сложными водосборами. Это отражает изменчивость водосборов с почти идеальной экспоненциальной зависимостью накопления-разгрузки и водосборов с преимущественно неустойчивым поведением. Несмотря на то, что мы можем упорядочить водосборные бассейны в соответствии с их сложностью, мы видим, что сложность сильно меняется от года к году, даже в самых сложных водосборах.Например, водосбор № 1, который имеет самую высокую сложность из всех водосборов, мы все еще находим годы с очень низкой сложностью. Мы также можем увидеть ту же картину для сложности лет. Например, 2017 год является самым сложным из всех лет, но также имеет водосборы с очень низкой сложностью (например, № 56, № 69 или № 76). Мы проверили надежность нашего подхода, используя среднюю сумму наименьших квадратов и эффективность Нэша-Сатклиффа в качестве альтернативных целевых функций. Это привело к почти одинаковым результатам как по годам, так и по водосборам.

Межгодовая изменчивость предполагает, что погодные условия играют важную роль в сложности выявленной взаимосвязи между хранением и сбросом. И годы (гистограмма вверху рисунка 5), и водосборы (гистограмма справа на рисунке 5) показывают одинаковое среднее значение (среднее значение года = 0,013, среднее значение водосбора = 0,013) и аналогичное стандартное отклонение (стандартное отклонение). (стандартное года = 0,006, стандартное водосбора = 0,012) для их соответствующего среднего KGE. Несколько лет показывают очень простую взаимосвязь между хранением и сбросом во всех водосборах (например,г., 1999, 2001). Как и в случае водосборов, коэффициент между самым сложным и самым простым годом больше двух. Эти самые сложные годы характеризуются отрицательным стандартизованным индексом осадков (McKee et al., 1993), который является индикатором засушливых условий. Это может быть связано с процессами, аналогичными образованию стока при заполнении и разливе (Tromp-van Meerveld and McDonnell, 2006), и в более общем плане функцией гидрологической связности водосборов (Bracken and Croke, 2007).В более засушливые годы водосборы могут быть менее связаны между собой и, таким образом, демонстрировать более неустойчивое поведение, в то время как годы с большим количеством осадков обеспечивают более стабильные связи как в пространстве, так и во времени. Эта более высокая связанность может привести к более простому поведению, поскольку количество воды в реке более напрямую связано с количеством воды в водосборе. Интересно, что хотя все три наиболее сложных года (1996, 2013, 2017) имеют отрицательный стандартизованный индекс осадков (McKee et al., 1993), ни один из них не считается годом засухи (Erfurt et al. , 2020). Таким образом, сильная засуха прерывает большинство соединений в водосборе и оставляет только грунтовые воды в качестве основного источника стока, что снова приводит к более простому поведению. Кроме того, все три самых сложных года имеют как минимум 1 месяц с осадками> 150 мм. Это также может быть связано с подходом Loritz et al. (2018), который использует теоретические и термодинамические рассуждения в сочетании с топографической информацией для изучения того, как энтропия склонов холмов в водосборном бассейне изменяется во времени.Они показывают, что энтропия и, следовательно, сложность сильно возрастают при выпадении больших осадков после засушливых периодов летом. Они также подчеркивают, что это возникающее поведение вызвано взаимодействием различных частей (в данном случае склонов) водосбора.

Это влияние сильных осадков на сложность водосбора также можно найти в других исследованиях. Например (Capell et al., 2012) изучал водосбор, который был разделен между более гористыми возвышенностями и низменностями с песчаником. В низинах обычно наблюдается линейная рецессия расхода, за исключением случаев, когда на возвышенностях регистрировались крупные осадки. Мы пришли к выводу, что это, вероятно, разница между стоком, который в основном является основным стоком, обеспечиваемым со дна долины, или ливневым стоком, возникающим в верхнем течении реки. Водосборные бассейны не могут принять всю дополнительную воду из-за выпадения большого количества осадков либо потому, что интенсивность дождя превышает инфильтрационную способность, либо потому, что водосборы достигают предельной емкости (Teuling et al., 2010; Sayama et al., 2011).

Еще одним фактором, который может усложнить взаимосвязь накопления и разрядки, является гистерезис. Было обнаружено, что гистерезис влияет на гидрологическое поведение в различных масштабах (Zuecco et al., 2016). В этом исследовании мы используем гидрологические годы, чтобы не прерывать длительный процесс гистерезиса, прежде чем он прекратится. Однако процессы гистерезиса, которые начинаются до или заканчиваются после гидрологического года, не полностью охватываются нашим подходом, но важны для водосборов с низкой проводимостью водоносного горизонта (Hellwig et al. , 2020). Таким образом, более сложные годы и водосборы могут быть индикатором долгосрочного гистерезиса накопления-разгрузки, который запускается при достижении определенных пороговых значений накопления (Spence, 2010). Также может быть случай, когда простое / сложное поведение является прокси для менее / более гистерезисных водосборов. Чем больше связан водосбор, тем более прямая связь между его хранением и сбросом.

Различия в характеристиках отлова между простыми и сложными отловами

Чтобы найти наиболее простые и сложные водосборы, мы используем 20% водосборов с самым высоким средним значением KGE и 20% с самым низким средним значением KGE (Рисунок 5).Мы анализируем только те атрибуты водосбора, которые показывают значительную взаимосвязь во всем наборе данных (Таблица 1). Это исключает глубину почвы из дальнейшего анализа, так как не показывает значительных различий относительно KGE. Когда мы сравниваем оставшиеся атрибуты простых и сложных водосборов друг с другом и с общим набором данных, мы можем увидеть явные различия, особенно в атрибутах категориальных водосборов (рисунок 6):

— Простые водосборы: нормальная проводимость и проницаемость водоносного горизонта, регионы с магматической геологией, структура глинистой илистой почвы, широкий спектр типов почвы, больше пастбищ и лесов.

— Сложные водосборы: низкая проводимость и проницаемость водоносного горизонта, регионы с осадочной геологией, суглинистая песчаная почва, дистричные камбизоли, больше сельского хозяйства.

Таблица 1 . Различия в эффективности Клинга-Гупты для категориальных и числовых атрибутов водосбора для всех лет для всех водосборов.

Рисунок 6 . Различия в категориальных (пять верхних панелей) и числовых (нижние шесть панелей) атрибутах водосбора между простыми и сложными водосборами и общим набором данных.Показаны только те атрибуты, которые имеют значительный тренд по всему набору данных. Простой и сложный относится к 20% водосборов ( n = 18), которые имеют самую низкую / самую высокую рассматриваемую эффективность Клинга-Гупты (KGE). Значения p в верхней части прямоугольных диаграмм для числовых атрибутов указывают на существенные различия между простым, сложным и всеми водосборами. Черная линия — это медиана, а серые линии — межквартильный размах. Аббревиатуры типов почв: DC, Dystric Cambisol; EC, Eutric Cambisol; SC, Сподик Камбизол; SG, застойный глейзол; HP, Haplic Luvisol; EP, Eutric Podzuluvisol.

Тенденция менее очевидна для числовых атрибутов водосбора. Более простые водосборы имеют тенденцию быть круче, а сложные водосборы — более пологими. Однако эта тенденция несущественна. Все остальные атрибуты водосбора из рисунка 2 не влияют на сложность взаимосвязи накопление-разгрузка, по крайней мере, в такой степени, которая может быть обнаружена с помощью нашего метода. Как и ожидалось, климатические атрибуты, которые относительно схожи для всех водосборов, также не актуальны. Эти результаты могут также объяснить, почему легче найти важные движущие силы поведения экстремальных 20% наиболее простых / сложных водосборов, чем для остальных водосборов (Singh et al., 2014). В то время как самые простые / сложные водосборы имеют атрибуты, которые оказывают значительное влияние на гидрологическое поведение, другие водосборы находятся где-то посередине (Рисунок 5). Эти «промежуточные» зоны охвата имеют компенсирующий набор атрибутов, из-за чего очень сложно выделить конкретные атрибуты, контролирующие сложность. Это изменение во влиянии атрибутов водосбора также было обнаружено для частей одного водосбора (Sun et al., 2014) и небольших выборочных исследований (например, Hoylman et al., 2019).

Таким образом, в данном исследовании подчеркивается, какие атрибуты водосбора важны, когда у нас есть большая выборка водосборов, у всех схожих климатических условий. Наше исследование обнаружило влияние суммарного испарения и осадков на общий набор данных (Таблица 1), но не на поведение самых простых и сложных водосборов (Рисунок 6). Тенденция испарения значима для всего набора данных, но не значима при сравнении самых простых водосборов с самыми сложными.В отличие от исследований с большой выборкой, проводимых в более крупных масштабах, обычно климат имеет большее влияние (Oudin et al., 2010; Kuentz et al., 2017). Это подчеркивает, что атрибуты климата и водосбора важны, но в разных масштабах. Хотя общее поведение определяется климатом, этот климатический сигнал формируется характеристиками водосбора, в частности почвами и геологией.

Взаимосвязь сложности водосбора и гидрологических процессов

Наши результаты показывают, что существуют явные различия в характеристиках простых и сложных водосборов.Интересно, что атрибуты как простых, так и сложных водосборов показывают отклонения в значениях атрибутов аналогичного размера от общего набора данных (рис. 6). Это неожиданно, поскольку существует несколько режимов сложного поведения (рисунок 4). Следовательно, сложные водосборы должны демонстрировать более широкое разнообразие своих атрибутов, чем простые водосборы, если их сложное поведение вызвано отдельными процессами. Это не так, что указывает на то, что одни и те же основные гидрологические процессы вызывают все режимы сложного поведения.Исследования показали, что подземный штормовой сток, особенно во влажных и горных водосборах, является одним из основных процессов образования стока (Wittenberg, 1999; Wienhöfer and Zehe, 2014; Chifflard et al., 2019) и что общая связанность в водосборе определяет его поведение (Jencso и др., 2009). Это также может объяснить результаты этого исследования. Простые водосборы показывают высокую проницаемость и проводимость, а сложные водосборы — низкую проницаемость и проводимость. Таким образом, мы заключаем, что сложность водосбора может быть просто прокси для возможности соединения водосбора.Связность здесь следует понимать как комбинацию связей между склонами холмов и прибрежной зоной (Jencso et al., 2009) и взаимосвязью внутри холмов (Tromp-van Meerveld and McDonnell, 2006). Одним из возможных объяснений более высокой проницаемости и связности в более простом водосборе могут быть дождевые черви, поскольку они предпочитают глинистые илистые почвы этого водосбора (Curry, 2004) и увеличивают предпочтительный сток (Zehe et al., 2010). Это также относится к концепции термодинамического равновесия, обсуждаемой в Loritz et al.(2018). Более проницаемые и связанные водосборы быстрее возвращаются к своему термодинамическому равновесию и, таким образом, демонстрируют более простое поведение, в то время как менее связанным и менее проницаемым водосборам требуется больше времени, чтобы вернуться к своему равновесию и продемонстрировать более сложное поведение.

Эта концепция связности также может быть связана с пороговым поведением, которое было определено как важный фактор для поведения водосбора (Spence, 2010; Tetzlaff et al., 2011) как на склоне холма (Tromp-van Meerveld and McDonnell, 2006), так и шкала водосбора (Jencso et al., 2009). У простых водосборов могут быть более низкие пороги, поскольку они всегда более взаимосвязаны из-за их более высокой проницаемости и проводимости. Эти более низкие пороговые значения могут позволить более прямую связь между общим количеством воды в водосборе и сбросом. Для сложных водосборных бассейнов это не так, поскольку они могут иметь более изолированные склоны, и поэтому поведение разливов происходит более хаотично. По сути, количество воды в водосборе менее важно без подключения к реке.

Резюме и заключение

В этом исследовании рассматривается сложность взаимосвязи между накоплением и сбросом в 88 водосборах в Гессене, Германия. Самые простые и сложные водосборы демонстрируют четкие различия в их проводимости, проницаемости, геологии и почвах. Сигнал погодных условий трансформируется по-разному в зависимости от атрибутов водосбора. Это приводит к простому поведению для одних водосборных бассейнов и к более сложным для других. Нередки случаи, когда мелкомасштабные и крупномасштабные исследования дают противоположные результаты относительно влияния климата на реакцию водосбора.В таких исследованиях необходимо контролировать роль климата, чтобы определить влияние неклиматических факторов, как мы это сделали в этом исследовании.

Для дальнейшего изучения важности характеристик водосбора по отношению к климату необходимы дополнительные исследования в различных климатических условиях, поскольку это исследование было сосредоточено только на влажных водосборах в центральной Германии. В конце концов нам нужно понять, почему одни водосборы ведут себя просто в течение одного года, а сложные — в другой. Возможные причины — экстремальные погодные явления, сложное взаимодействие между распределением осадков, геологией и почвами водосбора, а также подключение и отключение различных хранилищ в водосборе.Все эти атрибуты и процессы в конечном итоге определяют активное хранилище водосбора. Мы связываем наблюдаемое простое и сложное поведение водосборов с гипотезами насыпи и разлива и взаимосвязью пространственных объектов в пределах водосбора. Более простые водосборы имеют более предпочтительный сток и более соединенные склоны холмов и, следовательно, более низкие пороги разлива. Высокая гидрологическая связность обеспечивает более прямую связь от хранилища к сбросу и подразумевает, что простота водосбора связана с активными или доминирующими определенными гидрологическими процессами.Дальнейшие исследования должны изучить, как эта простота водосбора может быть связана с предсказуемостью речного стока.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, представленные в этом исследовании, можно найти в онлайн-репозиториях. Имена репозитория и номера доступа можно найти по адресу: Код и данные хранятся по адресу http://doi.org/10.5281/zenodo.4282470.

Авторские взносы

FJ, LB, TH и PK разработали и разработали исследование. FJ провел анализ данных.Все авторы помогли с интерпретацией и обсуждением результатов, а также с написанием рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить редактора и рецензентов, особенно Кристофера Спенса, которые помогли улучшить эту статью. Мы также хотели бы поблагодарить Кейрнана Фаулера за ценные отзывы о более раннем варианте этого документа.TH выражает признательность за финансирование Немецким научным фондом DFG (HO 6420 / 1-1).

Список литературы

Berghuijs, W. R., Sivapalan, M., Woods, R.A., and Savenije, H.HG (2014). Модели сходства сезонных водных балансов: окно в изменчивость стока в различных временных масштабах. Водные ресурсы. Res. 50, 5638–5661. DOI: 10.1002 / 2014WR015692

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бевен, К. Дж. (2000). Уникальность представления места и процесса в гидрологическом моделировании. Hydrol. Earth Syst. Sci. 4, 203–213. DOI: 10.5194 / hess-4-203-2000

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бевен, К. Дж., И Киркби, М. Дж. (1979). Физически обоснованная модель гидрологии бассейна с переменным вкладом. Hydrol. Sci. Бык . 24, 43–69. DOI: 10.1080 / 026266671834

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бракен, Л. Дж., И Кроук, Дж. (2007). Концепция гидрологической связности и ее вклад в понимание геоморфологических систем с преобладанием стока. Hydrol. Процесс . 21, 1749–1763. DOI: 10.1002 / hyp.6313

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баттл, Дж. М. (2016). Динамическое хранение: потенциальная метрика межбассейновых различий в свойствах хранения: динамическое хранение: метрика межбассейновых различий в хранении. Hydrol. Процесс . 30, 4644–4653. DOI: 10.1002 / hyp.10931

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Капелл Р., Тецлафф Д., Хартли А. Дж. И Соулсби К. (2012).Связывание показателей гидрологической функции и времени прохождения с контролем ландшафта в неоднородном мезомасштабном водосборе. Hydrol. Процесс . 26, 405–420. DOI: 10.1002 / hyp.8139

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cheng, L., Zhang, L., Chiew, F.H.S., Canadell, J.G., Zhao, F., Wang, Y.-P., et al. (2017). Количественная оценка воздействия изменений растительности на динамику накопления-сброса водосбора с использованием данных по парным водосборам: изменения растительности при накоплении-сбросе. Водные ресурсы. Res . 53, 5963–5979. DOI: 10.1002 / 2017WR020600

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чиффлард, П., Блюм, Т., Меркер, К., Хопп, Л., Меервельд, И., Грэф, Т. и др. (2019). Как мы можем смоделировать подземный штормовой поток в масштабе водосбора, если мы не можем его измерить? Hydrol. Процесс . 33, 1378–1385. DOI: 10.1002 / hyp.13407

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кларк М. П., Кавецкий Д. и Фениция Ф. (2011).Применение метода нескольких рабочих гипотез для гидрологического моделирования: проверка гипотез в гидрологии. Водные ресурсы. Res . 47: 9. DOI: 10.1029 / 2010WR009827

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кларк, М. П., Шафли, Б., Шимански, С. Дж., Саманьего, Л., Люс, К. Х., Джексон, Б. М. и др. (2016). Улучшение теоретических основ гидрологических моделей, основанных на процессах: сокращение разрыва между гидрологической теорией и моделями. Водные ресурсы.Res . 52, 2350–2365. DOI: 10.1002 / 2015WR017910

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кройцфельдт Б., Трох П. А., Гюнтнер А., Ферре Т. П. А., Графф Т. и Мерц Б. (2014). Взаимосвязь между накоплением и сбросом в различных масштабах водосбора на основе локальной высокоточной гравиметрии: динамика накопления и разгрузки воды: перспектива гравиметра. Hydrol. Процесс. 28, 1465–1475. DOI: 10.1002 / hyp.9689

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карри, Дж.П. (2004). «Факторы, влияющие на численность дождевых червей в почвах», в: Earthworm Ecology , ed C. A. Edwards (Бока-Ратон, Флорида: CRC Press). DOI: 10.1201 / 9781420039719.pt3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эрфурт М., Скиадаресис Г., Тийдеман Э., Блаухут В., Баухус Дж., Глейзер Р. и др. (2020). Изучение добавленной стоимости долгосрочного междисциплинарного набора данных в исследованиях засухи — каталога засух для юго-запада Германии, датируемого 1801 годом, препринт. Hydrol. Опасности . DOI: 10.5194 / nhess-2019-424-дополнение

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fenicia, F., Kavetski, D., Savenije, H.H., Clark, M.P., Schoups, G., Pfister, L., et al. (2014). Свойства водосбора, функция и представление концептуальной модели: есть ли соответствие? Hydrol. Процесс. 28, 2451–2467. DOI: 10.1002 / hyp.9726

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Флорианчич М.Г., Меервельд И., Smoorenburg, M., Margreth, M., Naef, F., Kirchner, J. W., et al. (2018). Пространственно-временная изменчивость вкладов в низкий сток в высокогорном бассейне Поскьявино. Hydrol. Процесс. 32, 3938–3953. DOI: 10.1002 / hyp.13302

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джерис, Дж., Тецлафф, Д., Макдоннелл, Дж., И Соулсби, К. (2015). Относительная роль типа почвы и древесного покрова в накоплении и передаче воды в водосборах северных истоков: влияние почвы и растительности на накопление и передачу воды. Hydrol. Процесс. 29, 1844–1860. DOI: 10.1002 / hyp.10289

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гупта, Х. В., Клинг, Х., Йилмаз, К. К., и Мартинес, Г. Ф. (2009). Разложение среднеквадратичной ошибки и критериев эффективности NSE: последствия для улучшения гидрологического моделирования. J. Hydrol. 377, 80–91. DOI: 10.1016 / j.jhydrol.2009.08.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хейнс, В. (2013). «Поправка Бонферрони», в: Энциклопедия системной биологии , ред.Дубицкий, О. Волькенхауэр, К.-Х. Чо и Х. Йокота (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Спрингер). 154.

Google Scholar

Hellwig, J., Stoelzle, M., and Stahl, K. (2020). Стресс-тестирование реакции грунтовых вод и засухи основного стока на синтетические сценарии пополнения с учетом изменения климата, препринт. Гидравлический насос подземных вод . DOI: 10.5194 / hess-2020-211

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хойлман, З. Х., Дженцо, К. Г., Ху, Дж., Холден, З. А., Мартин, Дж. Т., и Гарднер, В.П. (2019). Климатический водный баланс и топография определяют пространственные закономерности атмосферного спроса, влажности почвы и неглубокого подповерхностного стока. Water Res. Res. 55, 2370–2389. DOI: 10.1029 / 2018WR023302

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hrachowitz, M., Savenije, H. H. G., Blöschl, G., McDonnell, J. J., Sivapalan, M., Pomeroy, J. W., et al. (2013). Десятилетие прогнозов в неизученных бассейнах (PUB) — обзор. Hydrol. Sci. J. 58, 1198–1255. DOI: 10.1080 / 02626667.2013.803183

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jehn, F.U., Bestian, K., Breuer, L., Kraft, P., and Houska, T. (2020). Использование гидрологических и климатических кластеров водосбора для изучения факторов, влияющих на поведение водосбора. Hydrol. Earth Syst. Sci. 24, 1081–1100. DOI: 10.5194 / hess-24-1081-2020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jencso, K.G., McGlynn, B.L., Gooseff, M.N., Wondzell, S.M., Bencala, K.E., и Marshall, L.А. (2009). Гидрологическая связь между ландшафтами и водотоками: перенос понимания масштаба территории и участка в масштаб водосбора. Водные ресурсы. Res . 45: 4. DOI: 10.1029 / 2008WR007225

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кирхнер, Дж. У. (2009). Водосборы как простые динамические системы: характеристика водосбора, моделирование дождевого стока и обратная гидрология. Water Res. Res. 45: 2. DOI: 10.1029 / 2008WR006912

CrossRef Полный текст | Google Scholar

KLIWA Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg, Bayerisches Landesamt für Umweltschutz, Rheinland-Pfalz, Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie)., (2017). Entwicklung von Bodenwasserhaushalt und Grundwasserneubildung в Баден-Вюртемберге, Бавария, Рейнланд-Пфальц и Гессен (1951–2015): KLIWA-Projekt A 2.3.4: Langzeitverhalten des Grundwasserhaushalts , März 2017. LUBW, Карлсруэ.

Google Scholar

Кнобен, У. Дж. М., Фрир, Дж. Э., Фаулер, К. Дж. А., Пил, М. К. и Вудс, Р. А. (2019). Набор инструментов для модульной оценки моделей осадков и стока (MARRMoT) v1.2: расширяемая структура с открытым исходным кодом, обеспечивающая реализации 46 концептуальных гидрологических моделей в виде непрерывных формулировок в пространстве состояний. Geosci. Модель Dev. 12, 2463–2480. DOI: 10.5194 / GMD-12-2463-2019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кнобен, У. Дж. М., Вудс, Р. А., Фрир, Дж. Э. (2018). Количественная гидрологическая классификация климата, оцененная с использованием независимых данных о речном стоке. Water Res. Res. 54, 5088–5109. DOI: 10.1029 / 2018WR022913

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куенц, А., Археймер, Б., Хундеча, Ю., Вагенер, Т. (2017). Понимание гидрологической изменчивости в Европе через классификацию водосборов. Hydrol. Earth Syst. Sci. 21, 2863–2879. DOI: 10.5194 / hess-21-2863-2017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю Дж., Хань Х., Чен Х., Линь Х. и Ван А. (2016). Насколько хорошо можно интерпретировать и спрогнозировать взаимосвязь подземного накопления-разряда с использованием геометрических факторов в верхних водах ?: интерпретация взаимосвязей накопления-разряда с использованием геометрических факторов. Hydrol. Процесс. 30, 4826–4840. DOI: 10.1002 / hyp.10958

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Löpmeier, F.-J. (1994). Berechnung der bodenfeuchte und verdunstung mittels agrarmeteorologischer Modelle. Zeitschrift Bewaesserungswirtschaft 29, 157–167.

Google Scholar

Loritz, R., Gupta, H., Jackisch, C., Westhoff, M., Kleidon, A., Ehret, U., et al. (2018). О динамическом характере гидрологического подобия. Hydrol.Earth Syst. Sci. 22, 3663–3684. DOI: 10.5194 / hess-22-3663-2018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Loritz, R., Kleidon, A., Jackisch, C., Westhoff, M., Ehret, U., Gupta, H., et al. (2019). Топографический указатель, объясняющий гидрологическое сходство с учетом совместного контроля за формированием стока. Hydrol. Earth Syst. Sci. Discus. DOI: 10.5194 / hess-2019-68

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макки, Т. Б., Доскен, Н.J., and Kleist, J. (1993). «Взаимосвязь частоты и продолжительности засухи с временными масштабами», Труды восьмой конференции по прикладной климатологии, Американское метеорологическое общество (Анахайм, Калифорния). 179–184.

Google Scholar

Макнамара, Дж. П., Тецлафф, Д., Бишоп, К., Соулсби, К., Сейфрид, М., Петерс, Н. Е. и др. (2011). Хранение как показатель сравнения водосбора. Hydrol. Процесс. 25, 3364–3371. DOI: 10.1002 / hyp.8113

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Удин, Л., Кей, А., Андреассиан, В., и Перрен, К. (2010). Действительно ли внешне похожие водосборы схожи с точки зрения гидрологии? Water Res. Res. 46:11. DOI: 10.1029 / 2009WR008887

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пфистер, Л., Мартинес-Каррерас, Н., Хисслер, К., Клаус, Дж., Каррер, Г. Э., Стюарт, М. К. и др. (2017). Контроль геологии коренных пород при хранении, смешивании и выпуске водосборных бассейнов: сравнительный анализ 16 вложенных водосборов. Hydrol. Процесс. 31, 1828–1845.DOI: 10.1002 / hyp.11134

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Савениже, Х. Х. Г. (2018). Мнения HESS: связь уравнения Дарси с линейным резервуаром. Hydrol. Earth Syst. Sci. 22, 1911–1916. DOI: 10.5194 / hess-22-1911-2018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саяма, Т., МакДоннелл, Дж. Дж., Дхакал, А., и Салливан, К. (2011). Сколько воды может хранить водораздел? Hydrol. Процесс. 25, 3899–3908. DOI: 10.1002 / hyp.8288

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сингх Р., Арчфилд С. А. и Вагенер Т. (2014). Выявление доминирующих средств контроля над переносом гидрологических параметров с водосборов с замерными данными на водосборы без учета — сравнительный гидрологический подход. J. Hydrol. 517, 985–996. DOI: 10.1016 / j.jhydrol.2014.06.030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сивапалан, М. (2005). «Структура, процесс и функция: элементы единой теории гидрологии в масштабе водосбора», в: Энциклопедия гидрологических наук , ред. М.Г. Андерсон и Дж. Дж. Макдоннелл (Чичестер: John Wiley & Sons, Ltd). DOI: 10.1002 / 0470848944.hsa012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Спенс, К. (2010). Смена парадигмы в гидрологии: пороги накопления в разных масштабах влияют на формирование стока водосбора: смена парадигмы в гидрологии. География. Комп. 4, 819–833. DOI: 10.1111 / j.1749-8198.2010.00341.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Staudinger, M., Stoelzle, M., Seeger, S., Зайберт, Дж., Вейлер, М., и Шталь, К. (2017). Изменение объема водосборной воды с высотой. Hydrol. Процесс. 31, 2000–2015. DOI: 10.1002 / hyp.11158

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stoelzle, M., Schuetz, T., Weiler, M., Stahl, K., and Tallaksen, L.M (2020). Помимо разделения двоичного базового потока: индекс отложенного потока для множественных вкладов потока. Гидроль . Earth Syst. Sci . 24, 849–867. DOI: 10.5194 / hess-24-849-2020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сукристиянти, С., Мария, Р., Лестиана, Х. (2018). Морфометрический анализ по водоразделам: обзор. IOP Confer. Серия: Earth Environ. Sci. 118: 012028. DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 118/1/012028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сунь Ю., Тиан Ф., Ян Л. и Ху Х. (2014). Исследование пространственной изменчивости вкладов климатических изменений и изменения свойств водосбора в уменьшение стока в мезомасштабном бассейне тремя различными методами. J. Hydrol. 508, 170–180. DOI: 10.1016 / j.jhydrol.2013.11.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Таллаксен, Л. М. (1995). Обзор анализа спада базового потока. J. Hydrol. 165, 349–370. DOI: 10.1016 / 0022-1694 (94) 02540-R

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тецлафф, Д., Макнамара, Дж. П., и Кэри, С. К. (2011). Измерения и моделирование динамики хранения в разных масштабах: измерения и моделирование динамики хранения в разных масштабах. Hydrol. Процесс . 25, 3831–3835. DOI: 10.1002 / hyp.8396

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тьюлинг, А. Дж., Ленер, И., Киршнер, Дж. У., и Сеневиратн, С. И. (2010). Уловы как простые динамические системы: опыт предальпийского водосбора в Швейцарии. Water Res. Res. 46:11. DOI: 10.1029 / 2009WR008777

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тромп-ван Меервельд, Х. Дж., И МакДоннелл, Дж. Дж. (2006). Пороговые отношения при подземном ливневом потоке: 2.Гипотеза заполнения и разлива: пороговые отношения потока. Водные ресурсы. Res . 42: 2. DOI: 10.1029 / 2004WR003800

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wienhöfer, J., и Zehe, E. (2014). Прогнозирование реакции подземного штормового потока на лесном склоне холма — роль связанных путей потока. Гидроль . Earth Syst. Sci . 18, 121–138. DOI: 10.5194 / hess-18-121-2014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Виттенберг, Х.(1999). Спад и пополнение базового потока как нелинейные процессы хранения. Hydrol. Процесс. 13, 715–726. DOI: 10.1002 / (SICI) 1099-1085 (199

) 13: 5 <7115 :: AID-HYP775> 3.0.CO; 2-N

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zehe, E., Blume, T., and Blöschl, G. (2010). Принцип «максимального рассеивания энергии»: новый термодинамический подход к быстрому потоку воды в связанных грунтовых структурах. Phil. Пер. R. Soc. B 365, 1377–1386. DOI: 10.1098 / rstb.2009.0308

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зуэко, Г., Пенна, Д., Борга, М., и ван Меервельд, Х. Дж. (2016). Универсальный индекс для характеристики гистерезиса между гидрологическими переменными на шкале времени события стока: индекс гистерезиса для переменных на шкале времени события стока. Hydrol. Процесс . 30, 1449–1466. DOI: 10.1002 / hyp.10681

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Датчики уровня мягкой воды для определения гидрологического поведения сельскохозяйственных водосборов

DOI: 10.3390 / с110504656. Epub 2011 28 апреля.

Принадлежности Расширять

Принадлежность

  • 1 Montpellier SupAgro, UMR LISAH / 2 place Pierre Viala, Монпелье 34060, Франция[email protected]
Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Armand Crabit et al. Датчики (Базель). 2011 г.

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

DOI: 10.3390 / с110504656. Epub 2011 28 апреля.

Принадлежность

  • 1 Montpellier SupAgro, UMR LISAH / 2 place Pierre Viala, Монпелье 34060, Франция. [email protected]

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Предлагается инновационный датчик уровня мягкой воды для характеристики гидрологического поведения сельскохозяйственных водосборов путем измерения количества осадков и стока рек.Этот датчик работает как конденсатор, соединенный с преобразователем емкости и частоты, и измеряет уровень воды с регулируемым временным шагом. Он был разработан таким образом, чтобы быть удобным, минимально инвазивным и оптимизированным с точки зрения энергопотребления и низкой стоимости изготовления, чтобы многократно использовать его на нескольких водосборах в естественных условиях. Он использовался в качестве сценического регистратора для измерения динамики уровня воды в канале во время стока и в качестве измерителя дождя для измерения количества и интенсивности дождя.Основанный на уравнении Маннинга, метод позволял оценить расход воды с заданной неопределенностью и, следовательно, объем стока в масштабе события или года. Датчик был протестирован в контролируемых условиях в лаборатории и в реальных полевых условиях. Сравнение датчика с эталонными устройствами (дождемером с опрокидывающимся ковшом, лимнимером с датчиком гидростатического давления, каналами Вентури…) показало точные результаты: интенсивность дождя и динамические характеристики были точно воспроизведены, а расход оценивался с погрешностью, обычно приемлемой в гидрологии.Следовательно, он использовался для мониторинга одиннадцати небольших сельскохозяйственных водосборов, расположенных в Средиземноморском регионе. Были рассчитаны как реактивность водосбора, так и водный баланс. Динамическая реакция водосборов изучалась в масштабе событий путем определения времени подъема и в годовом масштабе путем расчета частоты возникновения явлений стока. Он предоставил важную информацию о гидрологическом поведении водосбора, что может быть полезно для перспектив управления сельским хозяйством, включая перенос загрязнителей, наводнения и глобальный водный баланс.

Ключевые слова: поведение водосборного бассейна в сельском хозяйстве; емкость; сенсорное приложение; рекордер уровня воды.

Цифры

Рисунок 1.

Схема датчика.

Рисунок 2.

(a) Используемый датчик уровня воды…

Рисунок 2.

(a) Датчик уровня воды, используемый в качестве сценического самописца на поле. (b) Программное обеспечение…

Фигура 2.

(a) Датчик уровня воды, используемый в качестве самописца на поле. (b) Интерфейс программного «измерителя уровня».

Рисунок 3.

Схема настройки контроля: ( a…

Рисунок 3.

Схема настройки мониторинга: ( a ) сценический самописец, ( b ) дождемер.

Рисунок 3.

Схема настройки мониторинга: ( a ) сценический самописец, ( b ) дождемер.

Рисунок 4.

Место водосбора.

Рисунок 5.

Испытание дождемером в лаборатории.…

Рисунок 5.

Испытание дождемером в лаборатории. Сравнение дождемера с емкостным…

Рисунок 5.

Испытание дождемером в лаборатории. Сравнение дождемера с емкостным датчиком и эталонного дождемера с опрокидывающимся ковшом.

Рисунок 6.

Проведены полевые испытания сценического самописца…

Рисунок 6.

Полевые испытания сценического самописца на водосборе Лез. Сравнение, более…

Рисунок 6.

Полевые испытания сценического самописца на водосборе Лез. Сравнение в течение шестнадцати дней с трехминутным этапом сбора данных между сценическим записывающим устройством, использующим емкостной датчик, и эталонным сценическим записывающим устройством (Институт DREAL).

Рисунок 7.

Проведены полевые испытания сценического самописца…

Рисунок 7.

Полевые испытания сценического самописца на водосборе Ружана. Сравнение, более…

Рисунок 7.

Полевые испытания сценического самописца на водосборе Ружана.Сравнение в течение двух дней с 1-минутным шагом сбора данных между сценическим записывающим устройством, использующим емкостной датчик, и эталонным сценическим записывающим устройством (Институт INRA).

Рисунок 8.

Проведены полевые испытания сценического самописца…

Рисунок 8.

Полевые испытания сценического самописца на водосборе Ружана. Сравнение, более…

Рисунок 8.

Полевые испытания сценического самописца на водосборе Ружана. Сравнение в течение двух дней с 1-минутным шагом сбора данных между разрядами, оцененными с помощью емкостного датчика, и разрядами, измеренными с помощью эталонного канала Вентури (Институт INRA).

Рисунок 9.

Проведены полевые испытания дождемера…

Рисунок 9.

Полевые испытания дождемера на водосборе Ружана. Сравнение…

Рисунок 9.

Полевые испытания дождемера на водосборе Ружана.Сравнение дождемера с емкостным датчиком и эталонного дождемера с опрокидывающимся ковшом (институт INRA).

Рисунок 10.

Временные ряды годового стока.…

Рисунок 10.

Временные ряды годового стока. B — частота появления…

Рисунок 10.

Временные ряды годового стока. B — частота возникновения явления стока, а tr обозначает среднее время подъема, оба показателя рассчитываются для одиннадцати водосборов.

Рисунок 11.

Водный бюджет рассчитан на…

Рисунок 11.

Оценка водного баланса одиннадцати исследованных водосборов на гидрологический год 2008–2009…

Рисунок 11.

Расчетный баланс воды на одиннадцати изученных водосборах на гидрологический год 2008–2009 ( R , количество осадков, Q , сток водосбора и AET , фактическое эвапотранспирация выражается как глубина воды в мм).

Все фигурки (11)

Похожие статьи

  • [Сравнение потерь азота с поверхностным стоком с двух сельскохозяйственных водосборов в полузасушливом Северном Китае].

    Лу ХМ, Инь CQ, Ван XH, Цзоу Ю. Лу Х.М. и др. Хуан Цзин Кэ Сюэ.Октябрь 2008 г .; 29 (10): 2689-95. Хуан Цзин Кэ Сюэ. 2008 г. PMID: 19143356 Китайский язык.

  • Оценки неопределенности и гидрологические последствия изменения климата в двух соседних сельскохозяйственных водосборах быстро урбанизирующегося водосбора.

    Они СК, Футтер М.Н., Молот Л.А., Диллон П.Дж., Кроссман Дж. Они С.К. и др. Sci Total Environ. 2014 1 марта; 473-474: 326-37. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2013.12.032. Epub 2013 27 декабря. Sci Total Environ. 2014 г. PMID: 24374594

  • Формирование ливневого стока в верховьях водосбора китайского Лессового плато после длительного восстановления растительности.

    Jin Z, Guo L, Yu Y, Luo D, Fan B, Chu G. Джин Зи и др. Sci Total Environ. 2020 15 декабря; 748: 141375. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2020.141375.Epub 2020 2 августа. Sci Total Environ. 2020. PMID: 33113681

  • Ускоренный вывоз наносов и углерода из ландшафта в условиях интенсивного земледелия.

    Гленделл М, Жаровня RE. Гленделл М. и др. Sci Total Environ. 2014 1 апреля; 476-477: 643-56. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2014.01.057. Epub 2014 4 февраля. Sci Total Environ. 2014 г. PMID: 24503335

  • Прогнозируемые воздействия урбанизации на потоки гидрологических ресурсов: тематическое исследование в водосборе Умнгени, Южная Африка.

    Schütte S, Schulze RE. Schütte S, et al. J Environ Manage. 1 июля 2017 г .; 196: 527-543. DOI: 10.1016 / j.jenvman.2017.03.028. Epub 2017 25 марта. J Environ Manage. 2017 г. PMID: 28347971 Обзор.

Процитировано

1 артикул
  • Двумерное автоматическое измерение распределения потока через сопло с использованием улучшенного ультразвукового датчика.

    Чжай Ц., Чжао Ц., Ван X, Ван Н., Цзоу В., Ли В. Zhai C, et al. Датчики (Базель). 2015 16 октября; 15 (10): 26353-67. DOI: 10,3390 / s151026353. Датчики (Базель). 2015 г. PMID: 26501288 Бесплатная статья PMC.

использованная литература

    1. Браун А., Чжан Л., МакМахон Т., Вестерн А., Вертесси Р.Обзор парных исследований водосборов для определения изменений водоотдачи в результате изменений растительности. J. Hydrol. 2005; 310: 28–61.
    1. Форер Н., Хаверкамп С., Фреде Х. Оценка воздействия моделей землепользования на гидрологические функции ландшафта: Разработка концепций устойчивого землепользования для районов низких гор. Hydrol. Процесс. 2005; 19: 659–672.
    1. Ахуджа Л. Р., Фидлер Ф., Данн Г. Х., Бенджамин Дж. Г., Гарриссон А.Изменение кривых влагоудержания почвы в результате обработки почвы и естественного обратного уплотнения. Почвоведение. Soc. Амер. J. 1998; 62: 1228–1233.
    1. Мвендера Э., Фейен Дж. Прогнозирование влияния обработки почвы на инфильтрацию. Почвоведение. 1993; 155: 229–235.
    1. Ван Дейк С. Влияние использования сельскохозяйственных земель на поверхностный сток и эрозию в районе Средиземноморья.Утрехтский университет; Утрехт, Нидерланды: 2000.

Показать все 37 ссылок

Типы публикаций

  • Поддержка исследований, за пределами США. Правительство

Условия MeSH

  • Экологический мониторинг / приборы *

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.ПРОДУКТЫ}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

водосборов, рек и побережий

Специалисты

Intertek определяют способы оптимизации операций с активами посредством моделирования, чтобы минимизировать влияние человеческой деятельности на поток и качество воды от истока водосборной площади до побережья.


Важно, чтобы наши водосборные бассейны, реки и побережья управлялись таким образом, чтобы свести к минимуму эрозию, наводнения и проблемы с качеством воды. Наводнения, эрозия и загрязнение могут нанести вред окружающей среде, а также строениям и людям. Для компаний, участвующих в речных или прибрежных операциях, разработка программ по управлению воздействием их деятельности на окружающую среду имеет важное значение для соблюдения требований законодательства.

Наш обширный опыт проведения исследований по обеспечению качества и технология Modeling Plus + позволяют нам определять каждый водосбор, чтобы определить качество и характеристики речных, устьевых и прибрежных систем.Intertek помогает вам лучше понять влияние природных и техногенных объектов, таких как точечные и диффузные источники, включая сток с полей и перенос загрязняющих веществ из рек. Modeling Plus + также оценивает ключевые компоненты системы, такие как гидродинамика, перенос наносов, качество воды и поведение бактерий. Эти данные в сочетании с информацией полевых исследований и программ мониторинга используются для разработки всеобъемлющих экологических оценок, которые определяют воздействие на окружающую среду от каждого источника.

Озера и водохранилища также нуждаются в защите, как с точки зрения спроса и предложения, так и с точки зрения качества воды. Другие проблемы включают обогащение питательными веществами, бактериями, такими как Cryptosporidium , или химическими веществами, влияющими на запах и вкус. Modeling Plus + оценивает эти проблемы и предоставляет ценную информацию, которую можно использовать в ваших планах действий по охране окружающей среды и управлению.

Более 20 лет Intertek находится на переднем крае в области управления водой для купания и водоснабжения моллюсков и их улучшения.Intertek провела более детальную оценку воды для купания, моллюсков и пляжей, чем любая другая британская компания, и провела многочисленные расследования, которые сформировали политику и методы оценки. Мы используем Modeling Plus + и анализ данных, а также пространственные и временные оценки для определения конкретных активов и обеспечения эффективного решения экологических проблем. Наша команда имеет опыт работы на национальном уровне и предоставления экспертных услуг свидетелей. От вершины водосбора до побережья мы можем удовлетворить требования всех ключевых законодательных факторов, включая Рамочную директиву по воде, Директиву о воде для купания, Директиву о местообитаниях и другое морское законодательство.

Некоторые ключевые особенности наших оценок моделирования включают определение распределения источников, которое позволяет количественно оценить вклад каждого отдельного источника в достижение экологической цели. Результаты этого можно визуализировать и управлять ими с помощью нашей системы управления информацией о географических активах (GeoAIMS) для поддержки текущих операций и технического обслуживания.

Intertek представила первые системы управления пляжами в Великобритании и продолжает оставаться лидером в сфере экологических услуг, предоставляя передовые оценки рисков водосборов, рек и побережий.Наши услуги помогают нашим клиентам соблюдать нормативные требования, обеспечивать эффективную работу активов и, что наиболее важно, защищать окружающую среду. Отправьте нам заявку

Нужна помощь или есть вопрос? +44 1428 727800

Оценка чувствительности речных водосборов покрытых лесами водосборов к возмущениям и изменению климата в центральном регионе Аппалачских гор, США

Контактная информация

Северный Научно-исследовательская станция
Уан Гиффорд Пинчот Драйв,
Мэдисон, WI 53726
(608) 231-9318
(608) 231-9544 TTY / TD


Свяжитесь с нами

  1. Дом
  2. Публикации и данные
  3. Оценка чувствительности речных водосборов покрытых лесами водосборов к возмущениям и изменению климата в центральном регионе Аппалачских гор, США

Оценка чувствительности речных водосборов покрытых лесами водосборов к возмущениям и изменению климата в центральном регионе Аппалачских гор, США

Публикация

Наука об окружающей среде в целом.694: 133382.18 с.

Abstract

Водосборы в верховьях лесов являются критически важными источниками воды, но изменение и нарушение климата могут поставить под угрозу их способность обеспечивать надежное и обильное водоснабжение. Количественная оценка того, как изменение климата и нарушения лесов по отдельности и в интерактивном режиме изменяют речной сток, дает важную информацию о стабильности и доступности воды, получаемой из водосборных бассейнов, которые особенно чувствительны к изменениям. Мы использовали долгосрочные данные водного баланса, измерения лесной инвентаризации и подход с использованием нескольких методов с использованием разложения Будыко и парных моделей водосбора, чтобы оценить, как изменение климата и нарушения лесов взаимодействуют с изменением стока в пяти верхних водосборах, расположенных вдоль градиента возмущений в Аппалачах. Горы, США.Мы обнаружили, что возмущение было доминирующей движущей силой изменений стока; нарушенные водосборы более чувствительны к изменению климата, чем ненарушенные водосборы; беспокойство является важным фактором чувствительности водосбора к изменению климата, главным образом из-за изменений видового состава и анатомии ксилемы. Чувствительность водотока к изменению климата возрастает с увеличением доли диффузных пористых видов, что свидетельствует о том, что не все нарушения равны, когда речь идет о чувствительности водотока к изменению климата.Последствия изменения климата маскировались возмущениями на водосборах с возмущениями высокой магнитуды / низкой частоты и усиливались в водосборе с возмущениями низкой величины / высокой частоты. Кроме того, критические допущения разложения Будыко были оценены для оценки эффективности применения разложения к шкале верхних вод. Наше исследование демонстрирует эффективность и полезность применения декомпозиции к масштабам, потенциально полезным для менеджеров ресурсов и лиц, принимающих решения. Наше исследование способствует более глубокому пониманию воздействия изменения климата на нарушенные водосборы, что поможет руководителям лучше подготовиться к будущим изменениям и адаптироваться к ним.

Ключевые слова

Водосборные бассейны; Чувствительность к потоку; Изменение климата; Нарушение; Разложение Будыко; Аппалачи

Citation

Янг, Дэвид; Зегре, Николас; Эдвардс, Памела; Фернандес, Родриго.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.