Файл: Большаков, М. Н. Водные ресурсы рек советского Тянь-Шаня и методы их расчета.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 117

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

р.ДОНГУЗТАУ. 3-019

р КУГАРТ 3=0.23

р.ШАНКОЛ. 3=0.93

р.ШАХИМАРДАН. 3=1.40

Рис. 55. Характер изменения связей обеспеченности

(%) стока за год

(рг ), за весну (рв ) и за лето (рл) с увеличением

показателя типа

питания б. Реки группы I с летним лимитирующим

сезоном и б < 1,4.

1 7 4

Р К А Р А Б У Р А . а = и а

р С О Х 6=2 .50

р И С Ф А Р А 6=2.76

Рис.

56. Характер

изменения связей

обеспеченностей (%) стока за

год

(р г ), за весну

( рв ), за-лето (р л)

с увеличением показателя ти­

па питания б. Реки группы II с весенним лимитирующим сезоном и

с б>1,4.

175


а также от соотношения между величинами Cv за год, лими­ тирующий период и лимитирующий сезон.

Значения вычисленных за расчетный период коэффициен­ тов вариации стока за год, лимитирующий период и за весен­ ний, летний и осенне-зимний сезоны для изученных рек приве­ дены в приложении 1.

В главе III была дана характеристика факторов, влияю­ щих на величину изменчивости годового стока, талых вод А и Б, являющихся главными его составляющими. Эти факторы определяют в основном величину изменчивости стока за сезо­

ны половодья.

Наименьшим же колебаниям подвержен сток межени (ок­ тябрь—март), коэффициенты вариации которого в 75% слу­ чаев не превышают 0,25. Наиболее распространены для меже­ ни коэффициенты вариации от 0,10 до 0,20. Лишь для рек сне­ гового и снегово-дождевого типа питания со средней высотой

водосборов ниже 1,5 км .изменчивость

стока

за

этот период

увеличивается вследствие

выпадения

дождей

и подтаивания

снега зимой. Большим колебаниям подвержен

сток весны и

лета. Значения Cv

для этих сезонов

несколько

превышают

значения С v для

годового

стока, которые в 30%

случаев не

больше 0,17, а в 85% случаев — 0,34.

 

 

 

 

Значения Cv сезонного

стока для тех же повторяемостей

соответственно равны:

для весеннего стока

(март—июнь) —

0,25 и 0,40, а для лета

(июль—сентябрь) — 0,20 и 0,38. Коэф­

фициент вариации для половодья в целом

(март—сентябрь),

т. е. для лимитирующего периода, в большинстве случаев меньше, чем для стока за весну и лето. Это свойство особенно проявляется у рек группы II вследствие компенсации в коле­ баниях стока за весну и лето, которые имеют тенденцию к асинхронности. В среднем значения Cv для лимитирующего периода и года отличаются незначительно. Более существенна разница в коэффициентах вариации стока за лимитирующий сезон и год, и учету влияния соотношения коэффициентов ва­ риация стока за эти периоды на выбор метода расчетного рас­ пределения стока рек Тянь-Шаня уделено несколько большее внимание в следующем разделе данной главы.

5. Об учете влияния водности года при выборе расчетного внутригодового распределения стока

Как отмечалось выше, в настоящее время назначение рас­ четного внутригодового распределения стока при водохозяй­ ственном проектировании чаще всего, особенно для равнинных

176


рек, производится по так называемому методу компоновки, разработанному В. Г. Андреяновым. В основу метода положе­ но условие равной обеспеченности стока за водохозяйственный год, лимитирующий период и лимитирующий сезон, что пред­ полагает наличие синхронности стока за эти отрезки времени и зависимость внутригодового распределения стока от водно­ сти года.

Вместе с тем, как показали исследования закономерностей' внутригодового распределения стока горных рек Средней Азии и Кавказа [30, 59, 152, 168, 207 и др.], в ряде случаев оно либо не зависит от водности года, либо эта зависимость проявляется очень слабо. Это ставило ограничения в целесо­ образности применения метода компоновки, несмотря на его несомненные расчетные достоинства. Это же обстоятельство побудило некоторых авторов изыскивать другие методы наз­ начения расчетного внутригодового распределения стока рек Средней Азии. Однако все эти методы, как указывалось вы­ ше, нельзя признать удовлетворительными.

Указанные обстоятельства заставили автора данной рабо­ ты более подробно остановиться на вопросе о влиянии водно­ сти года на внутригодовое и в первую очередь межсезонное распределение стока рек Средней Азии [29, 30].

Рассмотрим некоторые элементарные количественные за­ висимости между параметрами внутригодового (межсезонно­ го) распределения стока и водностью года. При этом разделе­ ние водохозяйственного года, за начало которого принят март месяц, принимаем по схеме, обоснованной выше для боль­ шинства рек Тянь-Шаня: лимитирующий период с марта по сентябрь, нелимитирующий — с октября по февраль, лимити­ рующий сезон для рек с показателями типа питания 6<1,4 — с июля по сентябрь (лето) и для рек с б> 1,4 — с марта по июнь (весна).

Напомним, что такая схема принята с учетом того, что ве­

дущей отраслью

водного хозяйства в Средней Азии является

ирригация.

 

 

Введем следующие обозначения: sz — сток за водохозяй­

ственный год, sc

— сток за лимитирующий сезон, k z — мо­

дульный коэффициент стока за водохозяйственный год, кс

модульный коэффициент стока за лимитирующий сезон, кл

модульный коэффициент стока за лето, кв — модульный коэф­ фициент стока за весну, wc — относительный (в долях от го­ дового) сток за лимитирующий сезон, w л — относительный (в долях от годового) сток за лето, хюв — относительный (в долях от годового) сток за весну, Cv ,— коэффициент вариа-

12*з:об

177


ции годового стока, CvС— коэффициент вариации стока за лимитирующий сезон, Cv — коэффициент вариации стока за ле-

то, Cj, — коэффициент вариации стока за весну,

c .

коэффициент относительной многолетней изменчивости стока за лимитирующий сезон и за водохозяйственный год, р — обеспеченность стока в %, ф — отклонения от единицы орди­

нат теоретической

кривой обеспеченности Фостера-Рыбкина

при Cv =1.

 

 

 

многолетних

значений величин над

Для отличия средних

соответствующими

их

символами

ставится горизонтальная

черточка.

Приняв выражение

Wn

 

в качестве показателя

-=Я-

 

относительной

водоносности

wc

 

 

 

(w c ) в

лимитирующего сезона

долях

от ее

средней

многолетней

величины

(wc )

молено

записать:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И'с

$с . *с _

X _ кс

 

(16)

 

 

 

 

 

s2

X

 

нг

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

Кс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17)

 

 

 

 

 

 

w.—wc— - .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«г

 

можно

 

 

Значения кг и кс

в равенстве (17)

заменить их

выражениями через параметры кривой обеспеченности:

 

 

 

 

 

 

к^—фрС^-\-1,

 

 

 

(18)

 

 

 

 

 

КС~Ф P^'VC“Ь 1>

 

 

(19)

где фр

и

ф'р — отклонения

от единицы ординат теоретиче­

ской кривой обеспеченности Фостера-Рыбкина, соответственно для годового стока и стока за лимитирующий сезон при обес­

печенности

р. Подставляя

значения кг и кс

в выражение

(;17), получим:

 

 

 

 

 

- Фр'С9г + 1

- Ф'р

С„

(20)

 

 

w.=wc ---------- - = w,

 

 

 

ФрСУЛ- 1

Фр +

~г~

 

 

 

 

 

где

L,v

а фр и ф'р — тоже зависят от Cv и р, если при-

Су

 

 

 

2CV

= 2 C V$.

нять приближенно, что Cs =2Ct, и Cs

178


Из выражения (20) можно видеть, что теоретически, при условии синхронности в колебаниях годового и сезонного стока, относительный (в % от годового) сток за лимитирующий сезон зависит от водности года, определяемой обеспеченно' стью р. Из того же выражения видно, что влияние водности года (р) сказывается тем сильнее, чем больше изменчивость годового стока (С*) и чем больше отклоняется от единицы коэффициент относительной изменчивости стока за водохозяй­ ственный год и за лимитирующий сезон (р).

При равенстве коэффициентов вариации годового и сезон­ ного стока коэффициент р= 1 и фр = ф'р при любых р, т. е.

множитель при wc в правой части

уравнения (20) делается

равным единице, что дает

 

wt =wc—const,

(21)

Рис. 57. Теоретическая зависи-

Рис. 58. Изменение относительного откло-

мость

величины относительного

нения доли сезонного_стока от годового

сезонного

стока Wc (в %

от

(Wс ) от его нормы (Wc ) в зависимости

годового) в долях нормы этой

от Cv и Р (для маловодных лет обеспе-

величины

Wc. от водности',

го-

ченности р=Я5%).

i да

К г

и от показателя В.

 

 

179-

т. е. посезонное распределение стока не изменяется с водно­ стью года, что, однако, является редким частным случаем.

Графики, построенные на рис. 57 на основе таблиц Фосте­ ра-Рыбкина при наиболее часто встречающемся для рек Тянь-Шаня Су = 0,2, наглядно показывают, что теоретически отклонения относительного сезонного стока (wc ) от его сред­

него многолетнего значения (wc ) тем больше, при равных значениях обеспеченности годового стока, чем больше значе­ ния р отклоняются от единицы, т. е. чем больше (или меньше) изменчивость сезонного стока по сравнению с изменчивостью годового.

На рис. 58 представлены графики отклонений

^Л°с (в %)

для маловодного года высокой обеспеченности

“V

(р = 95%), при

которой эти отклонения теоретически достигают максималь­ ных значений. Они показаны в зависимости от Cv и р. Из рис. 58 видно, что эти отклонения даже для очень маловодных лет (р = 95%) для значений р<1,6 не превосходят 22% и для значений р< 1,25 — 10%. Из рис. 57 следует, что для маловод­ ных лет с обеспеченностью до 75% эти отклонения не превы­ шают 10% при значениях р меньше 1,5—1,6. Аналогичная картина наблюдается для многоводных лет разной обеспечен­ ности, но соответствующие отклонения несколько меньше вследствие асимметричности кривых распределения стока.

Установив таким образом некоторые теоретические пред­ посылки, определяющие зависимость внутригодового (межсе­ зонного) распределения стока от водности года, а также связь

величины

wr

с

Л

wc

р и Су, перейдем непосредственно к рас-

 

 

 

смотрению этих предпосылок и связей применительно к фак­ тическим данным по 40 рекам бассейна Сыр-Дарьи, для кото­ рых выполнен дальнейший анализ. Эти реки являются доста­ точно типичными для Средней Азии вообще, так как они пред­

ставляют весь

диапазон типов питания рек Средней Азии с

показателями

W

я

от 0,16 до 2,76. Однако перед тем,

8 = —

 

 

Щ

 

как перейти от рассмотрения теоретических зависимостей в

колебаниях годового и сезонного стока к фактическим, необ­

ходимо особо подчеркнуть, что все вышеприведенные теоре­ тические зависимости выведены при условии полной синхрон­ ности многолетних колебаний годового и сезонного стока и при функциональной связи между значениями кг и кс. При отсутствии синхронности или при асинхронности колебаний

180