Тема: Влияние климата и хозяйственной деятельности на речной сток Республики Узбекистан

Речной сток является одним из наиболее важных природных ресурсов на Земле, так как это не только источник питьевой воды, но и основной фактор многих отраслей хозяйственной деятельности, включая энергетических сектор, сельское хозяйство, промышленность и практически все остальные отрасли экономики. Особенно важна роль речного стока в засушливых областях планеты, к которым относится и Республика Узбекистан.
В настоящее время речной сток подвержен влиянию двух основных факторов: современному изменению климата и прямому воздействию хозяйственной деятельности в виде забора воды на водоснабжение и орошение. В засушливых районах оба эти фактора действуют однонаправлено и ведут к снижению стока. Так, при потеплении климата увеличивается температура воздуха, что приводит к росту испарения с водосборов и уменьшению стока. Также могут уменьшаться и осадки, а в связи с этим и влажность почвы, что еще больше уменьшает количество стекающей воды за счет дополнительной инфильтрации в почву. При прямом воздействии хозяйственной деятельности вода используется для орошения и возвращается обратно в речные системы только ее небольшая часть, а основная тратится на рост биомассы и испарение как с листьев растений, так из оросительных систем.
Поэтому задача настоящей работы состоит в оценке многолетних изменений речного стока, включая такие виды стока как среднегодовые расходы воды, характеризующие водные ресурсы, а также среднемесячные, максимальные и минимальные в году расходы воды, оценки изменения которых имеют, как самостоятельное значение, так и позволят понять изменения такой интегральной характеристики как годовой сток. В связи с тем, что информация о факторах хозяйственной деятельности, характеризующих заборы и сбросы воды является рассредоточенной и не достаточно надежной, основное внимание в работе будет уделено исследованию изменений таких основных факторов стока как температура воздуха и осадки как за годовой интервал времени. так и за отдельные месяцы.
Отдельное внимание в работе посвящено оценке качества исходной гидрологической и климатической информации, включая оценку однородности эмпирических распределений на наличие резко отклоняющихся экстремальных событий, оценку стационарности средних значений и дисперсий временных рядов, а также повышению надежности проводимых исследований за счет восстановления пропусков и увеличения продолжительности рядов наблюдений. Для оценки изменений во временных рядах гидрологических и климатических характеристик осуществляется аппроксимация многолетних рядов моделями нестационарного среднего двух видов: линейного тренда и ступенчатых переходов от одного стационарного среднего значения к другому с оценкой статистической значимости и эффективности таких моделей как по сравнению с моделью стационарного среднего, так и между собой. В результате будут получены количественные оценки изменений различных гидрологических характеристик и выявлены основные причины, вызвавшие эти изменения.

Купить

В результате проведенного исследования были получены следующие основные результаты и выводы.
1. Сформированы региональные базы данных гидрологических (среднегодовые, среднемесячные, максимальные и минимальные в году расходы воды в 20 пунктах наблюдений) и климатических (среднегодовые и среднемесячные температуры воздуха и осадки на 22 метеостанциях) характеристик по территории Республики Узбекистан и проведена оценка качества данных, включая оценку однородности экстремумов эмпирических распределений и стационарности средних значений и дисперсий, а также осуществлено приведение непродолжительных рядов наблюдений к многолетнему периоду.
2. На основании моделирования многолетних временных рядов годового стока было установлено, что практически во всех створах он уменьшается и это уменьшение статистически значимо для 7 рядов на реках бассейна Амударьи и в одном створе на Сырдарье и начало нарушения стационарности относится в основном к 1960-70м годам. Анализ и моделирование рядов факторов формирования годового стока позволило установить, что увеличение среднегодовых температур воздуха имело место с конца 1990х годов, а суммы годовых осадков пока еще остаются стационарными. Поэтому уменьшение среднегодовых расходов воды обусловлено как влиянием хозяйственной деятельности (водозаборы и безвозвратные потери на фильтрацию и испарение), так и добавившемуся к этому дополнительному испарению с водосборов за счет роста среднегодовой температуры в 1990 годах.
3. Для многолетних рядов максимальных расходов воды имеет место как нестационарность дисперсий, так и средних значений. Нестационарность дисперсий обусловлена большими максимальными расходами воды, которые имели место на р.Сырдарье и Кашкадарье в 1969 г. и в 1973 г. В общем случае модели нестационарного среднего эффективны всего в 6 случаях из 20 и в осномном обусловлены наличием экстремумов в первой части ряда. Если рассматривать ряды только за последний период с 2000 г., то наблюдается тенденция уменьшения максимальных расходов воды на реках Сырдарья, Амударья, Сурхандарья и Кашкадарья (рижний бьеф Чимкурганского водохранилища), а на остальных притоках Сырдарьи и Амударьи ряды остаются стационарными. Поэтому наблюдаемые уменьшения максимальных расходов воды обусловлены влиянием хозяйственной деятельности в виде водозаборов и регулирования стока водохранилищами.
4. Нестационарность средних значений и дисперсий проявляется практически во всех рядах наблюдений минимальных в году расходов воды и это одна из самых нестационарных гидрологических характеристик. Вид установленной нестационарности разный и средние значения и дисперсии как увеличиваются, так и уменьшаются. Все эти разнонаправленные изменения могут быть обусловлены только влияние хозяйственной деятельности за счет регулирования стока в меженный период года.
5. Моделирование среднемесячных расходов воды на примере двух створов на р.Амударье и Сырдарье осуществлено для того, чтобы выявить месяцы, расходы в которые приводят к нестационарности годового стока. Получено, что виды нестационарности могут быть как разные, так и одинаковые в разные месяцы года. Так для створа на р.Сырдарья получено, что в месяцы холодного периода года имеет место один вид нестационарности, а в месяцы теплого периода года - другой. Для поста на р.Амударья многолетнее снижение расходов воды имеет место во все месяцы года за исключением сентября. В весенние месяцы помимо нестационарности средних значений еще добавляется и нестационарность дисперсий, которые уменьшаются. Анализ факторов среднемесячных расходов воды позволил установить, что осадки являются стационарными во все месяцы года и даже на высокогорных станциях. Нестационарность в рядах среднемесячных температур воздуха проявляется не во все месяцы года, а в основном весной и осенью,

Купить