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: 116
Скачиваний: 0
Стока взаимосвязь между ними не может характеризоваться только соотношениями значений коэффициентов вариации; последние должны быть дополнены показателями, определяю щими особенности хронологической последовательности лет различной водности. Однако, как известно, науке пока еще не удалось установить законы, которые определяют хронологиче скую последовательность лет различной водности и поэтому многолетние колебания стока принимаются в гидрологии как стохастический процесс. На практике при рассмотрении взаилюсвязи в колебаниях годового и сезонного стока, по-видимо- му, относительно редко можно встретить полную синхронность этих колебаний, которая в большинстве случаев искажается или даже нарушается под влиянием пока недостаточно изу ченных факторов. О некоторых из этих факторов говорилось в главе III. Следовательно, можно полагать, что и теоретиче ская зависимость относительного межсезонного распределения стока от водности года, определяемая выведенными выше при условии полной синхронности стока соотношениями (17) и (20), на практике в ряде случаев искажается или затушевы вается дополнительными отклонениями в колебаниях стока, вызываемыми факторами, не зависящими непосредственно от водности года.
В предыдущем разделе, где рассмотрены особенности из менчивости сезонного стока рек Тянь-Шаня, установлено, что именно по указанным выше причинам у рек группы II, у кото рых по условиям генезиса стока за год и за лимитирующий сезон отсутствует синхронность колебаний стока, даже на основе теоретических предпосылок нельзя ожидать связи между водностью года и внутригодовым (межсезонным) распределением стока.
Как следствие этой констанции нужно заключить, что для рек группы II нельзя рекомендовать определение расчетного межсезонного распределения стока в зависимости от водности года, т. е. по методу компоновки. Однако и для рек группы I, у которых теоретически имеется связь посезонного распреде ления стока с водностью года, метод компоновки, по-видимо- му, целесообразно применять лишь для определенных границ
значений Cv |
и (3. |
В целях выяснения этих границ продолжим анализ для рек |
|
этой группы. |
Поскольку, как указано выше, в многолетних |
колебаниях |
годового стока и стока за лимитирующий сезон |
(лето) этих рек наблюдается синхронность, для них теорети чески имеют место равенства (17) и (20), говорящие о зави симости межсезонного распределения стока от водности года. Однако на практике эта синхронность стока не является пол-
Таблица 16
Значения коэффициентов корреляции между модульными коэффициентами стока за лимитирующий сезон (кс ) и за год (кг ) у типичных
по условиям питания рек Средней Азии
|
Показа |
|
Среднее от |
||
|
Коэффициент |
клонение фак |
|||
|
тель |
ти |
|||
|
тических зна |
||||
Реки |
па |
пи |
корреляции СВЯЗИ: |
||
чений кс ОТ |
|||||
|
тания, |
Kc= f(Kz ) |
|||
|
теоретиче |
||||
|
б |
|
|||
|
|
ских, % |
|||
|
|
|
|
||
Зергер |
0,16 |
+ 0,93±0,06 |
13,3 |
||
Кугарт |
0,23 |
+0,89 ±0,12 |
13,7 |
||
Гава (устье р. Терс) |
0,26 |
+ 0,88±0,12 |
20,2 |
||
Шанкол |
0,93 |
+ 0,83±0,16 |
15,7 |
||
Исфайрам |
1,40 |
+ 0,87±0,13 |
10,8 |
||
Сох |
2,50 |
+0,76 ±0,23 |
18,0 |
||
Исфара |
2,76 |
+ 0,59±0,36 |
33,0 |
ной, а лишь приближенной, о чем, в частности, говорят значе ния коэффициентов корреляции в табл. 16. По-видимому, если бы синхронность была полной, то связь между равнообеспе ченными модульными коэффициентами годового стока и стока за лимитирующий сезон имела бы вид функциональных зави симостей, таких, какие изображены сплошными линиями на рис. 59, построенными для характерных рек по таблице Фос тера-Рыбкина по соответствующим параметрам Cvи CVc . В
действительности же зависимости |
кс = /(к г) |
имеют |
вид |
приближенных связей и характеризуются полем точек, |
кото |
рые в той или иной степени отклоняются от теоретических за висимостей (см. рис. 59).
Мысленно мы можем представить сложный процесс много летних колебаний величин и относительного распределения межсезонного стока как происходящий под влиянием факто ров двух категорий. К первой из них относится влияние водно сти года, которое теоретически изображается на рис. 59 сплошной линией. Ко второй категории факторов следует отнести все те, которые вызывают отклонения от этой зависи мости. В частности, это гидрометеорологические факторы,, определяющие особенности накопления, таяния и расходова ния влаги внутри года в бассейнах рек в конкретные годы. Отклонения второй категории необходимо пока рассматри вать как явление случайное, поскольку сами факторы, их вы зывающие, и вид зависимостей отклонений от них в настоя щее время еще не изучены.
При таком рассмотрении процесса представляется возмож ным раздельно оценить относительное влияние водности года
182
Г р у п п а |
1 |
Нис. 59. Связи равнообеспеченных теоретических и эмпирических значений модульных коэффициентов стоки за год (Л'г ) и за лимитирующие сезоны
(Кв и Кл) в зависимости от значений коэффициента р.
183
и прочих случайных факторов на колебания сезонного стока и на относительное межсезонное распределение стока рек дан
ной группы.
Влияние водности года характеризуется качественно и ко личественно графиками на рис. 58, из которых видно, что весьма существенное влияние на величину отклонений в меж
сезонном распределении стока от средних значений |
3 . |
имеет величина р и Cv. В связи с этим весьма важно выяснить, в каких пределах изменяются эти величины для рек ТяньШаня.
Выше отмечалось, что большинство рек Тянь-Шаня имеют относительно небольшую изменчивость годового стока. Из рис. 60 видно, что половина рек имеет Cv <0,2 и только для 20% рек значение Cv >0,3. Такие повышенные величины Cv характерны для небольших низкогорных рек снегового и сне гово-дождевого питания, формирующихся на юго-западном
склоне Чу-Илийских гор и на склонах хр. Каратау. Водохозяйственное значе ние этих рек небольшое.
На рис. 61 показана кривая обеспеченности ве личины Р для рек бассейна Сыр-Дарьи, принадлежа щих к группе I, где С —
Рис. 60: Обеспеченность величины коэффициента вариации годового сто ка Со для рек Тянь-Шаня.
коэффициент изменчивости стока за лето (июль—сен тябрь), т. е. за лимитиру ющий сезон для рек дан ной группы. Из графика можно заключить, что для этих рек Р не превосходят величины 1,6, а для поло вины всех рек — мень ше 1,3.
Из рис. 57 видно, что даже для предельной для рек данной группы величи ны 3= 1,6 отклонения от носительного сезонного стока (w c ) от_его средне
го значения (wc ) не пре-
J5
1.5
1.3
Рис. 61. Обеспеченность коэф-
А/
фидиента р=» -£ - |
для рех |
|
бассейна Сыр-Дарьи, |
харак |
|
теризующихся показателями oq |
|
|
типа питания б<1,4. |
|
|
вышают 10% для обеспеченностей |
стока в пределах р = 2Ъ— |
|
75% и лишь для очень маловодных |
(р>95%) и многоводных |
.лет эти отклонения могут достигать теоретически 20% при значениях С.,=0,2.
Таким образом, можно заключить, что если рассматривать влияние водности года на внутригодовое распределение стока изолированно, вне зависимости от прочих факторов, то можно видеть, что это влияние на межсезонное распределение стока и у рек группы I проявляется довольно слабо.
Для оценки влияния всех других факторов, которые обус
лавливают отклонение на |
рис. 59 |
фактических |
точек от |
|||
теоретической зависимости |
к с |
= !(кг), |
для 35 |
рек |
груп |
|
пы I за период 1936—1960 гг. были |
вычислены |
для мало |
||||
водных лет (р=85—95%) |
отклонения |
фактических |
мо |
|||
дульных коэффициентов стока |
за лимитирующий |
сезон кс от |
||||
теоретических их значений, |
равнообеспеченных с модульными |
коэффициентами годового стока соответствующих маловодных леткг. Эти отклонения выражались в процентах от последних
| ^ к£. ЮО | и в соответствии с равенством (16) являются иден тичными отклонениям сезонного стока от его средней величи ны ( А-—-- • 100V Кривая обеспеченности данных отклонений
\1
изображена на рис. 62 сплошной линией совместно с кривой обеспеченности отклонений первой категории, подсчитанных для тех же маловодных лет (пунктирная кривая). Из сопо ставления кривых видно, что при всех обеспеченностях откло нения второй категории превосходят отклонения первой кате-
185
Рис. 62. Кривые обеспеченности: 1) теоретически возмож ных, при полной синхронности колебаний годового и се зонного стока, отклонений (Д ) относительного летне го стока_маловодных лет от его среднемноголетнего зна
чения Wл (пунктирная кривая); 2) отклонений (ДЯ^) фактических значений модульных коэффициентов летнего стока от их теоретических значений, равнообеспеченных с модульными коэффициентами годового стока, для тех же маловодных лет (сплошная кривая).
Рис. 63. Зависимости от по казателя (3: 1) теоретически возможных, при полной син хронности колебаний годово го и сезонного стока, откло нений (Д1КЛ ) относительноголетнего стока маловодных лет от среднемноголетних его значений (сплошная кри вая); 2) отклонений (ДК4 ) фактических значений мо дульных коэффициентов лет него стока от их теоретиче ских значений, равнообеспе ченных с модульными коэф фициентами годового CTOKai. для тех же маловодных лес
(пунктирная кривая).
186
юрии, имея средние значения соответственно 13,0 и 8,3%. Однако необходимо иметь в виду, что если отклонения второй категории явно не зависят от значений р, то отклонения пер вой категории, как показано выше, растут с увеличением вели чин этого показателя. Учитывая это обстоятельство, в соответ ствии с графическим построением на рис. 63, можно уточнить сделанный выше, на основании рис. 62, вывод и заключить, что отклонения второй категории превосходят отклонения пер
вой |
категории по крайней мере для значений |
показателя |
|
Р < 1,5, какими характеризуется большинство рек |
группы Г |
||
(рис. 61). |
|
что в усло |
|
Это позволяет сделать весьма важный вывод, |
|||
виях |
формирования |
и изменчивости стока рек Тянь-Шаня |
|
влияние водности года |
на относительное внутригодовое рас |
пределение стока практически затушевывается отклонениями, вызываемыми другими факторами, нарушающими синхрон ность в колебаниях годового и сезонного стока. Это объясняет также кажущийся на первый взгляд парадоксальным и впер вые описанный в литературе В. Л. Шульцем (207) факт отсут ствия у большинства рек Средней Азии сколько-нибудь замет ной связи между относительным стоком (в % от годового) за весну и лето и водностью года.
Среди упомянутых факторов, затушевывающих влияние водности года на внутригодовое распределение стока рек Средней Азии, наибольшую роль играют конкретные для раз ных лет сочетания метеорологических условий, определяющих процессы накопления влаги на водосборе, процессы таяния,, поступления стока с водосбора в речную сеть в отдельные отрезки времени. Это вносит определенное разнообразие в от носительное внутригодовое распределение стока в годы оди наковой водности, что можно проследить по гидрографам рек разного типа питания, сгруппированным на рис. 64 для лег одинаковой водности: в левом вертикальном ряду — маловод ные годы, в среднем ряду — средние по водности годы и в правом ряду — многоводные. Соответствующие числовые ха рактеристики распределения стока даны в табл. 17.
В качестве примера укажем, что р. Кугарт, являющаяся рекой снегового питания, в маловодные 1939, 1944 и 1957 годы имела некоторые отличия во внутригодовом распределении стока, несмотря на примерно одинаковую обеспеченность снегозапасов и годового стока в целом. Это в основном объясня ется тем, что 1944 год отличался ранней весной с интенсивным снеготаянием уже в апреле и мае, что привело к спаду расхо дов половодья уже в начале июня. Наоборот, 1957 год имел холодную весну, что задержало снеготаяние в апреле—мае и
187