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

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

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 г ) 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 CCVc . 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 (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