Аннотация
Введение
1 Физико-географическая характеристика бассейна реки Абакан 5
1.1 Географическое положение, рельеф и геологическое строение 5
1.2 Климат 8
1.3 Почвы и растительный покров 11
2 Гидрологическая изученность и водный режим река Абакан и ее притоков 13
2.1 Гидрологическая изученность и сведения о постах реки Абакан 13
2.2 Водный режим рек и ее притоков 15
3 Сток наносов реки Абакан и ее притоков 18
3.1 Расчет стока взвешенных наносов при наличии материалов наблюдений 18
3.2 Определение стока взвешенных наносов реки при недостаточности материалов
наблюдений 19
3.3 Анализ рядов стока взвешенных наносов на статистическую однородность 19
3.4 Определение стока взвешенных наносов реки при отсутствии материалов
наблюдений 20
Список исользованой литературы 24
Приложение А 25
Приложение Б 36
Приложение В 38
Приложение Г 44
Приложение Д 46
Эффективное развитие любых отраслей экономики напрямую зависит от грамотного использования, трансформации и охраны водных ресурсов. Основным источником водоснабжения служат поверхностные водные объекты, которые также задействованы в судоходстве, строительстве гидротехнических сооружений, энергетике и аграрном секторе. Для разумного управления и планирования водопользования необходимым условием является изучение ключевых характеристик водных объектов, таких как гидрологический режим, транспорт наносов, ледовые процессы и др.
Центральной водной системой Республики Хакасия выступает река Абакан. В значительной степени топливно-энергетическая сфера региона опирается на
гидроэнергетический потенциал рек, питаемых горными потоками с высокой потенциальной энергией. Кроме того, водные ресурсы активно применяются в
судоходстве, сплаве древесины, сельском хозяйстве, промышленности и бытовом водоснабжении.
Одним из значимых показателей гидрологического анализа является величина стока наносов. Этот показатель, наряду с другими характеристиками, играет важную роль как в теоретических, так и в прикладных расчетах водного стока. Однако он считается одним из наиболее трудоемких и сложных в исследовательской практике. Стоит отметить, что наблюдательная сеть Росгидромета, фиксирующая параметры наносов, существенно уступает по числу пунктов сети наблюдения за водным стоком .
Главной задачей данной бакалаврской работы является количественная оценка взвешенных наносов в бассейне реки Абакан.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Проанализировать физико-географические и гидрологические условия территории, чтобы выявить закономерности формирования наносного стока;
2. Изучить, как климатические факторы и особенности подстилающей поверхности влияют на процессы переноса взвешенных наносов в бассейне р. Абакан;
3. Выполнить расчеты объемов наносов в различных условиях: при наличии, недостаточности и отсутствии материалов наблюдения;
4. Провести процедуры восстановления и продолжения временных рядов по взвешенным наносам;
5. Проверить статистическую однородность временных рядов с применением критериев Фишера и Стьюдента;
6. Определить параметры распределений расходов наносов и произвести расчёт обеспеченности;
7. Сопоставить полученные в работе характеристики наносного стока с ранее известными данными.
В качестве исходной информации использовались среднемесячные и среднегодовые значения расходов воды и наносов, охватывающие весь период функционирования гидрологических постов до 2022 года. В первом разделе представлена физико-географическая характеристика исследуемого бассейна.
Второй раздел посвящен изучению гидрологического режима, где акцент сделан на анализ исходных данных, содержащих пропуски, что обусловило необходимость их восстановления. Третий раздел включает расчеты наносов реки Абакан и ее притоков. При наличии наблюдений расчеты проведены по данным пяти гидропостов, при недостатке информации - с использованием эмпирических зависимостей, а при ее полном отсутствии - по карте зон мутности.
Для расчетов использовались электронные таблицы Excel, а для оформления текста применялась программа Microsoft Word.
Анализ статистической однородности рядов показал, что ряды данных, используемые в исследовании на каждом створе однородны по условиям формирования стока по результатам применения критериев Фишера и Стьюдента.
На основе наблюдательных данных (Приложения А.1-А.5) выполнены расчёты, позволившие получить обоснованные оценки параметров распределения взвешенных наносов.
Установлено, что значения расходов наносов в бассейне р. Абакан варьируют от 0,11 до 7,98 кг/с. Показатели вариации (Cv) изменяются в пределах от 0,4 (р. Матур - с. Матур) до 0,94 (р. Абакан - г. Абаза). Асимметрия распределений (Cs) колеблется от 0,69 до 2,82, наибольшее значение зафиксировано у створа р. Она -п. Малый Анзас. Соотношение Cs/Cv по исследованным участкам лежит в интервале от 2,0 до 3,0.
В работе рассмотрены два подхода к определению объёмов стока взвешенных наносов при отсутствии прямых наблюдений: расчёт по регрессионному уравнению, а также по данным картографических источников - карты средней мутности водотоков Красноярского края, опубликованной в "Ресурсах поверхностных вод СССР", том 16, выпуск 1 (Енисей).
Результаты, полученные указанными методами, были сопоставлены с расчётами по фактическим данным наблюдений. Сделан вывод о высокой достоверности оценок стока взвешенных наносов, выполненных по наблюдательным данным. Эти результаты могут быть рекомендованы для использования при проектировании гидротехнических сооружений - водохранилищ, прудов, оросительных систем и иных объектов.
