РЕСУРСЫ РЕЧНОГО СТОКА КАЗАХСТАНСКОГО АЛТАЯ
|
Реферат 2
Введение 4
1 Общая характеристика условий формирования водного стока рек 7
1.1 Географическое положение и рельеф местности 7
1.2 Почвы и растительный покров 10
1.3 Климат 11
1.4 Гидрография 15
2 Исходные данные и методика их обработки 21
2.1 Выбор объектов исследования 21
2.2 Восстановление данных по методу аналогий 23
2.3 Проверка рядов на репрезентативность 27
2.4 Оценка и анализ однородности годового стока 29
3 Годовой сток и его изменчивость 33
3.1 Норма стока 33
3.2 Изменчивость 41
3.3 Пространственно-временные закономерности распределения
среднего годового стока 44
4 Внутригодовое распределение и ресурсы речного стока 46
4.1 Внутригодовое сезонное и среднемесячное распределение стока 46
4.2 Ресурсы речного стока правых притоков Иртыша 53
Заключение 57
Список использованных источников и литературы 59
Приложение А Гидрографические характеристики бассейнов правобережных притоков 64
Приложение Б Основные характеристики стока 66
Приложение В Внутригодовое и сезонное распределение стока 67
Приложение Г Эмпирические кривые обеспеченности 69
Введение 4
1 Общая характеристика условий формирования водного стока рек 7
1.1 Географическое положение и рельеф местности 7
1.2 Почвы и растительный покров 10
1.3 Климат 11
1.4 Гидрография 15
2 Исходные данные и методика их обработки 21
2.1 Выбор объектов исследования 21
2.2 Восстановление данных по методу аналогий 23
2.3 Проверка рядов на репрезентативность 27
2.4 Оценка и анализ однородности годового стока 29
3 Годовой сток и его изменчивость 33
3.1 Норма стока 33
3.2 Изменчивость 41
3.3 Пространственно-временные закономерности распределения
среднего годового стока 44
4 Внутригодовое распределение и ресурсы речного стока 46
4.1 Внутригодовое сезонное и среднемесячное распределение стока 46
4.2 Ресурсы речного стока правых притоков Иртыша 53
Заключение 57
Список использованных источников и литературы 59
Приложение А Гидрографические характеристики бассейнов правобережных притоков 64
Приложение Б Основные характеристики стока 66
Приложение В Внутригодовое и сезонное распределение стока 67
Приложение Г Эмпирические кривые обеспеченности 69
Актуальность темы. Сток правых притоков Иртыша с Южного и Рудного Алтая представляет собой важную составляющую пополнения запасов Бухтарминского, Усть-Каменогорского и Шульбинского водохранилищ, обеспечивающих нормальную работу каскада одноименных гидроэлектростанций. Поэтому вопросы изучения стока этих рек являются актуальными.
За последние десятилетия в бассейне р.Иртыш на территории республики Казахстан сформировался крупный водохозяйственный комплекс включающий промышленность, коммунально-бытовое хозяйство, тепло - и гидроэнергетику и т.д., что не могло не сказаться состоянии водных ресурсов региона.
За последние десятилетия опубликовано много работ по водохозяйственным проблемам в бассейне Верхнего Иртыша [16,17,26,28,29,31,41,42] по изменению водного режима [1,12,37,36], качеству вод [22,40]. По гидрологическому режиму правобережных притоков Иртыша и оценке их стока работ значительно меньше [17].
Цель исследований - произвести оценку ресурсов стока правобережных притоков р.Иртыш на территории Казахстанского Алтая.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить ряд задач:
1) охарактеризовать и дать анализ природных условий формирования режима стока рек Казахстанского Алтая;
2) оценить ресурсы годового стока правобережных притоков р. Иртыш и выявить закономерности его пространственно-временного распределения;
3) выполнить анализ многолетней изменчивости стока и выявить закономерности его пространственно-временного распределения;
4) выполнить анализ стабильности водного стока с территории в связи с региональными климатическими изменениями.
Эти задачи определили объем работы, логику ее построения и методику исследования.
Исходными материалами для исследований послужили данные многолетних наблюдений за расходами воды на гидрологических постах Росгидромета и Казгидромета, полученные из гидрологических ежегодников. Также в работе использованы материалы глобальной базы данных R- arcticNET [39].
Методология исследований. В ходе работы были использованы географический и гидрологический анализ факторов формирования и изменчивости стока рек. Использованы статистические методы оценки однородности стоковых рядов по среднему и дисперсии (критерии Стьюдента и Фишера).
В работе использовались статические и графические программные средства обработки информации: Statistica 6.0, Microsoft Excel, Surfer8, Goggle Earth, SASPlanet, ArcMap, Photoshop.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Для оценки водных ресурсов территории использовались современные данные (по 2010 г.).
2. Получены зависимости модуля стока и его изменчивости от средней высоты водосбора для основных речных бассейнов территории.
Практическая значимость.
1. Полученные в работе зависимости модуля стока от высоты водосбора могу быть использованы для приближенных оценок стока неизученных рек.
2. Внутригодовое распределение стока по месяцам и сезонам может использоваться в целях сезонного и многолетнего регулирования стока водохранилища.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из наименований и приложения. Работа изложена на 69 страницах машинописного текста, в том числе 6 страниц приложения, включает 21 иллюстрацию и 18 таблиц.
Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследований, определены цель и задачи работы, методология исследования, отражена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.
Первая глава посвящена описанию географического положения и рельефа, почв и растительного покрова, климата и гидрографии исследуемой территории.
Вторая глава посвящена определению принципов отбора исходной информации и ее статистическому анализу, описаны теоретические основы применяемых в работе статистических методов анализа.
В третьей главе оценены средние многолетние модули стока на 23 постах бассейна рр.Бухтармы, Убы, Ульбы и др., получены районные зависимости для модуля стока и изменчивости от высоты водосбора.
В четвертой главе приведены результаты расчетов среднего внутригодового распределения стока по месяцам и сезонам с учетом разной градации водности для замыкающих створов рр.Бухтарма, Ульба, Уба. Оценены водные ресурсы правобережных притоков Иртыша и проведено сравнение с официальными данными [24].
В заключении приведены выводы и результаты выполненной работы, а также намечены направления дальнейших исследований.
Благодарности. Автор искренне благодарит Л. И. Дубровскую - кандидата физико-математических наук, доцента кафедры гидрологии Томского государственного университета за научное руководство и поддержку во время подготовки диссертации.
За последние десятилетия в бассейне р.Иртыш на территории республики Казахстан сформировался крупный водохозяйственный комплекс включающий промышленность, коммунально-бытовое хозяйство, тепло - и гидроэнергетику и т.д., что не могло не сказаться состоянии водных ресурсов региона.
За последние десятилетия опубликовано много работ по водохозяйственным проблемам в бассейне Верхнего Иртыша [16,17,26,28,29,31,41,42] по изменению водного режима [1,12,37,36], качеству вод [22,40]. По гидрологическому режиму правобережных притоков Иртыша и оценке их стока работ значительно меньше [17].
Цель исследований - произвести оценку ресурсов стока правобережных притоков р.Иртыш на территории Казахстанского Алтая.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить ряд задач:
1) охарактеризовать и дать анализ природных условий формирования режима стока рек Казахстанского Алтая;
2) оценить ресурсы годового стока правобережных притоков р. Иртыш и выявить закономерности его пространственно-временного распределения;
3) выполнить анализ многолетней изменчивости стока и выявить закономерности его пространственно-временного распределения;
4) выполнить анализ стабильности водного стока с территории в связи с региональными климатическими изменениями.
Эти задачи определили объем работы, логику ее построения и методику исследования.
Исходными материалами для исследований послужили данные многолетних наблюдений за расходами воды на гидрологических постах Росгидромета и Казгидромета, полученные из гидрологических ежегодников. Также в работе использованы материалы глобальной базы данных R- arcticNET [39].
Методология исследований. В ходе работы были использованы географический и гидрологический анализ факторов формирования и изменчивости стока рек. Использованы статистические методы оценки однородности стоковых рядов по среднему и дисперсии (критерии Стьюдента и Фишера).
В работе использовались статические и графические программные средства обработки информации: Statistica 6.0, Microsoft Excel, Surfer8, Goggle Earth, SASPlanet, ArcMap, Photoshop.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Для оценки водных ресурсов территории использовались современные данные (по 2010 г.).
2. Получены зависимости модуля стока и его изменчивости от средней высоты водосбора для основных речных бассейнов территории.
Практическая значимость.
1. Полученные в работе зависимости модуля стока от высоты водосбора могу быть использованы для приближенных оценок стока неизученных рек.
2. Внутригодовое распределение стока по месяцам и сезонам может использоваться в целях сезонного и многолетнего регулирования стока водохранилища.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из наименований и приложения. Работа изложена на 69 страницах машинописного текста, в том числе 6 страниц приложения, включает 21 иллюстрацию и 18 таблиц.
Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследований, определены цель и задачи работы, методология исследования, отражена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.
Первая глава посвящена описанию географического положения и рельефа, почв и растительного покрова, климата и гидрографии исследуемой территории.
Вторая глава посвящена определению принципов отбора исходной информации и ее статистическому анализу, описаны теоретические основы применяемых в работе статистических методов анализа.
В третьей главе оценены средние многолетние модули стока на 23 постах бассейна рр.Бухтармы, Убы, Ульбы и др., получены районные зависимости для модуля стока и изменчивости от высоты водосбора.
В четвертой главе приведены результаты расчетов среднего внутригодового распределения стока по месяцам и сезонам с учетом разной градации водности для замыкающих створов рр.Бухтарма, Ульба, Уба. Оценены водные ресурсы правобережных притоков Иртыша и проведено сравнение с официальными данными [24].
В заключении приведены выводы и результаты выполненной работы, а также намечены направления дальнейших исследований.
Благодарности. Автор искренне благодарит Л. И. Дубровскую - кандидата физико-математических наук, доцента кафедры гидрологии Томского государственного университета за научное руководство и поддержку во время подготовки диссертации.
В работе проведено исследование процессов формирования и изменчивости стока рек Казахстанской части Алтая в целях перспективных оценок развития водного бассейна Иртыша Исследование проводилось по данным наблюдений в створах на 23 наиболее крупных реках. В результате проведенной работы, можно сделать следующие выводы:
1) Благодаря ориентации горных хребтов по отношению к влагонесущим потокам воздуха, территория бассейнов рек Уба, Ульба, Бухтарма отличаются достаточно благоприятными условиями для формирования стока.
2) Ежегодно возобновляемые водные ресурсы территории за период с 1960 по 2010 годы составили ~ 17,8 км3. По сравнению с [24] где W=19,9 км3 произошло уменьшение стока на 2,1 км3. Объяснить полученный результат можно тем, что: 1) при расчетах не были учтены небольшие водотоки, 2) расчеты велись по другим замыкающим створам, что привело к занижению результат.
3) Проведя оценку доли правобережных притоков в стоке Иртыша, было выяснено что она составляет 62% по отношению к створу Иртыш - с.Семиярское , который находится на выходе из горного района.
4) Средняя многолетняя величина стока меняется от 5 до 49 м3/с*км2, в среднем по территории 19,01 м3/с*км2. Указанные величины рассчитаны за многолетний период наблюдений, в котором ряд значений репрезентативен, а средняя квадратическая ошибка средне многолетнего стока <10%.
Для сравнения в работе [19] по 5 репрезентативным постам этой территории был получен сток 19 м3/с*км2.
5) Максимальный объем годового стока наблюдается в бассейне р.Бухтарма (6,59 м3) и р.Уба (5,32 м3).
6) Самым водообильным в бассейне Бухтармы является водосбор ее
притока - р.Тургусун - с.Кутиха, расположенный на высоте 1200 м. Модуль годового стока составил 37,9л/с*км2. Такое большое значение модуля стока не характерно для данной территории, объясняется это ориентацией Ивановского хребта (2775 м.), который задерживает
влагонесущие массы, идущие с запада.
7) Минимальный сток наблюдался на территории водосборов рек Кальджир (0,67 м3) и Нарым (0,33 м3).
8) Общее понижение среднего многолетнего стока наблюдается с северо- запада на юго-восток, что согласуется с уменьшением годовых осадков.
9) Получены районные зависимости модуля стока от высоты водосбора для трех районов. Две зависимости (для районов р. Ульба и р.Уба) отличаются высоким коэффициентом детерминации, также у района р.Убы и Ульбы - хорошие стандартные ошибки. В итоге, данные зависимости могут быть использованы для нахождения модуля стока на неизученных реках данных водосборов. Также величину модуля стока, можно приближенно получить используя построенную карту.
10) Получены зависимости среднеквадратичного отклонения модуля стока от высоты для тех же районов. Хорошую оценку имеет водосбор р.Уба - 0,75, удовлетворительную - р.Ульбы - 0,53. Две данные зависимости можно использовать для нахождения среднеквадратичного отклонения модуля стока на неисследованных реках района. Для этих же целей можно использовать построенную карту пространственного распределения данной величины.
1) Благодаря ориентации горных хребтов по отношению к влагонесущим потокам воздуха, территория бассейнов рек Уба, Ульба, Бухтарма отличаются достаточно благоприятными условиями для формирования стока.
2) Ежегодно возобновляемые водные ресурсы территории за период с 1960 по 2010 годы составили ~ 17,8 км3. По сравнению с [24] где W=19,9 км3 произошло уменьшение стока на 2,1 км3. Объяснить полученный результат можно тем, что: 1) при расчетах не были учтены небольшие водотоки, 2) расчеты велись по другим замыкающим створам, что привело к занижению результат.
3) Проведя оценку доли правобережных притоков в стоке Иртыша, было выяснено что она составляет 62% по отношению к створу Иртыш - с.Семиярское , который находится на выходе из горного района.
4) Средняя многолетняя величина стока меняется от 5 до 49 м3/с*км2, в среднем по территории 19,01 м3/с*км2. Указанные величины рассчитаны за многолетний период наблюдений, в котором ряд значений репрезентативен, а средняя квадратическая ошибка средне многолетнего стока <10%.
Для сравнения в работе [19] по 5 репрезентативным постам этой территории был получен сток 19 м3/с*км2.
5) Максимальный объем годового стока наблюдается в бассейне р.Бухтарма (6,59 м3) и р.Уба (5,32 м3).
6) Самым водообильным в бассейне Бухтармы является водосбор ее
притока - р.Тургусун - с.Кутиха, расположенный на высоте 1200 м. Модуль годового стока составил 37,9л/с*км2. Такое большое значение модуля стока не характерно для данной территории, объясняется это ориентацией Ивановского хребта (2775 м.), который задерживает
влагонесущие массы, идущие с запада.
7) Минимальный сток наблюдался на территории водосборов рек Кальджир (0,67 м3) и Нарым (0,33 м3).
8) Общее понижение среднего многолетнего стока наблюдается с северо- запада на юго-восток, что согласуется с уменьшением годовых осадков.
9) Получены районные зависимости модуля стока от высоты водосбора для трех районов. Две зависимости (для районов р. Ульба и р.Уба) отличаются высоким коэффициентом детерминации, также у района р.Убы и Ульбы - хорошие стандартные ошибки. В итоге, данные зависимости могут быть использованы для нахождения модуля стока на неизученных реках данных водосборов. Также величину модуля стока, можно приближенно получить используя построенную карту.
10) Получены зависимости среднеквадратичного отклонения модуля стока от высоты для тех же районов. Хорошую оценку имеет водосбор р.Уба - 0,75, удовлетворительную - р.Ульбы - 0,53. Две данные зависимости можно использовать для нахождения среднеквадратичного отклонения модуля стока на неисследованных реках района. Для этих же целей можно использовать построенную карту пространственного распределения данной величины.
