Введение 5
1. Физико-географическая характеристика района 6
1.1. Географическое положение 6
1.2. Рельеф 7
1.3. Растительность 8
1.4. Климат 8
1.5. Гидрография 9
1.6. Природное районирование 13
2. Гидрографическая характеристика рек Омь и Тартас 16
3. Характеристика водного режима 18
3.1. Норма стока 18
3.2. Расчет нормы стока при наличии материалов наблюдений 19
4. Методы расчета испарения 22
5. Расчет и анализ пространственно-временного распределения
элементов водного баланса 29
5.1. Комплексный метод 29
5.1.1. Теоретические положения 29
5.1.2. Алгоритм расчета месячных величин испарения за
вегетационный период одного года 30
5.1.3. Расчет испарения с помесячной дискретизацией за 1980-2011 гг. 31
5.2. Метод Константинова 37
5.3. Статистическая характеристика исходных и рассчитанных
элементов водного баланса 39
5.4. Внутригодовая и межгодовая динамика элементов водного баланса 43
Заключение 50
Список использованной литературы 51
Приложение А Исходные данные 55
Приложение Б Графики испаряемости 67
Приложение В Максимальная упругость водяного пара 68
Приложение Г Среднемесячные значения критических продуктивных влагозапасов метрового слоя почвы 70
Приложение Д Среднемноголетние значения элементов водного баланса 71 Приложение Ж Проверка на однородность по среднему и дисперсии элементов водного баланса р.Омь - с. Вознесенское и р.Омь - г. Куйбышев 98
Приложение И Хронологические графики р. Тартас - с. Северное (м.
Северное) и р. Омь - с. Вознесенское (м. Татарск) 1
В последние годы потребность в воде сильно возросла, что стало приводить к истощению водных ресурсов. Это стало стимулом для развития более широкого подхода к изучению речного стока: рассмотрению его как одного из элементов водного баланса в тесной связи с климатом и ландшафтом. Из-за этого нужно было изучить весь гидрологический цикл, который совершается в речном бассейне, включая изменение во времени и пространстве атмосферных осадков, испарения с поверхности речного водосбора, инфильтрация воды в почву и динамики влаги в почвенно-грунтовой толще.
Уравнение водного баланса является научной основой к изучению гидрологических явлений и процессов. Решение уравнение водного баланса позволяет оценить соотношение и взаимосвязь отдельных компонентов гидрологического цикла в речном бассейне.
Стимулом для развития водобалансовых исследований явилось возрастающее воздействие на режим и сток антропогенных факторов - создание водохранилищ, широкое использование стока на орошение, обводнение, водоснабжение, распашка, агротехнические, лесомелиоративные и другие мероприятия, - которые приводят нередко к качественному и количественному истощению ресурсов речного стока[1].
Цель: на основе уравнения водного баланса рассчитать испарение для трех постов: р. Тартас - с.Северное, р. Омь -с. Вознесенское, р. Омь - г. Куйбышев).
Задачи исследования:
• Подобрать гидрологические посты и метеостанции, имеющие достаточно длинные ряды наблюдений с гидро- и метеоданными (сток, температура воздуха, осадки, упругость водяного пара).
• Определить репрезентативный период для расчетов.
• Восстановить недостающие данные с помощью подобранных рек-
аналогов.
• Проверить всю гидрометеорологическую информацию на однородность и на наличие тенденций.
• Определить статистические параметры среднего годового стока рек.
• Рассчитать испарение за каждый месяц вегетационного периода за 25 лет и за многолетний период для трех постов (р. Тартас - с.Северное, р. Омь - с. Вознесенское, р. Омь - г. Куйбышев)
• Провести сравнение полученных результатов с другими методами.
• Провести анализ увлажненности исследуемых водосборов за вегетационный период и за многолетний период.
• Провести комплексный анализ изменений гидрометеорологических элементов на исследуемых водосборах за период с 1980 по 2011 гг.
Источник данных: метеорологические данные были взяты с сайта http://meteo.ru/, данные о расходах брались из гидрологических ежегодников.
Все расчеты проводились на ЭВМ с использованием программ «Статистика 6» и «MicrosoftExcel».
В работе использовались средние месячные расходы воды р. Тартас в створе села Северное за период наблюдений1980-2010гг, р.Омь - с. Вознесенское, р.Омь - г.Куйбышев за период наблюдений1980-2011 гг. [6, 22], а также среднемесячные значения температуры, осадков и фактической упругости водяного пара с 1980 года по 2011 год[4]. Исходные данные приведены в Приложение А.
Целью данной работы было изучить элементы водного баланса р. Татарск - п. Северное (м. Северное), р. Омь - с. Вознесенское (м. Татарск), р. Омь - г. Куйбышев (м. Барабинск), так как эти реки подвержены антропогенному влиянию.
Значения испарения за вегетационные периоды 1980-2011 гг составили: р.Тартас - с. Северное (м.Северное) - 338 мм; р.Омь - г.Куйбышев (м.Барабинск) - 270 мм, р.Омь - п. Вознесенск (м.Татарск) - 296 мм.
Испарение было рассчитано по двум методам: комплексным и Константинова. В результате получили, что среднее многолетнее испарение полученное комплексным методом дает более низкие результаты. Это связано с тем, что достаточно трудно определить увлажнение на начало первого теплого месяца. В данной работе оно принималось равным критическому влагозапасу.
Построенные хронологические графики для трех постов имеют одинаковую форму, хоть и различаются по количественным показателям. Они показывают физику, происходящих процессов в этих района. С увеличением испарения, увлажнение принимает минимальные значения.
Наибольшее испарение наблюдается в июне - июле, минимальное испарения наступает в октябре, когда увлажнение принимает максимальное значение.
Все элементы водного баланса, за исключением осадков, за вегетационный период с 1980 по 2011 гг. имеют тенденцию на увеличение, но незначимую, то есть за этот период не произошло значительных изменений в элементах водного баланса.
1. Бабкин В.И. Водный баланс речных бассейнов / В.И. Бабкин, В.С. Вуглинский. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 192 с.
2. Богословский Б.Б. Общая гидрология / Б.Б. Богословский,
A. А.Самохин, К.Е. Иванов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 420 с.
3. Вериго С.А.Почвенная влага / С.А.Вериго,П.А. Разумова. - Л.:
Гидрометеоиздат, 1973. -328 с.
4. Всероссийский научно-исследовательский институт
гидрометеорологической информации - Мировой центр
данных[Электронный ресурс]. -Электрон.дан. URL: http://meteo.ru(датаобращения: 11.10.2015).
5. Вуглинский В.С.Методические указания к практикуму по воднобалансовым расчетам / В.С.Вуглинский, С.А.Журавлёв, В.Л. Трушевский.- СПБ: Издательство: Санкт - Петербург, 2010. - 71 с.
6. Государственный водный кадастр: Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши / Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. - Новосибирск: Западно-Сибирское межрегиональное территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, 2005. - Т.1,Вып.10: Бассейн Оби, Часть 1: Реки и каналы. - 550 с.
7. Гушля А.В. Водно-Балансовые исследования / А.В.Гушля,
B. С.Мезенцев. - Киев.:Вища Школа, 1982.- 229 с.
8. Дружинин В.С. Методы статистической обработки
гидрометеорологической информации / В.С. Дружинин, А.В. Сикан.- СПБ: Издательство РГМИ, 2001. - 167 с.
9. Карта Новосибирской области [Электронный ресурс]. -Электрон.дан.
URL: http://bestmaps.ru/region/novosibirskaya-oblast (дата
обращения: 13.10.2016г.).
10. Климат Новосибирской области [Электронный ресурс]. -
Электрон.дан. URL: http://trasa.ru/region/novosibirskaya_clim.html
(датаобращения: 10.04.2016г.).
11. Константинов А.Р. Испарение в природе / А.Р.Константинов.- Л.:Гидрометеоиздат, 1968.- 529 с.
12. Методика расчета гидрологических характеристик техногенно- нагруженных территорий. - СПБ.:ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2010. - 37 с.
13. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Том 1. Выпуск 11. Бассейн Иртыша. Л.:Гидрометеоиздат, 1986.-471 с.
14. Основные гидрологические характеристики Том 15. Алтай и Западная Сибирь. Выпуск 3. Нижний Иртыш и Нижняя Обь.- Л.:Гидрометеоиздат, 1974. -259 c.
15. Помус М И.., Крылов Г. В. , Колобков М. Н. Географическое описание: В 22 т. Российская Федерация. Западная Сибирь / М. И. Помус, Г. В. Крылов, М Н. Колобков М.:Мысль , 1971. - 428с.
16. Природные ресурсы Новосибирской области. - Новосибирск.:
Издательство «Наука» Сибирское отделение, 1986. - 216 с.
17. Рекомендации по расчёту испарения с поверхности суши. - Л.:Гидрометеоиздат, 1976. - 94 с.
18. Ресурсы поверхностных вод суши. Т.15. Вып. 3. Нижний Иртыш и Нижняя Обь. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973.- 424 с.
19. Сикан А.В. Методические указания по дисциплине «Гидрологические расчеты», часть I / А.В. Сикан. - СПб.:Изд-во. РГГМУ, 2012. - 52 с.
20. Соколова А.А. Методы расчета водных балансов / А.А.Соколова,Т.Г.Чапмена. -Л.: Гидрометеоиздат, 1976.- 120 с.
21. Четыркин Е. М. Статистические методы прогнозирования / Е. М. Четыркин. - М.: Статистика, 1979. - 200 с.
22. R-ArcticNET - A Regional, Electronic, Hydrographic Data Network For the Arctic Region [Электронный ресурс].-Электрон.дан. URL:http://www.r- arcticnet.sr.unh.edu/v4.0/index.html(Дата обращения:11.10.2015).