Исследование внутри годового распределения стока рек - важная научная и практическая задача в области организации экономически эффективного и экологически безопасного водопользования. Крут относящихся к данной тематике вопросов представляет интерес с точки зрения научного познания и для решения прикладных задач. На основе расчетов внутригодового распре¬деления стока устанавливаются такие водохозяйственные параметры как, гарантированная отдача воды, выработка электроэнергии, регулирующая емкость водохранилищ и др. Задача учета внутригодовой изменчивости стока воды возникает на этапах планирования мероприятий по улучшению экологического состояния малых рек, при рационализации использования их водных ресурсов [9].
Цель данной работы: изучение внутригодового распределения стока малых рек Среднего Поволжья и его изменения с использованием методов статистической и математической обработки с дальнейшим выводом обработанных данных на карту.
Объекты исследования — малые реки Среднего Поволжья: Казанка/Арск, Меша/Пестрецы, Бузулук/Перевозниково, Улема/Нармонка, Свия- га/Вырыпаевка.
В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:
1. Собрать и систематизировать данные по стоку воды, обработать методами математической статистики;
2. Организация добавления и вывода данных на карту, с дальнейшей координатной привязкой;
3. Дать анализ внутригодового распределения стока малых рек; определить изменчивость.
Работа выполнена в рамке научного гранта РНФ (российский научный фонд). Руководитель гранта Голосов В.Н.
В последние десятилетия внутригодовое распределение стока рек Европейской территории России существенно изменилось. В исследуемых реках Среднего Поволжья выявлены следующие изменения:
• На всех реках наблюдается устойчивая тенденция уменьшения максимальных расходов воды в период весеннего половодья и увеличения минимальных расходов, как в летнеосеннюю (кроме реки Свияга), так и в зимнюю межень;
• Сокращение максимальных расходов воды сопровождается уменьшением их кратности относительно нормы, повышение минимальных расходов - увеличением их кратности;
• Сравнение средних значений максимальных и минимальных расходов воды до 1976 года и после показывает, что максимальный сток сократился в среднем почти в 1,6 раза; минимальный сток в летне-осеннюю межень увеличился в среднем почти в 3.7 раза, а в зимнюю межень - почти 5,7 раза:
• Объем годового стока, в целом, характеризуется относительным постоянством и можно сказать, что тренд изменения за весь период наблюдения стационарный.
• Создание интернет - приложения такого рода означает создание некой удобной платформы для пользователя, имеющего доступ в сеть интернет, которая может подвергаться дальнейшему изменению и добавлению любых (физических, химических и др.) свойств исследуемых объектов, а также, возможно, автоматизации проведения анализа по одно¬му или нескольким факторам. Пользуясь данным приложением пользователь также не тратит время на сбор и обработку исходных данных а сразу приступает к анализу.
Внутригодовое перераспределение стока выразилось в существенной деградации половодья(у.меньшение максимальных значений) как фазы водного режима. Такая тенденция обусловлена повышением зимних температур воздуха и увеличением числа и продолжительности оттепелей, что приводит к уменьшению предвесенних запасов воды. Из-за возрастания температуры воздуха зимой происходит и сокращение глубины промерзания зоны аэрации, что приводит к перераспределению талого стока в сторону увеличения подземного. В связи с чем происходит снижение поверхностного стока и максимальных пиков половодий.
Основное значение в формировании минимальных расходов воды имеет величина подземного питания в меженный период. Тенденция повышения минимальных расходов воды в период зимней межени обусловлена увеличением именно подземного питания. Нарастание подземного стека тесно связано с изменением циркуляции атмосферы, повышением температуры воздуха зимой, увеличением оттепелей и снижением глубины промерзания почвы, которое способствует пополнению запасов грунтовых вод в зимний период. Согласно ряду исследователей, одновременно с повышением температуры воздуха, наблюдается увеличение влагосодержания атмосферы севернее 30е с.ш., что привело к значимому увеличению осадков. Возрастание количества интенсивных дождей и ливней способствует росту минимального стока воды в летне-осеннюю межень.
Стоит отметить, что увеличение минимального стока, характеризующее как летнюю, так и зимнюю межень, отмечается и при исследовании меженного и подземного стока крупных рек Европейской части России.
В результате проведенного анализа можно сказать, что внутригодовое распределение стока рек, в целом, выравнивается. Таким образом, перераспределение стока между фазами водного режима не оказывает существенно¬го влияния на годовой сток, который остается относительно постоянным или незначительно увеличивается, либо уменьшается.
Полученные данные хорошо согласуются с результатами аналогичных исследований изменений стока воды на более крупных реках Европейской части России.
