1. Водно-балансовые расчеты

Под уравнением водного баланса понимается математическое выражение, описывающее соотношение прихода и расхода воды с учетом изменения ее запасов за выбранный интервал времени для водосбора или участка территории, водного объекта, страны, материка.

Уравнение водного баланса, или метод водного баланса, является самым распространенным и основным методом исследований и расчетов, связанных с изучением общих закономерностей влагооборота и изменения отдельных элементов водного баланса. Идея водного баланса основана на общем положении закона сохранения материи (воды) при всех ее перемещениях, проявлениях и превращениях. Для любого контролируемого "контура количество воды, вошедшей в контур, за вычетом воды, вышедшей из него, должно равняться увеличению или уменьшению ее внутри контура.

Метод водного баланса широко используется не только для анализа и расчета бытовых условий в бассейнах рек, озер и внутренних морей, но и позволяет запроектировать такие гидротехнические или агромелиоративные мероприятия, которые обеспечивают изменения естественного режима в соответствии с потребностями народного хозяйства.

Известно, что строительство крупных водохозяйственных комплексов приводит к изменению не только стока, но и других компонентов водного баланса. Например, при орошении больших территорий на местном стоке с возведением водохранилищ увеличивается испарение с речных водосборов и повышается уровень грунтовых вод. Но поскольку суммарное количество влаги (осадки и конденсация), получаемое данным физико-географическим районом, почти не изменится (или мало изменится), то весь комплекс водохозяйственных и агротехнических мероприятий будет влиять на изменение отдельных элементов водного баланса. Новый заданный водный режим можно рассчитать, пользуясь уравнением водного баланса.

Уравнения водного баланса составляются для любого промежутка времени или для отдельных фаз гидрологического режима. Метод водного баланса позволяет сопоставить отдельные элементы прихода и расхода влаги в различные промежутки времени в пределах определенной территории и установить степень их влияния на общий водный режим данной территории. С помощью уравнения водного баланса, зная надёжно измеряемые компоненты, косвенным путем определяют те составляющие, которые не поддаются измерениям.

Развитие и применение метода водного баланса дает возможность путем обобщения, интерполяции и генетического анализа получить гидрологическую оценку водных объектов даже при недостаточных наблюдениях, а иногда и при полном их отсутствии и избавляет от непосредственного измерения характеристик стока на всех интересующих нас водных объектах.

Опыт гидрологических исследований и расчетов показал возможность удовлетворять основные запросы водохозяйственного проектирования путем использования систематических наблюдений только на опорной сети без постановки гидрометрических наблюдений на всех многочисленных реках и водотоках. Рационально размещенная опорная сеть позволяет путем научного анализа и обобщений результатов наблюдений за гидрологическими и метеорологическими элементами создать картину водного баланса обширных территорий, а также рассчитать и спроектировать новый водный баланс после реконструкции всего водного хозяйства района или бассейна.

Уравнения водного баланса, или водно-балансовый метод исследований, имеют широкое и возрастающее с каждым годом значение. Они используются для оценки влияния леса, агро- и лесомелиоративных мероприятий и других видов хозяйственной деятельности на сток вообще и перераспределение его составляющих. В зависимости от решаемых задач, степени детализации и обеспеченности необходимыми материалами уравнения водного баланса могут быть чрезвычайно разнообразными.