ВВЕДЕНИЕ 3
1 Основные характеристики водотока
1.1 Физико-географическая характеристика бассейна р. Чумыш 7
1.1.1 Рельеф 16
1.1.2 Климат 16
1.1.3 Г идрогеология 19
1.1.4 Почвы и растительность
1.1.5 Г идрологические посты бассейна р. Чумыш
2 Многолетние колебания водности рек 38
2.1 Квантильный анализ 57
2.2 Выделение трендов фильтров Баттерворта 62
3 Внутригодовые колебания речного стока
3.1 Методы теории периодически коррелированных случайных процессов
3.2 Особенности внутригодового хода речного стока
3.3 Обобщение результатов анализа временной изменчивости
речного стока в терминах вероятностной модели
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63
ПРИЛОЖЕНИЯ 65
Приложение А Среднемесячные расходы воды 65
Приложение Б Среднегодовые расходы воды 66
Приложение В Среднемесячные температуры воздуха Приложение Г Месячное и годовое количество осадков Приложение Д Расчет вероятностных характеристик внутригодовой изменчивости речного стока для каждого месяца года
Приложение Е Схема расположения пунктов гидрометрических наблюдений
Приложение Ж Гидрологическая изученность
Приложение З Норма и изменчивость годового стока
Алтайский край - регион России еще не достаточно изучен в гидрологическом смысле. В Алтайском крае промышленность развита слабо, регион считается аграрным, водные ресурсы этого региона используются в основном для потребительских нужд населения и сельского хозяйства.
Река Чумыш - одна из крупных рек Алтайского региона, по классификации Б. Д. Зайкова относится к Алтайскому типу. Питание реки в основном снеговое. Для Алтайского края характерно: высокое весеннее половодье и очень низкая зимняя межень. Река не зарегулирована водохранилищами, лишь на некоторых её притоках встречаются участки с временными грунтовыми плотинами.
Для обеспечения указанных потребностей в воде, в условиях преобладания сельского хозяйства над промышленностью, необходимо иметь сведения о состоянии водных ресурсов данного района. Поэтому целью настоящей работы является изучение водного режима реки Чумыш 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 и уровней воды;
б) выполнить анализ многолетних колебаний водности рек;
в) провести анализ внутригодовых колебаний стока рек;
г) обобщить результаты анализа в терминах адекватных вероятностных моделей.
д) оценить влияние антропогенных факторов на естественный режим речного стока;
е) оценить изменения климата бассейна.
Для решения поставленных задач в работе использовались данные наблюдений за расходами воды реки Чумыш и её притокам по 7 постам: с. Ельцовка - р. Чумыш, с. Кытманово - р. Чумыш, г. Заринск - р. Чумыш, пгт. Тальменка - р. Чумыш, с Казанцево - р. Аламбай, Новоперуново - р. Тальменка, с. Тогул - р. Тогул. Период наблюдений составляет с 1959 по 2015 гг. Данные наблюдений за температурой воздуха и осадками взяты по метеостанциям с. Тогул, г. Заринск и пгт. Тальменка с 1959 по 2016 годы.
Исходные данные: среднегодовые, среднемесячные расходы и уровни воды; годовые и месячные суммы осадков; среднегодовые и среднемесячные температуры воздуха.
Речной сток рассматривается, как вероятностный полициклический процесс с основными энергонесущими зонами в диапазонах частот, соответствующих многолетними колебаниями (Т > 1 года) и внутригодовыми колебаниями (Т < 1 года). Для анализа многолетней изменчивости использовались ряды среднегодовых расходов и уровней воды, которые рассматривались как стационарные случайные процессы. Также для анализа многолетнего изменения 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 данные многолетних уровней и расходов воды, чтобы установить влияние природных и антропогенных факторов на водный режим реки.
По результатам работы сделали следующие выводы:
- на рассмотренных постах, многоводные периоды пришлись на 19601961, 1964, 1966, 1969, 1984, 1985, 2013, 2015 гг.; маловодные - на 19671968, 1974, 1976, 1980-1982, 1998, 2000, 2005, 2008 гг. В верховьях Чумыша был экстремально многоводный год 1971. Экстремально маловодных лет не выявлено.
- на реке Чумыш имеется тренд на понижение водности. Несмотря на то, что с 2010 года водность начала увеличиваться, уровень воды продолжил снижаться. Это связанно с изменением формы русла реки под действием природных и антропогенных факторов (добыча песка из русла реки). Увеличение расходов воды в конце рассматриваемого периода происходит в основном с увеличением стока в осеннюю межень, что связано с увеличением осадков в это же время.
