Водные ресурсы бассейна Верхнего Ертиса широко используются для различных нужд промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства - для регулярного орошения, залива лиманов и сенокосов, сельхоз водоснабжения, обводнения пастбищ, а также рыбного хозяйства, энергетики и водного транспорта.
Рациональное использование водных ресурсов бассейна Верхнего Ертиса имеет особое значение и актуальность в связи с тем, что река Ертис относится к трансграничным рекам и его водные ресурсы используются тремя соседними государствами КНР, РК и РФ.
Основными водопотребителями р. Ертис являются населенные пункты, коммунально-бытовые потребители, промышленность, сельское и рыбное хозяйство и государственный природный заказник «Пойма р. Ертис».
Основные водопользователи - гидроэнергетика и водный транспорт.
Судоходные уровни воды в реке поддерживаются в навигационный период - с 20 апреля по 5 ноября. В это время производятся попуски в нижний бьеф Усть-Каменогорской и Шульбинской ГЭС. В период навигации поддерживаются расчетные уровни в верхних бьефах гидроузлов.
Для обеспечения потребностей в воде, в условиях растущих городов и интенсивно развивающейся промышленности, необходимо иметь сведения о состоянии водных ресурсов данного района. Поэтому целью настоящей работы является изучение водного режима реки Ертис в естественных и техногенно нарушенных условиях.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
а) собрать информацию в различных источниках и подготовить временные ряды расходов воды, температуры воздуха и атмосферных осадков;
б) выполнить анализ многолетних колебаний водности реки Ертис и его притоков, метеорологических факторов;
в) провести анализ внутригодовых колебаний стока рек и метеорологических факторов;
г) обобщить результаты анализа в терминах вероятностной модели.
д) оценить влияние водохранилищ на естественный режим речного стока;
Для решения поставленных задач в работе использовались данные наблюдений за расходами воды реки Кара Ертис в створе гидропоста р. Кара Ертис - с. Боран за период с 1938 по 2015 г., реки Ертис по 2 гидрологическим постам: г. Усть-Каменогорск с 1903 по 1952 г., с. Семиярка с 1957 по 2015 г., а также данные по сбросам Бухтарминской с 1961 по 2015 г. и Усть- Каменогорской ГЭС с 1953 по 2015 г. Также в работе использовались данные по основным притокам р. Ертис за разные периоды наблюдений: р. Куршим, р. Буктырма по 3 постам, р. Нарын, р. Улкен Бокен, р. Оба, р. Ульби.
Речной сток рассматривается, как вероятностный полициклический процесс с основными энергонесущими зонами в диапазонах частот, соответствующих многолетними (Т>1 года) и внутригодовыми (Т<1 года) колебаниями. Для анализа многолетней изменчивости привлекались ряды среднегодовых расходов, которые рассматривались как стационарные случайные процессы. Также для анализа многолетней изменчивости речного стока использовались ежегодные последовательности значений для характерных месяцев года, которые рассматривались как стационарные случайные процессы. Для их анализа привлекался квантильный анализ данных и методы низкочастотной фильтрации Баттерворта. Для установления особенностей внутригодовых колебаний использовались ряды среднемесячных расходов, которые интерпретировались как периодически коррелированные случайные процессы. Для обобщения результатов анализа использовались вероятностные модели в терминах, которых оценивалась влияние техногенных сооружений на водный режим реки.
В настоящей выпускной квалификационной работе выполнен анализ многолетних и внутригодовых колебаний водности реки Ертис с использованием данных среднегодовых, среднемесячных расходов воды, а также извлеченных из них ежегодных последовательностей значений для характерных месяцев года.
Использовались данные по постам р. Кара Ертис - с. Боран, р. Иртыш - г. Усть-каменогорск, р. Ертис - Усть-каменогорская ГЭС, р. Ертис - с. Семиярка. Период наблюдений составил с 1903 по 2015 годы. Водохранилище Буктырма многолетнего регулирования, Усть-Каменогорское - суточного регулирования, Шульбинское - сезонного регулирования. Таким образом, естественный режим наблюдается только на р, Кара Ертис. В г. Усть- Каменогорск речной сток техногенно нарушен Усть-Каменогорским водохранилищем, в г. Семей, с. Семиярка - Шульбинским водохранилищем.
Многолетние колебания анализировались по традиционно используемым данным среднегодовых расходов воды, а также по ежегодным последовательностям значений для характерных месяцев года. Ежегодные последовательности рассматривались как стационарные случайные процессы. Для установления многоводных и маловодных годов в стоке анализируемой реки привлекался квантильный анализ данных. В качестве основных вероятностных характеристик использовались квантили х„,„, x0.25, x0.5, x0.75, xmax и основанные на них другие расчетные параметры.
Для выделения трендов на отрезках локальной нестационарности использовалась низкочастотная фильтрация Баттерворта.
Выполненный анализ показал, что в стоке реки Ертис, на рассмотренных постах, многоводные условия пришлись
Для рек Кара Ертис и Ертис в ствроре г. Усть-Каменогорск наблюдались: 1941-1973, 1946, 1947, 1952, 1954, 1956. Синхронные маловодные годы: 1939,
1944, 1945, 1951, 1953; добавляя, при этом, створ в с. Семиярка, наблюдаем следующие синхронные многоводные годы: 1957-1959, 1969-1973, 1994.
Синхронные маловодные годы: 1962-1965, 1967, 1975, 1976, 1978, 1980-1983, 1986, 1991, 2000, 2006, 2008, 2009, 2011, 2012.
Экстремально многоводный год наблюдался на гидропосту р. Ертис - с. Семиярка в 1958 г. Экстремальных маловодных лет не было.
