Расчет основных характеристик весеннего стока южных притоков реки Урал в пределах Республики Казахстан | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: География

Опубликовано в Молодой учёный №8 (246) февраль 2019 г.

Дата публикации: 24.02.2019

Статья просмотрена: 12 раз

Библиографическое описание:

Абдуллаева А. С. Расчет основных характеристик весеннего стока южных притоков реки Урал в пределах Республики Казахстан // Молодой ученый. — 2019. — №8. — С. 54-57. — URL https://moluch.ru/archive/246/56731/ (дата обращения: 26.03.2019).



Представлены результаты расчета слоя весеннего стока и максимального расхода воды южных притоков реки Урал. Характеристики стока приведены в многолетний период и статистические параметры определены по трем периодам. Произведена оценка точности расчета параметров годового стока.

Ключевые слова: слой весеннего стока, максимальный сток, уравнение регрессии, метод аналогии, статистические параметры, разностная интегральная кривая.

Река Урал является одной из рек, которая преимущественно питается талыми водами. Годовой сток состоит из 70–80 % весеннего стока реки. В это время уровень воды поднимается до 2–2,5 метров. Главной особенностью Урала является высокая изменчивость стока. Общий сток Урала может быть в несколько раз больше в многоводный год, чем в маловодный.

Основные южные притоки реки Урал — Чаган, Чижа-1, Чижа-2, Деркул. Эти притоки по месту расположения считаются равнинными. В настоящее время на этих реках действуют 5 гидрологических постов, где ведутся наблюдения за расходами воды. Характеристики годового стока этих рек изучены в 70-е годы прошлого века [5]. Эти материалы нуждаются в уточнении с учетом данных последних лет и влияния возможных изменений климата, хозяйственной деятельности в бассейне. Даже с учетом данных наблюдений последних 30–35 лет фактический ряд недостаточен для оценки параметров стока с требуемой точностью, поэтому характеристики стока необходимо привести к многолетнему периоду [3,4].

Исходные данные ирезультаты исследования. Для определения статистических характеристик весеннего стока реки Урал выбран расчетный период. На основе анализа разностных интегральных кривых слоя весеннего стока реки Урал у пяти пунктов выбраны годы с 1940 по 2015 г.

Восстановление рядов годового стока произведено методом аналогии с использованием уравнения регрессии. Реки-аналоги выбраны в соответствии с требованиями, принимая Rкр>0,70 [3,4].

Также, весенний сток за годы отсутствия восстановлен по данным годового стока данных рек. Таким образом, значения R в пяти пунктах — соответственно составляет 70–95 (рисунок 1).

Рис. 1. График связи между а — слоем весеннего стока и среднегодовым расходом воды h=f(Qср), б — максимальным стоком и слоем весеннего стока Qmax=f(h)

Для количественной оценки эффективности приведения нормы стока к многолетнему периоду используется показатель эффективности К [3]:

, (1)

где R-коэффициент парнойкорреляции, n-число лет совместных наблюдении.

Показатель эффективности характеризует процент уменьшения среднего при приведении ряда к периоду N.

Показатель эффективности приведения коэффициента вариации к многолетнему периоду определяется по аналогичной формуле

. 100 % (2)

Показатель эффективности К характеризует процент уменьшения погрешности среднего и коэффициента вариации при приведения ряда к многолетнему периоду.

По результатам расчетов показатель эффективности нормы стока — 97–76 %, коэффициента вариации — 77–56 %.

Из-за забора воды для нужд различных отраслей экономики с 1974 года, сток южных притоков реки Урал считается зарегулированным [1]. Поэтому характеристики весеннего стока определены в трех вариантах: по данным фактических наблюдений, за многолетний период 1940–2015 гг., и за последний сорокалетний период с 1974 по 2015 гг.

Результаты расчета характеристик весеннего стока реки Урал по трем пунктам представлены в таблицах 1 и 2.


Таблица 1

Характеристики слоя весеннего стока южных притоков р.Урал

Река-пункт

Период наблюдений

Число лет наблюдений

Характеристики весеннего стока

За период наблюдений

1940–2015г.

1940–1974г.

1975–2015г.

h, мм

Cv

Cs

h, мм

Cv

Cs

h, мм

Cv

Cs

h, мм

Cv

Cs

Р.Чижа 1-я — с.Чижа 1-я

1940,42,48–88,90–94,2002–03,05,07,2010

44

39,1

0,74

0,86

40,20

0,73

0,89

46,21

0,75

0,71

35,1

0,63

0,62

Р. Чижа 2-я — с.Чижа 2-я

1954–86, 88–90, 93–96, 2000–04, 12

47

54,9

0,71

1,40

57,70

0,70

0,89

56,67

0,65

0,79

58,5

0,73

1,16

Р.Чаган — с.Каменный

1940–41, 48, 50–2010

64

46,4

0,62

1,17

49,20

0,66

1,25

53,63

0,71

1,42

45,4

0,57

0,36

Р.Деркул — с.Каменка

1965–90, 92, 94, 96–97, 2009–12

35

43,1

0,94

1,20

74,30

1,07

2,83

114,6

1,07

2,83

64,3

0,95

1,00

Р.Деркул — с.Белес

1963–78, 80–95, 97,03–06, 09–12

38

35,7

0,89

1,80

53,10

0,97

1,35

41,80

0,73

0,90

38,2

0,83

1,51

Таблица 2

Характеристики слоя весеннего стока южных притоков р.Урал

Река-пункт

Период наблюдений

Число лет наблюдений

Максималды ағынды сипаттамалары

За период наблюдений

1940–2015г.

1940–1974г.

1975–2015г.

Q м3

Cv

Cs

Q м3

Cv

Cs

Q м3

Cv

Cs

Q м3

Cv

Cs

Р.Чижа 1-я — с.Чижа 1-я

1940,42,48–88,90–94,2002–03,05,07,2010

44

61,2

0,84

1,01

65,00

0,80

1,34

78,8

0,76

0,87

52,6

0,74

0,52

Р. Чижа 2-я — с.Чижа 2-я

1954–86, 88–90, 93–96, 2000–04, 12

47

63,4

0,62

0,32

67,55

0,65

0,61

72,8

0,64

0,84

62,8

0,64

0,29

Р.Чаган — с.Каменный

1940–41, 48, 50–2010

64

278

0,85

2,29

301,5

0,92

2,10

406,9

0,89

2,10

211,6

0,68

1,36

Р.Деркул — с.Каменка

1965–90, 92, 94, 96–97, 2009–12

35

49,6

1,22

1,69

123,1

1,11

1,34

155,2

1,01

1,17

95,7

1,14

1,36

Р.Деркул — с.Белес

1963–78, 80–95, 97,03–06, 09–12

38

140

0,78

0,68

164,6

0,80

0,93

185,6

0,78

0,95

146,6

0,79

0,8


Анализ результатов, приведенных в таблице 1, показывает существенные изменения максимального стока. Так, норма слоя весеннего сток за 1940–1974 г у р.Чижа-1 — с.Чижа-1 составил 40,2 мм, а за 1975–2015 составил 35,1 мм. Из сопоставления значений весенних стоков, видно их снижение на 12,8 %.

А у р.Чижа-2 — с.Чижа-2 весенний сток за 1940–1974 г составил 56,7 мм, за 1975–2015 г 58,5 мм. Из сопоставления значений двух периодов, можно заметить, что норма слоя весеннего стока, наоборот увеличилась на 3,2 %.

Норма слоя весеннего стока за 1940–1974 г у р.Чаган — с.Чувашинское равна 53,6 мм, а за период с 1975 по 2015 г — 45,4 мм. Величина слоя весеннего стока за последние сорок лет уменьшилась на 15,3 %.

Также, норма весеннего стока за 1940–1974 г. у р.Деркул — с.Каменка и р.Деркул-с.Белес составил 114,6 мм и 41,8 мм, а за 1975–2015 г. составил 64,3 мм и 38,2 мм. Значения нормы весеннего стока уменьшились на 43,4 % и 8,7 %.

Среднее многолетнее значение максимальных расходов за 1940–1974 у р.Чижа-1 — с.Чижа-1 составил 78,8 м3/с, а за 1974–2015 г. его величина уменьшилась до 52,6 м3/с. Из сопоставления значений максимальных расходов видно снижение на 33,2 %.

Аналогичная картина наблюдается на р.Чижа-2 — с.Чижа-2. Максимальный сток за естественный период с 1940 г. по 1974 г. составил 72,8 м3/с, а с 1974г. по 2015 г. он уменьшился до 62,8 м3/с. Из сопоставления значений максимальных расходов видно снижение на 13,7 %.

Максимальный сток р.Чаган — с.Чувашинское получился почти в два раза меньше, чем ранее определенные значения. То есть, за 1940–1974 г. многолетнее значение максимального расхода составил 406,9 м3/с, за 1974–2015 г. составил 212,7 м3/с. Значение максимального расхода уменшилось до 47,7 %.

Среднее многолетнее значение максимальных расходов воды р.Деркул — с.Каменка и р.Деркул-с.Белес за период наблюдений с 1975 г. по 2015 г. уменьшилось на 38,3 % и 21 %.

Случайные средние квадратические ошибки выборочных средних определены по зависимости:

, (3)

которая применяется при коэффициенте автокорреляции между смежными членами ряда r < 0,5. Как правило, для рядов годового стока r=0,2–0,3.

Анализ согласия эмпирических и аналитических функций распределения показал, что распределение характеристик весеннего стока большинства рек соответствует кривой обеспеченности Крицкого — Менкеля при Cs = 2Cv, поэтому средние квадратические ошибки коэффициентов вариации определены по зависимости [2,6]:

(4)

Интерес представляет точность оценки нормы и коэффициента вариации стока, приведённого к многолетнему периоду.

По результатам расчетов показатель средней квадратической ошибки коэффициента годового стока — 10–14 %, коэффициента вариации — 11–13 %.

При оценке точности расчета нормы и коэффициента вариации стока учтен объем эквивалентной информации [3].

Выводы. Таким образом, в расчетных створах наблюдений за стоком южных притоков реки Урал в пределах РК получены характеристики максимального и слоя весеннего стока. Характеристики стока вычислены за различные периоды с учетом фактических и восстановленных величин стока.

По итогам результатов наблюдается существенное уменьшение максимального расхода и слоя весеннего стока с 1975 года. Уменьшение величин максимальных расходов воды и слоя весеннего стока объясняется строением водохранилищ, развитием промышленных отраслей и использованием воды в большом количестве для разных хозяйств с 1975 г.

Литература:

  1. Давлетгалиев С. К., Расчет нормы годового стока рек правобережья бассейна р.Жайык в пределах границы РК // Гидрометеорология и экология — 2008. — № 2–3. — С. 64–74.
  2. Крицкий С. Н., Менкель М. Ф. Гидрологические основы управления речным стоком. М.: Наука, 1981- 249 с.
  3. Определение основных расчетных гидрологических характеристик СП-33–101–2003. М.: Госстрой. России 2004–71 с.
  4. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. Л.: Гидрометеоиздат, 1984–448 с
  5. Ресурсы поверхностных вод СССР Т.12, вып.2. Урало-Эмбинский район — Л.: Гидрометеоиздат, 1970–511 с.
  6. Рождественский А. В., Ежов А. В., Сахарюк А. В. Оценка точности гидрологических расчетов. Л.: Гидрометеоиздат, 1990–276 с.
Основные термины (генерируются автоматически): весенний сток, Урал, многолетний период, годовой сток, период наблюдений, максимальный сток, весенний сток реки, сопоставление значений, южный приток реки, максимальный расход.


Похожие статьи

Расчет и прогноз весеннего стока основных рек бассейна реки...

В статье представлены результаты расчета и прогноза весеннего и максимального стока основных рек бассейна р. Елек. Приведены данные наблюдении за стоком за многолетний период и статистические параметры стока полученные по четырем периодам.

Оценка изменений годового стока реки Печора в условиях...

Библиографическое описание: Винокуров И. О. Оценка изменений годового стока реки Печора в условиях меняющегося климата

Отдельно были рассмотрены несколько периодов наблюдений — весь период наблюдений, а также с разбивкой на две части по концу 1980-х...

К вопросу об определении периодов повышенной и пониженной...

Межгодовая изменчивость стока рек обычно анализируется по рядам среднегодовых расходов. График временного хода годового стока отражает

Для выделения периодов повышенной и пониженной водности используются также разностные интегральные кривые среднегодовых...

Современные изменения внутригодового распределения стока...

Рассмотрены особенности внутригодового распределения стока реки Северная Двина в современный период. Выделены изменения, которые происходят в последние 30 лет. Отмечено перераспределение стока между месяцами и сезонами года.

Особенности природно-климатических условий бассейна реки...

Река Мзымта является горной рекой с паводочным режимом стока. Питание реки осуществляется за счет осадков выпадающих на территорию водосбора и ледников Главного Кавказского Хребта. В равнинной части возрастает роль дождевого и грунтового питания.

К вопросу восстановления расходов воды в реке Зеравшан...

В статье рассмотрены вопросы восстановления стока реки Зеравшан по реке-аналогу Сох и осуществлена оценка изменений средних годовых, вегетационных и невегетационный расходов воды реки Зеравшан по её длине.

Гидробионты реки Эбелях (бассейн реки Анабар) в системе...

Средний годовой расход воды составляет 1,59 м3/с, годовой сток 25 % обеспеченности равен 1,92 м3/с, 75 % — 1,19 м3/с. Средние скорости течения в 60 м от устья в июне-июле составляют 0,56 м/с, глубина — 0,82 м. В русле ручья в период исследований проводилась добыча...

Гидрологическая характеристика реки Большая Куонамки...

среднегодовой расход воды, Печора, пост, многолетний период, годовой сток, проверка однородности, анализируемый параметр, пониженная

В годовом водном режиме реки можно выделить три основных сезона формирования стока: период преобладания стока талых вод...

Применение ГИС для изучения взаимосвязи рельефа и речной...

при обильных осадках увеличивается грунтовый сток и локально поверхностный сток, М=1–1,5 л/с*км2; 6 — разгрузка грунтового стока, расходы реки обеспечены поверхностным и неглубоким грунтовым стоком, при половодьях происходит пополнение грунтовых вод, М=2...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Расчет и прогноз весеннего стока основных рек бассейна реки...

В статье представлены результаты расчета и прогноза весеннего и максимального стока основных рек бассейна р. Елек. Приведены данные наблюдении за стоком за многолетний период и статистические параметры стока полученные по четырем периодам.

Оценка изменений годового стока реки Печора в условиях...

Библиографическое описание: Винокуров И. О. Оценка изменений годового стока реки Печора в условиях меняющегося климата

Отдельно были рассмотрены несколько периодов наблюдений — весь период наблюдений, а также с разбивкой на две части по концу 1980-х...

К вопросу об определении периодов повышенной и пониженной...

Межгодовая изменчивость стока рек обычно анализируется по рядам среднегодовых расходов. График временного хода годового стока отражает

Для выделения периодов повышенной и пониженной водности используются также разностные интегральные кривые среднегодовых...

Современные изменения внутригодового распределения стока...

Рассмотрены особенности внутригодового распределения стока реки Северная Двина в современный период. Выделены изменения, которые происходят в последние 30 лет. Отмечено перераспределение стока между месяцами и сезонами года.

Особенности природно-климатических условий бассейна реки...

Река Мзымта является горной рекой с паводочным режимом стока. Питание реки осуществляется за счет осадков выпадающих на территорию водосбора и ледников Главного Кавказского Хребта. В равнинной части возрастает роль дождевого и грунтового питания.

К вопросу восстановления расходов воды в реке Зеравшан...

В статье рассмотрены вопросы восстановления стока реки Зеравшан по реке-аналогу Сох и осуществлена оценка изменений средних годовых, вегетационных и невегетационный расходов воды реки Зеравшан по её длине.

Гидробионты реки Эбелях (бассейн реки Анабар) в системе...

Средний годовой расход воды составляет 1,59 м3/с, годовой сток 25 % обеспеченности равен 1,92 м3/с, 75 % — 1,19 м3/с. Средние скорости течения в 60 м от устья в июне-июле составляют 0,56 м/с, глубина — 0,82 м. В русле ручья в период исследований проводилась добыча...

Гидрологическая характеристика реки Большая Куонамки...

среднегодовой расход воды, Печора, пост, многолетний период, годовой сток, проверка однородности, анализируемый параметр, пониженная

В годовом водном режиме реки можно выделить три основных сезона формирования стока: период преобладания стока талых вод...

Применение ГИС для изучения взаимосвязи рельефа и речной...

при обильных осадках увеличивается грунтовый сток и локально поверхностный сток, М=1–1,5 л/с*км2; 6 — разгрузка грунтового стока, расходы реки обеспечены поверхностным и неглубоким грунтовым стоком, при половодьях происходит пополнение грунтовых вод, М=2...

Задать вопрос